北京大学生物化学课件19
生物化学与分子生物学(全套课件230P)
核酸的化学组成
1. 元素组成 C、H、O、N、P（9~10%）
2. 分子组成
—— 碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱 (A-T或U, G-C) —— 戊糖(ribose)：核糖，脱氧核
C
NH 3
L-氨基酸的通式
CH2
几种特殊氨基酸
• 脯氨酸：
（亚氨基酸）
亚氨基酸：分子中不含有氨基 （-NH2），而是含有亚氨基-NH 和羧基
CH2 CH2
CHCOO
NH2+
注意点： ①为亚氨基酸，此氨基仍能与另一羧基形成肽键 ②亚氨基的N在环中，移动的自由度受限制，当脯氨酸处于多 肽链中时，往往形成转角 ③可被修饰为羟脯氨酸
谷胱甘肽: 存在于身体的几乎每一个细胞，解毒，抗
衰老，争抢免疫力等功能
蛋白质的分子结构包括:
一级结构(primary structure)
二级结构(secondary structure)
三级结构(tertiary structure)
四级结构(quaternary structure)
高级 结构
生物化学与分子生物学
第一章
生物大分子-蛋白质
要点：１氨基酸的通式及分类 ２肽键的形成 ３蛋白质的一级结构及 空间结构的关系 ４变性的本质及应用
蛋白质的定义及元素组成
定义：
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。
氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行 分类
非极性脂肪族氨基酸
极性中性氨基酸
芳香族氨基酸
酸性氨基酸
碱性氨基酸
大学生物化学课件蛋白质的生物合成
核糖体结合的分子伴侣
非核糖体结合性分子伴侣— 热休克蛋白 伴侣蛋白
(1)热休克蛋白（heat shock protein, HSP )：
属于应激反应性蛋白，高温应激可诱导该蛋白 合成增加。
在大肠杆菌中包括HSP70, HSP40和GrpE三族
Peptidyl site （P Site）
E位
Aminoacyl site （A Site）
mRNA
肽链合成需要酶类和蛋白质因子
• 蛋白质因子： • （1）起始因子 • 原核生物 IF； 真核生物 eIF • （2）延长因子 • 原核生物 EF； 真核生物 eEF • （3）释放因子 • 原核生物 RF； 真核生物 eRF
第二节 蛋白质生物合成的过程
翻译过程从阅读框架的5’-AUG开始，按mRNA 模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码 出现。
整个翻译过程可分为三个阶段：
起始(initiation）
延长（elongation)
终止(termination)
一、肽键合成的起始（Initiation）
多肽链合成后需要逐步折叠成天然空间构象才成为有 功能的蛋白质。
时间： 新生肽链N端在核蛋白体上一出现，肽链的折叠
即开始，折叠在肽链合成中、合成后完成。
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自动完 成，而需要其他酶、蛋白质辅助 ：
•
分子伴侣
•
蛋白二硫键异构酶
•
肽-脯氨酰顺反异构酶
1．分子伴侣*（molecular chaperon）
需要：
转位酶（原核生物中是EFG，真核生物中是eEF-2）， GTP 结果：
生物化学-北京大学医学部课程中心
生物化学国家自学考试《营养、食品与健康》专业（专科）主编：李刚副主编：（以姓氏笔画为序）王子梅李载权编写者（以姓氏笔画为序）：于宇马康涛王子梅王新娟刘新文朱卫国朱滨李平风李刚李载权倪菊华贾弘禔目录前言第一篇生物分子的结构与功能第一章蛋白质的结构与功能第二章核酸的结构与功能第三章酶第四章维生素与微量元素第二篇物质代谢与调节第五章糖代谢第六章脂类代谢第七章生物氧化第八章氨基酸代谢第九章核苷酸代谢第十章物质代谢的联系与调节第三篇基因信息传递与医学第十一章 DNA的生物合成第十二章 RNA的生物合成第十三章蛋白质的生物合成第十四章基因表达调控、基因重组与基因工程第十五章基因与医学第四篇物质代谢的协调与营养学基础第十六章血液的生物化学第十七章肝的生物化学第十八章激素的生物化学第十九章钙磷代谢与骨骼第二十章水、电解质与酸碱平衡第二十一章营养学基础附录一、教材大纲附录二、实验要求前言本教材是为国家自学考试《营养、食品与健康》专业（专科）生物化学课程编写的教科书。
全书分4篇，包括生物分子的结构与功能、物质代谢与调节、基因信息的传递和重要组织器官代谢，共21章。
生物化学是生命科学领域重要的基础学科，当今生命科学领域所取得的每个理论进步和技术发明，无一不与生物化学相关。
例如，DNA双螺旋、重组DNA技术 (DNA克隆)、聚合酶链式反应 (PCR)、DNA芯片、RNA干扰技术，以及人类基因组计划、基因组学、蛋白质组学等，仅从这些现代科学与技术的新名词就不难理解生物化学与分子生物学的发展何等迅速。
生物化学与分子生物学成为推动现代生命科学和医学发展的领头学科和主要推动力。
生物化学课程是不同专业医学生的必修课之一，是学习其他医学课程的基础。
结合营养专业（专科）的学习特点，我们在编写本书的过程中对原有普通生物化学教科书的内容进行了适当删减合并。
如在基因表达调控、基因重组与基因工程和基因与医学两章中，涵概了普通教科书中的相关内容；增加激素的生物化学和水、电解质与酸碱平衡和营养的生物化学基础章节；对其他各章内容深浅度也做了适当的调整，以适应自学考试的需要。
北医本科课件《生物化学》生化总结第二部分.docx
呼吸链：线粒体屮起传递氢或电子作用的酶或辅酶成为电子传递体，他们按一定顺序排列在线粒体内膜上组成递氢或低电子链式反应体系，称为电子传递链。
该体系进行的一系列连锁反应与细胞摄取氧的呼吸过程相关，故又称为呼吸链。
组成：NAD+ （尼克酰胺腺嘿吟二核背酸）：辅酶I,含维生素PP,双电子传递体，NADH+H 黄素蛋白FMN/FMNH2 FAD/FADH2铁硫蛋白单电子传递体，三价铁与二价铁转化泛醍辅酶Q,非蛋白质双递氢体，电子传递链屮心地位，可自由移动细胞色素单电子传递体，三价铁与二价铁转化b,cl,c,aa3其中c也可在线粒体内膜外侧移动，是流动电子载体如3是唯一直接将电子传给氧的细胞色素又称为细胞色素氧化酶①NADHTFP（FMN, Fe-S）^^复合体KNADH-Q 还原酶）卜UQ TCytb（Fe・S）TCytcl -^Cytc -^Cytaa3^O2②FP（FAD, Fe-S）T 」复合体III细胞色素还原酶复合体四细胞色素氧化酶复合体1【琥珀酸-Q还原酶① 的P/0二3②的二2,因为复合物II非偶联部位，不产生ATP,存在于琥珀酸脱氢酶，脂肪酰辅酶A脱氢酶，3-磷酸甘油脱氢酶催化的过程中。
线粒体氧化体系：生成ATP的两种方式：1、作用物水平磷酸化：在呼吸链以外发生的物质分子氧化（脱氢）反应同时，伴有ADP或其他核苜二磷酸化合物磷酸化，生成ATP或者核苜三磷酸的过程。
糖酵解屮：1, 3-二磷酸甘油酸+ADPT三磷酸甘油酸+ATP由磷酸苜油酸激酶催化PEP+ADPT丙酮酸+ATP由丙酮酸激酶催化三竣酸循环中：琥珀酰辅酶A+GDPT琥珀酰+辅酶A+GTP, GTP+ADPTATP+GDP,由琥珀酰辅酶A合成酶催化2、氧化磷酸化：与呼吸链中氢/电子传递过程相伴发生的ADP磷酸化，生成ATP的过程。
机制：偶联部位复合体一三四ATP合酶位于线粒体内膜，催化ATP生成，跨膜复合蛋白，膜外F1,膜内F0 P/0:物质氧化吋，每消耗lmol氧原子所消耗的磷酸的mol数，及生成ATP的mol数，比值越高效率越高调节：1）、呼吸控制：受细胞对能量需求的调节，ATP/ADP2）、甲状腺激素：活化Na/K-ATPase3）、呼吸链抑制剂：阻断电子传递；对复合物一，鱼藤酮，安密妥；复合物三，抗霉素A,二疏基丙醇；复合物四，氟化物，叠氮化物，CO。
2024版《现代分子生物学》朱玉贤第五版北大课件
新生肽链经过加工修饰，如剪切、 折叠、修饰等，成为具有生物活性 的蛋白质。
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蛋白质翻译后加工修饰类型举例
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N-端fMet或Met的切除
新生肽链N-端的甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸通常被切 除。
二硫键的形成
半胱氨酸残基之间可以形成二硫键，对蛋白质的稳 定性和活性有重要作用。
化学修饰
生物工程
表观遗传学机制可以影响细胞的分化和发育，因此通过表观遗传学手段来改造细胞或生物体可能成为一种新 的生物工程技术。例如，利用表观遗传学手段来实现细胞重编程和再生医学应用。
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06
现代分子生物学技术应用与 发展趋势
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DNA测序技术原理及应用领域拓展
DNA测序技术原理
通过特定的生物化学方法，将 DNA片段化并逐一测定其碱基序 列，从而获得完整的基因序列信
组修复等。
DNA损伤修复对于维持细胞基 因组稳定性和防止突变具有重要
意义。
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基因突变与遗传多样性
基因突变是指DNA序列中碱基的替换、 插入或缺失。
基因突变是生物进化的原材料，对于 生物适应环境和进化具有重要意义。
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基因突变可以产生新的等位基因，增 加遗传多样性。
序列比对与注释
01
利用生物信息学方法对基因序列进行比对和注释，揭示基因功
能和进化关系。
基因表达谱分析
02
通过高通量测序技术，研究基因在不同条件下的表达谱变化，
解析基因调控网络。
蛋白质结构与功能预测
03
利用生物信息学方法预测蛋白质的三维结构和功能，为药物设
计和蛋白质工程提供理论支持。
大学课程生物化学真核基因与基因组课件
遗传信息的传递
目录
本篇学习内容
真核基因与基因组 DNA的生物合成 DNA的损伤和修复 RNA的生物合成 蛋白质的生物合成 基因表达调控 细胞信号转导
目录
中心法则 (The Central Dogma)
复
转录
翻译
制
逆转录
目录
目录
目录
第十三章
真核基因与基因组
Eukaryote Gene and Genome
目录
➢ 真核生物有3类启动子，分别对应于细胞内存 在的三种不同的RNA聚合酶和相关蛋白质。
目录
2. 增强子增强邻近基因的转录 增强子是增强真核基因启动子工作效率的顺
式作用元件，是真核基因中最重要的调控序列， 决定着每一个基因在细胞内的表达水平。
目录
3. 沉默子是负调节元件 沉默子（silencer）是抑制基因转录的特定
DNA序列，当其结合一些反式作用因子时对基 因的转录起阻遏作用，使基因沉默。
目录
第二节
真核基因组的结构与功能
The Structure and Function of Eukaryote Genome
目录
基因组：细胞或生物体的一套完整单倍体 遗传物质的总和。
目录
一、真核基因组具有独特的结构
结构特点： ➢ 编码序列所占比例远小于非编码序列。 ➢ 含有大量的重复序列， ➢ 存在多基因家族和假基因。 ➢ 大多基因具有可变剪接，80%的可变剪接会 使蛋白质的序列发生改变。 ➢ 基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存 于细胞核内，除配子细胞外，体细胞的基因 组为二倍体。
目录
基因的功能
➢ 利用碱基的不同排列荷载遗传信息。 ➢ 通过复制将遗传信息稳定、忠实地遗传给子代
生物化学 绪论(共46张PPT)
二十一世纪
生命科学的世纪
人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源
What is life science?
热爱生命而喜欢生命科学是一份天然, 生命科学的三“神”：神秘、神妙、神圣
学习生命科学是一种荣幸和享受
What is life science?
生命的基本特征：
1、细胞是生物的基本单
位
生物体内的生化反应由基因控制
1962年 J.D.沃森（美）、F.H.C.克里克、 M.H.F.威尔金斯（英）
发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性
1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯 格（美）
研究遗传信息的破译及其在蛋白质合
成中的作用
诺贝尔生理或医学奖
1972年 G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英）
发明了对生物大分子进行确认和结构分 析的方法和发明了对生物大分子的质谱
分析法
诺贝尔奖
诺贝尔化学奖
2003年 彼得·阿格雷（美）、罗德里克·
麦金农（美） 在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
2004年
阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什 科（以）和伊尔温-罗斯（美）
泛素调节的蛋白质降解
诺贝尔生理或医学奖
counterparts for a mean percent
Fujiyama et al, 2002, Science, 295: 131-134
What is life science?
生命的基本特征：
4、生物具有个体发育和进化的历史
正常的生物都具有从生到死的完整生命 过程，即生活史。
生物个体不断繁衍后代，无数个体失 活史串联起来就构成了生物的进化史， 遗传和变异结合的后果。
生物化学课件Basic Biochemistry
Macromolecule #1: Carbohydrates
Polysaccharide Examples:
Glycogen—glucose polymer stored for future energy needs. Found in liver, muscle and sperm, etc.
RNA: ribonucleic acid Genetic material, single stranded
ATP: adenosine triphosphate High energy compound
DNA
Nucleotide Structure
THE BIG PICTURE
Chemistry is essential for life…
Basic Biochemistry
What is Biochemistry?
Biochemistry is the study of the chemical interactions of living things.
Biochemists study the structures and physical properties of biological molecules.
Macromolecule #3: Proteins
The building blocks of proteins are AMINO ACIDS. There are only 20 types of Amino Acids.
There are millions of different proteins, and they are all built from different combinations of the 20 amino acids.