实验一、转录增强因子在DNA转录中的调控作用– 16学时
一.目的和要求
1. 掌握转录增强因子对启动子控制下报告基因调控的工作原理，了解常见的报告基因种类及启动子种类。
2. 学习PCR克隆转录增强因子CRE，构建报告基因表达载体、细胞培养、细胞转染和荧光素酶活性检测技术。
二.基本原理
报告基因 (reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因。把它的编码序列和其它基因相融合形成嵌合基因，当在调控序列控制下进行表达时，利用报告基因的表达产物可以来标定目的基因的表达调控。
作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：(1)已被克隆和全序列已测定；(2)表达产物在受体细胞中不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；(3)其表达产物能进行定量测定。
在动物基因表达调控的研究中，常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、β-半乳糖苷酶基因、荧光蛋白、荧光素酶基因等。荧光素酶(Luciferase) 是生物体内催化荧光素或脂肪醛氧化发光的一类酶的总称。自然界有许多发光生物, 1956年, McElroy 等首次从萤火虫中提取到荧光素酶, 此后各国研究人员相继报道了对各种发光生物中荧光素酶的研究。萤火虫荧光素酶是分子量为60～64kD的多肽链,在Mg2+、ATP、O2存在时,催化D-荧光素(D-Luciferin)氧化脱羧,发出光(λ=550～580nm)。荧光素酶作为新型报告基因，与传统报告基因相比，具有检测速度快、灵敏度比cat基因高30～1000倍、费用低、不需使用放射性同位素等优点，因此在基因工程方面得到了广泛的采用，同时荧光素酶在发光免疫分析及环境监测、微生物检测等方面的应用也愈来愈受到关注。
调控元件的选择依赖于特定的信号转导途径。很多情况下，GPCRs的活化信号可通过特定的信号转导途径将信息传递至细胞核，调控特定基因的转录。多种自然和合成的调控元件都广泛用于报告基因系统。自然启动子，如c-fos启动子，含有Serum inducible
element(SIE)、Serum response element（SRE）、cAMP response element（CRE）等一系列转录因子结合位点，这些调控元件使得该启动子同时受多重信号转导事件的调控。人工合成的启动子中可加入多个单一调控元件，如cAMP反应元件（CRE）。
G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors，GPCRs）通过与异源三聚体G蛋白的相互作用广泛参与胞内第二信使的调控，从而实现细胞外到细胞内乃至细胞核的信息流通。受体激活后，G蛋白解离为α亚基和βγ亚基并各自激活胞内信号。其中，与Gaq相偶联的GPCRs 通过激活磷脂酶Cβ（PLCβ）使质膜上的4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使。IP3与内质网上的IP3配体结合，开启钙通道，使胞内Ca2+浓度升高，激活各类钙离子依赖蛋白。DG可活化与质膜结合的蛋白激酶C（Protein Kinase C，PKC），活化后的PKC通过磷酸化蛋白质的丝氨酸/苏氨酸促使细胞产生不同的反应；与Gas偶联的GPCRs通过激活腺苷酸环化酶（adenylyle cyclase，AC）产生cAMP；与Gai相偶联的GPCRs抑制AC并减弱cAMP水平。同时，来自Gai和其他G蛋白的βγ亚基可通过激活有丝分裂激活蛋白激酶（mitogen-activatedprotein kinase，MAP kinase）途径从而活化一系列效应系统。
Gas偶联的GPCRs，在激动剂结合后，可造成胞内cAMP水平的升高，进而激活PKA。活化后的PKA可通过磷酸化CREB（CRE binding protein），促使CREB入核并与特定基因的CRE 启动子序列结合，从而促进基因转录。促生长素抑制素（somatostatin）、绒毛膜促性腺激素（α-chorionic-gonadotrophin）和促肾上腺皮质素释放激素（corticotrophin-releasing hormone）基因启动子中的CRE序列由TGACGTCA组成，而c-fos启动子中的CRE则由TGACGTTT 组成。
抗原刺激T细胞后可激活PLC，接着PLC活化转录因子NFAT（nucler factor of activated T cells）。PLC激活后可通过水解磷酸肌醇增加肌醇磷酸和二酰基甘油的浓度，后两者分别可增加胞内钙离子水平和激活PKC，PKC可促进AP-1即刻早期基因的两组成蛋白Fos和Jun 的形成。而钙离子的升高可激活依赖钙调蛋白的磷酸酯酶（calcineurin），使NFAT去磷酸化并入核与Fos和Jun形成转录复合物，最终协同诱导NFAT和AP-1反应元件控制下基因的表达。
血清反应元件（SRE）通过MAP激酶途径激活。SRE由血清反应因子和三元复合因子（如：Elk-1）组成。MAP激酶通过磷酸化三元复合因子而使复合物起始转录。来自于Gai的βγ亚基通过激活Ras依赖的MAP激酶激活此条途径，而通过Gaq偶联的受体则依赖PKC的激活而活化MAP激酶途径。
本实验利用转录增强因子CRE及报告基因荧光素酶建立大麻素受体CB1的功能检测模型
三、材料与试剂
3.1 实验材料
(1) 基因组DNA及CRE-VIP专一性引物
(2) HEK293（人胚肾细胞株）
3.2 实验试剂
(1) PCR试剂盒。
(2) PBS
(3)胰酶
(4) DMEM培养基
(5)胎牛血清
(6) 转染试剂（脂质体转染试剂、磷酸钙转染试剂）
(7) 激动剂、拮抗剂
(8) Forskolin
(9)荧光素酶检测试剂盒
3.3 实验器材
① PCR管和EP管；②微量移液枪；③细胞培养器材（100 mm dish、6-well palte、24-well palte、
移液管）④离心机；⑤PCR扩增仪；⑥核酸电泳仪；⑦凝胶成像仪；⑧细胞超净台；⑨细胞培养箱；⑩倒置相差显微镜
四、操作方法
4.1人类基因组DNA提取（略）
4.2 基因组DNA 扩增VIP-CRE序列
CRE-VIP代表一个CRE序列和一个VIP序列，它的长度为290bp。以人类基因组DNA为模板进行PCR扩增,两端的酶切位点分别为BamH I和Hind III。
●PCR反应液组成
Buffer：5μl
ddH2O：37μl
模板（基因组）：2μl
引物（上）：1μl
引物（下）：1μl
dNTP（10mM）：4μl
Tap酶：0.25μl
●CRE-VIP的PCR扩增条件：
94℃(5min)－[94℃（1min）－56℃（50s）－72℃（40S）]30cycles-72℃(5min)
4.3 载体构建（略）
4.4 质粒提取及检测
所用质粒为PCMV-CB1 和 PBLUESCRIPT-3CRE-VIP-荧光素酶
4.5 细胞培养
●培养条件
细胞培养基：含10%FBS的DMEM/Low Glucose
温度：37度
二氧化碳浓度：5%
●传代方案
1. 待细胞汇合度达到80-90%时，弃培养液。
2. 用1X PBS 漂洗细胞。漂洗后，将PBS吸出。
3. 用含有0.25% (w/v) 的胰酶快速润湿细胞，润湿完毕后，弃胰酶并放置37度CO2培养箱孵育1-5分钟。
4. 消化期间可在显微镜中观察，若发现细胞变圆，立即停止孵育，加适当培养液。
5. 用吸管或枪头轻轻吹匀后根据实验需要选择合适的传代密度，推荐1:2至1:5。
4.6 转染
●转染
此实验步骤适合于进行6孔板贴壁细胞的瞬时或稳定转染。
1. 收获细胞，将处于生长状态良好的293细胞，以3-5×105的密度接种于6孔培养板中。在37℃，5％CO2培养箱中继续培养18－24h。
2. 转染
五、细胞模型的功能检测
●细胞准备
1.将6孔板中转染后的293细胞，以合适密度接种于48孔培养板中。
2. 在37℃，5％CO2培养箱中培养18-24h，使在进行实验的当天细胞达到70-80％的汇合度。
●药物刺激
● 1. 提供CB1的激动剂WIN-55212-2， CB1的拮抗剂SR141716。
2. a.加含不同浓度WIN-55212-2的培养基，做激动剂刺激实验。设对照。设置平行组。
B.加含100nM 的WIN-55212－2 的不同浓度的SR141716培养基，做拮抗剂功能实验。另设一空白对照、一正对照及一孔只含100nM WIN-55212－2。设置平行组。
3. 于37℃，5％CO2培养箱培养中孵育4-5小时后，按荧光素酶报告基因检测部分，测定荧光素酶活性
●荧光素酶报告基因检测
1. 将细胞培养基从待检细胞中吸出。
2. 向细胞培养板中加入适当的1X 裂解缓冲液（48孔板：50ul）。冰浴裂解10min。
3. 为萤光光度计(BERTHOLD, FB12 Luminometer)设置合适的时间延迟及测量时间。典型的延迟时间为2 秒，典型的读数时间为4秒。
4. 取25μl 萤光素酶检测试剂加入事先收集的25μl细胞裂解上清液中，马上放入萤光光度计中读数。如果产生的光强度足够，可以缩短检测时间。
5. 记录结果。
六、作图分析、讨论（PRISM绘图软件）
实验设计（三选二）：
A.不同转染试剂：lipofectamine 2000
磷酸钙转染试剂
B.不同的质粒比例
C.激动剂和拮抗剂
实验二、GPCR受体的膜定位和激活后内吞的观察– 16学时
一、目的和要求
1. 了解绿色荧光蛋白在受体表达定位及受体活化后内吞中的应用。
2. 理解受体失敏和内吞的含义，了解受体内吞在胞内信号转导中的地位。
二、基本原理
G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors，GPCRs）是一类高度保守的膜蛋白超家族,广泛存在于从真菌到哺乳动物的几乎所有生命体中。细胞外信号通过G蛋白偶联受体将信息传递至胞内并通过效应系统发挥广泛调控作用。
绝大多数与G蛋白相偶联的受体在激动剂的长期或反复刺激下都会出现反应性降低现象称受体失敏（desensitization），而且随着作用时间的延长受体会经历不同的变化过程。受体失敏发生在激动剂刺激后几秒至几小时内,此时虽然受体对刺激的反应性降低,但细胞膜表面的受体数量并未减少。如果激动剂持续存在则会在几分钟至几小时内引起细胞膜表面的受体数量降低,即内吞(internalization)。内吞的受体可能发生两种变化:一是在内含体（endosome）内发生去磷酸化,通过再循环回到胞膜表面,完成复敏( resensitization);二甚至受体进一步发生不可逆的降解, 从而引起受体下调( down-regulation)。
G蛋白偶联受体在特定激动剂诱导下，受体构象发生改变，构象改变后的受体被第二信使依赖的激酶或G蛋白偶联受体激酶识别并发生快速磷酸化。磷酸化后的受体招募
β-arrestins从细胞质转位至细胞膜。Arrestin由独特的N端和C端结构域通过12个参与磷酸化受体结合的极性残基核心连接而成。GPCR与Arrestins的结合引起arrestin构象的改变，促进C端结构域的暴露，暴露的C端结构域将进一步与笼型蛋白（clathrin）和笼型蛋白适配器AP-2（adaptor protein complex-2）的β2衔接蛋白亚基（β2-adaptin subunit）发生相互作用。接着β2AR-arrestin复合体通过网格蛋白包被的小窝（Clathrin coated pits, CCPs）在dynamin的发动下发生内吞。
受体内吞模型研究中最重要的工具之一是绿色荧光蛋白（green fluorescent protein）。GFP源于Jellyfish Aequorea Victoria，是Shimomura等于1962年发现的蛋白质，由238个氨基酸组成，分子量约为27KD。GFP有两个吸收峰，主峰在395nm，次峰在470nm，其荧光发射峰在509nm。GFP的突变体增强型荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein）改善了GFP在37℃的折叠能力、显著提高了GFP的光谱性质并大大增强了荧光强度和光稳定性。突变后的GFP激发峰转移至488nm，而发射峰仍保持在509nm，这和常用的FITC滤光
片匹配，提高了GFP的应用潜力。GFP的内在发光性质使得它在生物学和医学领域诸如分子标记、药物筛选、融合抗体、生物传感器等研究中具有极其重要的作用。通过常规的基因操作，构建受体GFP融合蛋白，这样可以观察、跟踪受体蛋白的时间、空间变化，可用于研究膜受体的细胞定位和激动剂诱导的受体内吞。
本实验利用报告基因绿色荧光蛋白检测烟酸受体HM74A的内吞作用
三、材料与试剂
3.1 实验材料
(1) pEGFP-HM74A质粒
(2) HEK293（人胚肾细胞株）
3.2 实验试剂
(1) PCR试剂盒。
(2) PBS
(3)胰酶
(4) DMEM培养基
(5)胎牛血清
(6) 脂质体转染试剂
(7) 激动剂
(8) 多聚甲醛
3.3实验器材
①载玻片和盖玻片；②微量移液枪；③细胞培养器材（100 mm dish、6-well palte、24-well palte、移液管）；④离心机；⑤口罩和镊子；⑥细胞超净台；⑦细胞培养箱；⑧荧光显微镜或共聚焦荧光显微镜
四、操作方法
4.1质粒提取及检测
HM74A-pEGFP 和 PCDNA-β-ARRESTIN2
4.2细胞培养
4.3转染
转染此实验步骤适合于进行6孔板贴壁细胞的瞬时或稳定转染。
1. 收获细胞，将处于生长状态良好的293细胞，以3-5×105的密度接种于6孔培养板中。
37℃，5％CO2培养箱中培养18－24h。
2. 转染，所用质粒为pEGFP-HM74A质粒和PCDNA-β-ARRESTIN2 质粒
4.4受体定位及内吞研究
细胞准备
1.将6孔板中转染后的293细胞，平均分配于个事先置有灭菌盖玻片的6孔板中。
2. 在37℃，5％CO2培养箱中培养18-24h，使在进行实验的当天细胞达到70-80％的汇合度。激动剂刺激和细胞固定
1． A.配制不同浓度的激动剂烟酸（用DMEM稀释），作用细胞，于37℃，5％CO2培养箱中孵育45分钟。
B.加高浓度烟酸分别孵育0、1、5、15、30，45min。
C.刺激45min后，去除激动剂1小时。
2. 孵育完毕后将细胞培养基从待检细胞中吸出。
3. 用1X PBS 漂洗细胞。漂洗后，尽可能地将PBS吸出。
4. 4%多聚甲醛室温下固定10分钟
5. 将玻片从6孔板中取出，置于事先滴有甘油的盖玻片上，封片。
细胞定位及内吞观察
荧光显微镜下观测绿色荧光蛋白的分布
实验设计：1.单转和共转； 2.时间梯度、浓度梯度（二选一）； 3. 受体 RECYCLING 。
1、简述分光光度法的原理和分光光度计的操作步骤。 原理：物质对不同波长的光波有选择吸收的特性，利用单色光可测定物质对光的吸收能力。根据Lambert-Beer定律:A=lgl／T=lgI。／I=εbC，在分光光度计的测定范围内，可测定某一浓度物质的A值。 注:单色光、稀溶液、0.2-0.8、最大波长处、加合性 步骤：（1）预热：通电，开盖，选择“T”，预热20min（2）取比色杯。 光面为光通路，手拿毛面，样品入比色杯后，滤纸擦拭杯外液体 （3）装样：空白管放在靠近自己的第一个孔，比色杯中液体占总体积2／3~4／5（4）调零：选“T”，关盖，按100:；开盖，按0.选择“A”，关盖，按0（5）测量 2、等电点的定义，为什么等电点时蛋白质溶解度最低？ 定义：蛋白质分子酸性离解与碱性离解相等，静电荷和净迁移率均为0时溶液的pH为该蛋白质的等电点 等电点时蛋白质处于等电状态，蛋白质颗粒上的静电荷为零，无电荷间的排斥作用，容易凝集成大颗粒而沉淀，因而最不稳定，溶解度最小。 3、以实验folin酚法测定人体血清蛋白含量为例，说明样品待测液显 色浓度、样品待测液浓度与样品实际浓度三个基本概念。 样品待测液显色浓度：样品与显色试剂甲、乙显色后，和标准液进行颜色强度对比得出的样品浓度； 样品待测液浓度:稀释并显色后的样品由分光光度计测定A值，通过标准曲线法查得或标准管法求得的待测管的蛋白质浓度 样品实际浓度:稀释500倍的待测血清的实际浓度 4、以蔗糖为例，分三个方面简述蔗糖酶专一性测定原理。 蔗糖分子组成为α-吡喃葡萄糖-1,2-β-呋喃果糖，蔗糖酶专一水解α-吡喃葡萄糖-1,2-β-呋喃果糖苷键，故能催化蔗糖水解，水解产物与班氏试剂共热可产生红棕色沉淀。实验在同一条件下设置对照组和实验组，变量分别为pH值、温度、蔗糖酶的浓度。 5、简述醋酸纤维薄膜电泳法的原理及操作步骤。 原理： 用醋酸纤维素薄膜作为支持物，用合适pH值的缓冲液使Pr带电，在电场力作用下，带电颗粒向着与其电性相反的电极移动。由于各种蛋白质都有特定的等电点，如将蛋白质置于pH值低于其等电点的溶液中，则蛋白质将带正电荷而向负极移动。反之，则向正极移动。依据V=Eq／6πrη得蛋白质分子在电场中移动的速度与其带电量、分子的形状及大小有关，所以，可用电泳法将不同的蛋白质分离开来。（血清中含有多种蛋白质，它们的等电点都在pH 7.5以下。将血清放于pH 8.6的缓冲液电泳时，所有的血清蛋白都带有负电荷，在电场中将向正极移动。由于各种血清蛋白在相同pH时所带电荷数量不等，分子颗粒大小不一，因而泳动速度不同，经电泳被分离开来）。分离后的Pr经显色或紫外光等可进行测定。 步骤：1.泡膜（薄膜毛面一端1.5cm处铅笔划线） 2.准备仪器3.点样 4.电泳 5.检测鉴定（5.染色 6.浸洗 7.定量） 6、简述凝胶过滤层析法的原理和操作步骤。 原理：凝胶颗粒内部有大小不一的孔隙，且孔隙大小有一定范围，相对分子质量大的物质能够更容易从颗粒间缝隙通过而最先被洗脱出来，相对分
实验一 蛋白质及氨基酸的颜色反应 一、目的意义 1、学习几种鉴定氨基酸与蛋白质的一般方法及其原理。 2、学习和了解一些鉴定蛋白质的特殊颜色反应及其原理。 二、实验原理 1、双缩脲反应 当尿素加热到180℃左右时，2分子尿素发生缩合放出1分子氨而形成双缩脲。双缩脲在碱性溶液中与铜离子结合生成复杂的紫红色化合物，这一呈色反应称为双缩脲反应。 蛋白质分子中含有多个与双缩脲相似的键，因此也具有双缩脲的颜色反应。借此可以鉴定蛋白质的存在或测定其含量。应当指出，双缩脲反应并非蛋白质的特异颜色反应，因为凡含有肽键的物质并不都是蛋白质。 2、茚三酮反应 蛋白质与茚三酮共热，产生蓝紫色化合物，此反应为一切蛋白质及α-氨基酸（除脯氨酸 和羟脯氨酸）所共有。含有氨基酸的其他化合物也呈此反应。 该反应十分灵敏，1:浓度的氨基酸水溶液就能呈现反应。因此，此反应广泛用于氨基酸的定量测定。 3、黄色反应 含有苯环侧链的（特别是含酪氨酸）蛋白质溶液与硝酸共热时，呈黄色（硝基化合物），再加碱则变为橙黄色，此反应也称为黄蛋白反应。 OH + HNO 3 HO NO 2 + H 2O HO NO 2 + O N OH OH
三、仪器与试剂 1、试剂 (1) 蛋白质溶液：取10mL鸡蛋清，用蒸馏水稀释至100mL，搅拌均匀后用纱布过滤得上清液。 (2) 0.3%色氨酸溶液、0.3%酪氨酸溶液、0.3%脯氨酸溶液、0.5%甘氨酸溶液、0.5%苯酚溶液。 (3) 0.1％茚三酮－乙醇溶液：称取0.1g茚三酮，溶于100mL 95％乙醇。 (4) 10％NaOH溶液、1％硫酸铜溶液、尿素、浓硝酸。 2、仪器：试管及试管夹、酒精灯。 四、操作方法 1、双缩脲反应 (1) 取一支干燥试管，加入少量尿素，用微火加热使之熔化，待熔化的尿素开始变硬时停止加 热。此时，尿素已缩合为双缩脲并放出氨气（可由气味辨别）。待试管冷却，加入约1mL10％NaOH溶液，振荡使其溶解，再加入1滴1％硫酸铜溶液。混匀后观察出现的粉红色。(2) 另取1支试管，加入1mL蛋白质溶液，再加入2mL 10％NaOH溶液摇匀，然后再加入2 滴1％的硫酸铜溶液。摇匀观察其颜色变化。 (3) 注意事项 加入的硫酸铜不可过量，否则会产生蓝色的氢氧化铜，从而掩盖了双缩脲反应的粉红色。 (4) 记载上述实验过程和结果，并解释现象。 2、茚三酮反应 (1) 取3支试管，分别加入蛋白质溶液、0.3%脯氨酸溶液、0.5%甘氨酸溶液各1mL，再加0.5mL 0.1％茚三酮－乙醇溶液，混匀后在小火上加热煮沸1－2min，放置冷却，观察颜色变化。 (2) 在滤纸的不同部位分别滴上一滴0.3%脯氨酸溶液、0.5%甘氨酸溶液，风干后再在原处滴 一滴0.1％茚三酮－乙醇溶液，在微火旁烘干显色，观察斑点出现及其颜色。 (3) 记载上述实验过程和结果，并解释现象。 3、黄色反应 向6个试管中按下表加试剂，观察现象并记录。
生化复习资料 考试： 名：10个（三、四） 选：10个（不含1、6、11、12） 3章重点维生素的载体、作用，嘌呤、嘧啶合成区别，核糖作用，一碳基团载体，ACP，载体蛋白，乙酰辅酶A缩化酶，生物素 填：20空（1、2、8） 简答：3个（1、6、7、8） 简述：3个（9、10、11、12） 血糖来源和去路，葡萄糖6-磷酸的交叉途径 实验与计算：（1、7） 一、名词解释 1、肽键：是一分子氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基脱水缩合而成的酰胺键（-CO-NH-），称为肽键。是蛋白质结构中的主要化学键（主键） 2、盐析： 3、酶的活性中心：在一级结构上可能相距甚远，甚至位于不同肽链上的基团，通过肽链的盘绕、折叠而在空间构象上相互靠近，形成的具有一定的构象，直接参与酶促反应的区域。又称酶活性部位 4、米氏常数：是反应最大速度一半时所对应的底物浓度,即当v = 1/2Vm时，Km = S 意义：Ｋm越大，说明E和S之间的亲和力越小，ES复合物越不稳定。米氏常数Km对于酶是特征性的。每一种酶对于它的一种底物只有一个米氏常数。 5、氧化磷酸化：是在电子传递过程中进行偶联磷酸化，又叫做电子传递水平的磷酸化。 6、底物水平磷酸化：是直接由底物分子中的高能键转变成A TP末端高能磷酸键叫做底物水平的磷酸化。 7、呼吸链：线粒体能将代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶的链锁反应体系逐步传递,最后与激活的氧结合为水,由于该过程利用氧气与细胞呼吸有关,所以将这一传递体系叫做呼吸链。 8、生物氧化：糖类、脂肪和蛋白质等有机化合物在生物体内经过一系列的氧化分解，生成CO2和水释放能量的总过程叫做生物氧化。 9、葡萄糖异生作用：由非糖前体物质合成葡萄糖的过程。 10、戊糖磷酸通路：指机体某些组织以6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程。 11、激素敏感激酶： 12、酮体：脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。 13、饲料蛋白质的互补作用：把原来营养价值较低的不同的蛋白质饲料混合使用，可能提高其营养价值和利用率。 14、氮平衡：是反映动物摄入氮和排除氮之间的关系以衡量机体蛋白质代谢概况的指标。 15、从头合成途径：利用氨基酸等作为原料合成 16、补救合成途径：利用体内游离的碱基或核苷合成
实验一基因的PCR扩增技术 一、实验目的与原理简介 聚合酶链式反应（polymerase chain reaction）是体外克隆基因的重要方法，它可在几个小时内使模板分子扩增百万倍以上。因此能用于从微量样品中获得目的基因，同时完成了基因在体外的克隆，是分子生物学及基因工程中极为有用的研究手段。 常规PCR反用于已知DNA序列的扩增，具体可分为三个主要过程：一、变性。通过升高温度使DNA双链模板分子中氢断裂，形成单链DNA分子，温度为94℃，时间1min。二、复性。降低温度使DNA单链分子同引物结合。温度为55℃，时间1min。三、延深。升高温度，在DNA聚合酶最佳活性的条件下在引物3端加入dNTP，实现模板的扩增，温度为72℃，时间2min。同时第一步变性前要在94℃下预变性5分钟，使DNA双链完全解开。经过 25-35个循环之后，在72℃下继续延伸10分钟。 PCR反应包含的七种基本成分： 1）热稳定性DNA聚合酶：Taq DNA聚合酶是最常适用的酶，商品化Taq DNA酶的特异性活性约为80000单位/mg. 2）寡核苷酸引物：寡核苷酸引物的设计是影响PCR扩增反应的效率与特异性的关键因素。 3）脱氧核苷三磷酸（dNTP）：标准的PCR反应体系应包括4种等摩尔浓度的脱氧核苷三磷酸，即dATP、dTTP、dCTP和dGTP。每种dNTP的浓度一般在200-250μl之间，高浓度的dNTP对扩增反应会起抑制作用，可能是dNTP与Mg2+螯合有关。 4）二价阳离子：一般需要Mg2+来激活热稳定的DNA聚合酶，由于dNTP与寡聚核酸结Mg2+合，因而反应体系中阳离子的浓度一般要超过dNTP和引物来源的磷酸盐基团的摩尔浓度。Mg2+的最佳浓度为1.5mmol/L。 5）维持PH值的缓冲液：用Tris-Cl在室温将PCR缓冲液的PH值调至8.3-8.8之间，标准PCR缓冲液浓度在10mmol/L。在72℃温育时，反应体系的温度将下降1个多单位，致使缓冲液的PH值接近7.2。 6）一价阳离子：标准PCR缓冲液内含有50mmol/L的KCl，它对扩增大于500bp长度的DNA是有益的。 7）模板DNA：含有靶序列的模板DNA可以以单链或双链形式加入到PCR混合液中，闭环DNA的及增效率略低于线性DNA。 学习PCR反应的基本原理和基本技术。 了解引物设计的一般要求。 二、材料和试剂 10Х扩增缓冲液 4种dNTP贮存液（20mmol/L，PH 8.0） Tap DNA 聚合酶 5端引物（20μmol/L）及3端引物（20μmol/L） 模板DNA 琼脂糖凝胶 PCR仪（Bio-Rad公司）移液枪（0.5-10μL 5-50μL）枪头微量移液管 一、实验操作 1）按照以下次序，将各成分加到微量离子管内混合： 10Х扩增缓冲液2.5μl M g2+1.5μl 5端引物1μl
生物化学实验讲义 赵 国 芬 2010年9月
实验之前说明 1.各班学习委员将成员分成10个大组,每个大组中2人一小组,大组采用循环实 验的方法,同时开出不同的10个实验. 2.共开出10个不同的实验 实验一温度、pH及酶的激活剂、抑制剂对酶活性的影响 实验二牛奶中蛋白质的提取与鉴定 实验三血液葡萄糖的测定-福林（Folin）-吴宪氏法 实验四双缩脲测定蛋白质的含量 实验五血清蛋白质醋酸纤维薄膜电泳 实验六植物组织中还原糖和总糖的含量测定 实验七应用纸层析法鉴定动物组织中转氨基作用 实验八植物组织中维生素C的定量测定 实验九琥珀酸脱氢酶的作用及其竞争性抑制的观察 实验十植物组织中DNA的提取和鉴定 3.穿着要利索,做好实验记录 4.注意实验室卫生和安全. 一. 实验室规则:按照实验室的规则给学生讲解. 二. 生物化学所用的实验技术 1.样品: :血液、血浆、血清、组织 植物样品：果实、花蕾、茎等 无论用什么做材料，为了提取物质，需匀浆 2．移液管的使用： 移液管吸管 移液管 奥氏吸管 读数时视线与凹面相平，取液时要用吸管嘴吸，放出液体时注意嘴部液体的残留问题。 3．离心机的使用： 平衡（管平衡、机器平衡）缓起和慢停 4．分光光度计 机器原理和测定原理（比尔定律） 5．水浴锅的使用 三、实验报告的书写（用教务处统一印刷的报告纸写） 目的、原理、仪器、药品、步骤、结果及结论、讨论
实验一、温度、pH及酶的激活剂、抑制剂对酶活性的影响 一、实验目的 通过本实验了解酶催化的特异性以及pH、温度、抑制剂和激活剂对酶活力的影响，对于进一步掌握代谢反应及其调控机理具有十分重要的意义。 二、实验原理 酶的化学本质是蛋白质。凡是能够引起蛋白质变性的因素，都可以使酶丧失活性。此外，温度、pH和抑制剂、激活剂对酶的活性都有显著的影响。酶的活性通常是用测定酶作用底物在酶作用前后的变化来进行观察的。 本实验用唾液淀粉酶作用的底物—淀粉，被唾液淀粉酶分解成各种糊精、麦芽糖等水解产物的变化来观察该酶在各种环境条件下的活性。 淀粉被酶水解的变化，可以用遇碘呈不同颜色来观察。淀粉遇碘呈蓝色;糊精按分子从大到小的顺序，遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐色和红色;最小的糊精和麦芽糖遇碘不呈现颜色反应。 三、试剂 1.0.5%淀粉溶液 2.碘化钾－碘溶液 3.1%尿素溶液。 4.1%CuSO4溶液 5.磷酸氢二钠－柠檬酸缓冲液pH5.0-8.0: 6.0.5%NaCl溶液。 7.唾液淀粉酶制备每人用自来水漱口3次，然后取20m1蒸馏水含于口中，半分钟后吐入烧杯中，纱布过滤，取滤液lOml，稀释至2Oml为稀释唾液，供实验用。 四、操作步骤 一、温度对酶活性的影响 （一）淀粉酶的观察 1、取3支大试管，编号后按表操作 2、在白色比色板上，置碘液2滴于各孔中，每隔1分钟，从第二管中取出反应
1．火 （1）酒精及其它可溶于水的液体着火时，可用水灭火 （2）汽油、乙醚、甲苯等有机溶剂着火时，应用石棉布或砂土扑灭，绝对不能用水，否则反而会扩大燃烧面积。 （3）电起火，不能用水和二氧化碳灭火器，应切断电源或用四氯化碳灭火器。 2．烧伤 （1）强碱烧伤：先用大量水冲洗，再用5%的硼酸溶液和2%的乙酸溶液冲洗。 （2）强酸烧伤：先用大量水冲洗，再用5%的碳酸氢钠或5%的氢氧化铵冲洗。 氨基酸的分离鉴定纸层析法 纸层析法是用滤纸作为惰性支持物的分配层析法。 层析溶剂由有机溶剂和水组成。物质被分离后在纸层 析图谱上的位置是用Rf值（比移）来表示的： 在一定的条件下某种物质的Rf值是常数。Rf值的大 小与物质的结构、性质、溶剂系统；层析滤纸的质量 和层析温度等因素有关。本实验利用纸层析法分离氨 基酸。 在操作过程中，手不要摸滤纸。 点样直径不超过3mm 。 点样的一端朝下, 扩展剂的液面需低于点样线1cm。 即时取出滤纸, 以免出现氨基酸层析跑到滤纸的外面不能检测。 蛋白质及氨基酸的呈色反应 双缩脲反应 紫红色肽键可用于蛋白质的定性或定量测定一切蛋白质或二肽以上的多肽都有双缩脲反应，但有双缩脲反应的物质不一定都是蛋白质或多肽。 茚三酮反应 除脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质外，所有α—氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应生成蓝紫色物质。此反应的适宜pH为5~7，同一浓度的蛋白质或氨基酸在不同pH 条件下的颜色深浅不同，酸度过大时甚至不显色。 与茚三酮呈阳性反应的不一定就是蛋白质或氨基酸。在定性、定量测定中，应严防干扰物存在。该反应十分灵敏，1∶1 500 000浓度的氨基酸水溶液即能给出反应，是一种常用的氨基酸定量测定方法。茚三酮反应分为两步，第一步是氨基酸被氧化形成CO2、NH3和醛，水合茚三酮被还原成还原型茚三酮；第二步是所形成的还原型茚三酮同另一个水合茚三酮分子和氨缩合生成有色物质。 黄色反应 含有苯环结构的氨基酸，如酪氨酸和色氨酸，遇硝酸后，可被硝化成黄色物质，该化合物在碱性溶液中进一步形成橙黄色的硝醌酸钠。苯丙氨酸不易硝化，需加入少量浓硫酸才有黄色反应。
生物化学实验报告 姓名： 专业： 院系： 学号：
实验一蛋白质分子量测定------凝胶层析法 一、实验原理 凝胶层析法是利用凝胶把分子大小不同的物质分开的一种方法，又叫做分子筛层析法，排阻层析法。凝胶本身是一种分子筛，它可以把分子按大小不同进行分离，如同过筛可以把大颗粒与小颗粒分开一样。但这种“过筛”与普通的过筛不一样。将凝胶颗粒放在适宜溶剂中浸泡，使其充分戏液膨胀，然后装入层析柱中，加入欲分离的混合物后，再以同一溶剂洗脱，在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而沿凝胶颗粒间的缝隙最先流出柱外，而小分子可以进入凝胶内部，流速缓慢，以致最后流出柱外，从而使样品中分子大小不同的物质得到分离。 凝胶是由胶体溶液凝结而成的固体物质，无论是天然凝胶还是人工凝胶，它们的内部都具有很微细的多孔网状结构。凝胶层析法常用的天然凝胶是琼脂糖凝胶，人工合成的凝胶是聚丙烯酰胺凝胶和葡聚糖凝胶，后者的商品名为Sephadex型的各种交联葡聚糖凝胶，它具有不同孔隙度的立体网状结构的凝胶，不溶于水。 这种聚合物的立体网状结构，其孔隙大小与被分离物质分子的大小有相应的数量级。在凝胶充分溶胀后，交联度高的，孔隙小，只有相应的小分子可以通过，适于分离小分子物质。相反，交联度低得孔隙大，适于分离大分子物质。利用这种性质可分离不同分子量的物质。 以下进一步来说明凝胶层析的原理。将凝胶装载柱后，柱床总体
积称为“总体积”，以Vt表示。实质上Vt是由Vo，Vi与Vg三部分组成，即Vt=Vi+Vg+Vo。Vo称为“孔隙体积”或“外体积”又称“外水体积”，即存在于柱床内凝胶颗粒外面孔隙之间的水相体积，相应于一般层析柱法中内流动相体积；Vi为内体积，即凝胶颗粒内部所含水相的体积，Vg为凝胶本身的体积，因此Vt-Vo等于Vi+Vg。 洗脱体积与Vo及Vi之间的关系可用下式表示： Ve=Vo+KdVi 式中Ve为洗脱体积，自加入样品时算起，到组分最大浓度（峰）出现时所流出的体积；Kd为样品组分在二相间的分配系数，也可以说Kd是分子量不同的溶质在凝胶内部和外部的分配系数。它只与被分离物质分子的大小和凝胶颗粒孔隙的大小分布有关，而与柱的长短粗细无光，也就是说它对每一物质为常数，与柱的物理条件无关。Kd 可通过实验求得，上式可改写成： Kd=(Ve-Vo)/Vi 上式中Ve为实际测得的洗脱体积；Vo可用不被凝胶滞留的大分子物质的溶液通过实际测量求出；Vi可由g.Wr求得。因此，对一层析柱凝胶床来说，只要通过实际实验得知某一物质的洗脱体积Ve就可算出它的Kd值。 Vo表示外体积；Vi内体积；Ve II、Ve III分别代表组分II和III的洗脱体积。Kd可以有下列几种情况： 1、当Kd=0时，则Ve=Vo。即对于根本不能进入凝胶内部的大分子物质，洗脱体积等于空隙体积。
实验1 氨基酸纸层析 一、实验目的 通过对氨基酸的分离和鉴定，掌握纸层析的基本原理及操作方法。 二、实验原理 层析法又称色谱法。是一项重要的分离技术。利用混合物中各组分理化性质的不同，使各组分以不同程度分配在两相中。 层析的种类： 根据原理分为： a 分配层(纸层析) b 吸附层析 c 亲和层析 d 离子交换层析 根据支持物分为： a 纸层析 b 柱层析 c 薄层层析 d 凝胶过滤层析 分配层析的原理： 各种物质在两种互不溶解的溶剂中的分配系数不同，从而达到分离的目的。 分配层析用于分离在水和有机溶剂中都可溶的混合物。 一种物质在两相中达到平衡时，在两相中的浓度之比是一个常数。 物质在流动相里的浓度 物质在固定相里的浓度 纸层析: 分配的过程：一部分溶质随有机相移动离开原点进入无溶质区，并进行重新分配，不断向前移动。随着有机相不断向前移动，溶质不断地在两相间进行可逆的分配。由于各种物质的分配系数不同，随展层溶剂移动的速率也不同，从而达到分离的目的。移动速度可用比移（Rf ）值表示： 色斑中心至上样原点中心的距离 K D = 图1 氨基酸纸层析示意图 R f =
溶剂前缘至上样原点中心的距离 载体：滤纸 固定相：滤纸吸附的水 流动相：水饱和酚 极性：谷氨酸＞丙氨酸＞脯氨酸 对于水－饱和酚的溶剂体系，氨基酸极性越小，KD 值越大，Ｒｆ值也越大，一定时间内随流动相迁移的距离远，反之迁移距离小。 三、实验材料 仪器 ⑴层析缸；⑵层析滤纸；⑶电吹风机；⑸喷雾器；⑹毛细管。 试剂 ⑴氨基酸标准液（6mg/mL）；⑵氨基酸混合液（6mg/mL) ⑶展层剂：水饱和苯酚溶液。 ⑷显色剂：0.3%茚三酮丙酮溶液 四、操作步骤 1、层析滤纸的准备 用铅笔在层析滤纸上距离一端2-3cm处划线并标记点样位置。 2、点样(少量多次) 用毛细管平口端蘸取少量样品溶液，点样于滤纸的相应位置，要求样品斑点直径不超过0.5cm，干燥后再点样，重复3次。 3、展层 将滤纸放入层析缸，使滤纸浸入液面以下，但不要使液面没过点样线。展层50-60分钟，取出，用铅笔绘出前沿线。 4、显色 滤纸吹干，用喷雾器把茚三酮溶液均匀细致地喷洒在滤纸有效面上，吹干。
● 氨基酸的分离鉴定（纸层析法） 分配层析：是一种连续抽提法。一种溶剂通常是被结合在固定的惰性支持物（柱、膜、纸）上的水，另外一相由流动的被水饱和的有机溶剂构成，它流过固定相。如果某一混合物的各组分在这两相中的分配系数有足够的差异，它们就可以被分离。（固定相和流动相） 分配系数：在一定条件下，某一组分在固定相和流动相中含量（浓度）的比值。 纸层析法：是用滤纸作为惰性支持物的分配层析法。层析溶剂由有机溶剂和水组成。物质被分离后在纸层析图谱上的位置使用R ?值（比移）来表示： 影响Rf 值的因素：在一定的条件下某种物质的Rf 值是常数。Rf 值的大小与物质的结构、性质、溶剂系统、层析滤纸的质量和层析温度等因素有关。 纸层析过程：点样，扩展，显色，计算 扩展剂（展层剂）：4份水饱和的正丁醇和1份醋酸的混合物。将20mL 正丁醇和5mL 冰醋酸放入分液漏斗中，与15mL 水混合，充分振荡，静置后分层，放出下层水层，上层即为扩展剂。 显色剂：0.1%水合茚三酮正丁醇溶液 ● 蛋白质的性质实验（等电点测定和显色反应） 等电点：蛋白质分子的解离状态和解离程度受溶液的酸碱度影响。当溶液的pH 达到一定数值时，蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等，在电场中，蛋白质既不向阴极移动，也不向阳极移动，此时溶液的pH 值称为此种蛋白质的等电点（pI ）。 蛋白质颗粒可因失去电荷和脱水而沉淀。（水化层和双电层） 蛋白质的沉淀反应可分为两类：可逆的沉淀反应（蛋白质分子的结构尚未发生变化。如盐析作用或在低温下用乙醇（或丙酮）短时间作用于蛋白质。）不可逆的沉淀反应（蛋白质分子内部结构发生重大改变，蛋白质常变性而沉淀，如加热引起的蛋白质沉淀与凝固，蛋白质与重金属离子或某些有机酸的反应都属于此类) 0.4%酪蛋白醋酸钠溶液：称取0.4g 酪蛋白（干酪素），加少量水在乳钵中仔细地研磨，将所得的蛋白质悬浮液移入200mL 锥形瓶内，用少量40～50℃的温水洗涤乳钵，将洗涤液也移入锥形瓶内。加入10mL 1mol/L 醋酸钠溶液。把锥形瓶放到50℃水浴中，并小心地旋转锥形瓶，直到酪蛋白完全溶解为止。将锥形瓶内的溶液全部移至100mL 容量瓶内，加水至刻度，塞紧玻塞，混匀。 0.2mol/LpH4.7醋酸-醋酸钠的缓冲液：先配制A 液与B 液，取A 液1770mL ，B 液1230mL 混合即得pH4.7的醋酸-醋酸钠缓冲液3000mL 。A 液（0.2mol/L 醋酸钠溶液）：称NaAc ?3H2O 54.44g ，定容至2000mL 。B 液（0.2mol/L 醋酸溶液）：称优级纯醋酸（含量大于99.8%）12.0g 定容至1000mL 。 ● 透析实验 透析：蛋透析是利用半透膜进行的一种选择性扩散操作，通常是将半透膜制成袋状，将生物大分子样品溶液置入袋内，将此透析袋浸入水或缓冲液中，样品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋内，而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外，直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。保留在透析袋内未透析出的样品溶液称为“保留液”，袋（膜）外的溶液称为“渗出液”或“透析液”。（白质的透析和糖类的透析） ● 蛋白质的含量测定（一）——考马斯亮蓝染色法 分光光度法：是一种利用紫外光、可见光、红外光和激光等测定物质的吸收光谱，利用此吸收光谱对物质进行定性定量分析和物质结构分析的方法。 分光光度计都包括光源、单色器、吸收池、检测器和显示装置（显示仪表）。 在紫外光波区检测选用石英、蓝宝石比色杯；在可见光波区检测可选用有机玻璃比色杯。 考马斯亮蓝G-250染色法优点：简单迅速，灵敏度高，一些阳离子如K+、Na+、Mg2+、NH42+以及乙醇等物质都不干扰测定。缺点：但一些去污剂如TritonX-100、SDS 等严重干扰测定，且样品测定后不能回收。 考马斯亮蓝G-250原理：（染料结合法）在游离状态下呈棕红色，当它与蛋白质通过疏水作用结合后变为蓝色，前者的最大光吸收在465nm ，后者在595nm ，在一定蛋白质浓度范围内（0.01～1.0mg/mL ），蛋白质-色素结合物在595nm 波长下的光吸收与蛋白质含量成正比。 ● 蛋白质的含量测定（二） ——紫外吸收法 紫外吸收法的原理：蛋白质分子中，酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键，使蛋白质具有吸收紫外光的性质，其吸收高峰在280nm 。在一定波长处，蛋白质溶液的光吸收值与蛋白质浓度成正比，因此可以进行蛋白质含量的测定。 紫外吸收法的优点：简便、灵敏、快速，不消耗样品，测定后仍能回收使用；低浓度的盐和大多数缓冲液都不干扰测定，适合柱层析洗脱液的快速连续检测。 紫外吸收法的缺点：准确度较差，干扰物质多；在用标准曲线法测定蛋白质含量时，对那些与标准蛋白质中酪氨酸和色氨酸含量差异大的蛋白质，有一定的误差；样品中若含有嘌呤、嘧啶及核酸等吸收紫外光的物质，会出现较大的干扰；测定时受样品的pH 影响较大， ● 蛋白质的性质实验（蛋白质及氨基酸的橙呈反应） 双缩脲反应：尿素加热至此180℃左右，生成双缩脲并放出一分子氨。双缩脲在碱性环境中能与Cu2+结合生成紫红色化合物，此反应称为双缩脲反应。蛋白质分子中有肽键，结构与双缩脲相似，能发生此反应。故该方法可用于蛋白质的定性或定量测定。 原点到溶剂前沿的距离 原点到层析中心的距离 R f
生物化学实验讲义 化学工程与技术学院 基础部
实验一酪蛋白的制备 一、目的 学习从牛乳中制备酪蛋白的原理和方法。 二、原理． 牛乳中主要的蛋白质是酪蛋白，含量约为35g/L。酪蛋白是一些含磷蛋白质的混合物，等电点为4.7。利用等电点时溶解度最低的原理，将牛乳的pH调至4.7时，酪蛋白就沉淀出来。用乙醇洗涤沉淀物，除去脂类杂质后便可得到纯的酪蛋白。 三、器材 1 、离心机2、．抽滤装置 3、精密pH试纸或酸度计 4、电炉 5、烧杯 6、温度计． 四、试剂与材料 1、牛奶2500mL 2、95％乙醇1200mL 3、无水乙醚1200mL
4、0.2mol／L pH 4.7醋酸—醋酸钠缓冲液3000mL 5、．乙醇—乙醚混合液2000mL 五、操作 1、将100mL牛奶加热至40℃。在搅拌下慢慢加入 预热至40℃、pH 4.7的醋酸缓冲液100 mL。用精密pH试纸或酸度计调pH至4.7。将上述悬浮液冷却至室温。离心15分钟(3 000r／min)。弃去清液，得酪蛋白粗制品。 2、用水洗沉淀3次，离心10分钟(3000r／min)， 弃去上清液。 3、在沉淀中加入30mL乙醇，搅拌片刻，将全部悬 浊液转移至布氏漏斗中抽滤。用乙醇—乙醚混合液洗沉淀2次。最后用乙醚洗沉淀2次，抽干。 4、将沉淀摊开在表面皿上，风干；得酪蛋白纯晶。 5、准确称重，计算含量和得率。 含量：酪蛋白g／100mL牛乳(g％)
得率： 测得含量 100 % 理论含量 思考题 1、制备高产率纯酪蛋白的关键是什么？ 实验二小麦萌发前 后淀粉酶活力的比较 一、目的 1.学习分光光度计的原理和使用方法。 2.学习测定淀粉酶活力的方法。 3.了解小麦萌发前后淀粉酶活力的变化。 二、原理 种子中贮藏的糖类主要以淀粉的形式存在。淀粉酶能使淀粉分解为麦芽糖。 2（C6H10O5）n +nH2O nC12H22O11 麦芽糖有还原性，能使3，5---二硝基水杨酸还原成棕色的3-氨基-5-硝基水扬酸。后者可用分光光度计测定。
吉大《生物化学（含实验）》（二） 第二章蛋白质的结构与功能 一、简述蛋白质有哪些生物学功能？ 1、生物催化作用 2、代谢调节作用 3、免疫保护作用 4、物质的转运与储存 5、运动与支持作用 6、生长、繁殖、遗传和变异作用 7、生物膜的功能和受体 8、其他功能：眼视网膜上感光的视蛋白；味蕾上的味觉蛋白。 9、蛋白质药物 二、写出定氮法测定蛋白质含量通式。 蛋白质的含量 = 蛋白质含氮量 *100/16 = 蛋白质含氮量 * 。三、组成人体蛋白质的氨基酸有多少种？写出氨基酸的结构通式。1）组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种。 2）R - CH ( N H 2) - COOH （R为不同的侧链基团）。 四、人体20种氨基酸，根据侧链R的结构和性质分为哪几类？ 根据侧链R的结构和性质分4类： 1、极性非电离氨基酸（极性中性氨基酸） 2、非极性疏水氨基酸 3、酸性氨基酸 4、碱性氨基酸 五、根据氨基酸的结构可将20种氨基酸分为哪几类？
脂肪族氨基酸、支链氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸、杂环亚氨基酸。 六、氨基酸的理化性质有哪些？ 1、带电性质与两性解离及其等电点 （1）氨基酸既含羧基，又含氨基，同时能起酸和碱的作用，是两性电解质，在水溶液中以兼性离子的形式存在。（2）氨基酸的等电点。 2、紫外吸收性质 3、茚三酮颜色反应 4、氨基酸的旋光性 5、氨基酸的晶体性质 6、氨基酸的溶解性 七、简述茚三酮颜色反应的原理。 原理：在弱酸的条件下氨基酸与茚三酮水合物供热；氨基酸产生氮；茚三酮水合物被还原产生还原物； 还原物与氮及其另一分子的茚三酮缩合；缩合物承揽紫色，最大吸收峰在570mm。 八、何谓蛋白质的一级结构？维持蛋白质一级结构的化学键有哪些？ 1、蛋白质中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构（primary structure）。 2、肽键是一级结构的主要化学键。有些蛋白质还包含二硫键（-S-S-），即由两个半胱氨酸巯基脱氢氧化而成。 九、蛋白质一级结构的意义？ 1、它使人们从根本上认识由于20种氨基酸排列顺序不同而组成多样的三百只，并具有不同的生物功能。 2、一级结构的测定还应用在临床医学中，许多先天性疾病是由于某一重要蛋白质一级结构发生改变而引起。因为蛋白质一级结构中氨基酸排列顺序是由遗传密码锁决定，氨基酸的改变最根本原因是DNA碱基顺序的改变所致，因此研究蛋白质的一级结构有助于从分子水平诊断和治疗遗传病。 十、蛋白质的二级结构的类型有哪些？维持二级结构稳定的化学键是什么？ 蛋白质的二级结构主要包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。 维持二级结构稳定的化学键是氢键。
实验一、转录增强因子在DNA转录中的调控作用– 16学时 一.目的和要求 1. 掌握转录增强因子对启动子控制下报告基因调控的工作原理，了解常见的报告基因种类及启动子种类。 2. 学习PCR克隆转录增强因子CRE，构建报告基因表达载体、细胞培养、细胞转染和荧光素酶活性检测技术。 二.基本原理 报告基因 (reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因。把它的编码序列和其它基因相融合形成嵌合基因，当在调控序列控制下进行表达时，利用报告基因的表达产物可以来标定目的基因的表达调控。 作为报告基因，在遗传选择和筛选检测方面必须具有以下几个条件：(1)已被克隆和全序列已测定；(2)表达产物在受体细胞中不存在，即无背景，在被转染的细胞中无相似的内源性表达产物；(3)其表达产物能进行定量测定。 在动物基因表达调控的研究中，常用的报告基因有氯霉素乙酰转移酶基因(cat)、β-半乳糖苷酶基因、荧光蛋白、荧光素酶基因等。荧光素酶(Luciferase) 是生物体内催化荧光素或脂肪醛氧化发光的一类酶的总称。自然界有许多发光生物, 1956年, McElroy 等首次从萤火虫中提取到荧光素酶, 此后各国研究人员相继报道了对各种发光生物中荧光素酶的研究。萤火虫荧光素酶是分子量为60～64kD的多肽链,在Mg2+、ATP、O2存在时,催化D-荧光素(D-Luciferin)氧化脱羧,发出光(λ=550～580nm)。荧光素酶作为新型报告基因，与传统报告基因相比，具有检测速度快、灵敏度比cat基因高30～1000倍、费用低、不需使用放射性同位素等优点，因此在基因工程方面得到了广泛的采用，同时荧光素酶在发光免疫分析及环境监测、微生物检测等方面的应用也愈来愈受到关注。 调控元件的选择依赖于特定的信号转导途径。很多情况下，GPCRs的活化信号可通过特定的信号转导途径将信息传递至细胞核，调控特定基因的转录。多种自然和合成的调控元件都广泛用于报告基因系统。自然启动子，如c-fos启动子，含有Serum inducible element(SIE)、Serum response element（SRE）、cAMP response element（CRE）等一系列转录因子结合位点，这些调控元件使得该启动子同时受多重信号转导事件的调控。人工合成的启动子中可加入多个单一调控元件，如cAMP反应元件（CRE）。
生化检测实验讲义 实验一粮食、油料检验-脂肪酸值测定法 一、实验目的 粮食在储藏过程中受到温度、水分和酶的影响，其脂类物质易发生水解和氧化反应。水解造成粮食游离脂肪酸含量增加，对粮食的种用品质和食用品质产生不良影响。粮食游离脂肪酸含量以脂肪酸值表示,即中和100g粮食试样中的游离脂肪酸值所需氢氧化钾的毫克数。通过脂肪酸值的测定，可以判断粮食品质的变化情况，推测储藏方法是否适当。 通过本实验要求掌握测定脂肪酸值的技术。 二、原理 浸出法。脂肪酸能溶于有机溶剂，利用苯来浸出脂肪酸，然后在酒精溶液中用标准KOH溶液中和脂肪酸，根据滴定时所消耗的碱液数量，就可求出脂肪酸值。 三、材料、仪器和试剂 1、材料 大米 2、仪器 带塞锥形瓶，量筒，移液管，微量滴定管，表面皿，天平，振荡器，漏斗 3、试剂 （1）、0.01N KOH（或NaOH）乙醇(95%)溶液 先配制约0.5N的KOH水溶液，再取20 ml,用95%乙醇稀释至500mL （2）、苯，95%乙醇 （3）、0.04%酚酞乙醇溶液 0.2g酚酞溶于500ml 95%乙醇溶液中。 四、操作方法 1、浸出 称取事先磨细的大米粉20±O.Olg于200ml或250ml锥形瓶中，加入50ml苯，加塞摇动几秒钟后，打开塞子放气，再盖紧瓶塞置振荡器振荡30min(或用手振荡45min)，取出，将瓶倾斜静置数分钟，使滤液澄清。 注：粉碎后样品如在20℃以上室温放置，脂肪酸值会很快增加，因此，必须及时进行测定。 2、过滤 用快速滤纸过滤，弃去最初几滴滤液后用量筒收集滤液25ml。 3、滴定 将25ml滤液移入锥形瓶中，再用原量筒取25m1 0.04%酚酞乙醇溶液加入锥形瓶中，立即用氢氧化钾乙醇溶液滴定至呈现微红色半分钟内不消失为止。记下所耗用氢氧化钾乙醇溶液毫升数V1。 4、空白试验 取25m1 0.04%酚酞乙醇溶液，用氢氧化钾乙醇溶液滴定，记下耗用氢氧化钾乙醇溶液毫升数V2。 五、结果计算 脂肪酸值以中和100g大米样品中游离脂肪酸所需氢氧化钾毫克数表示。 脂肪酸值=（V1-V2）×N×56.1×50/25×100/W（1-M） V1：滴定样品所用的氢氧化钾乙醇溶液体积，ml， V2：滴定25ml酚酞乙醇溶液所用氢氧化钾乙醇溶液的体积，ml,
2016—2017学年度第一学期 食品科学与工程学院《生物化学》期末考试试卷 注意事项:1. 考生务必将自己姓名、学号、专业名称写在指定位置； 2. 密封线和装订线内不准答题。 一、名词解释 (共8小题,每小题2.5分,共20分,答案写在试题第8页) 1. 蛋白质的一级结构 2. 变构效应 3. 透析 4. 增色效应 5.糖酵解 6. 三羧酸循环 7.半保留复制 8. 激素水平代谢调节 二、填空题(共40空,每空0.5分,共20分) 1、蛋白质可受 酸 、 碱 、或 酶 的作用而水解,最后彻底水解为各种 氨基酸 的 混合物。 2、酶活性中心与底物相结合那些基因团称 结合基因 ,而起催化作用的那些基因团称 催化基因 。 3、核酸完全水解的产物是 磷酸 , 含氮碱基 和 戊糖 。 其中 含氮碱基 又可分为 嘌呤 碱和 嘧啶 碱。 4、大多数蛋白质中氮的含量较恒定,平均为__16_%,如测得1克样品含氮量为10mg,则蛋白质含量为 __6.25__%。
5、由于蛋白质分子中的酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸在分子结构中含有__共轭__双键,所以在波长__280nm__处有特征性吸收峰,该特点称为蛋白质的__紫外吸收__性质。 6、当非竞争性抑制剂存在时,酶促反应动力学参数如下Km__不变__,Vmax__降低__。 7、决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的__一__级结构,该结构是指多肽链中__氨基酸残疾__的排列顺序。 8、最适温度__不是__酶的特征性常数,它与反应时间有关,当反应时间延长时,最适温度可以__降低__。 9、DNA分子中,两条链通过碱基间的__氢键__相连,碱基间的配对原则是A对__T__、__G__对__C__。 10、三羧酸循环过程中有_____4______次脱氢和_____2____次脱羧反应；该循环的三个限速酶是___柠檬酸合成酶___、____异柠檬酸脱氢酶____和___α—酮戊二酸脱氢酶____ 11、tRNA的三叶草型结构中,其中氨基酸臂的功能是__与氨基酸结合___,反密码环的功能是__识别并结合mRNA__。 12、DNA复制时,连续合成的链称为__前导链__链；不连续合成的链称为__后随链__链。 13、RNA的转录过程分为__起始___、___延长___和__终止__三个阶段。 14、糖异生的主要器官是线粒体。 三、单项选择题(共10小题,每小题1分,共10分) 1.下面好有两个羧基的氨基酸是( D ) A.精氨酸 B.甘氨酸 C.色氨酸 D.谷氨酸 2.下列叙述中不属于蛋白质一级结构内容的是( C ) A.多肽链中氨基酸残基的种类、数目、排列次序 B.多肽链中氨基酸残基的键链方式 C.多肽链中主肽链的空间走向,如a-螺旋 D.胰岛分子中A链与B链间含有两条二硫键,分别是A7-S-S-B7,A20-S-S-B19 3.下列辅因子中,不包含腺苷酸的辅因子是( C ) A.CoA B.NAD＋ C.FMN D.维生素C
生化实验讲义思考题参考答案 实验一淀粉的提取和水解 1、实验材料的选择依据是什么？ 答：生化实验的材料选择原则是含量高、来源丰富、制备工艺简单、成本低。从科研工作的角度选材，还应当注意具体的情况，如植物的季节性、地理位置和生长环境等，动物材料要注意其年龄、性别、营养状况、遗传素质和生理状态等，微生物材料要注意菌种的代数和培养基成分的差异等。 2、材料的破碎方法有哪些？ 答：(1) 机械的方法：包括研磨法、组织捣碎法； (2) 物理法：包括冻融法、超声波处理法、压榨法、冷然交替法等； (3) 化学与生物化学方法：包括溶胀法、酶解法、有机溶剂处理法等。 实验二总糖与还原糖的测定 1、碱性铜试剂法测定还原糖是直接滴定还是间接滴定？两种滴定方法各有何优缺点？ 答: 我们采用的是碱性铜试剂法中的间接法测定还原糖的含量。间接法的优点是操作简便、反应条件温和，缺点是在生成单质碘和转移反应产物的过程中容易引入误差；直接法的优点是反应原理直观易懂，缺点是操作较复杂，条件剧烈，不易控制。 实验五粗脂肪的定量测定─索氏提取法 （1）本实验制备得到的是粗脂肪，若要制备单一组分的脂类成分，可用什么方法进一步处理？ 答：硅胶柱层析，高效液相色谱，气相色谱等。 （2）本实验样品制备时烘干为什么要避免过热? 答：防止脂质被氧化。 实验六蛋白质等电点测定 1、在等电点时蛋白质溶解度为什么最低？ 请结合你的实验结果和蛋白质的胶体性质加以说明。
蛋白质是两性电解质，在等电点时分子所带净电荷为零，分子间因碰撞而聚沉倾向增加，溶液的粘度、渗透压减到最低，溶解度最低。结果中pH约为4.9时，溶液最浑浊，达到等电点。 答： 2、在分离蛋白质的时候，等电点有何实际应用价值？ 答: 在等电点时，蛋白质分子与分子间因碰撞而引起聚沉的倾向增加，所以处于等电点的蛋白质最容易沉淀。在分离蛋白质的时候，可以根据待分离的蛋白质的等电点，有目的地调节溶液的pH使该蛋白质沉淀下来，从而与其他处于溶液状态的杂质蛋白质分离。 实验七氨基酸的分离鉴定－纸层析法 1、如何用纸层析对氨基酸进行定性和定量的测定？ 答: 将标准的已知氨基酸与待测的未知氨基酸在同一张层析纸上进行纸层析，显色后根据斑点的Rf值，就可以对氨基酸进行初步的定性，因为同一个物质在同一条件下有相同的Rf 值；将点样的未知氨基酸溶液和标准氨基酸溶液的体积恒定，根据显色后的氨基酸斑点的面积与点样的氨基酸质量成正比的原理，通过计算斑点的面积可以对氨基酸溶液进行定量测定。 3、纸层析、柱层析、薄层层析、高效液相层析各有什么特点？ 答:
生物化学实验报告 姓名：吴瑞 学号： 3120016004 专业年级： 2012级临床医学（妇幼保健) 组别：第四实验室 生物化学与分子生物学实验教学中心
一、实验室规则 1．实验前应认真预习实验指导，明确实验目的和要求，写出预实验报告。 2．进入实验室必须穿白大衣。严格遵守实验课纪律，不得无故迟到或早退。不得高声说话。严禁拿实验器具开玩笑。实验室内禁止吸烟、用餐。 3．严格按操作规程进行实验。实验过程中自己不能解决或决定的问题，切勿盲目处理，应及时请教指导老师。 4．严格按操作规程使用仪器，凡不熟悉操作方法的仪器不得随意动用，对贵重的精密仪器必须先熟知使用方法，才能开始使用；仪器发生故障，应立即关闭电源并报告老师，不得擅自拆修。 5．取用试剂时必须“随开随盖”，“盖随瓶走”，即用毕立即盖好放回原处，切忌“张冠李戴”，避免污染。 6．爱护公物，节约水、电、试剂，遵守损坏仪器报告、登记、赔偿制度。 7．注意水、电、试剂的使用安全。使用易燃易爆物品时应远离火源。用试管加热时，管口不准对人。严防强酸强碱及有毒物质吸入口内或溅到别人身上。任何时候不得将强酸、强碱、高温、有毒物质抛洒在实验台上。 8．废纸及其它固体废物严禁倒入水槽，应倒到垃圾桶内。废弃液体如为强酸强碱，必须事先用水稀释，方可倒入水槽内，并放水冲走。 9．以实事求是的科学态度如实记录实验结果，仔细分析，做出客观结论。实验失败，须认真查找原因，而不能任意涂改实验结果。实验完毕，认真书写实验报告，按时上交。 10．实验完毕，个人应将试剂、仪器器材摆放整齐，用过的玻璃器皿应刷洗干净归置好，方可离开实验室。值日生则要认真负责整个实验室的清洁和整理，保持实验整洁卫生。离开实验室前检查电源、水源和门窗的安全等，并严格执行值日生登记制度。