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1Biochemistry生物化学Tobelecturedby:Prof.杨海灵公共邮箱：biochemistry_bjfu@163.com通用密码：200808082自我介绍1995年9月–1999年7月:吉林大学生命科学学院,生化药学专业,获理学学士学位。1999年9月–2004年7月:北京大学生命科学学院,生物化学与分子生物学专业,获理学博士学位。导师：朱圣庚教授周先碗教授研究方向：蛋白质化学题目：贝类谷光甘肽转硫酶的分离纯化、cDNA克隆及性质研究。2004年8月–2006年10月博士后（瑞典Umeå大学分子病理学研究中心与生物医学系）导师：RuthPalmer,BengtHallberg研究方向：生物化学与分子生物学题目：间变性淋巴瘤激酶（ALK)的生理功能与信号通路2006年11月–迄今北京林业大学生物科学与技术学院生物化学与分子生物学系教授博士生导师研究方向：林木蛋白质结构与功能；林木基因家族功能分化3MyLabmatesinRuthandBengtLab4inrecognitionoftheirdiscoveriesinunderstandingprotein-tyrosinephosphorylationLouisaGrossHorwitzPrize-2004公共邮箱：biochemistry_bjfu@163.com通用密码：20080808①教学PPT②随堂作业③教学大纲④课下阅读材料等6生命的分子逻辑a)数千种不同的分子组成细胞内错综复杂的内在结构；b)活的有机体能从它们所生活的周围环境中摄取、转化并利用能量；c)具有精确的自我复制和自我组装的能力，这是生命现象的精髓之所在。78许多盐晶体通过形成水合离子溶解于水9一些极性、非极性以及两性生物分子的实例蓝色：极性基团；黄色：非极性基团极性非极性两性10脂分子在水中的分散脂分子成簇微团水溶液中的两性化合物11生物化学的基础生物结构中的非共价力①氢键②静电相互作用③疏水作用力④范德华力12生物化学的概念生物化学是运用化学原理和方法，研究生物体的物质组成和遵循化学规律所发生的一系列化学变化，进而深入揭示生命现象本质的一门科学，有生命的化学之称。13生物化学的研究内容1.生物体物质的化学组成、结构、性质和功能2.生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调控3.生物体的信息代谢4.运用生物化学原理和方法，开拓富有经济价值的生物资源如酶制剂、药品、杀虫剂等。14生物化学的发展1静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前）2动态生物化学时期（二十世纪前半叶）3机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五十年代以后）1516YearInterweavingofthehistoricaltraditionsofbiochemistry,cellbiology,andgenetics.Proteinswerethoughttocarrygeneticinformation182818971944MiescherdiscoveredDNA生物化学上册教学内容生物大分子结构决定功能、功能是结构的反应。第一章糖类：糖类的生物学功能第二章脂质：脂质的生物学功能，磷脂和生物膜第三章蛋白质：以肌红蛋白与血红蛋白为例第四章酶：酶活力的测定与计算；酶活力的调节机制第五章核酸：简述核酸的分类与生物学功能；基因组学与转基因植物介绍第六章维生素：维生素的分类与生物学功能第七章激素：激素的分类与生物学功能绪言：生物分子导论18生物大分子结构与功能的关系糖类：以HA为例极性强的酸性化合物，保湿持水脂质：磷脂生物膜结构，两亲分子的特点蛋白质：血红蛋白是脊椎动物进化的保证酶学：酶工程改造葡萄糖异构酶核酸：作为遗传物质的必须条件结构是功能的基础，功能是结构的反应19某些生命现象的“生物化学”机制糖尿病20某些生命现象的“生物化学”机制糖尿病贫血病21所有疾病都有其生物化学基础。神经、精神疾病也有其生物化学基础。阿尔次海默病：是引起痴呆的最主要原因。22所有疾病都有其生物化学基础。神经、精神疾病也有其生物化学基础。阿尔次海默病：是引起痴呆的最主要原因。抑郁症：5-羟色胺1.《生物化学》（第三版）王镜岩、朱圣庚、徐长法主编高等教育出版社2.Lehninger生物化学原理（第三版）中文版周海梦、昌增益等译高等教育出版社教学参考书：24科普期刊环球科学：ScientificAmerican中国版科学世界：中国科学院主办25学习方法：①信②背③读课堂纪律考试时间：12月29号周一下午5&6考试内容：PPT+随堂测验+重点阅读教材部分期末评分标准①理论课笔试：85％；②出勤率：5％③期中论文综述：10％糖的基本概念1.糖类的来源：2.糖类的主要生物学作用：主要能量来源；生物体结构成分作为细胞识别的信号分子3.糖类的化学本质：糖是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。4.糖类的分类：单糖、二糖、多糖、复合糖根本来源是绿色细胞进行的光合作用。第一章糖与糖生物学28糖的分类（classification）I．单糖（monosaccharide）：是多羟醛或多羟酮（1）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等。（2）醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。II．寡糖（oligosaccharide）：又称低聚糖，由2～10分子单糖结合而成。可分为二糖、三糖、四糖、五糖等。29IV:复合糖（complexsaccharide）:糖类与非糖物质如脂类、蛋白质等结合形成III．多糖（polysaccharide）：由多分子单糖或单糖的衍生物聚合而成。（1）同多糖（homopolysaccharide）：由同一种单糖聚合而成，如淀粉、糖原、纤维素等。（2）杂多糖（heteropolysaccharide）：由不同种单糖或单糖的衍生物聚合而成，如透明质酸、肝素等。糖的分类（classification）30常见的二糖（双糖，disaccharide）1.蔗糖（sucrose）2.麦芽糖（maltose）3.乳糖（lactose）31多糖（polysaccharide）：淀粉多糖、直链糖与支链糖非还原端还原端32（一）同多糖（homopolysaccharide）1．淀粉（starch）多糖（polysaccharide）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%。332．糖原（glycogen）与支链淀粉的不同在于糖原分子分支多、链短、结构紧密。343．纤维素（Cellulose）存在于植物的细胞壁中；不溶于水的多糖35透明质酸（hyaluronicacid）（二）杂多糖(heterosaccharide)糖胺聚糖（粘多糖）（X-Y）nn50X：己糖醛酸Y：已糖胺36复合糖（结合糖）（结合糖）复合糖糖类+脂类糖类+蛋白质糖脂：Glycolipid脂多糖：Lipopolysaccharide糖蛋白:Glycoprotein蛋白聚糖:Proteoglycan37蛋白聚糖：糖胺聚糖与胞外蛋白连接结构功能38糖蛋白：短链寡糖与蛋白质以共价键连接而形成的复合物。39凝集素lectin：动物细胞和植物细胞都能够合成和分泌的、能与糖结合的蛋白质,在细胞识别和粘着反应中起重要作用,主要是促进细胞间的粘着。选择蛋白selectin：膜整合糖蛋白的一个家族，它能够识别从另外一个细胞表面伸展出来的特异的糖基团，并与之特异性结合，因此它也是细胞表面受体和一类凝集素。40例：细胞表面识别和黏附过程中寡糖的作用本章内容1.糖类的化学本质2.糖类的功能分类3.扩展阅读:糖链参与分子识别和细胞识别；4.中英文名词糖类：Carbohydrate糖生物学：Glycobiology单糖：Monosaccharide寡糖：Oligosaccharide多糖：Polysaccharide复合糖：Complexsaccharide双糖：Disaccharide蔗糖：Sucrose麦芽糖：Maltose乳糖：Lactose同多糖：homopolysaccharide淀粉：Starch糖原：Glycogen纤维素：Cellulose杂多糖：Heterosaccharide糖脂：Glycolipid脂多糖：Lipopolysaccharide糖蛋白:Glycoprotein蛋白聚糖:Proteoglycan42第二章脂质Lipid内容目录：一：脂质的定义二：脂质的分类三：脂质的功能43脂质：是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。与脂质组成的脂肪酸多是4碳以上的长链一元羧酸；醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。脂质的定义1.甘油：丙三醇Glycerol2.鞘氨醇：神经鞘氨醇Sphingosine，学名2-氨基-4-十八烯-1,3-二醇，是一种含有不饱和烃基链的十八碳氨基醇。鞘氨醇属于鞘脂类，为细胞膜组成成分之一4.固醇：3.高级一元醇参与脂质组成的醇成分脂质的分类1.单纯脂质Simplelipid：由脂肪酸和甘油形成的酯1）甘油三酯或三酰甘油TriacylglycerolorTriglyceride2）蜡wax长链脂肪酸和长链醇或者固醇组成真蜡是由高级脂肪酸和高级一元醇(C24～C36)结合而成的脂类。非脂成分的蜡类包括高级醇、甾醇和烃类等。46（一）脂肪（真脂）（fat）1．脂肪的组成和结构脂肪：甘油三酯，三酰甘油，（TG）4748褐色脂肪组织：分布：主要在人体的肩胛骨间、颈背部、腋窝、纵隔及肾脏周围。含量：成年人体内褐色脂肪的重量一般都低于体重的2%。结构：细胞内含有大量的脂肪小滴及高浓度的线粒体，细胞间含有丰富的毛细血管和大量的交感神经纤维末梢，组成了一个完整的产热系统。功能：当机体进食或遇寒冷刺激时大量产热。492．脂肪酸（fattyacid,FA）主要在链的长度和饱和度方面有差异。几乎所有的脂肪酸都含有偶数碳原子，大部分由线性碳链组成，少数具有分支结构。在自然界中只有极少数脂肪酸独立存在，绝大多数是作为其他脂类的酯化组分。ωH3C(CH2)nCCCOOHαβ12350习惯名系统名碳原子及双键数双键位置族分布△系n系软油酸十六碳一烯酸16：197ω-7广泛油酸十八碳一烯酸18：199ω-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9ω-6植物油α-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9ω-3植物油γ-亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12ω-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15ω-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15ω-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15ω-3鱼油，脑cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18ω-3鱼油51脂酸的来源自身合成多为饱和脂酸和单不饱和脂酸食物供给各种脂酸，特别一些不饱和脂酸*营养必需脂酸Essentialfattyacid——亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取。2.复合脂质Compoundlipid：1）磷脂Phospholipid：非脂成分为磷酸和含氮碱（如胆碱、乙醇胺）2）糖脂Glycolipid：非脂成分为糖（单己糖、二己糖）血型实质上是不同的红细胞表面抗原，人有20几种血型，最基本的血型是AB0血型。红细胞质膜上的糖鞘脂是AB0血型系统的血型抗原，血型免疫活性特异性的分子基础是糖链的糖基组成。A、B、O三种血型抗原的糖链结构基本相同，只是糖链末端的糖基有所不同。A型血的糖链末端为N-乙酰半乳糖；B型血为半乳糖；AB型两种糖基都有，O型血则缺少这两种糖基。53细菌粘附到胃表面。细菌表面的凝集素和胃内皮细胞上的leb寡糖（血型抗原）相互作用引起胃溃疡。54胆碱（Choline）NHHHHOHNH