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1、生物化学 Biochemistry,主编 吴梧桐 人民卫生出版社 第6版,卷面成绩：平时成绩=7:3 Please ensure your attendance!,下载课件的邮箱： 密码： 888888,绪 论 Introduction,生物化学 biochemistry,一、涵义：一门主要用化学的理论和方法，在分子水平上研究生物体的化学组成，探讨生命活动过程中化学变化规律和生命的化学本质的学科。,生命的化学,什么是生命？,2. 生命体的化学组成, 大分子：蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质。, 小分子：维生素、激素、各种代谢中间物，以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和
2、甘油等。,3.基本现象： 生长和繁殖,1.生命体的基本元素 包括C、H、O和N四种元素，是组成生命体最基本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。,肝,糖，蛋白，核酸,单糖，氨基酸,食物：糖，蛋白，脂类,食物：糖，蛋白，脂类等（大分子）,单糖，氨基酸等（小分子）,分解,自身：糖，蛋白，核酸，脂类（大分子）,合成,分解,发挥功能：提供能量，催化反应，保护，储存遗传信息,生物代谢特点：, 在代谢的过程中伴随有能量的变化, 新陈代谢是连续的酶促反应系列, 新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的,生物化学与普通化学的区别,二、生化研究的主要内容,1. 研究生物体的物质组成及生物分子
3、的结构与功能； 2. 物质代谢、能量变化及其调节； 3.遗传信息的储存、传递与表达。,药学专业为什么要学习生物化学？,All diseases have a biochemical basis.,例1 糖尿病,例2 脂肪肝,胰岛素是人体胰腺细胞分泌的身体内惟一的降血糖激素。,在肝部合成的脂肪无法运送出到皮下脂肪组织,例3 疯牛病,疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含-螺旋，称为PrPc。,例4 中风，脑血栓,高血脂，尤其是胆固醇过多积累,例6肿瘤,例5 老年痴呆症,有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉
4、样纤维沉淀，产生毒性而致病,基因突变,三、生物化学与药学的关系,疾病,生物化学,药学,例1 生物化学药 biochemical drug 简称生化药物，广义指从动物、植物和微生物等生物体中提取的、具有生理活性的化学物质。 生化药物按化学结构和治疗功能可分为氨基酸、多肽、蛋白质、酶及辅酶、多糖、脂类、核酸及其降解物等。如动物血清，生长因子，胰岛素，茯苓多糖。,例2 氟伐他汀 动脉粥样硬化，中风，脑梗塞,乙酰CoA 羟甲基戊二酰CoA 胆固醇,氟伐他汀,生物化学与药物研发之间关系密切,肝,药物,病灶,药物,三、生物化学与药学的关系,疾病,生物化学,药学,药物研发,剂型设计，用法用量,四、生物化学与
5、诺贝尔奖,纵观诺贝尔奖近百年的历史，尤其是20世纪50年代以来，52的生理学或医学奖和40的化学奖属于生物化学领域，二者之和相当于另外设立了一个生物化学诺贝尔奖，而这些获奖的研究成果大都在医学、药学领域中得到广泛的应用。,1998 氧化氮在人体循环系统中扮演传递讯号的角色 1999年，蛋白质内控制蛋白质在细胞内传输和定位的信号 2000年 细胞周期的关键分子调节机制 2005年 发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌幽门螺杆菌。 2006年 发现了控制基因信息流动的基本机制，RNA干扰的发现。 2008年 人乳头状瘤病毒（），这种病毒是导致女性第二常见癌症宫颈癌的罪魁祸首,人口与粮食 健康与疾病 环境与
6、生态 能源与资源,二十一世纪 生命科学的世纪,利用生物技术,改造生物 创造生物 新兴产业,推动工，农，医 的 发 展,五、生物化学课程安排,绪论，糖结构与分类 脂质结构分类，蛋白质结构 蛋白质性质与功能 酶学 核酸结构，性质与功能 维生素和激素,基因，DNA复制 基因表达，生物化学实验技术 考前复习 考试,生物氧化 糖，脂代谢 糖，脂代谢 蛋白质，核酸代谢,六、学习方法与要求,1. 有机化学相关知识 例如羧基，氨基，手性，醛基，酮基 2. 循序渐进的学习 ，注意基本理论、基本知识、基本概念 3. 按时独立完成平时习题，做好笔记,第一篇 生命的分子基础,第一章 糖的化学,一、糖的概念 糖类是多羟
7、基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。 多羟基醛醛糖 多羟基酮酮糖 多羟基醛或多羟基酮的衍生物 可以水解为多羟基醛或多羟基酮或它们的衍生物的物质,醛糖 酮糖,HC =O,(CHOH)n,CH,2,OH,主要由C、H、O三种元素组成。 单糖多符合结构通式(CH2O)n，如葡萄糖C6H12O6 =(CH2O)6,二、糖的分类,单糖：丙糖，戊糖，己糖等。 寡糖: 蔗糖、麦芽糖、乳糖。 多糖：淀粉，糖原等。 结合糖：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。,1、单糖（monosaccharides）：不能用水解方法再进行降解的糖，包括单糖及其衍生物。 按碳原子数分为： 丙糖（甘油醛） 丁糖（赤藓糖） 戊糖（核糖、脱
8、氧核糖等） 己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等;,核糖 脱氧核糖,OH,缩醛,核糖,戊糖,葡萄糖（glucose）C6H12O6,缩醛,还原性,己糖,以游离状态存在的双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖 。还有以结合形式存在的纤维二糖。,2、双糖,蔗糖=葡萄糖+果糖 麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖 乳糖=葡萄糖+半乳糖,3、多糖(Polysaccharides),多糖是由多个单糖分子缩合、失水而成，是一类分子机构复杂且庞大的糖类物质。,均一多糖,不均一多糖,直链 支链,直链 支链,淀粉,1）均一多糖-直链,淀粉-碘化钾试纸,药分： 维生素B1，盐酸异丙嗪片的鉴定,2）均一多糖-支链淀粉,糖原,糖原是人和动物体内储存
9、的一种多糖。结构与支链淀粉相似，水解终产物是葡萄糖。,3）均一多糖-支链,纤维素,自然界中分布最广的糖，以纤维二糖为基本单位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子，人体消化酶不能水解纤维素。,4）均一多糖-纤维素,膳食纤维,高等动物组织中发现，主要存在于结缔组织如眼球玻璃体、软骨等组织。主要功能是在组织中吸着水份，有润滑剂作用，对组织起保护作用。,5）不均一多糖-透明质酸,美容界的宠儿-玻尿酸,药学宠儿-真菌多糖,云芝多糖、香菇多糖、裂褶菌多糖和茯苓多糖，在临床上用于治疗肿瘤。,猴头菌多糖具有免疫调节功能。,双孢蘑菇中的酪氨酸酶对降低血压是十分有效的。冬虫夏草多糖对心律失常、房性早搏有疗效,右
10、旋糖酐 为血容量扩充药，有提高血浆胶体渗透压、增加血浆容量和维持血压的作用，能阻止红细胞及血小板聚集，降低血液粘滞性，从而有改善微循环的作用。,4、结合糖,糖与非糖物质如脂类或蛋白共价结合，分别形成： 糖脂（Glycolipids） 糖蛋白(Glycoproteins) 蛋白聚糖（proteoglycans）等糖复合物,糖+脂质=糖脂 如鞘糖脂决定人类血型A、B、O。,革兰氏阴性菌细胞壁含有十分复杂的脂多糖,糖+蛋白=糖蛋白 自然界中分布最广的一类复合糖，几乎所有的细胞都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共价连成。,蛋白聚糖=蛋白+多糖链 蛋白质与糖胺聚糖以共价键连成的大分子复合物，糖胺聚糖链连
11、在核心蛋白上，又称粘蛋白。,细胞外基质,蛋白聚糖,糖的分类 单糖：核糖，脱氧核糖，葡萄糖等。 寡糖: 蔗糖、麦芽糖、乳糖。 多糖：淀粉，糖原，纤维素等。 结合糖：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂。,三、糖类的分布,食用糖（蔗糖、葡萄糖） 绿色植物的皮、杆等（纤维素） 粮食及块根、块茎中的糖（淀粉） 动物体内的贮藏多糖（糖元） 昆虫、蟹、虾等外骨骼（几丁质） 食用菌中糖（香菇多糖、灵芝多糖） 细菌、酵母的细胞壁（肽聚糖） 结缔组织中的糖（肝素） 核酸、脂多糖、糖蛋白中的糖 细胞膜及其他细胞结构中的糖,四、糖的生理功能： 氧化分解供能 结构性支撑作用 结合糖类既是组织细胞的结构成分，又具有重要的生物学活性，
12、如抗体，信号传递，细胞识别 转变为其它物质,五、消化与吸收,五、糖的消化吸收,消化场所-小肠（主要）、口腔 吸收场所-小肠上皮黏膜 吸收形式-单糖 吸收途径-经门静脉入肝-入血。,思考题,什么是生物化学，谈谈你对生物化学的认识？ 试举例说明糖类在生物体发挥哪些作用？ 试举例说明糖类在生活中有哪些应用？,第二章 脂类的化学,一、脂肪（三脂酰甘油）可变脂,甘油,可变脂: 指含量常受营养状况和活动量的影响而变动的脂肪,CH2,OH,CH,CH2,OH,OH,HOOC-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 HOOC-R 脂肪酸,生理功能： 氧化供能及储存能量 固定脏器，维持体温 减小摩擦,脂肪酸,多
13、为无分支的具偶数碳原子的脂肪族羧酸；按是否含有双键可分为饱和与不饱和脂肪酸 营养必需脂肪酸是维持哺乳动物正常生长所需的而体内无法自行合成的脂肪酸，多为长链或超长链的高度不饱和脂肪酸，如：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。 营养非必需脂肪酸机体可以从糖等转变生成，不依赖食物提供的脂肪酸，多为饱和或低度不饱和的长链脂肪酸。,HOOC-R HOOC-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 HOOC-CH2-CH=CH-CH2-CH3,脂肪酸的生理功能 营养必需脂肪酸是磷脂的重要组成成分，参与细胞膜结构的组成 降低血脂、防止动脉粥样硬化和血栓形成 例：二十碳五烯酸（EPA） 二十二碳六烯酸（DHA） 合成
14、许多重要的生理活性物质 例：花生四烯酸作为合成前列腺素、血栓素、白三烯的原料 帮助脂溶性维生素的消化吸收,二、类脂固定脂 不受营养状况及机体活动影响的类脂，也称固定脂 生理功能：构成各种细胞膜结构，并参与多种生理活动。,1、磷脂,2、糖脂,甘油磷脂,鞘磷脂,脑苷脂,神经节苷脂,3、胆固醇及其酯,1、磷脂,磷脂又称甘油磷脂、磷酸甘油酯,非极性的尾部,极性的头部,脂质体,生物膜基本结构,磷脂分布：各组织的膜结构上 生理功能： 构成生物膜结构，参与细胞间的识别和细胞信息传递。 参与脂类在血浆中的转运。 构成神经髓鞘的组成成分,卵磷脂的功效 一、是肝脏的保护神 二、对心脏健康的积极作用 三、促进大脑发
15、育，增强记忆力 四、是血管的“清道夫” 五、是糖尿病患者的营养品 六、能有效地化解胆结石 七、是胎、婴儿神经发育的必需品 八、可消除青春痘、雀斑并滋润皮肤 九、可预防老年痴呆症的发生,2、鞘磷脂，又称神经磷脂，在脑组织和神经组织中含量较多。,非极性的尾部,极性的头部,A,B,C,甘油磷脂,鞘磷脂,A,B,C,分布：细胞膜上，神经末梢等处 生理功能： 组成细胞膜的重要成分 参与神经传导过程 作为激素等的受体,与鞘磷脂不同,3、糖脂,与鞘磷脂相同,HO,胆固醇,胆固醇酯,4、胆固醇及其酯,非极性,极性,HOOC-CH2-CH=CH-CH2-CH3,胆固醇分布： 细胞重要组成成分，在神经组织及肾上腺中含量尤其丰富 生理功能： 构成细胞膜成份 参与细胞识别及信息传递 转化生成肾上腺皮质激素，VD等具有重要生理功能的物质 协助脂类消化吸收，帮助脂类在血浆中转运,脂肪（甘油三酯,三脂酰甘油） 磷酸甘油酯 鞘磷脂 胆固醇 胆固醇酯,磷脂,类脂,脂类,糖脂,
