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文档简介

1、2013级全三生化期末第一章 蛋白质的结构和功能蛋白质元素组成:碳、氢、氧、氮 、硫 ( C、H、O、N、S )以及磷、 铁、 铜、 锌、碘、 硒。基本组成单位:氨基酸。氨基酸的三字母英文缩写:甘氨酸Gly;丙氨酸Ala;缬氨酸Val;亮氨酸Leu;异亮氨酸Ile;苯丙氨酸Phe;脯氨酸Pro;色氨酸Trp;丝氨酸Ser;酪氨酸Tyr;半胱氨酸Cys;蛋氨酸Met;天冬酰氨Asn;谷氨酰胺Gln;苏氨酸Thr;天冬氨酸Asp;谷氨酸Glu;赖氨酸Lys;精氨酸Arg;组氨酸His。氨基酸的通式: ,氨基酸的连接方式:肽腱。 氨基酸的分类:非极性、疏水性氨基酸: 甘氨酸Gly;丙氨酸A

2、la;缬氨酸Val;亮氨酸Leu;异亮氨酸Ile;苯丙氨酸Phe;脯氨酸Pro极性、中性氨基酸: 色氨酸Trp;丝氨酸Ser;酪氨酸Tyr;半胱氨酸Cys;蛋氨酸Met;天冬酰氨Asn;谷氨酰胺Gln;苏氨酸Thr极性、酸性氨基酸:天冬氨酸Asp;谷氨酸Glu极性、碱性氨基酸:赖氨酸Lys;精氨酸Arg;组氨酸His分子量最小的氨基酸:甘氨酸Gly分子量最小的具有旋光性的氨基酸:丙氨酸Ala支链氨基酸:缬氨酸Val;亮氨酸Leu;异亮氨酸Ile芳香族氨基酸:苯丙氨酸Phr;色氨酸Trp;酪氨酸Tyr杂环氨基酸:脯氨酸Pro;色氨酸Trp;组氨酸His羟基氨基酸:丝氨酸Ser;酪氨酸Tyr;苏氨

3、酸Thr含酰胺基氨基酸:天冬酰胺Asn;谷氨酰胺Gln含硫氨基酸:半胱氨酸Cys;甲硫氨酸Met亚氨基酸:脯氨酸Pro谷胱甘肽(GSH)由哪三个氨基酸残基构成?有何生理功能?GSH是由谷氨酸,半胱氨酸,甘氨酸组成的三肽。GSH的巯基具有还原性。等电点(Isoelectric point( pI)):在某一溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,呈电中性,此时该溶液的pH值即为该氨基酸的等电点。紫外吸收性质:由于蛋白质分子中含有共轭双键的芳香族氨基酸 Trp, Tyr ,因此在280nm波长附近有特征性吸收峰。蛋白质的OD280与其浓度成正比关系,故可用作蛋白质的定量测定。茚三酮反应

4、:氨基酸与茚三酮水合物共加热,茚三酮水合物被还原,其还原物可与氨基酸加热分解的氨结合,再与另一分子茚三酮缩合成蓝紫色化合物,该蓝紫色化合物在570nm波长处有最大吸收,由于此吸收峰大小与氨基酸释放出的氨量成正比,因此可用于氨基酸的定量分析。蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。主要化学键是肽键,有的还包含二硫键。 蛋白质二级结构是指多肽链的主链骨架中若干肽单元,各自沿一定的轴盘旋或折叠,并以氢键为主要次级键而形成的有规则或无规则的构象,如-螺旋、-折叠、-转角和无规卷曲等。蛋白质二级结构一般不涉及氨基酸残基侧链的构象。蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上,由

5、于氨基酸残基侧链R基的相互作用进一步盘曲或折迭而形成的特定构象。也就是整条多肽链中所有原子或基团在三维空间的排布位置。稳定主要靠次级键,包括氢键、盐键、疏水键以及范德华力等。此外,某些蛋白质中二硫键也起着重要的作用。蛋白质的四级结构是指由两个或两个以上亚基之间彼此以非共价键相互作用形成的更为复杂的空间构象。主要稳定因素:氢键、离子键。-螺旋(-helix):多个肽平面通过C的旋转,相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。主链螺旋上升,每3.6个氨基酸残基上升一圈,螺距0.54nm。氢键是稳定-螺旋的主要化学键。 肽链中氨基酸残基侧链R基,分布在螺旋外侧。-折叠(-sheet,-pleated she

6、et):是肽链相当伸展的结构,肽平面之间折叠成锯齿状。氢键是稳定-折叠的主要化学键。两段肽链可以是平行的,也可以是反平行的。氨基酸残基的侧链R基分布在片层的上方或下方。蛋白质一级结构与功能的关系:一,蛋白质一级结构是空间结构的基础, 蛋白质的一级结构决定蛋白质空间结构,进而决定蛋白质的生物学功能。二,相似的一级结构有相同或相似的生物学功能,三,一级结构关键部位的改变影响其生物学活性。如:由于基因上遗传信息的突变,血红蛋白上亚基N端的第6位氨基酸残基发生了改变,GluVal,转变为镰刀状红细胞。大题目:什么是蛋白质的变性(protein  denaturation)?哪些因素可引起蛋白

7、质的变性?变性蛋白质的性质发生了哪些变化?有哪些应用?天然蛋白质在某些物理或化学因素作用下,其特定的空间结构被破坏,从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失,称为蛋白质的变性作用。变性主要是二硫键及非共价键的断裂,并不涉及一级结构氨基酸序列的改变。物理因素:加热,加压,脱水,搅拌,振荡,紫外线照射,超声波的作用等化学因素:强酸,强碱,有机溶剂,尿素,重金属盐,生物碱试剂等性质的改变:溶解度降低、溶液的粘滞度增高、不容易结晶、易被酶消化。蛋白质变性后,疏水基团暴露,相互之间容易聚集而发生沉淀。蛋白质变性的应用:高温、高压灭菌。低温保存酶、疫苗等,防止蛋白质变性。蛋白质的呈色反应:双缩脲反应:两个或

8、两个以上的肽键在碱性条件下与铜离子反应生成紫红色物质;Folin酚试剂反应:蛋白质分子中的Tyr在碱性条件下与酚试剂生成蓝色化合物;茚三酮反应:蛋白质分子中的游离氨基和羧基与茚三酮加热生成蓝紫色化合物。第二章 核酸的结构和功能核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。核苷(脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)。核苷酸之间以磷酸二酯键链接形成多核苷酸链,即核酸。核酸的一级结构:核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同,所以也称为碱基序列。核酸的书写方式:方向53,线条简化式和文字简化式。大题目:Watson -Crick DNA double heli

9、x model要点:两条反向平行的多核苷酸链围绕同一个中心轴相互缠绕构成右手双螺旋结构。嘧啶与嘌呤碱位于双螺旋的内侧,磷酸与核糖在外侧,彼此通过3,5-磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架。双螺旋的直径为2.37nm。螺距为3.54nm。每一圈双螺旋有10.5个碱基对。两条链由碱基间的氢键相连。A与T配对,形成两个氢键。G与C配对,形成三个氢键。由于碱基对排列的方向性,使得碱基对占据的空间是不对称的,所以双螺旋结构上有两条螺形凹沟,一条较深,称为大沟;一条较浅,称为小沟。维持DNA结构稳定的作用力主要是碱基堆积力和氢键。碱基堆积力维持DNA 纵向稳定,而氢键维持DNA 的横向稳定。DNA双螺

10、旋结构的多样性:可分为Z-DNA,B-DNA,A-DNA。Watson Crick的DNA模型为B-DNA。基因组指细胞或生物体中,一套完整的单倍体遗传物质的总和。如人类基因组包含22条染色体和XX或XY两条性染色体上的全部遗传物质(核基因组),以及线粒体中的遗传物质(线粒体DNA)。核小体是染色质的基本组成单位,由DNA和组蛋白共同构成。RNA主要分为核蛋白体RNA(rRNA)、信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)结构特点:(1)主要存在于细胞质中,少量存于细胞核中;(2)单链分子,碱基组成不遵守Chargaff规则;(3)与DNA在碱基组成上的主要区别是RNA分子中U代替了T。此

11、外,一些RNA 含有少量稀有碱基;(4)RNA中的戊糖为核糖,含有游离的C2-OH。功能:(1)mRNA的功能:转录核内遗传信息DNA的碱基排列顺序,并携带到胞质,指导所合成的蛋白质的氨基酸排列顺序。(2)tRNA的功能:转运氨基酸到核糖体上,参与解译mRNA的遗传密码,合成蛋白质。(3)rRNA的功能:rRNA不能单独行使功能,必须与蛋白质结合后形成核糖体,作为蛋白质合成的场所。核酸的紫外吸收:由于嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键,因此,碱基、核苷、核苷酸和核酸在240-290nm的紫外波段有强烈的吸收,最大吸收值在260nm附近。这一性质被广泛用来对核酸、核苷酸、核苷和碱基进行定性定量分析。D

12、NA变性:在某些理化因素(温度、pH值、有机溶剂和尿素等)的作用下,维持DNA双螺旋结构的作用力氢键和碱基堆积力被破坏,形成无规线团状分子,从而引起核酸理化性质和生物学功能的改变。变性并不涉及核苷酸间共价键的断裂,因此变性作用并不引起核酸分子量的降低。核酸变性时,由于更多的共轭双键得以暴露,在260nm处的吸光值( OD260 )增加,此现象称为增色效应。DNA复性时,其溶液OD260降低的现象称为减色效应。DNA的变性过程是突变性的,它在很窄的温度区间内完成。因此,通常将紫外吸收的增加量达最大量一半时的温度称熔解温度,用Tm表示。此时,50%的DNA解链。一般DNA的Tm值在70-85

13、76;C之间。DNA的Tm值与分子中的G和C的含量有关,G和C的含量越高,Tm值越高。DNA的复性:变性的DNA在适当的条件下,两条彼此分开的DNA单链重新缔合成为双螺旋结构的过程。它是变性的逆过程。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性,这一过程叫退火。核酸杂交:两条来源不同的单链核酸,由于部分碱基互补,在适宜的条件下,如经退火处理可以形成杂交双链结构。第三章 酶核酶(ribozyme)是具有生物催化活性的RNA。其功能主要是切割RNA,其底物都是RNA分子。因而从功能上讲也属于核酸内切酶,而且具有一定的序列特异性。作用:1、RNA成熟过程的加工修饰;2、针对病毒或肿瘤基因的药物核酸酶是指所有可

14、以水解核酸的酶,可分为DNA和酶RNA酶酶是活细胞合成的一类具有生物催化活性的有机物,包括蛋白质和核酸。酶促反应的特点:(1)极高的催化效率;(2)高度的特异性;(3)酶活性的可调节性;(4)酶的高度不稳定性。(了解)单体酶:仅具有三级结构的酶。寡聚酶:由多个相同的或不同的亚基以非共价键相连组成的酶称为寡聚酶。多酶复合体:由几种功能不同的酶彼此嵌合而形成多酶复合体,便于一系列反应的连续进行。多功能酶或称串联酶: 有一些多酶复合体在进化过程中,由于基因的融合,多种不同催化功能存在于一条多肽链中。酶的活性中心:酶的活性中心就是酶分子在三维结构上比较靠近的少数几个氨基酸残基或残基上某些基团构成的特定

15、的空间构象,是酶与底物结合并发挥其催化作用的部位,所以一般处于酶分子表面或缝隙中。必需基团:酶活性中心及活性中心以外对于维持酶的活性有重要作用的一些化学基团称为酶的必需基团。常见的必需基团有组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基等。单纯酶是仅有肽链构成的酶。结合酶由蛋白质部分和非蛋白质部分组成,即由酶蛋白和辅助因子组成。全酶:酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物。只有全酶才具有催化作用。酶蛋白:决定反应的特异性。辅助因子分为辅酶和辅基,辅酶:与酶蛋白结合疏松,可用透析法去除,多为小分子有机物。如维生素,铁卟啉等。辅基:与酶蛋白结合紧密,多为一些金属离子,如 Mn2+,Cu2+,Zn2+等。影

16、响酶促反应的六因素为:底物浓度;酶浓度;pH;温度和激活剂和抑制剂等。米式方程:米氏方程反映了底物浓度S与酶促反应速度间的定量关系。 米氏常数Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度,单位是mol/L。Km的意义:1、Km是反应速度为最大值的一半时的底物浓度。2、不同的酶具有不同的Km值,它是酶的一个重要的特征常数。一般只与酶的性质有关,而与酶的浓度无关。当pH,温度和离子强度等因素不变时,Km是恒定的 。3、如果一种酶有几种底物,则对于每一种底物各有一个特定的Km值。其中Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。 1/Km可近似地表示酶对底物亲和力的大小。 1/

17、Km越大,表明亲和力越大,酶促反应易于进行。4、Km值一般在10-610-2 mol/L之间。大题目:酶原(zymogen)、酶原激活原理及其生理意义:酶原:有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体,此前体物质称为酶原。酶原激活的原理:酶原(在特定条件下)             一个或几个特定的肽键断裂,水解掉一个或几个短肽             分子构象发生改变&#

18、160;               形成或暴露出酶的活性中心。酶原激活的生理意义: 避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化,使酶在特定的部位和环境中发挥作用。可视为酶的储存形式。同工酶(isoenzyme):是指催化相同的化学反应,而酶蛋白的分子结构、理化性质以及免疫学性质不同的一组酶。(一同三不同)不可逆性抑制作用,例如:有机磷化合物  ¾® 羟基酶      解毒 - - -

19、 解磷定(PAM)重金属离子及砷化合物  ¾® 巯基酶        解毒 - - - 二巯基丙醇(BAL)可逆性抑制作用:竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制竞争性抑制(重点掌握):抑制剂和底物的结构相似,能和酶的底物分子竞争与酶的活性中心相结合,从而阻碍酶与底物结合形成中间产物。表观Km值增大,Vmax不变。非竞争性抑制:抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合,不影响酶与底物的结合,酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。Km值不变,Vmax变小。反竞争性抑制:抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物

20、(ES)结合,使中间产物ES的量下降。这样,既减少从中间产物转化为产物的量,也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。Km值变小,Vmax变小。第六章 糖代谢糖代谢: 酵解有氧氧化磷酸戊糖途径糖元合成糖元分解糖异生场所胞浆胞浆、线粒体胞浆胞浆(肌肉、肝脏)胞浆胞浆、线粒体(肝脏)起始物/终产物G/乳酸G/CO2+H2OG/磷酸核糖、NADPH、CO2G/糖元糖元/G非糖物质/G关键步骤1、3、10(不可逆)1、3、4(不可逆)   4个不可逆反应,糖酵解1、3、10的逆向以及丙酮酸到草酰乙酸的不可逆反应关键酶己糖激酶、6-磷酸葡萄糖激酶、丙酮酸激酶柠檬

21、酸合酶异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体                                              6-磷酸葡萄糖

22、脱氢酶   糖原合成酶 糖原磷酸化酶    丙酮酸羧化酶、葡萄糖-6-磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶大题目:斜体加粗部分能量利用与产生产生4个ATP(1、3),消耗2个ATP(7、10)净生成30/32个ATP(一次TAC生成12个)。不产生ATP消耗2个ATP不生成也不消耗能量消耗6个ATP还原力利用与产生生成1分子NADH,后在生成乳酸是被利用生成3分子NADH和1分子FADH2生成1分子NADPH  消耗2分子NADH糖酵解:在缺氧情况下,葡萄糖生成乳酸的过程并伴随着少量ATP生成的过程。

23、分为葡萄糖分解成丙酮酸,即糖酵解途径和丙酮酸转变成乳酸两个途径。糖酵解的生理意义:(1)缺氧状态下,迅速供能、(2)少数组织仅以此途径获能-红细胞、(3)有些组织即使在有氧条件下也以此途径获部分能量-白细胞、视网膜、(4)酵解还是彻底有氧氧化的前奏,准备阶段。糖的有氧氧化:指在机体氧供充足时,葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2,并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。有氧氧化的生理意义:(1)糖、脂肪、蛋白质最终代谢通路。(2)糖、脂肪、蛋白质代谢联系枢纽(互变机构)。(3)产能最多途径:四次脱氢,一次底物磷酸化。(4)循环的本身并不能释放大量能量,而是为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原性的NAD

24、H、H+和FADH2。磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADHH+前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。生理意义:(一)为核苷酸的生物合成提供核糖;(二)提供NADPH作为供氢体参与体内多种代谢反应。糖元合成的生理意义是储存能量,糖元分解的生理意义是维持血糖浓度。糖异生是指非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程,是体内单糖生物合成的唯一途径。糖异生的生理意义:(一)维持血糖浓度恒定;(二)补充肝糖原;(三)调节酸碱平衡(乳酸异生为糖)大题目:酵解、有氧氧化和糖异生途径要求掌握关键酶所催化的关键反应:糖酵解的关键酶有:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶 。关键反应:(

25、1)葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖、(2)6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖、(3)磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸, 并通过底物水平磷酸化生成ATP。有氧氧化的关键步骤(加粗)和关键酶:丙酮酸脱氢酶复合体的组成:三种酶:丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酸乙酰转移酶、二氢硫辛酸脱氢酶。五种辅酶:TPP、硫辛酸、HSCoA、FAD、NAD+。三羧酸循环中的关键酶:柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体。糖异生见上表。巴斯德效应(Pastuer effect):有氧氧化抑制生醇发酵(或糖酵解)的现象称为巴斯德效应。大题目:血糖的概念、正常值;血糖来源和去路:血糖:指血液中的葡萄糖。血糖水平,即血糖浓

26、度,正常血糖浓度 :3.896.11mmol/L(70-110mg/dL)。血糖来源:食物消化吸收;肝糖元分解;非糖物质转化。血糖去路:(1)通过酵解途径生成丙酮酸,有氧时生成氧气、水和能量,无氧时生成乳酸和能量;(2)合成肝糖元和肌糖元;(3)磷酸戊糖途径形成其他糖,如乳糖;(4)代谢合成脂肪和氨基酸。血糖水平主要依靠激素调节:降低血糖:胰岛素;升高血糖:胰高血糖素、糖皮质激素和肾上腺素。第七章 脂代谢人体必需脂肪酸:亚油酸、亚麻酸和花生四稀酸三种多不饱和脂酸,不能自身合成,需从食物中摄取。脂肪的动员:储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为FFA(脂酸)及甘油,并释放入血以供其他组织氧化

27、利用的过程。限制酶:激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)。促进脂肪动员的激素称为脂解激素,如:肾上腺素、胰高血糖素、ACTH及TSH等。抑制脂肪动员的激素称为抗脂解激素,如:胰岛素、前列腺素E2及烟酸等。大题目:脂酸-氧化的概念、(部位/亚细胞定位)、主要过程、关键酶、反应部位及能量的计算:脂酸的-氧化:在氧气供给充足的条件下,脂酸可在体内分解成CO2及H2O并释放大量能量,以ATP形式供机体利用。主要过程包括:1.脂酸活化,生成脂酰CoA;2.脂酰CoA进入线粒体;3.脂酰CoA的-氧化;4.三羧酸循环和氧化磷酸化。关键酶:肉毒碱脂酰转移酶。反应部位:除脑组织外/多数组织/以肝脏和肌肉最为活跃

28、。亚细胞定位:1.FFA的活化(胞液 );2.脂肪酸的-氧化(线粒体)。能量计算:(举例:一分子三软脂酰甘油彻底氧化成CO2和H2O,产生多少分子ATP?写出代谢途径的主要过程。):1分子脂酸通过-氧化生成1分子乙酰CoA、1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA、1分子NADH+H+、1分子FADH2。1分子NADH+H+氧化生成3分子ATP,1分子FADH2氧化生成2分子ATP,1分子乙酰CoA通过三羧酸循环生成12分子ATP。以软脂酸(16C)为例:共进行7次-氧化,生成7分子FADH2、7分子NADH+H+及8分子乙酰CoA。1分子软脂酸彻底氧化生成的ATP=7×(1.52.5)

29、8×10=108。脂肪活化是消耗2分子ATP,因此净生成106分子ATP。(这一部分参照书p156到p157,记106个ATP)                    饱和脂肪酸的碳原子数乙酰CoA分子数=                &

30、#160;           2-氧化次数=乙酰CoA分子数1ATP生成数=-氧化次数×(23)乙酰CoA分子数×12净生成数=生成数1大题目:酮体(ketone body)的概念、合成及利用的部位、生理意义:酮体(ketone bodies):酮体是肝脏FFA代谢特有的中间产物,包括乙酰乙酸(占30)、-羟丁酸(占70)和丙酮(微量)。酮体合成的部位: 线粒体,利用特点:肝内生酮肝外用。生理意义:一、酮体分子量小,水溶性大,易于通过血脑屏障和肌肉毛细血管壁,是脑组织和肌肉组织的重要

31、能源。二、酮体的利用增加可减少葡萄糖的利用,有利于维持血糖水平的恒定,节省蛋白质的消耗。脂肪酸合成:16C的软脂酸合成主要肝细胞胞液中进行,碳链延长在肝细胞的内质网和线粒体中进行。产物为软脂酸等。原料:乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+。关键酶:乙酰CoA羧化酶,辅基是生物素。乙酰CoA通过柠檬酸丙酮酸循环从线粒体进入胞液。胆固醇的合成原料:18分子乙酰CoA(合成胆固醇的唯一碳源)、36分子ATP和 16分子NADPH+H+。关键酶:HMG-CoA还原酶。合成的基本过程:1.甲羟戊酸的合成、2.鲨烯的合成、3.胆固醇的合成合成部位:以肝脏、小肠合成为主,亚细胞定位

32、:胞液及光面内质网。合成的基本过程:1.甲羟戊酸的合成、2.鲨烯的合成、3.胆固醇的合成胆固醇在体内的转变:1.转变为胆汁酸。(最主要去路); 2.转变为类固醇激素;3.转化为维生素D3 ; 4.参与生物膜的合成.血脂:血浆中所含的脂类。血浆脂蛋白的分类:一、电泳法:-脂蛋白、前-脂蛋白、-脂蛋白,乳糜微粒。二、超速离心法:乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)。功能:1、CM:(十二指肠,空肠细胞)运输外源性甘油三酯及胆固醇酯的主要形式。2、VLDL:(肝细胞)运输内源性甘油三酯及胆固醇酯的主要形式。空腹血浆中甘油三酯的水平主要反映在VL

33、DL的含量上。3、LDL:(肝细胞、血浆)转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。LDL是正常人空腹血浆中的主要脂蛋白。4、HDL:(肝细胞,小肠细胞、血浆)将胆固醇从肝外组织逆向转运到肝进行代谢。第八章 生物氧化生物氧化(biology oxidation):物质在生物体内进行氧化称生物氧化,主要指糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内分解时逐步释放能量,最终生成CO2 和 H2O的过程。底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)是因脱氢、脱水等作用使能量在分子内部重新分布而形成高能磷酸化合物,然后将能量转移给ADP形成ATP的过程。氧化磷酸化(oxidative

34、 phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中、能量逐步释放并偶联ADP磷酸化生成ATP,因此又称为偶联磷酸化。呼吸链:代谢物脱下的成对氢原子(2H)通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递,最终与氧结合生成水,此传递链称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。呼吸链分为(1)NADH氧化呼吸链 (2)琥珀酸氧化呼吸链。复合体:  NADH-泛醌还原酶;复合体: 琥珀酸-泛醌还原酶;3. 复合体: 泛醌-细胞色素c还原酶;复合体: 细胞色素c氧化酶。呼吸链中ATP产生的部位是复合体、。呼吸连成分的排

35、列顺序:(1)NADH氧化呼吸链:NADH 复合体Q 复合体Cyt c 复合体O2。(2)琥珀酸氧化呼吸链:琥珀酸 复合体 Q 复合体Cyt c 复合体O2.P/O比值:是指物质氧化时,每消耗1摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数(或ADP摩尔数),即生成ATP的摩尔数。进入线粒体的两种机制(穿梭方式):(1)-磷酸甘油穿梭机制:主要存在于脑和骨骼肌中。通过这种方式,1分子G产生36分子ATP。(2)苹果酸-天冬氨酸穿梭:主要存在于肝和心脏中。通过这种方式,1分子G产生38分子ATP。呼吸链抑制剂通过作用于复合体、等来阻断电子传递以起到抑制作用。大多数高能化合物都含有可水解的磷酸基团,所以又称为高能

36、磷酸化合物。如ATP、GTP、CTP、UTP、PEP、CP、乙酰磷酸等等。但也不是所有含磷酸基团的化合物都属于高能磷酸化物,如6-磷酸葡萄糖。第九章 氨基酸代谢(名解)体内需要而又不能自身合成,必须由食物供应的氨基酸,称为营养必需氨基酸。它们是:甲硫氨酸(假)、色氨酸(设)、赖氨酸(来)、缬氨酸(写)、异亮氨酸(一)、亮氨酸(两)、苯丙氨酸(本)、苏氨酸(书)。(假设来写一两本书)氨基酸的脱氨基作用的一般方式:转氨基作用、氧化脱氨基作用、联合脱氨基作用。转氨基作用:在转氨酶的催化下,某一 氨基酸的a-氨基转移到另一种a-酮酸的酮基上,生成相应的氨基酸;原来的氨基酸则转变成a-酮酸。联合脱氨基作

37、用:两种脱氨基方式的联合作用,使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。(是体内氨基酸脱氨基的主要方式)大题目:氨的来源、去路,氨中毒的机理:氨的来源:(1)氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。(2)肠道吸收的氨,包括肠内氨基酸砸肠道细菌作用下产生的氨和肠道尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨。(3)肾小管上皮细胞分泌的氨,主要来自谷氨酰胺。去路:(1)在肝内合成尿素,这是做主要的去路;(2)合成非必需氨基酸及其他含氮化合物;(3)合成谷氨酰胺;(4)肾小管泌氨,生成的NH3在酸性条件下生成NH3+,随尿排出。肝昏迷氨中毒的机制:氨进入脑组织,与脑中的酮戊二酸结合生成谷氨酸,氨也可进一步与谷氨酸

38、结合生成谷氨酰胺,因此,脑中氨的增加使得脑细胞中的酮戊二酸减少,导致三羧酸循环减弱,从而使脑组织中ATP生成减少,引起大脑功能障碍,严重时可引起中毒。尿素的生成(鸟氨酸循环):反应部位:肝脏。亚细胞定位:肝细胞线粒体和胞液。限速酶:精氨酸代琥珀酸合成酶  2个氮原子,1个来自氨,1个来自天冬氨酸。耗能:4个ATP;生酮氨基酸(Leu 、Lys)。氨转运的两种方式:丙氨酸葡萄糖循环、谷氨酰胺的运氨作用。重要氨类的相应氨基酸:谷氨酸经谷氨酸脱羧酶生成-氨基丁酸;组氨酸经组氨酸脱羧酶生成组胺(扩张血管);色氨酸转变脱羧为5-羟色胺。(收缩血管);苯丙氨酸又苯丙氨酸羟化酶(辅酶四氢生物蝶呤)

39、生成酪氨酸。一碳单位:某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团,称为一碳单位。其载体为四氢叶酸。芳香族氨基酸的代谢病:帕金森氏病患者多巴胺生成减少; 白化病患者黑色素细胞内酪氨酸酶缺陷时黑色素生成受阻;体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时,尿黑酸分解受阻,可出现尿黑酸症;当苯丙氨酸羟化酶缺乏时,出现苯丙酮酸尿症。第十章 核苷酸代谢脱氧核糖核苷酸是通过相应核糖核苷酸在核苷二磷酸水平上的还原作用生成的。由核糖核苷酸还原酶催化的反应,需硫氧化还原蛋白及其还原酶的参与。  嘌呤环、嘧啶环上各原子的来源:  嘌呤核苷酸从头合成途径嘧啶核苷酸从头合成途经概念利

40、用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等小分子物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸的过程。利用磷酸核糖、氨基酸、CO2等小分子物质。发生部位主要在肝、小肠及胸腺;亚细胞定位:胞液主要在肝脏;亚细胞定位:胞液关键酶PRPP合成酶,磷酸核糖酰胺转移酶氨基甲酰磷酸合成酶II(哺乳),天冬氨酸氨基甲酰转移酶(细菌),PRPP合成酶特点先合成PRPP,再合成嘌呤环骨架先合成嘧啶环骨架,再与PRPP中的磷酸核糖连接 嘌呤核苷酸补救合成嘧啶核苷酸补救合成概念是指体内有些组织(脑、血细胞等)缺乏从头合成的酶,只能利用游离的嘌呤碱或嘌呤核苷为原料合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成。 

41、发生部位组织器官:脑、骨髓、红细胞;亚细胞定位:胞液 关键酶腺苷激酶嘧啶磷酸核糖转移酶缺陷症自毁容貌症 痛风症的原因:嘌呤碱最终分解生成尿酸,正常情况下尿酸随尿排出。正常人血浆尿酸含量为0.12-0.36mmol/L (2-6mg%)。若进食过多嘌呤食物或体内核酸大量分解(恶性肿瘤等患者)或肾排泄功能障碍,血中尿酸超过8mg%,其钠盐则会形成结晶,沉积于关节、软组织、软骨及肾等处,出现痛风症。治疗原则:别嘌呤醇竞争抑制黄嘌呤氧化酶,抑制尿酸的生成。嘌呤核苷酸合成的中间产物是IMP,嘧啶核苷酸合成的中间产物是乳清酸。嘌呤核苷酸分解代谢的终产物:尿酸。嘧啶核苷酸分解的代谢的终产

42、物:NH3、CO2、-丙氨酸(尿嘧啶产生)、 -氨基异丁酸(胸腺嘧啶产生)。第十一章 非营养物质代谢非蛋白质类含氮化合物主要有尿素、肌酸、肌酸酐、尿酸、胆红素和氨等,它们中的氮总称为非蛋白氮(non-protein nitrogen, NPN)2,3-BPG(二磷酸甘油酸) 旁路:大题目:成熟红细胞的糖代谢特点(糖代谢及其生理意义):红细胞中ATP的功能维持红细胞膜上钠泵(Na+-K+-ATPase)的正常运转;维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)的正常运转;维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进行交换;少量ATP用于谷胱甘肽、NAD+ 的生物合成;ATP用于葡萄糖的活化,启动糖酵解

43、过程。2, 3-BPG的功能:2, 3-BPG是调节血红蛋白(Hb)运氧的重要因素,可降低Hb与氧的亲和力。NADH和NADPH的功能:对抗氧化剂,保护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白的巯基等不被氧化,从而维持红细胞的正常功能。血红素生物合成:原料:甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+;合成的部位和亚细胞定位:血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞以及肝脏中合成;关键酶:ALA(-氨基-酮戊酸)合酶;辅酶是磷酸吡哆醛。一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化(biotransformation) 。生物转化反应的主要类型:第一相反应:氧化(最多见的生物转化反应)、还原、水解反应;第二相反

44、应:结合反应。生物转化的生理意义:对体内的非营养物质进行转化,使其灭活,或解毒;更为重要的是可使这些物质的溶解度增加,易于排出体外。                          初级胆汁酸:是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸,包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。次级胆汁酸:在肠道细菌作用下初级胆汁酸 7-羟基脱氧后生成的胆汁酸,包括脱

45、氧胆酸、石胆酸及相应结合型胆汁酸。游离胆汁酸包括胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸和少量石胆酸。上述胆汁酸分别与甘氨酸和牛磺酸结合结合的产物,称为结合胆汁酸,主要是甘氨胆酸和牛黄胆酸等。大题目:胆汁酸肠肝循环的生理意义及胆汁酸的功能:生理意义:1.使有限的胆汁酸可以最大限度的反复利用。2.弥补胆汁酸的合成不足,满足人体对胆汁酸的生理需要。3.使胆汁酸/胆固醇的比例恒定,不易形成胆石。胆汁酸的功能:1.促进脂类的消化与吸收;2.抑制胆汁中胆固醇的析出。胆色素:是体内铁卟啉化合物的主要分解代谢产物,包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等。游离胆红素:未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为游离胆红素,又称间接胆红素。&

46、#160;                    结合胆红素:与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素,又称直接胆红素。                      胆红素的运输形式:

47、胆红素清蛋白复合体。胆红素在肝中转变为结合胆红素;结合胆红素在肠道中转变胆素。肠道中有少量的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收,经门静脉入肝,其中大部分再随胆汁排入肠道,形成胆素原的肠肝循环。黄疸分为溶血性黄疸、肝细胞性黄疸、阻塞性黄疸。第十二章物质代谢的整合和调节乙酰辅酶A的来源与去路:来源:1.糖的有氧氧化 2.脂酸氧化分解3.酮体氧化分解4.氨基酸分解代谢去路:1.进入三羧酸循环 2.合成脂酸 3.合成酮体 4.合成胆固醇细胞内酶活性调节的两种方式及其概念:酶的别构调节:是指体内一些代谢物可与某些酶的活性中心外的某个部位非共价可逆结合,引起酶的构象改变。酶的化学修饰:是指酶蛋白肽链上的一些基团可

48、在其他酶的催化下,与某些化学基团共价结合,同时又可在另一种酶的催化下,去掉已结合的化学基团,从而影响酶的活性。激素受体分类:膜受体激素;胞内受体激素(书P266)第十四章 DNA 的生物合成semi-conservative replication半保留复制:(1)、DNA生物合成时,母链DNA局部解开形成两股单链,各自作为模板(template)按碱基配对规律,合成与模板互补的子链。(2)、子代细胞的DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一股单链则完全重新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。semi-discontinuous replication半不

49、连续复制:DNA双螺旋的两股单链走向相反,一链为5至3方向,其互补链是3至5方向。复制解链形成复制叉上的两股母链也是走向相反,子链沿着母链摸板复制,只能从5至3方向延伸。在同一复制叉上只有一个解链方向。领头链(或前导链,eading strand):顺着解链方向生成的子链,复制是连续进行的,这股链称为领头链。另一股因为复制的方向与解链方向相反,不能顺着接连方向连续延长,这股不连续复制的链成为随从链(或后随链,lagging strand),复制中不连续片段称为冈崎片断(Okazaki fragment)。DNA聚合酶(简称DNA-pol或DDDP)的种类及功能:原核生物: DNA-pol:对复

50、制中的错误进行校读,对复制和修复中出现的空隙进行填补。DNA-pol:参与DNA损伤的应急状态修复。DNA-pol:是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。真核生物:DNA-pol:起始引发,有引物酶活性DNA-pol:参与低保真毒的复制DNA-pol:在线粒体DNA复制中起催化作用DNA-pol:延长子链的主要酶,有解螺旋酶活性DNA-pol:在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。DNA复制的保真性:(1)严格地遵守碱基配对规律:A与T、G与C;(2)聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能;(3)复制出错时有即时的校读功能。原核DNA复制(叉式)的过程:一、复制的起始:DNA解链成复制叉,形

51、成引发物及合成引物。二、复制的延长:指在DNA-pol催化下,dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链的3端,其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。三、复制的终止:原核生物基因是环状DNA,双向复制的复制片段在复制的终止点处汇合。参与的酶有:解螺旋酶、引物酶、DNA-pol、DNA-pol、DNA连接酶、RNA水解酶参与的蛋白因子有:SSB(单链DNA结合蛋白)逆转录:是指RNA在逆转录酶的作用下生成DNA的过程。是一种特殊的转录方式。遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变,均可称为突变(mutation)。突变包括错配、插入、缺失、重排等类型。移框突变(移码突变):指缺失或插入(核苷酸

52、)的突变,引起三联密码的阅读方式改变,造成蛋白质氨基酸的组成和排列顺序发生改变。第十五章 DNA损伤与修复DNA损伤修复的四种类型:光修复、切除修复、重组修复、SOS修复。紫外线照射最易产生的嘧啶二聚体为:胸苷酸二聚体。在体内可通过光修复酶还原。第十六章 RNA的生物合成不对称转录(asymmetric transcription):在DNA分子双链上某一特定区段,一股链用作模板指引转录,另一股链不转录;模板链并非永远在同一条单链上。DNA双链中能够按照碱基互补规律指引转录生成RNA的一股单链,称为模板链;相对的另一股单链称为编码链。原核生物RNA聚合酶亚基组成及作用:亚基决定哪些基因被转录;

53、亚基催化功能;亚基结合DNA模板;亚基辨认起始点。原核生物DNA转录的要点及主要过程:转录过程包括转录起始、延长、终止三步。(一)转录起始:1. RNA聚合酶全酶(,)与模板结合;2. DNA双链解开;3.在转录的起始位点,RNA聚合酶催化发生第一次聚合反应,形成四磷酸二核苷酸,与全酶、DNA模板共同组成转录起始复合物。(二)转录延长:1. s亚基脱落,核心酶变构,与模板结合松弛,沿着DNA模板前移;2. 在核心酶作用下,NTP不断聚合,RNA链不断延长。(三)转录终止:包括非依赖Rho因子的转录终止和依赖Rho 因子的转录终止。启动子(promoter) :指RNA聚合酶识别、结合

54、并开始转录的一段  DNA序列。原核生物启动子序列按功能的不同可分为三个部位,即起始部位、结合部位、识别部位。原核生物一个转录区段可视为一个转录单位,称为操纵子(operon),包括若干个结构基因及其上游的调控序列。断裂基因:真核生物结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔但又连续镶嵌而成,去除非编码区再连接后,可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质,这些基因称为断裂基因。外显子:在断裂基因及其初级转录产物上出现,并表达为成熟RNA的核酸序列。内含子:隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。真核生物DNA转录后的修饰方式包括:剪接、剪切、修饰、添加。核酶:具有酶促活性的RN

55、A称为核酶。最简单的核酶二级结构锤头结构。大题目:复制与转录的异同:一、相同点:都以DNA为模板;都需要依赖DNA的聚合酶;聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键;都从5至3方向延伸新链;都遵从碱基配对规律二、不同点: 复制转录模板两股链均复制模板链转录(不对称转录)原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶产物子代双链DNA(半保留复制)mRNA、tRNA、rRNA配对AT、GCAU、TA、GC第十七章 蛋白质的生物合成遗传密码的特点:连续性、简并性、通用性、摆动性。(理解:简并性:遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外,其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码,称

56、为遗传密码的简并性。摆动性:转运氨基酸的tRNA的反密码需要通过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合,但反密码与密码间不严格遵守碱基配对规律,称为摆动配对。)起始密码:AUG ;终止密码:UAA,UAG,UGA S-D序列:位于原核mRNA起始密码子AUG上游约8-13个核苷酸位置的富含嘌呤碱基的一段保守序列,通常为AGGAGG, 因其可以与原核生物核糖体小亚基中16S RNA通过碱基配对而结合,又称核蛋白体结合位点。从mRNA 5¢端起始密码子AUG到3¢端终止密码子之间的核苷酸序列,各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链,称为开放阅读框架(ORF)。

57、以原核生物为例,说明蛋白质生物合成的过程:一、肽链合成起始:指mRNA和起始氨基酰-tRNA分别与核蛋白体结合而形成翻译起始复合物。二、肽链合成延长:根据mRNA上密码子的排列顺序,依次添加氨基酸,从N端向C端延伸肽链,直到合成终止的过程。包括进位、成肽、转位三个过程。进位需要延长因子EF-T,成肽需要转肽酶的参与。三、肽链合成终止:当mRNA上终止密码出现后,多肽链合成停止,肽链从肽酰-tRNA中释出,mRNA、核蛋白体等分离,这些过程称为肽链合成终止。需要释放因子和RNA聚合酶参与。核糖体循环(名解):翻译起始复合物的形成至核糖体解聚的翻译全过程。肽链合成开始时,核糖体的大小亚基解聚,小亚

58、基与mRNA和起始氨基酰-tRNA结合后,大亚基与之结合而形成翻译起始复合物;在按照mRNA的密码子顺序经进位成肽转位合成肽链。第十八章 基因表达调控基因(gene):负载特定遗传信息的DNA片断,通常包括DNA编码序列、非编码调节序列和内含子。基因组:一个细胞或病毒所携带的全部遗传信息。基因表达:基因经过转录、翻译,产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。基因表达调控:基因表达呈多级调控;与基因的结构、性质,生物个体或细胞所处的内、外环境,以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。生物学意义:(一)适应环境、维持生长和增殖、(二)维持个体发育与分化。顺式作用元件:是指可影响自身基因表达活性的DN

59、A序列。按功能特性分为:启动子、增强子和沉默子。反式作用因子:是指与顺式作用元件结合,调节转录活性的蛋白质。两个题目结合考大题目:原核生物乳糖操纵子的结构:内含Z、Y和A三个结构基因,分别编码-半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶,此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因I。调节机制:阻遏蛋白的负性调节、CAP的正性调节、协调调节。大题目:大肠杆菌为什么在葡萄糖和乳糖共存的情况下,首先利用葡萄糖,然后再利用乳糖?乳糖存在时,由-半乳糖苷酶催化成半乳糖,半乳糖与I序列表达的阻遏蛋白结合,使蛋白质构想变化,导致阻遏蛋白与O序列解离,发生转录。葡萄糖浓度较低时,cAMP浓度较高,cAMP与CA

60、P结合,这是CAP结合CAP位点,刺激RNA的转录活性。因此,葡萄糖浓度低,乳糖浓度高时,转录表达更好地进行。单纯乳糖存在时,细菌利用乳糖作碳源;若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时,细菌首先利用葡萄糖才是最节能的,这时,葡萄糖通过降低cAMP浓度,阻碍cAMP与CAP结合而抑制lac操纵子转录,使细菌只能利用葡萄糖。基因工程的相关概念:(1)克隆(clone):来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。(2)DNA克隆:应用酶学的方法,在体外将各种来源的遗传物质(同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA)与载体DNA接合成一具有自我复制能力的DNA分子复制子,继而通过转化或转染宿主细胞,筛选出含有目的基因的转化子细

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