《生物化学》 (1) 复习

1. 《生物化学》(1)复习 第一章 简介 第二章 糖类 第三章 脂类 第四章 氨基酸、肽、蛋白质 第五章 蛋白质的结构 第六章 酶 第七章 核酸 第八章 维生素与辅酶

2. 第二章 糖类 • 糖类总论 • 单糖 • 寡糖 • 多糖 • 复合糖 • 糖链的结构分析

3. 1.糖类总论 • 分类：单糖、寡糖、多糖 • 功能： • 主要能源物质 • 结构成分 • 重要中间代谢物 • 细胞识别 • 化学通性： • 多个手性中心 • 多羟基，与水或其它分子成氢键 • 链状结构，环状结构 • 还原糖/非还原糖，醛糖/酮糖 • 立体化学：

4. 立体化学 • 关于结构的四个概念：组成，构造，构型，构象 • 关于构型的两种表示体系：D/L, R/S • 旋光性：平面偏振光，旋光度，旋光物质，左/右旋光， +/- • 手性：手性中心，手性分子，不对称中心，异头碳 • 各种异构体： • 立体异构体 • 对映异构体 • 非对映异构体 • 差向异构体 • 异头物 • 结构的表示：Fischer式，Haworth式

5. 2.单糖 1) 需要掌握的单糖结构： 葡萄糖，果糖，核糖，脱氧核糖 链状结构 Fischer式 D/L 构型 吡喃糖 环状结构 Haworth式 / 呋喃糖 椅式 构象 锯架式 船式 D-葡萄糖的链状结构和环状结构之间的转化

6. 2）旋光性及其与构型的关系 • /两种异头物之间的变旋作用 • D/L, R/S, +/-之间有关系吗？ 3）还原糖与非还原糖 • (半)缩醛(酮)的概念 • 什么反应可以用于鉴别还原糖？ • 酮糖都是非还原糖吗？ 4）物理性质 5）化学性质：鉴别醛糖和酮糖的特征反应 • 醛糖与酮糖之间的异构化 • 氧化反应 • 还原反应 • 酯化反应和甲基化反应 • 形成糖脎 • 形成糖苷：什么是糖苷？如何形成？

7. 3.寡糖 • 糖苷键及其对酸碱的稳定性 • 还原端与非还原端 • 区分还原糖与非还原糖 • 寡糖的命名与结构，如： • 麦芽糖 Glc(14)Glc • 蔗糖 Glc(12)Fru

8. 4.多糖 • 多糖的生物功能 • 同多糖与杂多糖及其代表 • 淀粉与纤维素在结构与功能上的区别 • 细菌细胞壁的主要成分

9. 5.复合糖 • 复合糖及其主要功能 • 蛋白多糖和糖蛋白的区别 • 糖脂 • 两种糖肽键 (O-, N-) 6. 糖链的结构分析：P.72

10. 第三章 脂类 • 脂质的各种分类，每一类的功能及代表物 • 贮存脂质 • 结构脂质 • 活性脂质 • 脂质的分离和分析

11. 1. 脂质的分类，每一类的功能及代表物 Fatty acids (脂肪酸) Triacylglycerols (三酰甘油) Wax (蜡) 贮存脂质 Phospholipids (磷脂) Glycolipids (糖脂) Sterols (甾醇) 结构脂质 Lipids Terpenes (萜) Steroids (类固醇) Lipoproteins (脂蛋白) 活性脂质

12. 脂肪酸 三酰甘油 蜡 脂肪酸：长链羧酸 分类 结构：不饱和脂肪酸的C=C双键多为顺式(cis) 命名： 18:29c,12c 性质：熔点/溶解度与结构的关系 必需脂肪酸 2. 贮存脂质 链长 饱和度 饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 脂肪酸 不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸

13. 三酰甘油 • 化学通式 • 分类：简单三酰甘油，混合三酰甘油 • 物理性质：熔点与结构的关系 • 化学性质 • 水解与皂化 –皂化值 • 氢化和卤化 –碘值 • 乙酰化 –乙酰值 • 酸败与自动氧化 –酸值 3)蜡：长链脂肪酸和长链一元醇形成的酯

14. 3. 结构脂质 Glycerol (甘油) Glycerophospholipids (甘油磷脂) Phospholipids (磷脂) Phosphosphingolipids (鞘磷脂) Sphingosine (鞘氨醇) Membrane lipids (膜脂) Sphingolipids (鞘脂类) Glycosphingolipids (鞘糖脂) Glycolipids (糖脂) Sterols (甾醇) Glyceroglycolipids (甘油糖脂)

15. 3. 结构脂质 1）甘油磷脂 – 甘油为骨架 • 化学通式 • 一般性质 • 物理性质 • 两亲性 • 电荷 • 水解 2）鞘磷脂和鞘糖脂 – 鞘氨醇为骨架 3）糖脂和脂蛋白 • 糖脂– 脂和糖通过糖苷键共价结合 • 甘油糖脂 • 鞘糖脂 • 脂蛋白– 脂和蛋白质非共价结合 • 血浆脂蛋白的分类，结构与功能

16. 4. 活性脂质 • 萜 –异戊二烯 • 类固醇 –甾核 5. 脂质的分离和分析：P.119

17. 第四章 氨基酸，肽，蛋白质 • 氨基酸 • 肽 • 蛋白质

18. 1. 氨基酸 • -氨基酸的化学通式和一般结构 蛋白质中发现的氨基酸都是L型的 • 20种常见的蛋白质氨基酸 • 光谱性质: A280(Trp, Tyr, Phe) 4) 氨基酸的酸碱性质 • 兼性离子 • 可电离基团 • 滴定曲线 • 缓冲范围 • pKa • pI • 电荷

19. Glycine (甘氨酸) Glutamic acid (谷氨酸) pI = ½ (pK1 + pK2) = 5.97 pH < pI Positively charged (带正电) pH > pI Negativelycharged (带负电) pI = ½ (pKa1 + pKR) = 3.22

20. 化学性质 • -氨基参加的反应 • -羧基参加的反应 • -氨基和-羧基都参加的反应 • 侧链R基参加的反应 • 哪些反应可用于鉴定氨基酸？ • 哪些反应可用于氨基酸序列测定？ • 用离子交换层析分析氨基酸混合物的原理 • 离子交换层析的种类 • 如何操作？ • 分离原理:静电效应,疏水作用 DNFB DNS PITC

21. 2.肽 • 肽键的结构： • 肽平面 • 共振相互作用 • 反式结构 • 肽的结构 • 肽链具有极性 • 氨基酸残基以肽键相连 • 肽链左端为NH2末端，右端为COOH末端

22. 2. 肽 3) 肽的电离行为 • 滴定曲线 • pI (等电点) • pKa • 电荷 4) 肽的化学性质 • 与氨基酸一样有光活性，能进行-氨基、 -羧基、侧链R基参加的反应 • 鉴定反应： • 双缩脲反应：只适用于肽和蛋白质，不适用于氨基酸 • 茚三酮反应：适用于氨基酸、肽和蛋白质

23. 3. 蛋白质 • 蛋白质的化学组成 • 蛋白质的各种分类 • 蛋白质功能的多样性 • 蛋白质的性质 • 酸碱性质: pKa, pI, 电荷 • 胶体性质 • 蛋白质的分离提纯与鉴定 • 根据什么性质采取什么实验手段 • 测定蛋白质分子量通常用什么方法？ • 测定蛋白质浓度通常用什么方法？ • 蛋白质分离提纯的一般步骤是什么？

24. 蛋白质的分离提纯 Size Solubility • Dialysis (透析) • Ultrafiltration (超滤) • Isopycnic centrifugation (密度梯度离心) • Gel filtration (凝胶过滤) • Precipitation at pI (沉淀) • Salting in/out (盐溶/盐析) • Organic solvents • Effect of temperature Charge Adsorption • Electrophoresis (电泳) • SDS-PAGE (SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳) • Capillary electrophoresis (毛细管电泳) • Isoelectric focussing (等电聚焦) • Chromatofocusing (层析聚焦) • Ion-exchange chromatography (离子交换层析) • Hydroxyapatide (羟基磷灰石) • Hydrophobic chromatography (疏水作用层析) Affinity HPLC (高效液相层析) FPLC (快速蛋白质液相层析) Affinity chromatography (亲和层析)

25. 第五章 蛋白质的结构 • 简介 • 一级结构 • 二级结构 • 三级结构 • 四级结构 • 蛋白质变性 • 载氧蛋白结构与功能的关系

26. 1. 简介 • 结构与功能的关系 • 稳定蛋白质三维结构的作用力 • 蛋白质的四级结构

27. 2. 一级结构 • 什么是蛋白质的一级结构？ • 蛋白质的同源性及进化树 • 同源蛋白质，其功能的相似性和差异性与一级结构的关系 • 氨基酸序列测定 • 基本步骤？ • 确定N端的反应？各有什么特点？ • DNFB – Sanger’s method • DNS • PITC – Edman’s method • 断裂二硫键的反应？ • 确定C端的方法？ • 羧肽酶法

28. 3. 二级结构 • 肽平面，二面角，拉氏构象图 • 螺旋 • 每转0.54 nm, 3.6个氨基酸残基 • 手性：右手螺旋 • 极性 • 维系螺旋结构的主要作用力：氢键 • 影响螺旋结构的主要因素 • 折叠片 • 两种折叠片：平行和反平行 • 折叠片与螺旋的氢键有何区别？ • 哪种折叠片结构更稳定？ • 转角 • 超二级结构： , ,  • 结构域 • 纤维状蛋白质举例：角蛋白、丝心蛋白、胶原蛋白

29. 4. 三级结构 • 纤维状蛋白和球状蛋白的区别 • 球状蛋白三维结构的特点 • 球状蛋白三级结构的代表:肌红蛋白

30. 5. 四级结构 • 与四级结构有关的几个概念： P.242 • 四级结构的代表：血红蛋白 • 四级结构的对称性 • 亚基之间的相互作用： • 共价、非共价作用力 • 协同性和别构效应 • 四级缔合在结构和功能上的优越性

31. 6.蛋白质变性 • 蛋白质的变性和复性 • 蛋白质的变性条件 • 变性剂：尿素、盐酸胍、SDS等 • 还原剂：-巯基乙醇 • 有机溶剂 • pH • 温度 • 重金属离子 • 核糖核酸酶的变性与复性的经典实验

32. 7.氧结合蛋白结构与功能的关系 • 蛋白质结构与功能的关系：取决于蛋白质与配体之间的结合 • 蛋白质与配体之间的结合：可逆、专一、互补 • 蛋白质构象易变：诱导契合 • 蛋白质-配体相互作用可被调节：别构效应、协同性 • 氧结合蛋白通过辅基血红素与氧进行可逆结合 • 肌红蛋白与血红蛋白的比较：结构与功能

33. 肌红蛋白和血红蛋白与氧气结合的比较 • 有无别构效应？血红蛋白的协同性氧结合 • 氧结合过程中蛋白质结构所发生的变化 • 血红素的工作原理 • 远侧组氨酸，近侧组氨酸，及其作用 • 自由血红素和肌红蛋白内的血红素对O2和CO的亲合度的比较 • 血红蛋白两种构象态（T态R态）之间的互换 • 两种蛋白质结构的不同对氧结合的影响： • 氧结合曲线 • Hill图 • Bohr效应 (H+, CO2) 和BPG对血红蛋白载氧的影响及其作用机制：异促效应、负协同性

34. 第六章 酶 • 简介 • 酶促反应动力学 • 酶的作用机制 • 酶工程简介

35. 1. 简介 • 酶的性质 • 酶作为蛋白质有什么特殊性质？ • 酶作为催化剂有什么特殊性质？ • 酶与一般化学催化剂比较有什么优越性？ • 酶活性的定义 • 酶活力单位 • 比活力 • 酶的分类与命名 • 酶的分离提纯 • 酶活力测定的常用方法 • 分离提纯过程用什么参数进行跟踪？

36. 2. 酶促反应动力学 1) 米氏方程 • 中间络合物学说和稳态理论 • 推导 • V-[S]关系 • 各动力学参数的意义：Km, Vmax, kcat, kcat/Km • 作图法测定Km和Vmax值：双倒数作图法 2) 酶的抑制作用 • 几个概念：变性，失活，抑制 • 可逆抑制和不可逆抑制的区别 • 三种可逆抑制 • 在与酶作用方面的区别 • 在动力学行为上的区别：对酶的Km, Vmax的影响 3) 影响酶活性的因素 • [E], [S], [P], pH, 温度，缓冲溶液，激活剂、抑制剂、…… • 什么是酶的最适温度和最适pH？

37. 3. 酶的作用机制 • 酶的活性部位 • 酶和底物之间的相互作用 • 酶和底物之间多以非共价作用相结合 • 三种效应：邻近效应，定向效应，互补效应 • 酶和底物之间的互补性结合 • 分子大小、形状、电荷、疏水/亲水作用 • 两个模型：锁钥理论，诱导契合理论 • 酶结构应与反应过渡态的结构而不是与底物结构相吻合 • 一些活性功能团对酶催化的影响 • 酸碱催化 • 共价催化 • 金属离子催化

38. 3. 酶的作用机制 4) 胰凝乳蛋白酶 • 分子结构 • 底物专一性 • 属丝氨酸蛋白酶，都遵循酰基酶催化机制： • 催化三联体：Asp-His-Ser • 涉及到酸碱催化和共价催化 • 反应中间体是什么？ • 过渡态稳定化？

39. 第七章 核酸 • 核酸与核苷酸 • 核酸的结构 • 核酸的物理化学性质

40. 1. 核酸与核苷酸 • 核酸的分类及其生物功能 • 核酸的组成 • 碱基：5种主要碱基 • 核糖：D--呋喃糖 • 核苷：-N-糖苷键，顺式、反式，命名 • 核苷酸：磷酸酯键，命名 • 核酸： 3’,5’-磷酸二酯键 • DNA和RNA的主要区别： • 核糖：C-2’ • 碱基：DNA (T), RNA (U)

41. 2. 核酸的结构 • 核酸 (DNA, RNA) 的一级结构：主链上的核苷酸序列及其共价结构 • 核苷酸以磷酸二酯键彼此相连 • 主链亲水性 • 磷酸基团彻底电离并带负电 • 直链或环状结构，没有支链 • 核酸的表示方式：5’  3’ (左右，上下)

42. 2. 核酸的结构 2) DNA的二级结构 • Chargaff 规则: A = T, G = C, A+G = T+C • DNA 分子双螺旋结构模型 • 两条DNA链靠氢键结合，互补，反向平行 • 右手双螺旋：每旋转一周有10.5个核苷酸，螺距3.6 nm • 脱氧核糖，磷酸基团，碱基在双螺旋结构中的位置和取向 • 形成和维持双螺旋结构的两个重要作用力：氢键，碱基堆积 • DNA的几种螺旋类型：A, B, Z. • 某些DNA序列采取的不寻常结构 • 发夹型和十字型 • Hoogsteen配对和Watson-Crick配对 • 三股螺旋：为什么三股螺旋在酸性条件下更稳定？ • 四股螺旋 • H-DNA：什么条件下会发生BH的转变？

43. 2. 核酸的结构 • RNA的高级结构 • RNA单链的二级结构 • RNA能与RNA或DNA配对成双螺旋结构 • G  C, A = U—与DNA相同 • G = U—与DNA不同 • 不寻常的氢键（如磷酸和核糖上的羟基参与成键） • 发夹形是RNA最常见的二级结构 • tRNA的三叶草二级结构及其三级结构

44. 3. 核酸的物理化学性质 • 水解反应 • 三种水解反应：酸，碱，酶 • 如何选择反应条件进行选择性水解？ • 为什么碱性条件下RNA被水解而DNA不能？ • 酸碱性质 • 核酸和核苷酸呈酸性，在中性溶液中带负电。 • 核苷酸上的可电离H+ • 核苷酸等电点的计算 • 光谱性质：核酸在260 nm附近有强吸收

45. 3. 核酸的物理化学性质 • 变性，复性，杂交 • 变性，复性(退火)，杂交的概念 • DNA变性的主要表现： • 氢键破裂使两条单链分离 • 粘度下降 • 吸光度 (A260) 上升 – 增色效应 • 变性条件 • 热变性和熔点的概念，以及影响熔点的几个因素 • 杂交及其应用

46. 第八章 维生素与辅酶 • 维生素 • 维生素的定义和分类 • 脂溶性维生素 (A,D,E,K) 的结构和功能 • 水溶性维生素的代表（B,C,H）及其功能 • 辅酶：维生素来源，结构，工作原理 • 烟酰胺辅酶 (NAD, NADP) • 黄素辅酶 (FAD, FMN) • 辅酶A (CoA) • 作为辅酶的金属离子：在酶催化中的作用

47. 结构 • 糖：葡萄糖，果糖，核糖，脱氧核糖，寡糖 • 脂：三酰甘油，脂肪酸，甘油磷脂的通式 • 肽：20种基本氨基酸，寡肽 • 核酸：核苷酸的通式, AMP, ADP, ATP

48. 习题解答 • 糖：P.77 (5, 18, 20) • 脂：P.121 (5) • 氨基酸：P.155 (6, 15) • 蛋白质共价结构：P.194 (2, 3, 5) • 蛋白质三维结构：P.249 (12) • 蛋白质结构与功能：P.287 (4, 5) • 蛋白质提纯：P.317 (8, 9) • 酶通论：P.349 (12) • 酶动力学：P.381 (3)

49. P.77，第5题  = []  c  l = (+52.7)  c  l = []  c  l = (+112.2)  cx  l    cx c(1-x) = []  c  l = (+18.7)  c(1-x)  l • =  +  (+52.7)  c  l = (+112.2)  cx  l + (+18.7)  c(1-x)  l x = 36.4%, 1-x = 63.6%

50. P.78，第20题 NaBH4 游离的异头C被还原成-OH 三糖 CH3I 使所有-OH变成-OCH3 H+ 连接三糖的糖苷键水解断裂 β-D-半乳糖 NaBH4 原来属于糖苷键的异头C被还原成-OH (CH3CO)2O 被还原的异头C上的 -OH被乙酰化 β -D-葡萄糖