中山大学生物化学课件
中山大学生物化学第一章生命
生命是一个很难下定义
（1）生理学定义 例如把生命定义为具有进食、代谢、 排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性等功能的系 统。但某些细菌却不呼吸。
（2）新陈代谢定义 生命系统具有界面，与外界经常 交换物质但不改变其自身性质。
（3）生物化学定义 生命系统包含储藏遗传信息的核 酸和调节代谢的酶蛋白。但是已知某种病毒样生物却 无核酸。
外膜包围着内膜，内膜部分曲 折伸入基质使内外膜之间形成 孔穴。
内膜为半透膜，只有部分小分 子物质可以通过。外膜通透性 较大，分子量小于一万的分子 都可以通过。
线粒体功能
线粒体含有多种酶系。 主要是呼吸链电子传递酶系、糖类分解氧
化酶系、脂酸的氧化酶系、氧化磷酸化酶 系、核酸合成酶系和蛋白质合成酶系等。 线粒体是进行生物代谢和能量转换最重要 的场所。
内质网上附着有核糖核蛋白体的部分，表面粗糙，称 为粗面内质网。不附有核糖核蛋白体的部分，表面光 滑，称为滑面内质网。
内质网上含有多种重要酶系，参与有关蛋白质、甘油 酯和磷脂的合成及解毒等。
内 质 网 的 结 构
（5）高尔基体 Golgi
高尔基体是真核 细胞内一种由网 状小管或泡组成 的复杂结构。
以及多种无机盐和水组成。 胞液是细胞内各种细胞器之间相互联系
的介质。
3．细胞器
细胞质内含有一些具有独立形态的结构， 称为细胞器。
细胞器通过膜（细胞内膜）与周围环境 分开，具有特定的生理功能。
（1）细胞核cell nucleus
原核细胞的原始核无核膜和核仁，没有 固定的形状，只有一个含有DNA遗传信 息的区域。
2．真核细胞
真细胞是高等植物和动物的基本组织单位。 真核细胞的外层为细胞膜（植物细胞还有一层
细胞壁），内部为细胞质。
生物化学绪论ppt课件
生物化学绪论ppt课件目录•生物化学概述•生物大分子结构与功能•生物小分子代谢及调控机制•基因表达调控与疾病关系•细胞信号传导途径和受体介导作用•现代生物化学技术应用及发展前景PART01生物化学概述生物化学定义与特点生物化学定义研究生物体内化学过程及其分子机制的学科。
生物化学特点从分子水平揭示生命现象，涉及生物大分子的结构与功能、生物小分子代谢、基因表达调控等。
生物化学研究历史与现状研究历史从19世纪末开始，随着化学和生物学的发展，生物化学逐渐形成并发展壮大。
研究现状生物化学已成为生命科学领域的重要分支，涉及基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多个研究方向。
生物化学方法可用于检测生物标志物，辅助疾病诊断。
疾病诊断药物研发疾病预防与治疗通过研究生物大分子与小分子相互作用，指导药物设计和优化。
揭示疾病发生的生物化学机制，为疾病预防和治疗提供新思路。
030201生物化学在医学领域重要性PART02生物大分子结构与功能氨基酸蛋白质的基本组成单位氨基酸序列蛋白质的一级结构二级、三级和四级结构蛋白质的高级结构催化、运输、免疫、调节等蛋白质的功能蛋白质结构与功能核酸的基本组成单位DNA的双螺旋结构RNA的种类与功能核酸的功能核苷酸mRNA、tRNA、rRNA等碱基配对、反向平行等遗传信息的储存、传递和表达01020304单糖的结构与性质双糖的结构与性质多糖的结构与性质糖类的功能葡萄糖、果糖等蔗糖、麦芽糖等淀粉、纤维素等提供能量、细胞识别、生物合成等PART03生物小分子代谢及调控机制糖代谢及调控机制糖的生理功能糖是生物体内主要的能源物质，通过糖酵解和三羧酸循环等过程提供能量。
此外，糖还参与细胞识别、信号传导等生物过程。
糖代谢途径生物体内的糖代谢主要包括糖异生、糖酵解、糖有氧氧化等过程。
其中，糖异生是非糖物质转变为葡萄糖的过程；糖酵解是葡萄糖在无氧条件下分解为乳酸的过程；糖有氧氧化是葡萄糖在有氧条件下彻底氧化为二氧化碳和水的过程。
生物化学教学课件ppt
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
《生物化学》(2)第3部分ppt-PowerPoint
（1）铁硫蛋白
铁硫蛋白类作用机理是通过铁的变
价互变进行电子传递。
由于其活性部位含有两个活泼的硫 和两个铁原子，所以叫做铁硫蛋白。
铁硫蛋白存在于微生物、动物组织 中，通常在线粒体内膜上与黄素酶或细 胞色素结合成复合物而存在。
线粒体的离体实验证明，经NADH呼 吸链氧化生成水的P/O为3，经FAD呼吸 链氧化生成水的P/O为2。其氧化磷酸化 的偶联部位见图。
3、细胞液中NADH的氧化磷酸化
线粒体是糖、脂肪、蛋白质等能源物 质的最终氧化场所，这些物质的彻底氧化 是在线粒体内通过呼吸链生成ATP。但是 糖、蛋白质和脂肪的全部氧化过程并不是 都在线粒体内进行（如糖酵解作用在细胞 液中进行，真核生物细胞液中的NADH不 能通过正常的线粒体内膜），细胞液中 NADH不能通过线粒体内膜进入线粒体内 进行氧化磷酸化，必须通过两种“穿梭” 途径。
种类：
1、 α-脱羧和β-脱羧； 2、直接脱羧和氧化脱羧：氧化脱羧是指
脱羧过程中伴随着氧化（脱氢）。
α-直接脱羧： β-直接脱羧：
α-氧化脱羧： β-氧化脱羧：
（三）生物氧化中水的生成
生物氧化中所生成的水是代谢物脱 下的氢经生物氧化作用和吸入的氧结合 而成的。
糖类、蛋白质、脂肪等代谢物所含 的氢在一般情况下是不活泼的，必须通 过相应的脱氢酶将之激活后才能脱落。 进入体内的氧也必须经过氧化酶激活后 才能变为活性很高的氧化剂。但激活的 氧在一般情况下，也不能直接氧化由脱 氢酶激活而脱落的氢，两者之间尚需传 递才能结合成水。所以生物体主要是以 脱氢酶、传递体及氧化酶组成的生物氧 化体系，以促进水的生成。
二、生物氧化的特点和酶类 （一）特点 氧化还原的本质是电子的转移。生物体
生物化学ppt课件
05
生物化学实验技术
Chapter
分光光度法
总结词
基于物质对光的选择性吸收而建立的方法
详细描述
分光光度法是利用物质对光的吸收特性来测定物质浓度的一种方法。通过测量物质在特定波长下的吸光度值，可 以计算出物质的浓度。该方法具有操作简便、准确度高、适用范围广等优点，是生物化学实验中常用的定量分析 方法之一。
分子性质
分子的性质由其组成原子的性质 和分子结构决定，包括极性、溶 解度、挥发性等。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间力的一种表现，主要有共价键、离子键和金 属键。
分子间作用力
分子间作用力是影响物质物理性质的重要因素，包括范德华 力、氢键等。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是分子间的转化，遵循质量 守恒和能量守恒定律。
生物化学的应用领域
医学
生物化学在医学领域的应用广泛 ，如疾病诊断、治疗和药物研发
等。
农业
通过研究植物的生理生化过程，改 良作物品种，提高农业生产效率。
工业
生物化学在食品、制药、环保等领 域有广泛应用，如发酵工程、酶工 程等。
02
生物化学基础知识
Chapter
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过共价键连 接，具有固定的空间排列。
蛋白质的结构
蛋白质具有一级、二级、 三级和四级结构，这些结 构决定了蛋白质的功能。
蛋白质的功能
蛋白质在生物体内发挥着 多种功能，如酶、运输、 结构等。
核酸的结构与功能
核酸的组成
核酸的功能
核酸由核苷酸组成，包括脱氧核糖核 酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA携带遗传信息，RNA在转录和翻 译过程中起关键作用。
大学生物化学最全课件(共83张PPT)
❖通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称为氨基端或N-端；在 另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基端或C-端。
❖氨基酸的顺序是从N端的氨基酸残基开始，以C端氨基酸残基为终点
的排列顺序。如上述五肽可表示为：
Ser-Val-Tyr-Asp-Gln
❖ 多肽可与多种化合物作用，产生不同的颜色反应。这些显色反应，可用 于多肽的定性或定量鉴定。
绝大多数的酶都是蛋白质(Enzyme)。
（三）肽与肽键
一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间失水形 成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。
由两个氨基酸组成的肽称为二肽，由多个氨基酸组成的
肽则称为多肽。组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。
（peptide bond）：
nm
nm
• 肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明 显的共轭作用。
❖ 变性后的蛋白质称为变性蛋白。
❖ 导致蛋白质变性的因素：热、紫外光、激烈的搅拌以及强 酸和强碱等。
❖ 类型：不可逆变性、可逆变性（可复性）
（六）蛋白质的生物学功能
（1）作为酶，蛋白质具有催化功能。
（2）作为结构成分，它规定和维持细胞的构造。
（3）作为代谢的调节者（激素或阻遏物），它能
协调和指导细胞内的化学过程。
• 组成肽键的原子处于同一平面。
AA的排列顺序和命名
Ser H
O H3N+ C C
N-端 CH2
Val H
O NCC
H CH
Tyr H
O NCC
H CH2
Asp H
O NCC
H CH2
Gln H
N C COOH CH2 C-端
OH
CH3CH3
中山大学生化课件
Structural lipids in membranes
Glycerophospholipids
1.Phospholipids 1. Phospholipids
Sphingophospholipids
2.Sphingolipids 2. Sphingolipids 3. Glycolipids 4. Cholesterol
liguofu
1. Phosphatidylinositols act as intracellular signals
liguofu
2. Eicosanoids (廿烷类) carry messages to nearby cells
paracrine (旁分泌) hormones
Prostaglandins: PGE (ether-soluble); PGF (phosphate (前列腺素类 前列腺素类) 前列腺素类 buffer soluble) Thromboxanes: produced by platelets (thrombocytes) (凝血噁烷类 凝血噁烷类) 凝血噁烷类 and act in the formation of blood clots. Leukotrienes: Overproduction of leukotrienes cause (白细胞三烯类 白细胞三烯类) asthmatic attacks 白细胞三烯类
Sphingoglycolipids Glyceroglycolipids
liguofu
liguofu
1. Glycerophospholipids
(major lipid in membranes)
liguofu
磷脂酰乙醇胺, 磷脂酰乙醇胺 PE 磷脂酰胆碱, 磷脂酰胆碱 PC, 又称卵磷脂 磷脂酰丝氨酸， 磷脂酰丝氨酸，PS 磷脂酰甘油， 磷脂酰甘油， PG
中山大学生物化学辅导班讲义
中山大学生物化学辅导班讲义复习的思路：划成大块进行串联生物大分子的结构与功能酶学代谢[重点：蛋白质和核酸]§ Introduction生化的历史，较新的、重大的事件，例如：PCR发明的时刻，dsDNA发觉的时刻。
（对各种重大的历史事件有个基础性的了解）。
§1 Carbohydrates糖蛋白蛋白聚糖各种差不多的概念，差不多的功能糖蛋白的连接键的类型，各种糖苷键是如何形成的，哪些是常见的，有何功能糖蛋白中的糖有何生物学意义§2 Lipids（注意与生物膜的联系）脂类的功能脂肪酸、脂质体等一些差不多概念生物膜的模型与功能一些固定的讲法§3 Amino acids差不多概念、分类的方法、必需氨基酸、非必需氨基酸的概念氨基酸的要紧性质、化学反应（典型的侧链的化学反应）实验技能（联系蛋白质工程）物理性质，光吸取，产生的缘故等电点等各种重要的概念§4～6 The structure and function of the proteins多肽、蛋白质中涉及到的差不多概念、差不多结构同源蛋白、α-螺旋、β-折叠等如此的差不多概念结构域和超二级结构的特点，有那些？相关的要紧蛋白质（典型的蛋白质）：纤维蛋白球蛋白胶原蛋白血红蛋白从这些蛋白质的结构特点中能得出什么结论？（即结构与功能的关系）蛋白质的要紧物理、化学性质（例如：变性、复性）蛋白质纯化的方法（与性质有何联系？）§7 蛋白质的分离、纯化和表征只要是涉及实验方法的部分一定要重点看各种差不多原理、差不多方法酸碱性质（等电点，在等电点时有什么性质）分子的大小和形状，相对分子质量的测定方法（各种方法各涉及到些什么性质）分离纯化（只要是涉及实验的部分是重点）§8 酶通论化学本质、差不多概念——全酶，辅因子差不多分类：单体酶、寡聚酶、多酶复合体（与糖的分类相联系）作用特点：高效、专一、活性可调剂酶命名的差不多方法（六大分类）活力的测定：比活力、酶活单位、活化能（如何测定）核酶、抗体酶§9 酶促反应动力学差不多概念，例如：Vmax、初速度酶与底物的关系活性中心的概念中间产物学讲——米氏方程（米氏常数、公式模型、数量关系、特点性常数代表的意义）通过意义的推理——抑制反应——竞争性抑制非竞争性抑制——不同的表达方程反竞争性抑制（由方程能讲出所代表的意思）各种阻碍因素（如何表达，例如：最适pH与pI的关系等）及各种重要的概念——最适pH 值and so on.§10 酶的作用机制和酶的调剂差不多概念结构与功能的关系活性中心必需基团阻碍酶催化效率的因素、活性调剂的因素酶调剂的方式有哪些？（专门强调：从8到10章，可不能有大题，然而考的专门宽、专门灵活。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
need Heme prosthetic group
Heme = Protoporphyrin IX + Fe2+
liguofu
more commonly
Transition metals, Fe & Cu, have a strong
tendency to bind O2
Oxygen can be bound to a heme (2)
Free Iron promotes the formation of highly reactive oxygen species such as hydroxyl radicals.
Coordinated N atoms help prevent the conversion of
Heme = Protoporphyrin IX + Fe2+ Fe2+ to Fe3+
liguofu
Mb has a single binding site for oxygen
His93 /F8
His64 /E7
Myoglobin:153 residues, 16700 Da
liguofu
Oxygen can be bound to a heme (3)
liguofu
NO CO
Also
In free heme molecules, reaction of oxygen at one of the two “open” coordination bonds of iron can result in irreversible conversion of Fe2+ to Fe3+
liguofu
Quantitative description of interaction (1)
Protein + nLigand PLn
kassociantio[P[P][LLn]]n
kdisassotcioian[P[P][LLn]]n
bindinsgitesoccupied n[PLn]
[L]n [L]n kd
If kd is not constant
Kd
liguofu
Quantitative description of interaction (4)
[L]n [L]n kd
[L]n
1 kd
lo1 g()nloL g] [lokg d
liguofu
Quantitative description of interaction (5)
→ Structure dynamicness of a protein is usually essential for such interactions.
liguofu
§4 Protein Function
§4.1 General features §4.2 Oxygen-binding proteins §4.3 Immunoglobulinraction with other molecule (ligand) is reversible.
→ The interface between the binding site is complementary in structure, making such interaction highly specific.
In heme-containing proteins, this reaction is prevented by sequestering the heme deep within a protein structure where acess to the two “open” coordination bonds is restricted. One of these two coordination bonds is occupied by a side-chain N of a His residue.
liguofu
Structure of Porphyrin
Methene bridge
liguofu
Pyrrole ring
Oxygen can be bound to a heme (1)
None of the aa side chains in proteins is suited for reversible binding O2
lo1 g()nloL g] [lokg d
liguofu
The iron-porphyrin in hemoglobin accounts for the red color of blood, the copper-porphyrin in hemocyanin for blue color of blood, and the magnesium-porphyrin in chlorophyll is responsible for the green of plants.
Quantitative description of Mb binding O2
[O2 ]
[O2 ] kd
kd [O2]0.5
§4 Protein Function
§4.1 General features §4.2 Oxygen-binding proteins §4.3 Immunoglobulins §4.4 Muscle contraction
liguofu
§4.1 General features
1. Versatile in function 2. Being hard to study 3. Function via interaction
totalbindinsgites n[PLn]n[P]
[L]n [L]n kd
liguofu
Quantitative description of interaction (2)
[L]n [L]n kd
If kd is constant
liguofu
Quantitative description of interaction (3)