王镜岩生化第三版考研总结笔记

王镜岩生化第三版考研总结笔记绪论一、生物化学Biochemistry：研究生物体的物质基础及在生命过程中的化学变化；研究生命现象的化学本质。用化学的理论和方法研究生命现象，揭示生命的奥秘。还原论：个体、器官、组织、细胞、细胞器、超分子、分子、结构域、结构单元、原子整体论：生命科学的飞跃二、研究内容1.生物大分子结构与性质：糖、脂、蛋白质、酶、维生素、核酸、激素、抗生素（序列分析、X射线衍射、波谱、质谱、圆二色散性）2.生物大分子结构与功能：生物大分子分解、合成、转化、能量平衡3.遗传信息传递及细胞代谢调控的分子机理4.生物大分子的提取、改造及利用（生物工程）三、生物化学的发展历史1.静态生物化学时期（1920年前）研究生物体内物质的化学组成和性质2.动态生物化学时期（1950年前）糖、脂、蛋白质、核酸等的代谢关系；物质代谢途径及动态平衡、生物氧化、能量转化3.机能生物化学时期（1950年后）功能：遗传、生殖、生长、发育、循环、呼吸、消化、运动、内分泌的分子机理第一章糖类第一节糖类概述一、糖类是地球上数量最多的化合物贮藏性糖：低聚糖，淀粉（植物），糖原（动物）结构多糖：纤维素，木质素，壳多糖,肽聚糖二、糖的概念多羟基的醛类或酮类以及它们的衍生物或聚合物。元素组成：CH2O（碳水化合物是不科学但默认的称呼）功能基团：醛糖，酮糖碳链长短：丙糖(甘油醛和二羟丙酮)、丁糖、戊糖、己糖三、糖的分类与命名1、单糖：不能被水解为更小分子的糖。2、寡糖：2-6个单糖分子脱水缩合而成3、多糖：均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质不均一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)4、结合糖(复合糖，糖缀合物，glycoconjugate)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等5、糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷四、糖类的生物学功能1、能源2、结构成分3、物质代谢的碳骨架（碳源）4、细胞或生物大分子之间识别的信息：糖蛋白第二节单糖一、单糖的结构1、单糖的链状结构Fisher投影式表示确定链状结构的方法（葡萄糖）：a.与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。b.与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。c.用钠、汞剂作用，生成山梨醇。Fisher投影式表示方法：碳骨架、竖直写；氧化程度最高的碳原子在上方左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。差向异构体(epimer)：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基因排列方式不同的非对映异构体，如D-葡萄糖与D-半乳糖。2、单糖的环状结构用Havorth结构式或构象式表示Havorth结构式：①画一个五员或六员环②从氧原子右侧的端基碳(anomeriocarbon)开始，画上半缩醛羟基，在Fischer投影式中右侧的居环下，左侧居环上。-型头异构体：半缩醛羟基与羟甲基位于环平面两侧-型头异构体：半缩醛羟基与羟甲基位于环平面同侧构象式：最能正确地反映糖的环状结构——折叠形结构。3、几种重要的单糖的链状和环状结构式(1)丙糖：D-甘油醛二羟丙酮（√）(2)丁糖：D-赤鲜糖(3)戊糖：D-核糖D-脱氧核糖D-核酮糖（√）(4)己糖：D-葡萄糖(-型及型)D-果糖（√）(5)庚糖：D-景天庚酮糖4、构型与构象的概念构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结构构象：由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式5、构型与旋光性没有对应关系构型不同旋光性就不同。但是构型与旋光性之间没有必然的对应规律，每一种物质的旋光性只能通过实验来确定。二、单糖的物理化学性质（一）物理性质旋光性：是鉴定糖的一个重要指标甜度：以蔗糖的甜度为标准溶解性：易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有机溶剂(二)化学性质1、变旋现象（mutarotation）在溶液中，糖的链状结构和环状结构(、)之间可以相互转变，最后达到一个动态平衡，称为变旋现象。2、糠醛反应(HCL)(1)Molish反应可以鉴定单糖的存在。(2)Seliwannoff反应可以鉴别醛糖与酮糖酮糖HCL、间苯二酚红色醛糖HCL、间苯二酚浅色3、单糖具有还原性还原性糖：能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖醛基氧化：糖酸(aldonicacid)伯醇基氧化：糖醛酸(uronicacid)醛基、伯醇基同时氧化：糖二酸(alduricacid)4、单糖的羰基可以被还原为羰醇5、同分异构化在弱碱性溶液中，D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖，可以通过烯醇或而相互转化6、羟基酯化糖的磷酸酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。葡萄糖的核苷二磷酸酯，如UDPG参与多糖的生物合成。7、糖苷化（半缩醛羟基发生取代）8、糖脎反应(亲核加成)糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上。四、重要的单糖衍生物1、糖醇：山梨醇2、糖醛酸单糖的伯醇基被氧化成-COOH。-D-葡萄醛酸和差向异构物-L-艾杜糖醛酸3、氨基糖(糖胺）aminosugar,glycosamine)4、糖苷Glc糖苷，Gal糖苷。5、脱氧糖6-脱氧D-甘露糖L-岩藻糖2-脱氧D-核糖第三节寡糖1、麦芽糖（meltose）性质：①变旋现象②具有还原性③能成脎2、蔗糖（sucrose）[葡萄糖-，(1-2)-果糖苷]性质：①无变旋现象②无还原性③不能成脎3、乳糖（-Lactose-lactose）:-半乳糖-----(1-4)糖苷键----(或)-葡萄糖性质：①有变旋现象②具有还原性③能成脎4、纤维二糖(cellobiose)[葡萄糖-(1，4)-葡萄糖苷]性质：①具有变旋现象②具有还原性③能成脎5、海藻糖trehalose两分子α-D-Glc，在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水，由α-1.1糖苷键构成。第四节多糖一、均一性多糖1、淀粉①直链淀粉：α-1,4糖苷键，长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色②支链淀粉：α-1,4、α-1,6糖苷键，不能形成螺旋管，遇碘显紫色。2、糖元与支链淀粉类似，但分支程度更高，每隔4个葡萄糖残基便有一个分支，含有大量的非原性端，可以被迅速动员水解。遇碘显红褐色。3、纤维素-D-葡萄糖分子以-(1-4)糖苷键相连而成直链。4、几丁质(壳多糖)：N-乙酰--D-葡萄糖胺以(1，4)糖苷链相连成的直链。二、不均一性多糖其中，糖胺聚糖类（也称粘多糖，mucopolysaceharides，、氨基多糖等）是蛋白聚糖的主要组分1、透明质酸2、硫酸软骨素3、硫酸皮肤素4、硫酸用层酸5、肝素6、硫酸乙酰肝素第五节结合糖糖+蛋白→糖蛋白（蛋白聚糖、肽聚糖）糖+脂→糖脂糖+核酸→糖—核酸一、糖蛋白短的寡糖链与蛋白质共价相连即形成糖蛋白。糖蛋白的总体性质更接近蛋白质。寡糖链常常是具分支的杂糖链，不呈现重复的双糖系列，一般由2-10个单体(少于15)组成，未端成员常常是唾液酸或L-岩藻糖。1、糖链与蛋白的连接方式①N-糖苷键型：寡糖链（GlcNAC的β-羟基）与Asn的酰胺基、N-未端的-氨基、Lys或Arg的ω-氨基相连②O-糖苷键型：寡糖链（GalNAC的α-羟基）与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连。③S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键。④酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。2、糖蛋白中糖链的结构（1）N-糖苷键型（N-连接）有五糖核心①高甘露糖型：由GlcNAc和甘露糖组成；②复合型：除了GlcNAc和甘露糖外，还有果糖、半乳糖、唾液酸；③杂合型：包含①和②的特征。（2）O-糖苷键型（O-连接）没有五糖核心。3、糖蛋白的生物学功能寡糖链参与分子识别糖链影响蛋白质的稳定性和生物活性二、蛋白聚糖(Poroteoglycans)由一条或多条糖胺聚糖与一个核心蛋白共价相连构成的分子。总体性质与多糖更为接近。糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG）,也称粘多糖，氨基多糖，是高等动物结缔组织中的一类结构多糖，长而不分支，呈现重复双糖系列结构。1、蛋白聚糖中的糖肽键①O-糖肽键：D-木糖与Ser羟基之间形成的糖肽键。N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成的糖肽键。②N-糖肽键：N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的糖肽键。2、糖白聚糖的生物学功能主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液中，构成组织间质、润滑剂、防护剂等。三、肽聚糖peptidoglycan细菌细胞壁的主要成分由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通过β-1.4糖苷键连接而成。四、脂多糖（糖脂）脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞壁的特有结构成分，构成外膜外表面的主要物质。从繁殖或破裂细菌中释放出的脂多糖在哺乳动物宿主中会引起毒性效应，被称为内毒活性。第二章脂质（Lipids）第一节脂质概述（重点：三酯酰甘油；磷脂、糖脂的结构和功能）一、脂质的概念低溶或微溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂的化合物。一般都是由醇和脂肪酸组成的酯类或它们的衍生物。二、分类按化学组成分：（1）单纯脂类：脂肪酸与醇类形成的酯。甘油酯、鞘酯、胆固醇酯、蜡（2）复合脂类：除脂肪酸和醇外，还有其他非脂分子的成分。磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂脂蛋白（3）衍生脂类：由单纯脂质和复合脂质衍生而来的复合物，具有脂质的一般性质。脂肪酸及其衍生物；甘油、鞘氨醇、固醇类、高级醇等；萜类；脂溶性维生素按脂质在水中和水界面上的行为分：非极性脂质：不具有容积可溶性，不具有界面可溶性。I类极性脂质：不具有容积可溶性，具有界面可溶性。能掺入膜，但自身不能形成膜。Ⅱ类极性脂质（磷脂和鞘磷脂）：成膜分子，能形成双分子层和微囊。Ⅲ类极性脂质（去污剂）：可溶性脂质，具有界面可溶性，但形成的单分子层不稳定。三、脂质的生物学功能贮存脂质：三酰甘油、蜡脂质结构脂质（生物膜的组成成分）：磷脂、胆固醇、糖脂活性脂质：萜（脂溶性维生素、光和色素）、类固醇（激素）、酶的辅助因子①生物膜的结构组分：磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂②能量贮存形式：动物、油料种子的甘油三酯③激素、维生素和色素的前体：萜类、固醇类、二十碳四稀酸④化学信号：PIP2（磷脂酰肌醇二磷酸），前列腺素等⑤保护功能：动物的脂肪组织，植物的蜡质第二节脂肪酸及其衍生物一、脂肪酸的结构特点线形不分支脂肪酸：具有长碳氢碳（尾）和一个羧基末端（头）的有机化合物总称。二、脂肪酸的种类饱和脂肪酸软脂酸（棕榈酸）n-十六酸16:0硬脂酸n-十八酸18:0花生酸n-二十酸20:0不饱和脂肪酸（1-6个双键）油酸：顺-十八碳-9-稀酸，18：1△9c，亚油酸（ω-6）：顺，顺-十八碳-9，12-二稀酸，18：2△9c，12cα-亚麻酸（ω-3）：全顺-十八碳-9，12，15-三稀酸，18：3△9c，12c，15c花生四稀酸（ω-6）：全顺-二十碳-5，8，11，14四稀酸，20：4△5c，8c，11c，14c二十二碳六稀酸（DHA）（ω-3）：全顺-二十二碳-4-7-10-13-16-19六稀酸，22：6△4c，7c，10c，13c，16c，19c三、脂肪酸的理化性质烃链越长，溶解度越低；双键越多，熔点越低四、脂肪酸盐与乳化作用脂肪酸盐具有亲水基（电离的羧基）和和疏水基（长的烃链），是典型的两亲化合物，是离子型去污剂。五、多不饱和脂肪酸1、生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸增加膜流动性；降低膜相变温度，抗寒冷2、多不饱和脂肪酸降低血脂生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸：顺式不饱和脂肪酸增加膜流动性,降低膜相变温度，抗寒冷3、必需脂肪酸（essentialfattyacids）：亚油酸和α-亚麻酸4、皂化值（评估油的质量）：完全皂化1克油脂所需KOH的毫克数。5、酸值（酸败程度）：中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH毫克数。6、碘值（不饱和键的多少）：100克油脂吸收碘的克数。六、类二十碳烷是花生四烯酸的衍生物。例如：前列腺素、凝血恶烷、白三烯第三节脂酰甘油和蜡简单三脂酰甘