動物生物化學(xué)重點(diǎn)筆記

1、09 動物科學(xué) 動物科學(xué) 王祖財 王祖財?shù)? 1 -頁/共 18 頁生物化學(xué)重點(diǎn)筆記 生物化學(xué)重點(diǎn)筆記緒論 緒論一、生物化學(xué)的的概念： 一、生物化學(xué)的的概念：生物化學(xué)（biochemistry)是利用化學(xué)的原理與方法去探討生命的一門科學(xué)，它是介于化學(xué)、生物學(xué)及物理學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科。二、生物化學(xué)的發(fā)展： 二、生物化學(xué)的發(fā)展：1．?dāng)⑹錾锘瘜W(xué)階段：是生物化學(xué)發(fā)展的萌芽階段，其主要的工作是分析和研究生物體的組成成分以及生物體的分泌物和排泄

2、物。2．動態(tài)生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)蓬勃發(fā)展的時期。就在這一時期，人們基本上弄清了生物體內(nèi)各種主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。3．分子生物學(xué)階段：這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。三、生物化學(xué)研究的主要方面： 三、生物化學(xué)研究的主要方面：1．生物體的物質(zhì)組成：高等生物體主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類以及水、無機(jī)鹽等組成，此外還含有一些低分子物質(zhì)。2．物質(zhì)代謝：物質(zhì)代謝的基本過程主要包括三大步驟：消化、吸收→中

3、間代謝→排泄。其中，中間代謝過程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過程，它包括合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控，能量代謝幾方面的內(nèi)容。3．細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)存在多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，而這些途徑之間通過一定的方式方式相互交織在一起，從而構(gòu)成了非常復(fù)雜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控細(xì)胞的代謝、生理活動及生長分化。4．生物分子的結(jié)構(gòu)與功能：通過對生物大分子結(jié)構(gòu)的理解，揭示結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。5．遺傳與繁殖：對生物體遺傳與繁殖的分子機(jī)制的研究，也

4、是現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究的一個重要內(nèi)容。第一章 第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、氨基酸： 一、氨基酸：1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸(amino acid)是蛋白質(zhì)分子的基本組成單位。構(gòu)成天然蛋白質(zhì)分子的氨基酸約有 20 種，除脯氨酸為α-亞氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均為 L-α-氨基酸。2．分類：根據(jù)氨基酸的 R 基團(tuán)的極性大小可將氨基酸分為四類：① 非極性中性氨基酸(8 種)；② 極性中性氨基酸(7種)

5、；③ 酸性氨基酸(Glu 和 Asp)；④ 堿性氨基酸(Lys、Arg 和 His)二、 二、 肽鍵與肽鏈： 肽鍵與肽鏈：肽鍵(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基與另一分子氨基酸的α-氨基經(jīng)脫水而形成的共價鍵(-CO-NH-)。氨基酸分子在參與形成肽鍵之后，由于脫水而結(jié)構(gòu)不完整，稱為氨基酸殘基。每條多肽鏈都有兩端：即自由氨基端(N端)與自由羧基端(C 端)，肽鏈的方向是 N 端→C 端。三、肽鍵平面 三、肽鍵平面(

6、肽單位 肽單位)：肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)；組成肽鍵的四個原子及其相鄰的兩個α碳原子處在同一個平面上，為剛性平面結(jié)構(gòu)，稱為肽鍵平面。四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)： 四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可人為分為一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)等層次。一級結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，二、三、四級結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。1．一級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，其維系鍵是肽鍵。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。2．二級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈主鏈骨架盤繞折疊而形成的構(gòu)象，

7、借氫鍵維系。主要有以下幾種類型：⑴α-螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為：①主鏈骨架圍繞中心軸盤繞形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是 3.6 個氨基酸殘基，螺距為 0.54nm；③ 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵；④ 側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。09 動物科學(xué) 動物科學(xué) 王祖財 王祖財?shù)? 3 -頁/共 18 頁第三章 第三章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能 核酸的結(jié)構(gòu)與功能一、核酸的化學(xué)組成： 一、核酸的化學(xué)組成：1．含氮堿：參與核酸和核苷酸構(gòu)成的含氮堿主要分為嘌呤堿和嘧啶

8、堿兩大類。組成核苷酸的嘧啶堿主要有三種——尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它們都是嘧啶的衍生物。組成核苷酸的嘌呤堿主要有兩種——腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G），它們都是嘌呤的衍生物。2．戊糖：核苷酸中的戊糖主要有兩種，即β-D-核糖與β-D-2-脫氧核糖，由此構(gòu)成的核苷酸也分為核糖核苷酸與脫氧核糖核酸兩大類。3．核苷：核苷是由戊糖與含氮堿基經(jīng)脫水縮合而生成的化合物。通常是由核糖或脫氧核糖的 C1’ β-羥基與嘧啶堿N1 或嘌呤堿

9、 N9 進(jìn)行縮合，故生成的化學(xué)鍵稱為β，N 糖苷鍵。其中由 D-核糖生成者稱為核糖核苷，而由脫氧核糖生成者則稱為脫氧核糖核苷。由“稀有堿基”所生成的核苷稱為“稀有核苷”。假尿苷（ψ）就是由 D-核糖的 C1’ 與尿嘧啶的 C5 相連而生成的核苷。二、核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名： 二、核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名：核苷酸是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包括核糖核苷酸和脫氧核糖核酸兩大類。最常見的核苷酸為 5’-核苷酸（5’ 常被省略）。5’

10、-核苷酸又可按其在 5’位縮合的磷酸基的多少，分為一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。此外，生物體內(nèi)還存在一些特殊的環(huán)核苷酸，常見的為環(huán)一磷酸腺苷（cAMP）和環(huán)一磷酸鳥苷（cGMP），它們通常是作為激素作用的第二信使。核苷酸通常使用縮寫符號進(jìn)行命名。第一位符號用小寫字母 d 代表脫氧，第二位用大寫字母代表堿基，第三位用大寫字母代表磷酸基的數(shù)目，第四位用大寫字母 P 代表磷酸。三、核酸的一級結(jié)構(gòu)： 三、核酸的一級結(jié)構(gòu)：核苷酸通

11、過 3’,5’-磷酸二酯鍵連接起來形成的不含側(cè)鏈的多核苷酸長鏈化合物就稱為核酸。核酸具有方向性，5’-位上具有自由磷酸基的末端稱為 5’-端，3’-位上具有自由羥基的末端稱為 3’-端。DNA 由 dAMP、dGMP、dCMP 和 dTMP 四種脫氧核糖核苷酸所組成。DNA 的一級結(jié)構(gòu)就是指 DNA 分子中脫氧核糖核苷酸的種類、數(shù)目、排列順序及連接方式。RNA 由 AMP，GMP，CMP，UMP 四種核糖核苷酸組成。RNA 的一級結(jié)構(gòu)就

12、是指 RNA分子中核糖核苷酸的種類、數(shù)目、排列順序及連接方式。四、 四、DNA DNA 的二級結(jié)構(gòu)： 的二級結(jié)構(gòu)：DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)是 DNA 二級結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是 Watson 和 Crick 兩位科學(xué)家于 1953 年提出來的一種結(jié)構(gòu)模型，其主要實驗依據(jù)是 Chargaff 研究小組對 DNA 的化學(xué)組成進(jìn)行的分析研究，即 DNA 分子中四種堿基的摩爾百分比為 A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff 原則），以及由

13、 Wilkins 研究小組完成的 DNA 晶體 X 線衍射圖譜分析。天然 DNA 的二級結(jié)構(gòu)以 B 型為主，其結(jié)構(gòu)特征為：①為右手雙螺旋，兩條鏈以反平行方式排列；②主鏈位于螺旋外側(cè)，堿基位于內(nèi)側(cè)；③兩條鏈間存在堿基互補(bǔ)，通過氫鍵連系，且 A-T、G-C（堿基互補(bǔ)原則）； ④螺旋的穩(wěn)定因素為氫鍵和堿基堆砌力；⑤螺旋的螺距為 3.4nm，直徑為 2nm。五、 五、DNA DNA 的超螺旋結(jié)構(gòu)： 的超螺旋結(jié)構(gòu)：雙螺旋的 DNA 分子進(jìn)一步盤旋

14、形成的超螺旋結(jié)構(gòu)稱為 DNA 的三級結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)原核生物的 DNA 都是共價封閉的環(huán)狀雙螺旋，其三級結(jié)構(gòu)呈麻花狀。在真核生物中，雙螺旋的 DNA 分子圍繞一蛋白質(zhì)八聚體進(jìn)行盤繞，從而形成特殊的串珠狀結(jié)構(gòu)，稱為核小體。核小體結(jié)構(gòu)屬于 DNA 的三級結(jié)構(gòu)。六、 六、DNA DNA 的功能： 的功能：DNA 的基本功能是作為遺傳信息的載體，為生物遺傳信息復(fù)制以及基因信息的轉(zhuǎn)錄提供模板。DNA 分子中具有特定生物學(xué)功能的片段稱為基因（gene