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生物化学
生物化学王淼 自用，通过思维导图的形式，对生物化学的主要内容和研究方向进行了概览性的介绍，包括糖化学、蛋白质化学、核酸化学、维生素与辅酶以及生物氧化等关键领域。
编辑于2024-08-01 09:24:36- 静态化学
- 动态化学
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- 大纲
生物化学
静态化学
糖化学
概述
定义
来源
分布
生物学作用
分类
单糖
定义
结构
链状、环状、Haworth投影式
常见名词解释
异构/同分异构
结构异构
立体异构
顺反异构/几何异构
旋光异构/光学异构
ab异头物
不对称碳原子
半缩醛
构造、构型、构象
变旋现象
原因
差向异构体
举例
对映体
单糖构型
物理性质
旋光性
溶解度
甜度
化学性质
异构化作用
氧化作用
Fehling和Benedict
溴水
鉴别醛醣酮糖
硝酸
脱氢酶
还原作用
硼氢化钠
糖脎作用
苯肼
形成糖苷
脱水和颜色反应
糠醛（戊糖）、5-羟甲糠醛（己糖）的形成
与羟甲糠醛反应
seliwanof试验
鉴别酮糖
与糠醛反应
间苯三酚试验
Bial试验
甲基间苯二酚
测定RNA含量
与糠醛及其衍生物反应
Molisch试验
阴性无糖，阳性可能有糖
蒽酮反应
总糖量测定
寡糖
还原性（结构、性质）
麦芽糖
纤维二糖
乳糖
非还原性（结构、性质）
蔗糖
环糊精
a-海藻糖
寡糖多样性的原因
多糖
性质
分类
同聚糖
杂聚糖
淀粉
结构
性质
糊化、老化
糊精
水解淀粉的酶
水解a-1，4糖苷键
a淀粉酶
b淀粉酶
水解a-1，6糖苷键
异麦芽糖酶
异淀粉酶
糖化酶/葡萄糖淀粉酶
水解现象（颜色变化）
糖原
来源
结构
性质
纤维素
来源
结构
性质
糖复合物
糖蛋白
蛋白聚糖
糖的衍生物
糖胺、糖酸等
脂质
概述
定义
来源
生物学作用
贮存脂质
三功能
结构脂质
一功能
活性脂质
四功能
分类
简单脂质
脂肪酸
分类
命名
特点
性质
溶解度
熔点
三酰甘油
物理性质
基本性质
溶解度
熔点
化学性质
水解、皂化
定义
皂化值
氢化、卤化
定义
应用
碘值
乙酰化
定义
乙酰化值
酸败、自然氧化
原因
措施
酸值
抗氧化剂
定义
自由基清除剂
举例
蜡
复杂脂质
磷脂
定义
结构
性质
功能作用
糖脂
衍生脂质
取代烃
固醇类
萜类
其他脂质
脂蛋白
血浆脂蛋白
定义
大小
迁移速率
脂多糖、维生素ADEK等
脂质的提取、分离、分析
蛋白质化学
氨基酸
来源
蛋白质的水解（优缺点）
酸水解
碱水解
酶水解
结构
a氨基酸
定义
通式
分类
按R基
脂肪族
中性5
酸性2+2
碱性3
含羟基和硫氨基2+2
芳香族3
杂环族2
按极性
非极性8
极性
不带电7
带正电3
带负电2
按亲疏水性
亲水12
疏水8
性质
物理性质
一般性质
兼性离子
熔点高
结晶形态或水溶液
等电点pI
定义
特性
pH、带电状况与电场中移动
溶解度
缓冲能力
计算
旋光性
己醛糖 脂肪酸 氨基酸与肽键的顺反、旋光
光吸收性质
紫外吸收光谱
原理
举例
化学性质
a-氨基和a-羧基共同参与
茚三酮反应
原理
定性（两波长）
定量
成肽反应
R基参与
Pauly反应/波利反应
His、Tyr
红棕色、橘黄色
重氮试剂
Folin反应/福林反应
Tyr、Trp
蓝色
福林试剂（磷钼酸、磷钨酸）
Millon反应/米伦氏反应
Tyr
红色
浓硝酸、硝酸银、硝酸汞
乙醛酸反应
Trp
紫红色
浓硫酸、乙醛酸
黄色反应
Phe
黄色
硝酸
坂口氏反应
Arg
红色
坂口试剂（萘酚、次溴酸盐）
半胱氨酸反应
Cys
红色
亚硝酸-铁氰化钠的甲醇溶液
分离与分析
分配层析原理
离子交换柱层析
原理
洗脱方法
洗脱顺序
纸层析
方法
Rf值/相对迁移率
分配柱层析
薄层层析
气液层析
高效液相层析
肽
基本概念
酰胺基、有部分双键性质、肽平面、反式构型
结构
理化性质
双缩脲反应
天然活性肽
GSH
蛋白质
概述
定义
化学组成（凯氏定氮法）
分类
按组成分类
单纯蛋白质
结合蛋白质
按形状分类
纤维状蛋白质
球状蛋白质
膜蛋白
按大小分类
单体蛋白质
寡聚或多聚蛋白质
功能
催化、调节、转运、贮存、结构、免疫等
蛋白质相对分子质量计算
结构
稳定蛋白质结构的作用力
疏水作用
氢键
离子键
范德华力
二硫键
金属键
一级结构（肽键）
定义
鉴定多肽链N和C末端残基
二硫桥的断裂
二硫桥位置的确定
二级结构（氢键）
a螺旋
定义
计算
特征
螺旋结构
氢键作用
R基的影响
电荷
多聚丙氨酸
多聚赖氨酸
形状大小
多聚异亮氨酸
脯氨酸和羟脯氨酸的存在
b折叠
b转角
pro、Gly
无规卷曲
超二级结构和结构域
定义
三级结构（疏水作用力）
定义
球状蛋白质三维结构特征5
四级结构（疏水作用力）
定义
亚基
单体蛋白质
寡聚蛋白质
结构与功能的关系
一级结构（根本）
高级结构
蛋白质折叠动力学
异构酶
二硫键异构酶（PDI）
肽基脯氨酰异构酶
分子伴侣
热休克蛋白质
变构现象
变构效应
协同效应
同促效应
正协同效应（s型）
负协同效应（非s型）
异促效应
正效应物
负效应物
举例：血红蛋白与氧结合（Hb氧结合曲线） 镰刀型贫血症
蛋白质性质
两性性质与等电点
蛋白质的等电点
等离子点
胶体性质
分散项在胶体系统中保持稳定的三个条件
以蛋白质为例说明（颗粒直径、水化层、双电层）
沉淀作用（原理）
可逆沉淀法
盐析法
盐溶作用
盐析作用
等电点沉淀法
不可逆沉淀法
有机溶剂沉淀法（部分可逆、部分不可逆）
重金属盐沉淀法（pH>pI）
生物碱试剂沉淀法（pH<pI）
加热沉淀法
变性与复性
蛋白质的变性
定义
本质
蛋白质的复性
定义
颜色反应（同aa）
茚三酮反应（定性定量）
双缩脲反应（定性定量、测水解程度）
福林反应（测蛋白质浓度）
紫外吸收性质（同aa）
免疫学性质
蛋白质分离与纯化
预处理
蛋白质从组织或细胞中以溶解状态释放出来
粗分离
将蛋白质和杂蛋白分离
等电点沉淀法
盐的浓度要尽量低，因为会改变蛋白质的等电点
盐析沉淀法
低温有机溶剂沉淀法
纯化（层析法、电泳法）
进一步提纯
根据分子大小不同
透析、超滤
凝胶过滤法
密度梯度离心
根据电离性质不同
离子交换层析（大分子：纤维素、交联葡聚糖）
电泳
聚丙烯酰胺凝胶电泳/PAGE
样品浓度效应
一般电泳分离电荷效应
分子筛选效应
等电聚焦电泳
双向电泳
毛细管电泳
免疫电泳
对配体分子的生物学亲和力不同
亲和层析
根据吸附性质
羟磷灰石层析
分离单、双链DNA
从RNA、蛋白质中除去DNA
疏水作用层析
结晶
纯度指标
蛋白质纯度、含量、相对分子质量测定
纯度鉴定
层析法（单一洗脱峰）
电泳法（单一区带）
免疫化学法（抗原抗体特异性结合）
相对分子质量测定（原理、用途）
凝胶过滤法
SDS- PAGE法
沉降分析法
沉降系数
含量测定（优缺点、原理、范围）
凯氏定氮法
福林-酚试剂法/Lowry法
25-250 ug/mL
双缩脲法
0.5-10 mg/mL
540nm
考马斯亮蓝法/Bradford法
595nm
紫外分光光度法
0.1-0.5 mg/mL
280nm
BAC比色法
562nm
核酸化学
概述
中心法则
分类
脱氧核糖核酸DNA
核糖核酸RNA
三种RNA作用
生物学作用
DNA是遗传物质
RNA参与蛋白质的生物合成
核酸结构
化学组成
核苷酸
核苷（b-糖苷键相连）
碱基
AG（N9）
CTU（N1）
稀有碱基 假尿嘧啶（C5）
戊糖(C1)
D-2脱氧核糖
D-核糖
磷酸
DNA
一级结构
碱基序列
二级结构
wc提出双螺旋结构3依据
核酸化学结构、核苷酸键长与键角
发现碱基配对关系
chargaff规则
进行X射线衍射分析
双螺旋结构要点
三级结构
超螺旋
正超螺旋
负超螺旋
RNA
一级结构
真核原核mRNA不同
高级结构
tRNA
结构特点
功能
rRNA
其他RNA
核酸功能
DNA功能
RNA功能
核酸性质
核酸的水解
酸水解
碱水解
酶水解
底物专一性
对底物作用方式
限制性核酸内切酶作用机理
磷酸二酯键断裂的方式
酸碱性质
紫外吸收
纯度鉴别：A260/A280比值
增色效应
减色效应
变性、复性及杂交
变性
核酸变性
熔解温度
影响因素
复性
退火
杂交
核酸研究方法
分离
DNA分离
RNA分离
纯化
琼脂糖凝胶电泳
聚丙烯酰胺凝胶电泳PAGE
含量测定
分光光度法
定磷法
钼蓝比色法
定糖法
PCR
原理
反应步骤
主要用途
酶
概述
酶催化作用的特点（与一般催化剂异同点）
酶的化学本质及组成
单纯蛋白质
缀合蛋白质
脱辅酶
辅因子
辅酶
辅基
全酶
酶的类型
单体酶
寡聚酶
多酶复合体
同工酶
命名分类
国际系统命名法
国际系统分类法及编号
结构与作用机制
结构
活性中心
活性中心的必需基团
结合基团
催化基团
活性中心外的必需基团
活性部位的共同特点
酶降低反应活化能
活化能
中间产物学说（中间产物能显著降低活化能）
结合能
酶催化专一性的机制
两种学说
诱导契合学说
锁钥学说
分类
结构专一性
绝对
相对
对底物键有要求， 对化学键两端原子基团无要求
键专一性
对底物键有要求， 对链两端基团要求一严一松
族专一性
基团专一性
立体异构专一性
旋光异构
几何异构
酶催化高效性的机制
底物和酶的邻近效应与定向效应
底物形变和诱导契合
酸碱催化
共价催化
金属离子催化
活性部位微环境的影响
酶活力调节
酶原的激活
酶原
酶原激活
机制（胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原的激活）
别构酶与别构调节
调节酶
别构酶
共价修饰酶
别构调节
正效应物、负效应物
别构效应
定义
原理
别构动力学
正协同效应
负协同效应
共价修饰酶与共价调节
共价修饰酶
酶促反应动力学
反应曲线
酶底物中间络合物学说
动力学方程
米氏方程
米氏常数意义
各因素对酶促反应的影响
酶浓度
pH（木瓜蛋白酶）
温度
激活剂
抑制剂
不可逆抑制
可逆抑制
竞争性抑制
琥珀酸脱氢酶（丙二酸）
Vm不变
Km增大
非竞争性抑制
精氨酸酶（亮氨酸）
Vm降低
Km不变
反竞争性抑制
Vm降低
Km降低
混合型抑制
酪氨酸酶（邻甲苯甲醛、间甲苯甲醛）
可逆抑制与不可逆抑制的鉴别
透析、超滤等物理方法
动力学方法
酶活力测定和分离纯化
酶活力测定
酶活力
酶活力单位
酶单位U
国际酶活力单位IU
Katal单位
酶比活力
酶活力的测定方法
分离纯化
衡量提纯方法两指标
总活力回收
提纯过程中酶的损失情况
比活力提高倍数
提纯方法的有效程度
步骤
选材、破碎、抽提、分离纯化、结晶、保存（同蛋白质）
酶分离纯化注意事项（不同之处）
计算
总活力
比活力
纯化倍数
回收率
其他补充
固定化酶
原理
物理法
吸附法
包埋法
化学法
共价偶联法
交联法
优点
核酶
抗体酶
酶与食品工程
维生素和辅酶
概述
定义
分类
脂溶性维生素
水溶性维生素
维生素辅酶辅基形式及酶反应中的功能
脂溶性4
A/视黄醇
9-及11-顺式-视黄醛
D/抗佝偻病维生素
1，25-二羟胆钙化醇
E/生育酚
Ｋ/凝血维生素
水溶性
B1/硫胺素/抗脚气病/抗神经炎
硫胺素焦磷酸/TPP
B2/核黄素
黄素单核苷酸/FMN，黄素腺嘌呤二核苷酸/FAD
B3/PP/抗糙皮病因子/烟酸和烟酰胺
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸/NAD/辅酶i， 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸/NADP+/辅酶ii
B5/泛酸/遍多酸
辅酶A/CoA
B6/吡哆醇和吡哆醛和吡哆胺
磷酸吡哆醛/PLP，磷酸吡哆胺
B7/生物素
生物胞素
B11/叶酸
四氢叶酸/THF/辅酶F/CoF
B12/氰钴胺素
5‘-脱氧腺苷钴胺素，甲基钴胺素
C/抗坏血酸
即水溶又脂溶
硫辛酸
硫辛酸赖氨酸
动态化学
生物氧化
合成代谢和分解代谢
概述
定义
方式
有氧氧化
无氧氧化
特点
温和条件进行
分阶段进行，能量逐步释放
释放的化学能转化为ATP
受调节控制
氧化磷酸化作用（线粒体内膜）
电子传递和呼吸链
定义
类型
NADH呼吸链
复合物i，iii，iv
FADH2呼吸链
复合物ii，iii，iv
主要成员及作用
NADH脱氢酶/NADH-辅酶Q还原酶/复合物i
琥珀酸脱氢酶/琥珀酸盐-辅酶Q还原酶/复合物ii
细胞色素还原酶/辅酶Q-细胞色素c还原酶/复合物iii
细胞色素氧化酶/细胞色素c氧化酶/复合物iv
两个游离组分
辅酶Q/泛醌
细胞色素C
电子传递抑制剂
鱼藤酮，安密妥，杀粉蝶菌素
复合体i与辅酶Q之间
抗霉素A
辅酶Q与复合体iii之间
氰化物/CN-，叠氮化物/N3-，一氧化碳/CO
复合体iv与O2之间
氧化磷酸化
机制
化学渗透假说
化学渗透假说证据
P/O比
NADH呼吸链合成2.5个ATP
FADH2呼吸链合成1.5个ATP
ATP合成部位/偶联部位
ATP合成机制
ATP合酶
氧化磷酸化解偶联和电子传递的抑制
解偶联剂
2，4-二硝基苯酚/DNP，解偶联蛋白
氧化磷酸化抑制剂
寡霉素，双环己基二亚胺
离子载体抑制剂
缬氨酶素（K+），短杆菌肽（K+，Na+）
细胞质中NADH进入线粒体两穿梭系统
甘油-3-磷酸穿梭途径
NADH➡️FADH2
1.5个ATP
苹果酸-天冬氨酸穿梭途径
NADH➡️NADH
2.5个ATP
糖代谢
糖的分解代谢
葡萄糖的三种去处
多糖形式贮存
通过糖酵解转为丙酮酸
通过氧化脱羧变成磷酸戊糖
糖酵解/EMP（细胞质）
定义
葡萄糖➕2pi➕2ADP➕2NAD+➡️2丙酮酸➕2ATP➕2NADH➕2H+➕2H2O
发酵与糖酵解区别
中间产物磷酸化三大意义
糖酵解过程（2阶段，10步骤）
底物水平磷酸化（高能磷酸化合物）
糖酵解作用的调节
3磷酸果糖激酶/PFK
果糖-2，6-二磷酸
1己糖激酶
10丙酮酸激酶
丙酮酸去路
无氧
乳酸
乙醇
乙酰辅酶A
转为氨基酸
异生成糖
生成草酰乙酸
糖酵解意义
糖的无氧氧化意义
三羧酸循环/TCA（线粒体基质）
有氧氧化
定义
三阶段
丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰辅酶A
丙酮酸脱氢酶系
E1丙酮酸脱羧酶
E2硫辛酸乙酰转换酶
E3二氢硫辛酸胺脱氢酶
该酶的调控
产物调控
磷酸化和去磷酸化调控
TCA循环过程（9步骤）
TCA循环的回补反应
TCA作用的调节
三个关键酶
柠檬酸合酶
异柠檬酸脱氢酶
a-酮戊二酸脱氢酶系
抑制激活作用
生物学意义
为机体提供大量能量
三大营养物质共同氧化途径、三大物质代谢联系的枢纽
为其他生物合成提供原料
磷酸戊糖途径/PPP（细胞质）
定义
葡萄糖-6-磷酸➕2NADP+➕H2O➡️核糖-5-磷酸➕2NADPH➕2H+➕H2O
PPP过程（2阶段）
反应调控
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶
生物学意义
糖的合成代谢
糖异生
定义
糖异生途径
丙酮酸
丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
磷酸烯醇式丙酮酸
果糖-1，6-二磷酸
果糖-1，6-二磷酸酶
果糖-6-磷酸
葡萄糖-6-磷酸
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖
糖异生的调控
糖异生的生物学意义
乳酸循环及意义
乙醛酸途径及意义
糖原代谢
分解代谢
合成代谢
代谢调节
肝脏中（胰高血糖素）
激素调节
别构调节
肌肉中（肾上腺素）
脂代谢
脂肪酸代谢
脂肪酸分解代谢
脂肪酸生物学功能
甘油代谢
脂肪酸代谢
偶数饱和脂肪酸
脂酰辅酶A的生成
脂泛酸进入线粒体
肉毒碱载体
B氧化四步骤
脱氢、水合、脱氢、硫解
偶数不饱和脂肪酸
奇数脂肪酸
脂肪酸代谢的调节
乙酰CoA去路
进入三羧酸循环
合成酮体
酮体代谢
酮体合成分解
酮体调节
酮体生物学意义
酮中毒
脂肪酸生物合成
脂肪酸的从头合成
缩合、还原、脱水、还原
脂肪酸合成途径与B氧化比较
脂肪酸的延伸（16c以上）
脂肪酸合成调节
脂代谢与糖代谢关系
蛋白质代谢
蛋白质降解
氨基酸分解代谢
氨基酸的去向
氨基酸分解代谢过程（三个过程）
脱氨基作用
转氨基作用
氧化脱氨基作用
联合脱氨基作用
氨基酸的a氨基转氨作用
嘌呤核苷酸的联合脱氨基
非氧化脱氨
氨的代谢
氨的去路
氨的转运
丙氨酸
谷氨酰胺
氨的代谢
鸟氨酸循环
过程
调节
氨基酸骨架去向
形成乙酰CoA途径
形成a-酮戊二酸途径
形成琥珀酸CoA途径
形成延胡索酸途径
形成草酰乙酸途径
生糖、生酮氨基酸
生糖氨基酸
生酮氨基酸
生酮见生糖氨基酸
一碳单位
氨基酸合成代谢
核酸代谢
核酸降解
磷酸二酯酶/核酸酶
磷酸单酯酶/核苷酸酶
核苷酸酸化酶、核苷酸水解酶
核苷酸分解代谢
嘌呤的分解
嘧啶的分解
核苷酸合成代谢
嘌呤核糖核苷酸的合成
从头合成
补救合成
嘧啶核糖核苷酸的合成
从头合成
补救合成
脱氧核糖核苷酸的合成
物质代谢调节
代谢与器官
小肠
Gln代谢的主要场所
肝脏
调节血液，合成血浆蛋白质
解毒作用
骨骼肌
产生ATP作为肌肉收缩和松弛的能源
心肌
脂肪组织
脑
只用葡萄糖作为能源物质
肾脏
血液
代谢调节
代谢物相互转换
糖类与脂质
糖类与氨基酸
氨基酸与脂质
核苷酸与氨基酸、糖类、脂质
几种重要代谢物质
葡萄糖-6-磷酸
丙酮酸
乙酰CoA
3-磷酸甘油醛
草酰乙酸
a-酮戊二酸
代谢调节
酶代谢调节
激素代谢调节
整体调节
分子生物学
DNA生物合成
DNA复制
参与DNA复制的酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶i ii iii
与RNA聚合酶区别
大肠杆菌DNA聚合酶
真核生物DNA聚合酶
DNA连接酶
DNA复制过程
起始
延伸
终止
DNA修复
错配修复
直接修复
切除修复
重组修复
SOS修复/易错修复
RNA生物合成
RNA聚合酶
转录过程
起始
延伸
终止
蛋白质生物合成
遗传密码的特点
蛋白质合成所用原料
场所：核糖体
原核、真核结构区别
功能
A位/结合氨酰tRNA部位/氨酰位
P位/结合肽酰tRNA部位/肽酰位
E位/脱氨酰-tRNA释放部位/排出位
模板：mRNA
转运：tRNA
关键部位
氨基酸结合部位
与mRNA结合部位
与多肽合成有关位点
识别3‘端CCA上的氨基酸接受位点
识别氨酰tRNA合成酶结合位点
核糖体识别位点
反密码子位点
蛋白质合成过程
合成前准备
肽链合成过程
肽链合成终止
肽链合成后加工
基因表达调控
操纵子
诱导型操纵子
乳糖操纵子
阻遏型操纵子
色氨酸操纵子