生物化學(xué)教案2016092015級本科

1、生物化學(xué)與分子生物學(xué)教案（201609）緒 論教學(xué)要求：1了解生物化學(xué)的發(fā)展歷史及生物化學(xué)研究的基本內(nèi)容。2認(rèn)識學(xué)習(xí)生物化學(xué)對未來醫(yī)藥衛(wèi)生工作者的必要性和重要性。課時安排：05學(xué)時重點(diǎn)：本課程的主要內(nèi)容及未來的研究方向難點(diǎn)：生物化學(xué)的發(fā)展歷史及未來的研究方向教學(xué)內(nèi)容1生物化學(xué)與分子生物學(xué)的定義、發(fā)展歷史概況。2生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)、基因信息傳遞及其調(diào)控研究的現(xiàn)狀、尚待解決的主要問題以及在生命科學(xué)中的意義。3生物化學(xué)向基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)各學(xué)科的日益廣泛的滲透及其對闡明疾病分子機(jī)理、提高疾病防治水平的巨大貢獻(xiàn)。中、英文專業(yè)詞匯biochemistry生物化學(xué)molecular

2、biology分子生物學(xué)polymerase chain reaction(PCR)聚合酶鏈反應(yīng)gene knockout基因剔除ribozyme(RNA enzyme)核酶human genome project(HGP)人類基因組計(jì)劃biomolecules生物大分子思考題：1 生物化學(xué)的定義是什么？研究對象和研究手段分別又是什么？2 生物化學(xué)與醫(yī)學(xué)有什么關(guān)系？為什么作為醫(yī)學(xué)生的必修課？參考書：1 Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 2

3、0072 David L.Nelson, Michael M.Cox.Leninger Principles of Biochemistry. 4th ed. New York: Worth Publishers,2004. 第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)要求：1了解蛋白質(zhì)的分子組成、氨基酸的理化性質(zhì)。2重點(diǎn)掌握蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系。3熟悉蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)。4了解蛋白質(zhì)的分離純化、多肽鏈中氨基酸序列分析及蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)測定的基本原理。課時安排：總學(xué)時 4.0第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成 0.5第二節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 1.2第三節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 1.5第四節(jié) 蛋白

4、質(zhì)的理化性質(zhì) 0.5第五節(jié) 蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)分析 0.3重點(diǎn)：1 氨基酸的分類及其結(jié)構(gòu)特征。2 氨基酸和蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)。3 蛋白質(zhì)各級結(jié)構(gòu)層次的定義。4 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。難點(diǎn)：蛋白質(zhì)各級結(jié)構(gòu)層次與功能之間的關(guān)系。教學(xué)內(nèi)容：一、蛋白質(zhì)的分子組成1氨基酸 L-氨基酸的結(jié)構(gòu)特征和分類、組成體內(nèi)蛋白質(zhì)的20種氨基酸的中、英文名稱及縮寫符號，氨基酸的兩性解離、等電點(diǎn)、紫外吸收等理化性質(zhì)。2肽 肽鏈與肽鍵，重要的生物活性多肽。3蛋白質(zhì)的分類 單純蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)，纖維狀蛋白質(zhì)和球狀蛋白質(zhì)。二、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)1蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 多肽鏈中氨基酸的排列順序。2蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 肽鏈局部

5、的空間排布、肽單元、-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲、模體、分子伴侶。3蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 整條肽鏈的三維空間排布、次級鍵、結(jié)構(gòu)域。4蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 亞基之間的三維空間排布。三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 一級結(jié)構(gòu)對空間結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)功能的決定性、一級結(jié)構(gòu)與物種進(jìn)化、一級結(jié)構(gòu)變異與分子病。2蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特征，血紅蛋白與氧結(jié)合的正協(xié)同效應(yīng)理論，變構(gòu)效應(yīng)。四、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其分離純化1蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 兩性解離、等電點(diǎn)、溶液中蛋白質(zhì)膠粒穩(wěn)定的因素，蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性，變性與沉淀的關(guān)系，紫外吸收，茚三酮反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)。2蛋白質(zhì)

6、的分離和純化 蛋白質(zhì)的丙酮沉淀、硫酸銨鹽析、電泳、透析、層析、凝膠過濾及超速離心等分離純化方法的基本原理。3多肽鏈中氨基酸序列分析 由氨基酸殘基組成、酶解片段、末端氨基酸測定、組合排列法確定蛋白質(zhì)中氨基酸序列的原理，由mRNA的核苷酸序列推演蛋白質(zhì)中氨基酸序列的可行性。4蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)測定 X射線晶體衍射法、基于一級結(jié)構(gòu)的理論預(yù)測法的應(yīng)用。中、英文專業(yè)詞匯：protein蛋白質(zhì)primary structure一級結(jié)構(gòu)peptide肽secondary structure二級結(jié)構(gòu)polypeptide多肽peptide unit肽單元oligopeptide寡肽-helix-螺旋amino a

7、cid氨基酸-pleated sheet-折疊isoleucine異亮氨酸-turn-轉(zhuǎn)角tryptophan色氨酸random coil無規(guī)卷曲threonine蘇氨酸motif模體valine纈氨酸zinc finger鋅指結(jié)構(gòu)leucine亮氨酸chaperon分子伴侶lysine賴氨酸t(yī)ertiary structure三級結(jié)構(gòu)phenylalanine苯丙氨酸domain結(jié)構(gòu)域methionine蛋氨酸fibronectin纖連蛋白histine組氨酸quaternary structure四級結(jié)構(gòu)arginine精氨酸subunit亞基tyrosine酪氨酸myoglobin肌紅蛋

8、白cysteine半胱氨酸hemoglobin(Hb)血紅蛋白alanine丙氨酸allosteric effect變構(gòu)效應(yīng)glycine甘氨酸denaturation變性serine絲氨酸renaturation復(fù)性aspartic acid天冬氨酸protein coagulation蛋白質(zhì)凝固asparagine天冬酰胺ninhydrin reaction茚三酮反應(yīng)glutamic acid谷氨酸biuret reaction雙縮脲反應(yīng)glutamine谷氨酰胺salt precipitation鹽析isoelectric point等電點(diǎn)electrophoresis電泳peptide

9、 bond肽鍵dialysis透析glutathione(GSH)谷胱甘肽chromatography層析neuropeptide神經(jīng)肽gel filtration凝膠過濾conformation空間構(gòu)象ultracentrifugation超速離心amino acid sequence氨基酸序列sedimentation coefficient(S)沉降系數(shù)思考題：1 試討論20種L-氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類。2 試舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。3 測定氨基酸和蛋白質(zhì)的方法有哪些？試討論其測定原理。參考書：1Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert S

10、tryer. Biochemistry. 6th ed. New York : W.H. Freeman, 20072Robert H. Glew and Miriam D. Rosenthal. Clinical studies in medical biochemistry. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2007.3David L.Nelson, Michael M.Cox.Leninger Principles of Biochemistry. 4th ed. New York: Worth Publishers,2004. 4D

11、onald Volt, Judith G. Volt. Biochemistry. 3rd ed. John Wiley &Sons Inc.,2004.第二章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)要求：1掌握核苷酸的分子結(jié)構(gòu)，了解連接鍵及分子表達(dá)式2重點(diǎn)掌握DNA、RNA的結(jié)構(gòu)特征及主要功能3了解DNA的理化性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系4了解DNA的高級結(jié)構(gòu)課時安排：總學(xué)時 3.5第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成及一級結(jié)構(gòu) 0.7第二節(jié) DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能 1.0第三節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)和功能 1.0第四節(jié) 核酸的理化性質(zhì) 0.6 第五節(jié) 核酸酶 0.2重點(diǎn)：1 核酸的化學(xué)組成2 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)3 RNA的結(jié)構(gòu)和功能

12、4 核酸的理化性質(zhì)難點(diǎn)：1 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)2 核酸的理化性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容：一、核酸的化學(xué)組成及一級結(jié)構(gòu)1核苷酸 嘌呤與嘧啶，DNA和RNA分子中核苷酸組成上的特點(diǎn)，核苷酸各組分之間的連接方式2脫氧核苷酸的連接3核苷酸的連接4核酸的一級結(jié)構(gòu)二、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能1DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) Chargaff規(guī)則、B-雙螺旋結(jié)構(gòu)模型和Z-DNA。2DNA的超螺旋結(jié)構(gòu) 染色質(zhì)、核小體、組蛋白、基因3DNA是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)三、RNA的結(jié)構(gòu)和功能1mRNA 模板、hnRNA2tRNA 稀有堿基、莖環(huán)結(jié)構(gòu)、反密碼環(huán)3rRNA 核糖體、多核糖體四、核酸的理化性質(zhì)紫外吸收、變性、復(fù)性、增色效應(yīng)、減色效應(yīng)、解鏈

13、溫度、雜交、探針。五、核酸酶中、英文專業(yè)詞匯：nucleic acid核酸purine嘌呤deoxyribonucleic acid(DNA)脫氧核糖核酸pyrimidine嘧啶ribonucleic acid(RNA)核糖核酸adenine(A)腺嘌呤base堿基guanine(G)鳥嘌呤nudeotide核苷酸cytosine(C)胞嘧啶nucleoside核苷uracil(U)尿嘧啶thymine(T)胸腺嘧啶base pair堿基對phosphodiester linkage磷酸二酯鍵nucleosome核小體ribosome核糖體hybridization雜交genetic code

14、遺傳密碼double helix雙螺旋supercoil超螺旋probe探針ribosomal RNA(rRNA)核糖體RNAtransfer RNA(tRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNAmessenger RNA(mRNA)信使RNA思考題：1 核酸紫外測定的分子基礎(chǔ)是什么？2 DNA和RNA的紫外測定結(jié)果有何不同？為什么？3 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)是什么？參考書：1 藥立波，馮作化，周春燕。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)。第三版，人民衛(wèi)生出版社，2008 2 Benjamin Lewin.Gene VIII.New Jersey:Pearson Education Inc,Upper Saddle River,2004

15、.3 Donald Volt, Judith G. Volt. Biochemistry. 3rd ed. John Wiley &Sons Inc.,2004.第三章 酶教學(xué)要求：1掌握酶與輔酶、活性中心的結(jié)合基團(tuán)與催化基團(tuán)、酶-底物復(fù)合物、競爭性抑制、酶原、同工酶的概念、Km、Vmax的意義。2熟悉酶的特異性，pH和溫度對反應(yīng)速度的影響、競爭性抑制、非競爭性抑制、反競爭性抑制的區(qū)別、酶活性的變構(gòu)調(diào)節(jié)。3了解酶促反應(yīng)的機(jī)制，Km、Vmax的測定、酶的命名與分類、酶與疾病的關(guān)系及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。 課時安排：總學(xué)時 6.0第一節(jié) 酶的分子結(jié)構(gòu)與功能 1.0第二節(jié) 酶的工作原理 1.0第

16、三節(jié) 酶促反應(yīng)動力學(xué) 2.5第四節(jié) 酶的調(diào)節(jié) 1.0 第五節(jié) 酶的命名與分類 0.2 第六節(jié) 酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 0.3重點(diǎn)：1 酶的工作原理 2 酶促反應(yīng)動力學(xué)3 酶的調(diào)節(jié)難點(diǎn)：1 酶促反應(yīng)動力學(xué)2 酶的調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容：一、酶的分子結(jié)構(gòu)與功能 1酶的分子組成 單純酶與結(jié)合酶、酶蛋白與輔助因子、輔酶與輔基。 2酶的活性中心 必需基團(tuán)與活性中心、結(jié)合基團(tuán)與催化基團(tuán)。 3同工酶 同工酶的概念、乳酸脫氫酶及肌酸激酶同工酶的組織分布、同工酶測定的臨床意義。 二、酶的工作原理 1酶反應(yīng)特點(diǎn) 高效率、高特異性、可調(diào)節(jié)性。 2酶促反應(yīng)的機(jī)制 活化能、過渡態(tài)、誘導(dǎo)契合作用、鄰近效應(yīng)與定向排列、表面效應(yīng)、多元催化。

17、三、酶促反應(yīng)動力學(xué) 1底物濃度對反應(yīng)速度的影響 米-曼氏方程式、Km、Vmax的意義。 2酶濃度對反應(yīng)速度的影響 3溫度對反應(yīng)速度的影響 最適溫度。 4pH對反應(yīng)速度的影響 最適pH。 5抑制劑對反應(yīng)速度的影響 不可逆性抑制、可逆性抑制、競爭性抑制、非競爭性抑制、反競爭性抑制。 6激活劑對反應(yīng)速度的影響 必需激活劑、非必需激活劑。 四、酶的調(diào)節(jié) 1酶活性的調(diào)節(jié) 酶原激活、變構(gòu)調(diào)節(jié)、共價修飾。 2酶含量的調(diào)節(jié) 酶蛋白合成的誘導(dǎo)和阻遏、酶的降解速度。 五、酶的命名與分類 1酶的分類 氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類。 2酶的命名 系統(tǒng)名稱、習(xí)慣名稱、推薦名稱。 六、酶

18、與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 1酶與疾病的關(guān)系 酶與疾病的發(fā)生、診斷及治療的關(guān)系、酶活性測定的要求、國際單位。 2酶在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 酶在臨床檢驗(yàn)、治療、科學(xué)研究及生產(chǎn)中的應(yīng)用、固定化酶、抗體酶的概念。中、英文專業(yè)詞匯： biocatalyst生物催化劑proximity effect鄰近效應(yīng)enzyme酶orientation arrange定向排列substrate底物multielement catalysis多元催化monomeric enzyme單體酶surface effect表面效應(yīng)oligomeric enzyme寡聚酶rectangular hyperbola矩形雙曲線Multienzyme

19、system多酶體系Michaelis equation米氏方程式multifunctional enzyme多功能酶Michaelis constant(Km)米氏常數(shù)tandem enzyme串聯(lián)酶maximum velocity(Vmax)最大反應(yīng)速度simple enzyme單純酶mover number轉(zhuǎn)換數(shù)conjugated enzyme結(jié)合酶double reciprocal plot雙倒數(shù)作圖法apoenzyme酶蛋白o(hù)ptimum temperature最適溫度cofactor輔助因子optimum pH最適pHholoenzyme全酶inhibitor抑制劑metallo

20、enzyme金屬酶irreversible inhibition不可逆性抑制metal activated enzyme金屬激活酶reversible inhibition可逆性抑制coenzyme輔酶competitive inhibition競爭性抑制prosthetic group輔基non-competitive inhibition非競爭性抑制essential group必需基團(tuán)uncompetitive inhibition反競爭性抑制active center活性中心activator激活劑binding group結(jié)合基團(tuán)essential activator必需激活劑cat

21、alytic group催化基團(tuán)non-essential activator非必需激活劑activation energy活化能katal(kat)催量(開特)specificity特異性zymogen酶原absolute specificity絕對特異性allosteric site變構(gòu)部位relative specificity相對特異性allosteric regulation變構(gòu)調(diào)節(jié)stereospecificity立體異構(gòu)特異性allosteric enzyme變構(gòu)酶induced-fit hypothesis誘導(dǎo)契合學(xué)說allosteric effector變構(gòu)效應(yīng)劑transition state過渡態(tài)allosteric activator變構(gòu)激活劑oxidoreductase氧化還原酶allosteric inhibitor變構(gòu)抑制劑tmnsferase轉(zhuǎn)移酶covalent modification共價修飾hydrolase水解酶inducer誘導(dǎo)劑lyase裂解酶corepressor輔阻遏劑isomerase異構(gòu)酶lactate deh