生物化学1.pdf

生物化学 BioChemistry 杨力权 ylqchem 生物化学的内涵生物化学的内涵 不同角度对于生物化学的理解 不同角度对于生物化学的理解 生物化学的学习方法生物化学的学习方法 生物化学是一门生物化学是一门研究生命现象的化学本质的学科 用化学的方法研究生命现象的学科 研究生命现象的化学本质的学科 用化学的方法研究生命现象的学科 生物化学的内涵生物化学的内涵 所谓化学本质即是所谓化学本质即是生命体的物质组成 结构 性质及功 能 生命体的物质组成 结构 性质及功 能 以及这些化学物质的变化 合成和分解 以及这些化学物质的变化 合成和分解 生物化学的主要内容 1 生物大分子的结构与功能及其主要理化性质 生物大分子的结构与功能及其主要理化性质 2 物质代谢与能量代谢的规律 代谢调节原理 物质代谢与能量代谢的规律 代谢调节原理 3 遗传信息的储存 传递 表达和调控 遗传信息的储存 传递 表达和调控 绪论 第一章蛋白质化学 第二章酶 第三章核酸的结构和功能 第四章糖类代谢 第五章生物氧化和氧化磷酸化 第六章脂类代谢 第七章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 第八章核酸的酶促降解及核苷酸代谢 第九章核酸的生物合成 第十章蛋白质的生物合成 第十一章代谢途径的相互联系和代谢调控 绪论 第一章蛋白质化学 第二章酶 第三章核酸的结构和功能 第四章糖类代谢 第五章生物氧化和氧化磷酸化 第六章脂类代谢 第七章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 第八章核酸的酶促降解及核苷酸代谢 第九章核酸的生物合成 第十章蛋白质的生物合成 第十一章代谢途径的相互联系和代谢调控 生命大分子的生命大分子的结 构 结 构 静态结构 静态结构 生物生物代谢代谢能量的 产生和储藏及大 分子前体的生物 合成 能量的 产生和储藏及大 分子前体的生物 合成 遗传信息遗传信息的 存储传递和表达 的 存储传递和表达 静态生化 动态生化 信息生化 静态生化 动态生化 信息生化 生 命 的 化 学 物 质 生 命 的 化 学 物 质 无机物 有机物 水 矿物质 如如钠 钾钙 镁 磷 硫 氯等 无机物 有机物 水 矿物质 如如钠 钾钙 镁 磷 硫 氯等 核酸 蛋白 酶 核酸 蛋白 酶 糖 酯类 小分子有机物 糖 酯类 小分子有机物 生命是物质运动的一种形式 生命是物质运动的一种形式 生命运动也 是物质的运动 这些物质就是生命物质 生命运动可以分成以下的层次 生物分子生物分子复合体 细胞器 细胞组织器官个体群体 群落生物圈 生命运动也 是物质的运动 这些物质就是生命物质 生命运动可以分成以下的层次 生物分子生物分子复合体 细胞器 细胞组织器官个体群体 群落生物圈 生物化学是生命科学的一门基础学科 尤其是生物化 学和分子生物学 相似的学科体系及思维方法 结构 性质 功能 生物化学是生命科学的一门基础学科 尤其是生物化 学和分子生物学 相似的学科体系及思维方法 结构 性质 功能 生物大分子生物大分子 生物化学的学习方法 生物化学与数学 物理和化学不同 它还没有 进入定量科学的阶段 还处在 生物化学与数学 物理和化学不同 它还没有 进入定量科学的阶段 还处在定性科学定性科学阶段 不可能象物理数学那样通过公式 定理推出一 个准确的结论 生物化学是 阶段 不可能象物理数学那样通过公式 定理推出一 个准确的结论 生物化学是实验科学实验科学 所有结论需要通过实验 证明 没有实验证明的结论是不可靠的 所有结论需要通过实验 证明 没有实验证明的结论是不可靠的 关于学习方法关于学习方法 多看书 多思考 适当做题 多看书 多思考 适当做题 专业基础课的学习 开始以记忆为主 在记忆的基础上多思考 在一定限度内进行推理 专业基础课的学习 开始以记忆为主 在记忆的基础上多思考 在一定限度内进行推理 掌握基础知识 理解学科特点 思路及学习方法 掌握基础知识 理解学科特点 思路及学习方法 绪论 第一章蛋白质化学 第二章酶 第三章核酸的结构和功能 第四章糖类代谢 第五章生物氧化和氧化磷酸化 第六章脂类代谢 第七章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 第八章核酸的酶促降解及核苷酸代谢 第九章核酸的生物合成 第十章蛋白质的生物合成 第十一章代谢途径的相互联系和代谢调控 绪论 第一章蛋白质化学 第二章酶 第三章核酸的结构和功能 第四章糖类代谢 第五章生物氧化和氧化磷酸化 第六章脂类代谢 第七章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 第八章核酸的酶促降解及核苷酸代谢 第九章核酸的生物合成 第十章蛋白质的生物合成 第十一章代谢途径的相互联系和代谢调控 生命大分子的生命大分子的结 构 结 构 静态结构 静态结构 生物生物代谢代谢能量的 产生和储藏及大 分子前体的生物 合成 能量的 产生和储藏及大 分子前体的生物 合成 遗传信息遗传信息的 存储传递和表达 的 存储传递和表达 静态生化 动态生化 信息生化 静态生化 动态生化 信息生化 第一章 蛋白质化学第一章 蛋白质化学 本章重点 本章重点 蛋白质的立体结构 一 二 三 四级结构 蛋白质的结构和功能的关系 蛋白质的立体结构 一 二 三 四级结构 蛋白质的结构和功能的关系 第一部分 蛋白质的构件第一部分 蛋白质的构件 氨基酸氨基酸 第二部分 蛋白质的纯化和表征第二部分 蛋白质的纯化和表征 第三部分 蛋白质的立体结构第三部分 蛋白质的立体结构 第四部分蛋白质的功能第四部分蛋白质的功能 第一部分 蛋白质的构件第一部分 蛋白质的构件 氨基酸 一 蛋白质通论 二 氨基酸 氨基酸 一 蛋白质通论 二 氨基酸 生物结构中及分子之间的作用力 共价键 非键作用力 静电作用力 分子的立体化学 HHClCl 极性共价键极性共价键 不同的原子成键时 由于原子的电负性 不同 使电负性较强原子一端的电子云密度 较大 HCl 3 57 10 30C m HCl 本质上为原子核对电子云的吸引本质上为原子核对电子云的吸引 非键作用 静电相互作用力 氢键 范德华力 非键作用 静电相互作用力 氢键 范德华力 a 静电作用力 偶极 偶极作用力 产生于极性分子 H3CI H3CI H3CI b 氢键 当氢原子与一个电负性强且带有未共 用电子对的原子结合所产生的偶极 偶极作用 力 一般氢原子易于与O N原子结合成氢 键 OH H OH H OH H 氢键的特点 方向性 饱和性 协同性 c 范德华力 当分子内原子的半径不等于范德华半径 的时候所产生的分子间作用力 本质上为静电作用力 偶极 偶极作用 力 疏水作用 熵效应 在介质水中 的疏水基团倾向于集中在一起 分子的立体化学及异构体的分类分子的立体化学及异构体的分类 碳架异构 官能团位次 异构 官能团异构 互变异构 异构 现象 构造异构 立体异构 碳架异构 官能团位次 异构 官能团异构 互变异构 异构 现象 构造异构 立体异构 具有相同的分子 式 原子成键的 顺序不同 具有相同的构造 原子或基团在空间 的排布不同 具有相同的分子 式 原子成键的 顺序不同 具有相同的构造 原子或基团在空间 的排布不同 构型不同构型不同 对映异构 构型异构 对映异构 构型异构 构象异构构象异构 非对映异构非对映异构 手性分子与手性碳 不具有对称面或对称中心的分子称为手 性分子或不对称分子 它的实体与镜像不 能重叠 其关系和左右手的关系相似 一个碳原子和四个不同的基团连接 这种碳原 子称为 不具有对称面或对称中心的分子称为手 性分子或不对称分子 它的实体与镜像不 能重叠 其关系和左右手的关系相似 一个碳原子和四个不同的基团连接 这种碳原 子称为手性碳原子手性碳原子或不对称碳原子 手型碳原 子具有旋光性 或不对称碳原子 手型碳原 子具有旋光性 非手性 CH3 H Br Br CH3 H Br ClCH2OH CHO H HO COH CHO H CH2OH CH CHO HO CH2OH L 甘油醛S D 甘油醛R 描述手性分子的两种方法描述手性分子的两种方法 相对构型描述 相对构型描述 D L 绝对构型描述 绝对构型描述 R S CH2OH CHO H HO CHO HOH2C OH H D L相对构型规则 以甘油醛的构型为基础作规 定 OH在左为L型 H在右 OH在右为D型 H 在左 与此相关联的构型依此判断 相对构型相对构型 D L 氨基酸的D L构型 HOH COOH CH3 H2NH COOH CH3 H2NH COOH R L 乳酸 L 丙氨酸 H2NH COOH CH3 OHH 氨基酸的构型是以距羧基最近的手性碳原子为标准 LL 当平面偏振光通过手性分子的每个 对映体时 偏振光振动的方向发生旋转 手性分子的两个对映体使偏振光旋 转的角度相同 而方向相反 当平面偏振光通过手性分子的每个 对映体时 偏振光振动的方向发生旋转 手性分子的两个对映体使偏振光旋 转的角度相同 而方向相反 手性分子的性质手性分子的性质 光学活性 旋光性 光学活性 旋光性 optical activity 普通光和平面偏振光示意图普通光和平面偏振光示意图 使偏振光振动平面旋转的物质使偏振光振动平面旋转的物质 旋光性物质或光学活性物质旋光性物质或光学活性物质 绝对构型绝对构型 R S 比旋光度 B l t 旋光度 l 样品管长度 dm B 质量浓度 g mL t 温度 波长 钠光 D 589nm 旋光仪和比旋光度 旋光仪 检测偏振光平面旋转的仪器 旋光仪示意图 绝对构型的判断 绝对构型的判断 R S构型 使偏正光向左偏称为左旋 构型 使偏正光向左偏称为左旋 S 左旋 使偏正光向右偏称为右旋 左旋 使偏正光向右偏称为右旋 R 右旋 右旋 H C OH COOHH3C 乳酸分子 右旋 乳酸分子 右旋 d 左旋 左旋 l R 右旋 右旋 S 左旋 左旋 H C OH COOHH3C 乳酸分子 COOH H OH CH3 H COOH H3C HO R 乳酸 S 乳酸 对映异构体 右旋 d 左旋 l R S构型判断的方法 绝对构型 1 按照基团的顺序规则 把连接在手性碳上的基团由 大到小排序 2 观察手性分子时 从远离最小取代基 一般为H 的位置观察分子 从最小取代基的对面观察 由 大到小连接基团 3 顺时针为R构型 逆时针为S构型 H COOH H3C HO OH COOH CH3 COOH H OH CH3 OH COOH CH3 R 乳酸 S 乳酸 R 甘油醛甘油醛 S 甘油醛甘油醛 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 protein protein 是生物体中最重要的一类生是生物体中最重要的一类生是生物体中最重要的一类生是生物体中最重要的一类生 物大分子物大分子物大分子物大分子 他存在于于所有的生物细胞中 是他存在于于所有的生物细胞中 是他存在于于所有的生物细胞中 是他存在于于所有的生物细胞中 是 构成生物体最基本的结构物质和功能物质构成生物体最基本的结构物质和功能物质构成生物体最基本的结