《生物化学课件(第一部分：1-3章).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学课件(第一部分：1-3章).ppt（232页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、生物化学课件(第一部分：1-3章)第第1 1章章 糖类糖类一、引言二、旋光异构三、单糖的结构 四、单糖的性质五、重要的单糖和单糖衍生物六、寡糖七、多糖 提要一 引 言 （一）糖类的存在与来源 （二）糖类的生物学作用 （三）糖类的元素组成和化学本质 （四）糖的命名与分类（一）糖类的存在与来源 糖类广泛地存在于生物界，特别是植物界。糖类物质按干重计占植物的 85一 90，占细菌的 10一 30，动物的小于 2。动物体内糖的含量虽然不多，但其生命活动所需能量主要来源于糖类。糖类物质是地球上数量最多,占生物量（biomass）干重的 50以上是由葡萄糖的聚合物构成的。绿色细胞进行的光合作用的结果。（二
2、）糖类的生物学作用 糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物。糖类的生物学作用概括起来主要有以下几个方面：1作为生物体的结构成分 植物的根、茎、叶中的纤维素、半纤维素等，细菌细胞壁的肽聚糖，昆虫和甲壳类的外骨骼等。2作为生物体内的主要能源物质 糖原、淀粉等通过贮存或生物氧化释放出能量，为生物体供生命活动的需要。3在生物体内转变为其他物质 糖类可以合成氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。4作为细胞识别的信息分子 糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖。它们的糖链可能起着信息分子的作用，早在血型物质的研究中就有了一定的认识。（三）糖类的元素组成和化学本质 大多数糖类物质只由碳、氢、氧三种元素组成，其实
3、验式为（CH2O）。或Cn（H2O）n。氢和氧比例是2：1，碳水化合物（carbonhydrate）也因之而得名。后来发现鼠李糖 脱氧核糖等，并非2：l，非糖物质，甲醛 乙酸 乳酸等，中H,C之比却是2：1，“碳水化合物”名称并不恰当。为此，1927年国际化学名词重审委员会曾建议用“糖族（glucide）”一词以代替“碳水化合物”。至今西文中仍广泛使用它。（C6H12O5）（C5H10O4）（CH2O）（C2H4O2）（C3H6O3）（四）糖的命名与分类 个别糖的命名，多数是根据糖的来源给予一个通俗名称，如葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、棉子糖和壳多糖等。糖类物质根据它们的聚合度分类如下：单糖单糖寡
4、糖寡糖多糖多糖1 1单糖（单糖（monosaccharidemonosaccharide）单糖是不能被水解成更小分子的糖类，也称简单糖，如葡萄糖、果糖和核糖等。直链醛糖和酮糖结构 2寡糖（oIigosaccharide）寡糖包括的类别很多，双糖或称二糖（disaccharide），水解时生成 2分子单糖，如麦芽糖、蔗糖等；三糖（trisaccharide），水解时产生3分子单糖，如棉于糖；以及四糖（tetrasaccharide），五糖（pentasaccharide）和六糖（hexasaccharide）等。3多糖(polysaccharide）多糖是水解时产生20个以上单糖分子的糖类。包括
5、：(1）同多糖（homopolysaccharide）水解时只产生一种单糖或单糖衍生物，如糖原、淀粉、壳多糖等。（2）杂多糖（heteropolysaccharide）水解时产生一种以上的单糖或单糖衍生物，如透明质酸、半纤 维素等。(3)复合糖（glycocomugate）,糖类与蛋白质、脂质等生物分子形成的共价结合物如糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等，总称复合糖或糖复合物。D-葡萄糖的透视式和投影式三、单糖的结构 （一）单糖的链状结构 （二）D系单糖和L系单糖 （三）单糖的环状结构 (四)单糖的构象（二）D系单糖和L系单糖所谓单糖的构型是指离分子中最远的的那个手征性碳原子的构型。它们以甘油醛C2OH
6、相比较确定的。羟基在右侧为D-型，左侧为L-型。（三）单糖的环状结构1 1、变旋现象：、变旋现象：许多单糖，新配制的溶液会发生旋光度的改变这种现象称变旋（mutarotation）。变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。如D-葡萄糖以两种不同的旋光率存在：一种+1120 称-D-葡萄糖,另一种+18.70 称D葡萄糖，放置一段时间其比旋达到一恒定值52.60。左旋为（）右旋为（）。旋光的左右与D-,和L-型无关。(四)单糖的构象 1构象 由于绕单键旋转引起的组成原子的不同排列称为构象。一种特定的构象称构象体（conformer）或构象异构体（conformational isomer）。不
7、像旋光异构体，不同的构象体通常不能分离出来，它们之间的互变太快。吡喃和呋喃结构吡喃和呋喃结构C1C1上的羟基在下侧上的羟基在下侧为为 型型,羟基在上侧羟基在上侧为为 型型D-D-葡萄糖异头物葡萄糖异头物C1C1上的羟基在右侧上的羟基在右侧为为 型型,羟基在左侧为羟基在左侧为 型型船式构象船式构象 (不稳定不稳定)椅式构象椅式构象 (较稳定较稳定)四、单糖的性质（一）单糖的物理性质（二）单糖的化学性质（一）单糖的物理性质1、旋光性：几乎所有的单糖都具有旋光性，许多单糖在水溶液中发生变旋现象。2、甜度：所有的单糖都具有甜度，但甜的程度 不一样。3、溶解度：单糖分子具有多个羟基，所以易溶于水 （甘油
8、醛微溶）。尤其在热水中有较大的溶解度。单糖微溶于乙醇，不溶于乙醚和丙酮。（二）单糖的化学性质单糖是多羟基的醛或酮，因此是活跃的分子易于和其他物质发生化学反应。1、异构化（弱碱的作用）：、异构化（弱碱的作用）：单糖对稀酸相当稳定，但在碱溶液中能发生多种反应，产生不同的产物。单糖在碱溶液中可发生分子重排通过烯二醇中间物互相转化，成 。在强碱中单糖发生降解。酮烯醇互变异构酮烯醇互变异构 2 2、单糖的氧化：、单糖的氧化：1）氧化成醛糖酸：醛糖氢氧化铜醛糖酸氧化铜将氢氧化铜 （蓝色）还原为氧化铜（砖红色）2）氧化成醛糖二酸：D-葡萄糖硝酸D-葡糖二酸3）氧化成糖醛酸：葡萄糖酶葡萄糖醛酸酮式和烯醇式互变
9、3、单糖的还原：单糖的羰基可被还原为糖醇4、形成糖脎：单糖与苯肼反应生成糖脎，糖脎相当稳定的结晶，不同的单糖形成的糖脎结晶不同，可用来鉴定单糖。5、形成糖酯与糖醚:单糖的许多化学行为很想简单的醇类，它的羟基可以转变为脂基或醚基。如单糖和磷酸形成各种磷酸酯，G-1-P，1，62P-F等。6、形成糖苷：、形成糖苷：环状单糖的半缩醛羟基与另一化合物发生缩合形成缩醛的衍生物称为糖苷，这种糖苷的配体可以是糖，也可以是非糖物质。与糖形成糖苷如淀粉、纤维素等与非糖物质形成核苷等。糖苷的性质比较稳定不易发生化学反应和被氧化。7、单糖的脱水;（与无机酸反应或呈色反应）在强酸作用下戊糖脱水生成糠醛。己糖脱水生成5
10、羟甲基糠醛Molisch reaction:糠醛或羟甲基糠醛萘酚-红紫色化合物,鉴别糖类物质.Seliwanoff reaction:酮糖HCl+间苯二酚-迅速出现红色（大约20秒）醛糖HCl+间苯二酚-加热后缓慢出现红色（大约2分钟）用来鉴别酮糖或醛糖。白内障（2）D-甘露醇 广泛分布于多种陆地和海洋植物中：橄榄树等的树皮上常分泌出大量的甘露醇，形成所谓甘露蜜（manna）的干性渗出物，柿饼表面上的白色柿霜就是甘露醇；藻类和真菌中含量也很丰富，如昆布属褐藻是提取甘露醇的良好原料。D-甘露醇在临床上用来降低颅内压和治疗急性肾功能衰竭。一些糖醇（七）糖苷 糖苷前面已述，糖苷的配基为酚类、糖醇或含
11、氮碱等的单糖或寡糖衍生物。这类糖着大多都有苦味或特殊香气，不少还是剧毒的物质但微量时可作药用。1.苦杏仁苷（amygdarin）含于许多蔷薇科植物（如苦扁桃、杏、李、花揪等）的果核中，尤以苦扁桃（苦杏仁）中含量为多。配基是由氰氢酸残基和苯甲醛残基组成的。1.毛地黄苷(digitoxin)是毛地黄类强心苷的一种，有强心作用。2.乌本苷（ouabain）也称毒毛旋花苷，夹竹桃含量丰富，对Na-K-ATP酶有强烈的抑制作用。在非洲用来作箭毒。3.皂苷（saponin）广泛存在于高等植物中，如人参、柴胡等。六、寡糖 寡糖是由220个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质，有的结构非常复杂。单糖残基的上限数目
12、并不确定，因此寡糖与多糖之间并无绝对界线，寡糖与聚糖（glycan）常是同义的，聚糖又是多糖的同义词。根据Bailey 1965年的报道，已知的寡糖不下500种（主要存在于植物中）。（一）结构与性质 （二）常见的二糖 （三）其他简单寡糖 （四）环糊精二糖（双糖）是最简单的寡糖，由2分子单糖缩合而成。由两个葡萄糖分子构成的二糖称葡二糖，葡二糖有11个异构体（未包括游离异头碳的a-型和-型），它们都已在自然界中找到。由两个不同的单糖构成的二糖，异构体就更多。据1970年Maher等报道，已知的双糖有140多种。现对几种常见的二糖介绍如下：一些二糖其他简单寡糖1、三糖 棉子糖（raffinose）广
13、泛地分布于高等植物界。棉子糖完全水解产生葡萄糖、果糖和半乳糖各1分子。棉子糖是非还原糖，因此推定所有的异头碳都与糖苷键的形成；当用a一半乳糖苷酶水解时产生半乳糖和蔗糖，而用蔗糖酶水解产物是果糖和蜜二糖。2、四糖、五糖和六糖 在自然界都有存在。3、环糊精 环糊精是芽抱杆菌属（Bacillus）的某些种中的环糊精转葡糖基转移酶（cyclodextrin glucosy-transferase）作用于淀粉（以直链淀粉为佳）生成。一般由6、7或8个葡萄糖单位通过a-1，4糖苷键连接而成。环糊精无游离的异头羟基，属非还原糖。这些环状寡糖对酸水解较慢，对a-和-淀粉酶有较大的抗性。.环糊精分子的结构像一个
14、轮胎 其特点是所有葡萄糖残基的C6羟基都在大环一面的边缘，而C2和C3的羟基位于大环的另一面的边缘。环糊精分子作为单体垛叠起来形成圆筒形的多聚体。（图（图l-22）环糊精的结构环糊精的结构七、多糖 （一）同多糖 （二）杂多糖（一）同多糖1、淀粉（starch）淀粉是植物生长期间以淀粉粒（granule）形式贮存于细胞中的贮存多糖。天然淀粉一般含有两种组分：直链淀粉（amylose）和支链淀粉（amylopectin）。当淀粉胶悬液用微溶于水的醇如正丁醇饱和时，则形成微晶沉淀，称直链淀粉，向母液中加人与水混溶的醇如甲醇，则得无定形物质，称支链淀粉。如蜡质玉术（waxy corn）和糯米等几乎只含
15、支链淀粉，而皱缩豌豆中直链淀粉含量高达 98。淀粉的结构 2糖原（glycogen）糖原又称动物淀粉，它也以颗粒（直径 1040 urn）形式存在于动物细胞的胞液内。体内糖原的主要存在场所是肝脏和骨骼肌。糖原是人和动物餐间以及肌肉剧烈运动时最易动用的葡萄糖贮库。葡萄糖是体内各器官的重要代谢燃料，更是大脑可利用的燃料。5 5纤维素（纤维素（cellulosecellulose）纤维素是最丰富的有机物质。占植物界碳素的50以上。纤维素是植物（包括某些真菌和细菌）的结构多糖，是它们的细胞壁的主要成分。纤维素组成叶于重的10，木材的50，麻纤维的7080。棉纤维的 9098。但纤维素不是植物界所独有的
16、。纤维素是线形葡聚糖，残基间通过产（1一4）糖苷键连接的纤维二糖可看成是它的二糖单位。人和哺乳类缺乏纤维素酶（cellulase），因此不能消化木头和植物纤维。某些反刍动物在肠道内共生着能产生纤维素酶的细菌，因而能消化纤维素。白蚁消化木头是依赖于消化道中的原生动物。纤维素的结构（二）杂多糖 l果胶物质（poetic substance）果胶物质主要存在于植物的初生细胞壁和细胞之间的中层（middle lamella）内。果胶物质是细胞壁的基质多糖。果胶物质包括两种酸性多糖：聚半乳糖醛酸（galacturonan）和聚鼠李半乳糖醛酸（rhamnogalacturonan）和三种中性多糖：阿拉伯聚
17、糖（arabinan），半乳聚糖（galactan）和阿拉伯半乳聚糖（arabinogalactan）。每种多糖随植物来源、组织和发育阶段的不同，其侧链中残基的数目、种类、连接方式以及其他取代基存在的情况都有相当大的变化。八、细菌杂多糖（一）细菌细胞壁的化学组成（二）肽聚糖的结构（三）磷壁酸（四）脂多糖（五）荚膜多糖细菌细胞壁结构（二）肽聚糖的结构 肽聚糖（Peptidoglycan）也称粘肽（mucopeptide）或胞壁质（murein）。肽聚糖可看成是由一种基本结构单位重复排列构成的，这种结构单位称为胞壁肽（muropeptide）。胞壁肽是一个含有四肽侧链的二糖单位，二糖单位由-l，4
18、连接的N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸，四肽侧链的N端通过酰胺键与N-乙酰胞壁酸残基上的乳酸基相连。提要思考第第2 2章章 脂质脂质一、引言一、引言（一）脂质（一）脂质（lipid）定义）定义n脂肪酸脂肪酸与与醇醇脱水脱水反应形成的酯及其衍生物反应形成的酯及其衍生物n共性：共性：不溶于水，而易溶于非极性溶剂如不溶于水，而易溶于非极性溶剂如乙醚、氯仿、苯等。乙醚、氯仿、苯等。单纯脂类复合脂类衍生脂类(二二)脂质的分类脂质的分类I 按化学组成分类单纯脂质 由脂肪酸和醇类所形成的酯由脂肪酸和醇类所形成的酯v 脂酰甘油酯脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯（最丰富的为甘油三酯)v 蜡蜡（含（含14-36C14
19、-36C个碳原子的饱和或不饱和脂肪个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸与含酸与含16-30C16-30C个碳原子的一元醇所形成的个碳原子的一元醇所形成的酯）酯）单纯脂类的衍生物：除了含有脂肪酸和醇外，还含有非脂分子的成分复合脂质v 磷脂（磷酸和含氮碱）v 糖脂（糖）v 硫脂（硫酸）由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。它们关系密切。v萜类：萜类：天然色素、香精油、天然橡胶天然色素、香精油、天然橡胶v固醇类：固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）质激素）v其他脂类：其他脂类：维生素维生素A、D、E、K等。等。衍生脂质衍生脂质可皂化
20、可皂化脂类：脂类：一类能被碱水解而产生皂一类能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的脂类。（脂肪酸盐）的脂类。不可皂化脂类：不可皂化脂类：不能被碱水解而产生皂不能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的脂类。（脂肪酸盐）的脂类。主要有不含脂肪酸的主要有不含脂肪酸的萜类萜类和和类固醇类固醇类。类。II II 按能否被碱水解分类按能否被碱水解分类极性极性非极性非极性 脂质在水中和水界面上的行为不同脂质在水中和水界面上的行为不同（三）脂质的功能（三）脂质的功能1.贮存脂质贮存脂质2.2.结构脂质结构脂质 3.3.活性脂质活性脂质 皮下脂肪细胞（黄、白色）细胞核细胞质脂肪滴脂肪滴细胞膜二、脂肪酸（二、脂肪酸（fatty
21、 acidfatty acid）1 1、结构特点（表、结构特点（表2 22 2）软脂酸（十六烷酸）软脂酸（十六烷酸）硬脂酸（十八烷酸）硬脂酸（十八烷酸）油酸（十八烯酸）油酸（十八烯酸）饱和脂肪酸不饱和脂肪酸的双键：不饱和脂肪酸的双键：-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-非共轭双键（容易形成自由基）非共轭双键（容易形成自由基）-CH2-CH=CH-CH=CH-CH=CH2-共轭双键（容易聚合）共轭双键（容易聚合）2 2、脂肪酸的理化性质、脂肪酸的理化性质溶解度溶解度 与烃链的长度有关与烃链的长度有关熔熔 点点 与双键数目、顺反有关与双键数目、顺反有关皂化反应皂化反应 动植物油脂在氢
22、氧化钠或氢氧化钾作用动植物油脂在氢氧化钠或氢氧化钾作用 下水解生成的脂肪酸盐。下水解生成的脂肪酸盐。乳化作用乳化作用 脂肪酸盐、胆汁酸盐、脂肪酸盐、胆汁酸盐、SDS、Triton X-100腐败和过氧化腐败和过氧化3 3、必需脂肪酸、必需脂肪酸（essential fatty acid)人体不能合成，必需由膳食提供的对人体功人体不能合成，必需由膳食提供的对人体功能必不可少的多不饱和脂肪酸。能必不可少的多不饱和脂肪酸。亚油酸(6PUFA）亚麻酸花生四烯酸亚麻酸（3PUFA）二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）4 4、类二十碳烷（、类二十碳烷（eicosanoideicosanoid）
23、由由2020碳的碳的多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸衍生而来衍生而来前列腺素前列腺素凝血恶烷凝血恶烷白三烯白三烯局部激素局部激素三、三酰甘油和蜡三、三酰甘油和蜡（一）（一）酰基甘油酰基甘油（acylglycerol）呈液态：油（呈液态：油（oil）呈固态：脂呈固态：脂（fat）常常温温下下油脂油脂中性脂中性脂/真脂真脂1 1分子甘油和分子甘油和3 3分子脂肪酸形成的酯分子脂肪酸形成的酯脂肪酸脂肪酸饱和饱和 ：16C16C软脂酸、软脂酸、18C18C硬脂酸硬脂酸不饱和不饱和含含1 1个双键（油酸）个双键（油酸）含含2 2个双键（亚油酸）个双键（亚油酸）含含3 3个双键（亚麻酸）个双键（亚麻酸）含含4
24、 4个双键（花生四烯酸）个双键（花生四烯酸）三酰甘油三酰甘油(triacylglycerol,TG)甘油（丙三醇）甘油（丙三醇）单酯酰甘油单酯酰甘油二酯酰甘油二酯酰甘油H2OH2O三酯酰甘油三酯酰甘油脂肪酸脂肪酸1脂肪酸脂肪酸2通式通式R1=R2=R3R1=R2=R3简单三酰甘油简单三酰甘油混合三酰甘油混合三酰甘油烷醚酰基甘油烷醚酰基甘油烷基烷基烯基烯基醚醚键键长链长链脂肪酸脂肪酸与长链一元与长链一元醇醇/固醇固醇形成的酯形成的酯脂肪醇脂肪醇中的碳原子在中的碳原子在1616以上以上分布在生物体表面起保护作用分布在生物体表面起保护作用n植物蜡植物蜡防虫蛀、防辐射、降低水分蒸防虫蛀、防辐射、降低水
25、分蒸发发n动物蜡动物蜡防水、保温、筑巢防水、保温、筑巢（二）蜡（二）蜡（wax)巴西棕榈蜡巴西棕榈蜡通式通式RCOOR多为饱和脂肪酸多为饱和脂肪酸醇饱和或不饱和醇饱和或不饱和/固醇固醇蜂蜡完全不透水蜂蜡完全不透水四、脂质过氧化四、脂质过氧化（peroxidation）多不饱和脂肪酸的氧化变质。多不饱和脂肪酸的氧化变质。典型的活性氧参与的自由基链式反应典型的活性氧参与的自由基链式反应（一）自由基、活性氧和自由基链反应（一）自由基、活性氧和自由基链反应1 1、自由基、自由基（free radical）分子分子/原子原子/基团中有未配对电子的基团中有未配对电子的一类物质。一类物质。很活泼，具有很强的
26、掠夺性很活泼，具有很强的掠夺性 很容易形成稳定的分子状态很容易形成稳定的分子状态一种是异裂反应一种是异裂反应一种是均裂反应：两电子均分给两个产物。一种是均裂反应：两电子均分给两个产物。此过程中产生的分裂物称为自由基。此过程中产生的分裂物称为自由基。共价键由双电子形成断裂时：共价键由双电子形成断裂时：均裂（均裂（homolysis）A A：B AB A.+B +B.自由基的形成：自由基的形成：辐射诱导辐射诱导自由基的形成：自由基的形成：热诱导热诱导单电子氧化还原单电子氧化还原H2Ohv HOHeaq-(C6H5COO)22C6H5COO C6H5+CO2Fe2+H2O2 Fe3+OH+OH-2、
27、活性氧、活性氧O2 OH H2O2 1O2 LO.LOO.LOOH臭氧臭氧 NO氧或含氧的高反应活性分子。氧或含氧的高反应活性分子。3、自由基链式反应、自由基链式反应引发：由辐射或其它自由基引发引发：由辐射或其它自由基引发 初始自由基的形成初始自由基的形成增长：新生自由基导致新的抽氢反应增长：新生自由基导致新的抽氢反应 再形成新的自由基再形成新的自由基终止：两自由基偶联或歧化终止：两自由基偶联或歧化 或在抗氧化剂作用下或在抗氧化剂作用下 使自由基链式反应停止使自由基链式反应停止（二）脂质过氧化过程（三）脂质过氧化对机体的损伤（三）脂质过氧化对机体的损伤脂质过氧化脂质过氧化 中间产物自由基中间产
28、物自由基终产物丙二醛终产物丙二醛膜流动性通透性受影响膜流动性通透性受影响动脉粥样硬化动脉粥样硬化老年色素斑形成老年色素斑形成蛋白质聚合交联蛋白质聚合交联（四）抗氧化剂的保护作用（四）抗氧化剂的保护作用 抗氧化剂：抗氧化剂：SODSOD（超氧化物歧化酶）（超氧化物歧化酶）过氧化氢酶（谷胱甘肽过氧化物酶）过氧化氢酶（谷胱甘肽过氧化物酶）维生素维生素E/E/维生素维生素C C胡萝卜素胡萝卜素 具有还原性、能抑制靶分子自动具有还原性、能抑制靶分子自动氧化的物质。氧化的物质。SODSOD：2O2O2 2+2H+2H+H H2 2O O2 2 +O +O2 2-预防型抗氧化剂预防型抗氧化剂过氧化氢酶（过氧
29、化氢酶（catalase）：）：2H2H2 2O O2 2 2H 2H2 2O +OO +O2 2谷胱甘肽过氧化物酶：谷胱甘肽过氧化物酶：H H2 2O O2 2+2GSH 2H+2GSH 2H2 2O +2GSSGO +2GSSG谷胱甘肽过氧化物酶：谷胱甘肽过氧化物酶：ROOH+2GSH ROH+2GSSGROOH+2GSH ROH+2GSSG脂质氢过氧化物的还原脂质氢过氧化物的还原五、磷脂（五、磷脂（phospholipidphospholipid）磷脂磷脂甘油磷脂甘油磷脂鞘脂类鞘脂类鞘磷脂鞘磷脂鞘糖脂鞘糖脂X非极非极性，不易溶于水性，不易溶于水称称非极性尾非极性尾极极性性，易易溶溶于于水
30、水称称极性头极性头（一）甘油磷脂（一）甘油磷脂(glycerophospholipid)极性醇基本结构基本结构常见的甘油磷脂常见的甘油磷脂（二）醚甘油磷脂（ether phosphoglyceride)缩醛磷脂缩醛磷脂血小板活化因子血小板活化因子（三）鞘磷脂（三）鞘磷脂（sphingomyelinsphingomyelin）六、糖脂六、糖脂氨氨基基醇醇R-COOHR-COOH脂肪酸脂肪酸单糖及单糖聚合物单糖及单糖聚合物磷酸胆碱（或磷酸胆胺）磷酸胆碱（或磷酸胆胺）或或非极性尾非极性尾极极性性头头磷酸胆碱（或磷酸胆胺）糖糖 脂脂鞘磷脂鞘磷脂单糖及单糖聚合物(一)鞘糖脂（glycosphingoli
31、pid）以神经酰胺为母体以神经酰胺为母体1 1、酸性鞘糖脂、酸性鞘糖脂含有唾液酸或硫酸基含有唾液酸或硫酸基硫酸鞘糖脂（硫酸鞘糖脂（硫苷脂硫苷脂）唾液酸鞘糖脂（唾液酸鞘糖脂（神经节苷脂神经节苷脂）2 2、中性鞘糖脂、中性鞘糖脂Gal1 1Cer半乳糖基神经酰胺半乳糖基神经酰胺（脑苷脂）（脑苷脂）二酰甘油二酰甘油sn-3上羟基与上羟基与糖基糖基以以糖苷键糖苷键相连。相连。又被称为糖基甘油脂又被称为糖基甘油脂(二)甘油糖脂(glyceroglycolipid）七、萜与类固醇七、萜与类固醇不含脂肪酸，属于不可皂化脂质不含脂肪酸，属于不可皂化脂质（一）萜（一）萜（terpene）Isoprene uni
32、t四萜四萜（tetraterpene）+环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲菲菲环戊烷环戊烷（二（二)固醇类（固醇类（steroidsteroid）环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物1 1、结构特点、结构特点甾甾核核A环环B环环C环环D环环角甲基角甲基雄性激素雄性激素可的松（激素）可的松（激素）维生素维生素D胆固醇胆固醇非极性尾非极性尾极性头极性头胆固醇2 2、胆固醇和非动物固醇胆固醇和非动物固醇特点：特点：C3核有一核有一取向的羟基取向的羟基 C17上有烃链上有烃链功能：功能：构成生物膜、形成类固醇构成生物膜、形成类固醇胆固醇、豆固醇、麦角固醇、酵母固醇胆固醇、豆固醇、麦角固醇
33、、酵母固醇cholesterol3 3、固醇衍生物、固醇衍生物八、血浆脂蛋白(lipoprotein）脂质和蛋白质以脂质和蛋白质以非共价键非共价键（次级键：疏水键、（次级键：疏水键、范德华引力等）结合形成的复合物。范德华引力等）结合形成的复合物。载脂蛋白（载脂蛋白（apolipoprotein，apo）脱辅基脂蛋白脱辅基脂蛋白与脂的运输有关与脂的运输有关（一）血浆脂蛋白的分类（一）血浆脂蛋白的分类 乳糜微粒乳糜微粒 （chylomicron）极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白 VLDL中间密度脂蛋白中间密度脂蛋白 IDL 低密度脂蛋白低密度脂蛋白 LDL高密度脂蛋白高密度脂蛋白 HDL蛋白质蛋白质高
34、高脂脂低低功能载运甘油三酯和胆固醇脂蛋白模脂蛋白模式图式图甘油三酯和胆固醇核心低密度脂蛋白高心肌梗塞的先兆？磷脂单分子层(Amino Acid,AA,Aa,aa)第第3 3章章 氨基酸氨基酸蛋白质的构件分子蛋白质的构件分子Protein Architecture一、氨基酸一、氨基酸（一）（一）蛋白质水解蛋白质水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解蛋白质和多肽的肽键可被催化水解酸酸/碱碱能将蛋白能将蛋白完全水解完全水解 酶酶水解一般是水解一般是部分水解部分水解得到各种得到各种AA的混合物的混合物得到多肽片段和得到多肽片段和AA的混合物的混合物氨基酸是蛋白质的基本结构单元蛋白质蛋白质月示月示胨胨多肽多
35、肽肽肽AAAA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500（二）（二）氨基酸的结构氨基酸的结构地球上天然形成的地球上天然形成的AA300种以上。种以上。构成蛋白质的构成蛋白质的AA只有只有20余种余种，且都且都是是-氨基酸氨基酸。什么是氨基酸？什么是氨基酸？-C-C-C-C-COOH-C-C-C-C-COOH -C-C-C-C(NH-C-C-C-C(NH2 2)-COOH -)-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C-C(NH-C-C-C(NH2 2)-C-COOH -)-C-COOH -氨基酸氨基酸 -C-C(NH-C-C(NH2 2)-C-C-COOH -)-C-C
36、-COOH -氨基酸氨基酸什么是什么是-氨基酸？氨基酸？大多数大多数AAAA在中性在中性pHpH时呈时呈兼兼性离子性离子状态状态:除甘氨酸外，除甘氨酸外，1919种种AAAA都具有都具有旋光性。旋光性。除胱氨酸和酪氨酸外，其余除胱氨酸和酪氨酸外，其余AAAA都能溶于水。都能溶于水。COO-NH3+二、氨基酸的分类二、氨基酸的分类（一）常见的蛋白质氨基酸（一）常见的蛋白质氨基酸按基的化学结构分类：按基的化学结构分类：、脂肪族、脂肪族aaaa（）中性（）中性aaaa（2 2）含羟基或硫）含羟基或硫aaaa（）酸性（）酸性aaaa及其酰胺及其酰胺（）碱性（）碱性aaaa、芳香族、芳香族aaaa、杂环
37、、杂环aaaa按基的极性性质分类：按基的极性性质分类：、非极性基、非极性基aaaa、不带电荷的极性基、不带电荷的极性基aaaa3 3、带正电荷的基、带正电荷的基aaaa4 4、带负电荷的基、带负电荷的基aaaa（二）不常见的蛋白质氨基酸（二）不常见的蛋白质氨基酸 由常见由常见aa经修饰而来。经修饰而来。（三）非蛋白质氨基酸（三）非蛋白质氨基酸 150150多种多种多是蛋白质中多是蛋白质中L L型型-AA-AA衍生物衍生物有一些是有一些是-，-，-AA-AA有些是有些是D-D-型型AAAA鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸三、氨基酸的酸碱性质三、氨基酸的酸碱性质（一）兼性离子（一）兼性离子H3NCHCOO
38、HR+（pHpI）H3NCHCOO-R+（pH=pI）H2NCHCOO-R（pHpI）（二）氨基酸的解离（二）氨基酸的解离（三）氨基酸的等电点（三）氨基酸的等电点当当溶溶液液为为某某一一pHpH值值时时，AAAA主主要要以以兼兼性性离离子子的的形形式式存存在在，分分子子中中所所含含的的正正负负电电荷荷数数目目相相等等，净净电电荷荷为为0 0。这这一一pHpH值值即即为为AAAA的的等等电电点（点（p pI I）。在在p pI I时时，AAAA在在电电场场中中既既不不向向正正极极也也不不向向负负极移动，即处于两性离子状态。极移动，即处于两性离子状态。Ka1*Ka2=l侧链不含离解基团的中性侧链不
39、含离解基团的中性AAAAlpI=(pK1+pK2)/2 甘甘氨氨酸酸滴滴定定曲曲线线对于侧链含有可解离基团的对于侧链含有可解离基团的AAAAp pI I取取决决于于两两性性离离子子两两边边p pK K值值的的算算术术平平均均值值酸性酸性AAAA：p pI I=(p=(pK K1 1+p+pK KR-COOR-COO-)/2)/2 碱性碱性AAAA：p pI I=(p=(pK K2 2+p+pK KR-NH2 R-NH2)/2)/2 四、氨基酸的化学反应四、氨基酸的化学反应（一）（一）-氨基参加的反应氨基参加的反应1.1.与亚硝酸反应与亚硝酸反应2.2.与酰化试剂反应与酰化试剂反应3.3.烃基化
40、反应烃基化反应4.4.形成形成SchiffSchiffs s碱反碱反应应5.5.脱氨基反应脱氨基反应 NH2 OH R CH COOH+HNO2 R CH COOH+H2O+N2lVan Slyke 法测氨基氮（体积）的基础。法测氨基氮（体积）的基础。lN2中的中的1/21/2为氨基氮。为氨基氮。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。氨基酸定量和蛋白质水解程度的测定。NO2FO2N+H2NCHCOOHRNO2O2NHNCHCOOHR+HF弱碱性弱碱性DNP-氨基酸氨基酸 （黄色黄色）DNFBSanger 法测定法测定N N末端氨基酸基础末端氨基酸基础N=C=S +NCHCOOHHHRPITCNCN
41、CHCOOHHHRSPTC-氨基酸氨基酸NCHRSNCCOPTH-氨基酸氨基酸pH8.3无水无水HF苯异硫氰酸酯苯异硫氰酸酯PITC苯氨基硫甲酰衍生物苯氨基硫甲酰衍生物苯乙内硫脲衍生物苯乙内硫脲衍生物Edman降解法基础降解法基础 R R COOH R COOH R COO COO C=O+H C=O+H2 2N CH C=N CH N CH C=N CH H R H R H R H R醛醛 氨基酸氨基酸 Schiffs碱碱-H20+H20在生物体内经在生物体内经AA氧化酶氧化酶催化催化即脱去即脱去-氨基而转变为酮酸。氨基而转变为酮酸。（二）（二）-羧基参加的反应羧基参加的反应1.1.成盐或成
42、酯反应成盐或成酯反应2.2.成酰氯反应成酰氯反应3.3.脱羧基反应脱羧基反应4.4.叠氮反应叠氮反应（2）成酯）成酯 NH2 干燥，干燥，HCl R CH COOH+C2H5OH 回流回流 R CH COOC2H5+H2ONH3Cl保护羧基保护羧基（1）与）与NaOH等形成盐等形成盐 HN-保护基保护基 R CH-COOH +PCl5 HN-保护基保护基 R CH-COOCl +POCl3 +HCl保护氨基保护氨基 活化羧基活化羧基 NH2 脱羧酶脱羧酶 RCH-COOH R-CH2-NH2 +CO2 YNH O NH2NH2 RCHCOCH3 YNH O HNO2 RCHCNHNH2 YNH
43、 O RCHCN-N+N+2H2O 酰化氨基酸甲酯酰化氨基酸甲酯 肼肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰肼酰化氨基酰叠氮酰化氨基酰叠氮肽的人工合成肽的人工合成（三）（三）-羧基和羧基和-氨基都参加的反应氨基都参加的反应1 1、与与茚三酮反应茚三酮反应 2 2、成肽成肽反应反应弱酸弱酸 加热加热（四）（四）侧链侧链R R基参加的反应基参加的反应1 1、TyrTyr2 2、碱性、碱性AAAA2 2、碱性、碱性AAAA3 3、带硫、带硫AAAATyr酚基在酚基在3和和5位上易发生亲电取代反应，位上易发生亲电取代反应，如碘化和硝化如碘化和硝化黄色反应黄色反应Pauly反应反应His侧链咪唑基侧链咪唑基与重氮苯磺酸
44、生与重氮苯磺酸生成棕红色化合物成棕红色化合物Pauly反应反应Arg侧链胍基与侧链胍基与环己二酮生成环己二酮生成缩合物缩合物Trp侧链吲哚基能被侧链吲哚基能被N-溴代琥珀酰亚胺溴代琥珀酰亚胺氧化氧化分光光度法测定分光光度法测定Trp含量含量Met侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐侧链上甲硫基：强亲核基团与烃化试剂成锍盐保护巯基保护巯基与二硫硝基苯甲酸发生硫醇与二硫硝基苯甲酸发生硫醇-二硫化物交换二硫化物交换pH8.0时时412nm最大光吸收最大光吸收分光光度法测定分光光度法测定-SHCys的巯基不稳定，易被氧化成二硫键的巯基不稳定，易被氧化成二硫键巯基在有痕量的金属离子如：巯基在有痕量的
45、金属离子如：Cu2+，Fe2+，Co2+或或Mn2+时，易被氧化时，易被氧化Cys中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以中的二硫键可被氧化剂（过甲酸）以及还原剂（巯基化合物）打开。及还原剂（巯基化合物）打开。磺基丙氨酸磺基丙氨酸五、五、AAAA的光学活性和光谱性质的光学活性和光谱性质（一）（一）AA的光学活性和立体化学的光学活性和立体化学（二）氨基酸的光谱性质（二）氨基酸的光谱性质可见光区：无吸收可见光区：无吸收远紫外和红外区：都吸收远紫外和红外区：都吸收近紫外区（近紫外区（200200400nm400nm）：）：Tyr/Trp/PheTyr/Trp/Phe 原因：原因：-C=C-C=C-C=C-C
46、=C-C=C-C=C-C=C-C=C-1、紫外吸收光谱、紫外吸收光谱Trp 280nmTrp 280nmTyr 275nmTyr 275nmPhe 257nmPhe 257nm蛋白质含量测定蛋白质含量测定280nm、核磁共振波谱、核磁共振波谱六、氨基酸混合物的分析分离六、氨基酸混合物的分析分离 利用利用AAAA成分分配系数的差异成分分配系数的差异（一）分配层析法的一般原理（一）分配层析法的一般原理 层析系统层析系统固定相固定相流动相流动相附着在固相上的液体附着在固相上的液体固体固体 按两相所处状态分：按两相所处状态分：流动相流动相液体液体气体气体固固定定相相液液体体液液层析液液层析气液层析气液
47、层析固固体体液固层析液固层析气固层析气固层析柱柱固定相装于柱内固定相装于柱内纸纸固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品固定相是液体，吸附在滤纸上，将样品点在纸上，用流动相展开点在纸上，用流动相展开薄层薄层将有适当粘度的固定相涂在薄板上将有适当粘度的固定相涂在薄板上薄膜薄膜与纸层析相似，与纸层析相似，纸用其它高分子有机吸附剂代替纸用其它高分子有机吸附剂代替 按操作形式分：按操作形式分：吸附吸附固体固体 吸附能力不同吸附能力不同分配分配液体液体 分配系数不同分配系数不同离子交换离子交换 离子交换剂离子交换剂 亲和性不同亲和性不同凝胶凝胶多孔凝胶，多孔凝胶，通过速度不同通过速度不同亲和亲和固定相只能与一种组分结合，固定相只能与一种组分结合，分开其它无亲和力的组分分开其它无亲和力的组分 按层析原理分：按层析原理分：固定相固定相 各组分对固定相各组分对固定相（二）分配柱层析（二）分配柱层析 填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、填充物为亲水性的不溶物质如纤维素、淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮淀粉、硅胶等，收集的组分用茚三酮 显色定量。显色定量。（三）纸层析（三）纸层析（四）薄层层析（四）薄层层析（五）离子交换层析（五）离子交换层析（六）气液层析（六）气液层析固定相支持剂颗粒细，表面积大；固定相支持剂颗粒细，表面积大；采取高压，洗脱速度快。采取高压，洗脱速度快。（七）高效液相层析（七）高效液相层析