课程号：01030131（上） 01030132（下） 新课号： 课程名称：生命化学基础 学分：4学分 开课学期：春季 先修课程：有机化学、 物理化学、 分析化学 基本目的： 使学生了解生物化学的基本概念、基本知识和基本理论，掌握主要生物大分子：蛋白质、酶、核酸、糖、脂等的结构、性质、功能和代谢。 使学生认识复杂生命现象的化学本质，认识化学学科和生命科学的交叉和渗透是现代化学发展的一个方向，为学生今后进行与生命科学有关的研究和进一步学习打下基础。 内容提要： 氨基酸与蛋白质 氨基酸分类：常见蛋白质氨基酸，不常见蛋白质氨基酸，非蛋白氨基酸；氨基酸的酸碱化学，氨基酸两性解离，氨基酸的等电点；氨基酸的旋光性和紫外吸收。 蛋白质的共价结构：蛋白质的化学组成和分类，蛋白质功能，蛋白质的形状和大小，蛋白质构象和组织层次。 肽：肽键结构，肽的物理化学性质，活性多肽。 蛋白质一级结构测定：Sanger试剂，DNS及Edman降解，二硫桥位置确定。 蛋白质的三维结构：XRD原理；稳定蛋白质三维结构的作用力，肽平面和两面角；蛋白质的二级结构：α-螺旋，β-折叠片，β-转角；超二级结构和结构域；球状蛋白的三级结构；亚基缔合和四级结构。 蛋白质结构与功能的关系：肌红蛋白和血红蛋白的结构与功能，镰刀状细胞贫血病；免疫球蛋白。 蛋白质的分离、纯化和表征：蛋白质分子量测定，沉降分析及沉降系数，沉降系数单位，凝胶过滤及SDS-PAGE法测分子量；蛋白质的沉淀；电泳：区带电泳、薄膜电泳、等电聚焦电泳、毛细管电泳。 2、酶和辅酶 酶催化作用特点：反应温合、高效、专一、可调节控制；酶活性调节控制：调剂酶浓度、激素调节、反馈抑制调节、抑制剂激活剂调节、别构调控、酶原激活，可逆共价修饰；酶的化学本质及其组成，辅酶和辅基，单体酶，寡聚酶和多酶复合体。 酶的命名和分类：习惯命名法；国际系统命名法及酶的编号，六大类酶的特征。 酶的专一性：“锁与钥匙”学说；诱导楔合假说；过渡态理论，过渡态类似物与医药和农药的设计，催化抗体。 酶的活力测定：酶活力单位，比活力。 酶工程：化学修饰酶，固定化酶，人工模拟酶。 酶促反应动力学：底物浓度与酶反应速度，酶促反应动力学方程式及推导，米氏常数的意义和求法。 酶的抑制作用：不可逆抑制和可逆抑制及动力学判断，一些重要的抑制剂，有机磷农药和磺胺药作用机制。 温度、PH、激活剂对酶反应影响。 酶的作用机制：酶活性部位及研究方法；影响酶催化效率的有关因素：临近和定向效应、底物形变和诱导契合、酸碱催化、共价催化、金属离子催化、多元催化和协同效应、微环境影响；溶菌酶作用机制和胰凝乳蛋白酶。 辅酶的结构与活性部位：vit.B1和TPP，维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ，vit.B2和黄素辅酶，泛酸与辅酶A，vit. B6及其磷酸酯，vit. B12，生物素，叶酸，硫辛酸。 3、氨基酸代谢 氨基酸的脱氧、转氨和联合脱氨基作用，氨基酸脱羧基作用。 尿素的形成：氨的转运和尿素循环。 氨基酸碳骨架的氧化途径，生酮氨基酸和生糖氨基酸。 由氨基酸衍生的生物活性物质：氨基酸与一碳单位，酪氨酸及儿茶酚胺类物质，色氨酸衍生物，组胺，牛磺酸。 4、氨基酸及其重要衍生物的生物合成 必需氨基酸；氨基酸的生物合成。 氨基酸几种重要衍生物：NO的形成，谷胱甘肽，肌酸，血红素，胆红素。 5、糖代谢 糖的生物学作用：糖的结构特点和糖工程。 糖酵解作用：酵解和发酵，酵解全过程和反应步骤；酵解过程中能量转变的估算；丙酮酸去路。 柠檬酸循环：丙酮形成乙酰CoA，柠檬酸循环概貌和反应步骤；柠檬酸循环的化学总结算。 生物氧化— 电子传递和氧化磷酸化：氧化还原电势；电子传递和氧化呼吸链，电子传递抑制剂；氧化磷酸化作用，化学渗透假说，氧化磷酸化解偶联和抑制剂。 戊糖磷酸途径及生理意义；葡糖异生作用及途径；糖原的分解与生物合成。 6、脂质和生物膜 脂质：脂肪酸结构特点，必需多不饱和脂肪酸。 磷脂：甘油磷脂，卵磷脂，脑磷脂，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇，磷脂酰甘油，缩醛磷脂；鞘磷脂，鞘氨醇和神经酰胺。 糖脂：脑苷脂，神经节苷脂。 类固醇，胆固醇。 生物膜的组成与性质：膜脂，胆固醇对膜流动性的调节作用；膜蛋白功能和糖的细胞通信作用；生物膜分子结构的作用力和主要特征。 生物膜与物质运输：被动运输与主动运输，钠钾泵，生物大分子跨膜运输。 人工模拟膜：模拟膜的功能；模拟膜主要类型：LB膜，BLM和脂质体 7、核酸 核酸研究进展：生物技术的兴起，转基因产品，基因工程，基因芯片，人类基因组计划。 核酸的种类和生物功能。 核酸的结构：碱基、核苷与核苷酸；核酸的共价结构，DNA双螺旋结构，DNA的拓扑异构，DNA的四级结构；mRNA、tRNA和rRNA的高级结构。 核酸的物理化学性质：核酸的酶水解和核酸的酸碱性质，核酸的紫外吸收。 核酸的变性，复性及杂交。 8、核酸的降解 核酸和核苷酸的分解代谢：嘌呤碱的分解，痛风病起因及别嘌呤醇作用机制； 嘧啶碱的分解。 核苷酸的生物合成：嘌呤核糖核苷酸的从头合成及补救途径，抗癌和杀菌剂作用原理；嘧啶环的合成；脱氧核糖核苷酸的合成，5-Fu和氨甲喋呤的抗癌作用机制。 9、DNA的复制和修复 DNA的复制：DNA的半保留复制，复制叉；DNA聚合酶及DNA聚合要素，DNA连接酶和拓扑异构酶。 DNA半不连续复制和冈崎片段；DNA复制的起始、延伸和终止；DNA复制的复杂性。 DNA损伤修复：错配修复，直接修复，切除修复，重组修复和应急反应。 10、RNA的生物合成和加工 DNA指导的RNA合成，RNA聚合酶，不对称转录；启动子和转录因子，终止子和终止因子；转录的调节控制，操纵子模型；转录反应四阶段。 RNA生物合成的抑制剂：嘌呤和嘧啶类似物，DNA模板功能抑制物，RNA聚合酶抑制剂。 RNA转录后加工：原核生物中RNA的加工，真核生物RNA的加工，RNA拼接、编辑和再编码，酶性核酸；RNA生物功能多样性。 在RNA指导下RNA和DNA的合成：RNA复制和RNA病毒复制的重要方式，RNA的逆转录和逆转录酶。 11、蛋白质生物合成 遗传密码：三联密码，遗传密码的基本特性。 蛋白质合成及转运：m-RNA是蛋白质合成的模板，t-RNA转运氨基酸，核糖体是蛋白质合成的工厂。翻译的步骤。 蛋白质运输及翻译后修饰。 12、 基因工程 DNA克隆的基本原理：DNA限制酶和连接酶，克隆载体与宿主系统，外源基因导入宿主细胞，分离筛选及克隆；基因文库和c DNA文库。 聚合酶链式反应：PCR基本原理，最适条件和发展应用。 DNA序列的测定 教学方式：课堂讲授 教材或教科书： 1、王镜岩、朱圣庚、徐长法主编，生物化学（第三版），高等教育出版社。 Lu Bert Stryer著，唐有棋等译校，生物化学，北京大学出版社。 张来群、谢丽涛主编，生物化学习题集，科学出版社。 4、B.D.Hames, N.M.Hooper & J.D.Houghton(英)， Instant Notes in Biochamistry, 科学出版社（影印版）。 学生成绩评定方法：期中、期末考试，平时作业计分。