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1、Biochemistry I 生物化学上册生物化学上册Tobelecturedby:Dr.杨海灵公共邮箱：公共邮箱：biochemistry_biochemistry_通用密码：通用密码：20080808200808081生物化学的概念生物化学的概念 生生物物化化学学是是运运用用化化学学原原理理和和方方法法，研研究究生生物物体体的的物物质质组组成成和和遵遵循循化化学学规规律律所所发发生生的的一一系系列列化化学学变变化化，进进而而深深入入揭揭示示生生命命现现象象本本质质的一门科学，有生命的化学之称。的一门科学，有生命的化学之称。2生物化学的研究内容生物化学的研究内容1. 1. 生物体物质的化学组
2、成、结构、性质和功能生物体物质的化学组成、结构、性质和功能2. . 生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调控生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调控3. 3. 生物体的信息代谢生物体的信息代谢4. 4. 运运用用生生物物化化学学原原理理和和方方法法，开开拓拓富富有有经经济济价价值值的的 生物资源如酶制剂、药品、杀虫剂等。生物资源如酶制剂、药品、杀虫剂等。3YearInterweaving of the historical traditions of biochemistry, cell biology, and genetics.Proteins were thought to carry ge
3、netic information182818281897189719441944MiescherMiescher discovered DNA discovered DNA4生物化学的发展生物化学的发展1静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前）静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前）2动态生物化学时期（二十世纪前半叶）动态生物化学时期（二十世纪前半叶）3机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五十年代以后）十年代以后）5本章小结生物化学的概念生物化学的研究内容6糖的基本概念糖的基本概念 1.1.糖类的来源：糖类的来源：2.糖类的主要生物学作用糖类的主要生
4、物学作用：主要能量来源；生物体结构成分 作为细胞识别的信号分子作为细胞识别的信号分子3.糖类的化学本质糖类的化学本质： 糖是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。 4.糖类的分类糖类的分类 ：单糖、二糖、多糖、复合糖根本来源是绿色细胞进行的光合作用。第一章第一章 糖与糖生物学糖与糖生物学7糖的分类（糖的分类（classificationclassification） I I单糖（单糖（monosaccharidemonosaccharide）：）：是多羟醛或多羟酮是多羟醛或多羟酮 （1 1）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等）碳原子数目：丙糖、丁糖、戊糖、已糖、庚糖等。（2 2）
5、醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。）醛糖、酮糖：如葡萄糖、果糖。 IIII寡糖（寡糖（oligosaccharideoligosaccharide）：）：又称低聚糖，又称低聚糖， 由由2 21010分子单糖结合而成。可分为二糖、三糖、四糖、五糖等。分子单糖结合而成。可分为二糖、三糖、四糖、五糖等。 8 IV:IV:复合糖（复合糖（complex complex saccharidesaccharide）: : 糖类与非糖物质如脂类、蛋白质等结合形成糖类与非糖物质如脂类、蛋白质等结合形成IIIIII多糖（多糖（polysaccharidepolysaccharide）：）：由多分子单糖或单糖的衍生物聚
6、合而成。由多分子单糖或单糖的衍生物聚合而成。 （1 1）同多糖（）同多糖（homopolysaccharidehomopolysaccharide）：）：由同一种单糖聚合而成，如淀粉、由同一种单糖聚合而成，如淀粉、 糖原、纤维素等。糖原、纤维素等。 （2 2）杂多糖（）杂多糖（heteropolysaccharideheteropolysaccharide）：）：由不同种单糖或单糖的衍生物聚由不同种单糖或单糖的衍生物聚合而成，如透明质酸、肝素等。合而成，如透明质酸、肝素等。 糖的分类（糖的分类（classificationclassification） 9常见的二糖（双糖，常见的二糖（双糖，d
7、isaccharidedisaccharide）1.1.蔗糖（蔗糖（sucrosesucrose）2.2.麦芽糖（麦芽糖（maltosemaltose） 3.3.乳糖（乳糖（lactoselactose） 10（一）同多糖（一）同多糖（homopolysaccharide） 1 1淀粉（淀粉（starchstarch）多糖（多糖（polysaccharidepolysaccharide） 天然淀粉呈颗粉状，其外层为支链淀粉，约占80 90%；内层为直链淀粉，约占10 20%。 112 2糖原（糖原（glycogenglycogen） 与支链淀粉的不同在与支链淀粉的不同在于糖原分子分支多、链短、
8、于糖原分子分支多、链短、结构紧密。结构紧密。 123 3纤维素（纤维素（CelluloseCellulose） 存在于植物的细胞壁中；不溶于水的多糖13透明质酸（透明质酸（hyaluronichyaluronic acid acid） （二）杂多糖（二）杂多糖 ( (heterosaccharideheterosaccharide) )糖胺聚糖（粘多糖）糖胺聚糖（粘多糖） （X-YX-Y）n nn50n50 X X：己糖醛酸己糖醛酸 Y Y：已糖胺已糖胺 14复合糖（结合糖）复合糖（结合糖） （结合糖）（结合糖） 复合糖复合糖 糖类糖类+ +脂类脂类 糖类糖类+ +蛋白质蛋白质 糖脂糖脂 脂多
9、糖脂多糖 糖蛋白糖蛋白 蛋白聚糖蛋白聚糖 15蛋白聚糖：蛋白聚糖：糖胺聚糖与胞外蛋白连接a.化学结构式b.膜内在蛋白的蛋白聚糖结构16糖蛋白：短链寡糖与蛋白质以共价键连接而形成的复合物。171.细胞与细胞外基质的相互作用复合糖的生物学作用182. 凝集素与配体的相互作用193.细胞表面识别喝黏附过程中寡糖的作用20本章小结1.糖类的化学本质2.糖类的主要生物学作用3.常见的几种单糖、二糖、多糖与复合糖21第二章第二章 脂质脂质内容目录：内容目录：一：脂质的定义一：脂质的定义二：脂质的分类二：脂质的分类三：脂质的功能三：脂质的功能四：举例介绍重要脂质的生化性质及生理功能四：举例介绍重要脂质的生化
10、性质及生理功能22脂质：脂质：是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的 生物有机分子。生物有机分子。 其化学本质是脂肪酸和醇所形成的其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其酯类及其衍生物。衍生物。 与脂质组成的与脂质组成的脂肪酸脂肪酸多是多是4 4碳以上的长链一碳以上的长链一元羧酸；元羧酸；醇醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。固醇。 脂质的定义脂质的定义23脂质的分类脂质的分类1.1.单纯脂质单纯脂质：由脂肪酸和甘油形成的酯1）甘油三酯甘油三酯或三酰甘油2）蜡蜡 长链脂肪酸和长链醇或者固醇组成 真蜡真蜡是由高级脂肪酸和高级一元
11、醇(C24C36)结合而成的脂类。 非脂成分非脂成分的蜡类包括高级醇、甾醇和烃类等。 2.2.复合脂质：复合脂质：1 1）磷脂）磷脂：非脂成分为磷酸和含氮碱（如胆碱、乙醇胺）2 2）糖脂：）糖脂：非脂成分为糖（单己糖、二己糖）24Triacontanoylpalmitatemajorcomponentofbeeswax253.3.衍生脂质衍生脂质由单纯脂质和复合脂质衍生而来或与之关系密切，具有脂质一般性质的物质，(1) (1) 取代烃取代烃 主要是脂肪酸及其碱性盐(皂)和高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺和烃； (2) (2) 固醇类固醇类( (甾类甾类) ) 包括固醇固醇( (甾醇甾醇) )、胆酸、
12、胆酸，强心苷、性激素、肾上腺皮质激素； (3) (3) 萜萜 包括许多天然色素(如胡萝卜素胡萝卜素)，香精油，天然橡胶等； (4) (4) 其他脂质其他脂质 如维生素维生素A A、D D、E E、K K，脂酰CoA，脂多糖，脂蛋白等。脂质的分类脂质的分类26How important vitamin D is27脂质的分类脂质的分类根据在水中或者水界面的行为不同根据在水中或者水界面的行为不同1.非极性脂质非极性脂质2. 在水中的溶解度极低（无容积可溶性）（无容积可溶性） 不能在空气水界面或油水界面分散成单分子层（无界面可（无界面可溶性）。溶性）。 属于这类的有长链脂肪烃如烷、胡萝卜素、鲨烯，有
13、大芳香烃如胆甾烷；长链脂肪酸和长链一元醇形成的酯等。281.1.储存脂质（储存脂质（storage lipid)storage lipid) 属于这一类的是三酰甘油和蜡属于这一类的是三酰甘油和蜡 脊椎动物的脂肪细胞脊椎动物的脂肪细胞 植物的种子中存在三酰甘油植物的种子中存在三酰甘油 脂质的生物学作用脂质的生物学作用2.2.结构脂质（结构脂质（structural lipid)structural lipid)生物膜骨架主要是由磷脂类构成的双分子层或称脂双层。参与脂双层构成的膜脂还有固醇和糖脂。 293031脂质的生物学作用脂质的生物学作用3.活性脂质活性脂质活性脂质是小量的细胞成分，但具有专一
14、的重要生物活性。活性脂质是小量的细胞成分，但具有专一的重要生物活性。类类固固醇醇中中很很重重要要的的一一类类是是类类固固醇醇激激素素，包包括括雄雄性性激激素素、雌雌性激素和肾上腺皮质激素。性激素和肾上腺皮质激素。萜萜类类化化合合物物包包括括对对人人体体和和动动物物的的正正常常生生长长所所必必需需的的脂脂溶溶性维生素性维生素A A、D D、E E、K K和多种光合色素和多种光合色素( (如类胡萝卜素如类胡萝卜素) )。32（一）脂肪（真脂）（一）脂肪（真脂）（fatfat） 1 1脂肪的组成和结构脂肪的组成和结构 脂肪：甘油三酯，三酰甘油，脂肪：甘油三酯，三酰甘油，triglyceridetri
15、glyceride（TGTG） 重要脂类重要脂类33342 2脂肪酸（脂肪酸（fatty acid, FAfatty acid, FA） 主要在主要在链的长度和饱和度链的长度和饱和度方面有差异。方面有差异。几乎所有的脂肪酸都含有几乎所有的脂肪酸都含有偶数碳原子偶数碳原子，大部分由线，大部分由线性碳链组成，少数具有分支结构。性碳链组成，少数具有分支结构。在自然界中只有极少数脂肪酸独立存在，绝大多数在自然界中只有极少数脂肪酸独立存在，绝大多数是作为其他脂类的酯化组分。是作为其他脂类的酯化组分。35习惯名习惯名系统名系统名碳原子及碳原子及双键数双键数双键位置双键位置族族分布分布系系n系系软油酸软油酸
16、十六碳一烯酸十六碳一烯酸16：197-7广泛广泛油酸油酸十八碳一烯酸十八碳一烯酸18：199-9广泛广泛亚油酸亚油酸十八碳二烯酸十八碳二烯酸18：29,126,9-6植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9-3植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12-6植物油植物油花生四烯酸花生四烯酸廿碳四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15-6植物油植物油timnodonic廿碳五烯酸廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15-3鱼油鱼油clupanodonic廿二碳五烯
17、酸廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15-3鱼油，鱼油，脑脑cervonic廿二碳六烯酸廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18-3鱼油鱼油36脂酸的来源脂酸的来源自身合成自身合成 多为多为饱和脂酸饱和脂酸和和单不饱和脂酸单不饱和脂酸食物供给食物供给 各种脂酸，特别一些各种脂酸，特别一些不饱和脂酸不饱和脂酸* * 营养必需脂酸营养必需脂酸 亚亚油油酸酸、亚亚麻麻酸酸、花花生生四四烯烯酸酸等等多多不不饱饱和和脂脂酸酸是是人人体体不不可可缺缺乏乏的的营营养养素素，不不能自身合成，需从食物摄取。能自身合成，需从食
18、物摄取。37（二）磷脂酰胆碱（二）磷脂酰胆碱（phosphatidylphosphatidyl CholineCholine, , PCPC）：）：也称卵磷脂（也称卵磷脂（lecithinlecithin） 可降低胆固醇，增加高密度脂蛋白的作用，防止减轻动脉硬化卵磷脂能乳化乳化脂肪脂肪，消解血管内壁的粥样硬化斑块，是人体天然的血液清洁剂。38胆碱（胆碱（CholineCholine）胆碱具有碱性、醇性。胆碱具有碱性、醇性。 39Cholesterol（三）胆固醇（三）胆固醇（cholesterolcholesterol） 苹果：苹果： 富含果胶、纤维素和维生素C 胡萝卜：胡萝卜：富含果胶酸钙玉
19、米：玉米： 丰富的钙、磷、硒和卵磷脂、维生素E 海带：海带： 含丰富的牛黄酸，含食物纤维褐藻酸大蒜：大蒜： 能减少肝脏合成胆固醇牛奶：牛奶： 含较多的钙质蜜橘：蜜橘： 含有丰富的维生素C茶：茶： 含有咖啡碱与茶多酚 豆浆：豆浆： 大豆蛋白有助于降低血浆胆固醇水平，40（四）、脂蛋白（四）、脂蛋白: :脂质与蛋白质以非共价键结合而成的复合物脂质与蛋白质以非共价键结合而成的复合物脂蛋白广泛存在于血浆中，因此也称血浆脂蛋白。大多数脂质在血液中的转运是以脂蛋白复合体形式进行的 。血浆脂蛋白都是球形颗粒，有一个由三酰甘油和胆固醇酯组成的疏水核心疏水核心和一个由磷脂、胆固醇和载脂蛋白参与的极性外壳极性外壳
20、。载脂蛋白的主要作用是增溶疏水脂质和作为脂蛋白受体的识别部位。 41复合体中蛋白质愈多，脂质愈少，复合体的密度愈高。 依密度增加为序可分为：乳靡微粒(chylomicron)，极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)，中间密度脂蛋白(intermediate density lipoprotein，IDL)，低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL) 把胆固醇从肝脏运送到全身组织，过量时则其携带的胆固醇便积存在动脉壁上引起动脉硬化高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)。 “血液清道夫血液清道夫”：会将胆固醇从周边组织输送到肝脏代谢 （四）、脂蛋白（四）、脂蛋白: :42本章小结1.脂质的定义2.脂质的主要生物学作用3.常见的几种重要脂质：真脂、卵磷脂、胆固醇以及脂蛋白。43
