人體的分子組成

關于人體的分子組成第1頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)組成人體的糖類

糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學本質(zhì)為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。

第2頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、糖的分類1、單糖為糖的構(gòu)件分子。2、寡聚糖是含10個以下單糖的寡聚物，也稱低聚糖，如乳糖、麥芽糖、蔗糖等。3、多糖是由多個單糖分子縮合而成的高聚物，也稱高聚糖，如淀粉、纖維素、透明質(zhì)酸、樹膠。第3頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二葡萄糖(glucose)

——已醛糖核糖(ribose)

——戊醛糖

第4頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、糖類的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（一）單糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1、單糖的結(jié)構(gòu)（1）單糖的鏈狀結(jié)構(gòu)可以反映各基團和原子的位置。（2）單糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)由于單糖分之中存在羰基和羥基，分子內(nèi)即可以半縮醛或半縮酮成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。第5頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2、單糖的性質(zhì)（1）主要物理性質(zhì)溶解度無色結(jié)晶，溶解度很大，?？沙蛇^飽和溶液。甜度各種單糖都有一定的甜味。旋光性第6頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（2）主要化學性質(zhì)異構(gòu)化作用還原性成酯作用成苷作用第7頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）寡聚糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)常見的幾種二糖有麥芽糖(maltose)

葡萄糖—葡萄糖蔗糖(sucrose)

葡萄糖—果糖乳糖(lactose)

葡萄糖—半乳糖能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連。第8頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二1、多糖的結(jié)構(gòu)（1）同多糖的結(jié)構(gòu)（三）多糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)淀粉(starch)糖原(glycogen)纖維素(cellulose)第9頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二①淀粉是植物中養(yǎng)分的儲存形式淀粉顆粒第10頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二②糖原是動物體內(nèi)葡萄糖的儲存形式第11頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二③纖維素作為植物的骨架β-1,4-糖苷鍵第12頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（2）雜多糖的結(jié)構(gòu)糖脂(glycolipid)：是糖與脂類的結(jié)合物。糖蛋白(glycoprotein)：是糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合物。

第13頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2、多糖的性質(zhì)同多糖可與碘呈色而與其他糖類鑒別。雜多糖不溶于水、無變旋作用，普遍具有粘性，特別是粘多糖。糖蛋白有其特殊重要的生物學意義。第14頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二三、糖類的生理功能（一）細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)（二）氧化供能（三）細胞功能的調(diào)節(jié)物第15頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)組成人體的脂類一、脂類的結(jié)構(gòu)、分類和性質(zhì)第16頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二脂肪和類脂總稱為脂類(lipid)脂肪(fat)：

三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)類脂(lipoid)：磷脂固醇類糖脂分類定義第17頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二甘油三脂X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等

甘油磷脂第18頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二脂類的性質(zhì)

水解

碘加成

酸敗

第19頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、脂類的生理功能

供能構(gòu)成生物膜其他功能第20頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二重要的含氮有機化合物第三節(jié)第21頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、胺及酰胺（一）胺的結(jié)構(gòu)及分類主要有伯胺、仲胺、叔胺、季胺。（二）胺的性質(zhì)1、堿性及成鹽反應2、?；磻?、重氮反應和偶聯(lián)反應第22頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（三）重要的胺1、苯胺2、腐胺和尸胺3、膽堿和乙酰膽堿4、腎上腺素5、新潔爾滅第23頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、含氮的雜環(huán)化合物1、吡咯及其衍生物2、吡唑及其衍生物3、咪唑及其衍生物4、吡啶及其衍生物5、嘧啶及其衍生物6、嘌呤第24頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二組成人體的蛋白質(zhì)、氨基酸第四節(jié)第25頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、人體蛋白質(zhì)的分類及功能*根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分*根據(jù)蛋白質(zhì)形狀纖維狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)第26頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位

——氨基酸存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬L-氨基酸（甘氨酸除外）。（一）氨基酸的基本特征第27頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二氨基酸的分類非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸*20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下:第28頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00纈氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98異亮氨酸

isoleucineIleI

6.02苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30非極性疏水性氨基酸第29頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二色氨酸

tryptophanTryW

5.89絲氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

蘇氨酸

threonineThrT5.602.極性中性氨基酸第30頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22賴氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76組氨酸

histidineHisH

7.593.酸性氨基酸4.堿性氨基酸第31頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二幾種特殊氨基酸脯氨酸（亞氨基酸）第32頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH第33頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）氨基酸的主要理化性質(zhì)1.兩性解離及等電點氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。等電點(isoelectricpoint,pI)

在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。第34頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽離子陰離子第35頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2.紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。第36頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二3.呈色反應——茚三酮反應氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關系，因此可作為氨基酸定量分析方法。第37頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二4.成肽反應一個氨基酸的-羧基與另一個氨基酸的-氨基在合適的條件下都可脫水縮合成肽，其間以肽鍵相連。甘氨酰甘氨酸肽鍵第38頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及變性定義蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。（一）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的化學鍵肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。第39頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學功能的基礎。第40頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二1、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象

。定義

主要的化學鍵：

氫鍵

（二）蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)第41頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二肽單元參與肽鍵的6個原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所處的位置為反式(trans)構(gòu)型，此同一平面上的6個原子構(gòu)成了所謂的肽單元

(peptideunit)

。第42頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)

第43頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（1）-螺旋第44頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（2）-折疊第45頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（3）-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲-轉(zhuǎn)角第46頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。主要的化學鍵整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。定義第47頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二肌紅蛋白(Mb)N端

C端第48頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次是氫鍵和離子鍵。3、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基(subunit)。第49頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)

第50頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（三）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎

若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能。第51頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（四）蛋白質(zhì)的沉淀及變性*蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。第52頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二造成變性的因素如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

變性的本質(zhì)——破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。第53頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二*蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。第54頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（五）蛋白質(zhì)的電泳蛋白質(zhì)在高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒，在電場中能向正極或負極移動。這種通過蛋白質(zhì)在電場中泳動而達到分離各種蛋白質(zhì)的技術,稱為電泳(elctrophoresis)

。根據(jù)支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝膠電泳等。

第55頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二核酸及其結(jié)構(gòu)第五節(jié)第56頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、核酸及其結(jié)構(gòu)核酸(nucleicacid)

是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸核糖核酸第57頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二分子組成——堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿——戊糖(ribose)：核糖，脫氧核糖——磷酸(phosphate)第58頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)堿基第59頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)第60頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。

第61頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、DNA的結(jié)構(gòu)（一）DNA的一級結(jié)構(gòu)定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。5′端3′端CGA第62頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）DNA的空間結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)第63頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二DNA分子由兩條相互平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，兩鏈以-脫氧核糖-磷酸-為骨架，以右手螺旋方式繞同一公共軸盤。螺旋直徑為2nm，形成大溝(majorgroove)及小溝(minorgroove)相間。第64頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內(nèi)側(cè)，與對側(cè)堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T;GC）。相鄰堿基平面距離0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10對堿基。第65頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二氫鍵維持雙鏈橫向穩(wěn)定性，堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性。第66頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二三、RNA的結(jié)構(gòu)（一）RNA的一級結(jié)構(gòu)構(gòu)成RNA的核苷酸AMP、GMP、CMP、UMP按一定方式、數(shù)量和排列順序由3’，5’—磷酸二酯鍵互相連接而成多核苷酸鏈，此即其一級結(jié)構(gòu)。第67頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二（二）RNA的空間結(jié)構(gòu)*tRNA的二級結(jié)構(gòu)——三葉草形

氨基酸臂

DHU環(huán)反密碼環(huán)額外環(huán)

TΨC環(huán)氨基酸臂額外環(huán)第68頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二*tRNA的三級結(jié)構(gòu)——倒L形*tRNA的功能活化、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。第69頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二酶結(jié)構(gòu)及功能第六節(jié)第70頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二一、酶催化作用的特點2.酶促反應具有極高的效率

3.酶促反應具有較高的特異性

1.不耐熱，體內(nèi)要求37度為最適溫度

第71頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二二、酶結(jié)構(gòu)及其功能1、酶的組成蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機化合物全酶(holoenzyme)單純酶(simpleenzyme)第72頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二2、酶的輔助因子金屬離子的作用穩(wěn)定酶的構(gòu)象；參與催化反應，傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；中和陰離子，降低反應中的靜電斥力等。小分子有機化合物的作用在反應中起運載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團。第73頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二三、酶分子的結(jié)構(gòu)及催化活性（一）酶的活性中心必需基團(essentialgroup)酶分子中氨基酸殘基側(cè)鏈的化學基團中，一些與酶活性密切相關的化學基團。第74頁，共82頁，2023年，2月20日，星期二或稱活性部位(activesite