考博食品生物化学专题部分复习提纲

考博食品生物化学专题复习提纲

一、蛋白质

蛋白质：蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。蛋白质生理功能：构造人的身体，结构物质，载体的运输，抗体的免疫，酶的催化，激素的调节，胶原蛋白，能源物质。

蛋白质的性质：

两性物质：（类似氨基酸）

水解反应：（酸，碱，酶的作用下，经过多肽，最后得到多种α-氨基酸）

胶体性质：有些蛋白能够溶解在水里（鸡蛋白），形成溶液具有胶体性质

沉淀：高浓度中性盐，有机溶剂，重金属，生物碱或酸，热变性。使蛋白质溶解度降低，从而析出，叫做盐析，不影响性质，可逆过程，分段盐析方法可以分离提纯蛋白质。

变性：在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下，蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来。变性后失去生理上作用，这种凝结是不可逆的，蛋白质的这种变化叫做变性。蛋白质变性之后，紫外吸收，化学活性以及粘度都会上升，变得容易水解，但溶解度会下降。（物理因素：加热，加压，搅拌，震荡，紫外线辐射，X射线，超声波等，化学因素：强酸，强碱，重金属盐，三氯乙酸，伊春，丙酮等）

颜色反应：蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应。

气味反应：蛋白质在灼烧分解时，可以产生一种烧焦羽毛的特殊气味。利用这一性质可以鉴别蛋白质。

折叠：

蛋白质结构与功能之间的关系：蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。

一级结构（primary structure)：氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序称为蛋白质的一级结构，每种蛋白质都有唯一而确切的氨基酸序列。

二级结构（secondary structure）：蛋白质分子中肽链并非直链状，而是按一定的规律卷曲（如α-螺旋结构）或折叠（如β-折叠结构）形成特定的空间结构，这是蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基亚氨基（—NH—）上的氢原子和羰基上的氧原子之间形成的氢键而实现的。

三级结构（tertiary structure）：在二级结构的基础上，肽链还按照一定的空间结构进一步形成更复杂的三级结构。肌红蛋白，血红蛋白等正是通过这种结构使其表面的空穴恰好容纳一个血红素分子。

四级结构（quaternary structure）：具有三级结构的多肽链按一定空间排列方式结合在一起形成的聚集体结构称为蛋白质的四级结构。如血红蛋白由4个具有三级结构的多肽链构成，其中两个是α-链，另两个是β-链，其四级结构近似椭球形状。

蛋白质合成过程：生物按照从脱氧核糖核酸(DNA)转录得到的信使核糖核酸（mRNA）上的遗传信息合成蛋白质的过程。

蛋白质的分析方法：

色谱分离法：离子交换色谱，凝胶过滤色谱，亲和色谱，最后用电泳（以电荷和质量来分离分子的技术）

电泳：带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，利用带电粒子在电场中移动

速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。

SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）：蛋白质先被处理打断蛋白质分子形态，变成线性，通过带大量电荷的SDS结合到蛋白质分子上克服了蛋白质分子原有的电荷影响而得到恒定的荷质比，然后按照分子量大小进行分离，通过蛋白质表扬进行对比。

二维电泳（2DE）：复杂蛋白质在水平方向上被等电聚集，一种通过不同点和来分离分子的技术。这些带电的被分离的混合物在垂直方向上经历凝胶电泳，按照大小分子进行分离。质谱法（MS）：将蛋白质分子放在有机分子基质中，由镭射脉冲辐射，导致蛋白质样品解离，蛋白质可以由系列的例子来鉴定。

蛋白质等电点：使点白纸表面净电荷为零的pH值，英文缩写pl

影响电泳的因素：pH，缓冲液的离子强度，电场强度，电渗现象

电泳选择：DNA电泳一般使用的都是琼脂糖凝胶电泳，电泳的驱动力靠DNA骨架本身的负电荷。

蛋白质电泳（一般指SDS-PAGE）一般使用的都是聚丙烯酰胺凝胶电泳，电泳的驱动力靠与蛋白质结合的SDS上所携带的负电荷。

所以相同点就是样品都是带负电荷的，从负极向正极移动，移动的距离都和样品的分子量有关。而且这两个电泳体系可以互相交换使用。进行大分子蛋白质电泳时，可以考虑换用琼脂糖凝胶，因为该体系孔径大。相反，如果需要精确到各位数碱基的DNA电泳也可以使用聚丙烯酰胺凝胶系统，因为使用该系统可以将相差一个碱基的两条DNA链分开。

必需氨基酸：必需氨基酸指的是人体自身（或其它脊椎动物）不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。

ATP：三磷酸腺苷，水解时释放出能量较多，是生物体内最直接的能量来源。

α螺旋与氨基酸：①侧链基团的电荷性质和大小都有影响，甘氨酸由于侧链太小，构象不稳定，是α螺旋的破坏者；②连续存在带相同电荷的氨基酸残基；③不存在脯氨酸残基，脯氨酸由于其亚氨基少一个氢原子，无法形成氢键，而且Cα－N键不能旋转，所以是α螺旋的破坏者，肽链中出现脯氨酸就中断α螺旋，形成一个“结节”。

二、酶

酶：指具有生物催化功能的高分子物质，在酶的催化反应体系中，反应物分子被称为底物，底物通过酶的催化转化为另一种分子。

酶的催化反应：酶是一类生物催化剂，生物体内含有数千种酶，它们支配着生物的新陈代谢、营养和能量转换等许多催化过程，与生命过程关系密切的反应大多是酶催化反应。

酶与无机催化的共性：1。相同点：1）改变化学反应速率，本身几乎不被消耗；2）只催化已存在的化学反应；3）加快化学反应速率，缩短达到平衡时间，但不改变平衡点；4）降低活化能，使化学反应速率加快。5）都会出现中毒现象。

酶的催化特性：高效性，专一性，多样性，温和性。活性可调节性，易变性，有些酶的催化性与辅助因子有关。

酶的分类与催化特性：

氧化还原酶类（oxidoreductase）促进底物进行氧化还原反应的酶类，是一类催化氧化还原反应的酶，可分为氧化酶和还原酶两类。

转移酶类（transferases）催化底物之间进行某些基团（如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等）的转移或交换的酶类。例如，甲基转移酶、氨基转移酶、乙酰转移酶、转硫酶、激酶和多聚酶等。

水解酶类（hydrolases ）催化底物发生水解反应的酶类。例如，淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、

磷酸酶、糖苷酶等。

裂合酶类（lyases）催化从底物（非水解）移去一个基团并留下双键的反应或其逆反应的酶类。例如，脱水酶、脱羧酶、碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。许多裂合酶催化逆反应，使两底物间形成新化学键并消除一个底物的双键。合酶便属于此类。

异构酶类（isomerases）催化各种同分异构体、几何异构体或光学异构体之间相互转化的酶类。例如，异构酶、表构酶、消旋酶等。

合成酶类（ligase）催化两分子底物合成为一分子化合物，同时偶联有ATP的磷酸键断裂释能的酶类。例如，谷氨酰胺合成酶、DNA连接酶、氨基酸：tRNA连接酶以及依赖生物素的羧化酶等。

Taq DNA聚合酶：Taq DNA聚合酶是从一种水生栖热菌(Thermusaquaticus)yT1株分离提取的·yT是一种嗜热真细菌，能在70～75℃生长，一般适用于DNA片段的PCR扩增、DNA 标记、引物延伸、序列测定、平末端加A等，产物可直接用于T-A克隆载体。

酶活力测定：在一般的酶促反应体系中,底物往往是过量的,测定初速度时,底物减少量占总量的极少部分,不易准确检测,而产物则是从无到有,只要测定方法灵敏,就可准确测定.因此一般以测定产物的增量来表示酶促反应速度较为合适。

定义：指酶催化一定化学反应的能力。

单位：在特定条件下，1分钟内转化1微摩尔底物所需的酶量为一个活力单位(U)。温度规定为25度，其他条件取反应的最适条件。

比活力：每毫克酶蛋白所具有的酶活力。单位是u/mg。比活力越高则酶越纯。

转化数：每分子酶或每个酶活性中心在单位时间内能催化的底物分子数(TN)。相当于酶反应的速度常数kp。也称为催化常数（Kcat）。1/kp称为催化周期。碳酸酐酶是已知转换数最高的酶之一，高达36×106每分，催化周期为1.7微秒。

RNA

录酶

纤维素酶解：末端糖苷水解酶,支链糖苷水解酶,链内糖苷水解酶,还有双糖苷键水解酶

三、脂肪

脂肪的分类：脂肪是甘油和三分子脂肪酸合成的甘油三酯。

鞘糖脂：脑苷脂类、神经节昔脂。

脂蛋白：乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。

类固醇：胆固醇、麦角因醇、皮质甾醇、胆酸、维生素D、雄激素、雌激素、孕激素。

脂肪的功能：供给人体热量作用，构成身体组织和生物活性物质的作用，调节生理机能的作用，溶解营养素的作用，维持人体体温，固定体内脏器

不饱和脂肪酸：除饱和脂肪酸以外的脂肪酸，不饱和脂肪酸根据双键个数的不同，分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸二种。根据双键的位置及功能又将多不饱和脂肪酸分为ω-6

系列和ω-3系列。α-亚麻酸，亚油酸。调节血脂，清理血栓，免疫调节，维护视网膜提高视力，补脑健脑，改善关节炎症状减轻疼痛

必需脂肪酸：一类维持生命所必需的体内部不能合成或者合成速度不能满足需要而必须从外界摄取的脂肪酸。

多不饱和脂肪酸：指含有两个或两个以上双键且碳链长度为18～22个碳原子的直链脂肪酸。

四、碳水化合物

褐变：褐变指在食品加工，贮藏过程中颜色发生变化而趋向加深的现象

非酶褐变：maillard反应，食品体系中含有氨基的化合物与含有羰基的化合物之间发生反应

而使食品颜色加深的反应，初始阶段：羰基缩合与分子重排，与氨基生成果糖胺，果糖胺与葡萄糖缩合生成双果糖胺，中间阶段：果糖胺降解生成羟甲基糠醛，生成还原酮，氨基酸与二羟基化合物作用，终止阶段：羟醛缩合与聚合形成褐色素

焦糖化：指在不含氨基化合物的情况下，浆糖类物质加热到熔点以上温度。使其发焦变黑的现象

酶促褐变：在采收后，当有机械性损伤发生或处于异常环境时，果蔬中原有的氧化还原平衡被破坏，导致氧化产物积累，造成果蔬变色，由酶催化。，酚酶，抗坏血酸酶，过氧化物酶等

酶促褐变控制：热处理（热烫，巴氏杀菌），酸处理，so2及亚硫酸盐处理，驱氧法，底物改性，添加底物类似物竞争性抑制酶活

丙烯酰胺：单体用于塑料生产，是一种神经毒，疑似为致癌物，丙烯酰胺主要在高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物加热(120°C 以上)烹调过程中形成。140-180℃为生成的最佳温度，通过美拉德反应形成、

丙烯酰胺的控制：进行暴露评估，研究化学物的毒理学，改进加工技术、降低聚丙烯酰胺的使用

糖酵解：糖酵解（glycolysis）是指1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子的过程。糖酵解是指将葡萄糖或糖原分解为丙酮酸，ATP和NADH+H的过程，此过程中伴有少量ATP的生成。这一过程是在细胞质中进行，不需要氧气，每一反应步骤基本都由特异的酶催化。在缺氧条件下丙酮酸则可在乳酸脱氢酶的催化下，接受磷酸丙糖脱下的氢，被还原为乳酸。

而有氧条件下的糖的氧化分解，称为糖的有氧氧化，丙酮酸可进一步氧化分解生成乙酰CoA 进入三羧酸循环，生成CO2和H2O。

糖的有氧氧化和糖酵解在开始阶段的许多步骤是完全一样的，只是分解为丙酮酸以后，由于供氧条件不同才有所分歧。

糖酵解总共包括10个连续步骤，均由对应的酶催化。

总反应为：葡萄糖+2ATP+2ADP+2Pi+2NAD+ ——>2丙酮酸+4ATP+2NADH+2H+

丙酮酸（CH3COCOOH）+NADH+H+ —可逆—>乳酸(CH3CHOHCOOH)+NAD+

糖酵解意义：

1．糖酵解是存在一切生物体内糖分解代谢的普遍途径

2．通过糖酵解使葡萄糖降解生成ATP，为生命活动提供部分能量，尤其对厌氧生物是获得能量的主要方式

3．糖酵解途径为其他代谢途径提供中间产物（提供碳骨架），如6-磷酸葡萄糖是磷酸戊糖途径的底物；磷酸二羟丙酮、3-磷酸甘油是脂肪合成的底物

4．是糖有氧分解的准备阶段

5．由非糖物质转变为糖的异生途径的逆过程

三羧酸循环：三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，分布在线粒体。三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂类、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。

反应式Acetyl-CoA + 3 NAD + FAD + GDP + Pi + 2 H2O →CoA-SH + 3 NADH + 3 H + FADH2 + GTP + 2 CO2

三羧酸循环意义：

1．三大营养素的最终代谢通路

糖、脂肪和蛋白质在分解代谢过程都先生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A与草酰乙酸结合进入三羧酸循环而彻底氧化。所以三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白质分解的共同通路。

2．糖、脂肪和氨基酸代谢的联系通路

三羧酸循环另一重要功能是为其他合成代谢提供小分子前

体。α-酮戊二酸和草酰乙酸分别是合成谷氨酸和天冬氨酸的前体；草酰乙酸先转变成丙酮酸再合成丙氨酸；许多氨基酸通过草酰乙酸可异生成糖。所以三羧酸循环是糖、脂肪酸(不能异生成糖)和某些氨基酸相互转变的代谢枢纽。

五、其他

转基因食品：所谓转基因食品，就是通过基因工程技术将一种或几种外源性基因转移到某种特定的生物体中，并使其有效地表达出相应的产物（多肽或蛋白质），此过程叫转基因。以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。

转基因食品安全性：毒性，食品过敏性

实质等同性原则：

1993年，经济合作与发展组织（OECD）首次提出了实质等同性原则。OECD 认为，以实质等同性为基础的安全性评价，是说明现代生物技术生产的食品和食品成分安全性最实际的方法。1996年FAO和WHO 的专家咨询会议建议“以实质等同性原则为依据的安全性评价，可以用于评价GM生物衍生的食品和食品成分的安全性。”实质等同性可以证明转基因食品并不比传统食品不安全，但并不证明它是绝对安全的，因为证明绝对安全是不切实际的。会议将实质等同性分为以下三类：

（1）与传统食品和食品成分具有等同性；

（2）除某些特定差异外，与传统食品和食品成分具有等同性；

（3）与传统食品和食品成分无实质等同性；

转基因食品检测方法及原理：

PCR技术：对转入的外源基因进行PCR扩增，然后进行紫外或荧光检测

外联基因的定性检测：PCR，巢式和半巢式PCR，复合扩增PCR，核酸迹记法

外源基因的定量检测：定量PCR法，竞争性定量PCR法，实时定量PCR法，PCR-ELISA，基因芯片技术

外源蛋白质的检测方法：蛋白质印迹法，酶联免疫吸附试验，测流型免疫测定，试纸条法其他技术：色谱技术，毛细管电泳技术，近红外光谱技术

分离细胞组分方法：将细胞在缓冲液中进行均质（超声，研磨等），破环细胞结构，使细胞内的成分释放到水溶性缓冲溶液中，然后运用离心机的高速旋转是样品由于重力因素在不同速度下沉淀不同成分，细胞的基本组成被分离，运用色谱技术将每个阶段中出现的生物分子以个体基础分离。

新陈代谢：机体与机体内环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的自我更新过程叫做新陈代谢。

食源性病原菌检测方法：传统生物学方法，显色培养基法，胶体金试纸条检测，酶联免疫实验，免疫捕捉PCR，直接PCR，两对引物巢式PCR，膜过滤PCR，BIO-PCR，免疫磁珠PCR，bax快速检测系统

食源性致病菌PCR检测原理与方法：用于扩增位于两段已知序列之间的DNA片段，类似于天然DNA的复制过程，步骤：变性，退火（复性），延伸

生物氧化：有机物质在生物体细胞内氧化分解产生二氧化碳、水，并释放出大量能量的过程称为生物氧化（biological oxidation），又称细胞呼吸或组织呼吸。

生物氧化与非生物氧化异同：

生物氧化在活体细胞中进行,需酶参加

生物氧化条件温和

生物氧化是复杂的氧化还原过程

生物氧化的能量逐步释放,以ATP形式储存和转运

生物氧化在真核细胞线粒体内膜,原核细胞质膜上进行的

同：物质被氧化而释放出能量的过程

食品生物技术：食品生物技术（food biotechnology）是生物技术在食品原料生产、加工和制造中的应用的一个学科。它包括了食品发酵和酿造等最古老的生物技术加工过程，也包括了应用现代生物技术来改良食品原料的加工品质的基因、生产高质量的农产品、制造食品添加剂、植物和动物细胞的培养以及与食品加工和制造相关的其他生物技术，如酶工程、蛋白质工程和酶分子的进化工程等。生物技术在食品工业中的应用首先是在基因工程领域，即以DNA重组技术或克隆技术为手段，实现动物、植物、微生物等的基因转移或DNA重组，以改良食品原料或食品微生物。其次是在细胞工程的应用，即以细胞生物学的方法，按照人们预定的设计，有计划地改造遗传物质和细胞培养技术，再次是在酶工程的应用。酶是活细胞产生的具有高度催化活性和高度专一性的生物催化剂，可应用于食品生产过程中物质的转化。食品污染：食品本身不应含有有毒有害的物质。但是，食品在种植或饲养、生长、收割或宰杀、加工、贮存、运输、销售到食用前的各个环节中，由于环境或人为因素的作用，可能使食品受到有毒有害物质的侵袭而造成污染，使食品的营养价值和卫生质量降低。这个过程就是食品污染

食品污染分类：食品污染分为分为生物性、化学性及物理性污染三类

食品污染对人健康的形象：食用被污染的食品导致机体损害，常表现为：（1）急性中毒、

慢性中毒以及致畸、致癌、致突变的“三致”病变。（2）造成急性食品中毒。（3）引起机

体的慢性危害

黄曲霉毒素及其产生：黄曲霉毒素（AFT）是一类化学结构类似的化合物，均为二氢呋喃香豆素的衍生物。黄曲霉毒素是主要由黄曲霉（aspergillus flavus）寄生曲霉（a.parasiticus）产生的次生代谢产物，在湿热地区食品和饲料中出现黄曲霉毒素的机率最高。

黄曲霉毒素种类：已分离鉴定出12种包括B1,B2,G1,G2,M1,M2,P1,Q,H1,GM,B2a和毒醇，其中以B1毒性最大。

黄曲霉毒素对人体威胁：急性中毒，慢性中毒，致癌性

预防措施：防霉霉菌生长繁殖需要一定的温度、湿度、氧气及水分含量，如能控制这些因素的其中之一，即可达到防霉的目的；去毒对黄曲霉毒素；含量超过国家标准规定的粮油食品必须进行去毒处理。目前常用的去毒方法有物理去除法、化学去除法和生物去除法：a物理去除b化学去除法c生物学脱毒方法

自由基：自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。