生物化學知識點匯總(王鏡巖版)

1、生物化學知識點匯總（王鏡巖版） 作者:日期:生物化學講義(2003)孟祥紅緒論(preface)一、生物化學(biochemistry)的含義：生物化學可以認為是生命的化學(chemistryoflife) 。生物化學是用化學的理論和方法來研究生命現(xiàn)象。1、生物體是有哪些物質(zhì)組成的？它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)如何？容易回答。2、這些物質(zhì)在生物體內(nèi)發(fā)生什么變化？是怎樣變化的？變化過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)換的？(即這些物質(zhì)在生物體內(nèi)怎樣進行物質(zhì)代謝和能量代謝？)大部分已解決。3、這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)、代謝和生物功能及復雜的生命現(xiàn)象(如生長、生殖、遺傳、運動等)之間有什么關(guān)系？最復雜。二、生物化學的分類根據(jù)不同的研究對象：

2、植物生化；動物生化；人體生化；微生物生化從不同的研究目的上分：臨床生物化學；工業(yè)生物化學；病理生物化學；農(nóng)業(yè)生物化學；生物物理化學等。糖的生物化學、蛋白質(zhì)化學、核酸化學、酶學、代謝調(diào)控等。三、生物化學的發(fā)展史1、歷史背景：從十八世下半葉開始，物理學、化學、生物學取得了一系列的重要的成果 (1)化學方面法國化學家拉瓦錫推翻“燃素說”并認為動物呼吸是像蠟燭一樣的燃燒，只是動物體內(nèi)燃燒是緩慢不發(fā)光的燃燒生物有氧化理論的雛形瑞典化學家舍勒 一一發(fā)現(xiàn)了檸檬酸、蘋果酸是生物氧化的中間代謝產(chǎn)物，為三竣酸循環(huán)的發(fā)現(xiàn)提供了線索。(2)物理學方面：原子論、x-射線的發(fā)現(xiàn)。(3)生物學方面：物種起源一一進化論發(fā)現(xiàn)。

3、2、生物化學的誕生：在19世紀末20世紀初，生物化學才成為一門獨立的科學。德國化學家李比希：1842年撰寫的有機化學在生理與病理學上的應(yīng)用一書中，首次提出了新陳代謝名詞。另一位是德國醫(yī)生霍佩賽勒：1877年他第一次提出 Biochemie 這個名詞英文譯名是 Biochemistry(orBiologicalchemistry)漢語翻譯成生物化學。3、生物化學的建立：從生物化發(fā)展歷史來看，20世紀前半葉，在蛋白質(zhì)、酶、維生素、激素、物質(zhì)代謝及生物氧化方面有了長足進步。成就主要集中于英、美、德等國。英國，代表人物是霍普金斯-創(chuàng)立了普通生物化學學派。1929年他和荷蘭的艾克曼因發(fā)現(xiàn)維生素而獲得諾貝

4、爾生理和醫(yī)學獎。后來又發(fā)現(xiàn)了色氨酸和谷胱甘肽。 德國，在以下幾個方面的成就：糖和喋吟類物質(zhì)、血紅素、葉綠素、糖原-乳酸循環(huán)、維生素口細胞呼 吸等都榮獲了諾貝爾化學和生理學。美國，這一時期在留德的美國學者的推動下，他們在營養(yǎng)與衛(wèi)生工作方面的研究較為突出。4、發(fā)展中的生物化學從上世紀50年代至今，生物化學進入了飛速發(fā)展階段。 A主要成就有： 2(1)酶的結(jié)晶：1926年Sumner發(fā)表了他第一次成功Z晶了月尿酶，隨后 Northrup制得了胃蛋 白酶和胰蛋白酶結(jié)晶，開辟了酶學研究的新領(lǐng)域。(2)代謝途徑的闡明：30年代闡明了糖酵解途徑；1937年Krebs發(fā)現(xiàn)三竣酸循環(huán)獲1953年諾貝爾生理學或醫(yī)

5、學獎。目前，糖、脂肪、蛋白質(zhì)及氨基酸的代謝途徑基本闡明。當前努力的方向為代謝調(diào)控。(3)生物能研究的發(fā)現(xiàn)：50年代以來闡明了：AT提能量代謝能的產(chǎn)生和利用的關(guān)鍵化合物。提出了氧化磷酸化和呼吸鏈的理論，建立了生物能學。日這個時期生物化學發(fā)展的幾個特征：首先是物理學家、化學家以及遺傳學家參加到生物化學的領(lǐng)域中來； 其次是研究方法有突破性改進；通訊交流方面：各類科學期刊增多，以及計算機的存儲、網(wǎng)絡(luò)的普遍使用，使信息的傳遞變得更為方便快捷。物理學家、化學家、遺傳學家等參加了生物化學的領(lǐng)域中來：在蛋白質(zhì)方面：兩位英國物理學家將x-射線應(yīng)用于蛋白質(zhì)分子的高級結(jié)構(gòu)研究，肯德魯(Kendrew)測定了肌紅蛋白

6、的結(jié)構(gòu)， (Perutz)佩魯茨測定了血紅蛋白的結(jié)構(gòu)， 二人于1962年分別分享諾貝爾化學獎。目前x-射線衍射分析已成為蛋白質(zhì)與核酸高級結(jié)構(gòu)研究常規(guī)方法。美國化學家鮑林(Pauling )確認氫鍵在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及大分子間的相互作用中的重要性； 鮑林認為某些蛋白質(zhì)具有類似于螺旋的結(jié)構(gòu)。這就是我們在蛋白質(zhì)一章中將要學到的“-螺旋結(jié)構(gòu)。他還研究了鐮刀形紅細胞貧血病，并提出了分子病的名稱，因此榮獲諾貝爾化學獎。Sanger 生物化學家1955年確定了牛胰島素的結(jié)構(gòu)，獲1958年諾貝爾化學獎。1980年設(shè)計出一種測定DNM核甘酸排列順序的方法，獲 1980年諾貝爾化學獎。在核酸方面，最著名的莫過于DN

7、徼螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。這一成果是物理學家、化學家和生物化學家共同智慧 的結(jié)晶。英國物理學家威爾金斯( Wilkins ) 1946年完成了 DNAx彳亍射研究。1953年沃森與克里克在此基礎(chǔ)上確定了DN陽子結(jié)構(gòu)。他們?nèi)擞?962年榮獲了諾貝爾生理和醫(yī)學獎。由此我們可以得到一點啟示：學科交叉是推動科學發(fā)展的動力之一。加拿大細菌遺傳學家艾弗里 Avery與美國生物學家Macleod,Carty1944年在美國紐約洛克菲勒研究所著名實驗做了著名的轉(zhuǎn)化試驗，證明遺傳物質(zhì)是DNA美國遺傳學家麥克林托克以發(fā)現(xiàn)了可移動的基因獲1958年諾貝爾生理獎。Ocho/口 Korngerg發(fā)現(xiàn)RN?？?DN期物合成機制

8、獲1959年諾貝爾生理獎。1916年，Lwof提出信使RNA勺存在。1960年，Jacob、Monod-闡明了基因控制酶的生物合成，從而調(diào)節(jié)細胞的方式。3發(fā)現(xiàn)操縱子(Operon)基因，能影響mRNA合成，從而調(diào)節(jié)其他基因的功能， 在微生物界Operon 普遍存在。以上三人共獲1965年諾貝爾生理或醫(yī)學獎。(2)生物化學研究方法的改進：a.分配色譜方法的建立：馬丁與辛格發(fā)明了可用于核甘酸、氨基酸、糖、生物堿等多種混合物分離的色譜方法。這種方法已在化學、醫(yī)學和生物學中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了重要進展。b.電泳法：在糖、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的分析分離方面取得廣泛應(yīng)用c.離心法：在蛋白質(zhì)、核酸的分離、

9、分子量測定中有不可替代作用d.另外還有熒光分析法，同位素示蹤和電鏡等。近年來新興的生化儀器層出不窮，這里僅列出幾例，如基因擴增儀，基因合成儀，基因序列分析儀、超過濾系統(tǒng)、高效層析系統(tǒng)、多肽序列分析、生物芯片、生物傳感器等。(3)生物化學在基礎(chǔ)理論方面的發(fā)展一一分子生物學的誕生：學術(shù)界普遍認為1953年DNAZ螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是分子生物學的開端從此人們開始在分子水平上分析紛繁復雜的生命現(xiàn)象。分子生物學在近十年的發(fā)展非常迅速，只有計算機科學的發(fā)展速度能與之相比。(4)生物化學在應(yīng)用方面的發(fā)展 一生物工程(生物技術(shù))基因工程(遺傳工程)；蛋白質(zhì)工程；酶工程；細胞工程；生化工程(5)生化研究的新領(lǐng)域：糖

10、類生物化學；蛋白質(zhì)化學 一；信號傳導機制四、中國對生物化學的貢獻：吳憲：曾與美國哈佛醫(yī)學院 Folin 一起首次用比色定量方法測定血糖。吳憲與劉思職、萬昕、陳同度、汪猷、張昌穎、楊恩孚、周啟源等完成了蛋白質(zhì)變性理論，血液的生物化學方法檢查研究，免疫化學研究，素食營養(yǎng)研究，內(nèi)分泌研究。王應(yīng)睞，鄒承魯，鈕經(jīng)文，邢其毅，曹天欽，王德寶，汪猷1987年又人工合成了具有生物活性的酵母丙胺酸轉(zhuǎn)移RNA從而使我國在核酸人工合成方面處于國際領(lǐng)先地位.今后我們要在基礎(chǔ)理論研究方面特別注意：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能生物大分子之間相互作用分子遺傳和遺傳工程生物膜的結(jié)構(gòu)與功能激素、活性多肽及其重要的活性小分子的結(jié)構(gòu)與功

11、能代謝調(diào)節(jié)與調(diào)控方面的研究另一方面我們應(yīng)該注意研究工、醫(yī)、農(nóng)、國防等各方面急需解決的問題。.生物化學的應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：食品工業(yè)；發(fā)酵工業(yè)及其抗生素制造業(yè)；酶制劑工業(yè)；飼料工業(yè)；生物制品工業(yè)；皮革工業(yè)等。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用：如研究植物的新陳代謝的各種過程，便能夠控制植物的發(fā)育明確糖類、脂類、蛋白質(zhì)、維生素、生物堿、芳香油以其他的化合物在植物體內(nèi)的合成規(guī)律， 可獲得大量優(yōu)4質(zhì)的各種作物。植物新品種的培育，許多作物的遺傳性狀如：抗寒性、耐水性、抗病性的可以利用生化技術(shù)鑒定。對合理貯藏食物原料、谷物、果實、蔬菜有很大意義。提高肉類蛋白質(zhì)的產(chǎn)量、牛乳分泌量、牛乳脂肪含量等方面有實際意義。臨床生化的診斷

12、今天已經(jīng)成為一種不可缺少的診斷的方法：如確定血糖濃度和糖韌量曲線才能確定糖尿病的診斷是否正確；血清中酸性磷酸酶的活力的測定可以診斷前列腺癌；堿性磷酸酶的產(chǎn)品可以診斷骨癌；血清和尿中淀粉酶的活力測定可以診斷急性胰腺炎。生物化學對一般預防醫(yī)學也很重要。增進人體的健康是預防疾病的一種積極的因素。如何給病人以適當營養(yǎng)從而增進人體健康是生化的另一個重要問題。適當營養(yǎng)不僅可以預防，而且還可以治療疾病。第一章糖類化學第一節(jié)糖類化學概論一、糖類的概念與分類：曾用的概念 碳水化合物：通式 Cn(H2O)m誤認為是碳與水的化合物，故稱碳水化合物(carbohydrate)。糖類的現(xiàn)代概念：糖類：鼠李糖(rhamn

13、ase)C 6H0Q和脫氧核糖(deoxyribose)C 5H0Q非糖的物質(zhì)：甲醛CHQ乳酸QH6O有些糖類化合物：除 C H、O7卜，還有N、S、巳多羥基的醛或酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱。研究簡史：十八世紀后半葉德國化學家 E,Fisher提出投影式十九世紀二十年代中期 C.S.Hudson建立了表示糖的結(jié)構(gòu)、立體構(gòu)形與光學性質(zhì)關(guān)系的法則W.N.Hworth提出的糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)七十年代以后糖類化合物研究的新局面：通過糖類的研究發(fā)現(xiàn)了許多新的生物合成反應(yīng)與酶調(diào)節(jié)機理；認識許多基本的生命過程：如細胞環(huán)境、細胞識別、細胞生長與分化、免疫、先天缺陷遺傳 病、藥物的作用 生物信息的攜帶者糖類化合物

14、（多糖、寡糖）是第三（核酸、蛋白質(zhì)）大重要的生物高分子 化合物。糖類的分類1、單糖（monosaccharides）是最簡單的糖，不能再被水解為最小的單位。根據(jù)其所含碳原子（C）數(shù)目：丙糖、丁糖、戊糖 （pentose）和已糖（hexose）等根據(jù)其羥基（-OH）又可以分為醛糖和酮糖2、寡糖（oligosaccharides）是有兩到十分子的單糖縮合而成的，水解后產(chǎn)生單糖。3、多糖（polysaccharides）是由多個單糖分子縮和而成的如按其組成：同多糖：相同的單糖組成；5雜多糖：不同的單糖基組成如按其分子有無支鏈：支鏈、直鏈多糖；如按其功能的不同：結(jié)構(gòu)多糖、儲存多糖、抗原多糖等；如按其分

15、布：胞外多糖、胞內(nèi)多糖、胞壁多糖之分。4、結(jié)合糖：如果糖類化合物尚有非糖物質(zhì)部分，則稱為糖綴物和復合糖例如，糖肽、糖脂、 糖蛋白等。二、糖類分布及重要性：（一）分布：所有生物細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)，含有戊糖植物界最多：約占干重的 80%動物：血液中含有葡萄糖、肝臟和肌肉中含有糖原、乳汁中含有乳糖微生物中：糖約占菌體干重的 10-13%。（二）重要性（1）水+CO碳水化合物（2）動物直接或間接從植物獲取能量（3）糖類是人類最主要的能量來源（4）糖類也是結(jié)構(gòu)成分（5）纖維素是植物的結(jié)構(gòu)糖第二節(jié)單糖（monosaccharides）單糖的種類很多，單糖在結(jié)構(gòu)上、性質(zhì)上差異不少，但也有許多共同之處。從數(shù)量上

16、講以葡萄糖（glucose）最多，分布也最廣，其中葡萄糖結(jié)構(gòu)具有代表性。一、單糖的分子結(jié)構(gòu)（一）鏈狀結(jié)構(gòu)1、葡萄糖鏈狀結(jié)構(gòu)的確定：元素組成：經(jīng)驗式為CH2O測定分子量：1801）葡萄糖能被納汞齊作用還原成山梨醇，而山梨醇是右邊結(jié)構(gòu)從而證明了六個碳原子連成 了一條直鏈。2）葡萄糖能和福林試劑（醛試劑）反應(yīng)：證明其分子式中含有醛基。（-COH）3）葡萄糖和乙酸酎反應(yīng)產(chǎn)生五個和乙?；难苌铮C明糖分子中有五個羥基。（-OH）2、葡萄糖的構(gòu)型（configuration）1）不對稱碳原子的概念：一個碳原子和四個不同的原子或基團相連時，并因而失去對稱性的四面體碳，也稱手性碳原子、不對稱中心或手性中心

17、，常用 C*表示。2）構(gòu)型不對稱碳原子的四個取代基在空間的相對取向。這種取向形成兩種而且只有兩種可能的四面體形式，即兩種構(gòu)型如甘油醛把羥基在左邊規(guī)定為L-型，羥基在邊右規(guī)定為 皿。甘油醛從糖的定義上判斷是最簡單的單糖凡在理論上由D-甘油醛衍生出的單糖為 D-系單糖，由L-甘油醛衍生出的糖為L-系單糖。天然的單糖大多只存在一種構(gòu)型，例如葡萄糖、果糖（fructose）、核糖（ribose）都是D-系單糖。3、與鏈式結(jié)構(gòu)相關(guān)的概念：6鏡象對映體（antipode）:兩類物質(zhì)彼此類似但不同它們互為鏡像但不能重疊這兩類結(jié)構(gòu)相化合物稱為一對對映體。2）差向異構(gòu)體（epimers）:僅一個對稱碳原子構(gòu)型不

18、同，二鏡向非對映體的異構(gòu)物稱為差向異構(gòu)體。3）旋光異構(gòu)現(xiàn)象和旋光度：當光波通過尼克梭鏡時，由于尼克梭鏡 （nicolprism） 的結(jié)構(gòu)，通過的只是某一平面振動的光波，光波其他方向的都被遮斷這種稱為平面偏振光。當它通過具有旋光性質(zhì)某異構(gòu)物溶液時，則偏振面會向左旋轉(zhuǎn)或者向右偏轉(zhuǎn)。旋光度是作是旋光物質(zhì)的一種物理性質(zhì)，它在一定的條件下是一個常數(shù)。（條件、溫度、濃度、而波長、旋光管的長度加以固定）旋光度常用旋光率 （specificrotation） 表示。4）手性與旋光性旋光性與分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)分子內(nèi)若存在對稱元素如，對稱面、對稱中心或四重交替之一的，都可以和它的鏡像重合，沒有旋光性分子內(nèi)若不存在

19、對稱元素，不能和它的鏡像重合，都有旋光性。這種分子稱手性分子。手性與旋光性是一對攣生子。5）構(gòu)型與旋光方向的區(qū)別：雖然使平面偏振光右旋（+）和左旋（-）的甘油醛分別規(guī)定為 D-型、L-型。在投影式中左邊 為L-型、右邊為D-型。但針對單糖結(jié)構(gòu)而言，D與+、L與-并無必然聯(lián)系。例如，D-葡萄糖和D果糖的旋光方向分別為 +和-,而L-葡萄糖和L-果糖的旋光方向均為-。構(gòu) 型與旋光方向是兩個概念（二）環(huán)狀結(jié)構(gòu)1、環(huán)狀結(jié)構(gòu)的提出：鏈式結(jié)構(gòu)無法解釋以下現(xiàn)象1）缺少希夫反應(yīng)，不能被漂白了的品紅出現(xiàn)紅色。2）醛類能和亞硫酸鈉加成反應(yīng)而葡萄糖不能。3）不能與兩分子醇反應(yīng)，形分子與一分子醇反應(yīng)形成半縮醛。4）存

20、在變旋現(xiàn)象。鑒于此，1893E.Fischer提出了葡萄糖的分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)學說：即G-OH與C1CH能成1 5氧橋1926W.H.Hawworth修正后提出用透視式表達糖的結(jié)構(gòu)。2、單糖的“-型和3 -型環(huán)狀結(jié)構(gòu)中由于鏈內(nèi)的縮醛反應(yīng)第一碳原子是不對稱狀態(tài)，與其相連的氫親和羥基的位置有兩種可能的排列方式，因而有兩種構(gòu)型。半縮醛羥基在平面以下為a-型，在平面以上為3 -型。二者互為異頭體（anomer）。3、環(huán)狀結(jié)構(gòu)與鏈狀結(jié)構(gòu)的關(guān)系：二者是同分異構(gòu)體，而環(huán)狀結(jié)構(gòu)更為重要。在晶體狀態(tài)和水溶液中絕大部分是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在水溶液中而是可以互變（三）葡萄糖的構(gòu)象 （conformation）:指一個分子中，不改

21、變共價鍵的結(jié)構(gòu)，僅單鍵周圍的原子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的原子間的空間排布。一種構(gòu)象的改變?yōu)榱硪环N構(gòu)象時不要求共價鍵的斷裂和重新形成。葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中各原子不同在一個平面上而折成船式和椅式兩種無張力的環(huán)。7其中以椅式主要，而船式極少。隨著溫度的升高船式比例相應(yīng)增加，建立兩種構(gòu)象間的平衡二、單糖的性質(zhì)（一）物理性質(zhì)：1、旋光性：一切糖內(nèi)都有不對稱碳原子，都具有旋光性。旋光性是鑒定糖的一個重要指標。2、甜度：各種糖的甜度不一，常以蔗糖的甜度為標準進行比較3、溶解度：單糖分子有多個羥基，增加了他的水溶性，尤其在熱水中的溶解度極大。但不溶于乙醛、丙酮等有機溶劑。（二）單糖的化學性質(zhì)：單糖是多羥基的醛或者酮，以上三

22、種基團均能參加反應(yīng)。1、醛基或酮基參加的反應(yīng)：1）單糖氧化：堿性溶液中，醛基或者酮基變成非?；顫姷南┒?，具有還原性，能還原金屬離子如Cua+等離子。 同時糖本身得以氧化成糖酸及其他產(chǎn)物。 例如血糖的定量測定計根據(jù)此原理。血液中的還原糖與解已經(jīng)硫酸銅共熱，產(chǎn)生氧化亞銅糖酸于酸性的鋁酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生藍色化合物。藍色的深淺同糖含量成正比2）單糖還原：醛基和酮基被還原成醇，如：在納汞齊的作用下生成山梨醇3）成豚作用：醛基和酮基與苯腫、HCN羥胺等起加合作用。4）異構(gòu)化作用：葡萄糖、果糖和甘露糖山者通過烯醇式可以互相轉(zhuǎn)化。2、由羥基產(chǎn)生的性質(zhì)：單糖有半縮醛羥基和醇性醛基兩類可以發(fā)生以下幾類反應(yīng)。1)酯化反

23、應(yīng)：生物化學上重要的糖脂是磷酸酯、是糖代謝的中間產(chǎn)物一活性形式2)成昔作用：單糖半縮醛羥基很容易與醇或酚的羥基反應(yīng)失水而形成縮醛式衍生物，通稱糖昔。由于單糖有兩種形式“型、3型，故有兩種糖昔a和33)脫水作用：單糖與鹽酸作用即產(chǎn)生脫水作用糖醛能與酚類化合物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)尚不明了的各 種有色物質(zhì)。4)氨基化作用：單糖分之中的羥基被氨基取代稱為糖胺。自然界存在的自然界的氨基糖多以以乙酰氨基糖的形式存在如5)脫氧作用：單糖羥基之一失去氧即成脫氧核糖如使藻類糖蛋白的成分。第三節(jié)寡糖(oligosaccharides)寡糖是由2-20個分子的單糖縮合而成的糖。一、二糖：與日常生活密切相關(guān)的二糖有蔗糖、麥芽糖和

24、乳糖。1、麥芽糖(maltose):淀粉的水解產(chǎn)物。谷類的種子發(fā)芽時及在消化道中被淀粉酶水解即產(chǎn)生麥芽糖。民間常用大麥芽其中含有淀粉酶使淀粉水解變成麥芽糖。二分子的葡萄糖a -D-G和a -D-G縮水按a (1-4)形成糖昔鍵2、蔗糖(sucrose):日常食用的糖主要是蔗糖。甘蔗、甜菜、胡蘿卜和有甜味的果實(香蕉、菠蘿等)都含有蔗糖81)化學性質(zhì)：無游離醛基、不具還原性。2)物理性質(zhì)：溶于水、甜度高。3、孚L糖(lactose):由乳腺產(chǎn)生存在于人和動物的乳汁內(nèi)。牛乳含有10%人乳含有5-7%乳糖是由a -D-G和3-D-L各一分子按3 ( 1-4 )糖昔鍵縮合失水形成的。4、纖維二糖(ce

25、llobiose):是纖維素的基本結(jié)構(gòu)單位。迅兩分子的葡萄糖按3 (1-4)鍵型相連而成。二、三糖：棉籽糖(rafinose),見于多種植物，尤其是棉籽甜菜中。于酸性共熱時，棉子糖即水解生成葡萄糖和果糖各一分子。棉籽糖蔗糖酶果糖+ 蜜二糖棉籽糖半乳糖昔酶半乳糖 +蔗糖第四節(jié)多糖(polysaccharides)一、概述：多糖是多個的單糖分子縮合失水而成的，分子量很大在水中不能形成真溶液只能形成膠體有些不溶于水，如纖維素無甜味也無還原性，有旋光，無變旋現(xiàn)象。按功能分作為動物植物骨架的原料，如食物的纖維素(cellulose)和動物的幾丁質(zhì)(chitin);作為貯藏多糖，如淀粉和糖元。在需要時可以

26、通過生物體的酶系統(tǒng)的作用，分解放出多糖；具有復雜的生理功能：如粘多糖(mucopolysaccharides)、血型物質(zhì)等。按照組分的繁簡：同多糖(homopolysaccharide):某一種單一的多糖縮合而成，如淀粉、糖原、纖維素；雜多糖(heteropolysaccharide) 。由不同類型的單體組成如結(jié)締組織中的透明質(zhì)酸等。二、同多糖：水解產(chǎn)生一種單糖或單糖衍生物1、淀粉(starch):存在于所有綠色植物得到多數(shù)組織，在顯微鏡下我們觀察植物種子(如麥、玉米、大米、)、塊莖及干果(栗子、白果等)，會 看到大小不等的淀粉顆粒。1)結(jié)構(gòu)：有直鏈淀和支鏈淀粉之分。直鏈淀粉(amylose)

27、:有葡萄糖單位組成，連接方式和麥芽糖分子中的葡萄糖單位間的相同，“(1-4)糖昔鍵一般鏈長250-300個葡萄糖單位。支鏈淀粉(amylopectin):有多個較短的a -1、4糖昔鍵直鏈組成。每兩個糖的直鏈之間的連接為a-1、6糖昔鍵，較短的直鏈鏈端葡萄糖分子的第1個碳原子上羥基與鄰近的另一個鏈中的葡萄糖分子中的第的碳原子上的羥基結(jié)合。一般淀粉都含有直鏈淀粉和支鏈淀粉，玉米和馬鈴薯.分別含有27麻口20%勺直鏈淀粉，其余部分為支鏈糯米，全部為支鏈淀粉豆類全部是直鏈淀粉。2)性質(zhì)：直鏈淀粉冷水中不溶解，略溶于熱水，但支鏈淀粉吸收水分吸收水份后成糊狀。淀粉在酸和淀粉酶解作用下可被降解，最終產(chǎn)物是

28、葡萄糖，這種降解產(chǎn)物是逐步進行的。淀粉紅色糊精無色糊精麥芽糖葡萄糖。92、糖原(glycogen):動物淀粉是動物和細菌細胞內(nèi)能源的儲存形式。結(jié)構(gòu)與淀粉相似性質(zhì)。遇碘成棕紅色。3、纖維素(cellulose):地球表面天然起源的最豐富的有機化合物。來源主要是：棉花、麻、樹木、野生植物的；另外還有一大部分來源于作物的莖桿如麥桿、稻草、高粱稈、甘蔗渣等。結(jié)構(gòu)：葡萄糖借3 - (1-4)糖昔鍵的連接成直鏈。直鏈鍵彼此平行，鏈間的葡萄糖羥基間極易形成氫鍵，再加上半纖維素、果膠、木質(zhì)素等的粘結(jié)作用，使完整的纖維素具有高度的不溶于水等特性。2)性質(zhì)：在酸的作用下發(fā)生解水，經(jīng)過一系列中間產(chǎn)物，最后形成葡萄糖

29、。纖維素纖維素糊精纖維二糖葡萄糖4、幾丁質(zhì)(chitin):由乙酰糖胺以糖昔鍵縮合失水而成的均一多糖。結(jié)構(gòu)與纖維素相似。三、雜多糖：水解產(chǎn)生一種以上的單糖或 /和單糖衍生物有代表性的有以下幾種：1、透明質(zhì)酸(hyaluronicacid):分布于結(jié)締組織、眼球的玻璃體、角膜、細胞間質(zhì)、關(guān)節(jié) 液、惡性腫瘤組織和某些一細菌的細胞壁。是細胞間粘合物質(zhì)、油潤滑作用、對組織起保護作用。結(jié)構(gòu)：葡萄糖醛酸同乙酰葡萄糖胺以糖昔鍵連成的二糖單位。后者糖昔鍵與另一兩個糖單位相連。2、硫酸軟骨素(chondroitin):軟骨的主要成分，結(jié)締組織，筋腱山心瓣膜，唾液中也含有。其重復單位同透明質(zhì)酸類似，含有硫酸基。3

30、、肝素(heparin):肝中的肝素含量豐富。廣泛存在于哺乳動物組織和體液中。豬胃粘膜中含有十分豐富，肺、脾、肌肉和動脈壁、肥大細胞肝素含量較高第五節(jié)結(jié)合糖糖與非糖物質(zhì)如脂類或蛋白質(zhì)共價結(jié)合，分別形成糖脂(glycolipids)、糖蛋白(glycoproteins)和蛋白聚糖(proteoglycans)總稱為結(jié)合糖和復合糖一、糖蛋白：(一)定義：糖與蛋白質(zhì)之間，以蛋白質(zhì)為主，一定部位以共價鍵與若干糖分子相連構(gòu)成的分子；總體性質(zhì)更接近蛋白質(zhì)，其上糖鏈不呈現(xiàn)雙鏈重復序列。(二)分布：糖蛋白在動物植物中較為典型，微生物中不具糖蛋白。這類糖蛋白可被分泌進入體液或作為膜蛋白。它包括許多酶、大分子蛋白

31、質(zhì)激素，血漿蛋白、全體抗體、補體因子、血型物質(zhì)、粘液組份 等。(三)糖蛋白的作用：1、由于糖蛋白的高粘度特性，機體用它作為潤滑劑2、防護蛋白水解酶的水解作用3、防止細菌、病毒侵襲。4、在組織培養(yǎng)時對細胞粘著和細胞接觸抑制作用。5、對外來組織的細胞識別也有一定作用6、與腫瘤特異性抗原活性的鑒定有關(guān)10二、蛋白聚糖：是一種長而不分枝的多糖鏈，既糖胺聚糖，其一定部位上與若干肽鏈相連，多糖呈雙糖的系列的重復結(jié)構(gòu)，其總體性質(zhì)與多糖更相近。(一)蛋白聚糖的種類與組成核心蛋白在蛋白聚糖的分子結(jié)構(gòu)中，蛋白質(zhì)分子居于中間，構(gòu)成一條主鏈。單體 糖胺聚糖分子排列在蛋白分子的兩側(cè)，這種結(jié)構(gòu)成蛋白聚糖的“單體”。單體的

32、糖胺聚糖鏈的分布是不均勻的(二)蛋白聚糖的功能構(gòu)成細胞間基質(zhì)，分布于任何組織中蛋白聚糖中糖胺聚糖是多陰離子化合物，結(jié)合Ns+、K+,從而吸收水分，糖的 。他是親水的，所以基質(zhì)內(nèi)的旦白聚糖可以吸引、保留水而成凝膠起篩子作用，容許小分子化合物自由擴散，而阻止細菌通過，起保護作用 蛋白聚糖也有一些特殊的作用：肝素一一抗凝劑透明質(zhì)酸一一吸引大量水分子，使組織“疏松”，細胞易于移動，促進創(chuàng)傷愈合硫酸軟骨素一一軟骨中豐實、維持軟骨的機械性能細胞膜表面的一些旦白聚糖，與細胞間相互識別、生長有關(guān)蛋白聚糖是生物化學中近二十年來取得突破性進展的領(lǐng)域，有關(guān)其結(jié)構(gòu)和功能的研究吸引了越來越多的科學家。第二章脂類化學第一

33、節(jié)概論一、脂類的概念及生物學功能：（一）概念：脂類共同的物理性質(zhì)， 不溶于水，但是能溶于非極性的有機溶劑（氯仿、乙醛、丙酮、苯等）中。化學組成和化學結(jié)構(gòu)上有很大的差異一般是由脂肪酸和醇組成、也有不含脂肪酸的如菇類、固醇類及其衍生物。（二）脂類的生物功能也是多種多樣，主要有以下幾個方面：1、膜功能：構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)。2、能量來源：燃料的貯存形式和運輸形式。3、對動物來講，是必需脂肪酸和脂溶性的維生素的溶劑。4、參與信號的傳導和識別5、另外此類物質(zhì)有防止機械損傷和熱量散發(fā)等保護作用二、脂類的分類：根據(jù)組成脂類的不同組份可以將脂類分為三大類：1、單純脂質(zhì)：1）甘油三脂是3分子脂肪酸和1分子甘油所

34、組成的酯。2）蠟由長鏈脂肪酸和長鏈醇或固醇組成。2、復合脂質(zhì)：除醇類和脂肪酸外尚有其他物質(zhì)。1）磷脂如甘油磷酸類含有甘油、脂肪酸、磷酸和其他含氮的堿（膽堿、乙醇胺）；鞘胺醇磷脂2）糖脂鞘糖脂和甘油糖脂113）鞘胺醇磷脂和鞘糖脂合稱為鞘脂類3、衍生脂質(zhì)，上述脂類物質(zhì)衍生而來，或關(guān)系密切。1）取代燒：脂肪酸及其堿性鹽和高級醇2）固醇類3）據(jù)4）其他脂質(zhì)如維生素 A、D E、K,糖脂和脂蛋白。第二節(jié)脂酰甘油類脂酰甘油，即脂肪酸和甘油所形成的脂。 脂類中最豐富的一大類是三酯酰甘油，其結(jié)構(gòu)如圖所示。一、脂肪酸：在自然界中游離的脂肪酸較為少見，絕大部分脂肪酸是以結(jié)合形式存在的。按照其飽和程度脂肪酸可分成：

35、飽和脂肪酸不飽和脂肪酸。1、它們之中大部分是不分枝和無環(huán)無羥基單竣酸。2、自然界中分子中的碳原子數(shù)目絕大多數(shù)是偶數(shù)。3、飽和脂肪酸中最普遍的軟脂酸（16酸）和硬脂酸（18酸）。不飽和脂肪酸中最普遍的是油酸（18碳1烯酸）。4、不飽和脂肪酸的熔點比同等鏈長的飽和脂肪酸低。5、細菌中所含的脂肪酸比植物動物少得多，絕大多數(shù)為飽和脂肪酸。高等植物和低溫生活的動物中不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸含量。6、高等動物的不飽和脂肪酸從結(jié)構(gòu)上講部分是順式結(jié)構(gòu)7、必需脂肪酸：我們把維持哺乳動物正常生長所需要的而體內(nèi)又不能合成的脂肪酸成為必需脂肪酸（亞油酸和亞麻酸）。哺乳動物中的亞油酸（18碳2烯酸）和亞麻酸（18

36、碳3烯酸）是從植物中獲得的。如亞油酸在紅花油、玉米油、棉籽油、大豆油中含量均在50蛆上。二、甘油甘油味道甜，比重為1.26。和水與乙醇可以任何比例互溶，但不溶于乙醛、氯份等。甘油是許多化合物的良好溶劑，廣泛地用于化妝品和醫(yī)藥工業(yè)。甘油能保持水分，可以作為潤濕劑。三、甘油三酯的類型：甘油三酯有許多不同的類型簡單三脂酰甘油：三個脂肪酸都是相同的?；旌先ヵ８视停汉袃蓚€或兩個以上不同的脂肪酸的甘油三酯。多數(shù)天然的油物質(zhì)都是簡單的甘油三酯和混合的甘油三酯的復雜的混合物。四：甘油三酯的物理與化學性質(zhì)：1、溶解度：不容易水，也沒有形成高度分散的傾向。2、熔點：其熔點隨著不飽和脂肪酸的數(shù)目和鏈長的增加而升

37、高。三軟酯酰甘油和三硬酯酰甘油在體溫以下為固態(tài)，三油酰甘油和三亞油酰甘油在體內(nèi)呈液態(tài)。豬的脂肪中油酸占50%豬油的固化點30.5 C,人的脂肪中油酸占70%人油的固化點15CO 植物中含有大量的不飽和脂肪酸，因此成液態(tài)。123、皂化和皂化值：將脂酰甘油與酸或堿共煮或經(jīng)脂酶作用時都可以發(fā)生水解當用堿水解酯酰甘油時，可產(chǎn)生脂肪酸的鹽類即肥皂，故稱之為皂化反應(yīng)。完全皂化一克油或脂所消耗的氫氧化鉀的毫克數(shù)稱為皂化值。4、酸敗和酸值：油脂是在空氣中暴露過久即產(chǎn)生難聞的臭味這種現(xiàn)象稱為酸敗。酸敗的化學本質(zhì)：由于脂水解釋放游離的脂肪酸氧化為醛或酮低分子的脂肪酸（如丁酸）的氧化產(chǎn)物有臭味。5、氫化，油脂中的不

38、飽和鍵可以在金屬饃催化下發(fā)生氫化反應(yīng)6、鹵化和碘值：油物可以與囪素發(fā)生加成作用。生成鹵代脂肪酸，自一作用稱為鹵化作用。碘值指一百克油所能吸收的碘的克酸數(shù)。7、乙?；担河椭泻辛u基的脂肪酸可以與乙酸酎和其他?；噭┳饔眯纬上鄳?yīng)的酯。乙?；担褐敢豢艘阴；挠椭纸獬龅囊宜嵊脷溲趸浿泻蜁r所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)。第三節(jié)磷脂類磷脂是分子中含有磷酸的復合脂。甘油磷脂類甘油（丙三醇）鞘氨醇磷脂鞘氨醇一、甘油磷脂的結(jié)構(gòu)二、常見的甘油磷脂1、磷脂酰膽堿俗稱卵磷脂卵磷脂的結(jié)構(gòu)中極性部分是膽堿。卵磷脂的功能：1）是生物膜的主要成分之一；2）在生物控制有機體代謝中，脂肪的代謝中起重要作用。3）防止脂肪肝的形

39、成，臨床上是一種很好的乳化劑。2、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）：動物中植物中含量豐富，參與血液的凝固過程3、磷脂酰絲氨酸：也參與血液凝固過程4、肌醇磷脂：肌醇替代膽堿主要存在于肝臟和心肌中5、雙磷脂酰甘油（心磷脂）：含有二個磷脂酸分子，磷酸基團分別與一個甘油分子的碳原子上的羥基以酯鍵相連。主要存在于細菌細胞膜、真核細胞線粒體內(nèi)膜等三、醍甘油磷脂1、縮醛磷脂：以一個長碳氫鏈取代脂肪酸以醍鍵與甘油羥基相連，存在于細胞膜，特別是 肌肉和神經(jīng)細胞的膜中。2、血小板趨化因子（PAF）嗜堿性粒細胞釋放，能引起血小板凝集和血管擴張四、鞘磷脂1、鞘氨醇：13有60多種，動物中常見的是 D-鞘氨醇；植物中二氫鞘氨醇和

40、 4-羥二氫鞘氨醇2、神經(jīng)酰胺脂肪酸通過酰胺鍵與鞘氨醇的 -NHk相連，形成神經(jīng)酰胺鞘磷脂（鞘氨醇磷脂類）：神經(jīng)酰胺被膽堿或磷酰乙醇氨酯化形成的化合物。鞘氨醇是長們的不飽和的氨基醇，其結(jié)構(gòu)式如下：鞘磷脂極性頭部是磷酯酰膽堿或磷酰乙醇氨。鞘磷脂是高等動物組織中含量最豐富的鞘酯類?？偨Y(jié)：磷脂類從結(jié)構(gòu)上講其共性是都含有磷酸基團，都含有極性的基團。其結(jié)構(gòu)骨架是醇，可分成兩類甘油醇與鞘氨醇以其極性頭部的種類可將甘油磷酯分成幾大類 鞘氨醇亦然。第四節(jié)菇類、類固醇類這類物質(zhì)特點是不含脂肪酸、在組織中含量較少，但是有極其重要的生物學功能一、葩類：是異戊二烯的衍生物含有二個異戊二烯單位的葩稱單葩，三個稱倍半葩，

41、四個稱二葩。植物中如檸檬油中，含有的檸檬苦素、薄荷中含有的薄荷、樟腦油中含有的樟腦二、類固醇概述：類固醇類化合物廣泛分布于生物界。生物功能：作為激素起某種代謝調(diào)節(jié)作用；作為乳化劑有助于脂肪的消化和吸收；有抗炎癥的作用。固醇類可分為固醇和固醇衍生物兩大類。（一）固醇的結(jié)構(gòu)特點1、管核上的caa為羥基或酮基2、C17上可以是羥基或酮基或其它形式的側(cè)鏈3、C4-C5和C5-C6之間常是雙鍵4、A環(huán)在某些化合物上常是苯環(huán)，而且無C19-角甲基。（二）膽固醇和非動物固醇1、膽固醇細胞膜的成分之一，與膜的通透性有關(guān)膽固醇是神經(jīng)髓鞘的絕緣物質(zhì)；可以解除某種毒素對細胞的毒害作用。2、非動物固醇：植物細胞的重要

42、組分，不能為動物吸收；主要為豆固醇、麥角固醇、菜油固醇、谷固醇。麥角固醇經(jīng)日光或 UV 登射可以轉(zhuǎn)化為維生素 D（三）固醇衍生物1、膽汁酸在肝中合成，可以從膽汁中分離到。膽汁中有三種不同的膽汁酸，膽酸脫氧膽酸和鵝脫氧膽酸2、性激素：孕酮、睪丸激素第五節(jié)生物膜簡介一、細胞中的膜系統(tǒng)：膜系統(tǒng)=質(zhì)膜+內(nèi)膜系統(tǒng)（真核細胞）細胞核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體、過氧化物酶體、葉綠體（植物）。電子顯微鏡下表現(xiàn)出大體相同的厚度與結(jié)構(gòu)通稱為生物膜的衍生物。二、膜的化學組成：14生物膜都是由脂和蛋白質(zhì)兩大類物質(zhì)組成的。此外糖+金屬離子+水分，占12.5%1、膜脂，磷脂：磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇氨、磷脂酰絲氨酸

43、、磷脂酰肌醇、神經(jīng)鞘磷脂、心磷脂（細菌和線粒體）。固醇：膽固醇（動物細胞）豆固醇（植物）。2、膜蛋白：外周蛋白：分布于膜的外表，通過靜電作用及時離子鍵作用等較弱非共價鍵與膜外表面結(jié)合。內(nèi)嵌蛋白：分布在磷脂雙分子層中； 有時還橫跨全膜或者以多酶復合體形式由內(nèi)嵌和外周蛋白結(jié)合；以疏水和親水二部分分別與磷脂的疏水和親水的兩部分結(jié)合。膜蛋白對物質(zhì)代謝、物質(zhì)傳遞、細胞運動、信息的接受與傳遞、支持與保護均有重要意義。3、膜糖類：主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。在細胞質(zhì)膜的表面分布較多，糖蛋白主要為中性氨基糖和唾液酸。糖酯主要為神經(jīng)糖脂。 與細胞的抗原結(jié)構(gòu)、受體、細胞免疫反應(yīng)、細胞識別、血型及細胞癌變等均有密

44、切關(guān)系 三、生物膜的流動性主要特征(一)膜脂的流動性磷脂液晶態(tài)一一一類似晶態(tài)的凝膠狀態(tài)一一一一液晶態(tài)(生理條件)1、相變溫度以上膜脂運動的幾種方式(1)磷脂脛鏈圍繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)而導致異構(gòu)化運動(2)磷脂分子圍繞與膜平面相垂直的軸左右擺動：“梯度現(xiàn)象”-極性部分快；甘油骨架慢；脂肪酸燒鏈較快(3)磷脂分子圍繞與膜平面相垂直的軸作旋轉(zhuǎn)運動(4)磷脂分子在膜內(nèi)作側(cè)向擴散或側(cè)向移動(5)磷脂分子在脂雙層中作翻轉(zhuǎn)(flip-flop )運動2、膜脂的分相混合磷脂相變溫度不同。溫度下降至某一值事，處于凝膠態(tài)液晶態(tài)磷脂分子各自匯集。(二)膜蛋白：可以作橫向移動，外周蛋白飄浮在雙分子層的表面，而內(nèi)在蛋白完全系

45、于煌基核心。四、生物膜的分子結(jié)構(gòu)(一)生物膜分子間作用力的類型1、靜電引力：存在于一切極性和帶電荷基團之間吸引or排斥2、疏水作用力：維持膜結(jié)構(gòu)的主要作用力3、范德華引力：使膜中分子盡可能彼此靠近與疏水力相互補充(二)生物膜的結(jié)構(gòu)：(Danielli與Davson三夾板模型)1、膜結(jié)構(gòu)的連續(xù)主體是極性的脂質(zhì)雙分子層；兩層磷脂分子的脂肪酸燒鏈伸向膜中心。極 性端則面向膜兩側(cè)水相。152、在脂雙層的基礎(chǔ)上，進一步解釋蛋白質(zhì)定位的問題，即蛋白質(zhì)分子以單層覆蓋兩側(cè)，形 成蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)的“三明治” or “三夾板”(1)膜的內(nèi)嵌蛋白溶解于雙分子的中心疏水部分；(2)外周蛋白與帶電荷的脂質(zhì)雙分子層

46、的極性頭部連接；(3)雙分子層中的脂質(zhì)分子之間或者蛋白質(zhì)分子與脂質(zhì)分子之間無共價的結(jié)合；五、膜功能：1、代謝調(diào)控：代謝途徑的分隔；進行氧化磷酸化(線粒體內(nèi)膜)和光合磷酸化(葉綠體類囊體膜)的場所。2、物質(zhì)運輸：不帶電荷的脂溶性的物質(zhì)較容易通過；親水性物質(zhì)、離子大多數(shù)具有專一性的傳送載體酶系和通道。膜的傳送作用能調(diào)節(jié)物質(zhì)進出細胞的流量從而保證細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)。3、神經(jīng)傳導：細胞膜還含有電荷的表面物質(zhì)構(gòu)成跨膜電位差。細胞膜還具有自我封閉的特點，細胞若被刺傷可以迅速的自動再封閉。4、具有識別某些分子信號的功能。一些細菌一趨化作用：膜能夠感受出營養(yǎng)物質(zhì)的微小差別，刺激細胞泳向營養(yǎng)源。促進同種細胞有

47、規(guī)則的締合：動物細胞膜的外表面含有識別同種細胞受體。細胞表面還具有受體部位能特異地結(jié)合激素分子。如肝臟及肌肉細胞的表面含有識別并結(jié)合胰島素、胰高血糖素、腎上腺素的特異受體。這些受體部位與激素結(jié)合，就可以將信號從膜傳向細胞內(nèi)的酶，調(diào)節(jié)它們的活力第三章氨基酸（aminoacid）一、氨基酸一一蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子蛋白質(zhì)的水解1、酸水解：6M,HCI或4M,H2S?；亓髦蠓?0h優(yōu)點：不起消旋作用缺點：色氨酸被破壞，羥基氨基酸部分分解，酰氨基水解。2、堿水解：5M NaOH共煮10-20h缺點：多數(shù)氨基酸遭到不同程度的破壞，產(chǎn)生消旋現(xiàn)象，得D, L混合物，精氨酸脫氨優(yōu)點：色氨酸穩(wěn)定3、酶水解：缺點：持續(xù)

48、時間較長，部份水解優(yōu)點：不產(chǎn)生消旋，也不破壞氨基酸工業(yè)上開發(fā)大量復合酶，用于蛋白質(zhì)加工蛋白質(zhì)的一般結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)：含氨基和竣基，氨基可位于a、3、丫等位置a-氨基酸（除脯氨酸）可用下式表示熔點高、絕大多數(shù)具旋光性（除甘氨酸），除胱氨酸和酪氨酸外，一般能溶于水，脯氨酸和 羥脯氨酸溶于乙醇和乙醛。16二、氨基酸的分類生物體發(fā)現(xiàn)氨基酸180多種，常見蛋白質(zhì)氨基酸；不常見蛋白質(zhì)氨基酸；非蛋白質(zhì)氨基酸參與蛋白質(zhì)組成的常見氨基酸或基本氨基酸20種，均為L型氨基酸常見蛋白質(zhì)氨基酸根據(jù)R基的結(jié)構(gòu)特性分為：脂肪族；芳香族和雜環(huán)1、脂肪族：中性氨基酸，包括：甘氨酸（不含手性碳原子，無旋光性）、丙氨酸、繳氨酸、亮

49、氨酸、異亮氨酸和甲硫氨酸； 極性氨基酸： 含羥基的氨基酸；絲氨酸（絲蛋白中得到，酪蛋白、卵黃磷脂蛋白以磷 酯酸形式存在，酶催化和調(diào)節(jié)作用中發(fā)揮作用）、蘇氨酸（發(fā)現(xiàn)最晚的一種氨基酸）； 含疏基氨基酸（半胱氨酸首先在膀胱積石中發(fā)現(xiàn)，1899年在蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)，多以胱氨酸形式存在，可形成分子內(nèi)或分子間二硫鍵，維持蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的作用力， 對蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)形成具重要作用，同時是某些酶的活性基團）；含酰氨 基氨基酸：天冬酰氨，谷氨酰氨，參與氨代謝，植物體內(nèi)重要的氨的轉(zhuǎn)運者；酸性氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸，參與氨代謝，谷氨酸為某些酶活性中心的催化基團（4）堿性氨基酸：賴氨酸、精氨酸存在于活性部位，參與酶催化，

50、精氨酸是蛋白質(zhì)代謝中尿 素形成的中間產(chǎn)物2、芳香族氨基酸：酪氨酸、苯丙氨酸，苯丙氨酸濃度測定被用于苯丙酮尿癥的診斷，酪氨 酸在奶酪中含量豐 曷。3、雜環(huán)氨基酸：色氨酸，在植物和某些動物體轉(zhuǎn)化成泛酸，有時歸入芳香族 組氨酸，堿性氨基酸，大量存在于珠蛋白，某些酶活性部位的催化基團脯氨酸，無自由a -氨基，在肽鏈轉(zhuǎn)角處豐富。根據(jù)R極性分為：非極性氨基酸、不帶電荷的極性氨基酸、 氨基酸。不常見的蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸三、氨基酸的酸堿化學氨基酸的兼性離子形式1.有關(guān)氨基酸的兼性離子形式推測的基礎(chǔ)有機物分子：如以中性分子形式存在，熔點較低，如二苯氨是 力是靠范德華力作用，作用較弱；如以離子狀態(tài)存在熔點

51、較高，如氯化鈉是來維持，作用較強。帶正電荷的氨基酸和帶負電荷的53 C,原因：晶體分子間維系200C,原因：分子間靠離子鍵在溶液中非極性分子使溶液介電常數(shù)降低，而極性分子使溶液介電常數(shù)升高，而離子態(tài)是強的極性分子。氨基酸分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：其晶體熔點高200c以上，其溶液介電常數(shù)升高，說明氨基酸是以離子狀態(tài)存在，氨基酸是兩性電解質(zhì)， 氨基酸完全質(zhì)子化時是多元酸，側(cè)鏈不解離的中性氨基酸是二元酸、酸性和堿性氨基酸可視為三元酸。既可以被酸滴定又可以被堿滴定，氨基酸的解離氨基酸的等電點：曲線可知氨基酸可以帶上正電或者負電荷，也可以帶電荷為零。 靜電荷為0時的PH稱為氨基酸的等電點（PI）,對于不解離的中性氨

52、基酸來說其等當點等于pK1, pK2算術(shù)平均值；對側(cè)鏈基團解離 的氨基酸，等電點為其兩側(cè) pK的算術(shù)平均值；等電點與離子濃度無關(guān)，只決定于兼性離子 兩側(cè)pK值。當pH pI ,帶負電；當pH= pI ,不帶電；當pHv pI ,帶正點氨基酸的甲醛滴定17氨基酸既是酸又是堿，但卻不能為酸或堿直接滴定；等當離子點時pH過高或過低，滴定終點過高和過低，無適當?shù)闹甘緞?。加入甲醛后，甲醛與氨基反應(yīng)，通過這個反應(yīng)降低了氨基的堿性，相對的增加了氨基的酸性解離，滴定終點移動到 pH9附近，此時用酚酗:作指示劑用標準的氫氧化鈉加以滴定。 四、氨基酸的化學性質(zhì)a -氨基參加的反應(yīng)1.與亞硝酸的反應(yīng)：標準狀態(tài)下測定

53、氮氣體積計算出氨基酸的含量a-氨基反應(yīng)快，賴氨酸e-氨基可發(fā)生此反應(yīng)，速度慢2、與?；噭┑姆磻?yīng)：氨基酸氨基上氫可以被?；〈?，取代后對氨基有保護作用3、煌基化反應(yīng)：2、4-二硝基氟苯（DNFB可生成黃色二硝基苯基氨基酸，曾被英國的Sanger用來鑒定多肽和蛋白質(zhì)的氨基末端苯異硫氟酸酯（PITC）:氨基酸與PITC生成PTH-AA是EDMAN#解法的原理，在多肽蛋 白質(zhì)氨末端測定和氨基酸順序分析中占有重要地位4.西佛堿反應(yīng)：具氨基基團和?；鶊F物質(zhì)反應(yīng)過程的中間物5、脫氨基反應(yīng)：氨基酸在體內(nèi)經(jīng)氧化酶脫去氨基變成酮酸a -竣基參加的反應(yīng)1、成鹽和成酯反應(yīng)：氨基酸在鹽酸氣體的條件下與無水乙醇作用即

54、產(chǎn)生氨基酸的乙酯，竣基在變成甲酯、乙酯或成鹽后竣基的化學反應(yīng)即能被掩蓋（竣基保護）2、成酰氯反應(yīng)氨基酸的氨基加保護基以后，其竣基可以與二氯亞碉或五氯化磷反應(yīng)生成酰氯，這個反應(yīng)使竣基活化，使它容易與另一氨基酸的氨基結(jié)合是人工合成多肽種常用的反應(yīng)。3、疊氮反應(yīng)氨基酸的氨基通過酰化加以保護；竣基經(jīng)酯化變成甲酯， 然后與腫和亞硝酸反應(yīng)變成疊氮化合物（竣基活化反應(yīng)）4、脫竣基作用氨基酸經(jīng)脫竣酶作用后可以放出二氧化碳生成相應(yīng)的一級胺a -氨基和a -竣基共同參加的反應(yīng)1,與苗三酮反應(yīng)：氨基酸分析化學中最常用反應(yīng)之一，在弱酸環(huán)境中，加熱氨基酸脫竣脫氨以后與苛三酮、還原苛三酮和氨反應(yīng)后生成紫色化合物，紙層析、

55、柱層析常用的定量測定方法。羥脯氨酸和脯氨酸不釋放氨氣生成黃色化合物成肽反應(yīng)：一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的竣基縮合失水形成肽鍵。側(cè)鏈基團參加的反應(yīng)側(cè)鏈基團參加的反應(yīng)苯環(huán) 一一色氨酸、苯丙氨酸；羥基 一-絲氨酸、蘇氨酸；疏基 一-半胱氨 酸;口引味基一色氨酸；月瓜基一-精氨酸；咪陛基一組氨酸；非a -氨基一一賴氨酸；非a-竣基一一谷氨酸、 天冬氨酸側(cè)鏈基團可與特異試劑發(fā)生特定反應(yīng)，用于氨基酸的鑒定，氨基酸的修飾。蛋白質(zhì)化學修飾：在較溫和的條件下， 以可控制的方式使蛋白質(zhì)某些試劑起特異反應(yīng)，以引起蛋白質(zhì)中個別氨基酸側(cè)鏈或功能基團發(fā)生共價化學改變。1、酪氨酸（酚基）：與重氮化合物（重氮苯磺酸）反應(yīng)

56、生成桔黃色化合物，Pauly反應(yīng)，用于酪氨酸檢測。2、組氨酸：咪陛基與重氮化合物生成棕紅色化合物。183、色氨酸：口引喋基被澳代琥珀酰亞胺氧化，分光光度法測定蛋白質(zhì)中色氨酸含量。4、半胱氨酸：萌基間形成二硫鍵，疏基同?；噭┤纾罕郊柞Ｂ?、茉氧酰氯、碘乙酸結(jié)合 是保護疏基的反應(yīng)，應(yīng)用于人工合成肽；氧化劑過甲酸或還原劑萌基化合物均可打開二硫鍵生成物質(zhì)，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測定和性質(zhì)鑒定廣泛應(yīng)用5、精氨酸：月瓜基與秦酚在堿性次氯酸鈉中反應(yīng)產(chǎn)生紅色物質(zhì)。6、苯核：濃硝酸反應(yīng)黃色。五、氨基酸的光學活性和光譜性質(zhì)旋光性1、構(gòu)型：除甘氨酸以外，-碳原子是一個不對稱的碳原子。D型和L型，取決于-碳原子上的氨基的位置，

57、不對稱碳原子經(jīng)過對稱狀態(tài)的中間階段，可 以發(fā)生消旋作用，即D L互變（外消旋），Thr和Ser有兩個不對稱中心存在四種光學異構(gòu)體；胱氨酸是一 種特殊情況；兩個相同的不對稱中心，相同時產(chǎn)生 D型或L型兩個異構(gòu)體；不同時產(chǎn)生內(nèi)消旋胱氨酸。旋光與旋光度：多數(shù)氨基酸具有旋光性，能使偏振光面向左或向右旋轉(zhuǎn)，用 -或+表示；氨基酸具有的這種性質(zhì)稱為旋光性也稱為分子手性，比旋光度是-氨基酸特征物理常數(shù)光譜性質(zhì)可見光全無吸收，遠紫外光全有吸收，紫外光區(qū)酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有光吸收蛋白質(zhì)中由于含有這些氨基酸、280nm有最大的光吸收。利用分光光度計可以很方便地測定分光光度法的原理：Lambert-Beer定

58、律：液體吸收光的量同濃度成正比關(guān)系六、氨基酸混合物的分析分離可利用混合物中各組份的物理、化學性質(zhì)的差別，使各組分以不同程度分布在不相溶的兩相中；其中一個相為固定的稱為固定相，另一相流動的稱為流動相；使各組份以不同的速度移動，從而達到分 離；可以分離氨基酸、核甘酸、糖、蛋白質(zhì)分配層析的一般原理1、分配定律層析系統(tǒng)已有兩相組成：固定相、流動相。分配定律：當一種溶質(zhì)在兩個互不相溶的溶劑中分配時，在一定的溫度下達到平衡后，溶質(zhì)在二相的濃度比值為一常數(shù)即為分配系數(shù)?；旌衔镌趯游鱿到y(tǒng)中的分離決定于該混合物組份在兩相中的分配情況，可用分配系數(shù)來描述分配系數(shù)差異越大越容易分離。2、逆流分配的原理取一系列試管，

59、向1號管加入互不相容的兩種溶劑 A和B,體積相等；加入物質(zhì)的混合物，二物質(zhì)按自身分配系數(shù)在上下兩相中進行分配；達到平衡后上相轉(zhuǎn)移到 2號管中，其中含相同體積的新的下相；從1號管轉(zhuǎn)移來的樣品將在第2號管的上下再分配；同時，向第1號管加入新上相，樣品再分配。這樣即完成了第一次轉(zhuǎn)移。同樣可以做 N次轉(zhuǎn)移通過數(shù)學歸納法我們知道，轉(zhuǎn)移后物質(zhì)在一個管中的分布分數(shù)含量是展開式的相應(yīng)含量。分配系數(shù)大的物質(zhì)沿一系列分溶管的移動度比分配系數(shù)小的物質(zhì)快。一定量的某一物質(zhì)在一定量的溶劑系統(tǒng)中分配，轉(zhuǎn)移次數(shù)越多其分配分溶曲線越集中，峰形窄而高，有利于混合物中各物質(zhì)的分離。（二）分配柱層析在層析柱中加上親水性不溶物質(zhì)叫支

60、持物如纖維素、淀粉、硅膠等。19固體支持物有親水性的特點，吸附上一層不流動的結(jié)合水作為固定相，沿固定相流動的與之不相容的溶劑（苯酚、正丁醇等）是流動相?；旌衔锝?jīng)層析柱分離后，收集的組份用苛三酮顯色定量，用氨基酸的量對洗脫體積作圖，得洗脫曲線，曲線中的每一個峰相當于一個氨基酸紙層析纖維素吸附的水是固定相， 展層用的有機溶劑是流動相， 層析時混合氨基酸在這兩相中不斷分配，使他們分布在濾紙的不同位置上。此項技術(shù)可用于氨基酸成分的定量定性測定。操作：點樣一展層一顯色用苛三酮顯色時，得到一個濾紙層析譜。定義：原點到氨基酸停留點的距離與原點至溶劑前沿之比稱為Rf值。只要把溶劑系統(tǒng)、溫度、濾紙型號等條件確定