生物化学绪论课件
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课程学习安排
• 本学期：生物化学（一）
• 内容：大分子结构与功能
•
三大代谢
•
肝胆生化
下学年第一学期：生物化学（二）
内容：遗传信息的流动、生物信息的传导
双语教学*
课程进度表 网址：
目录
参考书
• Harper’s Biochemistry 26th ed. Murray et al,2003
• Lehninger Principles of Biochemistry,4th ed.Dalid et al,2005
氨基酸分类（一）
目录
• 中性氨基酸有甘氨酸、丝氨酸、半胱氨 酸、苏氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺。
氨 基 酸 分 类 （ 二 ）
目录
(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
• 此类氨基酸有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸，其侧链分 别有苯基、酚基和吲哚基。 氨基酸分类（三）
目录
(四)侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
1953年，Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。 1962年，John Kendrew和Max Perutz确定了血红蛋
白的四级结构。 20世纪90年代以后，后基因组计划。
目录
什么是蛋白质?
蛋 白 质 （ protein ） 是 由 许 多 氨 基 酸 （amino acids）通过肽键（peptide bond） 相连形成的大分子含氮化合物。
目录
蛋白质的生物学重要性
1. 蛋白质是生物 体重要组成成分
分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细 胞的各个部分都含有蛋白质。
含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子， 占人体干重的45％，某些组织含量 更高，例如脾、肺及横纹肌等高达 80％。
目录
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
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三、20种氨基酸具有共同或特异的 理化性质
（一）氨基酸具有两性解离性质
氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于 所处溶液的酸碱度。
目录
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
3. 氧化供能
目录
第一节 氨基酸
Amino Acids
目 录目 录
一、组成人体的20种氨基酸均属于 L-α-氨基酸
存在自然界中的氨基酸有300余种， 但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种， 且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
目录
COO-
HR
C +NH3
H
L--氨基酸的通式
（R为侧链）
目录
氨基酸分类
并将其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，
并用氨基酸合成了多种短肽 。 1938年，德国化学家Gerardus J. Mulder引用
“Protein” 一词来描述蛋白质。
目录
1951年, Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋 白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。
目录
绪论
• Biochemistry: Neuberg ,1903 • Chemistry of life
运用化学和物理学及生物学原理和技术，主要是 化学原理来研究生命现象的学科。 生物化学研究的最终目的是在分子水平揭示生命 活动的本质，以及致病机制和治疗原理。
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一 、生物化学的内容
• 1.叙述生化： 组成与结构 • 2.动态生化： 代谢与调控 • 3.功能生化： 结构与功能
目录
1. 叙述生化：组成与结构
• 生物体组成分（%） ： • 水 蛋白质 脂类
无机盐
糖类 核酸
• 55-67 15-18 10-15 3-4 1-2 微量
• 三大营养素： • 蛋白质 脂类 糖类
目录
2. 动态生化： 代谢与调控
• 代谢：生物体与环境的物质交换
•
体现生命
•
维持生命
• 调控：为适应环境的变化而改变代谢的机制
• Biochemistry，3rd ed.Donald Voet et al, 2003 • 王镜岩主编：《生物化学》3版，2002，高
等教育出版社
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第四章
氨基酸、多肽与蛋白质
Amino Acids，Peptides and Proteins
目 录目 录
1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，
• 此类氨基酸有天冬氨酸、谷氨酸，其侧链都含有羧基， 均可解离而带负电荷。 氨基酸分类（四）
目录
(五)侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性 氨基酸
• 此类氨基酸有赖氨酸、精氨酸和组氨酸，其侧链分别 含有氨基、胍基和咪唑基，均可发生质子化，使之带 正电荷。 氨基酸分类（五）
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几种特殊氨基酸
• 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
目录
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NLeabharlann Baidu3
二硫键
胱氨酸
目录
修饰性氨基酸 • 羟赖氨酸HO-Lys • 羟脯氨酸HO-Pro • 苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸磷酸化 • 丝氨酸糖基化 • 天冬酰胺糖基化
糖，蛋白质，脂肪：氧化产生ATP
核酸，胆固醇，磷脂，维生素：参与机体结构 和功能
目录
3. 功能生化： 结构与功能
• 细胞水平和分子水平 • 各异的生命决定于各异的结构 • 不同的功能具有不同的结构
分子生物学 蛋白质的结构与功能 核酸的结构与功能
目录
二、 生物化学的重要性
• 重要性在于生物化学的应用性
• 三多: 每年发表论文
•
诺贝尔奖获得者
•
生化科学家
• 生物学的普通语言──世界语言
• 基础医学的关键学科
目录
三、 生物化学的学习方法
三难： 体内参与反应的物质多，记忆难 代谢反应途径多，功能各异，入门难 大分子的结构与功能之间的关系复杂，理解难
• 1.代谢通路与酶相联系 • 2.前后内容对照学 • 3.整体内容贯穿起来再复习
• 疏水性氨基 酸
脂肪族氨基酸 芳香族氨基酸
• 极性氨基酸
中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
目录
二、20种氨基酸的侧链结构及极性 迥然不同
(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族 氨基酸 • 此类氨基酸有丙氨酸、缬氨酸、亮氨 酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸。 • 此类氨基酸在水溶液中溶解度小。
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课程学习安排
• 本学期：生物化学（一）
• 内容：大分子结构与功能
•
三大代谢
•
肝胆生化
下学年第一学期：生物化学（二）
内容：遗传信息的流动、生物信息的传导
双语教学*
课程进度表 网址：
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参考书
• Harper’s Biochemistry 26th ed. Murray et al,2003
• Lehninger Principles of Biochemistry,4th ed.Dalid et al,2005
氨基酸分类（一）
目录
• 中性氨基酸有甘氨酸、丝氨酸、半胱氨 酸、苏氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺。
氨 基 酸 分 类 （ 二 ）
目录
(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
• 此类氨基酸有苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸，其侧链分 别有苯基、酚基和吲哚基。 氨基酸分类（三）
目录
(四)侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
1953年，Frederick Sanger完成胰岛素一级序列测定。 1962年，John Kendrew和Max Perutz确定了血红蛋
白的四级结构。 20世纪90年代以后，后基因组计划。
目录
什么是蛋白质?
蛋 白 质 （ protein ） 是 由 许 多 氨 基 酸 （amino acids）通过肽键（peptide bond） 相连形成的大分子含氮化合物。
目录
蛋白质的生物学重要性
1. 蛋白质是生物 体重要组成成分
分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细 胞的各个部分都含有蛋白质。
含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子， 占人体干重的45％，某些组织含量 更高，例如脾、肺及横纹肌等高达 80％。
目录
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
目录
三、20种氨基酸具有共同或特异的 理化性质
（一）氨基酸具有两性解离性质
氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于 所处溶液的酸碱度。
目录
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
3. 氧化供能
目录
第一节 氨基酸
Amino Acids
目 录目 录
一、组成人体的20种氨基酸均属于 L-α-氨基酸
存在自然界中的氨基酸有300余种， 但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种， 且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。
目录
COO-
HR
C +NH3
H
L--氨基酸的通式
（R为侧链）
目录
氨基酸分类
并将其制成结晶。 19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，
并用氨基酸合成了多种短肽 。 1938年，德国化学家Gerardus J. Mulder引用
“Protein” 一词来描述蛋白质。
目录
1951年, Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋 白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。
目录
绪论
• Biochemistry: Neuberg ,1903 • Chemistry of life
运用化学和物理学及生物学原理和技术，主要是 化学原理来研究生命现象的学科。 生物化学研究的最终目的是在分子水平揭示生命 活动的本质，以及致病机制和治疗原理。
目录
一 、生物化学的内容
• 1.叙述生化： 组成与结构 • 2.动态生化： 代谢与调控 • 3.功能生化： 结构与功能
目录
1. 叙述生化：组成与结构
• 生物体组成分（%） ： • 水 蛋白质 脂类
无机盐
糖类 核酸
• 55-67 15-18 10-15 3-4 1-2 微量
• 三大营养素： • 蛋白质 脂类 糖类
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2. 动态生化： 代谢与调控
• 代谢：生物体与环境的物质交换
•
体现生命
•
维持生命
• 调控：为适应环境的变化而改变代谢的机制
• Biochemistry，3rd ed.Donald Voet et al, 2003 • 王镜岩主编：《生物化学》3版，2002，高
等教育出版社
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第四章
氨基酸、多肽与蛋白质
Amino Acids，Peptides and Proteins
目 录目 录
1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶。 1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白，
• 此类氨基酸有天冬氨酸、谷氨酸，其侧链都含有羧基， 均可解离而带负电荷。 氨基酸分类（四）
目录
(五)侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性 氨基酸
• 此类氨基酸有赖氨酸、精氨酸和组氨酸，其侧链分别 含有氨基、胍基和咪唑基，均可发生质子化，使之带 正电荷。 氨基酸分类（五）
目录
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸 （亚氨基酸）
CH2 CH2
CH2
CHCOONH2+
目录
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
+NH3
-HH
+NH3
-OOC-CH-CH2-S S-CH2-CH-COO-
+NH3
+NLeabharlann Baidu3
二硫键
胱氨酸
目录
修饰性氨基酸 • 羟赖氨酸HO-Lys • 羟脯氨酸HO-Pro • 苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸磷酸化 • 丝氨酸糖基化 • 天冬酰胺糖基化
糖，蛋白质，脂肪：氧化产生ATP
核酸，胆固醇，磷脂，维生素：参与机体结构 和功能
目录
3. 功能生化： 结构与功能
• 细胞水平和分子水平 • 各异的生命决定于各异的结构 • 不同的功能具有不同的结构
分子生物学 蛋白质的结构与功能 核酸的结构与功能
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二、 生物化学的重要性
• 重要性在于生物化学的应用性
• 三多: 每年发表论文
•
诺贝尔奖获得者
•
生化科学家
• 生物学的普通语言──世界语言
• 基础医学的关键学科
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三、 生物化学的学习方法
三难： 体内参与反应的物质多，记忆难 代谢反应途径多，功能各异，入门难 大分子的结构与功能之间的关系复杂，理解难
• 1.代谢通路与酶相联系 • 2.前后内容对照学 • 3.整体内容贯穿起来再复习
• 疏水性氨基 酸
脂肪族氨基酸 芳香族氨基酸
• 极性氨基酸
中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
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二、20种氨基酸的侧链结构及极性 迥然不同
(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族 氨基酸 • 此类氨基酸有丙氨酸、缬氨酸、亮氨 酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸。 • 此类氨基酸在水溶液中溶解度小。
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