生物化学复习

1 由柠檬酸循环形成的 NADH 和 FADH2 将通过电子传递链被氧化 每分子 NADH 将产生 2 5 分子 ATP 每分子 FADH2 将产生 1 5 分子 ATP 加上柠檬酸循环中每个酰基单位直接 产生一个高能磷酸键 一分子酰基单位彻底氧化 将产生 10 分子 ATP 2 5 3 1 5 1 1 若从丙酮酸脱去氢氧化开始 则可产生 12 5 分子 ATP 4 2 5 1 1 5 1 每分子葡萄糖可 产生 2 分子丙酮酸 2 1 5 2 或 2 2 5 2 ATP 每分钟葡萄糖彻底氧化为 H2O 和 CO2 5 或 7 12 5 2 30 或 32 ATP 2 脂肪酸 氧化过程 a 脂肪酸的活化 b 脂酰 CoA 从胞液转移至线粒体内 c 脱氢 d 加水 e 脱氢 f 硫解 如此反复进行 对一个偶数碳原子的饱和脂肪酸而言 经过 氧化 最终全 部分解为乙酰 CoA 由于每进行一次 氧化可生成乙酰 CoA FADH2 和 NADH 各 1 分子 十六碳的饱和脂肪酸 共需经过 7 次 氧化过程 其总反应如下 硬脂酰 ScoA 7HSCoA 7FAD 7NAD 7H2O 8 乙酰 CoA 7FADH2 7NADH 每分子 NADH 经 呼吸链氧化后可产生 2 5 分子 ATP 而每分子 FADH2 则产生 1 5 分子 ATP 故 7 分子 NADH 产生 17 5 分子 ATP 7 分子 FADH2 产生 10 5 分子 ATP 已知每分子乙酰 CoA 经 三羧酸循环氧化成 CO2 和 H2O 时可产生 10 分子 ATP 故 8 分子乙酰 CoA 可产生 80 分子 ATP 以上总共产生 28 80 108 分子 ATP 但在脂肪酸活化 1 分子棕榈酸净生成 106 分子 ATP 3 DNA 复制 复制 1 复制起始 复制起始 原点 Oric 上有四个 dnaA 蛋白结合的部位 当大肠杆菌 dna 基因表达的 dnaA 蛋白结合于 Oric 的 4 个部位上后 dnaB 和 dnaC 也结合上来 DNA 部分 解链 复制开始 引物酶加入 合成一段 RNA 引物 2 复制的延伸 复制的延伸 复制从原点起始 DNA 聚合 全酶进入已形成的复制叉上 在此它利用已合成的引物 RNA 开始复制 延伸 子链 在聚合酶 全酶的前头 还有一个 rep 蛋白 它像起始部位的 dnaB 蛋白一样是一个 解螺旋酶使复制叉得以推进 SSB 再次保持解链的 DNA 单链处于伸展状态而使之起模板 作用 DNA 促旋酶则同时引入负超螺旋 以避开拓扑学上的危机 以利聚合酶 全酶在 两条模板不断延伸 两条链同时同方向合成 3 复制的终止 复制的终止 复制具有终止位置 在大 肠杆菌里 由于基因组是一环型 DNA 两个复制叉向前推移 最后在终止区相遇并停止 复制 4 RNA 转录 转录 1 转录起始 转录起始 当 RNA 聚合酶的 亚基发现其识别位点时 全酶就与启 动子的 35 区序列 TTGACA 结合形成一个封闭的启动子复合物 在这一区段 酶与模 板的结合很松弛 酶随即移向 10 区的 TATAAT 序列并跨入了转录起始点 第一个磷酸二 酯键生成后 因子从全酶全酶解离下来 核心酶在 DNA 链上向下游滑动 核心酶连同生成 的二核苷酸 继续结合于 DNA 模板上并沿 DNA 链前移 进入延长阶段 2 延长过程 延长过程 转录延长的化学反应 在原核生物和真核生物之间没有太多的区别 只是催化的 RNA 聚 合酶不同 转录的延长在转录鼓泡上进行 转录鼓泡是一个含有核心酶核心酶 DNA 和新生 RNA 的区域 在这个区域里含有一段解链的 DNA 泡 在转录鼓泡里 杂交链中的 RNA 3 羟基对进来的核糖核苷三磷酸能进行结合合成反应 使链不断延长 DNA 双链中 约有 17 个 bp 被解开 延长速率大约是每秒钟 50 个核苷酸 转录鼓泡移动 170nm 的距 离 在 泡 里新合成的 RNA 与模板 DNA 链形成一杂交的双螺旋 此段双螺旋长约 12bp 3 转录终止 转录终止 RNA 聚合酶遇到 DNA 中的转录终止信号终止子时 RNA 聚合酶不 再前进 转录产物 RNA 链从转录复合物上脱落下来 就是转录终止 转录终止顺序的特 点其一是富含 GC 转录产物极易形成二重对称性结构 其二是紧接 GC 之后有一串 A 大约 6 个 因此 按此模板转录出来的 RNA 以几个 U 残基而结束 极易自身互补 形成发夹状结构 该结构可使聚合酶减慢移动或暂停 RNA 的合成 依据是否需要蛋白质 因子的参与 原核生物转录终止分为依赖 因子 rho 与非依赖 rho 因子两大类 选择 填空 1 各种结构特点及作用力 各种结构特点及作用力 1 一级结构 一级结构 多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序 即氨基酸序 列特征 特征 1 肽键具有部分双键的性质 不能自由旋转 肽键具有部分双键的性质 不能自由旋转 肽键的键长是 0 1325nm 比 C N 单键 键长 0 147nm 短些 比 C N 双键 键长 0 127nm 长些 2 肽单位是刚性 肽单位是刚性 平面结构 平面结构 这就是说 肽单位上的 6 个原子都位于同一个刚性平面上 称为酰胺平面 3 在肽单位上 其 在肽单位上 其 C O 和和 N H 都是反式排布 都是反式排布 二面角 二面角 肽平面 1 围绕 C 2 N1 单键旋转 其旋转的角度用 表示 肽平面 2 也可 以围绕 C 2 C2 单键旋转 其旋转的角度用 表示 由于 和 这二个转角决定 了相邻二个肽平面在空间上的相对位置 因此 习惯上将这二个转角称为二面角 二面角 决定多肽链主链骨架的构象 2 三维结构 三维结构 蛋白质的三维结构指的是蛋白质分子中全部原子和基团相互间的立体关系 包括全部原子和基团的排列 分布及肽链的走向 又称为蛋白质的高级结构 空间结构或 构象 可分为二级 超二级 结构域 三级和四级结构 作用力 作用力 非共价键维持 如 氢 键 范德华引力 疏水作用力 离子键 二硫键 配位键参与维持构象 a 二级结构二级结构 基键基键 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 二级结构以一级结构为基础 多为短距离效应 可分为 螺旋 链内 螺旋 链内 多肽链主链围绕中心轴呈有规律地螺旋式上升 顺时钟走向 即右手螺 旋 每隔 3 6 个氨基酸残基上升一圈 螺距为 0 540nm 螺旋的每个肽键的 和第四 个肽键的羧基氧形成氢键 氢键的方向与螺旋长轴基本平形 折叠 链间 折叠 链间 多肽链充分伸展 各肽键平面折叠成锯齿状结构 侧链 基团交错位 于锯齿状结构上下方 它们之间靠链间肽键羧基上的氧和亚氨基上的氢形成氢键维系构象 稳定 转角转角 常发生于肽链进行 180 度回折时的转角上 常有 个氨基酸残基组成 第二个 残基常为脯氨酸 无规卷曲 无确定规律性的那段肽链 主要化学键 氢键 b 超二级结构超二级结构 在蛋白质分子结构中经常存在由相邻的二级结构单元 主要是 螺旋和 折叠片 组合在一起 形成有规则的 空间上能够辨认的二级结构组合体 充当三级结构 的构件 称为超二级结构 结构域结构域 多肽链在二级结构的基础上 进一步卷曲折叠成为相对 独立 近似球形的松散连接的三维实体 是三级结构的局部折叠区 c 三级结构三级结构 多肽链在二级结构 超二级结构和结构域的基础上 主链构象和侧链构象相 互作用 进一步盘曲折叠形成特定的球状分子结构 d 四级结构 四级结构 由两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成的有特定三维结构的蛋白 质构象称为蛋白质的四级结构 2 DNA 的双螺旋结构特征的双螺旋结构特征 1 由两条平行的多核苷酸链 以相反的方向 即一条由 3 向 5 另一条由 5 向 3 围绕着同一个 想象的 中心轴 以右手旋转方式构成一个双螺旋形状 2 疏水的嘌呤和嘧啶碱基平面层迭于螺旋的内侧 亲水的磷酸基和脱氧核糖以磷酸二酯 键相连成的骨架位于外侧 3 内侧碱基呈平面状 碱基平面与中心轴相垂直 每个平面上有两个碱基 每条各一 个 形成碱基对 相邻碱基平面在螺旋轴之间的距离为 3 4nm 旋转夹角为 36 因此每 10 对核苷酸绕中心轴旋转一圈 故螺旋的螺距为 34nm 4 双螺旋的直径为 20nm 沿螺旋的中心轴形成大沟和小沟交替出现 5 两条链被碱基对之间形成的氢键而稳定的维系在一起 在 DNA 中碱基总是由腺嘌 呤与胸腺嘧啶配对 用 A T 表示 由鸟嘌呤与胞嘧啶配对 用 G C 表示 稳定性 稳定性 1 互补碱基之间有氢键 2 DNA 分子中的碱基堆积力 3 离子键 3 在真核细胞内 生物氧化生物氧化多在线粒体内进行 在不含线粒体的原核生物 生物氧化生物氧化则在 细胞膜上进行 4 线粒体呼吸链线粒体呼吸链 NADH 呼吸链和 FADH2 呼吸链 5 真核细胞的线粒体内膜线粒体内膜是能量转换的重要部位 电子传递链和氧化磷酸化有关的组分都 存在于此 原核细胞没有线粒体结构 它的部分质膜质膜起着这种作用 6 糖酵解中 已糖激酶 磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反应是不可逆的不可逆的 7 糖的有氧氧化糖的有氧氧化 胞液阶段和线粒体阶段 胞液 葡萄糖 丙酮酸的酵解过程相同 后者包 括丙酮酸在线粒体氧化为乙酰和柠檬酸循环 8 在柠檬酸循环柠檬酸循环中 关键作用酶 柠檬酸合成酶 异柠檬酸脱氢酶和 酮戊二酸脱氢酶复 合体 9 钙离子在葡萄糖有氧氧化过程中它对丙酮酸脱氢酶复合体和 酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体有 激活作用 10 磷酸无糖途径产物为 NADPH 5 磷酸核糖磷酸核糖 11 葡萄糖异生葡萄糖异生 肝 肝 由非糖前体物质合成葡萄糖的过程 eg 乳酸异生糖 12 心肌 肾上腺皮质 脑组织等在糖供应不足时 可利用酮体酮体作为主要能源 13 氮平衡 氮平衡 氮的总平衡 氮的正平衡 氮的负平衡 14 谷氨酰胺谷氨酰胺是 NH3 在体内只存和运输的形式 镁离子 15 苯丙酮尿症苯丙酮尿症 小儿痴呆 酪氨酸酶小儿痴呆 酪氨酸酶 白化病白化病 小计算 1 一对电子通过 NADH 呼吸链到分子氧的传递 可形成 2 5 个 ATP 一对电子通 过 FADH2 呼吸链 可形成 1 5 个 ATP 2 磷酸甘油穿梭磷酸甘油穿梭 1 分子 NADH 脱下的电子通过氧化磷酸化最后生成 1 5 个 ATP 分子 苹果酸穿梭苹果酸穿梭 细胞液中 NADH 所带的氢和电子转移到了线粒体基质内 随后进入电子传递 链并产生 2 5 个 ATP 分子 3 糖酵解糖酵解 a 1 分子葡萄糖经第一阶段共 5 步反应 生成 3 磷酸甘油醛 消耗 2 分子 ATP 为耗能过程 b 6 步反应生成 4 分子 ATP 为释能过程 整个途径的关键酶是己糖激酶 磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶 一分子葡萄糖至丙酮酸净生 成 2 分子 ATP 名词解释 1 超二级结构超二级结构 在蛋白质分子结构中经常存在由相邻的二级结构单元 主要是 螺旋和 折叠片 组合在一起 形成有规则的 空间上能够辨认的二级结构组合体 充当三级结构 的构件 称为超二级结构 2 结构域 结构域 多肽链在二级结构的基础上 进一步卷曲折叠成为相对独立 近似球形的松散 连接的三维实体 是三级结构的局部折叠区 3 三级结构三级结构 多肽链在二级结构 超二级结构和结构域的基础上 主链构象和侧链构象相 互作用 进一步盘曲折叠形成特定的球状分子结构 称作三级结构 或者说三级结构是指 多肽链中所有原子的空间排布 4 一级结构 一级结构 多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序 即氨基酸序列 5 蛋白质变性 蛋白质变性 天然蛋白质在变性因素作用之下 其一级结构保持不变 但其高级结构发 生了异常的变化 即由天然态 折叠态 变成了变性态 伸展态 从而引起了生物功能的 丧失 它的物理 化学性质也发生改变 这种现象被称为变性 6 复性 复性 蛋白质的变性有可逆变性和不可逆变性之分 可逆变性在除去变性因素之后 在 适宜的条件下 变性的蛋白质可以从伸展态恢复到折叠态 并恢复全部的生物活性 这种 现象 称之为复性 7 DNA 的变性 的变性 指 DNA 分子由稳定的双螺旋结构松解为单链无规则线性结构的现象 DNA 的变性只涉及维持双螺旋稳定性的次级键的断裂 不涉及共价键的断裂 所以其一级 结构并不改变 8 DNA 加热变性过程加热变性过程是在一个狭窄的温度范围内迅速发生的 它有点 像晶体的熔融 9 Tm 通常将 50 的 DNA 分子发生变性时的温度称为解链温度 一般用 Tm 符号 表示 DNA 的 Tm 值一般在 82 95 之间 10 多功能酶 多功能酶 是指具有两种以上催化活性的酶 11 多酶体系 多酶蛋白 多酶体系 多酶蛋白 根据酶催化反应的需要 由催化一系列反应步骤的酶彼此以次 级键嵌合形成具有高度组织性的复合体 12 酶活力酶活力 酶催化底物发生化学反应的能力 13 比活力比活力 每毫克酶蛋白所含酶活力的单位数 用 U mg 蛋白表示 14 呼吸链呼吸链 电子传递链电子传递链 底物上的氢原子被脱氢酶激活后 经一系列的电子载体 传递给氧 而生成水 氢传递与氧化合的连锁反应 15 氧化磷酸化作用氧化磷酸化作用 与生物氧化作用相伴而生的磷酸化作用 是将生物氧化过程中释放的自 由能 用于 ADP 和无机磷酸生成高能 ATP 作用 16 氧化磷酸化氧化磷酸化 是需氧细胞生命活动的主要能量来源 是生物产生 ATP 的主要途径 17 乳酸循环 乳酸循环 肝脏为收缩的肌肉提供葡萄糖 肌肉则从葡萄糖酵解中获得 ATP 和乳酸 肝脏再利用乳酸异生成葡萄糖 这种乳酸 葡萄糖在肝脏和肌肉组织的互变循环 18 必需脂肪酸必需脂肪酸 由于动物机体缺乏脱饱和酶 不能合成对其生理活动十分重要的多不饱和脂 肪酸 而必须从食物中获得 植物和微生物可以合成 这类不饱和脂肪酸 19 酮体酮体 经常出现一些脂肪酸氧化的中间产物 即 乙酰乙酸 羟丁酸 和 丙酮 统称 20 蛋白质生理价值蛋白质生理价值 是指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率 21 必需氨基酸 必需氨基酸 在动物体内不能合成 或合成太慢远不能满足动物需要 因而必须由饲料 供给的氨基酸 22 蛋白质互补作用蛋白质互补作用 任何一种蛋白质其单独的生理价值都不能太高 合理配合 生理价值 大大提高 简答 1 氧化磷酸化作用机理是什么 氧化磷酸化作用机理是什么 化学渗透假说解释 电子沿呼吸链传递时 释出的能量用于把 H 由线粒体的间基 基 质 穿过内膜泵到线粒体内膜和外膜之间的膜间腔中 膜间腔中的 H 浓度高于间基中 的 H 浓度 线粒体的内膜外侧为正 内侧为负 于是形成一种跨线粒体内膜的质子梯度 产生了膜电势 即产生贮藏能量的电化学质子梯度 正是由这种电化学质子梯度推动 H 由膜间又穿过内膜上的 ATP 酶复合体的 F0 部位返回到间质 基 质 中 此时在 ATP 酶复合体的 F1 部位 发生 ATP 酶催化 ADP 磷酸化为 ATP 的反应 2 影响影响 Tm 值的因素 值的因素 1 DNA 的性质和组成 的性质和组成 A 均一的均一的 DNA 如病毒 如病毒 DNA Tm 值范围较小 非均一的值范围较小 非均一的 DNA Tm 值在一个较宽的值在一个较宽的 温度范围内 温度范围内 所以 Tm 值可作为衡量 DNA 样品均一性的指标 B G C 对含量愈高的对含量愈高的 DNA 分子 分子 Tm 值也大 值也大 碱基组成中 由于 G C 碱基对含有三个氢键 A T 碱基对只有两个氢键 故 G C 对 比 A T 对牢固 2 溶液的性质 溶液的性质 一般说离子强度低时 Tm 值较低 转变的温度范围也较宽 反之 离 子强度高时 Tm 值较高 转变的温度范围也较窄 所以 DNA 的制品不应保存在极稀的 电解质溶液中 一般在 1mol L 溶液中保存较为稳定 3 影响酶促反应速度的因素及原因 影响酶促反应速度的因素及原因 a 底物与速度的关系底物与速度的关系 在底物浓度较低时 反应速度随底物浓度的增加而上升 加大底物浓度 反应速度趋 缓 底物浓度进一步增高 反应速度不再随底物浓度增大而加快 达最大反应速度 此时 酶的活性中心被底物饱合 米氏方程式 V Vmax S Km S a 米氏常数 Km 值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度 b Km 值愈小 酶与底物的亲和力愈大 c Km 值是酶的特征性常数之一 只与酶的结构 酶所催化的底物和反应环境如温度 PH 离子强度有关 与酶的浓度无关 d Vmax 是酶完全被底物饱和时的反应速度 与酶浓度呈正比 b 酶浓度对酶促反应速度的影响酶浓度对酶促反应速度的影响 在底物浓度大大超过酶浓度 温度和 pH 固定不变 反应 体系中不含有抑制剂的情况下 酶反应速度与酶浓度成正比 c pH 对酶反应速度的影响 对酶反应速度的影响 1 pH 过小 过大 即过酸或过碱 都能使酶蛋白变性而失 活 2 pH 的改变能影响酶活性中心上必需基团的解离程度 同时 也可以影响底物和辅酶 的解离程度 从而影响酶分子对底物分子的结合和催化 d 温度对酶反应速度的影响温度对酶反应速度的影响 温度对酶促反应速度具有双重影响 升高温度一方面可加快 酶促反应速度 同时也增加酶的变性 酶促反应最快时的环境温度称为酶促反应的最适温 度 酶的活性虽然随温度的下降而降低 但低温一般不使酶破坏 酶的最适温度不是酶的特征性常数 它与反应进行的时间有关 e 激活剂对酶反应速度的影响 激活剂的概念 激活剂对酶反应速度的影响 激活剂的概念 凡是能提高酶活性的物质 都称为激活剂 主要有以下几种类型 主要有以下几种类型 一 金属离子 如 Ca2 Mg2 Zn2 K Na 等 二 无机阴离子 如 Cl Br I 等 三 小分子有机化合物 如 半胱氨酸 维生素 C 谷胱甘肽 巯基乙醇等 4 胆固醇的转化 胆固醇的转化 1 血中胆固醇的一部分运送到组织 构成细胞膜的组成成分 2 胆固醇可以经修饰后转变为 7 脱氢胆固醇 后者在紫外线照射下 在动物皮下转变 为维生素 D3 3 机体合成的约 2 5 的胆固醇在肝实质细胞中经羧化酶作用转化为胆酸和脱氧胆酸 4 胆固醇是肾上腺皮质 睾丸和卵巢等内分泌腺合成类固醇激素的原料 5 乳糖操纵子的调控方式 乳糖操纵子的调控方式 乳糖操纵子包括调节基因 启动基因 操纵基因 结构基因 当在培养基中只有乳糖时由于乳糖是 lac 操纵子的诱导物 它可以结合在调节基因产生的 阻遏蛋白的彼岸构位点上 使构象发生改变 破坏了阻遏蛋白与操纵子基因的亲和力 不 能与操纵子基因结合 于是 RNA 聚合酶结合于启动子 并顺利地通过操纵基因 进行结 构基因的转录 产生大量分解乳糖的酶 这就是当大肠杆菌的培养基中只有乳糖时利用乳 糖的原因 当没有乳糖时 阻遏蛋白与操纵基因结合 基因封闭 RNA 聚合酶不能顺利地 通过操纵基因 进行结构基因的转录 6 蛋白质变性蛋白质变性 天然蛋白质在变性因素作用之下 其一级结构保持不变 但其高级结构发 生了异常的变化 即由天然态 折叠态 变成了变性态 伸展态 从而引起了生物功能的 丧失 它的物理 化学性质也发生改变 这种现象被称为变性 变性表现 变性表现 1 物理性质的改变 溶解度 2 化学性质的改变 易被蛋白酶消化 3 生物功 能的改变 变性机理 变性机理 破坏了蛋白质分子构象中的次级键 使原来埋藏在分子内部的疏水集团大量暴 露出来 使分子表面水化膜破坏 分子结合沉淀 1 蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成 一般含有 碳 50 55 氮 15 18 氧 20 23 氢 6 8 硫 0 4 在某些蛋白质中 还含有一些微量元素如 磷 铁 铜 钼 碘 锌等 蛋白质元素组成的一个特点 各种蛋白质的氮含量比较恒定 平均值为 16 左右 由于容易用凯氏定氮法进行测定氮的含量 因此 蛋白质的含量可由氮的含量 乘以 6 25 100 16 计算出来 蛋白质含量 蛋白氮含量 6 25 2 蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位 氨基酸氨基酸 3 构成蛋白质的构成蛋白质的 氨基酸氨基酸均为无色晶体 熔点高于 200 一般能溶于水 稀酸 稀碱 不溶于有机溶剂 用酒精可把氨基酸从水溶液中沉淀析出 构成天然 L 型 4 蛋白质 氨基酸等电点及性质 氨基酸的等电点 蛋白质 氨基酸等电点及性质 氨基酸的等电点 对某种氨基酸来讲 当溶液在某一特 定的 pH 时 氨基酸以两性离子的形式存在 正电荷数与负电荷数相等 净电荷为零 在 电场中 既不向正极移动 也不向负极移动 这时 溶液的 pH 称为该氨基酸的等电点 用 p 表示 性质 性质 在一定的实验条件下 等电点是氨基酸的特征常数 当氨基酸处于等 电点状态时 其溶解度最小 容易发生沉淀 不同氨基酸 由于 R 基团结构的不同 有不 同的等电点 利用这一特性可以从各种氨基酸的混合物溶液中分离制取某种氨基酸 蛋白质的等电点蛋白质的等电点 当溶液在某个 pH 时 使蛋白质分子所带正电荷数与负电荷数恰好相等 即净电荷为零 在直流电场中 既不向阳极移动 也不向阴极移动 此时 溶液的 pH 就 是该蛋白质的等电点 用 pI 表示 性质 性质 在等电点时 蛋白质比较稳定 溶解度最小 因此 可以利用蛋白质的等电点来分别沉淀不同的蛋白质 从而将不同的蛋白质分离开来 不同的蛋白质有不同的等电点 5 吸收光谱 吸收光谱 参与蛋白质组成的氨基酸在可见光区都没有光吸收 在紫外光区只有色氨酸 酪氨酸和苯丙氨酸有吸收光的能力 芳香族氨基酸的是 色氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸 其 最大吸收波长 分别为 280 275 257nm 是利用紫外分光光度计 在 280nm 波长处 测定蛋白质浓度的基础 测定蛋白质浓度的基础 7 核酸概念核酸概念 核酸是一类重要的生物大分子 在生物体内负责生命信息的储存和传递 核 酸是以核苷酸为基本结构单元的生物大分子 分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两大类 8 每种每种 RNA 的结构与作用 的结构与作用 a 信使信使 RNA 3 末端末端 的结构的结构 极大多数真核细胞 mRNA 在 3 末端有一个长约 200 个核苷酸的 polyA PolyA 是在转录后经 polyA 聚合酶 的作 用而添加上去的 原核生物的 mRNA 一般无 3 PolyA mRNA 5 端的帽子结构 端的帽子结构 真核细胞 mRNA 在 5 端有帽子结构 最简单的 5 端帽子结构 是调转方向的 7 甲基 鸟苷三磷酸 它与 mRNA 原来的 5 端核苷酸借 5 ppp5 连接形成 m7GpppN 作用 作用 5 端帽子结构对稳定 mRNA 及其翻译具有重要意义 它作为一种保护装置将 mRNA 5 端封闭起来 可使 mRNA 免受核酸外切酶的水解破坏 它还作为蛋白质合成系统的辨认 信号被专一的蛋白因子所识别 从而启动翻译过程 b 转移转移 RNA 作用 作用 tRNA 在蛋白质生物合成过程中具有转运氨基酸和识别密码子的作用 主要是携带活化了的氨基酸 并将其转运到与核糖体结合的 mRNA 上用以合成蛋白质 它在蛋白质生物合成的起始过程中 在 DNA 反转录合成中及其他代谢和基因表达调节中 也起重要作用 一级结构 一级结构 1 tRNA 皆由 70 90 个核苷酸组成 有较多的稀有碱基核苷酸 分子质量在 25 000 左右 在三类 RNA 中它的分子质量最小 2 通常 tRNA 3 末端为 C C AOH 用来接受活化的氨基酸 5 末端大多为 pG 也有 pC 的 二级结构与三级结二级结构与三级结 构 构 碱基排列成三叶草式 双链互补区构成三叶草的叶柄 突环好象三片小叶 大致分为 氨基酸臂 二氢尿嘧啶环 反密码子环 额外环和 T C 环等五部分 c 核糖体核糖体 RNA 结构 结构 1 RNA 是细胞内含量最多的 RNA 约占 RNA 总量的 80 以上 2 rRNA 与蛋白质共同构成核糖体或称为核蛋白体 其中蛋白质约占 40 rRNA 约占 60 作用 作用 核糖体中催化肽键合成的是 rRNA 蛋白质只是维持 rRNA 构象 起辅助作 用 9 DNA 变性 增色效应 变性 增色效应 变性后的 DNA 由于碱基对失去重迭 所以在 260nm 处的紫外 光吸收有明显升高 这种现象称为增色效应 由于变性后 氢键断开 碱基堆积破坏 碱 基发色基团暴露 紫外光的吸收升高 约可增加 30 一 40 或更高一些 10 DNA 复性 复性 变性 DNA 分开的两条链又重新缔合而恢复成双螺旋结构 这个过程称为复 性 适用范围 适用范围 DNA 的复性一般只适用于均一的病毒和细菌的 DNA 至于哺乳动物细胞 中的非均一 DNA 很难恢复到原来的结构状态 这是因为各片段之间只要有一定数量的 碱基彼此互补 就可以重新组合成双螺旋结构 碱基不互补的区域则形成突环 11 酶的化学性质酶的化学性质 由氨基酸组成 具有高级空间结构 具有一般蛋白质的理化性质 分子 质量大 能被多种理化因素作用而影响催化活性 酶不只是蛋白质 还有核酸 12 单纯蛋白质酶 单纯蛋白质酶 又称单成分酶 水解产物只有氨基酸 酶活性仅决定于它们的蛋白质空 间结构 如脲酶 核糖核酸酶 胰凝乳蛋白酶等 结合蛋白质酶 结合蛋白质酶 另一些酶 除含酶蛋白外 还有非蛋白成分的辅助因子 即 全酶 酶 蛋白 辅助因子 全酶中各成分的作用 全酶中各成分的作用 1 在酶促反应中 酶蛋白决定底物的专一性 辅助因子决定底物反 应的类型 与酶反应专一性有关 2 辅助因子是酶表现催化活性所必需的 在催化反应中起传递电子 原子和某些化学基团 的作用 13 辅酶与辅基区别辅酶与辅基区别 1 辅酶是物理键合与酶蛋白松弛结合的辅助因子 辅基是以共价键与 酶蛋白牢固结合的辅助因子 2 辅酶可通过透析或其他方法去除 辅基不能用透析方法除去 14 维生素与辅酶的关系 维生素与辅酶的关系 1 维生素 维生素 B 族几乎全部参与辅酶的组成族几乎全部参与辅酶的组成 维生素 Bl 硫胺 素 维生素 B2 核黄素 维生素 PP 烟酰胺 维生素 B6 叶酸 泛酸 2 有些维 有些维 生素本身就是辅酶生素本身就是辅酶 硫辛酸 是类维生素的物质 维生素 C 抗坏血酸 15 酶活性部位 酶活性部位 酶分子中能直接与底物分子结合 并催化底物化学反应的部位 称为酶的 活性部位特征 特征 1 只占酶分子总体积的很小一部分 常位于酶分子表面的缝隙 为一凹 穴 具有三维空间结构 穴内基团多为非极性 形成一个疏水微环境 起催化作用的主要 是少数几个极性基团 2 活性部位不是刚性结构 具有柔性或可运动性 以利于酶与底物 结合并催化反应进行 16 酶的必需基团 酶的必需基团 直接参与对底物分子结合和催化的基团以及参与维持酶分子构象的基团 酶活性部位上的基团 可以分成两类 酶活性部位上的基团 可以分成两类 直接与底物分子结合的基团 称为结合基团 直接 参与催化底物反应的基团 称为催化基团 前者决定底物专一性 后者决定反应专一性 17 共价催化共价催化 酶分子的催化基团可以通过共价键与底物分子结合形成不稳定的共价中间产 物 这个中间产物极易变成过渡态 因而大大降低了活化能 使反应速度大为提高这种催 化称为共价催化 共价催化分为共价催化分为 亲核催化和亲电子催化 18 变构酶 变构酶 体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地结合 使酶发 生变构并改变其催化活性 有变构激活与变构抑制 酶的共价修饰调节酶的共价修饰调节 酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合 从 而改变酶的活性 这一过程称为酶的共价修饰 在共价修饰过程中 酶发生无活性与有活