蛋白质和核酸的生化
运动生物化学
(一)核酸的化学组成
1、核酸的元素组成 核酸分子由C、H、O、N、P,有些还有S, 其中P含量稳定,约为9-10%。故可以测定P来 了解组织中核酸的含量。 2、核酸的分子组成
磷酸 核 糖 脱氧核糖 嘌 呤
核酸
单核苷酸 核苷
戊糖
碱基
嘧
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碇
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(二)核酸的分类
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在细胞中,核酸是一种关键性的成分,它储 存遗传信息,并参与这种信息在细胞内的表 达,同时细胞存在很多的游离单核苷酸(如 ATP),参与调节细胞的物质代谢和能量代谢。
一、核酸 二、体内重要的单核苷酸-三磷酸腺苷
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一、核酸
核酸:由许多不同的核苷酸按一定的循序排列、 并具有一定的空间结构的高分子化合物。 在生命体内,核酸常与蛋白质合成复合物 核蛋白而存在,核蛋白水解,其产物有核酸和 核苷酸,它们与人体生命活动有十分密切的关 系。 (一)核酸的化学组成 (二)核酸的分类 (三)运动与核酸功能
核酸可以分为两大类,即核糖核酸(RNA) 和脱氧核糖核酸(DNA)。它们的分子组成特 点和生物学功能见下表。
RNA DNA
脱氧核糖、碱基(腺嘌 呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、 胸腺嘧啶)、磷酸 双链(双螺旋结构)
组 结 分
成 构 布
核糖、碱基(腺嘌呤、 鸟嘌呤、胞嘧啶、尿 嘧啶)、磷酸
单链 细胞质、细胞核、
遗传信息表达,指导 蛋白质合成
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四级结构: 四级结构
由二个或二个以上具有三级结构的蛋白质分子 亚基,按一定方式聚合起来形成蛋白质的大分子, 即为蛋白质的四级结构。维持蛋白质空间结构的 作用力有氢键、盐键和范德华力,有些还依赖二 硫键。以下是蛋白质的四级结构示意图:
a、血红蛋白质
b、天冬氨酸甲酰基转移酶
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第七章 核酸的生化
1、组成肽链的氨基酸是通过肽键连接起来的
NH2
…… +
(肽键)
(N末端)H2N ……
C N
……COOH(C末端)
二个氨基酸脱水结合成二肽,如果多个氨基酸以 肽键连接起来,就成了肽链。
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……
R C COOH + H O H
H R H N C COOH + H2O H
2、蛋白质的空间结构
构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列 顺序以及肽链的数目和空间结构不同,故可 形成多种多样结构不同、功能各异的蛋白质。 蛋白质分子结构复杂,可分为一级结构和空 间结构。
蛋白质分子巨大,结构复杂,种类繁多, 但不同种类的蛋白质都有着类似的元素组成和 基本结构单位。 (一)蛋白质的元素组成 (二)蛋白质的基本结构单位 (三)蛋白质的空间结构
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(一)蛋白质的元素组成
蛋白质主要由C、H、O、N、S等组成,此 外还含有P、Fe、Cu、Mn、Co、Zn、I等微量 元素,其中N元素含量相对稳定,约为16%, 故常用食物中N的含量来评定其蛋白质的含量。
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蛋白质和核酸的生物化学
蛋白质的生化
蛋白质是生命活动的基础,是构成细胞和组 织的主要成分。蛋白质的功能依赖于自身的组成 和结构,长时间大强度运动时蛋白质代谢供能的 比例增大。 一、蛋白质的分子组成和结构 二、运动与蛋白质功能 三、肌酸
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一、蛋白质的分子组成和结构
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细胞核、线粒体
生物功能
遗传信息载体
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RNA和DNA中多核苷酸链的节段
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DNA的双螺旋结构
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(三)运动与核酸功能
机体内核酸常与蛋白质结合成核蛋白存在。 核酸中的DNA是遗传信息的载体,而RNA与蛋白 质的合成密切相关。研究运动对DNA和RNA的影 响,可作为运动能力的遗传与选材及运动训练 对身体在分子水平上影响的依据,以便科学地 提高训练效果。如力量训练过程中传递信息的 RNA(mRNA)增加,有助于肌肉蛋白合成加强; 耐力性运动时脂蛋白脂肪酶的mRNA含量增加 117%,说明有助于脂肪动员。为从分子水平上 阐明运动对人体的影响提供了理论依据。
(1)一级结构 (2)空间结构
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(1)一级结构
一级结构又称初级结构,由肽键将 氨基酸连接成肽链构成。在运动竞赛违 禁药物中的肽类激素,如人体生长激素 (hGH),是由191个氨基酸构成的线型多 肽激素,促肾上腺皮质激素(ACTH)则 由39个氨基酸构成的肽链。 一级结构:氨基酸的种类、数量、 排列顺序和连接方式。
即蛋白质量=N含量100/16
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(二)蛋白质的基本结构单位
蛋白质的基本结构单位氨基酸, 氨基酸的结构为:
R为侧链
NH2 R C COOH H
人体内不同侧链氨基酸有20种,分为 必需氨基酸和非必需氨基酸两类
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必需氨基酸:人体需要,但体内不能合成或 合成不足,而必须从食物补充的氨基酸。
赖氨酸 苏氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 亮氨酸 缬氨酸 色氨酸 异亮氨酸
必需氨基酸有8种
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非必需氨基酸:是指体内可以合成,而不必由 食物中补充的氨基酸。
非必需氨基酸有12种
甘氨酸 丙氨酸 天门氨酸 脯氨酸 酪氨酸
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(三)蛋白质的空间结构
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(2)空间结构
蛋白质分子多肽链本身 绕曲折叠可形成二级结构。维 持蛋白质二级空间结构的作用 力除了主键肽键外,还有副键 氢键。
蛋白质的二级结构常有 片状和螺旋结构,右图是其 螺旋结构:
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三级结构
在二级结构基础上进一步盘旋卷曲折叠,形成具 有立体形状的三级结构。一般为球状或椭圆状。 下图是肌红蛋白的三级结构: