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生物竞赛生物化学00引言和绪论杨荣武《生物化学原理(一)》(27张PPT)
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
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关键词: cystic fibrosis (囊性纤维变性) glutathione(谷胱甘肽) Mucus(粘液) tdy_curry_fibrosis_030617.asf
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
进化 庞卡赫猜想的证据
人类遗传变异 细胞再编程（Cellular reprogramming
） 拉密达猿人（Ardipithecus ramidus）
第一个量子机器 口服抗艾药物可防止HIV在异性之间
的转播 ？
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
2012年的诺贝尔医学或生理学奖
英国的约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本 的山中伸弥（Shinya Yamanaka）因在诱导多 功能干细胞领域的贡献共同分享这一奖项 。
☺ 乌尔夫-西蒙表示，每天去实验室的时候都会摒住呼吸， 生怕这些微生物会死去，但它们没有。如果这一结果被确 认，那么“生命及生命存在于何处”的定义将被扩大。
☺ 碳、氢、氮、氧、磷和硫是地球所有已知生命形式的六 大基本构建元素。磷是携带生命基因的DNA和RNA的化 学成分之一，被认为是所有活细胞的必需元素。
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/312021/8/312021/8/312021/8/318/31/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月31日星期二2021/8/312021/8/312021/8/31 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/312021/8/312021/8/318/31/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/312021/8/31August 31, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/312021/8/312021/8/312021/8/31
2019生物竞赛-生物化学-15糖类-杨荣武《生物化学原理(一)》
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
单糖的环状结构与异头体
醇羟基很容易与醛或酮形成半缩醛或半缩酮。 直链的单糖分子在分子内也能够发生类似的反应，形成 环状结构，其中醛糖环化形成环式半缩醛，酮糖环化形 成环式半缩酮。 在单糖由直链变成环状结构以后，原来的羰基C便成为 一个新手性中心，从而产生α和β两种异构体。这种在半 缩醛C上形成的差向异构体称为异头体，新出现的手性C 称为异头体C。半缩醛羟基与编号最高的手性C原子上的 羟基具有相同取向的异头体称为α异头体，反之就称为β 异头体。由于β异头体比α异头体稳定，因此在葡萄糖溶 液之中，β-D-葡萄糖要比α-D-葡萄糖多。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
单糖的构象
以葡萄糖为例，其半缩醛环上的C-O-C键角为 111º ，与环己烷的键角（109º ）相近，故葡萄糖 的吡喃环和环己烷环相似，也有椅式构象和船式 构象，其中椅式构象使各单键的扭张强度降低到 最小因而较稳定。在两种椅式结构之中，I型上的 -OH和-CH2OH这两种较大的基团均为平伏键，所 以在热力学上I型比II型稳定。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
二羟丙酮和甘油醛的Fischer投影结构式
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
果糖的对应异构体
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
更多的立体化学
在各种旋光异构体之中，互为镜像的一对异构体称 为对映异构体； 一个或一个以上的手性C原子构型相反，但并不呈镜 像关系的一对异构体称为非对映异构体； 只有一个手性C原子的构型不同的一对异构体称为差 向异构体，如D-葡萄糖与D-甘露糖，D-葡萄糖与D半乳糖就互为差向异构体。
生物化学-杨荣武教授精品PPT课件
蛋白质结构的多样性
蛋白质的结构层次
1. 一级结构 (1º) : 独特的氨基酸序列，由基因决定。
2. 二级结构 (2º) :多肽链的主链骨架本身（不包括R基团）
在空间上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非 侧链基团之间的氢键决定的。
3. 三级结构 (3º) :是指多肽链在二级结构的基础上，进一
步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次 级键以及二硫键维系的完整的三维结构。
余下的氨基酸则属于非必需氨基酸，动物体自身可以进 行有效的合成，它们包括：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、 Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。
一组（组氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精 （精氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色氨 酸）住（组氨酸）亮（亮氨酸）凉（异亮氨酸） 鞋（缬氨酸）
4. 四级结构 (4º)具有两条和两以上多肽链的寡聚蛋白
质或多聚蛋白质才会有四级结构。其内容包括亚基的 种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。
蛋白质的一级结构
是蛋白质的共价（肽键）结构 对于每一种蛋白质而言，都是独特的。 由编码它的基因的核苷酸序列决定。 是遗传信息的一种形式。 书写总是从N端到C端。
等电点（pI）
对于任何一种氨基酸来说，总存在一定的pH值，使其净 电荷为零，这时的pH值被称为等电点。pI是一个氨基酸 的特征常数。在等电点pH时，氨基酸在电场中，不向两 极移动，并且绝大多数处于兼性离子状态，少数可能解 离成阳离子和阴离子，但解离成阴、阳离子的趋势和数 目相等。
氨基酸的主要反应性质
氨基酸的缩合反应与肽的形成
氨基酸的手性：D型与L型氨基酸
22种蛋白质氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含 有一个不对称碳原子，因此除甘氨酸以外的21种蛋 白质氨基酸都具有手性性质。如果以L型甘油醛为参 照物，具有不对称碳原子的氨基酸就有D型和L型两 种对映异构体。实验证明，蛋白质分子中的不对称 氨基酸都是L型。D型氨基酸仅存在于一些特殊的抗 菌肽和某些细菌的细胞壁成分之中，它们不能参入 到在核糖体上合成的多肽或蛋白质分子之中。
生物竞赛讲义-生物化学-20生物氧化-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
电子传递体在呼吸链中的位置与其E0'之间的关系
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
几种呼吸链抑制剂的作用位点
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
呼吸链的组分
NAD+及与NAD+偶联的脱氢酶：NAD+是一种流 动的电子传递体。 黄素及与黄素偶联的脱氢酶 辅酶Q：属于一种流动的电子传递体。 铁硫蛋白 细胞色素：细胞色素c是一种流动的电子传递体 氧气
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
复合体 IV 即细胞色素c氧化酶
有4个氧还中心 主要成分为细胞色素a和a3 电子来自还原性的细胞色素c，电子的最终 受体为氧气 一对电子可产生2个质子梯度
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
电子在复合体IV上的传递
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
氧化磷酸化的偶联机制
˟ ˟ √ 化学偶联假说 构象偶联假说 化学渗透学说：该学说由Peter Mitchell于1961年 提出，其核心内容是电子在沿着呼吸链向下游传 递的时候，释放的自由能转化为跨线粒体内膜 （或跨细菌质膜）的质子梯度，质子梯度中蕴藏 的电化学势能直接用来驱动ATP的合成。驱动 ATP合成的质子梯度通常被称为质子驱动力 （pmf），它由化学势能（质子的浓度差）和电 势能（内负外正）两部分组成。
(杨荣武)生物竞赛讲义-生物化学-30胆固醇代谢-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》(33P
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
胆固醇合成的四个阶段反应
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
HMG-CoA 还原酶
内质网膜整合蛋白 催化的是不可逆反应 胆固醇合成的限速酶
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
主要 成分
主要载 脂蛋白
主要功能
脂肪
脂肪
脂肪， 胆固醇
A,B-48, CI,II,III, E
B-100, C-I,II,III, E
B-100, E
运输食物中的脂肪 和胆固醇 运输内源的脂肪
一部分被肝吸收， 一部分转变为LDL
胆固醇 B-100
蛋白质 A, CI,II,III, D, E
将胆固醇转运到外 周组织
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
胆固醇合成的第二个阶段的反应
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
第三阶段：6个异戊二烯单位→鲨烯
此阶段主要包括三步反应，首先在二甲烯丙基 转移酶的催化下，一个二甲烯丙基与一个异戊 二烯焦磷酸头尾缩合成牻牛儿焦磷酸；随后在 牻牛儿转移酶催化下，牻牛儿焦磷酸与另一个 异戊二烯焦磷酸头尾缩合成法尼焦磷酸；最后， 在法尼转移酶或鲨烯合酶催化下，两个法尼焦 磷酸头头缩合并被NADPH还原为含有30个碳 的碳氢化合物——鲨烯。
的激活剂 参与胆固醇的逆向运输 （好胆固醇） 通过受体介导的内吞被肝细胞吸收
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
胆固醇代谢的调节
胆固醇合成的限速酶是HMG-CoA还原酶 调节的方式包括
2019生物竞赛-生物化学-15糖类-杨荣武《生物化学原理(一)》(59张PPT)全文
第十五章 糖类
提纲
一、单糖 单糖的命名和缩写 单糖的旋光异构 单糖的环状结构和异头物 单糖的构象 单糖的衍生物 单糖的性质 几种生化上重要的单糖 二、寡糖 三、多糖 贮能多糖 结构多糖 糖缀合物
糖类的命名
糖类也称为碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮以及它们的缩合物和某些衍生物。含有醛基的糖称为醛糖，含有酮基的糖称为酮糖。根据聚合度的不同，糖类可以分为单糖、寡糖和多糖。
葡萄糖的椅式构象和船式构象
单糖的衍生物
在特定的酶催化下，单糖在体内可进行各种修饰反应而形成一系列衍生物。常见的衍生物包括：氨基糖；氧化糖；脱氧糖；糖醇；糖苷。
单糖的反应性质
D-葡萄糖和D-半乳糖的变旋
酮糖和醛糖的互变
葡萄糖的还原
碱性条件的弱氧化
强酸对糖类的氧化
葡萄糖在酶催化下的氧化
直链淀粉和支链淀粉的化学结构
淀粉的碘反应
右旋糖酐
是一种主要以α-1,6糖苷键相连的分支多糖，通常存在于酵母和细菌中，其重复的二糖单位主要是异麦芽糖，分支点可能是1→2,1→3或1→4糖苷键。生长在牙齿表面的细菌产生的右旋糖酐是牙菌斑或菌斑的重要成分。细菌产生的右旋糖酐经常在实验室中被用作层析柱的支持介质.
常见二糖的名称和结构
多糖
由多个单糖分子缩合而成，其中由相同的单糖分子组成的多糖称为同多糖，含有不同种单糖单位的多糖称为杂多糖。多糖中最常见的单糖是D-葡萄糖，某些单糖的衍生物也出现在某些多糖分子之中。 单糖单位之间的连接方式即糖苷键的类型直接与多糖的机械强度和溶解性质有关。往往以α-1,4糖苷键相连的多糖比较软，在水里有一定的溶解度，而以β-1,4糖苷键相连的多糖比较硬，不溶于水。 与蛋白质不同，组成多糖的单糖单位的数目不是固定的，因此，多糖无确定的相对分子质量。与单糖相比，多糖无变旋现象和还原性，无甜味。 按照功能的不同，多糖可分为贮能多糖和结构多糖
2019生物竞赛-生物化学-08酶学概论-杨荣武《生物化学原理(一)》
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
研究酶的医学重要性
许多疾病是缺乏某一种酶或者一种酶不合适表达引起的。 酶是许多药物作用的目标。 酶有时可直接被用来治疗某种疾病。 存在一种酶或缺乏一种酶经常被用来诊断某些疾病。 病毒性肝炎——谷丙转氨酶 心肌梗塞——谷草转氨酶、肌酸激酶、LDH（H4） 急性胰腺炎——淀粉酶、脂肪酶
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
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第八章 酶学概论
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
提纲
一． 酶的化学本质 二． 酶的催化性质
1. 2. 酶与非酶催化剂的共同性质 酶催化的特有性质
三. 酶的分类和命名
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酶催化底物转变成产物
醛缩酶
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
酶与非酶催化剂的共同性质
只能催化热力学允许的反应 反应完成后本身不被消耗或变化，即可以重复使用 对正反应和逆反应的催化作用相同 不改变平衡常数，只加快到达平衡的速度或缩短到达 平衡的时间。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
酶的分类及其实例
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
胰凝乳蛋白酶的活性中心
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
解释酶专一性的三种模型： （1）锁与钥匙学说
（2）诱导契合学说 （3）“三点附着”模型
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
2019生物竞赛-生物化学-14维生素与辅酶-杨荣武《生物化学原理(一)》
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四氢叶酸转移的“一碳单位”
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生物素
又名维生素H，为带有戊酸的噻吩与尿酸结合的骈环。 辅酶——作为多种羧化酶的辅酶参与CO2的固定。在细 胞内，生物素通过其戊酸侧链与羧化酶的赖氨酸残基上 的ε-NH2形成的酰胺键相连。 缺乏症：鳞状皮炎、精神忧郁、脱发和无食欲等。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
维生素
定义：是维持生物体正常生命活动必不可少的一类小分 子有机化合物。尽管机体对它们需要量甚少(一个人每日 需要量常以mg或μg计)，但由于它们不能在体内合成， 或者虽能合成但所合成的量难以满足机体的需要，所以 必须从食物中获取。如果机体长期缺乏某种维生素，就 会导致相应的维生素缺乏病。 分类：按溶解性质将其分为脂溶性维生素和水溶性维生 素两大类。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
第十四章 维生素与辅酶
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
提纲
一、水溶性维生素
1. B 族维生素 2. 维生素C
二、脂溶性维生素
1. 2. 3. 4. 维生素A 维生素D 维生素E 维生素K
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
维生素D的化学结构
佝偻病 患者
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
维生素E
又称为生育酚，有α、β、γ和δ四种，其中α-生育酚的 生理效用最强。它们都是苯骈二氢吡喃的衍生物。 维生素E的主要生理功能是在体内作为一种强抗氧化剂 与维生素A、β-胡萝卜素和维生素C一起防止脂类或脂 溶性物质氧化、保护细胞膜免受氧化损伤以及维护红 细胞的完整。 此外，维生素E还参与生物氧化，在呼吸链中既可以稳 定辅酶Q，又可以协助电子传递给辅酶Q。
2021生物竞赛-生物化学-00引言和绪论-杨荣武《生物化学原理》
2012年的诺贝尔化学奖
两位美国科学家罗伯特·莱夫科维茨（Robert J. Lefkowitz）和布莱恩·克比尔卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶联受体研究”获奖。
2010年两大生化发现
☺Synthia（辛西娅） ☺GFAJ-1
谁是Craig Venter？
辛西娅的诞生
表-1 科学杂志的年度分子与年度突破
年度 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
1997 1998 1999
2000
年度分子/年度突破 Taq DNA聚合酶 人造钻石
富勒烯（buckminsterfullerene） 一氧化氮（NO） p53蛋白 DNA修复酶
庞卡赫猜想的证据 人类遗传变异
细胞再编程（Cellular reprogramming ）
拉密达猿人（Ardipithecus ramidus） 第一个量子机器
口服抗艾药物可防止HIV在异性之间 的转播 ？
2012年的诺贝尔医学或生理学奖
英国的约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本 的山中伸弥（Shinya Yamanaka）因在诱导多 功能干细胞领域的贡献共同分享这一奖项 。
Biochemistry Biochemistry I’m truly in a panic The mechanisms murder me I should have learned organic
For all I have to memorize I ought to win the Nobel Prize. Biochemistry Biochemistry I wish that I were wiser
玻色-爱因斯坦凝聚态 艾滋病毒（HIV）
(杨荣武)生物竞赛讲义-生物化学-24磷酸戊糖途径-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》(23
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
葡萄糖在胞内分解的两条途径
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
氧化相
反应1：不可逆反应——受到调控（受到 NADPH抑制），由6-磷酸葡糖脱氢酶催化
反应2：葡糖酸内酯的水解，由葡糖酸内酯酶催 化。没有酶催化，也能发生
糖途径可以四种不同的模式存在：快速分裂的细胞需 要更多的核糖-5-磷酸以第一种模式存在，需要等量的 核糖-5-磷酸和NADPH的细胞以第二种模式存在，需要 更多的NADPH以进行生物合成的细胞以第三种模式存 在，只需要NADPH和ATP而不需要核糖-5-磷酸的细胞 以第四种模式存在； 调节机制相对简单
范 了 教 师 的 行为。 2.加 强 纪 律 教 育。 通过《 党章》 及党的 规章制 度的学 习,学校 规章制 度的制 定,加强 对 党 员 干 部 政治纪 律,组织 纪律的 教育与 规范,增 强了全 体教职 员工的纪律意识。以
教 育 部 、 教 育厅、 教育局 的各项 规定为 依据,规 范
杨荣武 生物化 学原理 第二版
磷酸戊糖途径的调节
6-磷酸葡糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的酶， NADPH既是它的产物，又是它的强竞争 性抑制剂，因此，磷酸戊糖途径完全受 NADPH/NADP＋的相对比例控制，如果细 胞内的NADPH浓度高，磷酸戊糖途径就 会受到抑制，反之则被激活。
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
2018年 中 学 工 作 总 结报告 (2)学工 作总结 学 2018年 度 工 作 总 结
XX年 实 验 三 依 据 (筑 教 党 【XX】 10号 )和 【 筑 教发XX】 5号 文 件 精 神,深入 贯彻党 的 十 八 届 三 全会精 神,以党 的群众 路线教 育实践 活动为 主线,全 面落实 xx市教育发展 大 会 和 教 育 改革和 发展规 划纲要 确定的 目标任 务,深化 综合改 革,深入实施素质教育 ,推 进 课 堂 模 式和人 才培养 模式改 革,提升 知识创 新和知 识服务 能力,促 进学 校协调
2019生物竞赛-生物化学-03蛋白质的功能及其与结构之间的关系-杨荣武《生物化学原理(一)》
肌红蛋白和血红蛋白的氧合曲线
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
Hb的正协同效应
Hb的正协同效应是指Hb分子有一个亚基结合O2后， 其构象会发生变化，使得其他亚基对O2的亲和力突 然增强。 协同效应可使用齐变或序变模型来解释。两种模型 都假定Hb存在两种构象，即紧张态（T态）和松弛 态（R态）。在没有结合氧气时，Hb的四条链之间 结合紧密，这种构象称为T态，这种紧密结合是由 盐键以及结合在2条β链之间缝隙中的甘油酸-2,3-二 磷酸（2,3-BPG）造成的，它们屏蔽了分子表面疏 水的空穴，使得Hb结合O2的能力降低。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
根据细胞色素c一级结构绘制出来的进化树
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
蛋白质进化的四种情形
① 类似物（analog）。专指具有相同的功能，但起源于 不同的祖先基因的蛋白质，它们是基因趋同进化的产 物（convergent evolution）。 ② 同源物（homolog）。专指存在于不同生物或者同种 生物，来源于某一共同祖先基因的蛋白质。 ③ 种间同源物（ortholog），也称为直向同源物或直系 同源物，属于同源物中的一种，专指来自于不同物种 的由垂直家系（物种形成）进化而来的蛋白质，它们 通常保留与原始蛋白相同的功能，但也不尽然。 ④ 种内同源物或旁系同源物（paralog）。属于同源物中 的另外一种，专指同一物种内由于基因复制、分离产 生的同源物。
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
细胞色素c
相似的序列-相似的结构-相同的功能
生物竞赛-生物化学原理（结构生物化学）-南京大学杨荣武
不同物种的细胞色素c一级结构的比较
(杨荣武)生物竞赛讲义-生物化学-32核苷酸代谢-杨荣武《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》
嘌呤类似物 嘧啶类似物
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
核苷类似物
嘧啶核苷酸合成的调节
细菌 细菌嘧啶核苷酸合成的限速酶为天冬氨酸转氨甲酰基 酶，其中CTP和UTP为它的反馈抑制剂，ATP为别构激 活剂。
哺乳动物 哺乳动物嘧啶核苷酸合成的限速酶是CPS-II。UDP或 UTP抑制它的活性，PRPP则激活它的活性。EGF能够 诱导CPS-II的磷酸化，使其降低对UTP抑制的敏感性， 但增强了对PRPP激活的敏感性。 此外，乳清苷酸脱羧酶也是一个调节位点，其活性受 到UMP的抑制
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
抗核酸代谢类药物
除了可用于治疗癌症以外，还经常用作抗病毒 的药物。
（1）叶酸类似物 （2）谷氨酰胺类似物 （3）碱基类似物 （4）核苷类似物
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
谷氨酰胺的类似物
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
司 抓 住 契 机 ,在元旦 期间,在 湖州三 县两区 进行进 一步的 宣传。 二、活动目的
■ 鉴 于 微 车 市场与 目标消 费者追 求口碑 好,强动 力,售后 服务好 的特性 ,满足 消费者 的心理
杨荣武 生物化 学原理 第二版
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
第三十二章 核苷酸代谢
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
嘧啶核苷酸合成的补救途径
类似于嘌呤核苷酸的补救合成，由嘧啶磷 酸核糖转移酶催化。
核苷激酶
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
核苷类似物
嘧啶核苷酸合成的调节
细菌 细菌嘧啶核苷酸合成的限速酶为天冬氨酸转氨甲酰基 酶，其中CTP和UTP为它的反馈抑制剂，ATP为别构激 活剂。
哺乳动物 哺乳动物嘧啶核苷酸合成的限速酶是CPS-II。UDP或 UTP抑制它的活性，PRPP则激活它的活性。EGF能够 诱导CPS-II的磷酸化，使其降低对UTP抑制的敏感性， 但增强了对PRPP激活的敏感性。 此外，乳清苷酸脱羧酶也是一个调节位点，其活性受 到UMP的抑制
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
抗核酸代谢类药物
除了可用于治疗癌症以外，还经常用作抗病毒 的药物。
（1）叶酸类似物 （2）谷氨酰胺类似物 （3）碱基类似物 （4）核苷类似物
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
谷氨酰胺的类似物
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
司 抓 住 契 机 ,在元旦 期间,在 湖州三 县两区 进行进 一步的 宣传。 二、活动目的
■ 鉴 于 微 车 市场与 目标消 费者追 求口碑 好,强动 力,售后 服务好 的特性 ,满足 消费者 的心理
杨荣武 生物化 学原理 第二版
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
第三十二章 核苷酸代谢
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
嘧啶核苷酸合成的补救途径
类似于嘌呤核苷酸的补救合成，由嘧啶磷 酸核糖转移酶催化。
核苷激酶
生物竞赛-生物化学原理（第二版）（代谢生物化学）-南京大学杨荣武
生物竞赛-生物化学-38基因组RNA的复制-杨荣武《生物化学原理(第二版)(三)》(45张PPT)
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
艾滋病毒与宿主细胞的附着
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
艾滋病毒外被与宿主细胞膜的融合
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
HIV-1病毒的附着与融合
融合肽 gp120
C N
CD4
C N
gp41 病毒外膜
趋化因子受体
逆转录病毒的结构
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
逆转录病毒的基因组RNA的结构
逆转录病毒的基因组RNA等同于一个全长的病毒 mRNA，其非编码序列包括5'端的帽子结构、5'端的 末端直接重复序列（R）、5'端特有的序列（U5）、 引物结合位点（PBS）、剪接信号、引发第二条链 合成的多聚嘌呤区域（PPT）、3' 端的多聚腺苷酸 尾巴、3' 端特有的序列（U3）和3'端的末端直接重 复序列。编码序列通常含有3个结构基因，它们是 编码MA、CA和NC的gag基因，编码逆转录酶、整 合酶和蛋白酶的pol基因以及编码SU和TM的env基 因。如果是肿瘤病毒，还含有编码癌蛋白的癌基因 onc。
逆转录病毒的RNA复制 逆转座子 端聚酶催化的逆转录反应 某些DNA病毒生活史中的逆转录现象
1. 2. 3. 4.
生物竞赛—生物化学原理（分子生物学）—南京大学杨荣武
依赖于RNA的RNA合成
1. RdRP主要由病毒基因组编码，有的还需要宿 主细胞编码的辅助蛋白 2. 合成的方向总是5′→3′ 3. 绝大多数在模板的一端从头启动合成，少数 需要合成引物 4. 属于易错、高突变合成 5. 对放线菌素D不敏感，但对核糖核酸酶敏感 6. 复制的场所绝大多数在宿主细胞的细胞质， 少数在细胞核
生物竞赛-生物化学-07核酸的性质及研究方法-杨荣武《生物化学原理(一)》(21张PPT)
20
RNA一级结构的测定
测定RNA一级结构的主要方法有：（1）先使 用逆转录酶将待测RNA逆转录成cDNA，然后 再使用末端终止法等进行测定；（2）用化学 或/和酶学方法对放射性同位素标记的RNA进 行部分消化后，再进行聚丙烯酰胺电泳分析； （3）质谱法
21
伴随着DNA复性的是其浮力密度和紫外吸收的减少、 粘度的增加和生物活性的恢复，其中紫外吸收减少的 现象被称为减色效应。
影响DNA复性的因素有温度、离子强度、DNA浓度和 DNA序列的复杂度等。
8
DNA的复性历程
9
不同DNA的复性动力学曲线 10
核酸的水解
（1）酸水解 核酸分子内的糖苷键和磷酸二酯键对酸的敏感性不 同：糖苷键＞磷酸酯键；而嘌呤糖苷键＞嘧啶糖苷 键
和C各个泳道，自下而上从自显影片上就可读出DNA序列。
17
化学断裂法测定DNA一级结构的原理
18
焦磷酸测序
焦磷酸测序需要在同一反应体系中发生由4种特异性酶催化 的级联化学发光反应，在每一轮测序反应中，只加入一种 dNTP，若该dNTP与模板配对，聚合酶就可以将其掺入到引 物链的3′端并释放出等量PPi。PPi可转化为可见光信号，并 最终转化为一个峰值。每个峰值的高度与反应中掺入的核苷 酸数目成正比。第一轮反应结束后，再加入下一种dNTP， 继续下一轮DNA链的合成。
19
深度测序
除了焦磷酸测序法，近几年来，科学家还发明了一些 新的测序方法，例如单分子测序法（single-molecule sequencing）。建立在这些新的测序方法基础之上的 高通量测序技术堪称测序技术发展历程的一个里程碑， 该技术可以对数百万个DNA分子同时进行测序，操作 极为简便，大大节约了成本和时间。这使得对一个物 种基因组和转录组进行细致全面的分析成为可能，因 此也称其为深度测序（deep sequencing）
RNA一级结构的测定
测定RNA一级结构的主要方法有：（1）先使 用逆转录酶将待测RNA逆转录成cDNA，然后 再使用末端终止法等进行测定；（2）用化学 或/和酶学方法对放射性同位素标记的RNA进 行部分消化后，再进行聚丙烯酰胺电泳分析； （3）质谱法
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伴随着DNA复性的是其浮力密度和紫外吸收的减少、 粘度的增加和生物活性的恢复，其中紫外吸收减少的 现象被称为减色效应。
影响DNA复性的因素有温度、离子强度、DNA浓度和 DNA序列的复杂度等。
8
DNA的复性历程
9
不同DNA的复性动力学曲线 10
核酸的水解
（1）酸水解 核酸分子内的糖苷键和磷酸二酯键对酸的敏感性不 同：糖苷键＞磷酸酯键；而嘌呤糖苷键＞嘧啶糖苷 键
和C各个泳道，自下而上从自显影片上就可读出DNA序列。
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化学断裂法测定DNA一级结构的原理
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焦磷酸测序
焦磷酸测序需要在同一反应体系中发生由4种特异性酶催化 的级联化学发光反应，在每一轮测序反应中，只加入一种 dNTP，若该dNTP与模板配对，聚合酶就可以将其掺入到引 物链的3′端并释放出等量PPi。PPi可转化为可见光信号，并 最终转化为一个峰值。每个峰值的高度与反应中掺入的核苷 酸数目成正比。第一轮反应结束后，再加入下一种dNTP， 继续下一轮DNA链的合成。
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深度测序
除了焦磷酸测序法，近几年来，科学家还发明了一些 新的测序方法，例如单分子测序法（single-molecule sequencing）。建立在这些新的测序方法基础之上的 高通量测序技术堪称测序技术发展历程的一个里程碑， 该技术可以对数百万个DNA分子同时进行测序，操作 极为简便，大大节约了成本和时间。这使得对一个物 种基因组和转录组进行细致全面的分析成为可能，因 此也称其为深度测序（deep sequencing）
(杨荣武)生物竞赛讲义-生物化学-24磷酸戊糖途径-《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》(23
NADPH参与对过氧化物的解毒
磷酸戊糖途径的调节
6-磷酸葡糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的酶， NADPH既是它的产物，又是它的强竞争 性抑制剂，因此，磷酸戊糖途径完全受 NADPH/NADP＋的相对比例控制，如果细 胞内的NADPH浓度高，磷酸戊糖途径就 会受到抑制，反之则被激活。
C5 + C4 --> C6 + C3
3
总结: 3C5 --> 2C6 + C3
5-磷酸核糖的形成
5-磷酸木酮糖的形成
第一次碳单位的转移和重排反应
转酮酶催化的反应机理
转醛酶催化的反应机理
第二次碳单位的转移和重排反应
第三次碳单位的转移和重排反应
磷酸戊糖途径小结
一个葡萄糖分子是不可能完成上述反应的，至少有3个 葡萄糖分子同时进入才可以完成；
第二十四章 磷酸戊糖途径
杨荣武 生物化 学原理 第二版
提纲一、磷酸戊糖途径概述 二、 Nhomakorabea酸戊糖途径的全部反应
1. 氧化相 2. 非氧化相
三、磷酸戊糖途径小结 四、磷酸戊糖途径的功能
1. 与NADPH有关的功能 2. 与5-磷酸核糖有关的功能 3. 与4-磷酸赤藓糖有关的功能
五、磷酸戊糖途径的调节
磷酸戊糖途径概述
只有6个葡萄糖分子同时进入磷酸戊糖途径，到最后才 相当于有一个葡萄糖分子完全被氧化成CO2和H2O；
磷酸戊糖途径并不是细胞产生NADPH的唯一途径 发生在细胞液，不需要氧气； 根据细胞对NADPH、核糖和ATP的需要不同，磷酸戊
糖途径可以四种不同的模式存在：快速分裂的细胞需 要更多的核糖-5-磷酸以第一种模式存在，需要等量的 核糖-5-磷酸和NADPH的细胞以第二种模式存在，需要 更多的NADPH以进行生物合成的细胞以第三种模式存 在，只需要NADPH和ATP而不需要核糖-5-磷酸的细胞 以第四种模式存在； 调节机制相对简单
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☺ 乌尔夫-西蒙表示，每天去实验室的时候都会摒住呼吸， 生怕这些微生物会死去，但它们没有。如果这一结果被确 认，那么“生命及生命存在于何处”的定义将被扩大。
☺ 碳、氢、氮、氧、磷和硫是地球所有已知生命形式的六 大基本构建元素。磷是携带生命基因的DNA和RNA的化 学成分之一，被认为是所有活细胞的必需元素。
Hale Waihona Puke 表-1 科学杂志的年度分子与年度突破
年度 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
1997 1998 1999
2000
年度分子/年度突破 Taq DNA聚合酶 人造钻石
富勒烯（buckminsterfullerene） 一氧化氮（NO） p53蛋白 DNA修复酶
☺ 砷在化学元素周期表的位置正好位于磷的下方，正是由于 两者化学习性相近，所以砷很容易被细胞吸收导致中毒。
生物化学引言
什么是生物化学? 生物（Bio）+ 化学（Chemistry） = 生物化学 （ Biochemistry）
学习生物化学的目的： 在分子水平上研究细胞的结构、组织和功能 (1) 结构生物化学 (2) 代谢生物化学 (3) 分子遗传学
学好生化的秘诀
正如一句谚语所说的： 我听，我忘。 我看，我记得。 我做，我理解。
生物化学学习办法.pdf
教材
《生物化学原理》第二版（高等教育出版社 杨荣武主编）
《生物化学学习指南与习题解析》 （高等教 育出版社杨荣武主编）
几本好的英文教材： (1) Lehninger—Principles of Biochemistry (2) Stryer—Biochemistry (3) Mathews—Biochemistry (4) Voet—Fundamentals of Biochemistry
生物竞赛生物化学引言和绪论杨荣武生物化学原理一张文 稿演示
Biochemistry (cont.)
I promise I would not complain If I could store them in my brain Biochemistry Biochemistry I wish that I were wiser
生物化学的起源 生物化学的应用
生命的微观层次
生物化学发展中几个重要的里程碑
Wohler合成尿素：“我得告诉你我不需要肾脏或 一只动物就制备了尿素”
Buchners利用酵母抽取物成功进行了糖发酵 Sumner获得脲酶结晶 Flemming发现染色体 Mendel提出基因概念，并对基因定性。 Miescher分离核酸 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构 基因组学和蛋白质组学
2012年的诺贝尔化学奖
两位美国科学家罗伯特·莱夫科维茨（Robert J. Lefkowitz）和布莱恩·克比尔卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶联受体研究”获奖。
2010年两大生化发现
☺Synthia（辛西娅） ☺GFAJ-1
谁是Craig Venter？
辛西娅的诞生
玻色-爱因斯坦凝聚态 艾滋病毒（HIV）
多莉羊（Dolly the sheep） 暗物质 干细胞
全基因组测序
年度 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
2009 2010 2011
2012
年度分子/年度突破
纳米电路 小RNA（small RNAs）
暗能量 勇气号火星车
进化 庞卡赫猜想的证据
人类遗传变异 细胞再编程（Cellular reprogramming
） 拉密达猿人（Ardipithecus ramidus）
第一个量子机器 口服抗艾药物可防止HIV在异性之间
的转播 ？
2012年的诺贝尔医学或生理学奖
英国的约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本 的山中伸弥（Shinya Yamanaka）因在诱导多 功能干细胞领域的贡献共同分享这一奖项 。
关键词: cystic fibrosis (囊性纤维变性) glutathione(谷胱甘肽) Mucus(粘液) tdy_curry_fibrosis_030617.asf
家庭作业
一些推荐的免费网络资源
♥ .sina/njuyangsir ♥ /vc/802276 ♥ sciencedaily ♥ worthpublishers/lehninger ♥ pearsonhighered/mathews/ ♥ / ♥ web-books/MoBio/ ♥ almaz/nobel ♥ wiley/college/voetfundamentals ♥ ♥
Biochemistry Biochemistry I’m truly in a panic The mechanisms murder me I should have learned organic
For all I have to memorize I ought to win the Nobel Prize. Biochemistry Biochemistry I wish that I were wiser
生物化学的应用
农业：基因修饰的食品 医学：基因治疗 营养：抗肥胖 临床化学：生化诊断和疾病治疗msnbc video
Student researches own disease.flv 药学：AZT 和万艾可（Viagra） 毒物学：蓖麻毒素（Ricin）
仔细观看和听下面的 英文短片，简述其大意。
NASA发现生命新可能 -砷元素或能形成生命体
☺ 以剧毒砷生长的菌株GFAJ-1，将改写生物教科书，使地球 外寻找生命的范围得以拓展
☺ 美国宇航局天体生物学家费丽莎·乌尔夫-西蒙(Felisa Wolfe-Simon)，将从加利福尼亚州莫纳湖湖底收集而来的 微生物，置于实验室含有砷的混合试剂内培殖了数月，结 果发现微生物体内的磷原子被砷原子置换出来了。
☺ 碳、氢、氮、氧、磷和硫是地球所有已知生命形式的六 大基本构建元素。磷是携带生命基因的DNA和RNA的化 学成分之一，被认为是所有活细胞的必需元素。
Hale Waihona Puke 表-1 科学杂志的年度分子与年度突破
年度 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
1997 1998 1999
2000
年度分子/年度突破 Taq DNA聚合酶 人造钻石
富勒烯（buckminsterfullerene） 一氧化氮（NO） p53蛋白 DNA修复酶
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多莉羊（Dolly the sheep） 暗物质 干细胞
全基因组测序
年度 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
2009 2010 2011
2012
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2012年的诺贝尔医学或生理学奖
英国的约翰·戈登（John B. Gurdon）和日本 的山中伸弥（Shinya Yamanaka）因在诱导多 功能干细胞领域的贡献共同分享这一奖项 。
关键词: cystic fibrosis (囊性纤维变性) glutathione(谷胱甘肽) Mucus(粘液) tdy_curry_fibrosis_030617.asf
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