結構生物化學/代謝
代謝透過一組化學反應來調節生命。化學反應通常相互協調，並按順序發生，稱為代謝途徑，每一步都由一種特定的酶催化。這些途徑根據反應導致物質分解還是合成進行分類。分解代謝反應導致分子分解成更小的分子。此類反應通常是放能反應。相比之下，合成代謝反應促進從更小的分子合成更大的分子。這個過程通常是吸能反應，在活細胞中必須與放能反應偶聯。這些過程負責生物體的生長和繁殖，維持其結構，並對環境變化做出反應。酶的參與對於代謝至關重要，因為它們將生物體（在熱力學上不利）與其他生物體（在熱力學上有利）偶聯，並將代謝驅動到理想的反應方向。酶不僅將生物體驅動到理想的反應方向，而且它們還調節代謝途徑以響應細胞環境的變化以及來自其他細胞的訊號。生物體的代謝也決定了進入生物體的哪些物質有營養和有益，哪些物質有害。此外，生物體的代謝速度或代謝率會影響生物體消耗的食物量。原核生物的代謝是多種多樣的。換句話說，原核生物執行所有主要的營養迴圈。它們在地球地殼中礦物質氧化還原狀態的影響中，在硫迴圈和生物過程中發揮著重要作用。此外，藍藻既發明了光合作用，而且在今天仍然主導著這個星球上的碳固定。我們還可以透過一次釋放所有能量或逐漸釋放能量（化學鍵）來利用氧化還原對中的能量。[1]
在代謝中，我們生命中需要一些東西。例如，我們需要 a) 能量/還原當量（ATP、NADH、NADPH）。我們還需要 b) 碳骨架（葡萄糖、甘氨酸等）。我們還需要 c) 其他少量物質（NPK、金屬等）。
關於各種營養型：1) 化能營養型：能量來自氧化還原 2) 光能營養型：能量來自光 3) 異養型：碳來自有機分子 4) 自養型：碳從 CO2 固定
在代謝中，糖酵解和三羧酸迴圈可以用於產生用於生長的分子。關於無氧呼吸：它是使用除 O2 以外的末端電子受體。此外，該過程產生的能量通常比使用 O2 少。此外，它可以被認為是氧化還原塔。
同化代謝與異化代謝：1) 同化還原：化合物被還原並結合到生物體中。例如：NO3- 變成氨基 -NH2。2) 異化還原：化合物被還原作為電子受體並被丟棄。例如：NO3- 變成氨基 -NH2。
硝酸鹽還原和反硝化作用：a) 亞硝酸鹽是最常見的替代電子受體之一。b) 反硝化作用將氮氣從系統中去除為氣體。農業不好，汙水好。
- 硝酸鹽還原：硝酸鹽還原酶是 NO3- 還原的關鍵蛋白。硝酸鹽還原酶的產生受到 O2 的抑制，並被 NO3- 啟用。質子泵出較少。- 反硝化作用：利用 4 種還原酶。它可以從硝酸鹽還原中的亞硝酸鹽開始。此外，該過程產生的能量比硝酸鹽還原多。- 各種金屬的還原：a) 嗜金屬地桿菌是一種革蘭氏陰性菌。它可以透過氧化有機化合物來還原多種金屬。例如，對於鐵：Fe3+ 到 Fe2+；對於錳：Mn4+ 到 Mn2+；對於鈾：U6+ 到 U4+。Fe3+ 化合物比 Fe2+ 鐵化合物溶解度低得多。U4+ 化合物比 U6+ 化合物溶解度低得多。
化能自養型：- 從無機化合物的氧化中產生能量 (ATP)。- CO2 的碳固定透過卡爾文迴圈 (與植物/藍藻相同)。- 使用電子塔，我們可以預測代謝。
氫氧化：- 許多細菌會產生 H2 作為代謝副產物。- 關鍵酶是氫化酶。
光能營養型：a) 光能自養型：利用光作為能量，利用 CO2 作為碳源。1) 產氧型：氧化 H2O 用於產生 O2 的電子。2) 無氧型：氧化其他化合物用於電子 (例如：H2S)。b) 光能異養型：利用光作為能量，利用有機碳作為碳源。
光合色素：- 所有光能營養型都含有葉綠素或細菌葉綠素。- 每種葉綠素變體都有不同的吸收光譜。- 不同的色素使細菌能夠在一個環境中共存。- 所有葉綠素都具有不同的取代基的卟啉環。
輔助色素：a) 功能：擴充套件光譜和光保護。b) 主要色素：類胡蘿蔔素和藻膽蛋白。
光合結構：- 目的：a) 增加光吸收的表面積。b) 將蛋白質/色素聚集在一起進行電子轉移。- 細菌沒有葉綠體……它們就是葉綠體。- 膜摺疊：高度摺疊的膜內陷。- 葉綠體：存在於綠硫細菌和非硫細菌中。- 藻膽體：藍藻所特有。
參考：Slonczewski, Joan L. 微生物學。第二版。紐約，2009 年。
熱液噴口：- 化能自養型是這些群落的生產者。- 不需要光才能生存。- 可以不需要來自外部生物體的輸入。
酸性礦山排水 (Fe2+ 氧化)：- Fe2+ 在酸性水中穩定 (不會自發氧化)。- Fe2+ 提供電子用於將細胞質中的 H+ 泵出。- 電子也被用於反向電子流以產生 NADH。
無氧光合作用：a) 代表門：- 變形菌門 (紫色細菌) - 綠硫細菌 - 綠非硫細菌 - 梭桿菌 - 酸桿菌門 b) 只發生單一光反應。c) 電子來自非 H2O。
紫色硫細菌：- 它們是革蘭氏陰性菌，屬於變形菌門。它們使用細菌葉綠素 a 和 b。它們會產生可見的硫顆粒。它們通常存在於缺氧環境中。它們在富含 H2S 的環境 (溫泉) 中茁壯成長。
產氧光合作用：a) 代表門：- 藍藻 - 植物 b) 電子流經兩個光反應。c) 電子來自 H2O。
藍藻：a) 需要氧氣才能生長 b) 主要利用藻膽蛋白和葉綠素-a c) 生長在各種各樣的環境中 (有些極端) d) 許多物種可以固定氮
氮固定：a) 類別：- 藍藻 - 根瘤菌 - 綠硫細菌 - 固氮菌 b) 非常耗能的過程 (16-24 ATP) c) 固氮酶對 O2 敏感 d) 異形胞特異性屬性：- 沒有活躍的光合作用 - 透過穀氨酸轉移 N - 糖脂和多糖的特殊細胞外基質 - 包含極性體以抑制氣體交換
營養物質的儲存：a) 細菌將營養物質儲存在聚合物中 - 溶質濃度低 - 惰性 b) 氮儲存 - 藍藻多肽 c) 碳儲存 - 糖原 (澱粉) - PHB - 油
藍藻中的糖原代謝：a) 糖原作為藍藻中主要的碳儲存聚合物發揮作用。b) 基因 glgA 和 glgP 表現出轉錄調控的證據，而 GlgC 是別構調控的。c) 藍藻中糖原的合成和降解是晝夜節律性的。
藍藻作為生物燃料生產者：- 氮固定 - 氫氣釋放 - 浮力/運動 - 濃密墊生長 - 極端微生物 (溫度、pH) - 多樣的次級代謝產物 - 天然可轉化
脂肪酸分泌：- 藍藻沒有硫酯酶，它們來自植物。- 糖原合成與脂類生產的途徑競爭。
參考：Slonczewski, Joan L. 微生物學。第二版。紐約，2009 年。
- ATP
在分解代謝過程中，有用的能量被暫時儲存在 ATP - 三磷酸腺苷中。ATP 是生物系統中能量交換的通用標準，因為能量始終被轉化並儲存在 ATP 中。
- NAD
NAD (煙醯胺腺嘌呤二核苷酸) 也參與代謝途徑。代謝途徑的化學性質通常涉及氧化/還原反應。為了使生物化學物質被氧化，必須透過氧化劑去除其電子。氧化劑是電子受體，在反應中被還原。在生物化學氧化還原反應中通常起電子載體作用的分子是 NAD 及其磷酸化衍生物 NADP。NAD 或 NADP 可以透過失去或獲得兩個電子而交替地被氧化或還原。NAD 的氧化形式用 NAD 表示；還原形式用 NADH2 表示。
1. 基因調控 由於每條代謝途徑中的酶都由基因編碼，因此細胞可以透過基因調控來控制化學反應。例如，如果一個細菌細胞沒有暴露在其環境中的特定糖中，它將關閉編碼分解該糖所需的酶的基因。或者，如果糖變得可用，則基因將被開啟。
2. 細胞水平的調節 代謝也在細胞水平上進行協調。細胞整合來自環境的訊號，並調整其化學反應以適應這些訊號。細胞訊號通路通常導致蛋白激酶的啟用，蛋白激酶將磷酸基團共價連線到目標蛋白上。例如，當人們感到害怕時，他們會分泌一種叫做腎上腺素的激素進入血液。這種激素與肌肉細胞表面結合，刺激細胞內通路，導致細胞內蛋白（包括參與碳水化合物代謝的酶）發生磷酸化。這些啟用的酶促進為驚恐的人提供能量。腎上腺素有時被稱為“戰或逃”激素，因為額外能量使個人能夠選擇停留戰鬥或逃跑。當一個人不再感到害怕時，激素水平下降，其他被稱為磷酸酶的酶從酶中去除磷酸基團，從而恢復碳水化合物代謝的原始水平。
3. 生化水平的調節 代謝反應也可以透過生化水平上的反應來控制。在這種情況下，分子與酶的結合直接調節其功能。生化調節通常根據調節分子結合的位點進行分類。
參考資料：生物學。布魯克。維德邁爾。格雷厄姆。斯蒂林。第七章，酶和細胞呼吸。
糖異生
這條代謝途徑涉及從非碳水化合物碳底物（即乳酸、甘油和糖異生氨基酸）生成葡萄糖。這是人體用來防止血糖水平降至危險低水平（一種稱為低血糖的狀況）的兩種主要機制之一（另一種是糖酵解）。這種機制並非人類獨有，也存在於植物、動物、真菌和其他微生物中，在糖異生髮生的位置上略有不同。這種機制在禁食、飢餓或劇烈運動期間啟動，並且是吸能的。它也與酮症相關，並且一直是治療 II 型糖尿病的靶點，以抑制葡萄糖形成並刺激細胞對葡萄糖的吸收。
該途徑本身包括 11 個酶催化反應，這些反應可以線上粒體或細胞質中開始（取決於所使用的底物）。其中許多步驟是糖酵解中發現的可逆反應。
• 它線上粒體中開始，透過丙酮酸羧化生成草醯乙酸。這部分需要 ATP 和丙酮酸羧化酶的催化幫助，丙酮酸羧化酶受高水平的乙醯輔酶 A 刺激，並受高水平的 ADP 抑制。
• 然後，草醯乙酸使用 NADH 還原為蘋果酸，這將使其準備好離開線粒體。之後，它在細胞質中再次使用 NAD+ 氧化為草醯乙酸，糖異生的剩餘步驟將在其中進行。
• 下一步是草醯乙酸的脫羧和磷酸化，以產生磷酸烯醇丙酮酸，這是由磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 (PEP 羧激酶) 催化的。這一步還會水解一個 GTP 分子生成 GDP。
• 反應的後續步驟基本上與逆糖酵解中涉及的步驟相同，唯一的區別是果糖-1,6-二磷酸酶將果糖-1,6-二磷酸轉化為果糖-6-磷酸。請注意，這種轉化是糖異生全過程中的限速步驟。
• 接下來，在磷酸葡萄糖異構酶的幫助下，由果糖 6-磷酸形成葡萄糖-6-磷酸。該產物可用於其他代謝途徑，或可進一步脫磷酸化以生成遊離葡萄糖。細胞對細胞內葡萄糖水平的控制是透過遊離葡萄糖可以進出細胞，而磷酸化形式被鎖定在細胞內這一事實實現的。葡萄糖的形成發生在內質網的腔中。在這裡，葡萄糖-6-磷酸被葡萄糖-6-磷酸酶水解生成葡萄糖，然後透過位於內質網膜上的葡萄糖轉運蛋白轉運到細胞質中。
隨著富含能量的食物的供應量增加，人們開始透過將過量的能量轉化為體內脂肪而增加體重。雖然這種環境因素在增加肥胖率方面起著重要作用，但體內以脂類為基礎的代謝也部分負責這一現象。
糖尿病是與肥胖相關的常見代謝疾病之一。糖尿病有兩種型別
1 型糖尿病：1 型糖尿病是一種自身免疫性疾病，通常在 20 歲之前開始。它是由破壞胰腺中分泌胰島素的 β 細胞引起的。因此，患有 1 型糖尿病的人需要胰島素才能生存。
2 型糖尿病：大多數人患有 2 型糖尿病，他們血液中的胰島素水平較高（與 1 型糖尿病患者不同）；然而，他們對激素反應不靈敏，即胰島素抵抗。2 型糖尿病是目前最常見的代謝疾病。此外，肥胖是發展 2 型糖尿病的主要因素之一。
肥胖是導致胰島素抵抗（進而導致 2 型糖尿病）發展的主要因素之一。胰島素抵抗、高血糖症、血脂異常的聚集被稱為代謝綜合徵，被認為是 2 型糖尿病的前兆。
肥胖的原因之一是，一個人消耗的三醯甘油量將超過脂肪組織的容量。因此，其他組織將開始儲存過量的脂肪（通常是肝臟和肌肉）。
線粒體無法透過 β 氧化處理所有脂肪酸。因此，額外的脂肪酸會積累線上粒體中，最終進入細胞質。線粒體無法處理這些脂肪酸會導致脂肪酸形成三醯甘油，從而導致細胞質中的脂肪含量增加。
O-連線的 β-N-乙醯氨基葡萄糖 (O-GlcNAc) 是一種代謝訊號糖分子。更具體地說，O-GlcNAc 是一種翻譯後蛋白質修飾，由單個 N-乙醯氨基葡萄糖組成，該葡萄糖連線到核和胞質蛋白上的絲氨酸和蘇氨酸羥基部分的 O-β-糖苷鍵上。含有 O-GlcNAc 的蛋白質參與細胞過程，如轉錄、翻譯、訊號轉導和細胞骨架組裝，以及其他功能。研究表明，糖尿病和癌症等疾病與代謝的主要改變密切相關，這些改變會影響 O-GlcNAc 糖基化的改變。這些對 O-GlcNAc 糖基化的改變會干擾細胞訊號通路，並加重疾病狀態。
O-GlcNAc 訊號傳導與細胞代謝密切相關，並且由於翻譯後修飾會迅速響應內部和外部訊號而發生，因此與磷酸化緊密聯絡在一起。此外，O-GlcNAc 和磷酸化的相似之處在於，該糖能夠根據壓力、激素或營養物質啟用的細胞環境變化而動態連線或分離。由於 O-GlcNAc 與絲氨酸和蘇氨酸殘基連線，因此該糖與磷酸化嚴格競爭。當 o-GlcNAc 糖基化和磷酸化殘基彼此靠近時，會遇到空間位阻。O-GlcNAc 糖基化是由一種稱為尿苷二磷酸-N-乙醯氨基葡萄糖 (UDP-GlcNAc)：多肽 β-N-乙醯氨基葡萄糖基轉移酶 (OGT) 的酶催化的。在大多數細胞中，OGT 酶動態地建立了許多特定的全酶蛋白複合物，這些複合物監測針對無數目標蛋白底物的特定活性。相反，磷酸化包括許多獨特的獨特激酶。就像存在去除磷酸化的蛋白磷酸酶一樣，也存在一個單一的胞質或核 β-N-乙醯氨基葡萄糖苷酶 (OGA)，它透過形成瞬時全酶複合物來去除糖分量，從而靶向底物。
六糖胺生物合成途徑（HBP）是一種重要的葡萄糖胺，是糖基化蛋白質合成中的主要前體，包含一組與尿苷二磷酸-N-乙醯葡糖胺（UDP-GlcNAc）形成相關的代謝成分。為此，HBP 整合了各種代謝輸入，這些輸入本質上會提供 UDP-GlcNAc 的合成，而 UDP-GlcNAc 是 OGT 的供體底物。顯然，細胞葡萄糖的升高和透過 HBP 達到特定濃度水平的通量將使 UDP-GlcNAc 水平在一定程度上增加。UDP-GlcNAc 濃度的輕微增加足以使 O-GlcNAc 充當營養感測器。這是由於 O-GlcNAc 轉移酶對 UDP-GlcNAc 濃度的獨特響應特性。透過 HBP 的通量升高導致對胰島素的抵抗。透過 HBP 的通量，最終導致 UDP-GLcNAc 的產生和 O-GlcNAc 化，受到糖尿病和癌症等疾病的代謝影響。研究證明，O-GlcNAc 化在胰島素訊號傳導中起著嚴格的作用。當 O-GlcNAc 和 OGT 擾亂胰島素訊號傳導時，O-GlcNAc 化和 O-GlcNAc 酶的降低會刺激適當的胰島素訊號傳導。在特定的糖尿病條件下，這種低水平的 O-GlcNAc 化是有利的，因為它可以緩解肝臟胰島素抵抗並儲存糖尿病心肌細胞的功能。
要更好地理解 O-GlcNAc 訊號傳導，需要更多的清晰度。例如，關於 OGT 和 OGA 如何靶向其底物的途徑的不確定性，仍然是完全掌握這種特定代謝訊號分子的機制能力的障礙。此類研究的發展可以解開糖尿病和癌症等代謝疾病的謎團。
氨基酸、碳水化合物和脂類對生命至關重要；因此，代謝側重於在細胞和組織的建立過程中產生這些分子，以及在它們被分解並用作能量提供者時消化和利用它們。
當氨基酸排列成由肽鍵連線在一起的線性鏈時，就會形成蛋白質。許多蛋白質是催化代謝中涉及的化學反應的酶。
蛋白質這個名稱來源於希臘語 proteios，意思是“第一位”。在細菌細胞中，幾乎 50% 的幹物質是由蛋白質組成的。[2] 幾乎所有生物都含有蛋白質。活生物體的所有功能都與蛋白質及其各自的特定功能有關。[3]
蛋白質可以根據其在細胞中的功能進行分類
1. Enzymatic proteins
a. Specifically speed up reactions that are endogenic.
b. This is the largest group of proteins.
c. Enzymatic proteins are responsible for metabolic related reactions in cells.
d. Examples:
1) Digestive enzymes catalyze the hydrolysis of foods.
2) DNA- and RNA-polymerases
3) Dehydrogenases
2. Structual proteins
a. Support the shape of the cell.
b. Maintain the structure in tissues.
c. Examples:
1) Collagen is a type of fibrous framework that makes up the connective tissues in animals.
2) Keratin is a type of fibrous proteins that supplements hair, horns, feathers, and skin.
3. Storage proteins
a. Store amino acids.
b. Contain energy that can be released in metabolic reactions
c. Examples:
1) Ovalbumin is a protein used as an amino acid source for the developing embryo in egg whites.
2) The casein protein is a major source of amino acid for baby mammals in milk.
4. Transport proteins
a. Transport substances.
b. Examples:
1) Hemoglobin is a protein of verberate blood that carries oxygen from the lungs to other parts of the body.
2) Membrane protein attaches to the membrane of the cell, transporting substances that are unable to cross the membrane themselves.
5. Hormonal proteins
a. Regulate an organism's activities.
b. Can be classified as peptides because they are usually small
b. Examples:
1) Insulin is a hormone secreted by the pancreas that sends signals to the cells to regulate the concentration of sugar in the blood steam for vertebrates.
6. Receptor proteins
a. Response of cell to stimuli from chemicals, neighboring cells, etc.
b. Examples:
1) Receptors that are attached to cell membranes detect signals from hormonal proteins.
7. Contractile and motor proteins
a. Involved in the movement of organelles
b. Examples:
1) Actin regulates the contraction of muscles
2) Cilia is responsible for the movement of organelles
8. Defensive proteins
a. Protect against foreign substances in the body.
b. Examples:
1) Antibodies.
9. Motor Proteins
a. Convert chemical energy to mechanical energy to facilitate movement
b. Examples:
1) Actin and myosin are the proteins within muscles that help in movement.
2) Microtubules help move organelles within the cell, and chromosomes [4]
氨基酸是有機分子，含有羧基和氨基，連線到以 α 碳為中心的中心。α 碳還含有其他各種基團，用 R 和氫表示。R 基團通常被稱為側鏈，每個氨基酸的側鏈都不同。
氨基酸包括以下內容
1. Glycine (Gly or G)
- Nonpolar
- Smallest R group with only a hydrogen atom
- evolutionary conserves because most other R group cannot fit into the small space
- alpha carbon is achiral
2. Alanine (Ala or A)
- Nonpolar/aliphatic
- R group is a methyl
- alpha carbon is chiral
3. Valine (Val or V)
- Nonpolar/aliphatic
- alpha carbon is chiral
4. Leucine (Leu or L)
- Nonpolar/aliphatic
- alpha carbon is chiral
5. Isoleucine (Ile or I)
- Nonpolar/aliphatic
- alpha carbon is chiral
6. Methionine (Met or M)
- Nonpolar
- Sulfur containing
- alpha carbon is chiral
- First amino acid of proteins
7. Phenylalanine (PHe or F)
- Nonpolar
- Aromatic
- alpha carbon is chiral
8. Tryptophan (Trp or W)
- Nonpolar
- Aromatic
- alpha carbon is chiral
9. Proline (Pro or P)
- Nonpolar
- Cyclic
- alpha carbon is achiral
10. Serine (Ser or S)
- Polar
- Hydroxy containing
- alpha carbon is chiral
11. Threonine (Thr or T)
- Polar
- Hydroxy containing
- alpha carbon is chiral
12. Cysteine (Cys or C)
- Polar
- Thiol containing
- alpha carbon is chiral
13. Tyrosine (Tyr or Y)
- Polar
- Aromatic
- Hydroxy containing
- alpha carbon is chiral
14. Asparagine (Asn or N)
- Polar
- Amide
- alpha carbon is chiral
15. Glutamine (Gln or Q)
- Polar
- Amide
- alpha carbon is chiral
16. Aspartic acid (Asp or D)
- Electrically charged (Acidic)
- alpha carbon is chiral
17. Glutamic acid (Glu or E)
- Electrically charged (Acidic)
- alpha carbon is chiral
18. Lysine (Lys or K)
- Electrically charged (Basic)
- alpha carbon is chiral
19. Arginine (Arg or R)
- Electrically charged (Basic)
- alpha carbon is chiral
20. Histidine (His or H)
- Electrically charged (Basic)
- alpha carbon is chiral
蛋白質由一個或多個多肽組成。多肽包含不同級別的結構。
1) Primary structure
- the unique sequence of an amino acid
2) Secondary structure
- hydrogen bonds interact between polypeptide backbones.
- polypeptides can fold into structures such as alpha helix, beta pleated sheet, etc.
3) Tertiary structure
- hydrophobic interaction and disulfide bridges formed between side chains of polypeptides
4) Quaternary structure
- overall protein stuctures consist of two or more polypeptide chains that combine into one functional macromolecule.
碳水化合物是生物體中最豐富的生物分子，負責能量的儲存和運輸，例如澱粉和糖原，以及結構成分，例如植物中的纖維素或動物中的幾丁質。
碳水化合物是大型聚合物（由單體構建）的宏觀分子類。碳水化合物包括糖和糖的聚合物。最簡單的碳水化合物是單糖，也稱為單糖。另一組碳水化合物是二糖，它們是由兩個單糖透過共價鍵連線在一起形成的。多糖由許多用作構建基塊的單糖組成。[5]
1. Monosaccharides
a. simple sugar with general formulas, (CH2O)n
b. the most common monosaccharide is glucose
c. the molecule contains a carbonyl group and many hydroxyl groups attached to the carbon atom
d. a monosaccharide can either be an aldose (sugar with an aldehyde) or a ketose (sugar with a ketone) depending on the location of the carbonyl group
e. monosaccharide can be categorized by the number of carbon on the chain starting with carbon 3
2. Disaccharide
a. two monosaccharides join together through a glycosidic linkage - a covalent bond that can be formed by a dehydration reaction
b. examples:
1) maltose - two molecules of glucose joined together
2) sucrose - a molecule of glucose joined with a molecule of fructose
3. Polysaccharides
a. polysaccharides are polymers of multiple monosaccharides joined by glycosidic linkages
b. some polysaccharides are storage materials and some are structural
儲存多糖
1. storage polysaccharides store sugar for later use
2. usually joined by 1-4 linkages of alpha glucose monomers
3. usually form a helical shape
4. starch
a. a storage polysaccharide found in plants that is joined by glucose monomers
b. the simplest form of starch is unbranched amylose
c. a more complex form of starch is branched amylopectin
5. glycogen
a. a storage polysaccharide in animals that is joined by glucose monomers
b. an amylopectin-like polymer but contains more branches
c. mainly stored in the liver and muscle cells
結構多糖
1. structural polysaccharides usually give protection to the cell as a form of membrane
2. usually joined by 1-4 linkages of beta glucose monomers
3. usually form beta sheets
4. cellulose
a. major components of cell walls in plants
b. cellulose is unbranched
c. hydroxyl groups on the glucose are able to interact with other hydroxyl groups on other molecules to form hydrogen bonds
d. cellulose molecules are grouped into units called microfibrils.
e. humans are unable to digest cellulose
脂類是生物化學中最多樣化的群體。從結構上來說，脂類的主要功能是成為生物膜的一部分，例如細胞膜，或作為生物體中的能量來源。細胞中產生的另一類主要脂類是類固醇，例如膽固醇。
脂類因其疏水特性而被歸為一類 - 意味著它們與水混合不良。脂類主要由碳氫化合物組成。
不同型別的脂類包括以下內容
1. Fats
a. fats consist of a glycerol and three fatty acids, which are constructed from hydrocarbons and the carbon at one end containing a carboxyl group.
b. the fatty acids are joined to the glycerol by an ester linkage.
c. saturated fats are fats that do not contain any double bond on the hydrocarbon chain
d. unsaturated fats are fats that contain double bonds on different positions of the hydrocarbon chain
1) most double bonds in the hydrocarbon chain are cis- double bonds
2) trans fats contain trans-double bonds
2. Phospholipids
a. phospholipids consist of a glycerol, two fatty acids and a phosphate group attached to an alcohol group
b. phospholipids consist of a hydrophilic head and a hydrophobic tail
c. phospholipids make up the lipid bilayer in the cell membranes
1) hydrophobic tails dislike water and try to get away from water by getting as close as possible to other hydrophobic tails
2) hydrophilic heads like contact with water and act as protection for the hydrophobic tails in the bilayer
3. Steroids
a. steroids consist of four fused ring skeletons
b. different steroids consist of the steroid skeleton and other chemical groups attached to it
c. example
1) cholesterol
a) common component of animal cell membranes
4. Glycolipid
a. glycolipids consist of a fatty acid unit and a sugar unit
b. derive from sphingosine
c. simplest glycolipid is cerebroside
d. a more complex glycolipid is ganglioside
- ↑ 生物化學第六版。Berg, Jeremy M; Tymoczko, John L; Stryer, Lubert。W.H. Freeman 公司，紐約
- ↑ http://www.proteincrystallography.org/protein/
- ↑ http://www.proteincrystallography.org/protein/
- ↑ http://www.cytochemistry.net/cell-biology/microtub.htm
- ↑ 微生物學。Spencer（助教）。微生物學 120 講座。11/6/12。
Slonczewski, Joan L. 微生物學。第二版。紐約，2009 年。