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1、-生物化学绪论生物化学可以认为是生命的化学，是研究微生物、植物、动物及人体等的化学组成和生命过程中的化学变化的一门科学 。生命是发展的,生命起源，生物进化,人类起源等，说明生命是在发展,因而人类对生命化学的认识也在发展之中。0 世纪中叶直到 80 年代，生物化学领域中主要的事件：（一）生物化学研究方法的改进a. 分配色谱法的创立快捷、经济的分析技术由Martin.Syg创立。b. Tiselius 用电泳方法分离血清中化学构造相似的蛋白质成分。吸附层析法分离蛋白质及其他物质。 了高度复杂的蛋白质。c. Svedberg 第一台超离心机，测定d. 荧光分析法，同位素示踪,电子显微镜的应用,生物化
2、学的分离、纯化、鉴定的方法向微量、快速、精确、简便、自动化的方向发展。 (二)物理学家、化学家、遗传学家参加到生命化学领域中来1. ede物理学家,测定了肌红蛋白的结构。. Prz对血红蛋白结构进行了 X射线衍射分析。 镰刀形红细胞贫血症。3. Paulig化学家,氢键在蛋白质结构中以及大分子间相互作用的重要性,认为某些poin 具有类似的螺旋结构，（1.3都是诺贝尔获奖者)4.Sagr 生物化学家 1955 年确定了牛胰岛素的结构，获 198 年 Noepie 化学奖。90 年设计出一种测定DNA 内核苷酸排列顺序的方法，获 10 年诺贝尔化学奖。5. Ber 研究NA 重组技术,育成含有哺
3、乳动物激素基因的菌株。6. Mclitck遗传学家 发现可移动的遗传成分，获 195年诺贝尔生理奖。 环,对细胞代谢及分生物的研究作出重要贡献，获 13 年诺贝尔生理学或医学奖。 Lipnn发现了辅酶。9.Ochoa发现了细菌内的多核苷酸磷酸化酶. res 生物化学家 1937 年发现三羧酸循0.Korbrg生物化学家,发现DNA 分子在细菌内及试管内的复制方式。（910.获 195年的诺贝尔生理医学奖）11. Avry 加拿大细菌学家 与美国生物学家Maled，arty194年美国纽约洛 克菲勒研究所著名实验。 肺炎球菌会产生荚膜，其成分为多糖,若将具荚膜的肺炎球菌(光滑型）制成无细胞的物质
4、，与活的无荚膜的肺炎球菌（粗糙型)细胞混合粗糙型细胞也具有与之混合的光滑型的荚膜表明,引起这种遗传的物质是DN12. Wilins 完成DNA 的 X-射线衍射研究,对 Watson 和 Crik 确定 DNA 分子的双螺旋结构是至关重要的。三人共获162 年诺贝尔生理医学奖。13. Ninerg 生物化学家 在破译遗传密码方面作出重要贡献。-.ly阐明酵母丙氨酸tRNA 的核苷酸的排列顺序,后来证明所有RA 的结构均相似。 制成酵母基因15.Khorana 生物化学家 首次人工复(1314.15.获 16年诺贝尔奖） 法国巴黎的巴斯德研究所是著名的生物化学、分子生物学中心。 Loff在感染细
5、菌后病毒NA 能连续传给细菌以后各代,这些细菌称为溶源性细菌，发现称为原噬菌体的病毒在一定条件下可产生一种感染型，它破坏细菌的细胞壁，而释放出的病毒又能感染其他细菌。Jab、Monod- 阐明了基因控制酶的生物合成,从而调节细胞代谢的方式。1916 年，提出信使RA 的存在。说明其碱基序列与染色体中DA 互补，并假定NA 将编码在碱基序列上的遗传信息带到蛋白质的合成场所核糖体,在此翻译成氨基酸序列。10 年，发现操纵子基因,能影响mN的合成,从而调节其他基因的功能，在微生物界Oen 普遍存在。 (以上三人共获 16年诺贝尔生理或医学奖。) 17在中国，著名的生物化学家:吴宪：曾与美国哈佛医学院
6、Fli一起首次用比色定量方法测定血糖。与刘思职、万昕、陈同度、汪猷、张昌颖、杨恩孚、周启源等完成了蛋白质变性理论,血液的生物化学方法检查研究，免疫化学研究，素食营养研究，内分泌研究。18.王应睐,邹承鲁,钮经文,邢其毅,曹天钦，王德宝，汪猷： 195 年人工合成具有生物活性的otein-结晶牛胰岛素。98年，用有机合成酶促合成的方法完成酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成。 生物化学在蛋白质,核酸,酶及代谢等方面有理论意义的成就，必将导致应用生物工程。第一章 糖类9.一 糖的分布及其重要性：分布 （)所有生物的细胞质和细胞核含有核糖(2)动物血液中含有葡萄糖（）肝脏中含有糖元（4)植物细胞壁由纤
7、维素所组成（)粮食中含淀粉（6）甘蔗,甜菜中含大量蔗糖光合作用重要性(1)水+C2-碳水化合物（）动物直接或间接从植物获取能量（3）糖类是人类最主要的能量来源 （4）糖类也是结构成分(5）纤维素是植物的结构糖三糖的分类-二. 糖的化学概念1 定义 糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称第一节 单糖一. 葡萄糖的分子结构 (一) 葡萄糖的化学组成和链状结构1 .葡萄糖能与费林氏（Felng)试剂或其他酸试剂反应。证明葡萄糖分子含有葡萄糖能与乙酸酐结合,产生具有五个已酰基的衍生物。证明葡萄糖分子含有五个 -OH3葡萄糖经钠汞齐作用,被还原成一种具有六个羟基的山梨醇，而山梨醇是由六个碳
8、原子构成的直链醇。 链式结构：证明了葡萄糖的六个碳原子是连成一直线的差向异构体(epmers）相同点：()全含六个碳原子(2)五个OH,一个CHO()四个不对称的碳原子不同点：.基团排列有所不同.除了一个不对称C 原子不同外，其余结构部分相同（二) 葡萄糖的构型构型-指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列， 而使该分子所具有的特定的立体化学形式。 1 . 单糖的 D 及 L 型。 (1） 不对称碳原子-连接四个不同原子或基团的碳原子。表示法：球棒模型,投影式,透视式。（2） D. - 型的决定。规定:OH 在甘油醛的不对称碳原子的右边者即与-CHOH 基邻近的不对称碳原子(有号）的右边。
9、称为-型，在左边者称L-型。-甘油醛D-甘油醛水面键被视为垂直放置在纸平面之前,垂直键则在纸平面之后-型及 L-型甘油醛,是两类彼此相似但并不等同的物质，只要将它们重叠起来，即可证明它们并非等同而是互为镜像，不能重叠， 这两类化合物称为一对对映体。2. 旋光性。 L-旋光管的长度。以分米表示。C-浓度。即在 100ml 溶液中所含溶质的克数。 是在钠光灯(D 线，：58.6 与 589.0m)为光源,温度为,管长为， 浓度为 c 时所测得的旋光度。 -为上述条件下所计得的旋光率。.L-指构型 +,-旋光方向 与+,与- 并无必然联系-（三).葡萄糖的环状结构 （1）葡萄糖的醛基不如一般醛基活泼
10、,也不能象一般醛类那样与Sciff 试剂起反应,即不能使被亚硫酸漂白了的品红呈现红色. （2）葡萄糖也不能与亚硫酸氢钠起加成反应.（3)一般醛类在水溶液中只有一个比旋度,但新配制的葡萄糖水溶液的比旋随时间而变化a =+ 称 a-D-(+)葡萄糖 a =18.7称bD-(+)葡萄糖变旋现象将这两种葡萄糖分别溶于水后,其旋光率都逐渐变为+52，这一现象称变旋现象.原因不同结构形式的葡萄糖可互变,各种形式最后达到一定的平衡所致.-D.L -以C5 上羟甲基在含氧环上的排布而决定的。羟甲基在平面之上为-型,在平面之下为L-型 .-以半缩醛羟基在含氧环上的定的。在D型中,半缩醛羟基在平面之下为 型，在平
11、面之上为 型(四）.葡萄糖的构象.构象-指一分子中，不改变共价键结构,仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布构型-涉及共价键的断裂构象-不涉及共价键的断裂和重新形成.-异头物D()-与D(+)葡萄糖分子在构型上,仅头部不同,它们间互为异头物二.单糖的物理性质和化学性质 .(一).物理性质1 .旋光性2 甜度.溶解度(二)化学性质 由醛基或酮基.醇基决定的-图 3. 葡萄糖分子的构象1. 由醛基或酮基产生的性质-单糖氧化还原.成刹.异构化. (1）单糖的氧化（即单糖的还原性) （2)单糖的还原 (3)单糖的成脎作用(4)单糖的异构化作用2 .由羟基（半缩醛羟基和醇性羟基）产生的性质(1)成脂
12、作用 (2)成苷作用(3）脱水作用糖酸 (4)氨基化 （)脱氧Felng 试剂-CuSO4 溶液与KO和酒石酸钾钠Bndic试剂-uSO4 溶液+Na2CO+柠檬酸钠酒石酸钾钠-防止反应产生Cu(OH）2 或uCO3 沉淀,使之变为可溶性的而又能离解的复合物，从而保证继续供给C离子以氢化糖 碱的作用-使糖起烯醇化变为强还原剂，同时使uSO4 变为u（OH）2-成脎作用单糖的第、2 碳与苯肼结合后,成晶体糖脎-（1)一分子葡萄糖与一分子苯肼缩合成苯腙（phnylhydrazne）。（2）葡萄糖苯腙(Glcehenylhdrazone)再被一分子苯肼氧化成葡萄糖酮苯肼糖脎黄色结晶,难溶于水(3）葡
13、萄糖酮苯腙再与另一分子苯肼缩合,生成葡萄糖脎（glucsaone)形成同一种糖脎,为什么？-异构化成酯作用成苷作用-脱水作用单糖的化学性质Mlisch 试验-醛糖及其衍生物与-萘酚生成紫色物质Selwaff 试验-间苯二酚与盐酸遇酮糖呈红色，遇醛糖呈很浅的颜色氨基化脱氧化学性质反应重要性-三 单糖的分类及某些重要的单糖 丙糖丁糖戊糖己糖四 单糖的重要衍生物1 、 糖醇:山梨醇、甘露醇、 糖醛酸：葡萄醛酸庚糖3、 糖胺:葡萄糖胺、D半乳糖胺4、 糖苷:皂角苷、毛地黄苷、由醛酮氧化（还原性)还原金属离子，氧化成糖酸为鉴定还原糖的基础产生的还原成醇醛酮基可被还原成醇某些植物中所含醇如山梨醇；甘露糖醇
14、可能是由此反应生成化学性成脎和苯肼作用成脎可作为鉴定单糖的基础质异构化(在弱碱溶液中)在弱碱溶液中单糖的醛酮基;通过稀醇化作用起分子重排为单糖转化的基础发酵酵母使糖产生乙醇为酿酒的依据,亦可用来鉴别单糖及制造化学品由羟成酯形成磷酸糖酯及乙酰糖酯磷酸糖酯是糖代谢的中间产物;细胞膜吸收糖也要将化基糖先转化为磷酸糖酯产生的成苷单糖 C-1 的 O基可被烷基;或其他基团取代产生糖苷有些糖苷是药物化学性脱水经加浓 HC与加热,成糖产生醛己糖 产生羟甲基糠醛可用此反应鉴别醛糖酮糖质氨基化C-,C上的OH 可被NH ;取代成氨基糖氨基糖是糖蛋白的组分脱氨经脱氨酶作用产生脱氨糖脱氨糖是核酸的成分苦杏仁苷、根皮
15、苷表 1-1 常见单糖醛糖酮糖丙糖（3）D-甘油醛二羟丙酮丁糖(4)戊糖（5C）-赤藓糖D核糖D-木酮糖己糖(6C) 庚糖（C）D-脱氧核糖D半乳糖D-甘露糖D核酮糖D-果糖D-葡萄糖D-景天庚酮糖辛糖（C）D辛酮糖醛糖的构型-酮糖的构型-大多以多聚戊糖或糖苷形式存在己糖许多糖的组成成分半纤维素乳糖的组成成分-植物粘质和半纤维素的组成成分是糖类中最甜的糖CHOHO飞H己已中心lH。已乙lc=olID星葡萄 H O H|D-H O- C一HHC CH 夕 HHCH泗I1-c- OHEI一七一OH|匀 少E抗坏血酸合成的重要中间产物CflOHIC= Oa型p型庚糖H 已 liIH-C- OH从Ol
16、HOH|:=OI心一型型CH.,OHII.D- 山梨扛. 1IH-C-OHIHO- t - HH- C一OH归OH飞妞n -H O c IlH OH|HO- CEIcll 一AOH|H 5OHD 廿腥庆酮糖HOcHHcDHI.-cOHH三OI-ICH20HD-杲天庚阴糖糖胺。-NH2NHJluJ D- 罚萄糖胺p- D一半乳裙胺2、麦芽糖（1） 来源：麦芽 （2) 结构：两分子葡萄糖缩合：失水而成A (14)糖苷键 B（1）糖苷键(3） 物理性质：白色晶体（4） 化学性质:A. 有半缩醛OH,故有还原作用B 与苯肼作用产生糖脎3、乳糖-一、双糖、 蔗糖（1） 来源:甘蔗、菠萝（） 结构:蔗糖
17、水解 葡萄糖+果糖 （3) 物理性质：白色结晶 (4)化学性质:作用A、 无还原作用，不能与苯肼作用产生糖脎、转化第二节 寡糖(1) 来源：乳汁（2） 结构：-D-葡萄糖 -半乳糖 以 （14)键型缩合 （3) 物理性质：不甜(4）化学性质：种类蔗糖存在组成物理性质化学性质甘蔗甜 一分子葡萄糖和白色结晶,果甜。易溶于水,有旋光作用，无还原性,不能形成糖脎。不被酵母发酵，水解后形成一分子葡菜一分子果糖无变旋作用（无，型)萄糖与一分子果糖。加热至00以上变成棕黑色焦糖麦芽糖五谷麦 二分子葡萄糖芽乳糖乳类一分子葡萄糖和一分子半乳糖白色结晶，甜仅次于蔗糖。有旋光作用，有还原性，可形成糖脎,可被酵母发酵
18、,水解后生成二分子葡萄糖易溶于水,有变旋作用(有,型)白色结晶，微甜,不易溶于水。有旋光作 有还原性，可形成糖脎,不被酵母发酵,水解后产生葡萄糖和半乳用及变旋作用(有，型）糖A、 还原性、成脎B、与O3 共同煮产生粘酸表 3 三种二糖的比较多糖1.均一多糖：由一种单糖缩合而成第三节 多糖不均一多糖：由不同类型的单体缩合而成-二、三糖支链淀粉分支短链的长度平均为 243个葡萄糖残基2 糖元 （)来源:广泛存在于动物体中() 结构:由D-葡萄糖构成,(14）糖苷键型缩合、失水而成,另有一部分去链可通过(16）糖苷键连接。 () 性质:无定形粉末，遇碘显棕一. 均一多糖 、 淀粉 (1)来源 （2)
19、结构(见图)（)性质:直链淀粉-在冷水中不溶解,略溶于热水 支链淀粉-吸收水分，吸水后膨胀成糊状直链淀粉：以(14）糖苷键型缩合而成的遇碘紫兰色红色,无还原性,不能与苯肼作用成脎，水解后产生 D-葡萄糖 3纤维素 （1）来源:植物纤维部分 （2）结构:由葡萄糖构成,由 D-葡萄糖以(-4）糖苷键相连接,不含支链。 纤维素结构单位是平行排列的,链间的葡萄糖之间极易形成氢键 （)性质：A极不溶于水 B 在酸作用下水解,最后形成葡萄糖C 无色无臭无味的物质 D 与 I2 无颜色反应 纤维素纤维素糊精 纤维二糖 葡萄糖4. 几丁质（壳多糖)5. 其他半纤维，葡萄糖,琼脂，多聚木糖均一多糖的性质比较直链
20、淀粉支链淀粉糖原纤维素几丁质单体单位-D葡萄糖-葡萄糖-乙酰葡萄糖胺糖苷键型（1)（14）和(16）（1)分支无4%9无溶解度融于热水热水不溶溶于水水不溶绝大部分溶剂不溶与碘反应紫兰色紫红色棕红色主要功能食物贮存参与结构建成存在形式各种白色微粒白色粉末白色微晶形等不定形固体自然界分布整个植物界特别是玉米土豆和米动物肝肌肉和细菌整个植物界低等动植物外骨骼, 植物二、不均一多糖:(糖胺多糖、粘多糖、氨基多糖、酸性糖胺聚糖） 糖胺聚糖: 通过共价键与蛋白质相连接构成蛋白聚糖 1 . 透明质酸2 .硫酸软骨素软骨素-硫酸：SO4 根在乙酰半乳糖胺的C-4 位上软骨素-6-硫酸:SO根在乙酰半乳糖胺的C
21、-6 位上为软骨的主要成分。3、硫酸皮肤素-、硫酸角质素、肝素-COOH0HOH。p ( 一13)塘音键(,D葡糖砫酸延） （D - 2- N 乙酰粕塘胺基）为细胞间的粘合物，又有润滑作用，对组织起保护作用(一13)糖忏键HiOH D 葡塘酘酸基） （D 2 N 乙酰葡糖胺基）透明质酸结构单位为软骨的主要成分,结缔组织、筋健、皮肤软骨素4-硫酸几种粘多糖的组分粘多糖己糖胺糖醛酸SO 4存在透明质酸-乙酰葡萄糖胺（1) 葡萄糖醛酸结缔组织角膜硫酸软骨素N-乙酰半乳糖胺（-3) 葡萄糖醛酸+软骨 骨 角膜硫酸皮肤素N-乙酰半乳糖胺(-) L-艾杜糖醛酸+肌腱 巩膜硫酸角质素-乙酰葡萄糖胺（1-)半
22、乳糖+主动脉人牛髓核肝素葡萄糖胺（二硫酸葡萄糖胺硫酸 D-葡萄糖胺基） D-葡萄糖醛酸（硫酸艾杜糖醛酸基-葡萄糖醛酸）+动物组织某些重要的多糖多糖残基及其连接方式D 葡萄糖,(1-4）带有 (-6)分枝-葡萄糖,（1-4）N-乙酰基D-葡萄糖胺，(4)主要来源生物功能淀粉植物食物贮存糖原动物纤维素 植物和昆虫 结构和支持物几丁质 昆虫、菌类果胶植物D-半乳糖醛酸及其甲基酯 （1-4)菊粉食物贮存D 果糖,(1)D-葡萄糖，（16）,有些分枝葡聚糖细菌细菌在细胞外生成D-木糖，(14）,常为其他戊糖所取代木聚糖植物结构支持物葡萄糖醛酸,N-乙酰基D-葡萄糖胺 （13），(14）粘多糖 透明质酸高
23、等动物机体结缔组织和粘液组分硫酸软骨素软骨、腱和皮肤组分D 葡萄糖醛酸，L-艾杜糖和 4或 6硫酸，N 乙酰基D 半乳糖胺肝 素 肥大细胞抗凝血物质 -艾杜糖酸和 D-葡萄糖醛酸及其 2-硫酸酯，N 硫酸 D 葡萄糖胺-硫酸，(1-4）第四节 结合糖一、糖蛋白 糖与蛋白质之间，以蛋白质为主,其一定部位以共价键与若干糖分子链相连所构成的分子,称为糖蛋白。该链末端成员常常是唾液酸或-岩藻糖糖肽键寡糖链与多肽链（蛋白质）中的氨基酸以多种形式共价连接，构成糖蛋白的糖肽连接键,称糖肽键。通常包括N乙酰己糖胺其总体性质更接近蛋白质,糖肽连接键类型如下：1、 以丝氨酸、苏氨酸和羟赖氨酸的羟基为连接点,形成-
24、糖苷键型。、 以天冬酰胺的酰胺基,N末端氨基酸的-氨基以及赖氨酸或精氨酸的氨基为连接点，形成-糖苷键型。-3、以天冬氨酸或谷氨酸的游离羧基为连接点,形成酯糖苷键型。、以羟脯氨酸的羟基为连接点的糖肽键。5、 以半胱氨酸为连接点的糖肽键。糖蛋白的作用:1、由于糖蛋白的高粘度特性，机体用它作为润滑剂4、在组织培养时对细胞粘着和细胞接触抑制作用。5.对外来组织的细胞识别也有一定作用.与肿瘤特异性抗原活性的鉴定有关2、 防护蛋白水解酶的水解作用3、防止细菌、病毒侵袭。粘稠性，这些粘液全部含高浓缩的糖蛋白糖旦白的功能:糖旦白的功能广泛,许多不同功能的旦白质是糖旦白 粘液糖蛋白存在于消化道分泌物(唾液,胃液
25、)和呼吸道分泌物中，功能：定向 溶酶体的不少酶是糖旦白，溶酶体的酶在内质网合成后需转移到溶酶体。在这种定向转移过程中寡糖链起着标记作用 识别 寡糖链中包含的许多生物学信息可起识别作用,免疫反应许多是糖链识别的血浆旦白的寡糖链末端为唾液酸，例如铜蓝旦白，有神经酰胺酶除去其末端唾液酸,暴露出半乳基后,就可被肝脏的受体识别，铜蓝旦白迅速从血浆中消失二蛋白聚糖有三种不同类型的糖肽键D-木糖与丝氨酸糖之间形成的-O-糖肽键 N乙酰葡萄糖胺与天冬胺酰胺之间形成的-N糖肽键 N-乙酰半乳糖胺与苏氨酸或丝氨酸羟基之间所形成的-O-糖肽键 核心蛋白-在蛋白聚糖的分子结构中,蛋白质分子居于中间,构成一条主链。-是
26、一种长而不分支的糖链,即糖胺聚糖,其一定部位上与若干肽链连结，糖含量可超过5%。多糖呈现系列重复,双糖结构其总体性质与多糖更接近-单体-糖胺聚糖分子排列在蛋白分子的两侧，这种结构成蛋白聚糖的单体。单体的糖胺聚糖链的分布是不均匀的旦白聚糖的功能: 构成细胞间基质,分布于任何组织中旦白聚糖中糖胺聚糖是多阴离子化合物，结合Na+ 、+,从而吸收水分,糖的-O也是亲水的，所以基质内的旦白聚糖可以吸引、保留水而成凝胶起筛子作用,容许小分子化合物自由扩散,而阻止细菌通过，起保护作用素软骨中丰实、维持软骨的机械性能细胞膜表面的一些旦白聚糖，与细胞间相互识别、生长有关糖总结 旦白聚糖也有一些特殊的作用:肝素抗
27、凝剂透明质酸吸引大量水分子，使组织疏松，细胞易于移动,促进创伤愈合硫酸软骨1. 糖的定义： （CH2O)n分类：单糖寡糖 多糖结合糖2. 单糖:甘油醛一个、D L-一醛糖(丙糖)由 D-甘油醛衍生的糖-D-糖由 L甘油醛衍生的糖-L-糖丙糖(酮糖)-二羟基丙酮-3. 己糖: 葡萄糖-分布广，是构成淀粉、糖元、纤维素及其他许多糖类物质的基本单位,是人类血液中的正常成分,给机体提供能量的重要物质呋喃型己糖:五元环吡喃型己糖：六元环每种糖又依据第一碳原子上的O和H 的相对空间位置又分为, 两类，它们互为异头物。 单糖具有旋光性物理性质：旋光性、溶解度、甜度 化学性质：氧化还原 成脎 异构化成酯 脱水氨基化 脱氧4. 寡糖：双糖蔗糖：，（2)（葡萄糖、果糖）5. 多糖：乳糖: 葡萄糖(14）半乳糖麦芽糖：葡萄糖(14）或（6）葡萄糖淀粉直链:碘紫兰色(-）,（1-6)支链无变旋，无还原,成脎糖元：遇碘棕红色，与淀粉相似6.糖胺聚糖：纤维素:-D葡萄糖（1-4)，绝大多数溶剂不溶透明质酸质素肝素硫酸软骨素:软骨、腱等结缔组织和各种腺体分泌的粘液中，构成织间的润滑剂、防护剂等多方面的作用硫酸皮肤素： 硫酸乙酰肝素硫酸角.结合糖：糖蛋白：以蛋白质为主，血浆、消化道分泌物蛋白聚糖:以糖胺聚糖为主:软骨、腱、粘液