Biochemistry

1、Biochemistry生 物 化 学Li xiaoying李小英Department of life science and technology生物技术教研室绪论生物化学发展简史生物化学的研究内容生物化学的学习方法一.生物化学发展简史生物化学 研究生命化学的科学，它在分子水平探讨生命的本质，即生物体的分子结构与功能，物质代谢与调节，以及在生命活动中的作用。 人们通常将研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、表达与调控的内容，称为分子生物学。所以分子生物学是生物化学的重要组成部分。分子生物学生物化学的应用工业方面：食品工业、化妆品工业、发酵工业、 制革工业、国防工业、环保工业

2、等。农业方面：优质、高产品种培育、优良品种鉴定、生物肥料、生物农药等。医药业： 疾病诊治、生化制药、基因治疗等。生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等。一.生物化学的发展阶段初期阶段（18世纪中叶20世纪初期）蓬勃发展阶段（从20世纪初20世纪中期）分子生物学发展阶段（从20世纪中期至今 ）主要研究生物体的化学组成。主要在营养学，内分泌学，酶学，物质代谢及其调控等方面取得了重大进展。主要有物质代谢途径的研究继续发展，重点进入代谢调节与合成代谢的研究。近代生物化学的发展 植物生化 动物生化 微生物生化 病理生化 农业生化 生物化学分支 食品生化 无机生化 有机生化 生理生化

3、 临床生化细胞工程 基因工程 发酵工程 蛋白质工程 酶工程糖类脂类蛋白质核酸结构功能代谢调节结构功能氨基酸合成与表达调节代谢二.生物化学的研究内容酶甘油脂肪酸葡萄糖核苷酸代谢调节结构功能代谢调节结构功能三.生物化学学习方法1.理论与实际相结合2.深度与广度兼顾4.课前预习与课后复习统一3.重点与非重点兼顾1.王镜岩等主编，生物化学，高等教育出版社2.贾弘褆主编，生物化学，北京大学医学出版社3.张楚富主编，生物化学原理，高等教育出版社4.生物秀5.生物谷5.中国生物技术信息网参考书及网站氨基酸Chapter 1 Amino Acids Keywordsamino 氨基imino亚氨基carbox

4、yl 羧基acid酸enantiomer 对映体base碱configuration 构型proton质子chirality 手性ionize电离K 平衡常数buffer缓冲液Amino acid 氨基酸Chiral center 手性中心Isoelectric point 等电点 pI OutlineAmino acidsEnantiomersThe 20 standard amino acidsAmphoteric amino acid .Amino acids所有蛋白质均有同一组20种标准氨基酸构成。典型的氨基酸的构成：氨基、羧基、氢原子、侧链（R基）结合到中心-碳原子。20种标准氨基酸

5、有不同侧链或R基。.Amino acidsHH2CCH2CH2CNCOOHHCH3H2NCOOHHC丙氨酸脯氨酸.Amino acids.Enantiomers Enantiomers are molecules that have opposite spatial configuration are said to be optically active. One enantiomer will rotate polarized light a set number of degrees to the right. This is called the dextrorotatory isom

6、er or (+) isomer. The other enantiomer will rotate the plane polarized light the same number of set degrees in the opposite left direction. This isomer is said to be a levorotatory isomer or (-) isomer.The two enantiomers.Enantiomers COO-NH3+ C H R COO-H C NH3+ R甘氨酸GlyG苏氨酸ThrT丙氨酸AlaA天冬酰胺AsnN缬氨酸ValV谷

7、氨酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY异亮氨酸IleI半胱氨酸CysC甲硫氨酸MetM赖氨酸LysK脯氨酸ProP精氨酸ArgR苯丙氨酸PheF组氨酸HisH色氨酸TrpW天冬氨酸AspD丝氨酸SerS谷氨酸GluE20种标准氨基酸.The 20 standard amino acidsHydrophobic aliphatic amino acidsHydrophobic aromatic amino acidsPolar charged amino acidsPolar uncharged amino acids Amino acid Classification is based o

8、n the properties of the Side Chains or R groups when placed in water, in particular, their polarity or tendency to interact with water at biological pH (near ph 7.0):.The 20 standard amino acids Hydrophobic aliphatic amino acidsGly :甘氨酸HH2NCOOHHCglycine Hydrophobic aliphatic amino acids CH3 S CH2 CH

9、2H2N C COOH HmethionineMet :甲硫氨酸 Hydrophobic aliphatic amino acids S-H CH2H2N C COOH HCysteine Cys :半胱氨酸Cystine1.Hydrophobic aliphatic amino acids类别氨基酸名称国际符号R基的结构疏水性脂肪组氨基酸甘氨酸Gly, GH-丙氨酸Ala, ACH3缬氨酸Vla, V亮氨酸Leu, L异亮氨酸Ile, I甲硫氨酸Met, MCH3-S-CH2-CH2-脯氨酸Pro, P半胱氨酸Cys, CSH-CH2-2.Hydrophobic aromatic amino

10、 acidsPhe 苯基Tyr 对羟苯基Trp 吲哚基CH3CH3CH-3.Polar charged amino acidsHis 咪唑基Lys 氨基Arg 胍基4.Polar uncharged amino acids20种标准氨基酸. Amphoteric amino acidacids 、bases and pHBufferIonization of amino acids1.Acids 、bases and pHThe pH of a solution is a measure of its concentration of proteins (H+).H+碱酸 H+A-HAK=pH

11、=lg1H+pK=-log1KHAH+A-乙酸的滴定曲线2.Buffer3.Ionization of amino acids3.Ionization of amino acids氨基酸的带电状况与溶液的pH值有关。PH 1 7 10 +1 0 -1 阳离子 两性离子 阴离子 pHpI pH=pI pHpI氨基酸：pI = (pK1 + pK2)/2 3.Ionization of amino acids氨基酸的等电点：当溶液浓度为某一pH值时，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点，简称pI。在等电点时，氨基酸既不向正极也不向负极移动，

12、pH变化时，迁移发生变化。 对于侧链含有可解离基团的氨基酸，其pI值也决定于两性离子两边的pK值的算术平均值。3.Ionization of amino acids谷氨酸的滴定曲线pK1 羧基 = 2.2pK2 R 基 = 4.3pK3 氨基 = 9.7pI = (pK1+ pK2)/2pI = (2.2+4.3)/2pI = 3.25pK1 羧基 = 2.2pK2 氨基 = 9.0pK3 R 基 = 10.5pI = (pK2+ pK3)/2pI = (9+10.5)/2pI = 9.75赖氨酸的滴定曲线小结1.某氨基酸的等电点即为该氨基酸两性离子两边的pK值和的一半。2.在氨基酸等电点以上任何pH，AA带净的负电荷，在电场中向阳极移动；在氨基酸等电点以下任何pH，AA带净的正电荷，在电场中向阴极移动。3.在一定pH范围中，溶液的pH离AA等电点愈远，AA带净电荷愈多。酪氨酸的max275nm，275=1.4x103;苯丙氨酸的max257nm，257=2.0 x