生命的化学基础

学习笔记
作者: MingXiao 2024/07/01


速查


组成元素 :20余种,C、H、O、N、P、S占95%

蛋白质
氨基酸是蛋白质的基本结构单位
蛋白质是氨基酸的聚合体
蛋白质的四级结构
蛋白质的变构和变性

核酸
核酸的分类和分布
核酸的化学组成
核酸的一级结构

脂类 :
脂肪
磷脂
类固醇

糖类
单糖
寡糖
多糖

维生素 维生素B2



1.1 组成

组成元素:20余种,C、H、O、N、P、S占95%
人体必需25种元素中:
常量元素11种,其中的C、H、O、N、P、S、Ca占比99.35%,C、H、O、N占比96.3%
微量元素14种
水是细胞中不可缺少的物质(细胞中水含量占70%-80%)

分子构成:蛋白质、核酸、脂类、糖类、维生素
前四个为大分子



1.2 蛋白质

元素组成:C、H、O、N、S

氨基酸是蛋白质的基本结构单位

蛋白质是氨基酸的聚合体
一个氨基酸分子的α-羧基与另一个的α-氨基脱水缩合形成的共价键为肽键

其中游离的氨基为肽链的头部(N端)羧基为尾部(C端)
N端的第一个氨基酸一定是甲硫氨酸(真核)/甲酰甲硫氨酸(原核)

蛋白质的结构决定其功能
将蛋白质分子特定的空间结构称为构象 分为四级结构:
一级结构:多肽链的氨基酸残基顺序
二级结构:一条肽链的部分形成的有周期性重复的主体构象
三级结构:一条多肽链的整体三维形状
四级结构:多条多肽链相互结合的构象

变构和变性
变构:小分子物质与蛋白质分子的亚单位结合,使构象变化,活性也改变
变性:在刺激条件下,多肽链松开,失去构象,失活



1.3 核酸

分类和分布
脱氧核糖核酸(DNA):90%分布在核,其他在线粒体、叶绿体、质粒等
携带遗传信息,决定基因型

核糖核酸(RNA):核、质、液泡等
传递遗传信息,可作为病毒的遗传信息载体

化学组成
元素:C、H、O、N、P
分子:碱基+戊糖=核苷,核苷+磷酸=核苷酸,核苷酸聚合为核酸

戊糖:

脱氧脱在2号位,5号位与磷酸链接形成核苷酸,3号位与下一个的磷酸链接

碱基: 分为嘌呤(A腺,G鸟)和嘧啶(T胸腺,C胞,U尿)


结构与命名
结构如上所述
其中,磷脂与戊糖形成核酸分子的骨架,碱基和戊糖通过核苷建连接,核苷和磷脂通过磷酸脂键连接

核苷酸:AMP、GMP、UMP、CMP 脱氧核苷酸:dAMP、dGMP、dTMP、dCMP

核酸的一级结构:核苷酸的排序序列(碱基序列)
核苷酸之间以磷酸二脂键连接,5'端为起点



1.4 脂质

是一类低溶于水,高溶于非极性溶剂,结构各异的疏水分子
分为单脂(脂肪),复脂(磷脂、糖脂),衍生脂质(胆固醇、脂蛋白)

脂肪
甘油三酯或三脂酰甘油

脂肪酸分为饱和与不饱和,其中不饱和脂肪酸在人体内为固体,易形成血栓

磷脂
包括甘油磷脂鞘磷脂,主要存在于膜系统
磷脂双分子层上的磷脂和糖脂分布不对称

类固醇
高密度胆固醇适当多,低密度胆固醇少一点好



1.5 糖类

分类(依据水解状况)
单糖:不可再水解,五碳糖(核糖)和六碳糖(葡萄糖、果糖)
寡糖:少量单糖(2-20个)组成,麦芽糖、蔗糖、乳糖等
多糖:多个单糖,淀粉

膜上的多糖:糖蛋白(蛋白多),糖脂,蛋白聚糖(糖多)
例子:ABO血型中的抗原(膜上)就是糖



1.6 维生素

维生素B2又叫核黄素,是一种核糖醇和6,7-二甲基异咯嗪的缩合物
生理功能:传递氢的辅酶,参与生物氧化作用
动物不能合成,摄入过量则排出
长期缺乏,会眼角膜和口角血管增生,引起白内障、角膜炎、舌炎和阴囊炎等



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