生物化学 上部 复习提纲.doc

第一章 蛋白质化学一、蛋白质的化学组成二、蛋白质的基本单位氨基酸1、结构通式：天然蛋白质中获得的氨基酸除Gly外均属L-氨基酸。2、氨基酸的分类3、蛋白质的一般理化性质 注：各种氨基酸均不吸收可见光；Phe、Tyr、Trp能显著吸收紫外光；旋光性4、氨基酸的两性性质及等电点氨基酸在水溶液或晶体状态是以两性离子形式存在，即在同一氨基酸分子上带有能放出质子的氨基正离子和能接受质子的羧基负离子的形式，因此，氨基酸是两性电解质。由此可判断氨基酸的电荷状况及在电场中的行为。在等电点时氨基酸的溶解度、导电性、粘度及渗透性都最小。氨基酸的等电点等于两性离子两侧基团pK值之和的一半。对R基团不解离的中性氨基酸 pI=(pK1+pK2)/2对R基团有解离的氨基酸： 酸性氨基酸：pI=(pK1+pKCOOH)/2 碱性氨基酸：pI=(pK2+pKNH2)/25、氨基酸的化学反应1）a-NH2参加的反应 与甲醛、 HNO2、酰化反应和烃化反应（DNS、DNFB、PITC）及相应的反应条件；脱氨反应；与酸成盐的反应2）a-COOH参加的反应 与碱成盐反应；与醇成酯反应； 叠氮反应；脱羧反应；LiBH4反应3）a-NH2和a-COOH共同参加的反应：注意茚三酮反应4）侧链基团的反应三、肽1、 肽、肽键、肽链、N端、C端、肽单位的概念2、 肽键的特点3、 肽的性质四、蛋白质的结构一）、构型与构象的区别构型构象1、 指不对称C原子上相连的各原子或取代基团的空间排布；2、 其改变涉及共价键的断裂。1、 指与碳原子相连的各原子或取代基团的单键旋转所造成的原子或基团在空间上的不同排布；2、 不改变共价键二）蛋白质的结构层次1、 蛋白质的一级结构1） 一级结构的概念2） 一级结构的测定程序请参见已发资料。2、 蛋白质的高级结构层次1） 二级结构的主要类型、各种类型的结构特点、结构稳定性因素及影响因素2） 超二级结构和结构域的概念、结构特点、结构稳定性因素3） 三级结构的概念、结构稳定性因素4） 四级结构的概念及结构稳定性因素结构维系结构的化学键一级结构肽键、二硫键（均为共价键）二级结构主链的氢键（a-螺旋为链内氢键；b-折叠为链间氢键）超二级结构结构域三级结构四级结构二硫键（共价键）侧链间次级键：氢键、离子键、疏水键、酯键、范德华力等五、蛋白质的性质1、亲水胶体性质：由于蛋白质带电荷和分子表面具水化膜2、两性性质及等电点3、 蛋白质的沉淀反应：可逆性沉淀反应（盐析、pI、有机溶剂沉淀法）和不可逆沉淀反应（重金属盐沉淀、加热沉淀、生物碱沉淀等）4、 蛋白质的变性（变性作用、影响变性的因素及机理、变性的特征、复性等）5、 蛋白质的水解（酸、碱、酶水解，其中酶水解是重点）。6、 蛋白质序列测定中酶水解与化学法水解的催化部位和限制条件；N-和C-端测定的方法及基本原理（主要：Sanger 法和Edmann 降解法）六、蛋白质的分类七、蛋白质的分离与纯化注意：电泳的基本原理、层析法（离子交换法等）第二章 核酸化学一、核酸的化学组成 注意区分DNA与RNA在组成上的区别二、核酸的种类、分布及功能三、核酸的结构一）、核酸的一级结构1、 概念2、 核酸与蛋白质一级结构的比较区别蛋白质核酸基本结构单位二十种氨基酸4种相应的单核苷酸连接的键肽键3，5-磷酸二酯键链端多肽链，具C端和N端多核苷酸链，具3端和5端主链的组成（不变部分）由氨基N、a-C、羧基C原子反复循环组成，即-N-Ca-C-由戊糖+磷酸反复组成侧链（可变部分）二十种氨基酸残基的R基的不同排列组合四种碱基的不同排列组合二）、DNA的二级结构1、DNA二级结构的的概念1） DNA碱基组成的特点Chargaff定律2） DNA二级结构的典型结构B-DNA双螺旋结构（Watson & Crick模型，1953年）要点2、DNA双螺旋结构与蛋白质-螺旋的比较比较内容DNA双螺旋结构蛋白质-螺旋结构类型核酸的二级结构蛋白质的二级结构骨架二条右旋的核苷酸链，绕同一中心轴反向平行排列；磷酸和脱氧核糖的重复一条右旋的肽链-N-C-C-的重复直径205螺圈每10个核苷酸上升一圈每3.6个Aa上升一圈螺距345.4间距及夹角核苷酸间距3.4 沿中轴转36氨基酸残基的间距1.5 (5.4 /3.6 Aa)沿中轴转100稳定力碱基堆积力、氢键、离子键主链内氢键链端5端和3端N端和C端三）其他DNA螺旋的结构1、 回文结构DNA序列中以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同的双螺旋结构，即对称轴一侧的片段旋转180后，与另一侧片段对称重复。回文结构能形成十字结构和发夹结构。镜像重复存在于同一股上的某些DNA区段的反向重复序列，此序列各单股中没有互补序列，不能形成十字形或发夹结构。2、 DNA三股螺旋（H-螺旋）当多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的DNA螺旋区段，其序列中有较长的镜像重复时，形成的局部三股配对交互相盘绕的三股螺旋，其中两股的碱基按Watson-Crick方式配对，第三股多聚嘧啶（镜像重复）通过TAT和C+GC配对，而处于双螺旋的大沟中。四、RNA的结构RNA的一绵结构是由数量极其庞大的四种核糖核苷酸按一定顺序通过3，5-磷酸二酯键连成的线形分子其表示法同DNA。一）tRNA的结构1、 tRNA的一级结构2、 tRNA的二级结构三叶草型结构（具五臂四环）3、 tRNA的三级结构倒L型结构二）rRNA的结构三）mRNA的结构五、核酸与蛋白质复合体核蛋白体1、 病毒（核酸在内，蛋白质在外）2、 染色体（核酸在外，蛋白质在内）3、 核糖体（60%的rRNA、40%蛋白质）六、核酸的性质1、 一般理化性质（晶形、溶解度、酸碱度、粘度、旋光性等）2、 核酸的紫外吸收（260nm）3、 核酸的变性、复性及分子杂交掌握变性、复性的概念；变性的特征；增色效应、减色效应；Tm值的概念；分子杂交的概念4、 核酸的解离性质（碱解与酸解特性） RNA的类型及比较类别项 目核糖体RNARibosome RNA(rRNA)转运RNATransfer RNA(tRNA)信使RNAMessager RNA(mRNA)分子量100万以上2.5万350万左右占RNA的%80%15%5%存在形式以核蛋白体的形式存在，由大小亚基组成，在核糖体中占60%，其余40%为蛋白质以游离态存在于细胞质中，呈可溶态暂存于核仁，或立即转移到细胞质与核蛋白体结合成串珠功能构成核糖体的骨架，为蛋白质合成提供工作场所携带氨基酸到核糖体的mRNA上蛋白质合成的模板，提供遗传信息一级结构单链，直线形多聚核苷酸多为76个核苷酸，多个位点具不变核苷酸，3端具有CCAOH序列，5端多为G，含大量修饰碱基真核：单顺反子，3端有poly(A),5端有帽子真核：多顺反子，无poly(A)和帽子二级结构单链回折局部螺旋区和突环三叶草形三级结构不清楚倒L形5、 核酸的颜色反应1） 钼蓝反应（核酸中含磷量的鉴定）：生成蓝色产物2） 苔黑酚反应（RNA中核糖的鉴定）：生成蓝绿色化合物3） 二苯胺反应（DNA中脱氧核糖的鉴定）：生成蓝色产物6、核酸的沉降特性 第三章 酶一、酶的概念二、酶的命名和分类三、酶的催化作用的特点一）、与一般催化剂的共性二）与一般催化剂的区别酶的特性1、 高效性 2、专一性 3、不稳定性 4、可调控性四、酶的结构及作用机理1、 酶的结构 结合部位：与底物结合，决定酶的专一性 活性中心 必需基团 催化部位：促进底物变化，决定酶的高效性 酶的结构 活性中心以外的必需基团 其他部分2、作用机理1）、中间产物学说：酶催化作用的实质是通过形成中间产物，降低反应所需的活化能。2）、酶作用专一性机理诱导契合学说 酶分子受底物分子诱导，其构象发生了有利于与底物结合的变化，活性中心有关基团正确排列和定向，而利于催化。3）、酶作用的高效性机理影响酶高效性的因素A、 邻近定向效应 B、张力学说 C、共价催化 D、酸碱催化五、酶活力的测定1、 酶活力酶催化一定化学反应的能力，以最适条件下酶催化化学反应速度来表示。2、 酶活力单位某酶在最适条件下，单位时间内底物的减少或产物的增加量表示。各种酶的活力单位不同，同一酶在不同条件下也有不同的活力单位，国际酶委会规定：1个酶活力单位（U）标准条件下（25,最适pH和最适S每分钟催化1mol的底物变成产物的酶量或者1分钟内使1mol有关基团转化的酶量。2、比活力=活力单位（U）/酶蛋白（mg） 这是酶纯度的指标，比活力越高表明酶越纯。3、 总活力定量（体积）酶制剂所含酶的单位数。4、 转换数（Kcat）每分钟1mol酶分子转换底物mol数，即酶将底物转换为产物的效率。六、影响酶促反应的因素（酶促反应动力学）1、底物浓度S1）V与S的关系当S较低时，V随S增加面增加，符合一级反应；当S中等时，V随S增加缓慢增加；当S最大时，V不再增加，符合零级反应2）米氏方程的意义2、酶浓度E 3、温度 4、pH 5激活剂6、抑制剂 竞争性抑制：I与S竞争E的活性部位，E活性部位不能同时与I和S结合 可逆抑制 非竞争抑制：I与S能同时与E结合抑制类型 反竞争抑制：I必须在E与S结合后，才与ES结合 不可逆抑制：非专一性和专一性不可逆抑制 注意Km和Vmax的变化注意酶的活力与比活力的计算，蛋白质含氮量的计算；酶水解部位及多肽链顺序推断。第四章 维生素与辅酶见上课所讲内容和书中总结表格）举例：1 简要说明蛋白质二级结构的特点，原肌球蛋白分子量70K，由双股螺旋组成，该分子的长度为多少？(700000.15nm)/12022、已知某多肽组成是Ala5 Lys1 phe1与2，4二硝基氟苯（DNFB）反应后再酸解产生一个游离的DNFB-Ala，胰蛋白酶得一个三肽（Lys1 Ala2）和一个四肽（Ala3 Phel），整个多肽经糜蛋白酶解产生一个六肽和一个游离氨基酸，写出这个多肽的一级结构。 Ala- Ala- Lys- Ala- Ala- Phe-Ala3、有一个七肽，经分析它的氨基酸组成是：Lys,Pro,Arg,Phe,Ala,Tyr,和Ser。此肽未经糜蛋白酶处理时，与FDNB反应不产生-DNP-氨基酸。经糜蛋白酶作用后，此肽断裂成两个肽段，其氨基酸组成分别为Ala,Tyr,Ser和Pro,Phe,Lys,Arg。这两个肽段分别与FDNB反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys。此肽与胰蛋白酶反应，同样能生成两个肽段，它们的氨基酸组成分别是Arg,Pro和Phe,Tyr,Lys,Ser,Ala。试问此七肽的一级结构是怎样的？给出分析过程。一个环肽:-Phe-Ser-la-Tyr-Lys-Pr-Arg-4、今有以下四种蛋白质的混合物:(1)分子量为15,000,pI=10;(2),分子量为62,000,pI=4;(3),分子量为28,000,pI=8;(4),分子量为9,000,pI=6;若不考虑其它因素,当(A)用CM-纤维素层析柱分离时,(B)用SephadexG50凝胶层析柱分离时,试写出这些蛋白的洗脱顺序A: CM-纤维素是阳离子交换树脂,本身带负电荷,吸附阳离子。对蛋白质吸附能力的大小取决于蛋白质本身所带的电荷大小。B）：SephadexG50对蛋白质的吸附主要取决于蛋白质的大小。分子量越大，则越先被洗脱下来。5、有一个A肽：经酸解分析得知由Lys,His,Asp,Glu2,Ala以及Val,Tyr和两个NH3分子组成。当A肽与FDNB试剂反应后，得DNP-Asp；当用羧肽酶处理后得游离Val。如果我们在实验中将A肽用胰蛋白酶降解，得到两种肽，其中一种(Lys,Asp,Glu,Ala,Tyr)在pH6.4时，净电荷为零，另一种(His,Glu以及Val)可给出DNP-his,在pH6.4时，带正电荷。此外，A肽用糜蛋白酶降解时，也得到两种肽，其中一种(Asp,Ala,Tyr)在pH6.4时呈中性，另一种(Lys,His,Glu2以及Val)在pH6.4时，带正电荷。问A肽的氨基酸顺序如何？Asn-Ala-Tyr-Glu-Lys-His-Gln-Val6、有两个纯的蛋白质a和b，分子量都是100，000的近似球形的蛋白质。其中蛋白质a：由2个分子量为40，000的亚基和2个分子量为10，000的亚基组成