生物化学第九次作业.doc

第九次生化习题一、 名词解释（英文）Glyoxylate cycle,乙醛酸循环：植物细胞内脂肪酸氧化分解为乙酰CoA后在乙醛酸体内生成琥珀酸，乙醛酸和苹果酸，其中琥珀酸可用于糖的合成，成为乙醛酸循环。动物体内无乙醛酸体。脂肪酸经过-氧化分解为乙酰CoA，在柠檬酸合成酶的作用下乙酰CoA与草酰乙酸缩合为柠檬酸，再经乌头酸酶催化形成异柠檬酸。随后，异柠檬酸裂解酶(isocitratelyase)将异柠檬酸分解为琥珀酸和乙醛酸。再在苹果酸合成酶(malate synthetase)催化下，乙醛酸与乙酰CoA结合生成苹果酸。苹果酸脱氢重新形成草酰乙酸，可以再与乙酰CoA缩合为柠檬酸，于是构成一个循环。其总结果是由2分子乙酰CoA生成1分子琥珀酸，反应方程式如下：2乙酰CoANAD+琥珀酸2CoANADHH+琥珀酸由乙醛酸体转移到线粒体，在其中通过三羧酸循环的部分反应转变为延胡索酸、苹果酸，再生成草酰乙酸。然后，草酰乙酸继续进入TCA循环或者转移到细胞质，在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEP carboxykinase)催化下脱羧生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，PEP再通过糖酵解的逆转而转变为葡萄糖6磷酸并形成蔗糖。 H-DNA, H-DNA又称铰链DNA，是三螺旋结构中较为特殊的一种，1987年由Mirkin等在一种持粒的酸性溶液中首次发现。H-DNA可在任何以镜象重复的寡聚核苷酸中产生（核苷酸序列具有H回文结构）。它是由部分未缠绕的复合DNA中的一个富嘧啶链，经回折同复合体中伸展的富嘌呤链间形成Hoogsteen氢键而形成的分子内三螺旋，即DNA的双链所形成的三链螺旋。由于形成过程中发生TAT或者C+GC的转化，故称H-DNA。并把这类序列称为H回文序列。Induced fit hypothesis,Linking and Writhing number of DNA， Tm and Cot1/2 values, Optimal pH of enzyme, 酶的最适PH值。酶活性最高时的PH成为最适Ph。Intron and exon, 内含子（intron）：真核细胞基因DNA中的不编码序列，这部分序列并不编码蛋白质，又称间隔序列或插入序列tRNA and SnRNA, 小核RNA它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spilceosome）的主要成分，参与mRNA前体的加工过程。现在发现有五种snRNA，其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸。snRNA一直存在于细胞核中，与40种左右的核内蛋白质共同组成RNA剪接体，在RNA转录后加工中起重要作用。另外，还有端体酶RNA(telomeraseRNA)，它与染色体末端的复制有关；以及反义RNA(antisenseRNA)，它参与基因表达的调控。Molecular hybridization of Nucleic acid, 分子杂交(简称杂交,hybridization)是核酸研究中一项最基本的实验技术。其基本原理就是应用核酸分子的变性和复性的性质,使来源不同的DNA(或RNA)片段,按碱基互补关系形成杂交双链分子(heteroduplex)。杂交双链可以在DNA与DNA链之间,也可在RNA与DNA链之间形成。Saccharide, 定义：糖是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的总称peptide bond, 一分子氨基酸的羧基和一分子氨基酸的氨基脱水缩合形成的酰胺键，即-CO-NH-。分子量为43。氨基酸借肽键联结成肽链。hyperchromic effect and hypochromic effect, Specific activity. Semi-discontinuous replication of DNA, DNA的半不连续复制他认为35走向的DNA链的合成是不连续的，是由许多53方向合成的DNA片段连接起来的，这些不连续的DNA片段称为冈崎片段（Okazaki fragment）。原核细胞冈崎片段的长度为10002000个核苷酸，相当于1个顺反子（cistron）的大小，即基因的大小；真核生物冈崎片段的长度为100200个核苷酸，相当于1个核小体DNA的大小。 35走向的DNA链是不连续的，另一条链根据最近的实验，认为53走向的DNA链是连续的，因此称semidis continuous replication。 Exon or extron, 外显子（exon or extron）：真核细胞基因DNA中的编码序列，这部分序列可转录为RNA，并翻译成蛋白质，也称表达序列Urea cycle，尿素循环（urea cycle）：是一个由4步酶促反应组成的，可以将来自氨和天冬氨酸的氮转化为尿素的循环。该循环是发生在脊椎动物的肝脏中的一个代谢循环。肝脏是动物生成尿素的主要器官，由于精氨酸酶的作用使精氨酸水解为鸟氨酸及尿素。精氨酸在释放了尿素后产生的鸟氨酸，和氨甲酰磷酸反应产生瓜氨酸，瓜氨酸又和天冬氨酸反应生成精氨基琥珀酸，精氨基琥珀酸为酶裂解，产物为精氨酸及延胡索酸。由于精氨酸水解在尿素生成后又重新反复生成，故称尿素循环。-oxidation of fatty acid，脂肪酸的氧化形式，长链上每两个碳原子一组氧化成二氧化碳和水，依次进行的氧化方式Motif of protein，蛋白质分子中的一些二级结构单元，往往有规则地聚集在一起形成全由-螺旋、全由-片层或-螺旋与-片层混合、均有的超二级结构基本形式，具体说，形成相对稳定的、2和T等超二级结构又称模体(motif)或模序。Allosteric enzyme and allosteric effect变构酶 allosteric enzyme 具有变构效应的酶。变构效应迄今有三个定义。（1）天冬氨酸氨甲酰转移酶是嘧啶核苷酸合成途径初始阶段的酶，但受到合成途径最终产物胞苷三磷酸（CTP）的反馈抑制，这时CTP与底物是主体结构上不同的化合物（意为变构），因为抑制效应是由此所引起的（因情况不同亦有激活的），所以称为变构效应。（2）乳糖一旦与乳糖操纵子的阻遏物结合，就会失去对操作基因的作用。认为这是由于乳糖结合后引起阻遏物的立体结构变化的缘故，所以称乳糖的作用为变构效应。（3）如将上述天冬氨酸氨甲酰转移酶的反应速度（或底物对酶的结合量）对底物浓度绘成图，即可得如图所示的S形曲线b。二、 写出下列化合物的结构式及中文名称1.Vitamin B6 维生素B62.Orthinine 3.OAA 4.UDP-glucose鸟甘酸二磷酸葡萄糖5.C2-endo-C3-exoticpentose 6.m2Gm 7.anti-ATP 8.DHAP 9.UDP-Galactose 鸟甘酸二磷酸半乳糖10.FBP 11.cGMP，环磷酸鸟苷12.-ketoglutarate， -酮戊二酸13.Biotin，维生素H14.His 组氨酸三、论述题1. 简述氨基酸骨架进入TCA循环的途经。2. 何为氧化电子传递链？试证明氧化电子传递与磷酸化相偶联。1. 是一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统.所有组成成分都嵌合于线粒体内膜或叶绿体类囊体膜或其他生物膜中,而且按顺序分段组成分离的复合物,在复合物内各载体成分的物理排列也符合电子流动的方向.其中线粒体中的电子传递链是伴随着营养物质的氧化放能，又称作呼吸链.2.证明：根据实验测定氧的消耗量与ATP的生成数之间的关系以及计算氧化还原反应中GO和电极电位差E的关系可以证明。P/O比值是指代谢物氧化时每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数，即合成ATP的摩尔数。实验表明， NADH在呼吸链被氧化为水时的P/O值约等于3，即生成3分子ATP；FADH2氧化的P/O值约等于2，即生成2分子ATP。氧-还电势沿呼吸链的变化是每一步自由能变化的量度。根据GO= - nFE O(n是电子传递数,F是法拉第常数)，从NADH到Q段电位差约0.36V，从Q到Cytc为0.21V，从aa3到分子氧为0.53V，计算出相应的GO分别为69.5、40.5、102.3kJ/mol。于是普遍认为下述3个部位就是电子传递链中产生ATP的部位。 NADHNADH脱氢酶Q 细胞色素bc1复合体Cytc aa3O23. 简述PPP途经产生的主要中间产物及其功能。氧化部分 第一步和糖酵解的第一步相同，在已糖激酶的催化下葡萄糖生成6磷酸葡萄糖。后来在6-磷酸葡萄糖脱氢酶(这也是磷酸戊糖途径的限速酶)(Glucose-6-phosphat-dehydrogenase)，6-磷酸葡糖酸内酯酶(6-Phosphogluconolactonase)和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-Phosphogluconatdehydrogenase)的帮助下生成5-磷酸核酮糖。 非氧化部分 其实是一系列的基团转移反应。在5-磷酸核酮糖的基础上可以通过一系列基团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而进入糖酵解途径。这需要有酶的帮助，比如转羟乙醛酶可以转移两个碳单位。而转二羟丙酮基酶则可转三个。4. 简述奇数碳原子的脂肪酸代谢步骤及其与偶数碳原子脂肪酸-氧化途经的异同。奇数碳原子脂肪酸，经过-氧化除生成乙酰CoA外还生成一分子丙酰CoA，某些氨基酸如异亮氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的分解代谢过程中有丙酰CoA生成，胆汁酸生成过程中亦产生丙酰CoA。丙酰CoA经过羧化反应和分子内重排，可转变生成琥珀酰CoA，可进一步氧化分解，也可经草酰乙酸异生成糖5. 试评述酶作用机理的二种主要的假说；怎样理解酶的立体异构专一性。1.锁钥学说：是德国著名有机化学家，Emil Fisher提出来的。他认为酶像一把锁，酶的底物或底物分子的一部分结构尤如钥匙一样，能专一性地插入到酶的活性中心部位，因而反应发生。 2. 三点附着学说：该学说是AOgster在研究甘油激酶催化甘油转变为磷酸甘油时提出来的。其要点是：立体对映体中的一对底物虽然基因相同，但空间排布不同；那么这些基团与酶活性中心的有关基团能否互相匹配不好确定。只有三点都相互匹配时，酶才能作用于这个底物立体结构特异性(stereo specificity)：作用于立体异构体中的一种6. 简述生物代谢的一般特点。7.简要回答EMP的生物学意义。EMP途径是指在无氧条件下，葡萄糖被分解成丙酮酸，同时释放出少量ATP的过程。大致可分为两个阶段。第一阶段只是生成两分子的主要中间代谢产物：3-磷酸-甘油醛。第二阶段发生氧化还原反应，释放能量合成ATP，同时形成两分子的丙酮酸。EMP途径的第一阶段中，葡萄糖在消耗ATP的情况下被磷酸化，形成葡萄糖-6-磷酸。葡萄糖-6-磷酸进一步转化为果糖-6-磷酸，然后再次被磷酸化，形成果糖-1，6-二磷酸。在醛缩酶催化下，果糖-1，6-二磷酸裂解成两个三碳化合物：3-磷酸甘油醛与磷酸二羟丙酮。此阶段的反应并不涉及电子转移。在第二阶段中，3-磷酸甘油醛首先转化为1，3-二磷酸甘油醛，此过程是氧化反应，辅酶NAD+接受氢原子，形成NADH。同时3-磷酸甘油醛接受无机磷酸被磷酸化。与上述的葡萄糖-6-磷酸的有机磷酸键不同，二磷酸甘油醛中的两个磷酸键属于高能磷酸键。在其后来的1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸的反应过程中，高能磷酸键的能量转移导致ATP的合成。8.有哪些因素可以保证DNA复制的忠实性？主要有5种机制使DNA复制的错误率降到很低。 1. 通过核苷酸合成的调节机制保持细胞内4种脱氧核苷三磷酸浓度的平衡。2. DNA聚合酶的两步反应机制。 3. DNA聚合酶具有自我校对能力，可及时切除错配的碱基。 4. 错配修复。 5. RNA引物。 9.酶为什么比化学催化剂有更高的催化效率？就分子比(molecular ratio)而言， 以摩尔为单位进行比较，酶的催化效率比化学催