生物化学

沈阳师范大学逄洪波

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 绪论
  • 2 糖类化学
    • 2.1 糖的概念、分类及生物学作用
    • 2.2 单糖
    • 2.3 二糖和多糖
  • 3 脂类化学
    • 3.1 生物体内的脂类
    • 3.2 脂肪
  • 4 蛋白质化学
    • 4.1 蛋白质的分子组成(一)
    • 4.2 蛋白质的分子组成(二)
    • 4.3 蛋白质的分子组成(三)
    • 4.4 蛋白质的分子结构
    • 4.5 蛋白质结构与功能的关系
    • 4.6 蛋白质的理化性质与分离纯化(一)
    • 4.7 蛋白质的理化性质与分离纯化(二)
  • 5 核酸化学
    • 5.1 核酸的化学组成
    • 5.2 DNA的一级结构
    • 5.3 DNA的空间结构
    • 5.4 RNA的结构
    • 5.5 核酸的性质
  • 6 酶化学
    • 6.1 酶学概论
    • 6.2 酶的活性中心及其作用机理
    • 6.3 酶促反应动力学(一)
    • 6.4 酶促反应动力学(二)
    • 6.5 酶活性的调节控制
  • 7 维生素化学
    • 7.1 维生素总论及脂溶性维生素
    • 7.2 水溶性维生素
  • 8 糖代谢
    • 8.1 无氧氧化途径
    • 8.2 三羧酸循环
    • 8.3 糖的合成代谢
    • 8.4 糖原的合成与分解
    • 8.5 糖异生途径
    • 8.6 血糖及血糖含量调节
  • 9 脂质代谢
    • 9.1 脂类的消化、吸收和运转
    • 9.2 甘油三酯和脂肪酸的分解代谢
    • 9.3 酮体的代谢
    • 9.4 脂肪酸及甘油三脂的合成代谢
  • 10 蛋白质降解和氨基酸代谢
    • 10.1 蛋白质消化、降解及氮平衡
    • 10.2 氨基酸分解代谢
    • 10.3 氨的代谢
    • 10.4 氨基酸碳架的去路
  • 11 核酸降解和核苷酸代谢
    • 11.1 嘌呤核苷酸的代谢(一)
    • 11.2 嘌呤核苷酸的代谢(二)
  • 12 生物氧化
    • 12.1 生物氧化、氧化电子传递链和氧化磷酸化作用
    • 12.2 氧化磷酸化的偶联机理
  • 13 物质代谢的相互联系与调节控制
    • 13.1 物质代谢之间的相互联系
    • 13.2 代谢的调节控制
  • 14 DNA的生物合成
    • 14.1 DNA的复制的特点
    • 14.2 DNA的复制的酶学基础
    • 14.3 DNA复制过程
    • 14.4 RNA指导的DNA合成(逆转录)
    • 14.5 DNA的损伤及修复
  • 15 RNA的生物合成
    • 15.1 DNA指导的RNA合成(转录)
    • 15.2 RNA生物合成的抑制剂
  • 16 蛋白质的生物合成
    • 16.1 参与蛋白质生物合成的物质
    • 16.2 蛋白质生物合成过程
    • 16.3 蛋白质合成后的加工、修饰及分泌
二糖和多糖
  • 1 内容
  • 2 测验2.3

一、教学目标

1.学生应掌握典型单糖的结构和性质;

2.学会比较、分析的方法去认识各种重要糖类的特征;

3.在学习单糖的结构和性质时要联系有机化学中醛、酮的化学性质。

二、教学重点

1. 糖的概念、分类

2.了解糖的分类,单糖、寡糖及多糖的结构特点及重要的性质。

3. 掌握单糖、重要多糖的结构与功能。

三、教学难点

单糖的化学结构和性质以、多糖的组成结构和重要性质。


二糖

1、麦芽糖(maltose, malt sugar)

它是直链淀粉的水解中间物(a-麦芽糖),俗称饴糖。谷类种子发芽时淀粉酶水解淀粉产生麦芽糖。用麦芽(含淀粉酶)使淀粉水解成麦芽糖是民间常用的方法。

(1)结构:麦芽糖是由2分子D-葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成。

(2)性质

① 变旋现象,在水溶解中形成a、b和开链的混合物。

② 具有还原性。

③ 能成脎,可被酵母发酵,水解后产生两分子葡萄糖。

2、蔗糖(Sucrose)

植物的茎、叶都可以产生蔗糖,它可在整个植物体中进行运输,也是光合产物的运输形式之一。

(1)结构:a-葡萄糖,b-果糖   a,b(1-2)糖苷键,无异构体

(2)物理性质

白色结晶,易溶于水,很甜。有旋光性,无变旋现象(因为没有α-和β-型)。

(3)化学性质:无还原性,不能成脎。

3、乳糖(lactose)

(1)结构:乳糖由1分子D-半乳糖和1分子D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成,a-和b-两种异构体。

(2)性质:① 有变旋现象    ② 具有还原性   ③ 能成脎

多糖(polysaccharide)

多糖是由多个单糖分子缩合脱水而形成的。由于构成它的单糖的种类、数量以及连接方式的不同,多糖的结构极其复杂而且数量、种类庞大。多糖是重要的能量贮存形式(如淀粉和糖原等)和细胞的骨架物质(如植物的纤维素和动物的几丁质),此外多糖还有更复杂的生理功能(如粘多糖和血型物质等)。

(一)特性

1、分子量一般很大,在几万以上。在水中不能形成真溶液,有的根本不溶于水,如纤维素。

2、物理性质:有旋光性,但无变旋现象。无甜味。

多糖在水溶液中只形成胶体,虽然具有旋光性,但无变旋现象,也无还原性。

3、化学性质:无还原性,不能成脎。

(二)均一性多糖

多糖可以分为均一性多糖(由同一种单糖分子组成)和不均一性多糖(由两种或两种以上单糖分子组成)。

1、淀粉

植物营养物质的一种贮存形式,也是植物性食物中重要的营养成分。天然淀粉呈颗粉状,其外层为支链淀粉,约占80~90%;内层为直链淀粉,约占10~20%。

(1)直链淀粉(amylose):

许多a-葡萄糖以a(1-4)糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物。

结构:长而紧密的螺旋管形。这种紧实的结构是与其贮藏功能相适应的。遇碘显兰色。

(2)支链淀粉

在直链的基础上每隔20-25个葡萄糖残基就形成一个a-(1-6)支链。不能形成螺旋管,遇碘显紫色。

(3)直链淀粉、支链淀粉性质


水解

淀粉→

红色糊精→

无色糊精→

麦芽糖→

葡萄糖

与碘的呈色反应

蓝(紫)

红色

不显色

不显色

不显色

还原性

最强


2、糖原(glycogen)

(1)结构: 结构与支链淀粉相似,由D-Glc以α-1,4和α-1,6 糖苷键相连。

(2)性质:糖原遇碘显红褐色。

3、纤维素(Cellulose)

纤维素是植物细胞壁的主要结构成份,占植物体总重量的1/3左右, 完整的细胞壁是以纤维素为主,并粘连有半纤维素、果胶和木质素。

(1)结构:许多b-D-葡萄糖分子以b-(1-4)糖苷键相连而成直链,不含支链。

(2)性质:纤维素的水解

(三)不均一性多糖 (heterosaccharide)

不均一性多糖种类繁多。有一些不均一性多糖由含糖胺的重复双糖系列组成,称为糖胺聚糖(glyeosaminoglycans,GAGs),又称粘多糖 (mucopoly saceharides)、氨基多糖等。

糖胺聚糖有以下几类:透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素。

1、透明质酸(hyaluronic acid)

由N-乙酰葡糖胺和D-葡萄糖醛酸组成,分布于角膜、结缔组织、关节液等中。是细胞间的粘合物质,有润滑作用,对组织起保护作用。

2.硫酸软骨素(chondroitin salfate)

是软骨的主要成分。由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺硫酸酯以β-1,3苷键结成的二糖单位的多聚物。由于硫酸酯的位置不同分为软骨素-4-硫酸(硫酸软骨素A)和软骨素-6-硫酸(硫酸软骨素C)两类。

3.硫酸皮肤素(硫酸软骨素B)

它的结构与硫酸软骨素A相似,只不过二糖单位中的D-葡萄糖醛酸基被L-艾杜糖醛酸取代。

4、肝素

肝脏中含量最丰富,广布于哺乳动物组织和体液中。商品肝素通常是从猪小肠粘膜和牛肺中提取。

主要功能:抗凝血,降血脂。化学结构见课本p37。

(四)细菌多糖(包括两类)

细菌细胞壁的多糖:肽聚糖、磷壁酸、脂多糖;  抗原性的多糖:肺炎菌多糖 细菌多糖

1、肽聚糖(peptidoglycan):一切细菌和蓝藻的细胞壁都含有肽聚糖。

功能:保护细菌细胞不易受破坏,溶菌酶可以破坏肽聚糖,抗菌素能抑制肽聚糖的生物合成。

2、磷壁酸

磷壁酸是革兰氏阳性细菌提出的含磷丰富的化合物。一类是甘油醇磷壁酸,一类是核糖醇磷壁酸。

功能:为同质膜结合的酶提供有利环境。

七、复合糖(结合糖)(glycoconjugate)

 1、脂多糖(lipopolysaccharide)

脂多糖分子结构一般有三部分组成。细菌多糖分子中三段结构单位的排列顺序:

外层专一性寡糖链

中心多糖链

脂质

2、糖蛋白(glycoproteins)

3、蛋白聚糖(proteoglycan)    

蛋白聚糖主要存在于软骨、腱等结缔组织,构成细胞间质。由于糖胺聚糖有密集的负电荷,在组织中可吸收大量的水而赋予粘性和弹性,具有稳定、支持和保护细胞的作用。

 扩展学习