結構生物化學

結構生物化學

結構生物化學是南京大學於2016年04月12日首次在中國大學MOOC開設的慕課課程、國家精品線上開放課程。該課程授課教師為楊榮武、華子春、盧彥、丁智。據2021年03月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課8次。

結構生物化學課程共6個章節，包括蛋白質的結構與功能、核酸的結構與功能、蛋白質和核酸的性質、酶的結構與功能、糖類和脂類的結構與功能、激素的結構與功能等內容。

基本介紹

  • 中文名：結構生物化學
  • 外文名：Structural Biochemistry
  • 類別：慕課、國家精品線上開放課程
  • 提供院校：南京大學
  • 授課教師：楊榮武、華子春、盧彥、丁智
  • 授課平台：中國大學MOOC
  • 開課時間：2016年04月12日（首次）
課程性質,開課信息,課程簡介,課程大綱,課前預備,預備知識,學習資料,授課目標,課程特色,所獲榮譽,教師簡介,

課程性質

  • 課程背景
生物化學是生命科學領域中發展最為迅速、涉及面最廣的基礎學科之一，其著眼點在於使用化學、物理學和生物學等方法去研究各類生物分子的結構與功能，在分子水平上闡明生命的本質、原理和規律。如今，生物化學的理論和實驗技術已滲透到生命科學的方方面面，它的發展一次又一次地帶動了整個生命科學的發展。
生物化學主要包括三個方面的內容：一是結構生物化學，主要研究各種生物分子的結構、功能和性質，這些生物分子包括胺基酸、蛋白質、核苷酸、核酸、酶、輔酶、激素、糖類和脂類等；二是代謝生物化學，主要研究生物體內的各種化學反應；三是分子生物學，主要研究遺傳信辣奔晚息的貯存、傳遞、表達及其調控。
結構生物化學課程套放獄是生物化學最基礎的部分，有人把這一部分的內容說成是“靜態生化”。其主要內容是各種生物分子的結構、性質與功能，特別是三類生物大分子即蛋白質、核酸和酶的結構、性質與功能。

開課信息

開課次數
開課時間
授課教師
學時安排
參與人數
第1次開課
2016年04月12日 - 2016年07月15日
楊榮武
5小時/周
7841人
第2次開課
2016年09月19日-2017年01月10日
7890人
第3次開課
2017年09月03日-2018年01月08日
14459人
第4次開課
2018年07月22日-2019年08月20日
21627人
第5次開課
2019年09月26日-2020年01月04日
楊榮武、華子春、盧彥、丁智
10-12學時/周
6776人
第6次開課
2020年02月15日-2020年05月30日
楊榮武、丁智
6-8小時每周
9708人
第7次開課
2020年09月11日-2021年01月18日
4436人
第8次開課
2021年03月04日-2021年07月01日
3410人
（註：表格內容參考資料 ）

課程簡介

結構生物化學課程涉及到蛋白質胺基酸與非蛋白質胺基酸、疏水胺基酸與親水胺基酸、胺基酸的兩性解離與等電點、蛋白質的一級結構、蛋白質的四級結構、脯氨醯肽醯順反異構酶、酶的命名和分類道寒影擔、酶動力學、基團特異性抑制劑、反競爭性抑制劑、調節蛋白的激活和抑制、廣義酸鹼催化、靜電催旬促化、金屬催化、共價催化、底物形變、糖綴化合物、通過胞內受體的激素作用機制、嗅覺產生相關的信號轉導等知識。

課程大綱

第一章 蛋白質的結構與功能（Chapter 1 Structure and Function of Proteins)
1.1 胺基酸（1.1 Amino acids）
1.2 蛋白質胺基酸與非蛋白質胺基酸（1.2 Proteinogenic AA & non-protenogenic AA）
1.3 疏水胺基酸與親水胺基酸（1.3 Hydrophobic & Hydrophilic AAs）
1.4 必需胺基酸與非必需胺基酸（1.4 Essential & Non-essential AAs）
1.5 胺基酸的英文縮寫（1.5 Abbreviations for 22 amino acids）
1.6 胺基酸的縮合反應（1.6 AA Condensation reaction）
1.7 胺基酸的手性（1.7 Chirality of Amino Acids）
1.8 胺基酸的兩性解離與等電點（1.8 Acid & base dissociation of amino acids and pI）
1.9 茚三酮反應（1.9 Reaction with Ninhydrin）
1. 10 Sanger反應（1.10 Reaction with DNFB）
1.11 Edman反應（1.11 Reaction with PITC）
1.12 蛋白質（1.12 Proteins）
1.13 蛋白質的一級結肯墊廈構（1.13 Primary Structure of Proteins）
1.14 肽鍵（1.14 Peptide bonds）
1.15 蛋白質的二級結芝奔享構（1.15 Secondary Structure of Proteins）
1.16 α螺旋（1.16 The Alpha Helix）
1.17 β摺疊（1.17 The Beta-Pleated Sheet）
1.18 β轉紙斷煮榆角（1.18 The Beta Turn）
1.19 β突起（1.19 The Beta Bulge）
1.20 蛋白質的三級結構（1.20 Tertiary Structure of Proteins）
1. 21 疏水鍵（1.21 Hydrophobic interactions）
1.22 模體（1.22 Motif）
1.23 結構域（1.23 Domain）
1.24 蛋白質的四級結構（1.24 Quaternary Structure of Proteins)
1.25 蛋白質的摺疊（1.25 Protein folding）
1.26 天然無摺疊蛋白（1.26 Natively Unfolded Proteins）
1.27 Anfinsen實驗（1.27 Anfinsen’s Experiment）
1.28 分子伴侶（1.28 Molecular Chaperone）
1.29 蛋白質二硫化物異構酶（1.29 Protein disulfide isomerase）
1.30 脯氨醯肽醯順反異構酶（1.30 Peptidylprolyl cis-trans isomerase）
1.31 朊病毒（1.31 Prions）
1.32 蛋白質組（1.32 Proteome）
1.33 蛋白質的功能（1.33 Functions of Proteins）
1.34 兼職蛋白（1.34 Moonlighting Proteins）
1.35 蛋白質結構與功能之間的關係（1.35 Structure and function relationships of proteins）
1.36. α角蛋白（1.36 Alpha Keratin）
1.37 β角蛋白（1.37 Beta Keratin）
1.38 膠原蛋白（1.38 Collagen）
1.39 肌紅蛋白與血紅蛋白（1.39 Myoglobin & Hemoglobin）
1.40 正協同效應（1.40 Positive Cooperativity）
1.41 波爾效應（1.41 Bohr Effect）
1.42 別構效應（1.42 Allosteric effect）
1.43 HbS
1.44 HbF
第二章 核酸的結構與功能（Chapter 2 Structure and Function of Nucleic Acids)
2.1 鹼基（2.1 Bases）
2.2 互變異構（2.2 Keto-enol tautomerism）
2.3 核苷（2.3 Nucleosides）
2.4 核苷酸（2.4 Nucleotides）
2.5 核酸（2.5 Nucleic Acids）
2.6 多種多樣的RNA（2.6 Versatile RNAs）
2.7 核酸的一級結構（2.7 Primary Structure of Nucleic Acids）
2.8 B-DNA
2.9 A-DNA
2.10 Z-DNA
2.11 幾種DNA的非常規的二級結構（2.11 Other forms of secondary structure of DNA）
2.12 RNA二級結構（2.12 Secondary Structure of RNA）
2.13 DNA三級結構（2.13 Tertiary Structure of DNA）
2.14 RNA三級結構（2.14 Tertiary Structure of RNA）
2.15 核糖核酸蛋白複合物（2.15 RNA-Protein Complex）
2.16 核小體（2.16 Nucleosome）
2.17 RNA世界（2.17 The RNA world hypothesis）
第三章 蛋白質和核酸的性質（Chapter 3 Properties of Proteins and Nucleic Acids)
3.1 紫外吸收（3.1 UV absorption）
3.2 沉澱（3.2 Precipitation）
3.3 兩性解離（3.3 Acid & base dissociation and pI）
3.4 變性（3.4 Denaturation）
3.5 復性（3.5 Renaturation）
3.6 Tm
3.7 水解（3.7 Hydrolysis）
3.8 蛋白質的顏色反應（3.8 Protein coloring reaction)
3.9 電泳（3.9 Electrophoresis）
3.10 層析（3.10 Chromatography）
3.11 透析與超濾（3.11 Dialysis and Ultrafiltration）
第四章 酶的結構與功能（Chapter 4 Structure and Function of Enzymes)
4.38 維生素（4.38 Vitamins）
4.1 酶（4.1 Enzymes)
4.2 輔助因子（4.2 Cofactors)
4.3 核酶（4.3 Ribozymes）
4.4 活性中心（4.4 The Active Site）
4.5 “鎖與鑰匙”模型（4.5 The Lock and Key Model）
4.6 “誘導契合”模型（4.6 The Induced Fit Model）
4.7 “三點附著”模型（4.7 The Three-point Attachment Model）
4.8 酶的命名和分類（4.8 Enzyme Nomenclature）
4.9 酶動力學（4.9 Enzyme Kinetics）
4.10 米氏方程（4.10 The Mechaelis-Menten Equation）
4.11 kcat和kcat/Km（4.11 kcat & kcat/Km）
4.12 雙倒數作圖（4.12 The Double-Reciprocal Plot）
4.13 酶抑制劑（4.13 Enzyme Inhibitors）
4.14競爭性抑制劑（4.14 Competitive Inhibitor）
4.15 非競爭性抑制劑（4.15 Non-competitive Inhibitor）
4.16 反競爭性抑制劑（4.16 Uncompetitive Inhibitor）
4.17 基團特異性抑制劑（4.17 Group Specific Reagent）
4.18 底物類似物（4.18 Substrate Analogue）
4.19 自殺性抑制劑（4.19 Suicide Inhibitor）
4.20 別構酶（4.20 Allosteric Enzymes）
4.21 齊變模型（4.21 The Concerted Model）
4.22 序變模型（4.22 The Sequential Model）
4.23 過渡態穩定學說（4.23 The Transition-State Stabilization Theory）
4.24 抗體酶（4.24 Abzymes）
4.25 臨近與定向效應（4.25 Catalysis by Proximity and Orientation）
4.26 廣義酸鹼催化（4.26 General Acid-Base Catalysis）
4.27 靜電催化（Electrostatic Catalysis）
4.28 金屬催化（4.28 Metal Catalysis）
4.29 共價催化（4.29 Covalent Catalysis）
4.30 底物形變（4.30 Substrate Strain）
4.31 蛋白酶（4.31 Proteases）
4.32 酶活性的調節（4.32 Regulation of Enzyme Activities)
4.33 同工酶（4.33 Isozymes）
4.34 別構調節（4.34 Allosteric Control）
4.35 共價修飾調節（4.35 Regulation by Covalent Modification）
4.36 水解激活（4.36 Proteolytic Activation）
4.37 調節蛋白的激活和抑制（4.37 Stimulation and Inhibition by Control Proteins）
第五章 糖類和脂類的結構與功能（Chapter 5 Structure and Function of Carbohydrates and Lipids)
5.1 碳水化合物（5.1 Carbohydrates）
5.2 單糖（5.2 Monosaccharides）
5.3 差向異構體（5.3 Epimers）
5.4 異頭體（5.4 Anomer）
5.5 寡糖（5.5 Oligosaccharides）
5.6 多糖（5.6 Polysaccharides）
5.7 糖綴化合物（5.7 Glycoconjugates）
5.8 脂類（5.8 Lipids）
5.9 脂肪酸（5.9 Fatty acids）
5.10 脂肪（5.10 Fats）
5.11 反式脂肪（5.11 Trans Fats）
5.12 磷脂（5.12 Phospholipids）
5.13 膽固醇（5.13 Cholesterol）
5.14 脂雙層（5.14 Lipid Bilayers）
第六章 激素的結構與功能（Chapter 6 Structure and Function of Hormones)
6.1 激素（6.1 Hormones）
6.2 放射免疫測定法（6.2 Radioimmunoassay，RIA）
6.3 受體（6.3 Receptors）
6.4 第二信使（6.4 Second Messengers）
6.5 G蛋白（6.5 G-proteins）
6.6 蛋白質激酶（6.6 Protein Kinases）
6.7 通過胞內受體的激素作用機制（6.7 Mechanism of Hormone Action by Intracellular Receptors）
6.8 PKA系統（6.8 The PKA System）
6.9 PKC系統（6.9 The PKC System）
6.10 PKG系統（6.10 The PKG System）
6.11 NO系統（6.11 Nitric Oxide System）
6.12 受體酪氨酸激酶系統（6.12 The RTK System）
6.13 視覺產生相關的信號轉導（6.13 Visual Signal Transduction）
6.14 嗅覺產生相關的信號轉導（6.14 Olfactory Signal Transduction）
6.15 信號系統的終止（6.15 Termination of the Signal）
第六章 激素的結構與功能（Chapter 6 Structure and Function of Hormones)
（註：課程大綱排版從左到右列 ）

課前預備

預備知識

學習結構生物化學課程需預備普通生物學和有機化學專業知識。

學習資料

  • 結構生物化學課程學習資料
1. 楊榮武等. 生物化學原理. 第三版. 北京：高等教育出版社，2018
2. 楊榮武等. 生物化學. 第一版. 北京：科學出版社，2013
3. 楊榮武等. 分子生物學. 第二版. 南京：南京大學出版社，2017
4. 許根俊. 酶的作用機理. 北京：科學出版社，1983
5. 朱玉賢. 現代分子生物學. 第三版. 北京：高等教育出版社，2007
6. 楊榮武等. 生物化學學習指南與習題解析. 北京：高等教育出版社，2007
7. 王德寶，祁國榮. 核酸：結構、功能與合成. 北京：科學出版社，1987
8. 羅紀盛等. 生物化學簡明教程. 第三版. 北京：高等教育出版社，2006
9. David L. Neslson and Michael M. Cox. Lehninger principles of biochemistry. 6th ed. W.H. Freeman and Company, 2013
10. Laurence A. Moran, Robert A. Horton, Gray Scrimgeour and Marc Perry. Principles of Biochemistry. 5th ed. Pearson Education, Inc., 2011
11. Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. W.H. Freeman and Company, 2006
12. Mary K. Campbell and Shawn O. Farrell. Biochemistry. 7th ed. Brooks Cole, 2011
13. Reginald H. Garrett and Charles M. Grisham. Biochemistry. 4th ed. Brooks Cole, 2010
14. Katherine J. Denniston, Joseph J. Topping and Robert L. Caret. General, Organic and Biochemistry. 6th ed. McGraw-Hill Companies, 2008
15. James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, and et al. Molecular Biology of the Gene. 6th ed. Benjamin Cummings, 2007
16. Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein and Stephen T. Kilpatrick. Lewin's Genes X. Pearson Education, Inc., 2009
17. Robert F. Weaver. Molecular Biology. 5th ed. McGraw-Hill Companies, 2011
18. Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, and Martin Raff, Molecular Biology of the Cell. 5th ed. Garland Science, 2007
19. Peter J. Russell. iGenetics: a molecular approach. 3rd ed. Pearson Education, Inc., 2010
20. Donald Voet, Judith G. Voet and Charlotte W. Pratt. Fundamentals of Biochemistry. 2nd ed. John Wiley & Sons, Inc., 2006
21. David Whitford. Proteins structure and function. John Wiley & Sons, Inc., 2005
22. Bastien D. Gomperts, IJsbrand M. Kramer and Peter E.R. Tatham. Signal Transduction. 2nd ed. Elsevier Inc., 2009
23. Benjamin A. Pierce. Genetics Essential. W.H. Freeman and Company, 2010
24. Jeremy W. Dale and Simon F. Park. Molecular Genetics of Bacteria. 5th ed. John Wiley & Sons, Ltd, 2010
25. Sambrook J. and Russell D. W. Molecular Cloning: A laboratory Manual. 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001
（註：表格內容參考資料 ）

授課目標

結構生物化學課程目標是讓你掌握結構生物化學基本的原理，並為你學好生物化學的另外兩個部分，即代謝生物化學和分子生物學打下堅實的基礎，也為你學好細胞生物學、遺傳學等其他生命科學相關課程創造條件。

課程特色

結構生物化學課程每一個視頻，都有相應配套的PPT課件，每一個課件都有下載連結，在每一個知識點補充閱讀材料的最後。

所獲榮譽

2017年12月26日，該課程獲“國家精品線上開放課程”稱號。

教師簡介

楊榮武，男，南京大學教授。
華子春，男，南京大學教授。
丁智，男，南京大學副教授。
盧彥，女，南京大學生命科學學院教師，主講生物化學及實驗。
5. 朱玉賢. 現代分子生物學. 第三版. 北京：高等教育出版社，2007
6. 楊榮武等. 生物化學學習指南與習題解析. 北京：高等教育出版社，2007
7. 王德寶，祁國榮. 核酸：結構、功能與合成. 北京：科學出版社，1987
8. 羅紀盛等. 生物化學簡明教程. 第三版. 北京：高等教育出版社，2006
9. David L. Neslson and Michael M. Cox. Lehninger principles of biochemistry. 6th ed. W.H. Freeman and Company, 2013
10. Laurence A. Moran, Robert A. Horton, Gray Scrimgeour and Marc Perry. Principles of Biochemistry. 5th ed. Pearson Education, Inc., 2011
11. Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko and Lubert Stryer. Biochemistry. 6th ed. W.H. Freeman and Company, 2006
12. Mary K. Campbell and Shawn O. Farrell. Biochemistry. 7th ed. Brooks Cole, 2011
13. Reginald H. Garrett and Charles M. Grisham. Biochemistry. 4th ed. Brooks Cole, 2010
14. Katherine J. Denniston, Joseph J. Topping and Robert L. Caret. General, Organic and Biochemistry. 6th ed. McGraw-Hill Companies, 2008
15. James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, and et al. Molecular Biology of the Gene. 6th ed. Benjamin Cummings, 2007
16. Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein and Stephen T. Kilpatrick. Lewin's Genes X. Pearson Education, Inc., 2009
17. Robert F. Weaver. Molecular Biology. 5th ed. McGraw-Hill Companies, 2011
18. Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, and Martin Raff, Molecular Biology of the Cell. 5th ed. Garland Science, 2007
19. Peter J. Russell. iGenetics: a molecular approach. 3rd ed. Pearson Education, Inc., 2010
20. Donald Voet, Judith G. Voet and Charlotte W. Pratt. Fundamentals of Biochemistry. 2nd ed. John Wiley & Sons, Inc., 2006
21. David Whitford. Proteins structure and function. John Wiley & Sons, Inc., 2005
22. Bastien D. Gomperts, IJsbrand M. Kramer and Peter E.R. Tatham. Signal Transduction. 2nd ed. Elsevier Inc., 2009
23. Benjamin A. Pierce. Genetics Essential. W.H. Freeman and Company, 2010
24. Jeremy W. Dale and Simon F. Park. Molecular Genetics of Bacteria. 5th ed. John Wiley & Sons, Ltd, 2010
25. Sambrook J. and Russell D. W. Molecular Cloning: A laboratory Manual. 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001
（註：表格內容參考資料 ）

授課目標

結構生物化學課程目標是讓你掌握結構生物化學基本的原理，並為你學好生物化學的另外兩個部分，即代謝生物化學和分子生物學打下堅實的基礎，也為你學好細胞生物學、遺傳學等其他生命科學相關課程創造條件。

課程特色

結構生物化學課程每一個視頻，都有相應配套的PPT課件，每一個課件都有下載連結，在每一個知識點補充閱讀材料的最後。

所獲榮譽

2017年12月26日，該課程獲“國家精品線上開放課程”稱號。

教師簡介

楊榮武，男，南京大學教授。
華子春，男，南京大學教授。
丁智，男，南京大學副教授。
盧彥，女，南京大學生命科學學院教師，主講生物化學及實驗。

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