中国科学技术大学：高分子生物材料复习纲要（张国庆）

高分子生物材料(张国庆）复习纲要1.20种氨基酸、DNA的结构色氨酸苏氨酸赖氨酸苯丙氨酸亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸TrpPheLeuIleMetThrLysFL1MTKWCoo"COO++coo-coo+coo-H3N-C-HH3N-C-HCOO-+COO-H3N-C-HH3N-C-H+CH2CH2H3N-C-HH3N-C-HCH2H3N-C-HCH2CH2HC-CH3-CH2CH2H-C-OHNHCH2CH2-CH.sCH3CHH3CCH3CH2CH3+NH3天冬氨酸谷氨酸丝氨酸精氨酸缬氨酸丙氨酸甘氨酸ValGluSerArgAlaGlyAspDEsVRAGcOO+H3N-C-HCoo"Coo-+CH2COO-COO-COO-1+COO'H3N-C-H+大+HaN-C-HCH2H3N-C-HH3N-C-HH3N-C-HCH2H3N-C-HCH2CH2-CHCH3CH2OHHCH2H3CCH3COOHNHCOOHtec.H2NNH2组氨酸脯氨酸酪氨酸半胱氨酸天冬酰胺谷氨酰胺HisProTyrCysAsnGlnHPcNQYCooCOOcoo-COo-H3N-C-Hcoo-H3N-C-H+cooH3N-C-HH3N-C-H+CH2H3N-C-HCH2H2N-CHCH2CH2CH2-NHCH2CH2CONH22SHCONH2NOHDNA为双螺旋结构NH2NH:n'NH2N-O-P-O0--O-R-O--0O-HHOG7OHHOHH1

1 高分子生物材料(张国庆)复习纲要 1. 20 种氨基酸、DNA 的结构 赖氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 Lys Trp Phe Leu Ile Met Thr K W F L I M T C COO H CH2 H3N CH2 CH2 CH2 NH3 C COO H CH2 H3N NH C COO H CH2 H3N C COO H CH2 H3N CH H3C CH3 C COO H HC H3N CH2 CH3 CH3 C COO H CH2 H3N CH2 S CH3 C COO H C H3N CH3 H OH 天冬氨酸 谷氨酸 丝氨酸 精氨酸 缬氨酸 丙氨酸 甘氨酸 Asp Glu Ser Arg Val Ala Gly D E S R V A G C COO H CH2 H3N COOH C COO H CH2 H3N CH2 COOH C COO H CH2OH H3N C COO H CH2 H3N CH2 CH2 NH C H2N NH2 C COO H CH H3N H3C CH3 C COO H CH3 H3N C COO H H H3N 组氨酸 脯氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺 His Pro Tyr Cys Asn Gln H P Y C N Q C COO H CH2 H3N N NH CH COO H2N C COO H CH2 H3N OH C COO H CH2 H3N CH2 SH C COO H CH2 H3N CONH2 C COO H CH2 H3N CH2 CONH2 DNA 为双螺旋结构 A N N N N NH2 O OH H H H H H -O P O O- O G NH N N O NH2 N O H H H H H OH -O P O O O -

NH2NAO=O=OOHTCOHOH-2.非共价相互作用及AG的计算非共价相互作用：疏水作用、离子键、范德华力、氢键、配位键、元-元堆积AG=AH-TAS△G=RTInK3.中心法则、其涉及的分子与功用复制转录mRNA严、蛋白质DNA逆转录复制DNA：转录及复制的模板：mRNA：转录的产物，逆转录及翻译的模板：蛋白质：翻译的产物脱氧核苷酸：复制及逆转录的原料；核苷酸：转录及RNA复制的原料；氨基酸：翻译的原料DNA聚合酶，RNA聚合酶，tRNA，核糖体4.系统生物学及其范畴，其与传统生物学的区别系统生物学：采用系统论方法研究生物学。系统生物学的目标就是要得到一个理想的模型，使其机理分析与理论对于现象的预测能够反映出生物系统的真实性。系统生物学与基因组学、蛋白质组学等各种“组学”的不同之处在于，它是一种整合型科学一一系统内不同性质的构成要素的整合、各个层次和系统的整合、研究思路和方法的整合。5.成像方式、常用小分子成像剂X-ray.CT解剖结构显像，碘造影剂),MRI(核磁共振成像，配合物、四氧化三铁造影剂),PET(功能代谢显像）,CAT(计算机化X射线轴向分层造影）,ultrasound6.聚乳酸的制备及其双亲嵌段聚合物载药机理应用丙交酯开环聚合得到；聚乳酸本身疏水，需要接亲水嵌段，形成核壳结构，包裹药物，到达位置聚乳酸降解，药物释放。7.癌症的六大特征、发生因素及其与肿瘤的区别癌症的六大特征：细胞不死亡、诱导生成血管、不断复制、入侵与扩散、生长不受抑制、持续增殖。发生因素：物理、化学、生物因素，包括病毒、毒素、紫外线、化学试剂、吸烟。癌症是恶性肿瘤。2

2 T NH O N O O OH H H H H H -O P O O- O C N NH2 N O O OH H H H H H -O P O O- O 2. 非共价相互作用及ΔG 的计算 非共价相互作用：疏水作用、离子键、范德华力、氢键、配位键、π-π堆积 ΔG=ΔH-TΔS ΔG=RTlnK 3. 中心法则、其涉及的分子与功用 DNA：转录及复制的模板；mRNA：转录的产物，逆转录及翻译的模板；蛋白质：翻译的产物 脱氧核苷酸：复制及逆转录的原料；核苷酸：转录及 RNA 复制的原料；氨基酸：翻译的原料 DNA 聚合酶，RNA 聚合酶，tRNA，核糖体 4. 系统生物学及其范畴，其与传统生物学的区别 系统生物学：采用系统论方法研究生物学。 系统生物学的目标就是要得到一个理想的模型，使其机理分析与理论对于现象的预测能够反映出生物 系统的真实性。 系统生物学与基因组学、蛋白质组学等各种“组学”的不同之处在于，它是一种整合型科学——系统 内不同性质的构成要素的整合、各个层次和系统的整合、研究思路和方法的整合。 5. 成像方式、常用小分子成像剂 X-ray, CT(解剖结构显像，碘造影剂), MRI(核磁共振成像，钆配合物、四氧化三铁造影剂), PET(功能代 谢显像), CAT(计算机化 X 射线轴向分层造影), ultrasound. 6. 聚乳酸的制备及其双亲嵌段聚合物载药机理 应用丙交酯开环聚合得到；聚乳酸本身疏水，需要接亲水嵌段，形成核壳结构，包裹药物，到达位置 聚乳酸降解，药物释放。 7. 癌症的六大特征、发生因素及其与肿瘤的区别 癌症的六大特征：细胞不死亡、诱导生成血管、不断复制、入侵与扩散、生长不受抑制、持续增殖。 发生因素：物理、化学、生物因素，包括病毒、毒素、紫外线、化学试剂、吸烟。 癌症是恶性肿瘤

8.发光材料，能级图（衰减途径），Frank-Condon原理分子中的电子被光激发至激发态，再回到基态会发出荧光，荧光是激发态分子的放射衰减；若先到能量低一些的激发态再到基态，发出磷光。k,Jablonski Diagram=k,+kieS3excitedkhigher energyS?triplet statesk, + kine +kaanSabsorbed=k,+ku5excitingemittedlight>tripletfluorescencestateslightVphosphorescence1Soground state弗兰克-康登原理（Frank-CondonPrinciple）的经典说法是，在发生电子跃迁时，分子中各原子核的位置及其环境可视为几乎不变。此原理的量子力学表述为：振动跃迁的强度之和与此跃迁的始态及终态相应的两个振动波函数的重叠积分的平方成反比。9.小分子、大分子探针优缺点，共轭高分子为什么产生荧光小分子荧光探针体积小，合成简单，应用受限，普适性不强。大分子探针无法进入细胞内。共轭聚合物共轭骨架允许电子能量在整条链上自由流动，其电子被光激发至激发态，再回到基态会发出荧光。10.作为基因载体的高分子性质聚赖氨酸(PLL)，带正电，DNA带负电。3

3 8. 发光材料，能级图（衰减途径），Frank-Condon 原理 分子中的电子被光激发至激发态，再回到基态会发出荧光，荧光是激发态分子的放射衰减；若先到能 量低一些的激发态再到基态，发出磷光。 弗兰克-康登原理（Frank-Condon Principle）的经典说法是，在发生电子跃迁时，分子中各原子核的位 置及其环境可视为几乎不变。此原理的量子力学表述为：振动跃迁的强度之和与此跃迁的始态及终态相应 的两个振动波函数的重叠积分的平方成反比。 9. 小分子、大分子探针优缺点，共轭高分子为什么产生荧光 小分子荧光探针体积小，合成简单，应用受限，普适性不强。 大分子探针无法进入细胞内。 共轭聚合物共轭骨架允许电子能量在整条链上自由流动，其电子被光激发至激发态，再回到基态会发 出荧光。 10. 作为基因载体的高分子性质 聚赖氨酸(PLL)，带正电，DNA 带负电