第 1 章多肽和蛋白质 1. 蛋白质的定义:蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物 2. 天然氨基酸的种类和构型: 存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外） 3. 多肽合成原理: 多肽的合成就是形成肽键的过程，即一个氨基酸（AA）氨基亲核进攻另一个氨基酸被活化的羧基部分，形成肽键。

氨基酸的活性基团必须进行保护。

4. 化学合成多肽方法:肽键形成步骤: 制备部分保护的氨基酸，形成只有单一活性位点的氨基酸衍生物；将氨基保护的氨基酸羧基部分活化，形成活性中间体，再与自由氨基反应形成酰胺键；脱除氨基酸的保护基。

5.固相多肽合成步骤: 多肽的C端氨基酸通过linker键连到树脂上；脱除氨基上的临时保护基；与下一个氨基酸缩合；反复进行脱保护和缩合两个步骤；脱除半永久性保护基； 6. (EPL)表达蛋白连接及其优点: 利用蛋白质剪接技术是通过硫醇解离适当的突变蛋白质--内合太融合体生成重组蛋白硫脂，用于半合成形式的自然化学连接。

由于蛋白硫脂通过重组表达得到，因此这种方法称为表白连接。

优点：1.大范围蛋白翻译后修饰2.蛋白质中引入数量不限引入非天然氨基酸(应用) 2 核酸 1. DNA复性的定义:在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。

增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。

核小体的组成:DNA：约200bp 组蛋白：H1 H2A H2B H3 H4 核苷酸的组成-------碱基、戊糖、磷酸原核生物细菌)--70S<50 S,30 S> rRNAs:23S,5S,16S. 真核哺乳生物:80S<60S,40S> 5S rRNA,28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA tRNA的二级结构——三叶草形氨基酸臂DHU环反密码环额外环 TΨC环。

tRNA的三级结构——倒L形。

tRNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。

核酸体外的合成方法（1）核酸的PCR合成技术：一种在体外选择性的将DNA某个特定区域快速扩增的技术。

2）核酸的固相合成技术。

单体:核苷亚磷酰胺。

原理：先将目标核酸链的3’端核苷固定在一个不溶性固相载体上，后沿3’-5’方向依次添加核苷酸至合成所需的长度，再将寡核苷酸链从固相载体上切下，并脱保护基。

核酸适体: 一类有三维空间结构的单链核酸小分子，与特异靶分子相结合 ,对靶标分子识别有高度专一性和强亲和力，调节靶标分子的功能。

适体的应用 : A.荧光修饰的适体用于药物分子的高通量筛选。

B.本身可作为药物，适体可作肿瘤生长过程中重要功能蛋白质的直接抑制剂，做抑制癌症的相关靶蛋白。

C.用于肿瘤分子成像及肿瘤相关蛋白检测。

D用于发现小分子药物。

核酶: 有催化功能的RNA分子，参与RNA及其前体的加工和成熟过程。

肽核酸: 一类以中性酰胺键为骨架取代糖磷酸主链的DNA类似物。

RNA干扰（RNAi）原理 RNA（RNAi）干扰: 将与内源性mRNA编码区同源于的双链dsRNA导入细胞，该内源性mRNA发生降解，导致基因表达沉默的现象。

作用机制: ①dsRNA被内切核酸酶Dicer切割成小片段（21-23bp）siRNA；②RNA聚合酶将siRNA解链③反义siRNA和酶形成RISC沉默复合物④RISC特异识别并切割mRNA⑤断裂mRNA降解糖的化学生物学天然寡糖的构型：寡糖:2-10个糖苷键聚合而成的化合物。

糖基连接方式: α-构型、β-构型蛋白聚糖; 一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的大分子糖复合物化合物。

糖缀合物: 单糖、寡糖或多糖与蛋白质和脂质连接形成。

包括糖蛋白和糖脂。

糖缀合物合成的场所：内质网和高尔基体. 寡糖合成方法：寡糖的液相合成:1.线性合成：逐步接长2.收敛式合成先合成小的寡糖片段，以收敛式组装完成合成。

3. 双向合成 4. “一锅法”寡糖的固相合成: 端基羟基连接到树脂上酶促寡糖合成:1糖基转移酶2）糖苷酶3）糖基合成酶1. 糖的保护基满足的条件：便宜、稳定、无毒，引入条件适合；反应过程中稳定；脱除高效且条件条件温和；脱除后，易与产物分离。

保护基的正交性 ;同时存在多种保护基时，脱除一种不对其他产生影响。

糖生物学主要研究内容 : 糖作为信息分子和调分子在生物体的各项生命活动及病理机制中的作用。

糖序列分析方法 : 酶法分析N-连接寡糖结构；采用凝集素分离、分析寡糖和糖缀合物；质谱MS和核磁共振NMR测定结构。

有机小分子初级代谢物：指生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质物质。

如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。

脂类化合物功能：1.作为细胞膜的组成成分2.信号分子3.提供能量；非核糖体合成多肽定义：从多种生物体内分离出的含有N-甲基化骨架和非天然氨基酸的天然多肽类化合物。

不由核糖体合成，不需要mRNA模板，由非核糖体多肽合成酶而来. 辅酶Q10生产方法 1全合成法 2. 微生物发酵法 3. 醇一碱皂化制造法新鲜猪心，国内普遍采用工艺 5.小分子优势：1.容易实现时间上的精确控制2.可用于不同类型生物体系，不同有机体，不同类型细胞3.作为探针探索细胞内靶标蛋白未知功能4与大分子作用可逆5药物学剂量容易控制第5章生命中的金属物质跨膜运输的方式及比较？方式：被动运输、主动运输、胞吞胞吐作用比较三种物质运输方式的异同趋磁细菌: 一类在外磁场的作用下能作定向运动并在体内形成纳米磁性颗粒－磁小体的细菌。

金属化合物药物的缺点 : 毒性大；副作用强；易产生耐药性仿生金属催化研究内容：根据生物催化剂的结构特征，设计和化学方法合成具有催化功能的模拟酶；研究这些模拟酶的催化机理、催化工艺、构效关系。

5. 金属卟啉类化合物的合成步骤：合成卟啉——与金属盐反应——分离基因组学和蛋白质组学【内容】单核苷酸多态性(SNP)：在基因组DNA序列中由于单个核苷酸(A,T,C,G)的变异所引起的DNA序列多态性。

应用:1. 人类基因单体型图的绘制 2. SNP与疾病易感基因相关分析3.指导用药与药物设计 SNP 标记：最广泛的遗传标记，分散于基因组中的单个碱基的差异，包括单个碱基的缺失和插入，常见的是单个核苷酸的替换，即单核苷酸的多态性。

荧光原位杂交（FISH）基本原理: 用已知的标记单链核酸为探针，按碱基互补的原则，与样品染色体中未知的单链核酸进行异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。

转录组学：整体水平上研究细胞中基因转录的情况及转录调控规律的学科，从RNA水平研究基因表达的情况。

研究对象：一个活细胞所能转录出来的所有mRNA。

蛋白质组：指的一个细胞或生物体所有蛋白质的总和。

蛋白质组学(proteomics)是对蛋白质组的大规模和系统性的分析，在蛋白质水平上定量、动态、整体性地研究生物体。

双向电泳步骤：先样品制备再水化上样第一向进行等电聚焦(IEF)，蛋白质沿pH梯度分离，至各自的等电点；随后，第二向(SDS-PAGE)沿垂直的方向按分子量分离. 蛋白质结构解析方法： X 射线晶体学核磁共振技术；噬菌体展示定义：将外源基因的DNA分子群与噬菌体外壳蛋白基因相连接，使外源DNA所编码的蛋白质以融合蛋白形式表达在噬菌体外壳表面的方法。

第7章化学遗传学正向化学遗传学：用各种化学小分子处理细胞，诱导表型变化，经筛选，找到小分子作用的大分子靶标。

基于细胞高通量筛选。

反向化学遗传学》从基因或蛋白质与小分子化合物的相互作用出发，研究基因或蛋白质对表型影响，从而确定这些大分子功能。

计算机辅助的药物设计的步骤：X射线衍射获得生物大分子与药物结合位点的结构信息；使用分子模拟软件计算和模拟结合位点的各种理化常数；通过数据库搜寻或全新药物设计寻找与该位点想匹配的分子；进行生物活性测试。

第8章组合化学与多样性导向合成：组合化学的基本原理：在同一个化学反应体系中加入不同的结构单元，利用这些结构单元的排列组合，系统的合成大量的化合物。

多样性导向合成设计原则：利用简单的起始原料尽量多的构建出骨架多样的特异分子。

组合化学的核心技术有哪些？组合合成，平行合成，固相有机反应；第9章生物大分子进化DNA文库的突变方法基因组随机突变，易错PCR，定点突变，DNA改组法。

定点诱变：在体外特异性地取代、插入或缺失DNA序列中任何一个特定碱基的技术。

分类：定点突变、盒式定点突变、PCR突变。

DNA Shuffling 原理：1.单个基因或一组相关基因经酶切产生一系列随机大小的DNA片段。

2.无引物PCR，具有互补3‘末端的片段互为引物，各为模板，通过不断的PCR循环在不同模板上随机互补结合并进一步延伸.3.最后利用基因两端序列为引物合成全长的重排产物，这些重排产物的集合被称为突变文库。

4.对突变文库进行筛选，选择改良的突变体进行下一轮shuffling循环，重复多次重排和筛选，直到最终获得性状比较理想的突变体。

绿色荧光蛋白分子进化过程：1. DNA改组2. DNA文库3. 转化细胞4. 细胞展示5. 体外筛选。

体外挑选方法寻找核酸适配体步骤： 1. 合成寡聚核苷酸2. 建立适体库3. 固定蛋白将与之结合的核酸适配体收集4. 测序得到需要的核酸适配体。

第10章分子成像：GFP的应用：报告基因；融合标签；生物传感器。

量子点荧光探针：量子点，又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的溶于水的无机纳米颗粒。

直径一般介于1～10nm之间，电子和空穴被量子限域，受激后可以发射荧光。

用途1.活细胞成像2.肿瘤靶向治疗3疾病诊断。

分子马达的定义：又称纳米马达,是由生物大分子构成，利用化学能进行机械做功的纳米系统。

第11章生物催化生物催化的定义：利用酶或者细胞等具有生物活性的物质催化化学反应的技术学科，这种反应过程又称为生物转化。

常用的有机体主要是微生物，其本质是利用微生物细胞内的酶进行催化。

影响酶促反应速度的因素：酶浓度[E] 底物浓度[S] 反应温度 pH值激活剂抑制剂比活力的定义：每 mg 蛋白质中所含的活力单位数。

模拟酶：用合成高分子来模拟酶的结构、特性、作用原理以及酶在生物体内的化学反应过程。

人工酶：人工酶是用人工合成的具有催化活性的多肽或蛋白质。

抗体酶(催化抗体)：一种新型人工酶制剂，具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。

将抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。

固定化酶：把水溶性酶经物理（吸附法与包埋法）或化学方法（共价偶联法与交联法）处理后，使酶与惰性载体结合或将酶包埋起来成为一种不溶于水的状态。

酶固定化的优点：可以重复使用，在大多数情况下，稳定性明显提高；催化后，酶与底物容易分开，产物易于分离纯化，质量提高；反应条件易于控制，可实现反应的连续化和自动控制；酶的利用效率高了，单位酶量催化的底物浓度增加，而酶量减少；更适合于多酶催化反应。