生物化学5359712881

生物化学2009-2010第一学期学习生物化学的方法系统性、条理性学习细心耐心、循序渐进分清主次，抓住重点做好预习，多做习题链接本学期讲授内容第一章：糖类的结构与性质第二章：脂类的结构与性质第三章：氨基酸（重点）第四章：蛋白质的结构与性质（重点）第五章：酶（重点）第六章：维生素、抗生素与激素第七章：代谢概况、生物能学、生物膜与物质运输第八章：糖酵解（重点）第九章：三羧酸循环（重点）本学期讲授内容第十章：电子传递与氧化磷酸化（重点）第十一章：HMP途径、糖异生、乙醛酸循环（重点）第十二章：寡糖、糖原的代谢第十三章：脂肪酸代谢（重点）第十四章：氨基酸代谢第十五章：核苷酸代谢第十六章：光合作用与生物固氮第十七章：核酸分子生物学（重点）第十八章：基因工程第一章：糖类的结构与性质本章主要内容一、糖类概况二、糖的旋光性三、单糖（结构、性质、代表性单糖及衍生物）四、寡糖五、复合糖（糖胺聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白）六、糖链结构分析糖类寡糖多糖同多糖杂多糖复合糖单糖什么是糖类？基本概念异构旋光异构不对称碳原子对映体构型构象异头物糖苷还原糖判定异构：化合物具有相同的分子式，但原子连接次序或原子空间排布不同。构型：具有相同的分子式和结构式，但原子在空间的排布不同，称之构型。旋光异构：由于存在手性碳（不对称碳原子）而具有旋光性不对称碳原子：与四个不同的原子或基团相连并因此失去对称性的四面体碳。用C*表示。对映体——一个不对称碳原子的取代基在空间里的两种取向是物体与镜像的关系，并且两者不能重叠。这两种旋光异构体称为对映体。两个对映体具有程度相同但方向相反的旋光性（D+与L-;D-与L+）和不同的生物活性，其他物理和化学性质完全相同。含n个C*的化合物，其旋光异构体的数目是2n,组成2n/2对对映体。任一旋光化合物都只有一个对映体，它的其他旋光异构体在理、化性质都与之不同，不是对映体的旋光异构体称非对映体。仅一个手性碳构型不同的非对映体称差向异构体（有几种情况）。异头物——单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳成为新的手性碳（异头碳），导致C1差向异构化，产生两个非对映体，称之。α、β异头物判断：有2种方式。见P9-10。异构结构异构（结构式）立体异构旋光异构（不对称碳原子）几何异构（顺反异构，双键或环）糖的构型D、L构型（最远手性碳与甘油醛比较）RS构型（手性碳取代基优先性旋转）糖的立体结构表示Fischer投影式（线形）Haworth式（环式）吡喃型呋喃型透视式注意：糖的构型（D、L）与旋光方向（+、-）并无直接联系。单糖性质异构化氧化（重点：高碘酸氧化）还原成酯、成醚（酰基化、甲基化反应）形成糖苷（重点）高碘酸氧化：糖中邻二羟基间的C-C键被断裂，形成二醛基，继而有一个醛基被氧化成甲酸。测定聚合度、分支点数目和糖苷键位置；糖苷（键）：环状单糖的半缩醛或半缩酮羟基与另一化合物发生缩合形成糖苷；糖苷键有O-苷、N-苷、S-苷等；糖苷是缩醛，无醛的性质。重要的糖单糖：甘油醛、二羟丙酮、D-核糖、Glc、Gal、Fru、GlcUA、GlcA、Fuc、GlcNAc、MurNAc、N-NeuNAc、Sia寡糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖、纤维二糖多糖：同多糖：淀粉、纤维素、糖原、几丁质糖胺聚糖（透明质酸、硫酸角质素）、蛋白聚糖杂多糖：细菌多糖（肽聚糖、脂多糖、磷壁酸）糖蛋白：糖肽键（N、O型）；糖链（寡糖链，具重要功能）α-淀粉酶、β-淀粉酶!糖链结构分析（重点）：以糖蛋白为例分离纯化糖蛋白从糖蛋白释放糖链糖链的分离纯化化学法酶法N-糖苷酶FO-糖苷酶HPAEC-PAD凝集素亲和层析GPC糖链的纯度鉴定与相对分子量测定单糖组成的测定完整糖链的测序糖链结构测定的常用方法高碘酸氧化甲基化分析：甲醚基糖醇乙酰化寡糖顺序降解化学法测定直链多糖的聚合度和支链多糖的分支数目确定糖苷键的位置酶法外切糖苷酶：从糖链非还原端内切糖苷酶：从糖链内部本章需掌握的知识点1、单糖构型的判定；α、β异头物的判定；2、糖的甲基化、酰基化、高碘酸氧化、硼氢化钠还原；3、糖苷键形成；4、重要糖的结构；5、糖链分析方法；本章习题：本章主要内容一、什么是脂质？二、脂肪酸三、三酰甘油四、脂质过氧化五、磷脂六、糖脂七、萜和类固醇八、脂蛋白九、脂质的提取、分离第二章：脂类的结构与性质具体问题1、什么是蜡？2、生物膜中脂双层的结构3、脂肪酸简写符号及代表性的脂肪酸4、人体必需脂肪酸与多不饱和脂肪酸家族5、前列腺素与阿司匹林6、磷脂酸、甘油磷脂与鞘磷脂的结构与极性；鞘糖脂的结构7、卵磷脂、脑磷脂、心磷脂；神经酰胺与脑苷脂、神经节苷脂8、磷脂酶的分类及作用部位9、胆固醇的结构及其衍生物10、血浆脂蛋白的结构、分类与功能上一页脂质的分类化学组成单纯脂质复合脂质衍生脂质取代烃固醇类萜其它皂化性质可皂化脂质不可皂化脂质极性极性脂质非极性脂质生物功能储存脂质结构脂质活性脂质上一页脂质：是一类微溶于水而易溶于非极性溶剂的有机分子，大多数是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。两亲化合物：具有极性头部（亲水）和非极性尾部（亲脂）的分子称之。必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸对人体功能必不可少，但必须由膳食提供，称之。碘值：指100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。重要概念上一页脂质过氧化：一般是指多不饱和脂肪酸或多不饱和脂质的发生自动氧化产生过氧化物的现象，它是典型的活性氧参与的自由基链式反应；活性氧：指氧或含氧的高反应活性分子，如超氧阴离子自由基、羟基自由基、过氧化氢、单线态氧等的统称；上一页脂肪酸概况脂肪酸的种类及简写符号：分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸；偶数碳与奇数碳脂肪酸（奇数碳脂肪酸含量极少！）；简写符号用碳数：双键数△双键位号(含顺反式)表示，如18：2△9c,12c。多不饱和脂肪酸家族：分为ω-3和ω-6系列（指离羧基最远的双键到甲基末端3个碳和6个碳）。如亚油酸和γ-亚麻酸为ω-6系列，而α-亚麻酸为ω-3系列。人体内二者不能互转！且二者对血脂的影响不同。见89页表格。三酰甘油的化学性质水解与皂化（皂化值）氢化和卤化（碘值）乙酰化（含羟基，乙酰化值）酸败与自动氧化（酸值）皂化值：皂化1g油脂所需的KOHmg数；碘值：100g油脂卤化时所吸收的碘的克数；乙酰值：中和1g乙酰化物所释放的乙酸所需要的KOHmg数；酸值：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需的KOHmg数重要的脂质磷脂甘油磷脂鞘磷脂卵磷脂脑磷脂脂肪酸必需脂肪酸（亚油酸、亚麻酸）DHAEPA（ω-3系列）花生四烯酸（衍生物为类二十碳烷：如前列腺素等）心磷脂鞘糖脂鞘脂类神经酰胺鞘胺醇神经节苷脂脑苷脂磷脂酸饱和脂肪酸：月桂酸、软、硬脂酸、花生四烯酸萜和类固醇萜：由两个或多个异戊二烯单位组成；如类胡萝卜素为四萜；单萜、倍半萜等。类固醇：即甾类，环戊烷多氢菲衍生而来；胆固醇衍生物激素：5类胆汁酸维生素D脂蛋白：由脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合物，血浆可分为乳糜微粒、VLDL、IDL、LDL、HDL五类；血浆脂蛋白的结构与各自的功能！其它胆固醇的结构与极性！上一页第3章：氨基酸（重点）氨基酸分类氨基酸的酸碱性质氨基酸的化学反应氨基酸混合物的分离知识点氨基酸：是蛋白质的构件分子，具有酸碱性质、手性、聚合能力、特定的侧链结构及多样的化学反应；兼性离子：指氨基酸分子含有一个正电荷和一个负电荷的形式。在氨基酸晶体中或中性水溶液中以兼性离子形式存在；等电点：指氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的pH。等电点与离子浓度无关，只决定于等电兼性离子两侧的pKa值；氨基酸类别非蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸（20种）酸性氨基酸天冬氨酸谷氨酸碱性氨基酸赖氨酸组氨酸精氨酸中性氨基酸极性氨基酸非极性氨基酸丝氨酸苏氨酸半胱氨酸酪氨酸天冬酰氨谷氨酰胺甘氨酸丙氨酸亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸色氨酸脯氨酸颉氨酸氨基酸的酸碱性质根据酸碱质子理论，HAA-＋H+氨基酸是两性电解质，既是质子供体，又是质子受体。当氨基酸完全质子化时，可看作是多元酸；COOH和NH3+可以发生解离，用Ka表示它们的解离常数；在氨基酸溶液中，pH值计算公式如下：pH=pKa＋lg（质子受体/质子供体）当pH大于等电点时，氨基酸带净负电荷；当pH小于等电点时，氨基酸带净正电荷！在一定的pH范围内，氨基酸溶液的pH离等电点愈远，氨基酸所携带的净电荷愈大。氨基酸的化学反应α-氨基参加的反应与亚硝酸反应（生成羟基氨基酸和氮气）与酰化试剂反应（氨基被酰基化而被保护）烃基化反应DNFB反应（生成DNP-氨基酸）PITC反应（生成PTH-氨基酸）形成西佛碱反应（与醛类化合物）脱氨基反应α-羧基参加的反应成盐成酯成酰氯（与二氯亚砜等）脱羧基反应叠氮反应（氨基酸酯与肼、亚硝酸）α-氨基与α-羧基共同参加反应与茚三酮反应（氨与还原茚三酮发生作用生成紫色物质）成肽反应侧链R基参加的反应酪氨酸酚羟基组氨酸咪唑精氨酸胍基色氨酸吲哚基半胱氨酸巯基氨基酸的旋光性与光谱性质氨基酸的旋光性：氨基酸的构型（指α-碳）也以甘油醛为参考物，从蛋白质的酸水解或酶水解液中得到的都是L型，但D型氨基酸在自然界也存在；蛋白质用碱水解或有机合成氨基酸时，得到的都是无旋光性的DL-消旋物氨基酸的光谱性质：参与蛋白质组成的20多种氨基酸在可见光区没有光吸收，在红外区和远紫外区都有光吸收，但在近紫外区只有芳香族氨基酸有光吸收；氨基酸混合物的分析分离分离方法柱层析纸层析（相对迁移率，非极性性质）薄层层析离子交换层析（电荷和非极性）气相层析高效液相层析氨基酸洗脱顺序的判定：氨基酸与树脂的亲合力主要决定于它们之间的静电吸引，其次是氨基酸侧链与树脂聚苯乙烯之间的疏水相互作用；亲和力愈大愈难洗脱！第四章：蛋白质（重点）蛋白质概况；蛋白质的共价结构；蛋白质的三维结构；蛋白质的结构与功能的关系；蛋白质的分离、纯化与鉴定；Ⅰ蛋白质概况蛋白质的化学组成：碳（50%）、氢（7%）、氧（23%）、氮（16%）、硫（0-3%）、其它元素微量；蛋白质的平均含氮量为16%，此为凯氏定氮法测定蛋白质含量的基础。蛋白质是一类最重要的生物大分子，英文称protein，意为“最原初的，第一重要的”。分类Ⅰ单纯蛋白质（如清蛋白、球蛋白、组蛋白、谷蛋白、硬蛋白等）缀合蛋白质（如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、金属蛋白、黄素蛋白等）分类Ⅱ：按生物学功能可将蛋白质分为酶、调节蛋白、结构蛋白、转运蛋白等等；分类Ⅲ分类Ⅳ纤维状蛋白质（一般不溶于水。典型的有：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、丝蛋白、肌球蛋白等）球状蛋白质（可溶性好。典型的有：胞质酶类等）膜蛋白（与细胞的膜系统结合而存在）单体蛋白质（寡）多聚蛋白质蛋白质结构的层次构象：指具有相同结构式和相同构型的分子在空间里可能的多种形态；构象形态间的改变不涉及共价键的破裂！每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或三维结构，称之为蛋白质的构象；一个给定的蛋白质可以有多种构象，但只有一种或少数几种在能量上是有利的。蛋白质的结构一级结构（即共价结构，指多肽链的氨基酸序列）二级结构（指多肽链借助氢键形成α螺旋和β折叠片）三级结构（指多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状结构）四级结构（指多聚蛋白质的各亚基之间在空间上的相互缔合关系）蛋白质的一级结构即多肽链的氨基酸序列决定蛋白质的高级结构！蛋白质的功能：催化、调节、转运、储存、运动、结构组分、支架作用、免疫、异常功能；Ⅱ蛋白质的共价结构（一级结构）氨基酸残基肽（键）蛋白质一级结构的测定氨基酸序列与生物功能肽的人工合成知识点氨基酸残基：肽链中的氨基酸由于参加肽键的形成因而不在是原来完整的分子，称为氨基酸残基；两个氨基酸形成一个肽键时失去一分子水，因此失去的水分子数比氨基酸残基数少一个。每个氨基酸残基的平均分子量为110。肽：由两个或多个氨基酸残基通过肽键相连而形成的化合物；肽有寡肽和多肽之分。一条肽链通常在一端含有一个游离的末端氨基，称为N-末端，而另一端含有一个游离的末端羧基称为C-末端；肽键具有部分双键的性质肽键比一般碳-氮单键短与肽键相连的氢原子和氧原子呈反式构型肽键不可自由旋转肽的理化性质：①肽键