生物化学考点.doc

第1章 蛋白质的结构与功能一、蛋白质的分子组成1、组成蛋白质的元素:主要有C、H、O、N和 S各种蛋白质的含氮量平均为162、组成单位：氨基酸 有20种3、等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点.pH=pI pH pI pH 兼性(中性)离子 阳离子 阴离子4、肽:氨基酸通过肽键连接形成.多肽链:是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。多肽链有两端： N 末端 C 末端 氨基端 羧基端二、蛋白质的分子结构1、 Pr的一级结构：指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。主要的化学键:肽键，有些Pr还包括二硫键。2、Pr的二级结构：多肽链主链骨架原子的相对空间位置。主要的化学键：氢键 。形成二级结构的基础：肽单元常见的蛋白质二级结构:a-螺旋b-折叠b-转角无规卷曲3、 Pr的三级结构 ：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。主要的化学键:疏水键、离子键(盐键)、氢键和 Van der Waals力（范德华力）等4、蛋白质的四级结构：蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用亚基之间的结合主要是：氢键和离子键三、蛋白质结构与功能的关系四、蛋白质的理化性质蛋白质的变性：特定的空间构象被破坏变性的结果理化性质改变和生物活性的丧失。如：溶解度降低、黏度增加、结晶能力消失、生物活性的丧失、易被蛋白酶水解等。第2章 核酸的结构与功能一、核酸的化学组成及其一级结构1、基本组成单位：核苷酸(碱基、戊糖、磷酸)2、连接方式：3,5-磷酸二酯键3、方向：5 34、一级结构：指核苷酸的排列顺序5、分类：核糖核酸（RNA）、脱氧核糖核酸（DNA）二、DNA的空间结构与功能1、二级结构：双螺旋结构模型要点: 反向平行、右手螺旋；脱氧核糖和磷酸在外侧碱基内侧；碱基配对原则 AT CG2、DNA的高级结构：超螺旋结构原核生物DNA为环状超螺旋结构真核生物DNA为高度有序和高度致密的结构三、RNA的结构与功能1、信使RNA（ mRNA ）开始转录成hnRNA加工后为成熟的mRNA结构特点：密码子：每3个碱基为一个密码子 帽子结构：7-甲基鸟苷三磷酸 多聚A尾：多个腺苷酸连接而成功能：mRNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成，即为蛋白质的生物合成提供模板。2、转运RNA（tRNA） 功能：是蛋白质合成过程中氨基酸的载体，将氨基酸运输到mRNA相应的位置上3、核糖体RNA（rRNA）rRNA与不同的蛋白质结合组成了核糖体的大、小亚基。功能：核蛋白体是蛋白质合成的场所第3章 酶一、酶的分子结构与功能 蛋白质部分：酶蛋白 决定反应的特异性1.全酶 辅助因子 金属离子、小分子有机化合物 决定反应的种类与性质（辅酶或辅基）2.酶的活性中心:指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。二 酶的工作原理1、酶促反应的特点 ：高效性 特异性 可调节性酶促反应的特异性：绝对特异性；相对特异性；立体异构特异性2、酶的作用原理：降低活化能 诱导契合假说三、酶促反应动力学1、底物浓度对反应速率的影响Km值等于酶促反应速率为最大反应速率（Vmax）一半时的底物浓度，单位是mol/LKm是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、底物和反应环境（如，温度、pH、离子强度）有关，与酶的浓度无关。2、抑制剂对酶促反应速率的影响1）不可逆性抑制主要以共价与酶活性中心的必需基团相结合,使酶失活2）可逆性抑制作用：抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失； 三种可逆性抑制剂作用的特点的比较（1）竞争性抑制剂：抑制剂结构与底物结构相似，共同竞争酶活性中心。抑制作用大小与抑制剂和底物的相对浓度有关。Km升高，Vm不变。（2）非竞争性抑制剂：抑制剂结构与底物结构不相似或完全不同。它只与活性中心以外的必需基团结合，使E和ES都下降。该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关。Km不变，Vm下降。（3）反竞争性抑制剂：抑制剂并不与酶直接结合，而是与ES复合物结合成ESI，使酶失去催化活性。结合的ESI则不能分解成产物，Km下降，Vm下降。磺胺类药物的抑菌机制与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶（1）细菌在生长繁殖过程中，必需从宿主体内摄取对氨基苯甲酸，在其他因素的参与下由二氢叶酸合成酶催化生成二氢叶酸，再在二氢叶酸催化下生成四氢叶酸，参与核酸的合成，细菌才可以生长繁殖。（2） 磺胺药的基本结构与对氨基苯甲酸相似，能竞争性地与二氢叶酸合成酶结合，从而影响细菌的二氢叶酸合成，抑制细菌的生长繁殖。（3） 由于这是一种竞争性抑制作用，故在治疗中需维持磺胺药在体液中的高浓度才能有好的效果。因而首次用量需加倍，同时要1日服用4次，以维持血中的高浓度。4、酶活性的调节1、调节对象：关键酶2、酶原的激活:酶原在一定条件下，水解掉一个或几个短肽，形成或暴露出活性中心，转化为有活性酶的过程。酶原激活最主要的意义是避免酶对细胞进行自身消化损伤第四章 糖代谢一、概述 主要功能：氧化供能 消化吸收部位：主要是在小肠进行二、糖的无氧分解1、反应部位：胞浆2、代谢终产物：乳酸3、产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从G开始 22-2= 2ATP从Gn开始 22-1= 3ATP4、关键酶及步骤：己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶 5、生理意义是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。二、糖的有氧氧化1、概念：2、部位：胞液及线粒体3、糖有氧氧化的反应过程包括糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸化4、三羧酸循环1）. 三羧酸循环概念：指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。2）. TAC过程的反应部位:线粒体3).三羧酸循环的要点：为不可逆反应四、葡萄糖的磷酸戊糖途径1、细胞定位：胞液2、反应过程：氧化反应阶段、基团转移阶段3、结果：生成NADPH和磷酸戊糖五、糖原的合成与分解1、糖原的合成合成部位： 细胞定位：胞浆 葡萄糖供体：UDPG2、糖原的分解：指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。亚细胞定位：胞浆肌糖原不能分解成葡萄糖，因为肌肉中没有葡萄糖-6-磷酸酶，所以肌糖原只能进行糖酵解或有氧氧化。六、糖异生1、概念：是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。2、部位：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体3、原料：主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸等。4、生理意义：维持血糖水平恒定第五章 脂类代谢一、甘油三酯的代谢1、脂肪动员 关键酶： 激素敏感性甘油三酯脂肪酶2、脂酸经-氧化组 织：除脑组织外,大多数组织均可进 行， 其中肝、肌肉最活跃。亚细胞：胞液、线粒体主要过程1）脂酸的活化形式为脂酰CoA（胞液）2）脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体，是脂酸-氧化的主要限速步骤 3）脂酸的-氧化:脱氢、加水、再脱氢、硫解3、酮体的生成和利用：酮体包括乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮代谢定位：生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体4、胆固醇的合成原料为乙酰CoA和NADPH二、血浆脂蛋白代谢1、概念：血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白 形式而运输，其中的Pr称为载脂蛋白。2、血浆脂蛋白的分类及功能1）、分类：超速离心法：CM、VLDL、LDL、HDL2）、功能乳糜微粒（CM）：转运外源性甘油三酯及胆固醇极低密度脂蛋白(VLDL)：转运外源性甘油三酯及胆固醇低密度脂蛋白(LDL)：转运内源性胆固醇高密度脂蛋白(HDL):逆向转运胆固醇到肝脏第6章 生物氧化一、生成ATP的氧化磷酸化体系1、概念：指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合体，可通过链锁的氧化还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链又称电子传递链。2、氧化呼吸链组成: NADH氧化呼吸链、FADH2氧化呼吸链NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O23、ATP生成方式：氧化磷酸化、底物水平磷酸化4 、胞浆中NADH进入线粒体的穿梭机制-磷酸甘油穿梭 主要存在于脑和骨骼肌苹果酸-天冬氨酸穿梭 主要存在于肝和心肌第 7 章 氨 基 酸 代 谢一、氨基酸的一般代谢1. 脱氨基作用:指aa脱去-氨基生成相应-酮酸的过程。 包括： 转氨基作用 辅酶是磷酸吡哆醛 氧化脱氨基作用 催化酶： L-谷氨酸脱氢酶 氨基酸氧化酶作用 嘌呤核苷酸循环氨基酸脱氨基的主要方式：联合脱氨基作用转氨酶的种类多，专一性强，分布广，主要存在于细胞内，血清中的活性很低。丙氨酸转氨酶(ALT)即谷丙转氨酶（GPT）：肝细胞中活性最强天冬氨酸转氨酶(AST)即谷草转氨酶（GOT）：心肌细胞中活性最强血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。二、氨的代谢1、血氨的来源：氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, 2、血氨的转运：丙氨酸-葡萄糖循环、谷氨酰胺的运氨作用3、氨的主要去路：在肝脏合成尿素 生成部位:主要是在肝细胞的线粒体及胞液中进行反应过程: 原料：2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。 过程：通过鸟氨酸循环，也叫尿素循环。 耗能：3 个ATP，4 个高能磷酸键。 关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-）精氨酸代琥珀酸合成酶4、尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒血氨浓度升高称高血氨症，常见于肝功能严重损伤或尿素合成相关酶的遗传缺陷。高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒-酮戊二酸谷氨酸NH3NH3TAC 谷氨酰胺 脑内-酮戊二酸脑供能不足肝昏迷第八章 核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢（一）嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径 1、合成原料：磷酸核糖、一碳单位、CO2 、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺2、哺乳动物合成部位：主要在肝脏3、合成特点：在磷酸核糖上逐步合成；4、最先合成物质：IMP，再转化成AMP和GMP（二）、嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤碱的最终代谢产物是尿酸二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢(一)嘧啶核苷酸的从头合成1、合成部位：主要是肝细胞胞液2、合成原料：谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸3、最先合成UMP，再生成CTP、dTMP(二)、嘧啶核苷酸的分解代谢的终产物被彻底氧化分解第十章 DNA的生物合成 一、复制的基本规律 1、半保留复制： DNA合成时，以亲代DNA解开的两股单链为模板，按碱基配对规律，合成子代DNA的过程。子代DNA，一股单链来源于亲代，另一股单链为新合成。子代和亲代的DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制 意义：按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性 2、DNA复制从起始点向两个方向延伸形成双向复制顺解链方向生成的子链，复制为连续进行的，称为领头链另一股链复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长,称为随从链。复制中不连续片段称为岡崎片段 参与DNA复制的 底物: dATP, dGTP, dCTP, dTTP；聚合反应的特点:DNA 新链生成需引物和模板； 新链的延长只可沿5 3方向进行 第11章 RNA的生物合成转录：是生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 参与转录的原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链、有意义链相对的另一股单链是编码链、反义链。原核生物的转录过程 1、转录起始需要RNA聚合酶全酶与模板结合，形成闭合转录复合体 2、原核生物的转录延长时蛋白质的翻译也同时进行 3、原核生物转录终止 依赖(Rho )因子的转录终止 非依赖( Rho)因子的转录终止：录产物形成发夹结构第12章蛋白质的生物合成（翻译）蛋白质生物合成也称翻译，是生物细胞以mRNA为模板，按照mRNA分子中核苷酸的排列顺序所组成的密码信息合成蛋白质的过程。 1、mRNA是蛋白质生物合成的直接模板 密码子：在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸(或其他信息)，这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。 遗传密码的特点：方向性、连续性、简并性、通用性、摆动性2、核蛋白体是蛋白质生物合成的场所3、tRNA是氨基酸的运载工具及蛋白质生物合成的适配器4、蛋白质生物合成需要酶类、蛋白质因子等肽链的生物合成过程整个过程可分为 ：起始、延长、终止肽链延长在核蛋白体上连续循环式进行，又称为核蛋白体循环，包括以下三步： 进位/注册、成肽、转位第十七章 肝脏生物化学 一、肝的生物转化作用 1、生物转化作用：机体对内、外源性的非营养物质进行代谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁或尿液排出体外的过程。 2 、肝的生物转化包括两相反应 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应 氧化反应是最多见的生物转化第一相反应 葡糖醛酸结合是最重要、最普遍的结合反应，其供体为：尿