北京师范大学生物化学---生化总结

Copyright:FrankYang第一章糖类一导言1糖类，脂类，蛋白质和核酸合称四大类生物物质，糖类广泛存在于生物界特别是植物界，地球上的糖类物质的根本来源是绿色细胞进行的光合作用。2纤维素，半纤维素和果胶糖构成了植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细菌细胞壁的结构多糖，壳多糖是构成昆虫和甲壳类的外骨骼。3由于有些糖（如鼠李糖，和脱氧核糖）的H：O并非2：1，所以碳水化合物的称呼并不恰当。4糖的定义：指多羟基醛或酮及其衍生物活水解是能产生这些物质的化合物。葡萄糖是己醛糖，果糖是己酮糖二旋光异构1同分异构主要两种类型：a结构异构包括碳架，位置和功能异构体。B立体异构包括几何异构和旋光异构。差向异构体：指仅一个手性碳原子的构型不同的非对映异构体。2旋光性：旋光物质使得平面偏振光和偏振面发生旋转的能力。变旋：许多单糖，新配制的溶液发生的旋光度改变的现象。三单糖的结构1单糖：指不能被水解成更小分子的糖类。单糖的构型：指分子中离羰基C最远的那个C*的构型。如果在投影式中此C的-OH具有与D(+)-甘油醛C2-OH相同的取向，称为D型糖，反之称为L型糖。糖的构型(D,L)与旋光方向（+，-）并没有直接的联系，旋光度方向与程度是由整个分子的立体结构而不是某一个C*所决定的。2异头物：在羰基碳上形成的差向异构体。在环状结构总，半缩醛C也称为异头碳原子，异头碳的羟基与最末端的手性C的羟基具有相同的取向的异构体称为异头物，反之称为b异头物，两者并不是一半对一半。3在Fisher式中C*的右项羟基在Haworth中处在含氧环面的下方，反之左面在上方。Harworth式中羟甲基在环平面上方的称为D型糖，在下方的称为L型糖；不论D型orL型糖，异头碳羟基与末端羟基是反式的为a异头物。反之，为b异头物。（p10图1-7，1-8）四单糖的性质1异构化（弱碱的作用）：单糖的异构化是在室温下枧催化的烯醇化作用的结果，若在强碱溶液中单糖发生降解以及分子内的氧化和还原反应。2单糖的氧化（弱酸和强酸）：醛糖含有游离的醛基，具有很好的还原性，所有的醛糖都是还原糖；许多酮糖也是还原糖。Fehling试剂或Benedict试剂常用于检测还原性糖，临床上用于检测尿糖的定性和半定量的测试。单糖氧化成糖二酸并检测其旋光性（是否消旋）对于推定单糖的C*构型具有重要的意义。3单糖的还原（NaBH4）：单糖的羰基在适当的条件下。例如用NaBH4处理醛糖ot酮糖，则被还原为多元醇，即糖醇。4形成糖脎：苯肼与酮醛反应是形成含有两个苯腙基的衍生物，称为糖脎。糖脎相当的稳定，且不溶于水，在热水溶液中以黄色集体析出。此反应可以鉴别多种还原性糖。5形成糖脂和糖醚：糖的脂化通常是在碱催化下用酰氯或酸酐进行的，所有的羟基，包括异头碳都被脂化。葡萄糖的乙酰化是测定葡萄糖结构的重要步骤之一，糖的甲基化在环状结构及寡糖和多糖的结构分析中起重要作用。6形成糖苷：糖苷指的是环状单糖的半缩醛（半缩酮）羟基与另一化合物发生醛合形成的缩醛（缩酮）糖基分子中提供半缩醛羟基的糖称为糖基，与之缩合的“非糖”部分称为糖苷Copyright:FrankYang配基，这两部分的连键称为糖苷键。糖的半缩醛容易变成游离醛，从而给出醛的各种反应。糖苷属于缩醛，一般不显示醛的性质，如不与苯肼反应，不能还原Feling试剂，也无变旋现象。7各种鉴定方法：A酮糖:羟甲糠醛与间苯二酚反应生成红色缩合物，这是鉴定酮糖（果糖），由于酮糖在酸的作用下容易形成羟甲糠醛，而醛糖慢不少。B戊糖：间苯三酚试验---戊糖脱水形成的糖醛与间苯三酚or根皮酚反应缩合形成朱红色物质。Bial试验----戊糖脱水形成的糖醛与甲基间苯二酚or地衣酚缩合生成蓝绿色或橄榄色物质（常用于测定RNA的含量）。Molish试验---糖脱水生成的糖醛及其衍生物能与a-苯酚反应生成红紫色缩合物。五重要的单糖和单糖衍生物食用大量的苦扁桃会引起氢氰酸的中毒，强心苷的生理活性主要有配基决定的。乌本苷（箭毒）是Na-KATP酶的强抑制剂。六寡糖1蔗糖：蔗糖不能还原Fehling溶液，不能成脎，也无变旋现象，表明蔗糖分子中葡糖残基和果糖的残基是通过两个异头碳连接的，属于非还原性糖，酵母可以使其发酵。蔗糖+水---〉D-葡糖+D-果糖，旋光度的这一变化称为转化，而所得的葡萄糖和果糖的等mol混合物称为转化糖。2乳糖：存在于所有研究过的哺乳类乳汁中，但加州海狮的乳汁含的是葡萄糖，乳糖具有还原性，能成脎，有变旋现象。3麦芽糖：它是一种次生寡糖，也是一种还原性糖，酵母能够使之发酵，通常的道德麦芽糖晶体是B型的，食品工业总麦芽糖用作膨松剂，防止烘烤食品干瘪，以及用作冷冻食品的填充剂和稳定剂。4a,a-海藻糖：它是一种次生寡糖，使伞形科正成熟果实中主要的可溶性糖，在厥类中代替蔗糖成为主要的可溶性储存糖类，在昆虫中它是用作能源的主要循环糖。5纤维二糖：它与麦芽糖结构几乎一致都是葡二糖，前者B-1,4后者a-1,46龙胆二糖：龙胆属的植物的根和根状茎中提取出来而得名，当淀粉加酸水解or葡糖与酸作用也产生。7明二糖：甜度是蔗糖的一半，能防龉，不引起腹泻，用于果糖甜食的制造和保存。8棉子糖：完全水解为葡糖，果糖，和半乳糖一分子。七多糖1淀粉：它在种子，块茎和块根等器官中含量特别丰富。当干淀粉悬于水中并加热时，淀粉粒吸水溶涨并发生破裂，淀粉分子进入水中形成半透明的胶悬液，同时失去晶态和双折射性质，这个过程称为凝胶化或糊化。当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置时，淀粉分子会自动聚集并借助分子间的氢键键合形成不溶性微晶束而重新沉淀，此现象称为退行（老化）.食品工业总为了防止老化，可将淀粉食品速冻至-20度，使食品中的水迅速结晶以阻碍淀粉分子的聚合而沉淀。天然淀粉分类：直链淀粉和支链淀粉淀粉在酸或淀粉酶的作用下逐渐降解，生成分子大小不一的中间物，称为糊精。糊精依分子质量的递减，与碘作用呈现蓝紫色，紫色，红色到无色。2右旋糖苷：用部分水解的方法可以从天然右旋糖苷获得Mr处于50，000~100，000de产率90%，可以用作血浆的替代品，治疗因丢失体液引起的休克，也是牙斑的主要成分。3菊粉：溶于热水，加乙醇从水中析出。菊粉可以被霉菌，酵母中含有的菊粉酶水解为果糖，在临床上用于肾功能的监测。4纤维素：木质素是一种复杂的不溶性酚类聚合物，它抗化学，真菌和细菌攻击力强。延Copyright:FrankYang展蛋白是一种糖蛋白，富含羟脯氨酸残基。纯纤维素最好是棉花中用有机溶剂拖蜡，然后再无氧条件下用1%NaoH溶液除去果胶物质方法制取。白蚁消化木头主要是依赖消化道的原生动物。5果胶物质：基本结构—果酸和甲酯。果胶指的是羧基不同程度被甲酯化的线形聚半乳糖醛酸或聚鼠李半乳糖酮醛。它在果糖和食品工业中被用作胶凝剂。6琼脂：俗称洋菜，它由琼脂糖和琼脂胶两部分组成，而琼脂糖为主。1%~2%的溶液冷至40~50度便可形成凝胶，在食品工业中可以作为果冻，蛋糕的胶凝剂以及果汁饮料的稳定剂。由于琼脂凝胶是透明的，生化上用作免疫扩散和免疫电泳的支持介质。九糖蛋白及其糖链糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质，糖肽健主要有两个类型：N-糖甘键和O-糖甘键十糖胺聚糖和蛋白聚糖1糖胺聚糖（粘多糖）:由己糖醛糖和己糖胺成分的重复二糖单位组成，以B-1，4糖甘键连接。生物学作用：在关节表面有润滑和保护作用，有促进伤口愈合作用。透明质酸（HA）:它是唯一不限于动物组织并也产生于细菌中的糖胺聚糖，在溶液中采取高度伸展的无规曲折。HA在关节滑液和眼球玻璃体液中起着润滑作用，防震和增绸剂的作用。2蛋白聚糖：有一条或多条糖胺聚糖和一个核心的蛋白共价组成。第二章脂类一导言1脂质：是一种地溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。按照化学组成分类：A单纯脂类---脂肪酸+甘油B复合脂C衍生脂2储能脂质：在海洋中的浮游生物之中蜡是主要存储形式。3结构脂质：脂双层表面是亲水部分，内部是疏水的烃链，脂双层具有屏障作用，使膜两侧的亲水物质不能自由的通过。二脂肪酸简写的方法，先写脂肪酸的C原子的数目，在双键数，两个数目之间用冒号（：）隔开如硬脂酸18:0。天然脂肪酸骨架的C原子的数目几乎都是偶数，最常见的是16C和18C。属于离子型去污剂有天然的胆汁酸盐，和人工合成的十二烷基硫酸钠(SDS)。三三酰甘油和蜡三酰甘油能在酸，碱，脂酶的作用下水解为脂肪酸和甘油。在碱水解中产物之一是脂肪酸盐（如钠盐，钾盐），称为皂；而油脂的碱水解作用称为皂化作用，皂化1g油脂所需的KOHmg数称为皂化值。TG平均Mr指的是三脂酰甘油的平均相对分子量。TG平均Mr=3*56*1000/皂化值碘值：指100g油脂卤化所能吸收碘的克数。乙酰值：指中和1g乙酰化产物所释放的乙酸所需的KOH的mg数。酸败：天然优质长时期暴露在空气中产生难闻的气味的现象.酸败的程度用酸值来表示，酸值指的是中和1g油脂中的游离脂肪酸所需的KOHmg数。四脂质过氧化作用自由基具有3种显著的特征：A具有顺磁性B反应性强C寿命短。动脉粥状硬化(AS)的发病机制比较复杂，大体过程是血管内皮受损，黏附聚集砸在损伤部位的巨噬细胞分泌生长因子，刺激平滑肌细胞增生并纤维化，同时吞噬并沉积大量血脂，形成动脉粥样硬斑。脂褐素存在于所有细胞特别是神经元和肌肉细胞，它将影响RNA代谢，使细胞萎缩和死亡。Copyright:FrankYang五磷脂（带有正负电荷）1磷脂酰胆碱（卵磷脂）：它和胆碱有防止脂肪肝形成，在蛋黄和大豆中特别丰富，食品工业中作为乳化剂。2磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）3磷脂酰丝氨酸：血小板墨中带有负电荷的酸性磷脂，称为血小板第三因子。六糖脂1中性鞘糖脂：第一个被发现的是脑干脂。不仅是血型抗原，而且与组织和器官的特异性，细胞和细胞的识别有关。2酸性鞘糖脂：不能被皂化，神经节苷脂是最重要的此类物质，在神经系统特别是神经末梢特别丰富，在神经冲动传递中起重要作用，缺少代谢异常。七萜和类固醇麦角固醇再UV照射下转化为VitaminD2前体，后经加热后变成VitaminD2。胆汁酸是在肌肉内胆固醇直接转化而来，也是在体内胆固醇的主要代谢最终产物，而牛磺结合物和甘氨酸结合物是主要形式。八脂蛋白脂蛋白按照密度的增加的序为乳糜微粒，极低密度脂蛋白，低密度脂蛋白，中间密度脂蛋白，高密度脂蛋白。载脂蛋白的主要作用：A作为疏水脂质的增溶剂，B作为脂蛋白受体的识别部位（细胞导向信号），主要在肝肠中合成并分泌。第三章氨基酸一氨基酸(蛋白质的构件分子)1蛋白质可以被酸碱或蛋白酶催化水解,在水解过程中,逐渐降解为相对分子量越来越小得太短,最后为氨基酸的混合物,完全水解,得到的是各种氨基酸的混合物,不完全水解是各种大小不等的肽段和氨基酸。２酸水解：优点是不引起消旋作用，得到的是Ｌ－氨基酸，缺点是色氨酸完全被沸酸所破坏，羟基氨基酸（丝氨酸和苏氨酸）有一部分被水解，同时天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下来。３碱水解：水解过程中多数氨基酸遭到不同程度的破坏，并产生消旋，所有的产物是Ｌ，Ｄ型氨基酸的混合物。此外，碱水解引起精氨酸脱氨变成鸟氨酸和尿素，但是在碱性条件下色氨酸是稳定的。４酶水解：不产生消旋，也不破坏氨基酸，然而一种酶往往不彻底，要多种酶的协同作用。５二十种氨基酸（１９种氨基酸和以中亚氨基酸即脯氨酸）结构上的共同点是与羧基相邻的ａ碳原子上有一个氨基称为ａ－氨基酸。氨基酸在中性ＰＨ时羧基以－ｃｏｏ－，氨基以－ＮＨ３＋的形式存在称为兼性离子。ａ－氨基酸除了Ｒ基为Ｈ的甘氨酸以外，ａ－ｃ都是Ｃ*,都有旋光性，并且蛋白质中发现的氨基酸都是L型。在生物系统或实验室中形成肽键都是以输入能量的间接方式进行的。有机化合物溶解在水中介电常数下降，而氨基酸则正好相反。二氨基酸的分类1常见的蛋白质氨基酸：20种常见的组成蛋白质的氨基酸可以按照R基的化学结构分未脂肪族，芳香族和杂环族。按照R基的极性分为：非极性R基氨基酸，不带电荷的R基氨基酸，带正电荷的R基氨基酸，带负电荷的R基氨基酸。（指在细胞内PH范围内PH7左右的解离状态）2不常见的蛋白质氨基酸3非蛋白质氨基酸：如鸟氨酸，瓜氨酸等