江西中医药大学生物化学复习提纲

逆风的方向，更适合飞翔。我不怕万人阻挡，只怕自己投降。你发怒一分钟，便失去60分钟的幸福。忙碌是一种幸福，让我们没时间体会痛苦;奔波是一种快乐，让我们真实地感受生活;疲惫是一种享受，让我们无暇空虚。生活就像呼吸，呼是为出一口气，吸是为争一口气。生物化学绪论一、生物化学的概念：生物化学在分子水平上研究生物体的化学组成和结构、生命活动的化学原理，以阐明生命的本质，从而应用于医药、营养、工业等领域，最终服务于人类社会。二、化学的发展：1．叙述生物化学：主要研究生命物质的组成和性质。2．动态生物化学：研究生命物质的代谢过程以及酶、维生素和激素等在代谢过程中的作用。由于代谢是一个动态过程，这一阶段称为动态生物化学。3．机能生物化学：研究生物分子、细胞器、细胞、组织和器官的结构与功能的关系，即从生物整体的角度研究生命。第一章糖类化学糖类：是多羟基醛，多羟基酮及其衍生物，缩聚物。糖类又称碳水化合物，包括单糖、寡糖和多糖。单糖的化学性质：1.成苷反应2.成酯反应3.氧化反应4.还原反应5.异构反应单糖包括：葡萄糖，半乳糖和果糖，核糖和脱氧核糖寡糖包括：麦芽糖，乳糖，蔗糖，细胞膜寡糖，血型抗原多糖分为同多糖和杂多糖两大类。同多糖包括：淀粉（直链和支链），糖原，纤维素，右旋糖酐。杂多糖以糖胺聚糖最为重要，包括透明质酸，硫酸软骨素，硫酸皮肤素，硫酸角质素，肝素等。第二章脂类化学脂类：易溶于非极性溶剂而难溶于水的生物小分子。脂类包括脂肪和类脂。脂肪由甘油和脂肪酸构成。类脂是除脂肪之外的其他疏水性生物小分子，主要要磷脂，糖脂和类固醇，此外还有脂溶性维生素，脂类激素，萜类，蜡等。第一节脂肪酸必需脂肪酸：哺乳动物不能合成或合成不足，必须通过从膳食中摄取的脂肪酸。亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸是必需脂肪酸第二节脂肪脂肪的主要化学性质有：1.水解和皂化2.氢化和碘化3.酸败第三节类脂类脂包括磷脂，糖脂，类固醇和脂溶性维生素等。磷脂是分子中含有磷酸基的类脂，占生物膜脂的50%以上。糖脂是含糖基的类脂，存在于原核生物和真核生物的细胞膜上，占膜脂的5%以下。类固醇是胆固醇及其衍生物，包括胆固醇，胆固醇酯，维生素D3原，胆汁酸和类固醇激素等，其结构特点是含有环戊烷多氢菲骨架。胆固醇酯是胆固醇的酯化产物，是胆固醇的储存和转运形式。类固醇激素包括肾上腺皮质激素和性激素。第三章蛋白质的结构与功能蛋白质是生命的物质基础，是一切细胞和组织的重要组成成分。蛋白质总类多，含量多，功能复杂但组成简单，其主要组成元素是碳，氢，氧，氮和硫，其中氮是蛋白质特征元素。蛋白质的结构单位是氨基酸。一、氨基酸：1．结构特点：氨基酸是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。2．分类：根据氨基酸的R基团的结构和性质分为五类。1.非极性脂肪族R基氨基酸（7种）2.极性不带电荷R基氨基酸（5种）3.芳香族R基氨基酸（3种）4.带正电荷R基氨基酸（3种）5.带负电荷R基氨基酸（2种）。3.氨基酸性质1.紫外线吸收特征（可用于蛋白质的定量分析）2.茚三酮反应（实质是与氨基反应，能发生反应的不一定是氨基酸，也能用于氨基酸的定量分析）3.两性解离与等电点（是指在溶液中即可以给出氢离子而表现酸性，又可以结合氢离子而表现碱性）氨基酸的等电点：在某一pH值条件下，氨基酸解离成的阴阳离子程度相等，此时净电荷为零，此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（pI）。PHpI带正点，PHPI带负电。小正大负。二、肽键与肽链：肽键是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后，由于脱水而结构不完整，称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端：即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端)，肽链的方向是N端→C端。三、肽键平面(肽单位)：肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上，为刚性平面结构，称为肽键平面。四、蛋白质的分子结构：蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。一级结构为线状结构，二、三、四级结构为空间结构。1．一级结构：指多肽链中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键。蛋白质的一级结构决定其空间结构。2．二级结构：指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象，借氢键维系。主要有以下几种类型：⑴α-螺旋:由氢键维系⑵β-折叠：由氢键维系(3)β转角：由氢键维系⑷无规卷曲：主链骨架无规律盘绕的部分。3．三级结构：指多肽链所有原子的空间排布。其维系键主要是非共价键（次级键）：氢键、疏水键、范德华力、离子键等，也可涉及二硫键。4．四级结构：指亚基之间的立体排布、接触部位的布局等，其维系键为非共价键。亚基是指参与构成蛋白质四级结构的而又具有独立三级结构的多肽链。五、蛋白质的理化性质：1．两性解离与等电点：蛋白质分子中仍然存在游离的氨基和游离的羧基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质。蛋白质分子所带正、负电荷相等时溶液的pH值称为蛋白质的等电点。2．蛋白质的胶体性质：蛋白质具有亲水溶胶的性质。蛋白质分子表面的水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素。3．蛋白质的紫外吸收：蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸收，以色氨酸吸收最强，最大吸收峰为280nm。4．蛋白质的变性：蛋白质在某些理化因素的作用下，其特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧失，这种现象称为蛋白质的变性。引起蛋白质变性的因素有：高温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、重金属盐、强酸强碱等。绝大多数蛋白质分子的变性是不可逆的。六、蛋白质结构与功能的关系1.蛋白质的一级结构决定其构象2.蛋白质的一级结构相似则其功能也一致3.改变蛋白质的一级结构可以直接影响其功能七、蛋白质的分离与纯化：1．蛋白质沉淀原理：破坏其两个稳定因素1.同性电荷之间的相互排斥作用2.蛋白质周围的水化膜。包括盐析，有机溶剂沉淀蛋白质，重金属离子沉淀蛋白质，生物碱试剂沉淀蛋白质2．电泳：蛋白质分子在高于或低于其pI的溶液中带净的负或正电荷，因此在电场中可以移动。电泳迁移率的大小主要取决于蛋白质分子所带电荷量以及分子大小。3．透析：利用透析袋膜的超滤性质，可将大分子物质与小分子物质分离开。4．层析：利用混合物中各组分理化性质的差异，在相互接触的两相（固定相与流动相）之间的分布不同而进行分离。主要有离子交换层析，凝胶层析，吸附层析及亲和层析等，其中凝胶层析可用于测定蛋白质的分子量。5．超速离心第四章核酸化学一、核酸的化学组成：1．含氮碱：参与核酸和核苷酸构成的含氮碱主要分为嘌呤碱和嘧啶碱两大类。组成核苷酸的嘧啶碱主要有三种——尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它们都是嘧啶的衍生物。组成核苷酸的嘌呤碱主要有两种——腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们都是嘌呤的衍生物。2．戊糖：核苷酸中的戊糖主要有两种，即β-D-核糖与β-D-2-脱氧核糖，由此构成的核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。3．核苷：核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。核苷酸通常使用缩写符号进行命名。第一位符号用小写字母d代表脱氧，第二位用大写字母（A、G、C、T、U）代表碱基，第三位用大写字母（M、D、T）代表磷酸基的数目，第四位用大写字母P代表磷酸。例如三磷酸脱氧腺苷dATP三、核酸的一级结构：总的来说，核酸的一级结构是指核酸分子碱基的排列顺序。核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的多核苷酸长链化合物就称为核的酸。核酸链具有方向性，5’端到3’端DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核苷酸所组成。DNA的一级结构就是指DNA分子中脱氧核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。RNA由AMP，GMP，CMP，UMP四种核糖核苷酸组成。RNA的一级结构就是指RNA分子中核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。四、DNA的二级结构：DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于1953年提出来的一种结构模型，其主要实验依据是Chargaff研究小组对DNA的化学组成进行的分析研究，即DNA分子中四种碱基的摩尔百分比为A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff原则）。五、DNA的超螺旋结构：双螺旋的DNA分子进一步盘旋形成的超螺旋结构称为DNA的三级结构。六、DNA的功能：DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，为生物遗传信息复制以及基因信息的转录提供模板。DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gene）。一个生物体的全部DNA序列称为基因组（genome）。基因组的大小与生物的复杂性有关。七、RNA的空间结构与功能：RNA分子的种类较多，分子大小变化较大，功能多样化。RNA通常以单链存在，但也可形成局部的双螺旋结构。1．mRNA的结构与功能：mRNA是单链核酸，其在真核生物中的初级产物称为HnRNA。大多数真核成熟的mRNA分子具有典型的5’-端的7-甲基鸟苷三磷酸（m7GTP）帽子结构和3’-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴结构。mRNA的功能是为蛋白质的合成提供模板，分子中带有遗传密码。mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸三联体称为遗传密码（coden）。2．tRNA的结构与功能：tRNA是分子最小，但含有稀有碱基最多的RNA。tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成而表现为“三叶草”形，故称为“三叶草”结构，可分为五个部分：①氨基酸臂：由tRNA的5’-端和3’-端构成的局部双螺旋，3’-端都带有-CCA-OH顺序，可与氨基酸结合而携带氨基酸。②DHU臂：含有二氢尿嘧啶核苷，与氨基酰tRNA合成酶的结合有关。③反密码臂：其反密码环中部的三个核苷酸组成三联体，在蛋白质生物合成中，可以用来识别mRNA上相应的密码，故称为反密码（anticoden）。④TψC臂：含保守的TψC顺序，可以识别核蛋白体上的rRNA，促使tRNA与核蛋白体结合。⑤可变臂：位于TψC臂和反密码臂之间，功能不详。3．rRNA的结构与功能：rRNA是细胞中含量最多的RNA，可与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。原核生物中的rRNA有三种：5S，16S，23S。真核生物中的rRNA有四种：5S，5.8S，18S，28S。八、核酶：具有自身催化作用的RNA称为核酶（ribozyme），核酶通常具有特殊的分子结构，如锤头结构。九、核酸的一般理化性质：核酸具有酸性；粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰为260nm。十、DNA的变性：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性。引起DNA变性的因素主要有：①高温，②强酸强碱，③有机溶剂等。DNA变性后的性质改变：①增色效应：指DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增加的现象；②旋光性下降；③粘度降低；④生物功能丧失或改变。加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度突然增加，达到其最大值一半时的温度，就是DNA的变性温度（融解温度，Tm）。Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，G+C的含量越高，则Tm越高。十一、DNA的复性与分子杂交：将变性DNA经退火处理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为DNA的复性。两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，以退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。核酸杂交可以是DNA-DNA，也可以是DNA-RNA杂交。不同来源的，具有大致相同互补碱基顺序的核酸片段称为同源顺序。第五章酶一、酶的概念：酶（enzyme）是由活细胞产生的生物催化剂，这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底物特异性，其化学本质是蛋白质。酶按照其分子结构可分为单体酶、寡聚酶和多酶体系（多酶复合体和多功能酶）三大类。二、酶的分子组成：