生物化学第一章

1、 蛋白质的一级结构、空间结构与功能的关系？ .蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系 蛋白质的一级结构与蛋白质功能有相适应性和统一性 1，蛋白质中的氨基酸序 列与生物功能密切相关，一级结构的变化往往导致蛋白质生物功能的变化。如 镰刀型细胞贫血症，其病因是血红蛋白基因中的一个核苷酸的突变导致该蛋白 分子中 -链第 6 位谷氨酸被缬氨酸取代。这个一级结构上的细微差别使患者 的血红蛋白分子容易发生凝聚，导致红细胞变成镰刀状，容易破裂引起贫血， 即血红蛋白的功能发生了变化。2.一级结构与生物进化 ，研究发现，同源蛋白 质中有许多位置的氨基酸是相同的，而其它氨基酸差异较大。如比较不同生物 的细胞色素 C 的一级结构，发现与人类亲缘关系接近，其氨基酸组成的差异越 小，亲缘关系越远差异越大。3 生物体内，有些蛋白质常以前体的形式合成， 只有按一 定方式裂解除去部分肽链之后才具有生物活性，如酶原的激活。 蛋白质空间橡象与功能活性的关系 蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关，蛋白质的空间 构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。如血红蛋 白是一个四聚体蛋白质，具有氧合功能，可在血液中运输氧。研究发现，脱氧 血红蛋白与氧的亲和力很低，不易与氧结合。一旦血红蛋白分子中的一个亚基 与 O2 结合，就会引起该亚基构象发生改变，并引起其它三个亚基的构象相继发 生变化，使它们易于和氧结合，说明变化后的构象最适合与氧结合。 2、 糖、脂肪、蛋白质代谢相互关系？ 糖类代谢和蛋白质代谢的关系 糖类和蛋白质在体内是可以相互转化的。几乎所有组成蛋白质的天然氨基酸都 可以通过脱氨基作用，形成的不含氮部分进而转变成糖类；糖类代谢的中间产 物可以通过氨基酸转换作用形成非必需氨基酸。注意：必需氨基酸在体内不能 通过氨基转换作用形成。 （2）糖类代谢与脂质代谢的关系 糖类代谢的中间产物可以转化成脂肪，脂肪分解产生的甘油、脂肪酸也可以转 化成糖类。糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪却不能大量转化成糖类。 （3）蛋白质代谢和脂质代谢的关系 一般情况下，动物体内的脂肪不能转化为氨基酸，但在一些植物和微生物体内 可以转化；一些氨基酸可以通过不同的途径转变成甘油和脂肪酸进而合成脂肪。 （4）糖类、蛋白质和脂质的代谢之间相互制约 糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪却不可以大量转化成糖类。只有当糖类代谢 发生障碍时才由脂肪和蛋白质来供能，当糖类和脂肪摄入量都不足时，蛋白质 的分解才会增加。例如糖尿病患者糖代谢发生障碍时，就由脂肪和蛋白质来分 解供能，因此患者表现出消瘦。 3、 维生素 b6 在氨基酸代谢中有哪些重要作用? 维生素 B6 的磷酸酯是氨基酸代谢中许多酶的辅酶。重要作用有： 是转氨酶的辅酶，参与体内氨基酸的分解代谢及体内非必需氨基酸的合成。 磷酸吡哆醛又是氨基酸脱羧酶的辅酶，与体内许多重要的胺类物质的生成有 关，如 -氨基丁酸、组胺、5-羟色胺、儿茶酚胺类、牛磺酸、多胺等 4、prpp 在核苷酸代谢中的重要性 在嘌呤核苷酸的从头合成途径中具有起始引物的作用；在补救途径中， 可以 P RPP 和嘌呤碱基为原料合成嘌呤核苷酸。（2）在嘧啶核苷酸的从头合成途径中 ，PRPP 虽然不具有引物作用，但作为中间反应原料参与嘧啶核苷酸的合成；补 救途径中，可以 PRPP 和嘧啶碱基为原料合成嘧啶核苷酸。 5、试述体内清除血氨的机制 主要是合成尿素，在肝经鸟氨酸循环将有毒的氨转变为无毒的尿素，通过肾 随尿排出，这是机体清除氨的主要途径；重新合成非必需氨基酸；合成其 它含氮化合物；以铵盐形式排出。 6、四种血浆脂蛋白的主要生理功能 乳糜微粒(0.95g/cm3)，密度非常低，运输甘油三酯和胆固醇酯，从小肠到组 织肌肉和 adipose 组织。（2） 极低密度脂蛋白 VLDL(0.95-1.006g/cm3)，在 肝脏中生成，将脂类运输到组织中，当 VLDL 被运输到全身组织时，被分解为三 酰甘油、脱辅基蛋白和磷脂，最后，VLDL 被转变为低密度脂蛋白。（3） 低密 度脂蛋白(LDL，1.006-1.063g/cm3)，把胆固醇运输到组织，经过一系列复杂的 过程，LDL 与 LDL 受体结合并被细胞吞食。 （4） 高密度脂蛋白(HDL，1.063- 1.210g/cm3)，也是在肝脏中生成，可能负责清除细胞膜上过量的胆固醇。当血 浆中的卵磷脂：胆固醇酰基转移酶(Lecithin cholesterol acyltransferase, LCAT)将卵磷脂上的脂肪酸残基转移到胆固醇上生成胆固醇脂时，HDL 将这些胆 固醇脂运输到肝。肝脏将过量的胆固醇转化为胆汁酸。 7、嘌呤核苷酸的循环过程 循环是由三个酶促反应组成的。第一阶段为嘌呤核苷酸腺苷酸（AMP）脱氨形成 肌苷酸（IMP），此步骤由 AMP 脱氨酶催化： AMP + H2O IMP + NH4+ 第二阶段为自 IMP 与氨基酸天冬氨酸形成腺苷酸基琥珀酸，这一步骤与 GTP 的 水解相偶联，后者是一个在能量上有利的反应，催化这一阶段的酶为腺苷酸基 琥珀酸合成酶： 天冬氨酸 + IMP + GTP 腺苷酸基琥珀酸 + GDP + Pi 最后，腺苷酸基琥珀酸被腺苷酸基琥珀酸裂解酶裂开形成延胡索酸并重新生成 起始物质 AMP： 腺苷酸基琥珀酸 AMP + 延胡索酸 8、嘌呤核苷酸的从头合成：嘌呤核苷酸从头合成，指利用磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨 酸、谷氨酰胺、一碳单位及 CO 2 等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核 苷酸的过程。 嘧啶核苷酸的补救合成：嘧啶核苷酸的补救合成，指利用体内游离的嘧啶碱基或嘧啶核苷 为原料，经过嘧啶磷酸核糖转移酶或嘧啶核苷激酶等催化的简单反应合成嘧啶核苷酸的过 程。 9、简述核苷酸的主要生物学作用。 答：核苷酸的生物学作用： 作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功 能。 体内能量的利用形式。 ATP 是细胞的主要能量形式。 参与代谢和 生理调节。某些核苷酸或其衍生物是重要的调节分子。 组成辅酶。例如腺 苷酸可作为多种辅酶（ NAD 、 FAD 、辅酶 A 等）的组成成分。 活化中间 代谢物。核苷酸可以作为多种活化中间代谢物的载体。例如 UDP 葡萄糖是合成 糖原、糖蛋白的活性原料等。 10、比较嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的异同点 答：相同点： 合成部位：都在肝细胞的胞液中进行； 由 PRPP 、 CO 2 、谷氨酰胺和天冬氨酸参与； 先生成 IMP 或 OMP ； 催化第一、二步 反应的酶是关键酶。 不同点： 合成原料不同。嘌呤核苷酸的合成所需要的 原料有天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、 CO 2 、一碳单位、 PRPP ；嘧啶核苷 酸合成的原料有天冬氨酸、谷氨酰胺、 CO2 、一碳单位（仅胸苷酸合成需要）、 PRPP ； 合成程序不同。嘌呤核苷酸的合成是在磷酸核糖分子上逐步合成 嘌呤环，从而形成嘌呤核苷酸；嘧啶核苷酸的合成是首先合成嘧啶环，再与磷 酸核糖结合形成核苷酸，最后合成的核苷酸是 OMP ； 反馈调节不同。嘌呤 核苷酸产物反馈抑制 PRPP 合成酶、酰胺转移酶等起始反应的酶；嘧啶核苷酸 产物反馈抑制 PRPP 合成酶、氨基甲酰磷酸合成酶 II 、天冬氨酸氨基甲酰转 移酶等起始反应的酶； 生成的核苷酸前体物不同。嘌呤核苷酸最先合成的 核苷酸是 IMP ；嘧啶核苷酸最先合成的核苷酸是 OMP 。 11、肝昏迷氨中毒机制 关于氨中毒的机制，据认为是由于肝功能不全情况下，血氨的来源增多或 去路减少，引起血氨升高，脑组织对氨毒性极为敏感，因而出现脑功能障碍而 导致昏迷。正常血氨来自肠菌产氨（每日约 4g）、肾泌氨、肌肉组织产氨等， 而解除氨毒性的机制主要靠肝内的尿素合成。由于肝严重病变导致肝功能不全， 清除氨的能力大为降低，加之门腔静脉短路，使由肠管回血液的氨不经肝解毒 而直接进入体循环，造成高氨血症与肝昏迷。饮食蛋白过多、消化道出血、摄 入铵盐、放腹水以及应用利尿剂等均可引起血氨的升高或氨毒性增加，从而能 诱发肝昏迷。 氨对脑组织的毒性作用在于氨主要是干扰了脑的能量代谢，使高能磷酸化合物 （ATP 等）浓度降低。氨对脑细胞代谢的干扰有下述几方面：氨能抑制丙酮 酸脱氢酶的活性，影响乙酰辅酶 A 的生成，既干扰了三羧酸循环的起始步骤， 又影响了神经递质乙酰胆碱的生成；氨中毒时，脑内以形成谷氨酰胺的方式 解毒，从而消耗了较多的 NADH（-酮戊二酸经还原性氨基化而生成谷氨酸）， 影响线粒体氧化磷酸化的正常进行，妨碍 ATP 生成；大量氨与 -酮戊二酸 结合生成谷氨酸，可使三羧酸