上海交大 生物化学 课件 chapter 29
生物化学(共45张PPT)
（四）、多糖类
1、来源于植物的具有一定生物活性和药理作用的多糖。
黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、麦麸多糖、黄精多糖、 昆布多糖、菊糖、褐藻多糖、波叶多糖、茶叶多糖、葡萄皮脂多 糖、麦秸半纤维素B、针裂蹄多糖、酸多糖、枸杞多糖、当归多 糖、人参多糖、地衣多糖
和有机溶剂，分子量从几十～几百万。浓碱处理 可是其部分或全部脱掉乙酰基而成为几丁质（ chitosan）,该产品可溶于烯酸。
3、用途
药物辅料：人造皮肤、手术缝合线（不用拆线）
络合回收金属离子（贵重金属离子）
降血脂、消炎、杀菌剂（伤口愈合剂）
食品添加剂（保鲜剂）
同样具有保湿作用、也大量用于化妆品中。
糖类的生物活性及药理作用
三、纤维素
CH2OH
O
CH2OH O
O OH
O OH
OH
OH
α -1,4
OH
OH
O
O CH2OH β -1,4
CH2OH O
OH
OH
淀粉
纤维素
2、纤维素的生物学功能 （1）作为植物、动物或细菌细胞的外壁支撑和保护的
物质，促使细胞保持足够的扩张韧性和刚性。
（2）作为生物圈中维持自然界能量和营养物质稳恒的贮 藏物质。
2、直链淀粉
(1)占天然淀粉量的20％～30％，药物辅料 中的可溶性淀粉（冲剂中一般用）就是这 一种。
（2）MW在50,000左右。
（3）结构：以 代表淀粉， 代表二个D －葡萄糖残基通过α－1,4糖苷键连接，则 直链淀粉的结构为：
3、支链淀粉
（1）占天然淀粉量的70％～80％。 （2）MW＝1百万左右. （3）结构：主链与直链淀粉一样，以通过α－1,4糖苷键
（2）贮能多糖：在体内作为贮能形式存在， 如淀粉和糖原，在需要是可通过生物体内酶 系统的作用，分解释放出单糖以供应能量。
生物化学课件完整版极其详细）
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—碳原子为不对称碳原子）所以有旋光性。
投影式如下：COOH COOHH2N —C —H H —C —NH2R RL—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 CH2—CH —COO－CH2—CH —COO－NH2 OH NH+3SH NH+3(Gly:G) (Ser:S) (Cys:C)CH3—CH —COO－CH3—CH —CH—COO－CH3—CH —CH —COO－NH+3OH NH+3CH3NH+ 3 (Ala:A) (Thr:T) (Val:V支链aa)—COO—(Leu: L支链aa)CH3—S —CH2—CH2—CH —O－CH3—CH —CH2—CH —? －NH+3CH3NH+3 CH3—CH2—CH —CH —COO－CH3NH+3(Ile:I支链aa)②一氨基二羧基aa(酸性)及其酰胺—OOC —CH2—CH —COO——OOC —CH2—CH2 —CH —COO—NH+3NH+3 (Asp:D) (Glu:E)O OH2N —C —CH2—CH —COO—H2N —C —CH2—CH2—CH —COO—NH+3NH+3 (Asn:N) (Gln:Q)③二氨基一羧基aa（碱性：—NH2＞-COOH）H3N+—CH2（CH2）3—CH —COO—H2N —C —NH —（CH2）3—CH —COO—NH3+NH2+NH3+（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）：—CH2—CH —COO—HO ——CH2—CH —COO—(Phe:F) （丙aa取代）(Tyr:Y)第三类杂环aa：HC C—CH2—CH —COO—………—CH2—CH —COO—…HN+NH NH+3 N NH+3 CH（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、再还原形成四氢吡咯-2-羧酸NH2+NH+3NH+3(Met:M)(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。
生物化学教学课件ppt
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
《生物化学》教学ppt课件
。
1965年 首次人工合成结晶牛胰岛素---中国。 1973年 基因重组技术建立 (美)。 1980年 Sanger设计出测定DNA序列的方法，获1980年诺贝尔化学奖。 1984年 Bruce Merrifield（美国），建立和发展蛋白质化学合成方法。 1994年 Alfred G.Gilman（美国）发现G蛋白及其在细胞内信号转导中作用 。 Karg B. Mallis(美)发明PCR方法。 1996年 克隆羊诞生。 1998年 Rolert F. Furchgott（美国）发现NO是心血管系统的信号分子。 2001年 人类基因组计划完成。
《生物化学》 教学课件
Biochemistry
教 材
罗纪盛 主编
高等教育出版社
Biochemistry
绪
论
一、生物化学定义 二、生物化学的应用 三、生物化学发展史 四、
生物化学
BIOCHEMISTRY
生物化学 定义
生物化学是利用化学（包括物理）的理论和方法研究生 物的一门科学。 动物（包括人） 生物 植物 微生物（细菌，病毒等）
在日用化学工业上应用 生物化学发展史
（二）动态生物化学阶段（代谢）
大约从二十世纪初到二十世纪五十年代。此阶段对各种化学物质的 代谢途径有了一定的了解。 其中主要有： 1932年英国科学家Krebs 建立了尿素合成的鸟氨酸循 环；1937年Krebs又提出了三羧酸循环的基本代谢途径；1940年， 德国科学家Embden和Meyerhof提出了糖酵解代谢途径。
尿激酶能直接作用于内源性纤维蛋白溶解系统，催化血纤维蛋白溶 酶原成血纤维蛋白溶酶，后者不仅能降解纤维蛋白凝块，亦能降解血 循环中的纤维蛋白原、凝血因子Ⅴ和凝血因子Ⅷ等，从而发挥溶栓作 用。尿激酶（针剂）对新形成的血栓起效快、 效果好，还能提高血管ADP酶活性，抑制ADP诱导 的血小板聚集，预防血栓形成。
上海交通大学 上海交大 生物化学 课件 chapter 24fatty
TAGs are hydrolized by cAMP-regulated lipases脂酶
initial step in the utilization of fat as energy source: TAG+ 3H2O→glycerol+ 3 FAs +3H+ Hormones, such as epinephrine, norepinephrine (去甲肾上腺素 去甲肾上腺素), 去甲肾上腺素 glucagon and adrenocorticotropic hormone (促肾上腺皮质 促肾上腺皮质) 促肾上腺皮质 induce lipolysis： ： hormones→adenylate cyclase腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶→cAMP→protein 腺苷酸环化酶 kinase A →lipase cAMP is a second messenger in activation of lipolysis in fat cells, as it is in activation of glycogen breakdown
为脂肪酸和甘油，从脂肪组织释放并运送到需能组织。 2. 脂肪酸被激活运送进入上述 为脂肪酸和甘油，从脂肪组织释放并运送到需能组织。 氧化) 脂肪酸逐步降解为乙酰CoA，然后进入柠 组织细胞的线粒体中进行降解 (β氧化 。 3. 脂肪酸逐步降解为乙酰 氧化 ， 檬酸循环。 檬酸循环。
FAs are degraded by the sequential removal of two-carbon units
TAG are highly concentrated energy stores
TAGs are reduced and anhydrous (无水的 无水的) 无水的 The yield from the complete oxidation of FA is about 9 kcal/g, in contrast with about 4 kcal/g for carbohydrates and protein ( x 2)
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
Year
机 能
Proteins were thought to carry genetic information
动 态 静Miescher discovered DNA 态 Interweaving of the historical traditions of biochemistry, cell biology, and genetics.
光 学 异 构
手性碳原子引起。 1个手性碳原子上 相连的各原子或基团 的空间排布有两种， 互为镜像，称为对映
体。
对映异构体化学性质几乎完全相同，但使 偏振光的平面旋转相反地方向，但角度相 同。
具有n个手性碳原子的分子，有2n个立体异构体
构 象 异 构
• 由于C–C单键的旋转，使分子中其余原子或基团 的空间取向发生改变，从而产生种种可能的有差 别的立体形象，这种现象称为构象异构。
三、生物化学与相关学科的关系
生物化学与许多学科有着密切联系和交叉 1、利用化学、物理学的原理和技术 研究生物分子的结构、性质。 2、许多生物化学理论（代谢途径和 调控机制）是用微生物作为材料证实 有机化学 的。 生物物理学 3、生理学, 是在生物体的组织和整 生 体水平研究生命进程，涉及生物体内 微生物学 物 有机物的代谢，这也是生物化学的核 心之一。 生理学 化 4、细胞生物学, 研究生物细胞结构、 学 功能，包括细胞内生物分子的作用。 细胞生物学 5、遗传学，研究核酸、蛋白质的生 遗传学 物合成及调控，这也是生物化学必须 讨论的重要课题。
四、生物分子概述
• 碳架是生物分子结构的基础 • 生物分子有复杂的异构现象 • 生物分子中的作用力
• 自然界所有的生物体都由三类物质组成： 水、无机离子、生物分子 • 生物分子泛指生物体特有的各类分子，它 们都是有机物。生物分子是生物体和生命 现象的物质基础。
上海交大生物化学教材上册习题答案共7页
Chapter 21. (a) tropomyosin原肌球蛋白70-kd→35-kd (two-stranded)→318 residues (meanresidue mass 110)→477Ǻ(axial distance of per residue in α-helix is 1.5Ǻ)(b)40 residues→36 (4 for hairpin turn) →18 (two-stranded) →63Ǻ(the rise per residue 3.5Ǻin βsheet) motif基序Ǻ mom基基t2. contrasting isomer截然不同的异构体dioxane二噁烷in Leu methyl甲基is attached to γ-C atom, while in Ile it to β-C atom(比较靠近主链α-碳原子,造成立体位阻,阻断α-螺旋的形成)3. Ala＜Val; Ile ＞Gly …Ala……Ile….. with activity (wild type)…Val……Ile……lose activity (mutant type)…Val……Gly… regain activity (double-mutant type)4. shuffle重新洗牌, disulfide-sulfhydryl exchange二硫键-巯基互换; PDI蛋白二硫键异构酶, scrambled ribonuclease杂乱的核糖核酸酶杂乱的核糖核酸酶在PDI作用下由无序变成有序,而胰岛素则由有序变成无序,说明胰岛素结构并非热力学最稳定的形式;因为胰岛素是由(比它多33个残基的)胰岛素原形成的,后者才是热力学最稳定的形式.5.stretching a target使目标(蛋白底物)伸展; protease蛋白水解酶6. Gly has the smallest side chain of AA: tight turns and approaching one another closely7.guanidinium group胍基of Arg (positive): Glu, Asp, and the terminal carbonyl group (negative)8.keratin角蛋白烫发: 加入巯基化合物(作为还原剂)和适当的温度使原来(发型中)的二硫键打断,卷曲头发(至所需型态)并加入氧化剂,使之形成新的二硫键并稳定.Chapter 31.(a)phenyl isothiocyanate (PITC) 异硫氰酸苯酯(b)Dansyl chloride丹黄酰氯(or dabsyl chloride)(c)Urea尿素; β-mercaptoethanol β-巯基乙醇(d)chymotrypsin糜蛋白酶(N)……R-‖-X……(C) R: Phe Trp, Tyr(e)CNBr (N)……Met-‖-X……(C)(f)Trypsin (N)……R-‖-X……(C) R: Arg or Lys2. K=[H+][A－]/[HA] →pH=pK +log [A－]/[HA]3.anhydrous hydrazine无水肼: 处理多肽(蛋白质)发生裂解,羧基末端的氨基酸释放成游离氨基酸,可被鉴定.所有其他氨基酸残基变成酰肼衍生物.4. ethyleneimine乙烯亚胺+ Cys →S-aminoethyl氨乙基derivatives (S-氨乙烯半胱氨酸) →与Lys类似Cys*-‖-X5. incident入射, transmitted透射, εextinction coefficient (molar absorption coefficient)消光系数; I = I0 10－εlc A (log I0/I) =εlc1mg/ml →5.62 x 10－5 M (MW= 17.8 kd) A = 15000 x 5.62 x 10－5 x 1= 0.84 = log10(I0/I) I0/I=6.96 即14.4%的入射光被透射6. tropomyosin原肌球蛋白rod shaped7.s ∝m/f f = 6πηr m ∝r3 →s ∝m2/38. y = kx + b log (MW) = k (RM) + b y—log (MW) MW:molecular weight X—RM: relative mobilitylog 92000 = 0.41 k + blog 30000 = 0.80 k + b k= －1.26 b= 5.465So, the apparent mass of a protein having a mobility of 0.62 is 50 kdChapter 41.5’ GATCAA 3’3’ CTAGTT 5’→5’TTGATC3’(书写自左向右5’→3’)3. 17μm－15μm = 2μm = 20000A÷3.4A = 5800 base pairs4．A(15N) B(14N)Conservative replication: AA→AA+BB (F1)→AA+BB+ BB+ BB(F2)Semiconservative replication: AA→AB+ AB (F1) →AB+ AB +BB+ BB (F2)6. competence感受态Bacillus subtilis枯草芽胞杆菌possible reason: 1.not able to take up DNA 2.having deoxiribonuclease脱氧核糖核酸酶3.not able to integrate fragments of DNA into their genome7. propitious有利的; T2 is used by Hershey and Chase (P78) to separate itself into genetic (DNA) and nongenetic (protein) parts. M13 is not. (它的蛋白外壳将嵌入宿主的内膜,离心后将随细胞沉淀)8. （a）tritiated thymine (or thymidine)(b) dNs-P*~P~P9.5’_______________3’-OH3’-OH_______________5’10. reverse transcriptase逆转录酶deoxythymudylate oligonucleotidetemplate: poly(rA) →primer oligo dT ＋3’…AAAAAAAAAAA…5’TTT(OH)…11.RNA→DNA-RNA hybrid →DNA transcript →double-helical viral DNA(both by reverse transcriptase) ribonuclease核糖核酸酶；polymerase聚合酶; 逆转录酶兼具聚合酶和核糖核酸酶的功能12．Turnip 芜菁Virus →treated with phenol苯酚(to remove protein) →NA (divide into two samples)1. treated with ribonuclease核糖核酸酶2. treated with deoxyribonuclease脱氧核糖核酸酶13．G-C →G-U (by deamination脱氨) →G-C ＋A- U (after one round of replication) →G-C ＋G-C ＋A- U ＋A- T (after two round of replication)14. hydrogen cyanide氰化氢(HCN) pentamer五聚体adenine腺嘌呤(H5C5N5)15. (a) AA AC AG AT 24CA CC CG CTGA GC GG GTTA TC TG TTCHAPTER 51. (a) dATP, dCTP, dGTP, dTTP (for DNA); ATP, CTP, GTP, UTP (for RNA)2.(a) 3’–ATTGCCATGCTA-5’5’-UAACGGUACGAU-3’(b) 5’-UUGCCUAGUGAUUGGAUG-3’N-Leu—Pro—Ser—Asp—Trp—Met-C© 5’-UUACUUACUUACUUACUUACUUAC…-3’Poly(UUAC)N-Leu—Leu—Thr—Tyr--Leu—Leu—Thr—Tyr-C Poly(Leu-Leu-Thr-Tyr)5’-UUACUUACUUACUUACUUACUUAC (3)N- Tyr- Leu- Leu- Thr….. Poly(Tyr-Leu-Leu-Thr)5’-UUACUUACUUACUUACUUA -3’N- Thr - Tyr- Leu – Leu…. Poly(Thr-Tyr-Leu-Leu)ordycepin蛹虫草菌素3’-deoxyadenosine脱氧腺苷It terminates RNA synthesisbecause it lacks a 3’-OH group.5.poly(G)聚鸟苷酸forms a triple-stranded structure三股螺旋结构, therefore it can’tserve as a template for protein synthesis. Poly(A), poly(C) and poly(U) can do as single-stranded RNA.6.5’…TACTACTAC…3’3’… ATGATGATG ATGATGATG…5’↓DNA聚合酶，连接酶5’…TACTACTACTACTACTACTAC…3’3’… ATGATGATGATGATGATGATG…5’RNA polymerase +only UTP, ATP, CTP→only poly(UAC)3’…ATGATGATGATGATGATG…5’5’…UACUACUACUACUAC…3’RNA polymerase +only UTP, ATP, GTP→only poly(GUA)3’…CATCATCATCATCATCAT…5’5’… GUAGUAGUAGUAGUA…3’7. Lys: (AAA or AAG); →(a) Asp: GAU or GAC impossible→(b)Arg: AGA or AGG; Asn: AAU or AAC; Gln: CAA or CAGand Glu, Ile, Met, Thr palatable合口味8.triple entendre三关语5’-AAAUGAGGA-3’ 3 different-polypeptide products:(a). 5’…-AAAUGAGGA-…3’…Lys(stop)(b). 5’-…AAAUGAGGA-…3’…-Asn-Glu-…(c). 5’…-AAAUGAGGA-…3’…-Met-Arg-…9.Highly abundant AA: Leu and Ser: 6 codonsIntermediate ones: His and Cys: 2 codonsLeast abundant ones; Met and Trp: 1 codonBenefits: (a) variation in base composition相同蛋白碱基构成有差异(b) decreases the likelihood that a substitution of a base will change theencoded AA.降低了因为一个碱基替代(突变)而改变（由该密码子编码的）氨基酸的概率由在蛋白中出现频度决定氨基酸对应密码子数与（假定）密码子均匀分布（每个氨基酸3个）相比，前者将(a)和(b)发挥到最大10.Raney nickel拉内镍铝合金5’-UUUUGCCAUGUU UGU GCU-3’N-Phe—Cys—His—Val—Ala*—Ala—C含有UGU反密码子(3’-ACA-5’)的tRNA原本结合14C标记的Cys*, 经拉内镍铝合金化学修饰后变为Ala*.11. GUC and GUG are likely to be used more by the alga藻类from the hot springs热温泉to increase the melting temperature of its DNA, because C≡Gby contrast : GUA and GUU by the alga from an Antarctic bay南极, because A=T 12．(a) the degeneracy of the genetic code, the same AA often corresponds different Nt (especially the third base in codon) 两个不同物种拥有同一功能蛋白，它们的蛋白（氨基酸序列）差异小，而DNA（碱基序列）差异大eon 109年(b) mutations with changed AA are subject to more stringent selection (i.e. difficult tosurvive) 导致氨基酸改变（进而蛋白改变）的突变遭受更为严格的自然选择CHAPTER 61. 5’-GGCATAC-3’2plementary DNA (cDNA): mRNA(成熟)→hybrid (mRNA + cDNA)→single-stranded cDNA→single-stranded hairpin →double-stranded cDNA (P136)(不含内含子)Ovalbumin卵清蛋白genomic DNA→infect E. coli →primary transcript (E. coli lacks the machinery to splice it) 大肠杆菌不具备剪接基因组DNA初级转录物的功能3.(a)human genome: 3 x 106 kb; averaging length of a human gene is 100 kb (＞＞4 kb)(b)chromosome walking→having overlapping fragments →exhaustive digestionwith more restriction enzymes重叠短片段是染色体步查的前提,而重叠短片段是一个以上限制酶对基因组进行彻底消化(所产生)的结果(仅用EcoRI一种限制酶切割形成的是非重叠片段).4.change from GAG to GTG→loss of a restriction site (by MstⅡ: CCTGAGG)→replacement of 2 fragments on the Southern blot by a longer one 一个点突变导致一个限制(酶切割)位点丢失,经DNA印迹,该限制酶(切割突变了的DNA的)产物所在泳道中的条带比正常的少一条(以一条较长的代替了两条较短的).any site mutagenesis within the sequence CCTGAGG will lead to such result(这一序列中任何一个点突变都导致上述结果,故不能说明GAG突变成了GTG)5. ciliate protozoan Tetrahymena纤毛原生动物四膜虫autocatalysis自催化a region in plasmid consists of intron + flanking sequences (present in the precursor rRNA)(1)在E.coli中复制此重组质粒(2)用E.coli RNA polymerase体外转录此DNA (3)产物rRNA在体外进行自我剪接(不存在任何四膜虫的蛋白),此内含子被剪去.6.cassette mutagenesis 盒式诱变用两个不同的限制酶从一对特定的限制位点切去一段DNA后,将另一段具上述(盒)位点互补末端的人工合成寡聚核苷酸与之连接. 此法适应范围广,插入的DNA可具任何所需序列.7.Terra incognita未知领域terrain地带_____________ _____________________________ ________________PCR (1)从基因组消化产物中选取含此片段的DNA(2)将它环化(成环状)(3)按图示方向进行PCR(在两个引物的引导下)8. 此(用PCR方法扩增的)DNA是由四个完全相同的序列重复排列组成的,故可编码含有四个相同的重复片段的蛋白.Chapter 71.(a) W = CV = 87μm3 x 34 g/100ml = 87 x 10―12 ml x 34 g/100ml =2.96 x 10―11g 每个红细胞中血红蛋白的重量(b) MW hemoglobin =6.6 x 104 2.96 x 10―11g ÷6.6 x 104x 6.023 x 1023 =2.71 x 108 每个红细胞中血红蛋白的分子数(c) 87 x 10―18 m3÷(65 x 10―10) 3 m3 = 3.22 x 108立体晶格排列, 每个红细胞含(最大可能的)血红蛋白分子数实际堆积密度是理论状况(立体晶格排列,含最大可能的血红蛋白分子数)的84%,即红细胞中血红蛋白浓度不可能再比这个测得值(2.71 x 108)大得多.2.血红蛋白重量与铁重量的关系(重量比): 每一个分子血红蛋白(含四个亚基)中含四个铁原子(每个亚基含一个血红素即一个铁), 即6.6 x 104/4 x 56该人含血红蛋白总重:70kg x 70ml/kg x 16 g/100ml = 784g该人含铁总重: 784 x (4 x 56 / 6.6 x 104)= 2.65g or 2.65/56 = 4.75 x 10―2 moles3.(a)MW myoglobin =1.78 x 104 (153个残基) 每公斤(人肌肉)含肌红蛋白mole数: 8÷1.78 x104= 4.49 x 10―4即含氧4.49 x 10―4mole(因每一个肌红蛋白分子结合一个氧分子),故4.49 x 10―4 x 32 =1.44 x 10―2g每公斤(人肌肉)含氧气克数.抹香鲸肌红蛋白中,答案是上述数据的十倍(因每公斤抹香鲸肌肉含肌红蛋白克数是人的十倍: 80:8)(b) 4.49 x 10―3÷3.5 x 10―5 = 128 即结合在(每公斤)抹香鲸肌肉肌红蛋白中的氧mole数是直接离解在(每升)组织水中氧mole数的128倍(这就是为什么高等哺乳动物用肌红蛋白而不是组织水作为氧载体)4. (a)平衡常数K=解离速率常数k off / 结合速率常数k onk off = K k on =10―6M x 2 x107M―1 S―1=20 S―1(b)氧合肌红蛋白复合体平均存在时间是解离速率常数的倒数即0.05 S5.(a)增加pH即降低[H+],使血红蛋白的氧亲和力↑(b)增加二氧化碳分压使血红蛋白的氧亲和力↓(c)增加2,3-二磷酸甘油酸浓度使血红蛋白的氧亲和力↓(d)将四聚体离解成单体(使血红蛋白变成与肌红蛋白相似),血红蛋白的氧亲和力↑6.avian鸟类reptilian爬行类turtle海龟stripped of除去G-6-P 6-磷酸葡萄糖inositol hexaphosphate肌醇六磷酸malonate丙二酸lactate乳酸.(2,3BPG含有多重负电荷,与血红蛋白(两条)β链上的多个带正电荷的残基结合)9.血液中一半血红素(位点)被CO饱和的人是致死的,而血红蛋白减量至一半的贫血患者却能正常工作,这似是而非的悖论如何解释?CO与一个血红素结合后会增加氧与同一血红蛋白分子中其它血红素的结合,从而降低从活跃代谢组织中释出的氧气数量(使组织得不到充分的氧供应而致死).即CO能稳定氧合血红蛋白所特有的四级结构(R型). 换言之, CO模仿氧气作为变构效应物.11.(a) Val--His--Leu--Thr--Pro--Glu(Lys) -‖-Glu--Lys--- tryptic peptide胰蛋白酶水解肽GTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAG(b) GAG(Glu)→AAG(Lys)(c)此突变的蛋白比HbA(Glu6)和HbS(Val6)带有更多的正电荷(Lys), 所以电泳朝着正极泳动时较慢.(答案“moves more rapidly toward the anode正极”似有误)CHAPTER 81.(a) PPi + H2O→2Pi (by pyrophosphatase焦磷酸酶)2800×10÷900 = 31.1μmole 每毫克酶具有的活性单位(V max)→每毫克酶15分钟内转化的底物μmole数→每毫克酶1秒钟内转化的底物μmole数(b)1×10－3÷(1.2×105) ×106×6 = 0.05μmole 每克→每毫克酶相当mole数(MW为120kd) →化为μmole数→每毫克酶含有的活性部位(每个焦磷酸酶含有6个活性部位) (c) 31.1μmole÷0.05μmole = 622 s－1 每毫克酶1秒钟内转化的底物μmole数→每个活性部位1秒钟内转化的底物数即”反转数”(turnover number),对比P195表8-3, 此值居中.2.penicillinase青霉素酶, β-lactamaseβ-内酰胺酶(a)[penicillin] 10－6M amount hydrolyzed (nanomoles)每分钟纳mole(10－9M/min)Yes(双倒数图呈直线), K M=5.2 x 10－6 M (从横轴截距获得)(b) V max=0.684 x 10－9 =6.84 x 10－10M /min(从纵轴截距获得)(c) 6.84 x 10－10 /60 (每秒生成产物的摩尔数)10－9g/(29.6 x 103)(溶液中酶的摩尔数)6.84x 10－10 /60÷10－9g/(29.6 x 103) = 337s－1 (每秒每个活性部位生成产物的个数,即翻转数turnover number)4. (a)no inhibitor: V max= 47.6μmole/min K M=11 x 10－6 M =1.1 x 10－5M存在竞争性抑制剂的条件下, V max不变, K M增高存在非竞争性抑制剂的条件下, K M不变, V max降低根据表格中的数据(存在抑制剂),在双对数图中得到(see Fig. 8-20): V max不变(即47.6μmole/min), K M= =3.1 x 10－5M(b)所以是竞争性抑制(c)两条直线(有抑制剂和没有抑制剂的)斜率比(也即K M比值)是2.8,即1 + [I]/ K i =2.8; [I]= 2mM =2 x 10－3 M得结合(解离)常数K i=1.1 x 10－3 M(d) f ES= V/V max = [S]/([S]+ K M) = 10/(10+31) =0.243(e) [S]=30μM=30 x 10－6 M,f ES= V/V max = [S]/([S]+ K M) = 30/(30+11) =0.73(无抑制剂)f ES= V/V max = [S]/([S]+ K M) = 30/(30+31) =0.49(存在2mM抑制剂)此比率1.49(0.73/0.49)与[S]=30时两者的反应速率的比率1.49(33.8/22.6)相等5.(a)从双倒数图查得V max=9.5μmole/min K M=1.1 x 10－5 M(与无抑制剂时相等)(b) 所以是非竞争性抑制(c) 从双倒数图查得(或由比值47.6/9.5)V max/ V I max=5 V I max= V max/(1+[I]/ K i) 由[I]=100μM 得K i =2.5 x 10－5 M,(d) f ES= V/V max = [S]/([S]+ K M) = 30/(30+11) =0.73(有或无非竞争性抑制剂存在一样)CHAPTER 91.推断过程: NAG3对溶菌酶稳定,排除A-B和B-C; C位只可能是NAG而非NAM(占空间太大);细菌细胞壁被切割的只可能是NAM-NAG键,排除C-D 和E-F所以结论是(因为此六糖是交替排列的)D-E: (b＞c＞a)G-M-G-M-‖-G-MA B C D E F3..见p212 Fig9-9,图中水用同位素标记,由于被切断的是(D)C1-‖-O(E)键(而不是(D)O-‖- C4(E)键),所以标记O进入C1. 本题中合成的六糖中的D-E间的O用同位素标记, 由于被切断的是C1-‖-O键,所以O进入E,即二糖的C4.5. (a)和(b)In oxyhemoglobin: Fe与五个N原子(4个血红素卟啉环N和一个近侧组氨酸N)和一个氧原子(来自所结合的氧分子)成键, 见Fig 9-26In carboxypeptidase A: Zn与两个N(两个His侧链各一个)两个O(Glu侧链和水分子各一个)成键© Asp; Cys; Met (O,S)6. 为证实Tyr248(TAT)是否在(羧肽酶)催化过程中所必须→将它定点突变成天冬氨酸Asp(TTT,两者密码子仅一个碱基差别)→重组质粒转入酵母细胞表达→(惊人的发现!)突变后形成的酶与天然酶相比:K cat不变, K M值高六倍→显示Tyr248参与结合底物(亲和力突变后大大下降),却不参与催化(反转数不变)→定点突变在揭示蛋白中某一个特定残基的功能中具重要作用8. lysozyme: Glu35(Fig 9-11) ribonuclease A: His119 (Fig 9-21) carboxypeptidase A: the zinc-bounded H20(activated) (Fig 9-27)chymotrypsin: His57 (Fig 9-33,9-34)CHAPTER 102.(a) 协同模型:由Monod, Wyman, Changeux (MWC) 提出的一种变构酶的模型.认为:酶以两种不同的构象形式存在(R型和T型).两者处于相互平衡之中.两者与其底物和效应物分子结合的能力(亲和力)不同.变构酶总是维持分子的总体对称,即一个分子中的不同亚基任何时候都处于相同的构象状态. 与底物和效应物分子结合使平衡从一种形式转换成另一种形式.在协同模型中, 变构酶若有n个底物结合位点, 底物与R型酶和T型酶结合亲和力之比为A, 则(每一分子酶)结合一分子底物后, [R型酶] / [T型酶]的改变为A; 结合n个底物后, [R型酶] / [T型酶]的改变为A n. 因A=100, (每一分子酶)结合一分子底物, △L([R型酶] / [T型酶])=100(b)已知L=10－7(酶未结合底物时), 变构酶的四个结合位点都被底物占据后, △L=1004,所以L=10－7 x 1004 = 10, 即[R型酶] / [T型酶]由未结合底物时的10－7改变为(每一分子酶)结合四分子底物时的10.5.酶原激活; 胃蛋白酶原→胃蛋白酶属于分子内激活, 激活速率与底物(即酶原)浓度无关.(P251): 胃蛋白酶原(包括前体片段和酶)→前体片段中的碱性残基与酶本体的酸性残基之间形成盐桥→进入低pH环境→盐桥断裂→广泛的构象改变→催化部位得以暴露(酶原中已完整形成,但在中性环境中被阻隔) →此活性部位水解前体和酶本体间的肽键→切去氨基端前体部分(44个残基) →胃蛋白酶10. 药物设计: α1-抗胰蛋白酶中的Met358在催化中具有重要作用,此残基高度活泼,易被氧化.(p257) Ile(AUA)与Met(AUG)具有相当的侧链大小,同属疏水残基(替代后不致影响与被作用底物的结合),但比后者稳定得多.。
《生物化学》全套PPT课件
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。
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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。
胆固醇的生理功能
胆固醇在体内具有多种生理功能，如参与胆汁酸的合成、 构成细胞膜、合成类固醇激素和维生素D等。
胆固醇代谢异常与疾病
胆固醇代谢异常可导致多种疾病的发生，如高胆固醇血症 、动脉粥样硬化等。因此，维持胆固醇代谢平衡对于预防 和治疗相关疾病具有重要意义。
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06 基因表达调控与疾病关系
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入三羧酸循环彻底氧化分解，释放大量能量。
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03
甘油代谢途径
甘油在体内可转化为磷酸二羟丙酮，进而进入糖酵解途径分解产生能量
，或转化为葡萄糖等供能物质。
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磷脂代谢途径探讨
磷脂的合成与分解
磷脂合成主要发生在肝脏和肠黏膜细胞中，以甘油二酯为骨架，通过CDP-甘油二酯途径 合成不同种类的磷脂。磷脂的分解则通过磷脂酶的作用，水解生成甘油、脂肪酸和磷酸等 产物。
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三级结构
整条肽链中全部氨基酸残 基的相对空间位置，包括 结构域、超二级结构等。
四级结构
由多个具有独立三级结构 的亚基组成的复杂空间结 构。
10
蛋白质功能多样性
催化功能
作为酶催化生物体内的化学反应。
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白运输氧气等。
营养功能
生物化学ppt课件
核酸的调节与疾病
核酸代谢异常可能引起疾病，如癌症 等，因此核酸代谢的调节对于维持身 体健康至关重要。
CHAPTER 04
生物化学与医学
疾病的发生与生物化学
疾病的发生
生物化学是许多疾病发生的基础，如糖尿病、心 血管疾病、癌症等。这些疾病的形成与生物化学 过程有关，如糖代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等 。
生物化学的历史与发展
• 生物化学作为一门独立的学科，起源于20世纪初。早期的生物化学研究主要集中在蛋白质、糖类、脂肪、核酸等生物大分 子的结构和功能方面。随着技术的进步，生物化学逐渐深入到分子水平，对基因表达、蛋白质合成、代谢调控等生命过程 的研究取得了重大突破。近年来，随着生物信息学和系统生物学的发展，对生物化学的研究和应用也进一步扩大和深化。
要支持。
代谢组学技术
通过对生物体内代谢产 物的全面分析，代谢组 学技术能够揭示生物过 程和疾病发生的潜在机
制。
生物化学在医学领域的应用前景
总结词
应用广泛、潜力巨大
药物研发
生物化学对药物研发过程中的靶点筛选、 药效评估等方面具有决定性作用。
疾病诊断
生物治疗
基于生物化学原理的检测方法能够快速、 准确地诊断多种疾病。
营养与健康
生物化学研究营养与健康的关系，如营养不足或过剩对健 康的影响。这些研究为营养学提供理论依据，从而为预防 和治疗营养相关疾病提供帮助。
营养与疾病
生物化学研究营养与疾病的关系，如某些营养素缺乏可能 导致某些疾病的发生。这些研究为预防和治疗这些疾病提 供理论依据。
CHAPTER 05
生物化学的未来与发展
新兴的生物化学技术
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
上海交大生物化学课件chapter
of PRPP – The configuration at C-1 is inverted from α to βin this reaction – The resulting C-N glycosidic bond has βconfiguration that is characteristic of
2. Asp (N-1) 3. Gln (N-3, N-9)两次 – FH4 (C-2, C-8)两次 – CO2 (C-6)
.
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PRPP is the donor of the PR unit of nucleotides (Nt)
• PRPP provides PR portion for the synthesis of Pur and Pyr Nt, just as for that of Trp
2. Their derivatives are activated intermediates in many biosyntheses, e.g. UDP-Glc and CDP-DAG and S currency of energy in biological systems, GTP powers many movements of macromolecules能量通用形式
– Purines (Pur.) and pyrimidines (Pyr.) are built de novo from AA, FH4 derivatives, NH4+ and CO2