南京农业大学生物化学课件17
南京农业大学生命科学学院生物化学技术原理及应用
破坏，因此常选用比较温和的条件进行制备。 4、生化分离制备几乎都在溶液中进行，影响因素很多，
实验方法经验性较强。
生物大分子物质的制备
❖ 制备方法的选择
生物大分子制备方法的选择是以生物大分子的理化 性质为依据的。对于理化性质不同的生物大分子， 所选用的分离提纯方法也不相同。
或者说生物化学是研究生命现象中的物质基础和化学 变化的一门科学。
更简单地说生物化学就是研究生命现象的化学本质。 生物化学就是生命的化学。
引
言
❖ 生物化学研究的主要目的
从分子水平了解活细胞相关的所有化学进程。
❖ 生物化学的研究对象
生物分子的组成成分如碳、氢、氧、氮、磷等化学元 素以及水和无机盐代谢。
生物大分子的理化性质与分离纯化方法的选择
理化性质 分子大小和形态
溶解度 电荷差异 生物功能专一性
分离及纯化方法 差速离心、超滤、分子筛、透析 盐析、萃取、分配层析、结晶 电泳、等电聚焦电泳、离子交换层析
亲和层析
生物大分子物质的制备
1. 生物材料的选择
选择生物材料的原则：有效成分含量多，稳定性好； 来源丰富，保持新鲜；提取方法简单；有综合利用价 值等。
❖ 生命科学是一门实验的科学，其发展有赖于实验技术 的进步。
❖ 生物化学研究自进入分子生物化学阶段以来，生化研 究实验技术飞速发展，特别是近20年来，生物化学新 技术、新方法不断涌现，为生化研究工作者提供了有 用的工具。
生物化学研究技术方法
❖ 生物化学研究技术：
分离技术：沉淀、吸附、膜分离（过滤、透析等）、 离心、层析、电泳等；
❖参考资料：
[化学课件]南京农业大学生物化学课件(2)
![[化学课件]南京农业大学生物化学课件(2)](https://img.taocdn.com/s3/m/5b9860fb08a1284ac850438e.png)
一. 氧化磷酸化的机理 重要
目前这两方面都获得了一些实验证据，例如能携 带质子穿过线粒体内膜的物质（如2,4-二硝基苯酚 ）可破坏线粒体内膜对质子的透性壁垒，使质子电化 学梯度消失。
另外根据测算，膜间隙的pH较内膜低1.4个单位 ，并且线粒体内膜两侧原有的外正内负跨膜电位升高 。
F1-F0-ATPase复合物
一. 氧化磷酸化的机理
二. 氧化磷酸化的P/O比
P/O(磷氧比)：在生物氧化过程中，伴随 ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的磷原子数与消 耗的分子氧的氧原子数之比。即每消耗1个氧 原子所产生的ATP的分子数。
测定结果表明：
二. 氧化磷酸化的P/O比
NADH经呼吸链完全氧化时，P/O为 3，即1分子的 NADH通过呼吸链将电子最终传递给O2可产生 3 个ATP；
一. 氧化磷酸化的机理
1941年Fritz Lipmann引入“高能磷酸键 (～P)” 的概念。1949年美国生化学家Eugene Kennedy和 Albert Lehninger发现线粒体含有三羧酸循环和呼吸 链所需要的全部酶系统，并且发现生物氧化与ADP磷 酸化相偶联构成了氧化磷酸化。但是，NADH的氧化 和电子传递过程是如何与ADP磷酸化生成ATP反应偶 联起来一直不清楚。
节Oxidativephosphorylation
一. 氧化磷酸化的机理
？What is oxidative phosphorylation
氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 是指细胞内伴随有机物氧化，利用生物氧化 过程中释放的自由能，促使ADP与无机磷酸 结合生成ATP的过程。
Chemiosmotic hypothesis—key points 电子传递体在线粒体内膜上有着不对称分布，传氢
南京农大动物生物化学课件1
细胞信号的传导
第二信使学说 cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+等
G蛋白偶联系统
G蛋白、PKA、PKG、PKC和TPK信号转导系统等
小分子气体物质
NO、CO
生物工程学
到70年代，重组DNA技术（Recombinant DNA technology）诞生， 人类可以按照自己的意愿改造遗传基因和操纵遗传过程。这个技术的 规模化和工业化，就是基因工程，也称遗传工程（Genetic engineering）。 以基因工程技术为核心，与现代发酵工程、细胞工程、胚胎工程、 酶工程、蛋白质工程等集合而成的生物工程学（Biotechnology），已
与动物生产和动物健康的关系
1.生物化学概述
1.1 生物化学的定义：
生物化学（biochemistry）： 是从分子水平上阐明生命有机体 化学本质的一门学科。
1.2 生物化学的分类：
①根据研究对象分为：动物生物化学、植物生物化学、
微生物生物化学等。 ②根据研究目的分为：医学生化、农业生化、工业生化、环境生化
细胞
细胞器
生物大 分 子
单体
细 胞
N2 CO2 H2O
2.2 细胞中的物质代谢与能量代谢，或称中间代谢 （intermediary metabolism）， 也就是细胞中进行的化学过程
合成代谢（anabolism）： 将小分子的前体（precursor）经过特 定的代谢途径构建成较大的分子，并且消 耗能量。
阐明动物新陈代谢活动的规律
生理学、营养学
培养优质高产的畜禽品种
遗传育种
生物化学课件完整版(极其详细)
第二章蛋白质第一节蛋白质的概念及其生物学意义一、什么是蛋白质？α—AA 借肽键相连形成的高分子化合物（短杆菌肽含D-苯丙氨酸）O［肽键：—C—NH—也叫酰胺键］二、蛋白质的生物学作用（或称功能分类）物质吸收与运输、运动，调节代谢、储存养分、催化各种生化反应、分子间的识别（支架蛋白）、信息传递（受体复制酶）、记忆、疾病防御—抗体。
应用：固体酶的工业应用（联于水不溶性树脂上）、脱（纺织品）浆（淀粉酶）、生化制药，蛋白酶用于皮革的脱毛及软化等，都是利用蛋白质的催化作用，蛋白质生物芯片（贮存信息量大，将多种蛋白质抗体固定、排列到玻璃板上，能检测各种疾病蛋白及其他基因表达蛋白），进行病原体与疾病诊断等。
第二节蛋白质的组成一、蛋白质的元素组成：C（50-55％）、H（6-8）、O（20-30%）、N（15-18）、S（半胱aa）（0-4%）有的还含有P（酪蛋白）、Fe、Zn、Mo（钼Fe蛋白）、Cu、I，特别是含N量都很接近，平均为16% 。
所以，测出含N量×6.25（100/16 蛋白质系数）即可推测出蛋白质的含量——凯氏定氮。
二、蛋白质的aa组成通常只有20种，除Pro外均为α—aa ，除甘氨酸外，都有D、L两种异构体（α(Leu : L 支链aa)—碳原子为不对称碳原子）所以有旋光性。
投影式如下：COOHCOOH H 2N — C —H H —C —NH 2R L —α D —αaa 的分类方法： （一）氨基酸的种类分类一 根据侧链基团R 的化学结构分为四类： 第一类 脂肪族aa ：侧链是脂肪烃链①一氨基一羧基（中性）：一氨基一羧基aa 中共九种：H — CH — COOH CH 2— CH — COO － CH 2— CH — COO － NH 2 OH NH +3 SH NH +3(Gly:G) (Ser:S) (Cys:C)CH 3— CH — COO －CH 3— CH — CH — COO －CH 3— CH — CH — COO － NH +3 OHNH +3 CH 3NH +3(Ala:A) (Thr:T) (Val:V 支链aa)CH 3— S — CH 2— CH 2— CH — CُO －CH 3— CH — CH 2— CH — كOُ－ NH +3CH 3 NH +3CH 3— CH 2—CH — CH — COO － CH 3 NH +3(Ile:I 支链aa)②一氨基二羧基aa(酸性)及其酰胺—OOC — CH 2— CH — COO——OOC — CH 2— CH 2 — CH — COO —NH +3 NH +3(Asp:D) (Glu:E)O O(Met :M )H 2N — C — CH 2— CH — COO — H 2N — C — CH 2— CH 2— CH — COO —NH +3NH +3(Asn:N) (Gln:Q)③二氨基一羧基aa （碱性： —NH 2＞-COOH ）H 3N +— CH 2（CH 2）3— CH — COO —H 2N — C — NH —（CH2）3— CH —COO —NH 3+ NH 2+ NH 3+（Lys:K ）(Arg:R)第二类 芳香族aa （含有苯环的化合物叫做芳香族化合物，有的包括Trp ）：— CH 2— CH — COO — HO —— CH 2— CH — COO —(Phe:F) （丙aa 取代） (Tyr:Y)第三类 杂环aa ：HC C —CH 2—CH —COO—………—CH 2— CH — COO—…HN + NH NH +3 NH +3CH（His:H 咪唑基） (Trp :W 吲哚基 苯并吡咯)第四类 脯氨酸，也称杂环亚氨基酸：由Glu 还原、环化、再还原形成-2-羧酸2(Pro:P)分类二 按侧链R 基团的极性（及在pH7左右时的解离状态）分为： 非极性：甘、丙、缬、亮、异亮、苯丙、蛋、脯、色氨酸。
《生物化学》全套PPT课件
目录•生物化学概述•蛋白质结构与功能•酶学原理与应用•糖代谢途径与调控机制•脂类代谢途径与调控机制•基因表达调控与疾病关系生物化学概述生物化学定义与研究对象生物化学定义研究生物体内化学分子与化学反应的科学，探讨生命现象的化学本质。
研究对象生物大分子（蛋白质、核酸、多糖等）及其相互作用；生物小分子（氨基酸、脂肪酸、糖类等）及其代谢；生物体内能量转化与传递等。
生物化学发展历史及现状发展历史从19世纪末到20世纪初，生物化学逐渐从生理学和有机化学中独立出来，成为一门独立的学科。
随着科学技术的不断发展，生物化学的研究领域和深度不断拓展。
现状生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，与分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科相互渗透，共同揭示生命的奥秘。
同时，生物化学在医学、农业、工业等领域的应用也越来越广泛。
ABDC疾病诊断生物化学方法可用于检测血液中特定生物分子的含量或结构异常，从而辅助疾病的诊断，如血糖、血脂检测等。
药物研发通过对生物体内代谢途径和药物作用机制的研究，有助于设计和开发新的药物，提高治疗效果和降低副作用。
营养与健康生物化学在营养学领域的应用有助于了解食物中营养成分的代谢和利用，为合理膳食和营养补充提供科学依据。
遗传性疾病研究生物化学方法可用于研究遗传性疾病的发病机制和治疗方法，如基因疗法和干细胞疗法等。
生物化学在医学领域重要性蛋白质结构与功能0102 03氨基酸种类20种常见氨基酸，包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸等。
氨基酸性质具有氨基和羧基的有机酸，呈两性，等电点下溶解度最低。
氨基酸分类根据侧链R基团的性质可分为脂肪族、芳香族、杂环族等。
氨基酸种类、性质及分类通过逐步去除N-末端氨基酸并测定其种类，推断蛋白质序列。
Edman 降解法质谱法cDNA 测序法利用蛋白质分子在电场或磁场中的运动规律进行测定。
通过测定编码蛋白质的cDNA 序列，间接推断蛋白质序列。
030201蛋白质一级结构测定方法主要依靠氢键维持的局部空间结构，包括α-螺旋、β-折叠等。
大学生物化学最全课件(共83张PPT)
❖通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称为氨基端或N-端；在 另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。
❖氨基酸的顺序是从N端的氨基酸残基开始，以C端氨基酸残基为终点
的排列顺序。如上述五肽可表示为：
Ser-Val-Tyr-Asp-Gln
❖ 多肽可与多种化合物作用，产生不同的颜色反应。这些显色反应，可用 于多肽的定性或定量鉴定。
绝大多数的酶都是蛋白质(Enzyme)。
（三）肽与肽键
一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间失水形 成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。
由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个氨基酸组成的
肽则称为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。
（peptide bond）：
nm
nm
• 肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明 显的共轭作用。
❖ 变性后的蛋白质称为变性蛋白。
❖ 导致蛋白质变性的因素：热、紫外光、激烈的搅拌以及强 酸和强碱等。
❖ 类型：不可逆变性、可逆变性（可复性）
（六）蛋白质的生物学功能
（1）作为酶，蛋白质具有催化功能。
（2）作为结构成分，它规定和维持细胞的构造。
（3）作为代谢的调节者（激素或阻遏物），它能
协调和指导细胞内的化学过程。
• 组成肽键的原子处于同一平面。
AA的排列顺序和命名
Ser H
O H3N+ C C
N-端 CH2
Val H
O NCC
H CH
Tyr H
O NCC
H CH2
Asp H
O NCC
H CH2
Gln H
N C COOH CH2 C-端
OH
CH3CH3
生物化学ppt课件
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神经末梢中含有丰富的神 经节苷脂
在细胞间的通讯和识别过 程中有着特殊的重要性。
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5.5 类固醇
类固醇化合物以环戊烷多氢菲为核心结构，不含脂肪酸， 因含醇类而得名。分子为扁平状，平面上的取代基直立时
如：软脂酸、硬脂酸
不饱和脂肪酸 如：油酸、亚油酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸
按营养学角度分： 非必需脂肪酸 必需脂肪酸
如：
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区别在于烃链的长度 （碳原子数目），双 键数目和位置。
族（亚油酸等） 族（ DHA、EPA 等 ）
二十二碳六烯酸
二十碳五烯酸
ω编码体系 命名时从脂酸的甲基碳起计算其双键碳原子位置。
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5.6 生物膜
（Biological Membranes）
5.6.1 细胞中的膜系统
细胞内各种不同的膜统称为生物膜。包括质膜、细胞核膜、 线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜等。形式不 一，功能各异，然而在电镜下有相同的形态。
皂化值
式中： 56 － KOH的相对分子质量； 3 － 中和1mol三酰甘油需要3molKOH。
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（2）氢化与卤化
对于脂酰基具有不饱和双键的三酰甘油而言，其不饱和双
键可与H2和卤素等发生加成反应，称为三酰甘油的氢化和
卤化作用。 工业上常用金属Ni粉等催化油脂中的双键与氢发生氢化作 用，使液状的植物油转变成固态或半固态的脂，加氢后的 油脂称为氢化油，便于运输。氢化可防止油脂酸败作用。 卤化反应中吸收卤素的量可用碘值表示，碘值指100g油 脂所能吸收的碘的质量（g)，用于测油脂的不饱和程度。 不饱和程度越高，碘值越高。
南京农业大学考研-生物化学复习课件-糖酵解
二. 糖酵解的过程
EMP的两个阶段 第一阶段 五步反应 磷酸丙糖生成阶段
耗能阶段 第二阶段 五步反应 丙酮酸生成阶段
产能阶段
EMP途径代号式
二. 糖酵解的过程
G G6P F6P FBP
第一阶段 第二阶段
G3P DHAP 1,3-BPG
3PG 2PG PEP Pyr
二. 糖酵解的过程
第一步：葡萄糖的磷酸化
6-磷酸果糖
ATP
ADP
磷酸果糖激酶
H2COPO32CO
HO CH HC OH HC OH H2CO-PO32-
1，6-二磷酸果糖
磷酸果糖激酶(PFK)是EMP途径的关键酶，其活性 大小控制着整个途径的进程。
二. 糖酵解的过程
碳链不变，但两头接上了磷 酸基团，为断裂作好准备。
消耗两个ATP。
第四步：1,6-二磷酸果糖的裂解
第二节 糖酵解
一. 糖酵解的概念
指葡萄糖通过一系列步骤降解成三碳 化合物（丙酮酸）的过程。
糖酵解途径又称EMP途径。 (Embden-Meyerhof-Parnas 途径)
部位：细胞质
二. 糖酵解的过程
葡萄糖(G) EMP 丙酮酸 彻底氧化 CO2+H2O
O2不足
乳酸(动物) 乙醇(微生物) 其它
H2COPO32-
磷酸甘油酸激酶
1，3-二磷酸甘油酸
COOH HC OH H2COPO32-
3-磷酸甘油酸
底物水平磷酸化：高能化学底物直接将磷酸基团ADP, 使ADP磷酸化形成ATP的过程。
糖酵解过程中第一次产生 ATP。
第二阶段
二. 糖酵解的过程
醛氧化称羧酸 NAD+还原成NADH 糖酵解中第一次产生ATP