生化重点

糖生物化学 一、 概念 1、糖：简单的定义：多羟基的醛类或酮类化合物，以及它们的衍生物或聚合物。 2、单糖：化学本质为多羟醛或多羟酮，为不能被水解变成更简单的糖的糖类。 3、对映体：分子内有不对称原子（最常见为碳原子），连接在这个原子上面的四个基团由于空间取向的不同而在空间有两种排列方式，因此形成了两种不同的化合物（也只能形成两种）称之为对映体。他们有相同的沸点、熔点和溶解度，重要的差别在生物学和旋光性上。 4、异头物：单糖由直链结构变成环状结构后，羰基碳原子成为新的手性中心，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体（α-D-葡萄糖，β-D-葡萄糖），由于差向的位置是第一位C，因此也叫异头体（物）。 5、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稳定的立体结构。 6、构象(conformation) ：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。构象之间的转变不需要共价键的断裂和重新生成。 7、差相异构体：又称表异构体，只有一个不对称碳原子上的基团排列方式不同的非对映异构体 8、糖蛋白：糖基化蛋白质，是一类由寡糖类和蛋白质以共价键连接而成的结合蛋白。 9、蛋白聚糖：是由核心蛋白、糖胺聚糖和连接寡糖组成的大分子复合物。蛋白聚糖在细胞间质中大量存在，为组织提供粘度、润滑和弹性；在介导细胞粘附中也起到重要作用。含O-糖肽键和N-糖肽键。 10、糖胺聚糖[glycosaminoglycans]：又称粘多糖，由重复的二糖单位组成，其中之一是葡萄糖胺或者半乳糖胺的衍生物，另一个常常是糖醛酸。是细胞外基质的重要成分，分布很广，大多以蛋白多糖 [proteoglycan] 存在，并进一步与胶原蛋白结合构成结缔组织机质的重要成分，如透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等。 11、几丁质：节肢动物外骨骼中的一种同多糖，由N-乙酰葡萄糖胺形成，线状不分支，β-1,4-糖苷键。 12、肽聚糖：细菌细胞壁中的一种杂多糖，由N-乙酰葡萄糖胺（NAM，连接一个四肽链）和N-乙酰胞壁酸（NAG）间相排列，以β-1,4-糖苷键连接而成。 13、环糊精：芽孢杆菌属有些种含有的环糊精葡萄糖基转移酶作用于淀粉形成，一般由6、7或8个葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成。 14、变旋现象：伴随着异构体之间的转变，糖溶液的旋光度也随着改变的现象。变旋是由于分子立体结构发生某种变化的结果。 二、糖的生物学功能 1．是生物体主要的能量来源 2．可转变为生命所必需的其它物质，如可作为生物体的结构物3．作为细胞、生物体的贮藏物质4．可作为细胞识别的信号分子 三、DL 判断 1、右旋甘油醛为 D 型，左旋甘油醛为 L 型。卢森诺夫 (Rosanoff) 规定，凡单糖中直链分子式最末的一个不对称碳原子的构型与 D- 甘油醛一致的就称为 D 型糖，它的对映体就是 L 型糖。任何糖都可以看作是由甘油醛或二羟丙酮派生出来的。 不论是D 型还是 L 型，异头碳羟基与末端羟甲基是反式的为α异头物，顺式为β异头物 四、常见二糖结构及其性质 1、蔗糖由α-D-葡萄糖（glc）与β-D-果糖（fru）通过各自的异头碳羟基连接，无还原性。 2、乳糖主要存在于乳汁中，由β-D-半乳糖(gal)与D-葡萄糖（glc）通过β-1,4糖苷键连接，有还原性 3、麦芽糖是淀粉的水解产物，由两个α-D-葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成，有还原性 五、多糖（均无还原性） 1、淀粉是植物体内贮藏最多而最重要的糖。 1）直链淀粉由D-Glc 通过α 1-4 键连接而成。直链淀粉遇碘显兰色。每一个直链淀粉分子都有一个非还原端和一个还原端。 2）支链淀粉由2000-22000个Glc残基组成，大约每30个α1-4 键连接的葡萄糖处有一个α1-6 糖苷键连接的葡萄糖分支。支链淀粉与 KI-I2 显紫色。每一个支链淀粉都有一个还原端和多个非还原端。 2、糖原是动物的贮存多糖，细菌细胞中也有存在，肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖元、肌糖元。遇碘显红紫色。糖原结构与支链淀粉相似，主要是α- 吡喃葡萄糖，按α -1,4 糖苷键缩合而的，糖原的分支程度比支链淀粉更高 3、纤维素类似直链淀粉，残基之间是由β-D-葡萄糖分子以β-1，4糖苷键相连而成直链。β-1，4键使得纤维素多糖链采取伸展的构象平行排列，链间和链内存在大量的氢键，形成平行的纤维束。 脂类 一、基本概念 1、脂质（lipid，脂类或类脂)，是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。对大多数脂质而言，其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。将其归为一类的依据：溶解性。 2、分类 单纯脂：脂肪酸与醇类形成的酯。 如甘油酯、鞘酯、蜡等 复合脂(compound lipid) ：磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂（极性头部：磷酸基、醇基、含氮碱；疏水尾部：烃链） 糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂；脂蛋白 衍生脂：脂肪酸及其衍生物。如固醇类，萜类，脂溶性维生素等 3、脂类的生物学功能 1）、生物膜的结构组分，是基本构件，它赋予细胞膜柔软性，极性不透过性和高电阻性。 a磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）；b胆固醇； c糖脂 2)、是碳及能量的主要储存形式： 3)、激素、维生素和色素的前体：萜类、固醇类、二十碳四稀酸 4)、一些脂类是细胞内的重要信号分子，如磷脂酰肌醇，二酰甘油等。 5)、保护功能：保护机体表面以防止感染及水分的过度丢失；保暖等。 二 1、脂肪酸：具有长碳氢链和一个羧基末端的有机物的总称，分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。线形不分支，无环状结构。熔点：①脂肪酸分子的碳链越长，熔点越高； ②不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低； ③顺式比反式低 2、必需脂肪酸：人体及哺乳动物能合成多种脂肪酸，但不能向脂肪酸引入超过△ 9 的双键，因而不能合成亚油酸和亚麻酸，而这些 FA 对人体功能是必需的，必须由膳食提供的，称为必需脂肪酸。 亚油酸、亚麻酸缺乏会影响机体代谢，表现为上皮细胞功能异常、湿疹样皮炎、皮肤角化不全、创伤愈合不良、对疾病抵抗力减弱、心肌收缩力降低、血小板聚集能力加强、生长停滞等。α- 亚麻酸缺乏会导致免疫力降低、健忘、疲劳、视力减退、动脉粥样硬化等症状的发生 亚油酸在体内可转化成花生四烯酸（ARA）（也是必须脂肪酸），后者是合成前列腺素的前体。 3、油脂的碱水解作用称为皂化，产物是脂肪酸的盐，俗称皂。皂化所需的碱量数值称为皂化价，或皂化值。是指完全皂化1克油或脂所消耗的 KOH 的mg数。可用来推算油脂的平均分子量：平均Mr=3*56*1000/皂化价 4、碘值：100g油脂所能吸收的碘的克数，可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。 5、酸值：酸败程度一般用酸值(acid value）来表示，酸值即是中和 1g 油脂中的游离脂肪酸所需要的KOH mg 数。酸值是油脂品质好坏的一个指标。 三 1、萜类属于非皂化的脂类，它的基本结构是异戊二烯。 2、固醇类：基本结构是环戊烷多氢菲（母核）的一类醇、酸及其衍生物。包括：固醇、固醇衍生物。胆固醇可使脂膜的相变温度范围变宽，对脂膜的流动性有一定的调节功能。 3、糖脂：单糖或者寡糖通过其半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。根据脂质的不同可分为：甘油醇糖脂、鞘氨醇糖脂 4、脂多糖为革兰氏阴性细菌细胞壁特有成分 5、脂蛋白是脂质与蛋白质以非共价键（疏水力、范德华力和静电引力）结合而成的复合物。广泛存在于血浆中，称血浆脂蛋白。细胞膜系统中与脂质融合的蛋白质称为细胞脂蛋白。蛋白质部分称脱辅基脂蛋白或者载脂蛋白。 6、组成生物膜的成分有：磷脂（甘油磷脂&鞘磷脂）、胆固醇、糖脂等 7、影响生物膜流动性的因素有：（1）、C链长度：越长则相变温度越高；（2）、C链不饱和度：不饱和度越大相变温度越低；（3）、胆固醇：增宽相变温度范围；（4）、蛋白质：作用类似胆固醇 氨基酸 分类 1、脂肪族 1）、非极性：甘氨酸Gly G 丙氨酸 Ala A 缬氨酸 Val V 亮氨酸 Lue L 异亮氨酸 Ile I 蛋氨酸（甲硫氨酸）Met M（含S） 2）、中性： ① 含羟基的氨基酸：丝氨酸 Ser S 苏氨酸 : Thr T ② 含巯基氨基酸：半胱氨酸 Cys C ③ 含酰氨基氨基酸：天冬酰氨Asn N 谷氨酰氨 Gln Q 3）、酸性氨基酸：天冬氨酸： Asp D 谷氨酸： Glu E “天谷酸” 4）、碱性氨基酸：（胰蛋白酶专一性水解）赖氨酸 Lys K 精氨酸 Arg R 2、芳香族氨基酸：酪氨酸:Tyr（极性--中or酸） 苯丙氨酸 :Phe（非极性） 3、杂环氨基：色氨酸：在植物和某些动物体转化成泛酸Trp（非极性） 组氨酸His（极性-中or碱） 脯氨酸 Pro（非极性） 性质 1、氨基酸是两性电解质，氨基酸完全质子化时是多元酸，侧链不解离的中性氨基酸是二元酸、酸性和碱性氨基酸可视为三元酸。既可以被酸滴定又可以被碱滴定 2、等电点计算： 净电荷为 0 氨基酸形式的两侧 pKa 的平均值 等电点是净电荷为0氨基酸形式的pH 3、解离次序：pH从低到高时α-羧基>侧链羧基>α-氨基>侧链氨基 pH>pI时氨基酸带负电，电泳时向正极泳动；pH4、人体必需氨基酸：“一两色素本来淡些”。Ile，Lue，Trp，Thr，Phe，Lys，Met，Val 蛋白质 (一）结构 1、一级结构：指组成蛋白质或多肽链的氨基酸残基的连接方式和排列顺序，亦指蛋白质的共价结构。 2、二级结构：指蛋白质多肽链的主链骨架中的若干肽段形成“规则”的构象、排列。常见二级结构： α螺旋：天然的为右手螺旋；3.6个氨基酸绕一圈，每个氨基酸上升0.15nm，一圈上升5.4Å；氨基酸侧链向外；稳定性靠H键维持；肽键上C=O的O与前面第3个肽基上的N-H的H形成H键。10肽形成的α螺旋有6个H键

β折叠：肽链平行或反平行排列；H键维系； β- 转角：Ala和Pro常出现 无规卷曲 3、超二级结构（Module）：是指若干相邻的二级结构构象单元（α- 螺旋、β- 折叠、β- 转角及无规卷曲）彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体，是蛋白质二级结构至三级结构层次的一种过渡态构象层次。 4、结构域：一些相对较大的蛋白质分子中，在空间折叠时往往先分别折叠成几个相对独立的区域，再组装成更复杂的球状结构，这种在二级或超二级结构基础上形成的特定区域称为结构域。它的结构层次