王镜岩生物化学全套讲义第一章糖类

王镜岩生物化学全套讲义第一章糖类
王镜岩生物化学全套讲义第一章糖类

第一章糖

一、糖的概念

糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(Ketone)化合物,以及它们的衍生物或聚合物。

据此可分为醛糖(aldose)和酮糖(ketose)。

还可根据碳层子数分为丙糖(triose),丁糖(terose),戊糖(pentose)、己糖(hexose)。

最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)

由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示,所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。现在已经这种称呼并恰当,只是沿用已久,仍有许多人称之为碳水化合物。

二、糖的种类

根据糖的结构单元数目多少分为:

(1)单糖:不能被水解称更小分子的糖。

(2)寡糖:2-6个单糖分子脱水缩合而成,以双糖最为普遍,意义也较大。

(3)多糖:

均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖)

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

三、糖类的生物学功能

(1) 提供能量。植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。

(2) 物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。

(3) 细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细胞壁的主要成分。

(4) 细胞间识别和生物分子间的识别。

细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链,构成细胞的天线,参与细胞通信。

2

红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。

第一节单糖

一、单糖的结构

1、单糖的链状结构

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。

图2

最简单的单糖之一是甘油醛(glyceraldehydes),它有两种立体异构形式(Stereoismeric form),图7.3。

这两种立体异构体在旋光性上刚好相反,一种异构体使平面偏振光(Plane polarized liyot)的偏振面沿顺时针方向偏转,称为右旋型异构体(dextrorotary),或D型异构体。另一种异构体则使平面偏振不的编振机逆时针编转,称左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。

像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体(Cptical lsmer),常用D,L表示。

以甘油醛的两种光学异构体作对照,其他单糖的光学异构构与之比较而规定为D型或L 型。

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-等等糖与D-半乳糖。

链状结构一般用Fisher投影式表示:碳骨架、竖直写;氧化程度最高的碳原子在上方,

2、单糖的环状结构

在溶液中,含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。

单糖分子中的羟基能与醛基或酮基可逆缩合成环状的半缩醛(emiacetal)。环化后,羰基C 就成为一个手性C原子称为端异构性碳原子(anomeric carbon atom),环化后形成的两种非对映异构体称为端基异构体,或头异构体(anomer),分别称为α-型及β-型头异构体。

环状结构一般用Havorth结构式表示:

3 用FisCher投影式表示环状结构很不方便。Haworth结构式比Fischer投影式更能正确反映糖分子中的键角和键长度。转化方法:

①画一个五员或六员环

②从氧原子右侧的端基碳(anomerio carbon)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。

构象式:

Haworth结构式虽能正确反映糖的环状结构,但还是过于简单,构象式最能正确地反映糖的环状结构,它反映出了糖环的折叠形结构。

3、几种重要的单糖的链状结构和环状结构

(1) 丙糖:D-甘油醛二羟丙酮

(2) 丁糖:D-赤鲜糖D-赤鲜酮糖

(3) 戊糖:D-核糖D-脱氧核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖

(4) 己糖:D-葡萄糖(α-型及β型) D-果糖

(5) 庚糖:D-景天庚酮糖

4、变旋现象

在溶液中,糖的链状结构和环状结构(α、β)之间可以相互转变,最后达到一个动态平衡,称为变旋现象。

从乙醇水溶液中结晶出的D—glucose称为α-D-(+)Glucose([α]20D=+113°),从吡啶溶液中结晶出的D—glucose称为β-D-(+)glucose([α]20D=+18.7°)。将α-D-(+)葡萄糖与β-D-(+)葡萄糖分别溶于水中,放置一段时间后,其旋光率都逐渐转变为+52.7?C。原因就是葡萄糖的不同结构形式相互转变,最后,各种结构形式达到一定的平衡,其中α型占36%,β型占63%,链式占1%。

图5 葡萄糖的变旋

5、构型与构象

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,如D-甘油醛与L-甘油醛,D-葡萄糖和L葡萄糖是链状葡萄糖的两种构型,α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖是环状葡萄糖的两种构型。

一般情况下,构型都比较稳定,一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基

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团)间的重排和新共价键的重新形成。

图3甘油醛的构型:

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,不同的构象之间可以相互转变,在各种构象形式中,势能最低、最稳定的构象是优势对象。

图1-3 吡喃型己糖构象

6、构型与旋光性

旋光性是分子中具有不对称结构的物质的一种物理性质。

显然,构型不同旋光性就不同。

构型是人为规定的,旋光性是实验测出的。

因此,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、丙酮等有面溶剂

(二)化学性质

1、变旋

图7-11

在溶液中,糖的链状结构和环状结构(α、β)之间可以相互转变,最后达到一个动态平衡,称为变旋现象。三者间的比例因糖种类而异。

只有链状结构才具有下述的氧化还原反应。

2、糖醛反应(与酸的反应)

(1) Molish反应

5

Molish反应可以鉴定单糖的存在。

(2) Seliwannoff反应

据此区分酮糖与醛糖。还可利用溴水区分醛糖与酮糖。

3、氧化反应

氧化只发生在开链形式上。

在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下,单糖可以发生几种类型的氧化:

图7、12

醛基氧化:糖酸(aldonic acid)

伯醇基氧化:醛酸(uronic acid)

醛基、伯醇基同时氧化:二酸(alduric acid)

能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖称为还原性糖,所有的单糖都是还原性糖。

单糖氧化形成的羟基可以进一步形成环状内酯(Lactone)。

内酯在自然界中很普遍,如L-抗坏血酸(L-ascorbio acid),又称VC (Vitamcn c),就是D-葡萄糖酸的内酯衍生物。分子量176.1,它在体内是一种强还原剂。豚鼠(guinea pig)、猿(ape)和人不能合成Vc,从能合成Vc的肝脏微粒体中分离到合成Vc的三种酶,人和猿缺乏gulonolactone oxidase)。缺乏抗坏血酸将导致坏血病(scurvy),龄龈(gum)、腿部等开始出血,肿胀,逐渐扩展到全身,柑橘类果实(citrus frait)中含有丰富的Vc。

4、还原反应

单糖可以被还原成相应的糖醇(Sugar alcohol)。

D-葡萄糖被还原成D-葡萄糖醇,又称山犁醇(D-Sorbitol)。

糖醇主要用于食品加工业和医药,山犁醇添加到糖果中能延长糖果的货架期,因为它能防止糖果失水。用糖精处理的果汁中一般都有后味,添加山犁醇后能去除后味。人体食用后,山犁醇在肝中又会转化为果糖。

5、异构化

在弱碱性溶液中,D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖,可以通过烯醇式相互转化(enediol

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intermediate)

图7.15

D-葡萄糖异构化为D-甘露糖后,由于其中的一个手性碳原子的构型发生变化,又称差向异构化(epimerization)。

6、酯化

生物体中最常见也是最重要的糖酯是磷酸糖酯和硫酸糖酯。

磷酸糖酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。

硫酸糖酯主要发现于结缔组织的蛋白聚糖中(Proteo glycan),由于硫酸糖酯带电荷,因此它能结合大量的水和阳离子。

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

单糖环状结构上的半缩醛羟基与醇或酚的羟基缩合失水成为缩醛式衍生物,通称为糖苷(glycosides)。

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。

糖脎易结晶,可以根据结晶的形状,判断单糖的种类。

三、重要的单糖

四、重要的单糖衍生物

1、糖醇

2、糖醛酸

单糖的伯醇基被氧化成-COOH。

动物体内有两种很重要的糖醛酸:α-D-葡萄醛酸和差向异构物β-L-艾杜糖醛酸,它们在结缔组织中含量很高。

glucuronic acid β-L-iduronate

7 葡萄糖醛酸是肝脏内的一种解毒剂,它与类固醇、一些药物、胆红素(血红蛋白的降解物)结合增强其水溶性,使之更易排出体外。

3、氨基糖(糖胺,amino sugar, glycosamine)

单糖的一个羟基(通常是C2位)被氨基取代。

常见的氨基糖有D-葡萄糖胺(D-glucosamine)和D-半乳糖胺(D-galactosamine)。

氨基糖的氨基还经常被乙酰化形成N-乙酰糖胺。

4、糖苷

单糖的半缩醛羟基与其它分子的醇、酚等羟基缩合,脱水生成缩醛式衍生物,称糖苷Glycoside。

半缩醛部分是Glc,称Glc糖苷。半缩醛部分是Gal,称Gal糖苷。

O糖苷、N糖苷、S糖苷。

糖苷物质与糖类的区别:糖是半缩醛,不稳定,有变旋;苷是缩醛,较稳定,无变旋。

糖苷大多数有毒。

5、脱氧糖

重要的有6-脱氧D-甘露糖,L-岩藻糖(L-fucose)和2-脱氧D-核糖。

岩藻糖常见于一些糖蛋白中,如红细胞表面ABO血型决定簇。

第二节双糖和三糖

双糖在自然界中含量也很丰富,它是人类饮食中主要的热源之一。在小肠中,双糖必须在酶的作用下水解成单糖才能被人体吸收。如果这些酶有缺陷的话,那么人体摄入双糖后由于不能消化它就会出现消化病。未消化的双糖进入大肠,在渗透压的作用下从周围组织夺取水分(腹泻,diarrhea),结肠中的细菌消化双糖(发酵)产生气体(气胀和绞痛或痉孪)。最常见的双糖消化缺陷是乳糖过敏,就是由于缺乏乳糖酶(Lactose),解决办法就是乳糖酶处理食物或避免摄入乳糖。

一、麦芽糖(maltose, malt sugar)

它是直链淀粉的水解中间物(α-麦芽糖),在自然界中似乎并不存在天然的麦芽糖。

结构:两分子α-葡萄糖,α(1-4)糖苷键。

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α-麦芽糖(葡萄糖-α,α(1-4)-葡萄糖苷) β-麦芽糖[葡萄糖-α, β(1-4)-葡萄糖苷] 性质:

①变旋现象,在水溶解中形成α、β和开链的混合物

②具有还原性

③能成脎

异麦芽糖:α(1-6)键型,支链淀粉和糖元的水解产物

二、蔗糖

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

结构:α-葡萄糖,β-果糖α,β(1-2)糖苷键,无异构体

蔗糖[葡萄糖-α,β(1-2)-果糖苷]

性质:①无变旋现象②无还原性③不能成脎

三、乳糖

顾名思义,主要存在于哺乳动物的乳汁中

结构:β-半乳糖β(1-4)糖苷键α(或β)-葡萄糖。两种异构体。

α-Lactose[半乳糖-β,α(1-4)-葡萄糖苷] β-lactose[半乳糖-β,β(1-4)-葡萄糖苷]性质:①有变旋现象②具有还原性③能成脎

四、纤维二糖(cellobiose)

纤维素的降解产物和基基本结构单位,自然界中不存在游离的纤维二糖

结构:两分子β-葡萄糖β-(1,4)糖苷键

纤维二糖[葡萄糖-β(1,4)-葡萄糖苷]

9 性质:①具有变旋现象②具有还原性③能成脎

五、海藻糖

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。

六、棉子糖(三糖)

P31 结构

非还原性三糖

第三节寡糖

寡糖是指含有2-10个单糖单元的糖类。它们常常与蛋白质或脂类共价结合,以糖蛋白或糖脂的形式存在。

连接它们的共价键类型主要两大类:N-糖甘键型和O-糖苷键型。

①N-糖苷键型:寡糖链与多肽上的Asn的氨基相连。这类寡糖链有三种主要类型:

高甘露糖型,杂合型和复杂型。

图7.29

②O-糖苷键型,寡糖链与多肽链上的Ser或Thr的羟基相连,或与膜脂的羟基相连。

第四节多糖

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)。

大部分的多糖类物质没有固定的分子量。多糖的大小从一定程度上可以反映细胞的代谢状态。例如:当血糖水平高时(如饭后),肝脏就合成糖原(glycogen)这时就分子量可达2 107,当血糖水平下降时,肝脏中的酶类就水解糖原,把葡萄糖释放到血液中。

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。

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)

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一、均一性多糖

自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素。它们都是由葡萄糖组成。淀粉和糖原分别是植物和动物中葡萄糖的贮存形式,纤维素是植物细胞主要的结构组分。

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。

①直链淀粉

许多α-葡萄糖以α(1-4)糖苷键依次相连成长而不分开的葡萄糖多聚物。典型情况下由数千个葡萄糖线基组成,分子量从150000到600000。

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

图7.30

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α-(1-6)支链。不能形成螺旋管,遇碘显紫色。

淀粉酶:内切淀粉酶(α-淀粉酶)水解α-1.4键,外切淀粉酶(β-淀粉酶)α-1.4,脱支酶α-1.6

2、糖元

与支链淀粉类似,只是分支程度更高,分支更,每隔4个葡萄糖残基便有一个分支。结构更紧密,更适应其贮藏功能,这是动物将其作为能量贮藏形式的一个重要原因,另一个原因是它含有大量的非原性端,可以被迅速动员水解。

糖元遇碘显红褐色。

3、纤维素

结构:许多β-D-葡萄糖分子以β-(1-4)糖苷键相连而成直链。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,也是自然界最丰富的有机物,地球上每年约生产1011吨纤维素,经济价值:木材、纸张、纤维、棉花、亚麻。

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。约40条纤维素链相互间以氢键相连成纤维细丝,无数纤维细丝构成细胞壁完整的纤维骨架。

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图7.33

降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中,一些反刍动物可以利用其消化道内的微生物消化纤维素,产生的葡萄糖供自身和微生物共同利用。虽大多数的动物(包括人)不能消化纤维素,但是含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的。

4、几丁质(壳多糖):

N-乙酰-β-D-葡萄糖胺以β(1,4)糖苷链相连成的直链。

5、菊糖inulin

多聚果糖,存在于菊科植物根部。

6、琼脂Ager

多聚半乳糖,是某些海藻所含的多糖,人和微生物不能消化琼脂。

几种均一多糖的结构、性质比较。

P35表1-6

二、不均一性多糖

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。

糖胺聚糖是蛋白聚糖的主要组分,按重复双糖单位的不同,糖胺聚糖有五类:

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

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第五节结合糖(glycoconjugate)

糖与非糖物质共价结合形成的复合物称结合糖(复合糖,糖缀合物),包括糖脂(glycolipids),糖蛋白与蛋白聚糖、肽聚糖(peptidoglycan),糖—核酸

一、糖蛋白

糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子。其总体性质更接近蛋白质。糖与蛋白质之间以蛋白质为主,其一定部位上以共价健与若干短的寡糖链相连,这些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。

(一)组成

β-D-葡萄糖(Glc)α-D-甘露糖(Man)α-D-半乳糖(Gal)α-D-木糖(Xyl)α-D-阿拉伯糖(Ara)α-L-岩藻糖(Fuc)葡萄糖醛酸(GlcuA)艾杜糖醛酸(IduA)N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAG)N-乙酰半乳糖胺(GalNAC)N-乙酰神经氨酸(NeuNAC)即唾液酸(Sia)

(二)糖链与蛋白的连接方式

糖蛋白的糖肽连接键,简称糖肽键。糖肽链的类型可以概况为:

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W-氨基相连

图15

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。

图16

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。

(三)糖蛋白中糖链的结构

糖蛋白中的糖链变化较大,含有丰富的结构信息。寡糖链往往是受体、酶类的识别位点。

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1、N-糖苷键型(N-连接)

N-糖苷键型主要有三类寡糖链: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。

图17 五糖核心

A. 高甘露糖型

中国地仓鼠卵细胞膜

图18

B. N-乙酰半乳糖型

图19

C. 混合型

卵白蛋白的一种糖链

图20

2、O-糖苷键型(O-连接)

没有五糖核心。

图21 人血纤维蛋白溶酶原:

图22 人免疫球蛋白IgA:

(四)糖蛋白的生物学功能

(1)糖蛋白携带某些蛋白质代谢去向的信息

糖蛋白寡糖链末端的唾液酸残基,决定着某种蛋白质是否在血流中存在或被肝脏除去的信息。

A脊椎动物血液中的铜蓝蛋白

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肝细胞能降解丢失了唾液酸的铜蓝蛋白,唾液酸的消除可能是体内“老”蛋白的标记方式之一。

B.红细胞

新生的红细胞膜上唾液酸的含量远高于成熟的红细胞膜。用唾液酸酶处理新生的红细胞,回注机体,几小时后全部消失。而末用酶处理的红细胞,回注后,几天以后,仍能在体内正常存活。

(2)寡糖链在细胞识别、信号传递中起关键作用

淋巴细胞正常情况应归巢到脾脏,而切去唾液酸后,结果竞归巢到了肝脏。

在原核中表达的真核基因,无法糖基化。

糖蛋白可以是胞溶性的,也可以是膜结合型的,可以存在于细胞内在也可存在于细胞间质中。

糖蛋白在动植物中较为典型,脊柱动物中糖蛋白尤为丰富,金属转运蛋白(转铁蛋白)、血铜蓝蛋白,凝血因子、补体系统、一些激素,促卵泡素(Follicle-stimulating hormone, FSH,前脑下垂体分泌,促进卵子和精子的发育)、RNase、膜结合蛋白(如动物细胞膜的Na+-K+-ATPase)、主要组织相容性抗原(major histocompatibility antigen,细胞表面上介导供体器官与受体器官交叉匹配的标识)。

绝大多数糖蛋白的寡糖是糖蛋白的功能中心。有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身成机体起着保护作用或润滑作用,如牛的RNaseB(糖蛋白)对热的抗性大于RNaseA,大量的唾液酸能增强唾液粘蛋白的粘性从而增强唾液的润滑性。南极鱼抗冻蛋白的糖组分能与水形氢键,阻止冰品的形成从而提高了抗冻性。

糖蛋白在细胞间信号传递方面着更为复杂的作用。Hiv的靶细胞结合蛋白GP120是一个糖蛋白,能与人类靶细胞表面的CD4受体结合从而附着在靶细胞表面,如果去掉GP120的糖部分则不能与CD4受体结合从而失去感染能力。细胞表面的糖蛋白形成细胞的糖萼(糖衣)、参与细胞的粘连,这在胚和组织的生长、发育以及分化中起着关键性作用。

二、蛋白聚糖(oroteoglycans)

由糖胺聚糖与多肽链共价相连构成的分子,总体性质与多糖更为接近。糖胺聚糖链长而不分支,呈现重复双糖系列结构,其一定部位上与若干肽链相连。由于糖胺聚糖具有粘稠性,所以蛋白聚白又称为粘蛋白、粘多糖–蛋白质复合物等。

(一)蛋白聚糖中的糖肽键

在蛋白聚糖中已知有三种不同类型的糖肽键:

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1、D-木糖与Ser羟基之间形成的O-糖肽键;

硫酸软骨素

硫酸皮肤素

硫酸类肝GlcUAβ1→3Galβ1→3Galβ1→4Xyl1 →Ser

肝素

2、N-乙酰半乳糖胺与Thr或Ser羟基之间形成的O-糖肽键。

骨骼硫酸角质素→GalNAc l→ 6 GalNAc→ser(Thr)

Sia 2→3 Gal1→3↗

3、N-乙酰葡萄糖胺与Asn之间形成的N-糖肽键;

角膜硫酸角质素→GlcNAc—N—Asn.

(二)糖白聚糖的生物学功能

糖白聚糖主要存在于软骨、键等结缔组织和各种腺体分泌的粘液中,有构成组织间质、润滑剂、防护剂等多方面的作用。

三、肽聚糖peptidoglycan

是细菌细胞壁的主要成分,草兰氏阳性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的50-80%,草兰氏阴性细菌胞壁所含的肽聚糖占干重的1-10%

糖链由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,糖链间由肽链交联,构成稳定的网状结构,肽链长短视细菌种类不同而异。

图14

组成及结构特点(金黄色葡萄球菌)

1. G—M聚糖

2. 四肽及连接方式

四肽中N端的Ala上α-NH2与M中乳酸的羧基连接。

3.五聚Gly及连接方式

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(1)五聚Gly的N端α—NH2与四肽C端Ala上的羧基连接。

(2)五聚Gly的C端羧基与另一个四肽的Lysε-NH2连接。

溶菌酶能水解G-M间的β-1.4糖苷键,使细胞壁出现孔洞,基至解体,从而杀死细菌。人的眼泪中存在大量的溶菌酶,某些噬菌体在感染宿主时也可分泌溶菌酶。鸡蛋中也含大量的溶菌酶。

生素能抑制肽聚糖的生物合成。

四、糖脂

见脂类

生物化学王镜岩(第三版)课后习题解答

第一章糖类 提要 糖类是四大类生物分子之一,广泛存在于生物界,特别是植物界。糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源,复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程,并因此出现一门新的学科,糖生物学。 多数糖类具有(CH2O)n的实验式,其化学本质是多羟醛、多羟酮及其衍生物。糖类按其聚合度分为单糖,1个单体;寡糖,含2-20个单体;多糖,含20个以上单体。同多糖是指仅含一种单糖或单糖衍生物的多糖,杂多糖指含一种以上单糖或加单糖衍生物的多糖。糖类与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称复合糖或糖复合物。 单糖,除二羟丙酮外,都含有不对称碳原子(C*)或称手性碳原子,含C*的单糖都是不对称分子,当然也是手性分子,因而都具有旋光性,一个C*有两种构型D-和L-型或R-和S-型。因此含n个C*的单糖有2n个旋光异构体,组成2n-1对不同的对映体。任一旋光异构体只有一个对映体,其他旋光异构体是它的非对映体,仅有一个C*的构型不同的两个旋光异构体称为差向异构体。 单糖的构型是指离羧基碳最远的那个C*的构型,如果与D-甘油醛构型相同,则属D系糖,反之属L 系糖,大多数天然糖是D系糖Fischer E论证了己醛糖旋光异构体的立体化学,并提出了在纸面上表示单糖链状立体结构的Fischer投影式。许多单糖在水溶液中有变旋现象,这是因为开涟的单糖分子内醇基与醛基或酮基发生可逆亲核加成形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。这种反应经常发生在C5羟基和C1醛基之间,而形成六元环吡喃糖(如吡喃葡糖)或C5经基和C2酮基之间形成五元环呋喃糖(如呋喃果糖)。成环时由于羰基碳成为新的不对称中心,出现两个异头差向异构体,称α和β异头物,它们通过开链形式发生互变并处于平衡中。在标准定位的Hsworth式中D-单糖异头碳的羟基在氧环面下方的为α异头物,上方的为β异头物,实际上不像Haworth式所示的那样氧环面上的所有原子都处在同一个平面,吡喃糖环一般采取椅式构象,呋喃糖环采取信封式构象。 单糖可以发生很多化学反应。醛基或伯醇基或两者氧化成羧酸,羰基还原成醇;一般的羟基参与成脂、成醚、氨基化和脱氧等反应;异头羟基能通过糖苷键与醇和胺连接,形成糖苷化合物。例如,在寡糖和多糖中单糖与另一单糖通过O-糖苷键相连,在核苷酸和核酸中戊糖经N-糖苷键与心嘧啶或嘌呤碱相连。 生物学上重要的单糖及其衍生物有Glc, Gal,Man, Fru,GlcNAc, GalNAc,L-Fuc,NeuNAc (Sia),GlcUA 等它们是寡糖和多糖的组分,许多单糖衍生物参与复合糖聚糖链的组成,此外单糖的磷酸脂,如6-磷酸葡糖,是重要的代谢中间物。 蔗糖、乳糖和麦芽糖是常见的二糖。蔗糖是由α-Glc和β- Fru在两个异头碳之间通过糖苷键连接而成,它已无潜在的自由醛基,因而失去还原,成脎、变旋等性质,并称它为非还原糖。乳糖的结构是Gal β(1-4)Glc,麦芽糖是Glcα(1-4)Glc,它们的末端葡萄搪残基仍有潜在的自由醛基,属还原糖。环糊精由环糊精葡糖基转移酶作用于直链淀粉生成含6,7或8个葡萄糖残基,通过α-1,4糖苷键连接成环,属非还原糖,由于它的特殊结构被用作稳定剂、抗氧化剂和增溶剂等。 淀粉、糖原和纤维素是最常见的多糖,都是葡萄糖的聚合物。淀粉是植物的贮存养料,属贮能多糖,是人类食物的主要成分之一。糖原是人和动物体内的贮能多糖。淀粉可分直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉分子只有α-1,4连键,支链淀粉和糖原除α-1,4连键外尚有α-1,6连键形成分支,糖原的分支程度比支链淀粉高。纤维素与淀粉、糖原不同,它是由葡萄糖通过β-1.4糖苷键连接而成的,这一结构特点使纤维素具有适于作为结构成分的物理特性,它属于结构多糖。 肽聚糖是细菌细胞壁的成分,也属结构多糖。它可看成由一种称胞壁肽的基本结构单位重复排列构成。胞壁肽是一个含四有序侧链的二糖单位,G1cNAcβ(1-4)MurNAc,二糖单位问通过β-1,4连接成多糖,链相邻的多糖链通过转肽作用交联成一个大的囊状分子。青霉素就是通过抑制转肽干扰新的细胞壁形成而起抑菌作用的。磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁的特有成分;脂多糖是阴性细菌细胞壁的特有成分。 糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质。许多内在膜蛋白质和分泌蛋白质都是糖蛋白。糖蛋白和糖脂中的寡糖链,序列多变,结构信息丰富,甚至超过核酸和蛋白质。一个寡糖链中单糖种类、连接位置、异

糖类化学 生物化学习题汇编

目录 第一章糖类化学 (2) 一、填空题 (2) 二、是非题 (3) 三、选择题 (4) 四、问答题 (6) 五、计算题 (7)

第一章糖类化学 一、填空题 1、糖类是具有( )结构的一大类化合物。根据其分子大小可分为( )、( )和( )三大类。 2、判断一个糖的D-型和L-型是以( )碳原子上羟基的位置作依据。 3、糖类物质的主要生物学作用为( )、( )、( )。 4、糖苷是指糖的( )和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 5、蔗糖是由一分子( )和一分子( )组成,它们之间通过( )糖苷键相连。 6、麦芽糖是由两分子( )组成,它们之间通过( )糖苷键相连。 7、乳糖是由一分子( )和一分子( )组成,它们之间通过( )糖苷键相连。 8、糖原和支链淀粉结构上很相似,部由许多( )组成,它们之间通过( )和( ).二种糖苷键相连。二者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉( )、( )和( )。 9、纤维素是由( )组成,它们之间通过( )糖苷键相连。 10、多糖的构象大致可分为( )、( )、( )、( )四种类型,决定其构象的主要因素是( )。 11、直链淀粉的构象为( ),纤维素的构象为( )。 12、人血液中含量最丰富的糖是( ),肝脏中含量最丰富的糖是( ),肌肉中含量最丰富的糖是( )。 13、糖胺聚糖是一类含( )和( )的杂多糖。其代表性化合物有( )、( )和( )等。 14、肽聚糖的基本结构是以( )与( )组成的多糖链为骨干,并与( )肽连接而成的杂多糖。 15、常用定量测定还原糖的试剂为( )试剂和( )

王镜岩生物化学知识点整理版80605

v1.0 可编辑可修改 教学目标: 1.掌握蛋白质的概念、重要性和分子组成。 2.掌握α-氨基酸的结构通式和20种氨基酸的名称、符号、结构、分类;掌握氨基酸的重要性质;熟悉肽和活性肽的概念。 3.掌握蛋白质的一、二、三、四级结构的特点及其重要化学键。 4.了解蛋白质结构与功能间的关系。 5.熟悉蛋白质的重要性质和分类 第一节蛋白质的分子组成 一、蛋白质的元素(化学)组成 主要有 C(50%~55%)、H(6%~7%)、O(19%~24%)、N(13%~19%)、S(0%~4%)。有些蛋白质还含微量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I等。 各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。因此,可以用定氮法来推算样品中蛋白质的大致含量。 每克样品含氮克数××100=100g样品中蛋白质含量(g%)二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 蛋白质在酸、碱或蛋白酶的作用下,最终水解为游离氨基酸(amino acid),即蛋白质组成单体或构件分子。存在于自然界中的氨基酸有300余种,但合成蛋白质的氨基酸仅20种(称编码氨基酸),最先发现的是天门冬氨酸(1806年),最后鉴定的是苏氨酸(1938年)。(三)氨基酸的重要理化性质 1.一般物理性质 α-氨基酸为无色晶体,熔点一般在200 oC以上。各种氨基酸在水中的溶解度差别很大(酪氨酸不溶于水)。一般溶解于稀酸或稀碱,但不能溶解于有机溶剂,通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。 芳香族氨基酸(Tyr、Trp、Phe)有共轭双键,在近紫外区有光吸收能力,Tyr、Trp的吸收峰在280nm,Phe在265 nm。由于大多数蛋白质含Tyr、Trp残基,所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值,是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。 2.两性解离和等电点(isoelectric point, pI) 氨基酸在水溶液或晶体状态时以两性离子的形式存在,既可作为酸(质子供体),又可作为碱(质子受体)起作用,是两性电解质,其解离度与溶液的pH有关。 在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势和程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。氨基酸的pI是由α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数pK1和pK2决定的。计算公式为:pI=1/2(pK1+ pK2)。 若1个氨基酸有3个可解离基团,写出它们电离式后取兼性离子两边的pK值的平均值,即为此氨基酸的等电点(酸性氨基酸的等电点取两羧基的pK值的平均值,碱性氨基酸的等电点取两氨基的pK值的平均值)。 第二节蛋白质的分子结构 蛋白质是生物大分子,结构比较复杂,人们用4个层次来描述,包括蛋白质的一级、二级、三级和四级结构。一级结构描述的是蛋白质的线性(或一维)结构,即共价连接的氨基酸残基的序列,又称初级或化学结构。二级以上的结构称高级结构或构象(conformation)。 一、蛋白质的一级结构(primary structure) 1953年,英国科学家F. Sanger首先测定了胰岛素(insulin)的一级结构,有51个氨基酸残基,由一条A链和一条B链组成,

王镜岩《生物化学》课后习题详细解答

生物化学(第三版)课后习题详细解答 第三章氨基酸 提要 α-氨基酸是蛋白质的构件分子,当用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们.蛋白质中的氨基酸都是L型的.但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。 参与蛋白质组成的基本氨基酸只有20种。此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在,但它们都是在蛋白质生物合成后由相应是基本氨基酸(残基)经化学修饰而成.除参与蛋白质组成的氨基酸外,还有很多种其他氨基酸存在与各种组织和细胞中,有的是β-、γ-或δ—氨基酸,有些是D型氨基酸。 氨基酸是两性电解质。当pH接近1时,氨基酸的可解离基团全部质子化,当pH在13左右时,则全部去质子化.在这中间的某一pH(因不同氨基酸而异),氨基酸以等电的兼性离子(H3N+CHRCOO-)状态存在。某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质pH称为该氨基酸的等电点,用pI表示。 所有的α—氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应。α—NH2与2,4-二硝基氟苯(DNFB)作用产生相应的DNP-氨基酸(Sanger反应);α—NH2与苯乙硫氰酸酯(PITC)作用形成相应氨基酸的苯胺基硫甲酰衍生物( Edman反应).胱氨酸中的二硫键可用氧化剂(如过甲酸)或还原剂(如巯基乙醇)断裂.半胱氨酸的SH基在空气中氧化则成二硫键.这几个反应在氨基酸荷蛋白质化学中占有重要地位。 除甘氨酸外α—氨基酸的α-碳是一个手性碳原子,因此α-氨基酸具有光学活性.比旋是α-氨基酸的物理常数之一,它是鉴别各种氨基酸的一种根据. 参与蛋白质组成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外区有光吸收,这是紫外吸收法定量蛋白质的依据。核磁共振(NMR)波谱技术在氨基酸和蛋白质的化学表征方面起重要作用。 氨基酸分析分离方法主要是基于氨基酸的酸碱性质和极性大小。常用方法有离子交换柱层析、高效液相层析(HPLC)等。 习题 1。写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号:精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。[见表3-1]

生物化学糖类化学的习题

一.选择题 1. 下列哪种糖没有还原性( ) A麦芽糖B蔗糖C木糖D 果糖 2.下列有关糖苷的性质叙述正确的是() A在稀盐酸中稳定B在稀NaoH溶液中稳定C糖苷都是还原性糖D无旋光性 3.下列有关葡萄糖的叙述错误的是() A显示还原性B在强酸中脱水形成5-羟甲基糖醛C莫利旋试验阴性D与苯肼反应生成脎4.葡萄糖的α–型和β–型是() A对映体B异头物C顺反异构体D非对映体 5.下列哪种糖不能生成糖脎() A葡萄糖B果糖C蔗糖D 乳糖 6.下列单糖中哪个是酮糖() A核糖B木糖C葡萄糖D 果糖 7.下列糖不具有变旋现象的是() A果糖B乳糖C淀粉D 半乳糖

8.下列有关糖原结构的叙述错误的是() A有α-1,4-糖苷键B有α-1,6-糖苷键C 糖原由α-D-葡萄糖组成D糖原是没有分支的分子 9.下列有关纤维素的叙述错误的是() A纤维素不溶于水B纤维素不能被人体吸收C纤维素是葡萄糖以β-1,4糖苷键连接的D纤维素含有支链 10.下图的结构式代表哪种糖() A. α-D-葡萄糖 B. β-D-葡萄糖 C. α-D-半乳糖 D. β-D-半乳糖 11.蔗糖与麦芽糖的区别在于() A.麦芽糖是单糖 B.蔗糖是单糖 C.蔗糖含果糖残基 D.麦芽糖含果糖残基 12.下列不能以环状结构存在的糖是()

13.葡萄糖和甘露糖是( ) A.异头体 B.差向异构体 C 对映体 D.顺反 异构体 14.含有α-1,4-糖苷键的是( ) A.麦芽糖 B.乳糖 C.纤维素 D.蔗糖 15.( )是构建几丁质的单糖残基 A.N-乙酰葡萄糖胺 B.N-乙酰胞壁酸 C.N-乙酰神 经氨酸 D.N-乙酰半乳糖胺 16.肝素,透明质酸在动物新陈代谢中均有重要功能,它们 属于以下哪一类( ) A.蛋白质 B.糖 C.脂肪 D.维生素 17.下列关于淀粉的叙述错误的是( ) A.淀粉不含支链 B.淀粉中含有α-1,4和α-1,6

生物化学习题——糖类

糖类化学 一、填空题 1.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 2.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。 3.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是 ________________,肌肉中含量最丰富的糖是________________。 4.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过 ________________糖苷键相连。 5.鉴别糖的普通方法为________________试验。 6.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 7.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 8.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 9.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。 二、是非题 1.[ ]果糖是左旋的,因此它属于L-构型。 2.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。 8.[ ]糖链的合成无模板,糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。 9.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。 10.[ ]肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸,而且还有D-型氨基酸。 三、选择题 1.[ ]下列哪种糖无还原性? A.麦芽糖 B.蔗糖 C.阿拉伯糖 D.木糖 E.果糖 2.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为 A.4 B.3 C.18 D.32 E.64 3.[ ]下列物质中哪种不是糖胺聚糖? A.果胶 B.硫酸软骨素 C.透明质酸 D.肝素 E.硫酸粘液素 4.[ ]下图的结构式代表哪种糖? A.α-D-葡萄糖 B.β-D-葡萄糖 C.α-D-半乳糖 D.β-D-半乳糖 E.α-D-果糖

王镜岩生物化学名词解释.

生物化学名词解释 1 .氨基酸(am i no acid):是含有一个碱性氨基(-N H 2)和一个酸性羧基(-COOH)的有机化合物,氨基一般连在α -碳上。氨基酸是蛋白质的构件分子 2.必需氨基酸(essential am i no acid):指人(或其它脊椎动物)(赖氨酸,苏氨酸等)自己不能合成,需要从食物中获得的氨基酸。 3.非必需氨基酸(n onessential am i no aci d):指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成,不需要从食物中获得的氨基酸。 4.等电点(pI,isoel ectric poi nt):使氨基酸处于兼性离子状态,在电场中不迁移(分子的静电荷为零)的 pH 值。 5.茚三酮反应(ninhydrin reacti on ):在加热条件下,氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色(与脯氨酸及羟脯氨酸反应生成黄色)化合物的反应。 6.层析(ch rom at og raphy) :按照在移动相和固定相(可以是气体或液体)之间的分配比例将混合成分分开的技术。 7.离子交换层析(ion-exc hange colum n):一种用离子交换树脂作支持剂的层析技术。 8.透析(dialysis):利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质,使蛋白质和其他小分子物质如无机盐、单糖等分开的一种分离纯化技术。 9.凝胶过滤层析(gel filtration ch rom at og raphy, GPC):也叫做分子排阻层析/凝胶渗透层析。一种利用带孔凝胶珠作基质,按照分子大小分离蛋白质或其它分子混合物的层析技术。 10.亲合层析(affinity chrom atog raph ):利用共价连接有特异配体的层析介质,分离蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白质或其它分子的层析技术。 11.高压液相层析(HPLC):使用颗粒极细的介质,在高压下分离蛋白质或其他分子混合物的层析技术。 12.凝胶电泳(gel elect roph oresis):以凝胶为介质,在电场作用下分离蛋白质或核酸的分离纯化技术。 13.SDS-聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS-PAGE):在去污剂十二烷基硫酸钠存在下的聚丙烯酰氨凝胶电泳。SDS-PAGE 只是按照分子的大小,而不是根据分子所带的电荷大小分离的。 14.等电聚焦电泳(IEF):利用一种特殊的缓冲液(两性电解质)在聚丙烯酰氨凝胶制造一个 pH 梯度,电泳时,每种蛋白质迁移到它的等电点(pI)处,即梯度为某一 pH 时,就不再带有净的正或负电荷了。 1 5.双向电泳(tw o-dim ension al electroph orese):等电聚焦电泳和 SDS-PAGE 的组合,即先进行等电聚焦电泳(按照 pI)分离,然后再进行 SDS-PAGE(按照分子大小分离)。经染色得到的电泳图是二维分布的蛋白质图。 1 6.Edm an 降解(Edm an deg radation ):从多肽链游离的 N 末端测定氨基酸残基的序

生物化学知识点汇总(王镜岩版)

生物化学知识点汇总(王镜岩版)

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生物化学讲义(2003) 孟祥红 绪论(preface) 一、生物化学(biochemistry)的含义: 生物化学可以认为是生命的化学(chemistryoflife)。 生物化学是用化学的理论和方法来研究生命现象。 1、生物体是有哪些物质组成的?它们的结构和性质如何?容易回答。 2、这些物质在生物体内发生什么变化?是怎样变化的?变化过程中能量是怎样转换的?(即这些物质在生物体 内怎样进行物质代谢和能量代谢?)大部分已解决。 3、这些物质结构、代谢和生物功能及复杂的生命现象(如生长、生殖、遗传、运动等)之间有什么关系?最复 杂。 二、生物化学的分类 根据不同的研究对象:植物生化;动物生化;人体生化;微生物生化 从不同的研究目的上分:临床生物化学;工业生物化学;病理生物化学;农业生物化学;生物物理化学等。 糖的生物化学、蛋白质化学、核酸化学、酶学、代谢调控等。 三、生物化学的发展史 1、历史背景:从十八世下半叶开始,物理学、化学、生物学取得了一系列的重要的成果(1)化学方面 法国化学家拉瓦锡推翻“燃素说”并认为动物呼吸是像蜡烛一样的燃烧,只是动物体内燃烧是缓慢不发光的 燃烧——生物有氧化理论的雏形 瑞典化学家舍勒——发现了柠檬酸、苹果酸是生物氧化的中间代谢产物,为三羧酸循环的发现提供了线索。 (2)物理学方面:原子论、x-射线的发现。 (3)生物学方面:《物种起源——进化论》发现。 2、生物化学的诞生:在19世纪末20世纪初,生物化学才成为一门独立的科学。 德国化学家李比希: 1842年撰写的《有机化学在生理与病理学上的应用》一书中,首次提出了新陈代谢名词。另一位是德国医生霍佩赛勒: 1877年他第一次提出Biochemie这个名词英文译名是Biochemistry(orBiologicalchemistry)汉语翻译成 生物化学。 3、生物化学的建立: 从生物化发展历史来看,20世纪前半叶,在蛋白质、酶、维生素、激素、物质代谢及生物氧化方面有了长足 进步。成就主要集中于英、美、德等国。 英国,代表人物是霍普金斯——创立了普通生物化学学派。

王镜岩(第三版)生物化学下册课后习题答案

第19章代谢总论 ⒈怎样理解新陈代谢? 答:新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称,是生物体表现其生命活动的重要特征之一。它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。新陈代谢的功能可概括为五个方而:①从周围环境中获得营养物质。②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。③将结构元件装配成自身的大分子。④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。⑤提供机体生命活动所需的一切能量。 ⒉能量代谢在新陈代谢中占何等地位? 答:生物体的一切生命活动都需要能量。生物体的生长、发育,包括核酸、蛋白质的生物合成,机体运动,包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等,都需要消耗能量。如果没有能量来源生命活动也就无法进行.生命也就停止。 ⒊在能量储存和传递中,哪些物质起着重要作用? 答:在能量储存和传递中,ATP(腺苷三磷酸)、GTP(鸟苷三磷酸)、UTP(尿苷三磷酸)以及CTP(胞苷三磷酸)等起着重要作用。 ⒋新陈代谢有哪些调节机制?代谢调节有何生物意义? 答:新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平:分子水平、细胞水平和整体水平。 分子水平的调节包括反应物和产物的调节(主要是浓度的调节和酶的调节)。酶的调节是最基本的代谢调节,包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。酶的数量不只受到合成速率的调节,也受到降解速率的调节。合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。在酶的活性调节机制中,比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。 细胞的特殊结构与酶结合在一起,使酶的作用具有严格的定位条理性,从而使代谢途径得到分隔控制。 多细胞生物还受到在整体水平上的调节。这主要包括激素的调节和神经的调节。高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官,而使新陈代谢受到合理的分工安排。人类还受到高级神经活动的调节。 除上述各方面的调节作用外,还有来自基因表达的调节作用。 代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境,从而得以生存。 ⒌从“新陈代谢总论”中建立哪些基本概念? 答:从“新陈代谢总论”中建立的基本概念主要有:代谢、分解代谢、合成代谢、递能作用、基团转移反应、氧化和还原反应、消除异构及重排反应、碳-碳键的形成与断裂反应等。 ⒍概述代谢中的有机反应机制。 答:生物代谢中的反应大体可归纳为四类,即基团转移反应;氧化-还原反应;消除、异构化和重排反应;碳-碳键的形成或断裂反应。这些反应的具体反应机制包括以下几种:酰基转移,磷酰基转移,葡糖基基转移;氧化-还原反应;消除反应,分子内氢原子的迁移(异构化反应),分子重排反应;羟醛综合反应,克莱森酯综合反应,β-酮酸的氧化脱羧反应。

生物化学第三章糖类化学的习题

一.选择题 1.下列哪种糖没有还原性() A麦芽糖B蔗糖C木糖D果糖 2.下列有关糖苷的性质叙述正确的是() A在稀盐酸中稳定B在稀NaoH溶液中稳定C糖苷都是还原性糖D无旋光 A D与 8.下列有关糖原结构的叙述错误的是() A有α-1,4-糖苷键B有α-1,6-糖苷键C糖原由α-D-葡萄糖组成D糖原是 没有分支的分子 9.下列有关纤维素的叙述错误的是()

A纤维素不溶于水B纤维素不能被人体吸收C纤维素是葡萄糖以β-1,4糖 苷键连接的D纤维素含有支链 10.下图的结构式代表哪种糖() A.α-D-葡萄糖 B.β-D-葡萄糖 C.α-D-半乳糖 D.β-D-半乳糖 A.

A.N- 16.17.下列关于淀粉的叙述错误的是() A.淀粉不含支链 B.淀粉中含有α-1,4和α-1,6糖苷键 C.淀粉分直链淀粉和支链淀粉 D.直链淀粉溶于水 18.下列哪一种糖不是二糖() A.纤维二糖 B.纤维素 C.乳糖 D.蔗糖 19.组成RNA 的糖是()

A.核糖 B.脱氧核糖 C.木糖 D.阿拉伯糖 20.下图的结构式代表哪种糖() A.α-D- 1. 2. 3. 4.葡萄糖是多羟基醛,应该有醛的特性反应,但实际上不如简单醛类那样显着,例如葡萄糖不能与schiff试剂发生紫红色反应,也难与发生加成反 应。 5.单糖的羰基在适当的条件下被还原,例如用处理醛糖或酮糖,则被还原 成。

6.蔗糖是由一分子和一分子组成,他们之间通过糖苷键相连。 7.自然界中常见的糖醛酸有、、。 8.棉籽糖完全水解产生、、各一分子。 9.天然淀粉一般含有两种组份、。 三.判断题: 1.单糖是多羟基酮或醛。————————————————————— 2. 3. 4.D- 5. 6.β-D- —————————————() 7.葡萄糖是多羟基醛,因此显示部分醛的性质,与schiff试剂发生紫红 色反应。—() 8.链状结构的葡萄糖与环状结构的葡萄糖的手性碳原子数相等。———— ————-()

王镜岩生物化学题库精选有详细答案

第十章D N A的生物合成(复制) 一、A型选择题 1.遗传信息传递的中心法则是() A.DNA→RNA→蛋白质 B.RNA→DNA→蛋白质 C.蛋白质→DNA→RNA D.DNA→蛋白质→RNA E.RNA→蛋白质→DNA 2.关于DNA的半不连续合成,错误的说法是() A.前导链是连续合成的 B.随从链是不连续合成的 C.不连续合成的片段为冈崎片段 D.随从链的合成迟于前导链酶合成 E.前导链和随从链合成中均有一半是不连续合成的 3.冈崎片段是指() A.DNA模板上的DNA片段 B.引物酶催化合成的RNA片段 C.随从链上合成的DNA片段 D.前导链上合成的DNA片段 E.由DNA连接酶合成的DNA 4.关于DNA复制中DNA聚合酶的错误说法是() A.底物都是dNTP B.必须有DNA模板 C.合成方向是5,→3, D.需要Mg2+参与 E.需要ATP参与 5.下列关于大肠杆菌DNA聚合酶的叙述哪一项是正确() A.具有3,→5,核酸外切酶活性 B.不需要引物 C.需要4种NTP D.dUTP是它的一种作用物 E.可以将二个DNA片段连起来 6.DNA连接酶() A.使DNA形成超螺旋结构 B.使双螺旋DNA链缺口的两个末端连接 C.合成RNA引物D.将双螺旋解链 E.去除引物,填补空缺 7.下列关于DNA复制的叙述,哪一项是错误的() A.半保留复制 B.两条子链均连续合成 C.合成方向5,→3, D.以四种dNTP为原料 E.有DNA连接酶参加 8.DNA损伤的修复方式中不包括() A.切除修复 B.光修复 C.SOS修复 D.重组修复 E.互补修复 9.镰刀状红细胞性贫血其β链有关的突变是() A.断裂B.插入C.缺失 D.交联 E.点突变 10.子代DNA分子中新合成的链为5,-ACGTACG-3,,其模板链是() A.3,-ACGTACG-5, B.5,-TGCATGC-3, C.3,-TGCATGC-5, D.5,-UGCAUGC-3, E.3,-UGCAUGC-5, 二、填空题 1.复制时遗传信息从传递至;翻译时遗传信息从传递至。 2.冈崎片段的生成是因为DNA复制过程中,和的不一致。 3.能引起框移突变的有和突变。 4.DNA复制的模板是;引物是;基本原料是;参与反应的主要酶类有、、、和。 5.DNA复制时连续合成的链称为链;不连续合成的链称为链。 6.DNA的半保留复制是指复制生成的两个子代DNA分子中,其中一条链是,另一条链 是。 7.DNA 复制时,阅读模板方向是,子代DNA合成方向是,催化DNA合成的酶是。 8.以5,-ATCGA-3,模板,其复制的产物是5, 3,。

封面、目录、 概要 王镜岩《生物化学》第三版笔记(打印版)

生物化学笔记王镜岩等《生物化学》第三版 适合以王镜岩《生物化学》第三版为考研指导 教材的各高校的生物类考生备考

目录 第一章概述------------------------------01 第二章糖类------------------------------06 第三章脂类------------------------------14 第四章蛋白质(注1)-------------------------21 第五章酶类(注2)-------------------------36 第六章核酸(注3)--------------------------------------45 第七章维生素(注4)-------------------------52 第八章抗生素------------------------------55 第九章激素------------------------------58 第十章代谢总论------------------------------63 第十一章糖类代谢(注5)--------------------------------------65 第十二章生物氧化------------------------------73 第十三章脂类代谢(注6)--------------------------------------75 第十四章蛋白质代谢(注7)-----------------------------------80 第十五章核苷酸的降解和核苷酸代谢--------------86 第十六章 DNA的复制与修复(注8)---------------------------88 第十七章 RNA的合成与加工(注9)---------------------------93 第十八章蛋白质的合成与运转--------------------96 第十九章代谢调空------------------------------98 第二十章生物膜(补充部分)---------------------102

生物化学糖类试题及参考答案

第二章糖类化学 一、单项选择题 1.自然界分布最广、含量最多的有机分子是 A. 蛋白质 B. 核酸 C. 水 D. 糖类 E. 脂类 2. 以下哪个是碳水化合物? A. 二羟丙酮 B. 甘油 C. 类固醇 C. 乳酸 D.腺嘌呤 3. 以下哪个单糖最小? A. 半乳糖 B. 甘油醛 C.果糖 D. 核糖 E. 脱氧核糖 4. 以下哪个单糖是酮糖? A. 半乳糖 B. 果糖 C.甘油醛 D. 核糖 E. 脱氧核糖 5. 自然界中最丰富的单糖是 A. 半乳糖 B. 核糖 C.葡萄糖 D. 脱氧核糖 E. 蔗糖 6. 以下哪个含有果糖 A. 淀粉 B. 肝素 C. 乳糖 D. 麦芽糖 E. 蔗糖 7. 单糖分子至少含几个碳原子? A. 2 B. 3

C. 4 D. 5 E. 6 8. 以下哪个是不含手性碳原子的单糖? A. 半乳糖 B. 二羟丙酮 C. 甘油醛 D. 核糖 E. 脱氧核糖 9. 纤维素中的1个葡萄糖有几个手性碳原子? A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6 10. 糖原与纤维素中的葡萄糖只有1个碳原子不同,它是几号碳原子? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 11. 葡萄糖的构型是由它的几号碳原子决定的? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 12. 在溶液中,以下哪个糖没有半缩醛结构? A. 半乳糖 B. 二羟丙酮 C. 乳糖 D. 麦芽糖 E. 脱氧核糖 13. 葡萄糖在中性溶液中有几种异构体? A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6 14. 以下哪种分子结构中有呋喃环结构? A. 胆固醇 B. 核酸

王镜岩生物化学上册总结

糖类可以定义为:多羟基醛;多羟基酮;多羟基醛或多羟基酮的衍生物。 糖的命名与分类:1.单糖:不能被水解称更小分子的糖.2。寡糖:2-6个单糖分子脱水缩合而成3.多糖:同多糖:杂多糖:4.结合糖(复合糖,糖复合物):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 蛋白聚糖属于() A.多糖 B.双糖 C.复合糖 D.寡糖 E.单糖 第三章 蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。 存在自然界中的氨基酸有300余种,但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种,且均属 L-氨基酸(甘氨酸除外)。 等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。 氨基酸既含有能释放H+ 的基团(如羧基).也含有接受H+ 的基团(如氨基),因此是两性化合物,亦称两性电解质或兼性离子 pH 〉 pI时,氨基酸带负电荷,—COOH解离成- COO-,向正极移动。★ pH = pI时,氨基酸净电荷为零★ pH 〈 pI时,氨基酸带正电荷,-NH2解离成— NH3+,向负极移动. 若pI?pH 〉 0,两性离子带净正电荷,若pI?pH 〈 0,两性离子带净负电荷,差值越大,所带的净电荷越多。 1.半胱氨酸 pK1(α-COO—)=1.96, pK2(R-SH)=8。18,pK3(α—NH3+)=10.28,该氨基酸pI值为:A.5。07 B.6.12 C。6。80 D.7。68 E。9.23 2。赖氨酸 pK1(α-COO—)=2.18, pK1(α-NH3+)=8.95,pK3(R-NH3+)=10.53,该氨基酸pI值为:A. (pK1+ pK2)/2 B. (pK2+ pK3)/2 C. (pK1+ pK3)/2 D. (pK1+ pK2+ pK3)/3 E. (pK1+ pK2+ pK3)/2 3 .天冬氨酸 pK1(α-COO-)=1。96, pK2(α-COO—)=3.65,pK3(α—NH3+)=9。60,该氨基酸pI值为:A。2。92 B.3.65 C。5.7 4 D。6。62 E。7。51苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。 第四章 100克样品中蛋白质的含量 ( g % )= 每克样品含氮克数× 6。25×100 蛋白质具有重要的生物学功能1)作为生物催化剂(酶)2)代谢调节作用3)免疫保护作用4)物质的转运和存储5)运动与支持作用6)参与细胞间信息传递 蛋白质的一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序,即氨基酸序列。 主要的化学键肽键,有些蛋白质还包括二硫键 肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的a—羧基与另一个氨基酸的a-氨基脱水缩合而形成的化学键。肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而不完整,被称为氨基酸残基(residue)。参与肽键的6个原子Ca1、C、O、N、H、Ca2位于同一平面,Ca1和Ca2在平面上所处的位置为反式(trans)构型,此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元 (peptide unit) .肽键的结构特点:酰胺氮上的孤对电子与相邻羰基之间形成共振杂化体。肽键具有部分双键性质,不能自由旋转。肽键具有平面性,组成肽键的4个原子和2个Cα几乎处在同一平面内(酰氨平面).肽链中的肽键一般是反式构型 同源蛋白质:在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。 如:血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能,细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。

生物化学习题糖类完整版

生物化学习题糖类 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

糖类化学 一、填空题 1.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 2.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。 3.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是 ________________,肌肉中含量最丰富的糖是________________。 4.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。 5.鉴别糖的普通方法为________________试验。 6.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。 7.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 8.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。 9.多糖的构象大致可分为________________、________________、 ________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是 ________________。 二、是非题 1.[ ]果糖是左旋的,因此它属于L-构型。 2.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。 5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。 8.[ ]糖链的合成无模板,糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。 9.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。 10.[ ]肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸,而且还有D-型氨基酸。 三、选择题 1.[ ]下列哪种糖无还原性 A.麦芽糖 B.蔗糖 C.阿拉伯糖 D.木糖 E.果糖 2.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为 .3 C 3.[ ]下列物质中哪种不是糖胺聚糖 A.果胶 B.硫酸软骨素 C.透明质酸 D.肝素 E.硫酸粘液素 4.[ ]下图的结构式代表哪种糖?

王镜岩《生物化学》笔记(整理版)第一章

导入:100年前,恩格斯指出“蛋白体是生命的存在形式”;今天人们如何认识蛋白 质的概念和重要性? 1839年荷兰化学家马尔德(G.J.Mulder)研究了乳和蛋中的清蛋白,并按瑞典化学家Berzelius的提议把提取的物质命名为蛋白质(Protein,源自希腊语,意指“第一重要的”)。德国化学家费希尔(E.Fischer)研究了蛋白质的组成和结构,在1907年奠立蛋白质化学。英国的鲍林(L.Pauling)在1951年推引出蛋白质的螺旋;桑格(F.Sanger)在1953 年测出胰岛素的一级结构。佩鲁茨(M.F.Perutz)和肯德鲁(J.C.kendrew) 在1960年测定血红蛋白和肌红蛋白的晶体结构。1965年,我国生化学者首先合成了具有生物活性的蛋白质——胰岛素(insulin)。 蛋白质是由L-α-氨基酸通过肽键缩合而成的,具有较稳定的构象和一定生物功能的 生物大分子(biomacromolecule)。蛋白质是生命活动所依赖的物质基础,是生物体中含 量最丰富的大分子。 单细胞的大肠杆菌含有3000多种蛋白质,而人体有10万种以上结构和功能各异的蛋 白质,人体干重的45%是蛋白质。生命是物质运动的高级形式,是通过蛋白质的多种功能 来实现的。新陈代谢的所有的化学反应几乎都是在酶的催化下进行的,已发现的酶绝大多 数是蛋白质。生命活动所需要的许多小分子物质和离子,它们的运输由蛋白质来完成。生 物的运动、生物体的防御体系离不开蛋白质。蛋白质在遗传信息的控制、细胞膜的通透性,以及高等动物的记忆、识别机构等方面都起着重要的作用。随着蛋白质工程和蛋白质组学 的兴起和发展,人们对蛋白质的结构与功能的认识越来越深刻。 第一节蛋白质的分子组成 一、蛋白质的元素组成 经元素分析,主要有 C(50%~55%)、H(6%~7%)、O(19%~24%)、N(13%~19%)、S(0%~4%)。有些蛋白质还含微量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I等。 各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。因此,可以用定氮法来推算样品中蛋白质 的大致含量。

王镜岩生化真题名词解释整理汇总情况

王镜岩——生物化学名词解释(2013年~2002年) 【2013年】 1.寡聚蛋白质(oligomeric protein):两条或两条以上具有三级结构的多肽链组成的蛋白质。(也称多聚蛋白质)。如:血红蛋白(两条α链,两条β链)、己糖激酶(4条α链)。附:仅由一条多肽链构成的蛋白质称为单体蛋白质。如:溶菌酶和肌红蛋白【第三章蛋白质】(上159) 2.酶的转换数(turnover number,TN):即K3,又称催化常数(catalytic constant,K cat)是指在一定条件下每秒钟每个酶分子转换底物的分子数。(通常来表示酶的催化效率) 附:[ 或每秒钟每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数] ,大多数酶对它们的天然底物的转换数的变化围是每秒1到104(上321)【第四章酶】 3.糖的变旋现象(mutarotation):是当一种旋光异构体,如糖溶于水中转变为几种不同的旋光异构体的平衡混合物时,发生的旋光变化的现象。【第一章糖类】(上8;2013、2008) 4.油脂的酸值(acid number):是指中和1g油脂中的游离脂肪酸所消耗KOH 的毫克数。【第二章脂类和生物膜】(上95) 5.激素受体:位于细胞表面或细胞,结合特异激素并引发细胞响应的蛋白质。【第六章维生素、激素和抗生素】 6.乙醛酸循环(glyoxylic acid cycle ,GAC):是一种被修改的三羧酸循环,在两种循环中具有某些相同的酶和产物,但代谢途径不同,在乙醛酸循环中乙酰CoA首先和草酰乙酸缩合成柠檬酸,然后转变为异柠檬酸,再裂解为琥珀酸和乙醛酸,在这一循环中产生乙醛酸,故称乙醛酸循环。【第八章糖代谢】(这个循环除两步由异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶催化的反应外,其他的反应都和“柠檬酸循环”相同。)(2013、2012) 资料2:又称三羧酸循环支路,该途径在动物体不存在,只存在于植物和微生物中,主要在乙醛酸循环体中和线粒体中进行。乙醛酸循环从草酰乙酸与乙酰CoA缩合形成柠檬酸开始,柠檬酸经异构化生成异柠檬酸,与TCA循环不同的是异柠檬酸经异柠檬酸裂解酶裂解为琥珀酸和乙醛酸。乙醛酸与另一分子乙酰CoA在苹果酸合酶的催化下形成苹果酸,最后生成草酰乙酸。该途径中含有两种特异的酶:异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶,其总反应式为:2乙酰CoA+2NAD++FAD →草酰乙酸+2CoASH+2NADH+2H++FADH2。 7.丙酮酸脱氢酶系: 8.呼吸链:由一系列可作为电子载体的酶复合体和辅助因子构成,可将来自还原型辅酶或底物的电子传递给有氧代谢的最终的电子受体分子氧(也称呼吸电子传递链)【第七章代谢总论、生物氧化和生物能学】(2013、2011) 9.化学渗透学说(chemiosnotic theory):电子经呼吸链传递的同时,可将质子从膜的基质面排到膜外,造成膜外的电化学梯度,此梯度贮存的能量致使质子顺梯度回流,并使P 与ADP生成ATP。【第七章代谢总论、生物氧化和生物能学】 10.半乳糖血症(galactosemia):人类的一种基因型遗传代谢缺陷,是由于缺乏1—磷酸半乳糖尿酰转移酶,导致婴儿不能代谢奶汁中乳糖分解生成的半乳糖。【第八章糖代谢】(2013、2011) 11.退火(annealing):热变性的DNA,在缓慢冷却条件下重新形成双链的过程。[ 将热变性的DNA骤然冷却至低温时,DNA不可能复性。] 退火温度=Tm—25℃【第五章核酸化

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