1、第二章 糖类生物化学,目的和要求：了解糖的现代概念、分类及生物功能；掌握单糖的分子结构、性质和几种重要单糖的分子结构；了解常见寡糖的结构、性质；掌握几种常见多糖的结构、性质和生物功能；掌握糖蛋白、蛋白聚糖的概念、结构、类型，寡糖链的类型、结构及生物学特性和功能；了解糖肽的结构、作用。,链状结构 （构型、L-型D-型、构象、镜象对映体、差向异构体、旋光异构现和旋光度（构型与旋光方向的区别）环状结构（单糖的-型和-型）：变旋现象环状结构与链状结构的关系,结构,单糖,1、醛基或酮基参加的反应： 1）单糖氧化 2）单糖还原 3）成脎作用 4）异构化作用 2、由羟基产生的性质： 1）酯化反应 2）成苷作
2、用 3）脱水作用 4）氨基化作用5）脱氧作用：,性质,化学性质,物理性质：旋光性、甜度、溶解度,单糖衍生物,糖类化学,麦芽糖 结构 两分子-D-G按（1-4）糖苷键连接 性质 化学性质 还原性、成脎作用 物理性质 旋光度与变旋作用蔗糖 结构 由-D-G、-D-F按、（1-2）连接 性质 化学性质 无游离醛基、不具还原性。 物理性质 溶于水、甜度高。乳糖 结构 -D-G和-D-L按（1-4）连接 性质 化学性质：由还原性，能与苯肼成脎 物理性质：乳糖为白色晶体、有变旋现象纤维二糖 两分子的葡萄糖按（1-4）键型相连而成,寡 糖,二糖,三糖,棉籽糖，水解生成葡萄糖和果糖各一分子,寡糖链,1、淀粉
3、1）结构 直链淀粉 （1-4）糖苷键 支链淀粉：两个糖的直链之间的连 接为（1、6）糖苷键 2）性质：淀粉 红色糊精 无色糊精 麦芽糖 葡萄糖2、糖原： 遇碘成棕红色3、纤维素：1）结构 -（1-4）糖苷键的连接成直链 2）性质：纤维素纤维素糊精纤维二糖 葡萄糖4、几丁质：结构 与纤维素相似。 性质： 不容易水,多 糖,均一多糖,不均一多糖,1、透明质酸2、硫酸软骨素3、肝素4、硫酸角质素和硫酸皮肤素,糖胺聚糖,其他,琼脂半纤维素和果胶质,糖蛋白,结 合 糖,糖肽键,糖 链,功能,N-糖肽键,O-糖肽键,N-糖链,O-糖链,蛋白聚糖,糖 脂,脂多糖,多糖链,结构,功能,鞘糖脂,中性鞘糖脂,酸性
4、鞘糖脂,甘油糖脂,第三章 脂类生物化学,目的和要求：了解脂类的概念、分类和生物学功能；了解脂酰甘油类的概念、类型，甘油三酯的类型和性质；掌握磷脂的基本结构、常见磷脂的结构、性质和生物功能；了解萜类、类固醇的结构和功能；掌握糖脂、脂多糖的概念、性质和功能，了解脂蛋白的类型和功能。,单纯脂质,衍生脂质,脂酰甘油类（三脂酰甘油）,磷脂类,脂肪酸,甘油,甘油磷脂,鞘氨醇磷脂类,萜类,类固醇类,前列腺素,脂类化学,复合脂质,1、它们之中大部分是不分枝和无环的羟基单羧酸2、自然界中分子中的碳原子数目绝大多数是偶数。3、饱和脂肪酸中最普遍的软脂酸和硬脂酸。不饱和脂肪酸中最普遍的是油酸。4、不饱和脂肪酸的熔点
5、比同等链长的饱和脂肪酸低5、细菌中所含的脂肪酸比植物动物少得多绝大多数为饱和脂肪酸。高等植物和低温生活的动物中不饱和脂肪酸含量高于饱和脂肪酸含量。6、高等动物的不饱和脂肪酸从结构上讲部分是顺式结构7、必需脂肪酸：,脂肪酸结构的共性,类型 简单三脂酰甘油 混合三酯酰甘油 性质 物理性质1、溶解度2、熔点 化学性质：皂化价和皂化值 酸败和酸值 氢化 卤化和碘值 乙酰化值,甘油三酯,1、磷脂酰胆碱俗称卵磷脂X是胆碱2、磷脂酰乙醇胺3、磷脂酰丝氨酸4、肌醇磷脂5、二磷脂酰甘油6、缩醛磷脂,磷脂类,甘油磷脂,鞘氨醇磷脂类,总结：磷脂类从结构上讲其共性是都含有磷酸基团，都含有极性的基团。其结构骨架是醇，可
6、分成两类甘油醇与鞘氨醇以其极性头部的种类可将甘油磷酯分成几大类，鞘氨醇亦然。,它是鞘氨醇衍生物鞘磷脂极性头部是磷酯酰胆碱或磷酰乙醇氨,萜类：是异戊二烯的衍生物类固醇类：胆固醇 功能：作为激素起某种代 谢调节作用；作为乳化剂 有助于脂肪的消化和吸收； 有抗炎症的作用。 固醇类衍生物 胆汁酸胆汁酸是一 种乳化剂 前列腺素：是花生四烯酸及其他不饱和脂肪酸的衍生物。,衍生脂质,蛋白质化学,第四章 氨基酸,第五章 蛋白质的共价结构,第六章 蛋白质的三维结构,第七章 蛋白质结构与功能的关系,第四章 氨基酸(amino acid),目的和要求：掌握氨基酸的结构特点，从各氨基酸的结构特点上理解氨基酸的分类和各
7、自的生物特性;了解不常见蛋白质氨基酸和非蛋白质氨基酸；掌握氨基酸的理化性质，重点掌握两性电离与等电点含义，氨基酸参加的化学反应，特别是测链基团的反应，是多肽和蛋白质合成、修饰的基础。,氨基酸,（一）结构：1、脂肪族一氨基一羧基的中性氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和蛋氨酸 极性氨基酸含羟基的氨基酸含巯基氨基酸含酰氨基的氨基酸 二羧基一氨基二氨基一羧基2、芳香族氨基酸3、杂环族氨基酸,（二）性质1、物理性质：可见光全无吸收，远紫外光全有吸收，紫外光区酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有光吸收； 2、化学性质1）酸碱性质：等电点2）化学反应：-氨基参加的反应：-羧基参加的反应：-氨基和-羧基
8、共同参加的反应：侧链基团参加的反应：,-氨基参加的反应： 1、与亚硝酸的反应2、与酰化试剂的反应：3、烃基化反应： 2、4-二硝基氟苯（DNFB） 苯异硫氰酸酯（PITC）：4、西佛碱反应5、脱氨基反应：,-羧基参加的反应1、成盐和成酯反应：2、成酰氯反应3、叠氮反应4、脱羧基作用-氨基和-羧基共同参加的反应1、与茚三酮反应2、成肽反应,第五章 蛋白质的共价结构,目的和要求：、结构组织层次和蛋白质生物功能的多样性；了解肽、肽键的概念、结构和常见肽的性质、作用；掌握蛋白质一级结构的概念，蛋白质一级结构的测定方法与思路，能根据实验结果分析简单多肽的氨基酸顺序；了解蛋白质一级结构和生物功能的关系。,
9、第五章 蛋白质的共价结构,一、肽、肽和肽键的结构：一级结构的概念、肽键的特点、肽的物理和化学性质 物理性质： 酸碱性： 化学性质、天然存在的活性肽,二、蛋白质序列测定1、测定蛋白质分子中多肽链的数目。2、拆分蛋白质分子得多肽链。3、测定氨基酸的组成：完全水解，计算出氨基酸成分比。4、分析多肽链的N-末端和C-末端5、断裂二硫键6、部份水解，7、测定各肽段的氨基酸顺序。Edman化学降解法：酶解法cDNA法8、片段重叠法确定各肽段的顺序 9、二硫键位置的确定。,三、蛋白质一级结构举例 胰岛素： 核糖核酸酶 。 血红蛋白：,四、一级结构与生物功能同源蛋白质与生物进化：同源蛋白质不变残基可变残基：一
10、级结构的局部断裂与蛋白质激活,第六章 蛋白质的三维结构,目的和要求：了解研究蛋白质构象的方法和多肽链折叠的空间限制；掌握稳定蛋白质三级结构的作用力的类型、形成机理和作用；掌握蛋白质二级结构、超二级结构、结构域、三级结构的概念、类型、结构特点；了解蛋白质四级缔合的概念、作用力、方式和优越性；了解纤维蛋白的结构特点和功能；掌握膜蛋白的类型、结构特点和功能；了解蛋白质折叠的热力学、动力学和蛋白质结构预测的规则。,一、稳定蛋白质三维结构的作用力共价键：肽键、二硫键次级键：离子键、氢键、疏水键、范德华力，次级键微弱但数量巨大，是维持蛋白质三级结构中主要的作用力 氢键 范德华力 疏水相互作用（熵效应） 盐
11、键或离子键 二硫键,第六章 蛋白质的三维结构,二、蛋白质的二级结构（一）二级结构1、-螺旋： 结构特点影响螺旋形成的因素2、-折叠：（定义结构特点）3、-转角和凸起1）-转角2）凸起4、无规卷曲（二）举例：纤维状蛋白质：角蛋白（-角蛋白、-角蛋白）、胶原蛋白（三）超二级结构与结构域 定义 类型（、）,三、球状蛋白质与三级结构 球状蛋白质的分类 球状蛋白分子三维结构的特征（三）维持蛋白质三级结构的作用力：四、蛋白质折叠和结构预测 蛋白质的变性1、概念：2、变性的可逆性3、变性的因素及作用机制：4、变性蛋白质的特性 氨基酸序列规定蛋白质的三维结构 蛋白质折叠的热力学蛋白质折叠动力学 蛋白质结构的预
12、测,五、亚基缔合和四级结构 有关四级结构的一些概念 四级缔合的驱动力范德华力，氢键，离子键，疏水作用和二硫键；其中主要为疏水作用；氢键，离子键提供专一性作用 亚基相互作用的方式 四级结构的对称性 四级缔合在结构和功能上的优越性,第七章蛋白质结构与功能的关系,目的和要求：掌握肌红蛋白和血红蛋白的结构特征；氧结合的动力学特征及对结构的影响；血红蛋白运输氧高效性的特点；了解血红蛋白分子病和结构变异对功能的影响；了解免疫球蛋白的结构、类型;,蛋白质结构与功能的关系,一、肌红蛋白质的结构与功能 肌红蛋白质的三级结构 辅基血红素 氧与肌红蛋白的结合 氧的结合改变肌红蛋白的构象 肌红蛋白氧结合曲线,二、血红
13、蛋白的结构与功能：1、血红蛋白的结构 结合引起的血红蛋白构象变化 血红蛋白的氧结合曲线2、H+、CO2和DPG对于血红蛋白结合氧的影响1）波耳效应H+、CO2促进O2的释放2）二磷酸甘油酸降低血红蛋白氧亲合力。三、血红蛋白的分子病镰刀状细胞贫血病,酶化学,第八章 酶通论,第九章 酶促反应动力学,第十章 酶的作用机制和酶的调节,第八章 酶 通 论,目的和要求：了解酶作为生物催化剂的特点，酶的化学本质、分类和命名原则；掌握酶的专一性及其机理；掌握酶活力、比活力、总活力的概念和测定方法；掌握核酶、抗体酶的概念，了解核酶的类型和抗体酶的诱导原理；了解酶工程的概念和研究范畴，常见酶工程的技术。,第八章
14、酶通论,一、酶催化作用的特点 酶和一般催化剂的比较 酶作为生物催化剂的特点1、生物大分子2、酶具有很高的催化效率3、催化具有高度的专一性4、反应条件温和，且活力可调节5、催化活力与辅助因子有关,二、酶的本质、分类与命名 酶的化学本质酶蛋白的分类酶蛋白的命名三、酶作用专一性机理 锁与钥匙学说 “三点结合” 诱导契合学说 四、 酶的活力测定和分离纯化 酶活力（enzyme activity)测定、酶活力测定实例,五、核 酶(Ribozyme) 核酶的概念 核酶的种类 核酶研究的意义及应用前景六、抗体酶(abzyme)七、酶工程简介 化学酶工程 生物酶工程,第九章 酶促反应动力学,目的和要求：了解化
15、学反应的动力学基础和米氏方程推导过程；重点掌握酶促反应动力学：米氏方程、温度、pH、激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响；掌握三种可逆抑制作用的动力学特点；掌握过渡态理论含义，了解过渡态底物类似物对酶的抑制作用。,一、底物浓度对酶反应速度的影响米氏学说1、中间产物学说2、米氏方程3、米氏常数意义：（1）Km是特征常数与酶本身性质有关与酶浓度无关。（2）每种底物有一个特征的Km值而且是对一定一定温度条件而言。（3）Km值小为最适底物大亲和力大。（4）Km值实际用途：根据要求的反应速度求出应加入的底物浓度只反映形成一种的情况。4、米氏常数的求法（1）双倒数作图法 （2）V-v/s作图法,第九章 酶促
16、反应动力学,二、抑制剂对酶反应的影响,1、抑制作用的类型：（1）不可逆抑制作用：（2）可逆抑制作用：结合是可逆的可以用透析去除竞争性抑制：非竞争性抑制：反竞争性抑制2、一些重要的抑制剂（1）不可逆抑制：有机磷化合物；有机汞、有机砷；氰化物；重金属；烷化剂；有活化作用的不可异抑制剂,（2）可逆抑制剂：竞争性为最多磺胺药；胆碱类似物（3）可逆抑制的动力学竞争性抑制：Vmax不变，Km变大表示对底物的亲和力减小非竞争性抑制：Km不变Vmax变小反竞争性抑制，Vmax Km变小,三、温度对酶反应速度的影响四、pH对酶促反应速度的影响：1、过酸过碱影响酶蛋白的构象，使酶变性失活2、pH值变化不剧烈时影响
17、酶分子解离状态底物解体状态影响到中间产物的形成。3、pH影响分子中某些基团的解斋专一性和活性中心构象有关五、激活剂对酶反应速度的影响,第十章 酶的作用机制和酶的调节,目的和要求：理解、掌握酶活性部位的相关概念和特点；掌握酶催化高效性的相关机理；了解几种酶的催化机制，理解结构和功能的适应性；了解酶活性的调节方式，掌握酶活性的别构调节、可逆共价调节和酶原激活调节方式及生物代谢中的作用。,一、酶的活性部位 酶的活性部位的特点 研究酶活性部位的方法二、影响催化效率的有关因素探讨酶作用高效率的原因及酶促反应的重要中间步骤 底物和酶的邻近效应与定向效应 底物的形变和诱导契合 酸碱催化 共价催化 金属离子催
18、化 多元催化和协同效应 活性部位的微环境的影响,酶的作用机制和酶的调节,三、某些酶的活性中心及其所用原理：,1、溶菌酶酶、底物与二者复合物的结构、催化过程、催化的特点：2、胰核糖核酸酶A3、丝氨酸蛋白酶 酶的结构、反应过程分成两个阶段：共价催化胰凝乳蛋白酶与其它几种蛋白酶活性中心的比较：（1）催化部位：（2）结合部位： a胰凝乳蛋白酶：b胰蛋白酶c弹性蛋白酶4、天冬氨酸蛋白酶,四、酶活性的调节控制和调节酶,1、别构调控 （1）变构酶的性质、结构、结构效应及其调节物：性质；结构特点：有多个亚基；四级结构活性中心底物与变构中心调节物变构效应：调节中心调节物结合活性中心诱导稳定酶分子的某种构象使酶活
19、性中心对底物的结合和催化受到影响调节酶的反应速度及代谢过程。同促效应：由两个以上的底物结合中心。异促效应：除底物外其它代谢产物许多酶二者兼而有之。变构酶的动力学及变构酶对酶反应速度的调节S型曲线S-v：,（2）变构酶调节酶活性的机理序列模型：亚基与小分子物质结合后构象依次变化，亚基有各种可能的中间构象状态。可以由正或负调节物，第一种分子比第二种分子可能松散和紧密。齐变模型：呈紧的状态不将于底物的结合或呈松弛状态有利于底物的结合转变是同时齐步发生的。,2、共价调节酶特点：（1）其它酶对结构进行修饰，可以使其在活性与非活性之间转变，如糖元磷酸化酶活性调节，如左图所示通过磷酸的共价结合与脱下，调节酶
20、活性。（2）信号放大作用：激酶变成七千个催化活性b；一个b可以催化糖元变成几千个1-磷酸葡萄糖，肾上腺素分子化学信号放大的一部分类型:第一类磷酸基的共价修饰： 第二类腺苷酰的共价修：饰谷胺酰氨合成酶，十二个亚基，产生低活性的酪氨酸酚基腺苷酷衍生物。,3、酶原激活凝乳蛋白酶原的激活：胰乳蛋白酶原胰蛋白酶（14-15）-胰凝乳蛋白酶（自我催化146-148）-胰凝乳蛋白酶。（A、B与B、C分别由二硫键相连）Leu169末端暴露引发一系系列变化，形成口袋，而酶原中不存在。4、激促蛋白和抑制蛋白质的调控：大分子蛋白专一性结合到酶分子上使之激活和抑制。,4、同工酶,1、概念：同工酶存在于同一种属或同一个
21、体的不同组织中，也可存在于同一组织和细胞中。这类酶有两个或两个以上的亚基聚合而成，他们催化同一反应，但生理性质理化性质及反应机理不同2、举例：乳酸脱氢酶3、同工酶研究的理论和实践意义（1）同工酶在代谢中有重要作用代谢调控的一种方式（2）实际意义：用于细胞分化、形态遗传的研究。,第十二章 生化分离技术及应用,目的和要求：掌握常见生化分离技术的原理和应用；了解蛋白质的物理性质及沉淀机理；掌握蛋白质分离纯化的一般步骤和原则，能根据特定条件设计分离纯化方案；掌握蛋白质含量、纯度和分子量的测定方法和原理。,生化分离技术及应用,一、离心机、种类、原理和相关概念、离心技术类型二、层析、概述、分配层析技术、吸
22、附层析技术、疏水作用层析、凝胶过滤层析技术、离子交换层析法、亲和层析、高效液相层析和快速蛋白液相层析,三、电泳、概述、电泳的基本原理、聚丙烯酰胺凝胶电泳四、蛋白质的性质 蛋白质的酸碱性质、蛋白质的沉淀,五、蛋白质分离纯化、概述、蛋白质混合物纯化方法蛋白质纯化方法多样，依据目标蛋白性质及杂质性质具体而定，分离方法的主要依据性质 方法分子大小 透析、超滤、密度梯度离心、凝胶过滤溶解度 等电点沉淀、盐析、有机溶剂沉淀电荷 电泳、离子交换层析吸附性质 吸附层析(羟基磷灰石层析、疏水作用层析)对配体分子亲和力 亲和层析,、蛋白质的含量测定与纯度鉴定,测定蛋白质的总量；测定蛋白质混合物中某一蛋白质含量；鉴
23、定最后制品的纯度。 蛋白质含量的测定 双缩脲法： 福林-酚试剂法： 紫外吸收法： 考马氏亮蓝G-250法： BCA法： 凯氏定氮： 胶体金方法： 混和样品中特定蛋白质含量测定 蛋白质纯度鉴定 电泳分析： 层析性质的考查： 免疫化学法： 蛋白质化学结构分析法： 超速离心沉降分析： 溶解度曲线,、蛋白质相对分子量的测定方法 化学组成法测定相对分子量 测定蛋白质分子中某一微量元素的含量和每一分子中该元素的个数确定蛋白质最低分子量和分子量，如肌红蛋白和血红蛋白。 根据蛋白质中特定氨基酸含量，计算出最低分子量和分子量。 蛋白质的扩散和扩散系数 沉降分析法 凝胶过滤法测定相对分子量 SDS聚丙烯酰胺凝胶法
24、测定相对分子量 渗透压法测定相对分子量,第十三章 核 酸,目的和要求：了解核酸的种类、分布；掌握核酸的生物功能，特别是RNA的生物功能；掌握几种重要核苷酸的结构和性质，核酸的一级、二级和高级结构及特征；掌握核酸水解、紫外吸收、变性、复性等的理化性质；掌握核酸常见研究方法和原理。,核酸,一、核酸的种类和功能 类别脱氧核糖核酸DNA核糖核酸RNA：信使RNA（mRNA）；转移RNA（tRNA）；核糖体RNA（rRNA）：发现了许多新的具有特殊功能的RNA：如反义RNA，核酶等病毒和亚病毒RNA有许多种正链RNA病毒、负链RNA病毒、类病毒、卫星病毒等,2.核酸的生物功能 DNA是主要的遗传物质 RNA功能的多样性 作为某些生物的遗传物质 控制蛋白质合成： 作用于RNA转录后加工与修饰 基因表达与细胞功能的调节 生物催化与其他细胞持家功能 遗传信息的加工与进化,
