很多初学者觉得生物化学的内容繁多，理不清头绪。在这里，我推荐大家了解一些生物分子的概念。生物分子的知识虽然不属于考试范围，但它可以作为一条线索，把生化的各项内容串联起来，形成一个有机整体，对于生物化学的学习和复习都很有帮助。
生物分子泛指生物体特有的有机分子，根据分子量大小分为生物大分子和生物小分子两大类。生物小分子的分子量一般在500以下。生物大分子是生物小分子的聚合物，分子量一般在一万以上，有的高达1012。
构成生物大分子的小分子单元，称为构件。氨基酸、核苷酸和单糖分别是组成蛋白质、核酸和多糖的构件。构件的种类多少与生物大分子的功能复杂程度直接相关。核酸是信息分子，功能是储存遗传信息，不同核酸的差别主要是碱基序列的差别，而不是核酸分子理化性质的差别。所以，核酸的构件种类只有四种，而且不同构件之间的理化性质十分接近。这就导致核酸的研究很容易开发各种通用的手段，不论分离提纯还是酶切、重组，都可以基本无视构件序列的理化性质差异。
核酸的构件是核苷酸
与核酸不同，蛋白质是功能分子，不同蛋白的功能差异来自其理化性质的不同，有易溶的，有不溶的；有酸性的，有碱性的；有坚韧牢固的，也有柔软容易变形的（比如酶的诱导契合）。所以，蛋白质的构件种类多，彼此性质差异也很大。只有这样，才能满足生物体多种多样的需求。而在研究方面，这种差异导致蛋白质的研究方法通用性不高，不论是分离纯化还是功能研究，都需要根据目的蛋白的特性来进行。所以蛋白质研究往往比核酸困难得多，比如核酸有通用的扩增方法（PCR，体外转录等），而蛋白质就只能一点点表达纯化。
血红蛋白氧合时发生变构。引自PDB-101
构件聚合形成生物大分子的过程都是脱水聚合，所以大分子中的构件称为残基，其分子量要减去18。脱水聚合比较温和，可以让生物体免于遭受自由基之类危险中间物的毒害。不同的生物大分子，构件的连接方式和水解方法不同：氨基酸之间以肽键相连，水解用蛋白酶和肽酶；核苷酸之间以磷酸二酯键相连，水解用磷酸二酯酶；单糖之间以糖苷键相连，水解用糖苷酶。虽然连接方式各不相同，但在代谢上还是有许多共同之处，比如构件连接时都不直接耗能，但反应都很迅速，因为构件都是经过预先活化的，而且都消耗两个高能键，形成一种带有载体的活化形式（如氨酰-tRNA，UDP-葡萄糖等）。
蛋白质的结构层次
生物大分子一般都具有复杂的空间结构，构象正确才会具有生物功能。对于这种非常复杂的结构，我们将它分成多级结构层次，叫做一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。通常一级结构就是构件的排列顺序，二级结构是局部的构象，三级结构是整个共价相连的分子的空间结构，四级结构是几个非共价连接的部分之间的位置关系。蛋白质的高级结构大家都很清楚，DNA的二级结构是双螺旋，三级结构是超螺旋；t-RNA的二级结构就是三叶草模型，三级结构是倒L型。这种对比可以帮助理解不同生物分子之间的共性与特性，大家可以自己列个表格，学到某一部分就添加进去，逐渐就建立起自己的知识体系了。下面是一个简单的例子：
生物分子的共性与特性
生物大分子一级结构的组装是模板指导组装，信息来自模板分子。对于多糖等结构简单重复的生物大分子，就不需要专门的模板，其一级结构的信息来自控制合成的酶。生物大分子高级结构的组装是自我组装，一级结构不仅提供组装的信息，而且提供组装的能量，使其自发进行。
生物大分子之间的结合是互补结合。这种互补，可以是几何形状上的互补，也可以是疏水区之间的互补、氢键供体与氢键受体的互补、相反电荷之间的互补。互补结合可以最大限度地降低体系能量，使复合物稳定。互补结合是一个诱导契合的过程。
酵母己糖激酶的诱导契合。引自PDB-101
二十多年前，当我第一次准备讲生化课的时候，看到了段金生先生的生物化学教材，立刻感到其中的生物分子一章非常好，概括了各种生物分子的共同特性，有助于学生掌握生化纷繁复杂的知识，梳理知识结构，建立知识体系。所以我现在将一些内容和我的体会整理出来，希望对学习生化的人有所帮助。这里只是简单介绍一些基本常识，提供一个将生物分子分类、对比的思考方法，抛砖引玉。
