生化总结前面部分.doc

生物化学一、绪论1.3.1 生命物质主要元素组成的规律： C、H、O、N、 P、 S1.3.2 生物大分子组成的共同规律： 由相同类型的单体组成，主链骨架呈周期性变化 主链骨架有方向性：N端-C端、5-3；1.3.3 物质代谢和能量代谢规律： 化学反应类型； 三羧酸循环； 生物大分子合成规律：结构单元活化、方向性 ATP是所有生物体内能量的共同载体1.3.4 生物界遗传信息传递的统一性2、 蛋白质2.1蛋白质的分类2.1.1根据蛋白质形状分类： 球状蛋白质； 纤维状蛋白质； 膜蛋白质2.1.2根据蛋白质分组成分类： 简单蛋白质； 结合蛋白；2.1.3 根据功能分类： 催化、结构、贮藏、防御；食物中蛋白质含量测定一般使用微量凯氏定氮法，测定食物中的含氮量，再乘以6.25，就可得到食物蛋白质的含量。2.2.2 氨基酸的分类：根据侧链R基的极性分类：非极性氨基酸（9）极性氨基酸 酸性氨基酸（带负电2）非解离的极性氨基酸(不带电6)碱性氨基酸(带正电3)1） 非极性氨基酸2） 极性不带电荷氨基酸3） 极性带负电荷4） 极性带正电荷根据侧链R基的结构分类：芳香族氨基酸：酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）杂环氨基酸：组氨酸（His） 、 色氨酸（Trp）杂环亚氨基酸：脯氨酸（Pro）脂肪族氨基酸：丝氨酸（Ser）、苏氨酸（Thr）等15种其余氨基酸根据氨基酸某些结构共性分类：含硫氨基酸：Met、Cys （含有硫）芳香族氨基酸：Phe、Tyr、Trp（含有苯环）支链氨基酸：Val、Leu、Ile由氨基酸的营养需求分类 必需氨基酸：Lys (赖) Arg(精) His(组) Val(缬) Leu(亮) Ile(异亮) Met (蛋)（甲硫） Phe(苯丙) Thr(苏) Trp(色)非必需氨基酸：Gly(甘) Ala(丙) Ser(丝) Tyr(酪) Cys(半胱) Pro(脯) Asn(天冬酰胺) Asp(天冬) Glu(谷) Gln(谷氨酰胺)+OH-+H+OH-+H+2.2.3氨基酸的理化性质： （1）两性性质和等电点等电点：使氨基酸净电荷为零时溶液的pH值，称为等电点 (用 pI 表示)等电点的应用一：电泳分离应用-氨基酸的分离与分析 氨基电泳：带电颗粒在电场中移动的现象称为电泳 酸不同（pI不同，大小不同），在电场中泳动速度不同，因此可以通过电泳将氨基酸彼此分开当pH=pI时，氨基酸呈兼性离子，在电场中不移动 当pHpI时，氨基酸带负电荷，在电场中向正极移动 当pHRNA 超离心沉降 凝胶过滤 分子大小单位：分子量（道尔顿，D）、碱基对数目（bp）、离心沉降常数（S）水解核酸的酶： 核糖核酸酶： 脱氧核糖核酸酶 内切核酸酶：5端3端或3端5端核酸外切酶 外切核酸酶：限制性核酸内切酶和非限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶：能够识别DNA分子的特定核苷酸序列，并在识别位点或其周围断开DNA双链的一类核酸酶 3.7.2 紫外吸收性质最大吸收波长：260nmOD260的应用1. DNA或RNA的定量 OD260=1.0相当于 50g/ml双链DNA 40g/ml单链DNA（或RNA） 20g/ml寡核苷酸2. 判断核酸样品的纯度 DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8 RNA纯品: OD260/OD280 = 2.03.7.4-6 变性、复性、分子杂交DNA变性：DNA变性是指在理化因素作用下，DNA分子中的氢键断裂，碱基堆积力遭到破坏，双螺旋结构解体，双链分开形成单链的过程。方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。DNA变性的本质是双链间氢键的断裂变性后其它理化性质变化：OD260增高、粘度下降、比旋度下降、浮力密度升高、酸碱滴定曲线改变、紫外吸收增加（高色效应）等融解温度：DNA热变性过程中，紫外吸收达到最大值的一半时溶液的温度称为融解温度（Tm）或解链温度、变性温度。影响Tm值的因素 GC含量越高，Tm越大 DNA越长，Tm越大 溶液离子强度增高，Tm值增加 DNA越纯，相变范围越小DNA复性的定义:在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。 热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。核酸分子杂交：在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。核酸分子杂交的应用：研究基因的位置 确定两种核酸序列的相似性检测样品中的特异序列特定基因序列的定量和定性突变分析 疾病诊断等基因芯片技术的基础3.8核酸序列测定合成终止法：标、合、分、染、读 Sanger测定DNA核苷酸序列的方法：DNA合成终止法（双脱氧DNA链合成终止法）。 三、酶6.1 酶的概念与特点 酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称为生物催化剂。绝大多数的酶都是蛋白质。6.1.2 酶的特点1.高效性酶的催化作用可使反应速度提高106 -1012倍2.专一性特异性，是指酶在催化生化反应时对底物的选择性。 （1）反应专一性 酶一般只能选择性地催化一种或一类相同类型的化学反应。对于其他活泼功能基团不作用，例如脂肪酶可以催化各种脂肪中酯键的水解反应，但它不能催化脂肪化合物分子中其他键的水解，如环氧键。 （2）底物专一性 ：结构专一性 族专一性 键专一性 位置选择性 （3）立体化学专一性：手性专一性 几何专一性3.反应条件温和 酶促反应一般在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范围为20-40 。4. 酶活力可调节控制 如抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等。6.3酶的命名和分类6.3.2 酶的分类(1) 氧化-还原酶: 这类酶催化氧化还原反应，包括参与催化氢和/或电子从中间代谢产物转移到氧整个过程的各种酶，也包括促成某些物质进行氧化还原转化的各种酶。 在生物的氧化产能、解毒以及某些生理活性物质的形成等过程中起着重要的作用 一般都需要辅酶参加，这些辅酶在反应中起着接受电子或提供电子的作用按照习惯分为四个亚类: 脱氢酶 氧化酶 过氧化物酶 加氧酶（或氧合酶） (2) 转移酶转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。(3) 水解酶水解酶类在体内主要担负蛋白质、核酸、多糖、脂肪等化合物的降解任务，其中许多酶存在于人体的消化系统和溶酶体内，不需要辅酶参与，是目前应用最广泛的一类酶，根据水解键的类型，主要可以分为酯类、糖苷类、肽类等多个亚类。(4) 裂合酶裂合酶催化底物进行非水解性、非氧化性分解，从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。(5) 异构酶异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。例如，葡萄糖异构酶催化的反应。(6) 合成酶合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。由于这类反应都是热力学上不能自发进行的反应，因此，必须与ATP分解反应相互偶联。(7) 核酶（催化核酸）核酸酶是唯一的非蛋白酶。它是一类特殊的RNA，能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应等。7. 维生素与辅酶某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用，这类分子被称为辅酶（或辅基）。辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶促反应主要为氧化-还原反应或基团转移反应。大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维生素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。辅酶前体维生素功能全酶NAD+（辅酶I）NADP+(辅酶II)B5（烟酰胺）传递质子和电子脱氢酶FAD和EMN（黄素辅酶）B2（核黄素）传递质子和电子脱氢酶TPP（硫胺素焦磷酸酯B1（硫胺素）基团转移脱羧酶四氢叶酸(THFA)B11(叶酸)一碳基团转移合成酶辅酶AB3(泛酸)酰基转移合成酶生物素B7(生物素)CO2转移羧化酶磷酸吡哆素B6（吡哆素）转氨基转氨酶辅酶B12B12（钴维素）异构化变位酶硫辛酸传递氢和转移乙酰基丙酮酸脱氢酶系辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一类型的反应。同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。一般来说，全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性），而酶蛋白则决定了所催化的底物类型（底物专一性）。6.5酶的结构及催化作用机制酶分子的结构特点1 结合部位：酶分子中与底物结合的部位或区域一般称为结合部位。2 催化部位：酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位。3调控部位：酶分子中存在着一些可以与其他分子发生某种程度的结合的部位，从而引起酶分子空间构象的变化，对酶起激活或抑制作用。6.5.1 酶的活性部位通常将酶的结合部位和催化部位总称为酶的活性部位或活性中心。结合部位决定酶的专一性，催化部位决定酶所催化反应的性质。活性部位的共同特点：1. 酶的活性部位在酶分子结构中只占很小的部分；2.酶的活性部位具三维立体结构；3酶的活性部位含有特定的催化基团；4.酶的活性部位具有柔性；5.酶的活性部位通常是酶分子上的一个裂缝；6.5.2 酶与底物复合物6.5.3 酶具有高效催化作用的分子机制1.邻近效应与定向效应；2.促进底物过渡态形成的非共价作用；3.46.6 酶促反应动力学6.6.3 酶促反应的动力方程式米氏方程式：6.7 影响酶促反应的因素6.7.1 抑制剂的影响作用6.7.2 温度的影响作用6.7.3 pH的影响作用6.7.4 激活剂的影响作用6.8.4 酶原的激活6.9.3 同工酶4、 新陈代谢总论与生物氧化8.1.3 高能化合物与ATP的作用1、生物能和ATPATP是生物能存在的主要形式ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式。2、 高能化合物磷酸酯类化合物在生物体的能量转换过程中起者重要作用。许多磷酸酯类化合物在水解过程中都能够释放出自由能。一般将水解时能够释放21 kJ /mol（5千卡/mol)以上自由能（DG -21 kJ / mol）的化合物称为高能化合物。ATP是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物。根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型。8.2 生物氧化8.2.1 生物氧化的特点1、 氧化的本质是电子转移2、生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH7和常温）。3、水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。4、在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水。5、生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温