生物化学名词解释

1、糖异生 这种从非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过 程称为糖异生。机体内进行糖异生补充血糖的主要器官是肝，肾在正常情况 下糖异生能力只有肝的 1/10，长期饥饿时肾糖异生能力则可大为增强。 2、乳酸循环 肌收缩（尤其是氧供应不足时）通过糖酵解生成乳酸。肌内糖异生活性低， 所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄 糖释入血液后又可被肌摄取，这就构成了一个循环，此循环称为乳酸循环， 也叫做 Cori 循环。乳酸循环的形成是由于肝和肌组织中酶的特点所致。 肝内糖异生活跃，又有葡萄糖 -6-磷酸酶可水解 6-磷酸葡萄糖，释出葡萄糖。 肌除糖异生活性低外，又没有葡萄糖 -6-磷酸酶，因此肌肉内生成的乳酸既 不能异生成糖，更不能释放出葡萄糖。乳酸循环的生理意义就在于避免损失 乳酸以及防止因乳酸堆积引起的酸中毒。乳酸循环是耗能的过程，2 分子 乳酸异生成葡萄糖需消耗 6 分子 ATP。 3、必需脂肪酸 凡是体内不能合成，必须由饲粮供给，或能通过体内特定先体物形成，对机 体正常机能和健康具有重要保护作用的脂肪酸称为必需脂肪酸 （essential fatty acids，缩写 EFA）。粗略概念：一类维持生命活动所 必需的体内不能合成或合成速度不能满足需要而必需从外界摄取的脂肪酸。 必需脂肪酸主要包括两种，一种是-3 系列的 -亚麻酸（18：3），一 种是 -6 系列的亚油酸（ 18：2）。 详细概念：通常将具有两个或两个以上双键的脂肪酸称为高度不饱和或多不 饱和脂肪酸（ polyunsaturated fatty acid，缩写 PUFA）。 4、脂肪动员 脂肪细胞内贮存的脂肪 （甘油三酯） 在甘油三酯 脂肪酶、甘油二酯脂肪酶 和甘油一酯脂肪酶依次作用下，逐步水解生成游离 脂肪酸和甘油，而被释 放入血液中，以供其他组织利用，此过程称为脂肪动员。 甘油三酯的分解代谢反应式 : 5、必需氨基酸（essential amino acid）： 人体（或其它 脊椎动物）必不可少，而机体内又不能 自身合成的，必须 由 食物供应的氨基酸，称 为营养必需氨基酸。对成人来说，这类氨基酸有8 种，包括赖氨酸、 甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸 和苯丙氨酸。对婴儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。 6、一碳单位 某些氨基酸在代谢过程中 ，可分解生成 含有一个碳原子的 化学基因，称为 一碳单位或一碳集团。体内的一碳单位 包括甲基（-CH3）、亚甲基（- CH2-）、次甲基（-CH-）、羟甲基（-CH2OH）、甲酰基（ -CHO）、亚氨甲 基（-CH=NH）等基团，它们不能游离存在，必须由特殊的载体携带。一碳 单位在核苷酸、胆碱、肉毒碱、肾上腺素、氨基酸以及DNA 和 RNA 的合成 与修饰反应中有极重要的作用。 7、解链温度（Tm） DNA 的变性从开始 解链到完全解链 ，是在一个相当窄的温度内完成的。在这 一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为 DNA 的解链温度 （meltingtemperature，Tm）；由于这一现象和结晶体的融解过程类似，又 称融解温度。在达到 Tm 时，DNA 分子内 50%的双链结构被打开，一种 DNA 分子的 Tm 值的高低与其分子大小及所含碱基中的G 和 C 所占比例相关， G 和 C 的含量越高，Tm 值越高，分子越长， Tm 越高。 8、DNA 变性 在某些理化因素（温度、 pH、离子强度等）作用下， DNA 双链的互补碱基 对之间的氢键断裂，使 DNA 双螺旋结构松散，成为单链的现象即为DNA 变 性。DNA 变性只改变其二级结构，不改变它的核苷酸排列。 9、冈崎片段（Okazaki fragment） 是 DNA 复制中随从链上不连续复制的核苷酸片段，即在随从链合成过程中先 合成的较短的 DNA 片段，这是由 1968 年在美国的日本科学家冈崎用电子显 微镜及放射自显影技术观察到的，故称为冈崎片段；这些冈崎片段经过去除 引物，填补引物留下空隙，连成完整的DNA 链。冈崎片段的合成方向仍然 是 53方向，反应直至下一个引物 RNA 的 5末端为止。在原核细胞 中每个冈崎片段约含 10002000 个核苷酸，真核细胞中约含 100200 个 核苷酸。 10、端粒酶 端粒酶是一种能延长端粒末端的核糖核酸蛋白酶，是基本的核蛋白逆转录酶， 可将端粒 DNA 加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染 色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒 其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体 组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端 粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力 等方面有重要作用。 11、外显子 真核生物中的结构基因基本上都是 不连续的断裂基因。结构基因中能够指 导多肽链合成的编码顺序被称为外显子，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。 12、核酶 、类内含子自我剪接不需要蛋白质参与，而由RNA 作为酶起作用，具 有催化功能的 RNA 命名为核酶， ribozyme 是核糖核酸和酶两词的缩合词。 核酶作用的基础是形成锤头结构。 13、密码的摆动性 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常见的碱基配对规律，称为摆动配 对。按从 53阅读密码规则，摆动配对在反密码的1 位碱基与密码的 3 位碱基间更常见。如 tRNA 的反密码第 1 位有稀有碱基次黄核苷出现，可 分别与密码第 3 位 U、C、A 配对。摆动配对的碱基间形成的是特异、低键能 的氢键连接，有利于翻译时 tRNA 迅速与密码分离。这可使 1 种 tRNA 能识 别 mRNA 的 13 种简并性密码。 14-1、信号序列（signal sequence） 某种分泌蛋白质及细胞膜蛋白质等，以前体物质多肽的形式合成，其N 末 端含有作为通过膜时之信号的氨基酸序列 ，可引导蛋白质转移到细胞的适 当靶部位，这种氨基酸序列称信号序列 ，是决定蛋白靶向输送特性的最重 要元件，这提示指导蛋白质靶向输送的信息在于它的一级结构。它由约 1525 个氨基酸所组成，在 N 末端附近除有碱性氨基酸外，还主要含疏水 性氨基酸，特别是在其中部没有带电荷的氨基酸。 14-2、信号肽（signal peptide） 各种新生分泌蛋白的 N 端有保守的氨基酸序列称信号肽，约1336 氨基酸 残基，可分三区段。 N 端侧碱性区含一个或几个带正电荷的碱性氨基酸残基， 如赖氨酸、精氨酸。中间较长为疏水核心区，约1015 个残基，主要含疏 水中性氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸等。 C 端加工区多含极性、小侧链的甘、 丙、丝氨酸，紧接着是被信号肽酶裂解的位点。 15、增强子（enhancer） 增强子（enhancer）就是远离转录起始点（ 130kb）、决定基因的时间、 空间特异性表达、增强启动子转录活性的DNA 序列，其发挥作用的方式通 常与方向、距离无关 ，它是基因表达的重要调节元件 。有效的增强子可以 位于基因的 5端，也可位于基因的 3端，有的还可位于基因的内含子中。 16、反式作用因子 (trans-acting factor) 真核基因调节蛋白又称转录调节因子或转录因子，绝大多数真核转录调节因 子由它的编码基因表达后，通过与特异的顺式作用元件的识别、结合（即 DNA-蛋白质相互作用）反式激活另一基因的转录，故称反式作用蛋白或反式 作用因子。大多数反式作用因子是 DNA 结合蛋白；还有一些真核基因调节 蛋白不能直接结合 DNA，而是通过蛋白质 -蛋白质相互作用参与 DNA-蛋白质 复合物的形成、调节基因转录。 并不是所有真核调节蛋白都起反式作用，有些基因产物可特异识别、结合自 身基因的调节序列，调节自身基因的开启或关闭，这就是顺式作用，具有这 种调节方式的调节蛋白称为顺式作用蛋白。 17、基因载体 基因载体或称克隆载体（ cloning vector），这是为 “携带”感兴趣的外 源 DNA、实现外源 DNA 的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些 DNA 分子。其中，为使插入的外源 DNA 序列可转录、进而翻译成多肽链而特 意设计的克隆载体又称表达载体。可充当克隆载体的DNA 分子有质粒 DNA、噬菌体 DNA 和病毒 DNA，它们经适当改造后仍具有自我复制能力，或 兼有表达外源基因的能力。 18、cDNA 文库 以 mRNA 为模板，利用反转录酶合成与 mRNA 互补的 DNA（complementary DNA，cDNA），再复制成双链 cDNA 片段，与适当载体连接后转入受体菌，即 获得 cDNA 文库（cDNA library）。与基因组 DNA 文库类似，由总 mRNA 制 作的 cDNA 文库包含了细胞表达的各种 mRNA 信息，自然也含有编码 cDNA。 19、蛋白质的二级结构 （secondary structure） 是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原 子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。所谓肽链主链骨架原 子即 N（氨基氮）、 C（-碳原子）和 Co（羰基碳） 3 原子依次重复排列。 蛋白质的二级结构主要包括 -螺旋、-折叠、-转角和无规卷曲。 20、蛋白质的三级结构 （tertiary structure） 是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子 在三维空间的排布位置。 蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键 疏水作用、离子键（盐键）、氢键和Van der Waals 力等。 21、氧化磷酸化（ oxidative phosphorylation） 在机体能量代谢中， ATP 是体内主要供能的高能化合物。细胞内ATP 形成 的主要方式是在电子传递过程中发生ADP 磷酸化，称为电子传递水平的磷 酸化，也叫氧化磷酸化。 由代谢物脱下的氢（ H+ +e）通过呼吸链传递给氧 生成水，同时逐步释放能量，使 ADP 磷酸化形成 ATP，这种氧化与磷酸化相 偶联的过程称为氧化磷酸化，又称为偶联磷酸化。 注释： 在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP 磷 酸化生成 ATP 的作用，称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、 蛋白质氧化分解合成 ATP 的主要方式。 是指在生物氧化中伴随着 ATP 生成的作用。有代谢物连接的磷酸化和呼吸链 连接的磷酸化两种类型。即 ATP 生成方式有两种。一种是代谢物脱氢后，分 子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化先形成一个高能中间代谢物，促使 ADP 变成 ATP。这称为底物水平磷酸化。如 3-磷酸甘油醛氧化生成 1，3- 二磷酸甘油酸，再降解为 3-磷酸甘油酸。另一种是在呼吸链电子传递过程 中偶联 ATP 的生成。生物体内 95%的 ATP 来自这种方式。 是细胞中重要的生化过程，是细胞呼吸的最终代谢途径，位于糖酵解和三 羧酸循环之后，是产生 “能量通货”ATP 的主要步骤。这一过程可看作电子 传递过程中偶联 ADP 磷酸化，生成 ATP。 22、酶的活性中心 （active center）或活性部位（ active site） 酶分子中氨基酸残基的侧链具有不同的化学集团，其中一些与酶活性密切相 关的化学基团称做的酶的必需集团。这些必需集团在一级结构上可能相距很 远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特 异的结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心或活性部位。辅 酶或辅基参与酶活性中心的组成。 23、受体（receptor） 是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和 接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。其化 学本质是蛋白质，个别是糖脂。能与受体呈特异性结合的生物活性分子称为 配体。细胞间信息物质就是一类最常见的配体。受体在细胞信息转导过程中 起着极为重要的作用。其中，位于胞液和细胞核中的受体称为胞内受体，它 们全部为 DNA 结合蛋白；存在于细胞质膜上的受体则称为膜受体，他们绝大 部分是镶嵌糖蛋白。 注释： 是细胞表面或亚细胞组分中的一种分子， 多为糖蛋白， 可以识别并特异地 与有生物活性的化学信号物质（配体）结合， 构象改变而产生活性， 从而 激活或启动一系列生物化学反应，最后导致该信号物质特定的生物效应。通 常受体具有两个功能：（ 1）识别特异的信号物质 -配体，识别的表现在于 两者结合。（ 2）把识别和接受的信号准确无误的放大并传递到细胞内部， 启动一系列胞内生化反应，最后导致特定的细胞反应。使得胞间信号转换为 胞内信号。受体与配体间的作用具有三个主要特征： 特异性；饱和性； 高度的亲和力。 24、模体（motif） 蛋白质分子中存在某些立体形状或拓扑结构类似的局部区域，常有特殊的结 合功能。由两个或几个二级结构单元被连接多肽连接在一起，组成有特殊的 几何排列的局部空间结构 ，称为模体 。 25、呼吸链（respiratory chain） 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，由于此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称 为呼吸链。在呼吸链中，酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上。其中 传递氢的酶或辅酶称之为递氢体，传递电子的酶或辅酶称之为电子传递体。 不论递氢体还是电子传递体都起传递电子的作用（ 2H2H+ +2e），所以呼 吸链又称电子传递链（ electron transfer chain）。 26、蛋白激酶 是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 磷酸基转移到底物特定的氨基 酸残基上，使蛋白质磷酸化，可分为5 类（表 8-1）。蛋白激酶在信号转导 中主要作用有两个方面：其一是通过磷酸化调节蛋白质的活性，磷酸化和去 磷酸