杨荣武生物化学原理 第五章_核苷酸
生物化学原理杨荣武第四版
生物化学原理杨荣武第四版《生物化学原理》是杨荣武教授所著的一本被广泛采用的生物化学教材。
目前已经发行了第四版，该书旨在帮助读者深入了解生物化学的基本原理和应用，以促进对生物化学的深入理解和应用。
在《生物化学原理》第四版中，杨荣武教授首先介绍了生物化学的基本概念和研究方法。
他从生命的起源和演化、细胞的结构和功能出发，介绍了生物大分子的化学特性、生物催化等基本原理。
杨教授详细讲解了氨基酸和蛋白质的结构与功能、核酸的结构与功能，以及细胞信号转导等重要的生物化学过程。
随后，杨荣武教授详细介绍了糖、脂质和生物膜的结构与功能。
他讲解了糖代谢和储存、脂质代谢等重要的生物化学过程，并介绍了一些与疾病相关的生物化学机制。
此外，杨教授还介绍了许多其他重要的生物化学领域，如酶学、代谢调控和细胞周期等，以及一些最新的研究进展和应用。
《生物化学原理》第四版的主要特点之一是其详细而全面的内容。
杨荣武教授在书中不仅介绍了生物大分子的结构与功能，还侧重于解释生物化学的各个方面如何相互作用，形成复杂的生命现象。
他还通过数目繁多的例子和实验结果，帮助读者理解并应用所学的生物化学知识。
此外，该书的第四版还增加了一些新的内容。
随着生物化学研究的不断发展，杨教授加入了一些最新的研究成果和应用，如基因组学、蛋白质组学和代谢组学等。
这些新的内容使读者能够了解到生物化学领域的最新进展，并且有助于培养读者的科学研究兴趣和能力。
总之，杨荣武教授的《生物化学原理》第四版是一本内容详实、深入浅出的生物化学教材。
无论是作为学习指导，还是作为参考书，该书都能帮助读者更好地理解和应用生物化学知识，并为读者深入研究和应用生物化学奠定坚实的基础。
生物化学--杨荣武教授
两种β折叠的结构比较
β转角的主要内容
① 肽链骨架以180 º回折而改变 了肽链的方向；
② 由肽链上四个连续的氨基酸 残基组成，其中n位氨基酸残 基的-C=O与n＋3位氨基酸残 基的-NH形成氢键；
③ Gly和Pro经常出现在这种结构 之中；
④ 有利于反平行β折叠的形成， 这是因为β转角改变了肽链的 走向，促进相邻的肽段各自 作为β股，形成β折叠。
在蛋白质分子中，除了 上述四种有规则的二级 结构以外，还有一些极 不规则的二级结构，这 些结构统称为无规则卷 曲。一般说来，无规则 卷曲无固定的走向，有 时以环的形式存在，但 也不是任意变动的，它 的2个二面角（ф,ψ）也 有个变化范围。
蛋白质的三级结构
三级结构是指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲 和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键（有时还有二硫键 和金属配位键）维系的完整的三维结构。三级结构通常由模体 和结构域组成。稳定三级结构主要包括氢键、疏水键、离子键、 范德华力。
余下的氨基酸则属于非必需氨基酸，动物体自身可以进 行有效的合成，它们包括：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、 Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。
一组（组氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精 （精氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色氨 酸）住（组氨酸）亮（亮氨酸）凉（异亮氨酸） 鞋（缬氨酸）
氨基酸的缩合反应与肽的形成
氨基酸的手性：D型与L型氨基酸
➢22种蛋白质氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含 有一个不对称碳原子，因此除甘氨酸以外的21种蛋 白质氨基酸都具有手性性质。如果以L型甘油醛为参 照物，具有不对称碳原子的氨基酸就有D型和L型两 种对映异构体。实验证明，蛋白质分子中的不对称 氨基酸都是L型。D型氨基酸仅存在于一些特殊的抗 菌肽和某些细菌的细胞壁成分之中，它们不能参入 到在核糖体上合成的多肽或蛋白质分子之中。
生物化学原理杨荣武
生物化学原理杨荣武生物化学原理。
生物化学是研究生物体内化学反应和物质代谢的科学，它是生物学和化学的交叉学科，对于理解生命现象和生物体内部的化学过程至关重要。
本文将围绕生物化学的基本原理展开讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈生物化学的基本概念。
生物体内的化学反应和物质代谢是由一系列生物大分子（如蛋白质、核酸、多糖、脂类）构成的，这些分子在生物体内发挥着重要的功能。
生物化学的研究对象包括生物大分子的结构、功能和代谢途径等，通过对这些内容的研究，我们可以深入理解生物体内的化学过程。
其次，我们来介绍一下生物大分子的结构和功能。
蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，它们参与了几乎所有的生物化学反应和物质代谢过程。
蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，不同的结构决定了蛋白质的功能。
另外，核酸是生物体内储存和传递遗传信息的分子，它们包括DNA和RNA两种类型，分别承担着遗传信息的传递和转录、翻译等功能。
多糖和脂类也是生物体内重要的大分子，它们在细胞结构、能量储存和信号传导等方面发挥着重要作用。
再者，我们来探讨一下生物体内的化学反应和能量代谢。
生物体内的化学反应包括合成反应和分解反应两种类型，合成反应是指生物体内分子的合成过程，而分解反应则是指生物体内分子的降解过程。
这些化学反应需要消耗能量，而能量的来源主要是细胞内的三磷酸腺苷（ATP）。
ATP是细胞内的能量储存分子，它通过水解反应释放能量，为细胞内的化学反应提供动力。
最后，我们来谈谈生物体内的代谢途径。
代谢是生物体维持生命活动所必需的化学反应过程，包括物质的合成代谢和分解代谢两种类型。
合成代谢是指生物体内分子的合成过程，它需要消耗能量；而分解代谢则是指生物体内分子的降解过程，它释放能量。
生物体内的代谢途径是一个复杂的网络，各种代谢反应相互联系，共同维持着生物体内的稳态。
总的来说，生物化学是一个重要的学科，它对于理解生命现象和生物体内的化学过程具有重要意义。
分子生物学课后习题答案(杨荣武)
第二章1. 想想核酸的A260为什么会下降？肯定是形成双螺旋结构引起的。
那为什么相同序列的核酸，RNA的A260下降，DNA的A260不变？这说明RNA能形成双链，DNA不能。
那么，为什么RNA能形成双链呢？原因肯定就在RNA和DNA序列上不同的碱基U和T上面。
U和T的含义完全一样，差别在于RNA分子上的U可以和G配对，而DNA分子上的T不能和G配对。
如果这时候能想到这一点，题目的答案也就有了。
本题正确的答案是：1个核酸的A260主要是4个碱基的π电子。
当一个核酸是单链的时候，π电子能吸收较大的光；但核酸为双链的时候，碱基对的堆积效应使π电子吸收较少的光。
于是，题目中的数据告诉我们，第一种序列的DNA和RNA在二级结构上没有什么大的差别。
而对于第二种序列的RNA光吸收大幅度减少，意味着RNA形成了某种双链二级结构，RNA二级结构的一个常见的特征是G和U能够配对。
从第二种序列不难看出，它能够自我配对，形成发夹结构，而降低光吸收。
2. RNA的小沟浅而宽，允许接近碱基边缘。
2′-OH位于小沟，提供氢键供体和受体，起稳定作用。
G:U 摇摆碱基对让G的氨基N2 位于小沟，能够与蛋白质相互作用（如在tRNA Ala和同源的氨酰-tRNA合成酶之间）。
3. （1）核酶由RNA组成，所以一定是RNA双螺旋，为A型。
（2）序列交替出现嘌呤和嘧啶，应该是Z型双螺旋。
（3）既然是DNA，在上述湿度条件下，要么是B型，要么是Z型。
由于B型比Z型更紧密（螺距比Z型短，每个螺旋单位长度具有更多的电荷，相同数目碱基对的总长度要短）。
因此，1号一定是B型，2号为Z型DNA。
4. （1）（2）Arg（3）Asn和Gln5. 使用dUTP代替dTTP并不能改变DNA双螺旋的结构。
T和U的差别只是在T嘧啶环上是否有一个甲基，这个甲基位于双螺旋的大沟之中。
如果用2′-OH取代2′-H，则合成出来的是RNA，于是螺旋变成A-型。
多出来的羟基产生空间位阻，致使RNA无法形成B-型双螺旋。
《生物化学原理》考试大纲及参考书
《生物化学原理》考试大纲及参考书科目名称：生物化学原理适用专业：电子信息（原农业工程）生物信息学方向参考书目：杨荣武主编.《生物化学原理》.高等教育出版社，2018考试基本要求：1.掌握生物化学的基本概念、基本理论、基本规律和基本技术了解人体结构与功能、人体与环境的关系以及人体功能活动的一般规律。
2.了解生物大分子的结构与功能、物质代谢及其调节及它们在生命活动中的作用。
3.能运用生物化学的基本原理理解、分析、推理和解决实践中有关生理学的一般问题。
4.了解生物化学的发展历史及前沿动态，并反思形成科学的生物化学的学习和研究思想。
为养成科学思维进一步认识和探索生长、代谢、遗传等复杂生命现象的本质打下基础考试方法：闭卷书面解答试题类型：名词解释、简答题、综合论述等。
考试内容第一章糖类（1）单糖（2）寡糖（3）多糖（4）糖缀合物第二章脂质和生物膜（1）脂质的化学结构及其功能（2）生物膜的结构及其功能第三章氨基酸（1）氨基酸的结构、种类和分类（2）氨基酸的性质和功能（3）氨基酸的分离与纯化第四章蛋白质的结构（1）肽的结构（2）蛋白质的结构（3）蛋白质的折叠历程与结构预测（4）蛋白质组及蛋白质组学第五章蛋白质的功能及其与结构之间的关系（1）蛋白质的功能（2）蛋白质结构与功能之间的关系（3）蛋白质的功能预测第六章蛋白质的性质、分类和研究方法（1）蛋白质的理化性质（2）蛋白质的一级结构测定（3）蛋白质的分离、纯化和分析（4）蛋白质的分类第七章核苷酸（1）核苷酸的结构与组成（2）核苷酸的功能第八章核酸的结构与功能（1）核酸的分类（2）核酸的一级结构（3）核酸的高级结构（4）核酸与蛋白质的相互作用（5）核酸的功能第九章核酸的性质及研究方法（1）核酸的理化性质（2）核酸研究的技术与方法（3）核酸一级结构的测定第十章酶学概论（1）酶的化学本质（2）酶的催化性质（3）酶的分类与命名第十一章酶动力学（1）影响酶促反应的因素（2）米氏反应动力学（3）酶抑制剂作用的动力学（4）多底物反应动力学（5）别构酶的动力学第十二章酶的催化机理（1）酶催化机理研究的主要方法（2）过渡态稳定学说（3）过渡态稳定的化学机制（4）几种常见酶的结构与功能第十三章核酶的结构与功能（1）核酶的种类（2）核酶的催化机制（3）核酶发现的意义及其应用第十四章酶活性的调节（1）酶的“量变”（2）酶的“质变”第十五章酶的应用及研究方法（1）酶活力的测定（2）酶的分离和纯化（3）酶工程第十六章维生素与辅酶（1）水溶性维生素（2）脂溶性维生素第十七章代谢总论（1）代谢的基本概念与特征（2）代谢研究的主要内容和方法第十八章生物氧化（1）呼吸链（2）氧化磷酸化第十九章生物大分子的消化和吸收（1）糖类的消化吸收（2）脂质的消化吸收（3）蛋白质的消化吸收第二十章糖酵解（1）糖酵解的发现（2）糖酵解的全部反应（3）NADH和丙酮酸途径（4）其他物质进入糖酵解（5）糖酵解的生理功能（6）糖酵解的调节第二十一章三羧酸循环（1）三羧酸循环的发现（2）三羧酸循环的全部反应（3）三羧酸循环的生理功能（4）乙醛酸循环（5）三羧酸循环的回补反应（6）三羧酸循环的调控第二十二章磷酸戊糖途径（1）磷酸戊糖途径的全部反应（2）磷酸戊糖途径的生理功能第二十三章糖异生（1）糖异生所涉及的全部反应（2）糖异生的生理功能（3）糖异生的调节第二十四章糖原代谢（1）糖原的分解（2）糖原的合成（3）糖原代谢的调节第二十五章脂肪、磷脂和糖脂的代谢（1）脂肪代谢（2）磷脂代谢（3）糖脂代谢第二十六章脂肪酸代谢（1）脂肪酸的分解（2）脂肪酸的合成（3）脂肪酸代谢的调控第二十七章氨基酸代谢（1）氨基酸的分解（2）氨基酸及其衍生物的合成第二十八章核苷酸代谢（1）核苷酸的合成（2）核苷酸合成的调节（3）核苷酸的分解。
杨荣武生物化学原理 第五章_核苷酸
碱基几乎不溶于水，这与其芳香族的杂 环结构有关。 互变异构 酸碱解离 强烈的紫外吸收，其最大吸收值在 260nm。
碱基的互变异构
核糖和脱氧核糖
D-核糖 存在于RNA 2-脱氧-D-核糖 存在于DNA 差别：- 2'-OH vs 2'-H 这种差别影响到二级结构和稳定性。
核苷
常见的核糖核苷酸的化学结构
AMP、ADP和ATP
环核苷酸的化学结构
核苷酸的生物功能
① 能量货币，通常是ATP，有时使用UTP（糖原合成）、 CTP（磷脂合成）和GTP（蛋白质合成）； 核酸合成的前体：NTP→RNA，dNTP→DNA； 信号转导，例如cAMP和cGMP作为某些激素的第二信使， 鸟苷酸能够调节G蛋白的活性； 作为其他物质的前体或辅酶/辅基的成分，如ADP为辅酶I 和II的组分，鸟苷酸作为第一类内含子的辅酶； 活化的中间物，如UDPGlc和CDP-乙醇胺分别参与糖原和 磷脂酰乙醇胺的合成； 作为酶的别构效应物参与代谢的调节，如ATP为磷酸果糖 激酶-1的负别构效应物，AMP作为糖原磷酸化酶的正别构 效应物; 调节基因表达。例如ppGpp和pppGpp参与调节原核细胞蛋 白质的合成。
嘧啶核苷和嘌呤核苷的化学结构
几种修饰核苷
核苷酸
核苷酸是核苷的戊糖羟基的磷酸酯。核糖核苷的 磷酸酯为核糖核苷酸，脱氧核苷的磷酸酯为脱氧 核苷酸。理论上，核苷的5′-OH、3′-OH和2′-OH 均可以被磷酸化而分别形成核苷-5′-磷酸、核苷3′-磷酸和核苷-2′-磷酸。但是，自然界的核苷酸 多为核苷-5′-磷酸。 核苷单磷酸（NMP）是指核苷的单磷酸酯。核 苷单磷酸可以通过一次成酐反应形成核苷二磷酸 （NDP）。核苷二磷酸再通过一次成酐反应生成 核苷三磷酸（NTP）。为了将核苷二磷酸和核苷 三磷酸上不同的磷酸根区分开来，将直接与戊糖 5′-羟基相连的磷酸定为α磷酸根，其余两个磷酸 根从里到外依次被称为β磷酸根和γ磷酸根。
《生物化学》教学大纲
《生物化学》教学大纲Biochemistry课程编码：27A11301 学分：3.0 课程类别：专业必修课计划学时：48 其中讲课：48 实验或实践：0适用专业：制药工程推荐教材：姚文兵等主编，生物化学（药学类专用）第七版，人民卫生出版社参考书目：1.张丽萍主编，简明生物化学，高等教育出版社，2008.2.Garrett and Grisham: Biochemistry (影印版)，高等教育出版社，2005.3.张楚富主编，生物化学原理，高等教育出版社，2003.4.黄熙泰等主编，现代生物化学（第二版），化学工业出版社，2005.5.杨荣武主编，生物化学学习指南与习题解析，刚等教育出版社，2007.课程的教学目的与任务生物化学是生命的化学，内容包括生命的物质基础及生命的概念，生物体与外界环境之间的关系，生物体内的物质代谢、能量代谢、一切生化过程及其规律，药物对机体的作用，以及药物和机体代谢之间的关系等，从而阐明生命现象的本质，并把这些基础理论、原理和方法应用于有关科学领域和生产实践，已达到征服自然和改造自然的目的。
本课程是药学制药专业的必修课，它的理论和技术已经渗透到其它基础医学和药学的各个领域，使之产生了许多新兴的交叉学科，因此生物化学对医药学的发展起着促进作用，成为生命科学的共同语言和前沿学科。
学习和掌握生物化学知识，除了理解生命现象的本质与人体正常生理过程的分子机制外，更重要的是为进一步学习药学其它各课程打下扎实的生物化学基础。
课程的基本要求本课程要求学生掌握生物化学的基本理论、基本知识和基本技能；熟悉生物化学在药学中的地位和重要性；了解现代生物化学在医药科学中的新进展。
生物化学实验除为验证理论和加深对基础理论的理解外，要求掌握最基本的生物化学实验方法和操作技能。
了解最新的生化技术。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章：糖的化学建议学时：4 [教学目的与要求] 熟悉重要多糖的结构与功能，了解多糖的分类。
杨荣武生物化学原理
杨荣武生物化学原理
杨荣武生物化学原理是一部由杨荣武教授从事生物化学研究多年，综合了生物学、物理化学和生物物理学等诸多学科知识而编写的综合性专著。
该书以生物化学为研究对象，系统而全面地阐述了生物化学的领域知识，讨论了各种分子的构成、特性及所引起的生物学效应及其机理，揭示了现代生物化学研究的最新进展。
杨荣武生物化学原理综合性强，内容丰富，可以帮助学习者掌握关于生物化学各种分子的基本概念、基础知识，以及生物化学实验技术。
书中深入浅出地介绍了细胞生物学、分子生物学、蛋白质化学、糖代谢及其调控、代谢调控、脂质及脂质代谢、细胞内盐基平衡、激素代谢及调控、酶学及调控、羧基化学及酸碱平衡等，并给出了生物技术方面的详细讨论及实验技术，为学习者深入地了解生物化学提供了参考。
杨荣武生物化学原理全面、系统地介绍了生物化学相关领域的知识，除了知识类细节介绍外，书中还收集了大量实例，使学习者能够更加直观的理解、掌握和熟练运用生物化学知识。
同时，书中还通过详细的实验示例，介绍了生物化学实验技术，为学习者提供了实践性的指导。
总的来说，杨荣武生物化学原理是一部系统而全面的生物化学专著，有助于大学生和从事生物化学研究的相关专业人士深入理解、掌握和熟练运用生物化学知识，可以说是学习生物化学知识不可缺少的参考书。
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嘧啶核苷和嘌呤核苷的化学结构
几种修饰核苷
核苷酸
核苷酸是核苷的戊糖羟基的磷酸酯。核糖核苷的 磷酸酯为核糖核苷酸，脱氧核苷的磷酸酯为脱氧 核苷酸。理论上，核苷的5′-OH、3′-OH和2′-OH 均可以被磷酸化而分别形成核苷-5′-磷酸、核苷3′-磷酸和核苷-2′-磷酸。但是，自然界的核苷酸 多为核苷-5′-磷酸。 核苷单磷酸（NMP）是指核苷的单磷酸酯。核 苷单磷酸可以通过一次成酐反应形成核苷二磷酸 （NDP）。核苷二磷酸再通过一次成酐反应生成 核苷三磷酸（NTP）。为了将核苷二磷酸和核苷 三磷酸上不同的磷酸根区分开来，将直接与戊糖 5′-羟基相连的磷酸定为α磷酸根，其余两个磷酸 根从里到外依次被称为β磷酸根和γ磷酸根。
第五章 核苷酸
提要
一、碱基 二、核苷 三、核苷酸
碱基
嘧啶
① ② ③ 胞嘧啶 (DNA, RNA) 尿嘧啶 (RNA) 胸腺嘧啶 (DNA) 腺嘌呤 (DNA, RNA) 鸟嘌呤 (DNA, RNA)
嘌呤
① ②Biblioteka 嘧啶环和嘌呤环的编号以及各种碱基的化学结构
茶碱和咖啡因的化学结构
碱基的性质
碱基几乎不溶于水，这与其芳香族的杂 环结构有关。 互变异构 酸碱解离 强烈的紫外吸收，其最大吸收值在 260nm。
碱基的互变异构
核糖和脱氧核糖
D-核糖 存在于RNA 2-脱氧-D-核糖 存在于DNA 差别：- 2'-OH vs 2'-H 这种差别影响到二级结构和稳定性。
核苷
核苷是由戊糖和碱基通过β-N糖苷键形成的糖苷。核苷中的戊糖 有D-核糖和2-脱氧-D-核糖两种，它们都以呋喃型环状结构存在。 前者形成核糖核苷，后者形成脱氧核苷。核苷中的糖苷键由戊糖 的异头体C原子与嘧啶碱基的N1或嘌呤碱基N9形成。为了避免碱 基环上原子的编号与呋喃糖环上原子编号混淆，在呋喃环上各原 子编号的阿拉伯数字后需加“′”. 在核苷中，碱基在糖苷键上的旋转受到空间位阻的限制。结果核 苷和核苷酸能以顺式和反式两种构象存在。顺式核苷的碱基与戊 糖环在同一个方向，反式核苷的碱基与戊糖环在相反的方向。 由于嘧啶环O2和戊糖环C5′之间的空间位阻，嘧啶核苷通常为反 式构象。嘌呤核苷可采取两种构象。自由的嘌呤核苷（特别是鸟 苷）更容易形成顺式构象，但是，DNA和RNA螺旋中的嘌呤核苷 主要为反式构象。
常见的核糖核苷酸的化学结构
AMP、ADP和ATP
环核苷酸的化学结构
核苷酸的生物功能
① 能量货币，通常是ATP，有时使用UTP（糖原合成）、 CTP（磷脂合成）和GTP（蛋白质合成）； 核酸合成的前体：NTP→RNA，dNTP→DNA； 信号转导，例如cAMP和cGMP作为某些激素的第二信使， 鸟苷酸能够调节G蛋白的活性； 作为其他物质的前体或辅酶/辅基的成分，如ADP为辅酶I 和II的组分，鸟苷酸作为第一类内含子的辅酶； 活化的中间物，如UDPGlc和CDP-乙醇胺分别参与糖原和 磷脂酰乙醇胺的合成； 作为酶的别构效应物参与代谢的调节，如ATP为磷酸果糖 激酶-1的负别构效应物，AMP作为糖原磷酸化酶的正别构 效应物; 调节基因表达。例如ppGpp和pppGpp参与调节原核细胞蛋 白质的合成。