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文档简介

1、蛋白质结构与功能1. 蛋白质的生物学功能有:作为生物催化剂;代谢调节作用;免疫保护作用;物质的运输和存储;运动与支持作用;参与细胞间信息传递2. 蛋白质的基本结构单位是(氨基酸)有(20)种3. 氨基酸分类:可根据侧链结构和理化性质进行分类(非极性脂肪族氨基酸、极性中性氨基酸、芳香族氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸)4. 氨基酸的理化性质:两性解离:氨基酸是两性解离电解质,其接力程度取决于所处的酸碱度;紫外吸收:色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近,大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基,所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法;茚三酮反应:氨基酸与茚三酮水合

2、物共热,可生成蓝紫色化合物,其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系,因此可作为氨基酸定量分析方法5. 肽键:有一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键6. 蛋白质一、二、三、四级结构的定义、维系稳定的化学键蛋白质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,主要的化学键是肽键,有些蛋白质还包括二硫键蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,及该段肽链主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,主要的化学键是氢键蛋白质的三级结构是整条肽链中的全部氨基酸残基的相对空间位置,及肽链中的所有原子在三维空间的排布

3、位置,主要的化学键有疏水键、离子键、氢键和范德华力等蛋白质的四级结构是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7. 蛋白质二级结构的形式、主要特点及影响因素-螺旋:多肽链主链绕中心轴旋转,形成棒状螺旋结构,每个螺旋含有3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm,氨基酸之间的轴心距为0.15nm;-螺旋结构的稳定性主要靠链内氢键,每个氨基酸的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键; 天然蛋白质的-螺旋结构大都为右手螺旋-折叠:两条或多条几乎完全伸展的多肽链侧向聚集在一起,通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定;氨基酸

4、之间的轴心距为0.35nm和0.325nm;-折叠结构有平行排列和反平行排列两种-转角:常发生于肽链进行180度回折时的转角上,结构较特殊,第二个残基常为脯氨酸无规卷曲:用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构,没有确定规律性的部分肽链构象,肽链中肽键平面不规则排列,属于松散的无规卷曲影响因素:蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关,蛋白质的空间构象是其功能活性的基础,构象发生变化,其功能活性也随之改变。蛋白质变性时,由于其空间构象被破坏,故引起功能活性丧失,变性蛋白质在复性后,构象复原,活性即能恢复。8. 肽平面(peptide plane):肽链主链上的肽键因具有双键性质,不

5、能自由旋转,使连接在肽键上的6个原子共处的同一平面模体(motif):二个或三个具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象结构域:分子量较大的蛋白质长可折叠成多个结构较为紧密的区域,并各行其功能9. 举例说明蛋白质结构与功能的关系。蛋白质的生物学功能从根本上来说取决于它的一级结构。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的属性或所表现的性质。一级结构相同的蛋白质,其功能也相同,二者之间有统一性和相适应性10. 简述蛋白质溶液维持稳定的因素:颗粒表面电荷、水化膜11. 引起蛋白质变性的因素有哪些?变性蛋白质有何变化? 常见因素有加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子

6、及生物碱试剂等;变性蛋白质 :生物活性丧失;某些理化性质的改变,如溶解度降低而产生沉淀;生物化学性质的改变,蛋白质变性后,分子结构松散,不能形成结晶,易被蛋白酶水解12. 蛋白质等电点:当蛋白质溶液处于某一pH时,蛋白质解离成正负离子的趋势相等,即成为兼性离子,静电荷为零,此时溶液的pH称为蛋白质的等电点蛋白质变性:蛋白质在某些物理和化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,即有序的空间结构变成无序的空间结构,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,称为蛋白质的变性核酸结构与功能1. DNA与RNA在化学组成上的区别核酸组成DNARNA磷酸磷酸磷酸戊糖D2脱氧核糖D核糖嘌呤碱腺嘌呤、鸟嘌呤腺嘌

7、呤、鸟嘌呤嘧啶碱胞嘧啶、胸腺嘧啶胞嘧啶、尿嘧啶2. DNA二级双螺旋结构的要点DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构;DNA双链之间形成了互补碱基对;疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定3. 比较DNA和RNA在组成、结构、功能上的不同DNARNA组成磷酸、D2脱氧核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶磷酸、D核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶结构二级结构即双螺旋结构和高级结构即超螺旋结构以单链形式存在,但有复杂的局部二级结构或三级结构功能生命遗传的物质基础,个体生命活动的信息基础mRNA是蛋白质合成的模板;tRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体;以rRNA为组分的核蛋白体是蛋白质合成

8、的场所;snmRNA参与了基因表达的调控4. 试述mRNA、tRNA、rRNA的结构特点和功能mRNAtRNArRNA结构特点含有特殊的5-末端的帽结构和3-末端的多聚A尾结构含有多种稀有碱基、具有茎环结构、3-末端连有氨基酸、其反密码子能够识别mRNA的密码子真核生物的18SrRNA的二级结构成花状,原核生物的16SrRNA的二级结构与其相似功能蛋白质合成模板转运氨基酸核蛋白体组分5. 帽子结构:大部分真核细胞mRNA的5末端都以7甲基鸟嘌呤三磷酸核苷为起始结构,这种结构为帽子结构核酶:某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性,这种具有催化作用的小RNA被称为核酶;DNA变性(DNA d

9、enatur):在某些理化因素下,DNA双链解离为两条单链的过程增色效应(hyperchromic effect):DNA变性时,其溶液在260nm处的吸光度增高的现象核酸分子杂交(molecular hybridization of nucleic acid):杂化双链可以在不同的DNA单链之间形成,可以在RNA单链之间形成,甚至还可以在DNA单链和RNA单链之间形成的现象 酶1. 酶:一类对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质2. 酶的分子组成:分为单纯酶和结合酶,全酶由酶蛋白和辅助因子组成3. 酶的活性中心(active center):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

10、区域,能与底物特异结合并将底物转化为产物的区域 必需基团(essential group):酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中,一些与酶活性密切相关的化学基团同工酶(isozyme,isoenzyme):催化相同的化学反应,而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶4. 酶促反应的特点:极高的效率、高度的特异性、可调节性5. 思考为什么酶能更有效地降低反应的活化能?酶与底物的特异结合是释能反应,释放的结合能是降低活化能的主要能量来源6. 影响酶促反应速度的因素:酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等7. 米曼氏方程式: VmaxSV= Km+S曲线特点:在其他因素不变的情况下

11、,底物浓度对反应速率的影响呈矩形双曲线关系8. Km的大小:Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度意义:Km是酶的特征性常数之一,只与酶的结构、底物和反应环境有关,与酶的浓度无关;Km可近似表示酶对底物的亲和力;同一酶对于不同底物有不同的Km值双倒数作图求Km:1 Km 1 =1/S+ V Vmax Vmax9. 磺胺药抑菌的基本原理:对磺胺类药物敏感的细菌在生长繁殖时,不能直接利用环境中的叶酸,而是在菌体内二氢叶酸合成酶催化下,以对氨基苯甲酸为底物合成二氢叶酸。二氢叶酸是核苷酸合成过程中的辅酶之一四氢叶酸的前体。磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似,是二氢叶酸合成酶的竞争性抑

12、制剂,抑制二氢叶酸合成。细菌则因此造成核苷酸与核酸合成受阻而影响其生长繁殖10. 可逆性抑制的类型及特点竞争性抑制剂非竞争性抑制剂反竞争性抑制剂特点I与S结构类似,竞争酶的活性中心;抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及底物浓度;动力学特点是Vmax不变,表观Km增大抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合,第五予以知己之间无竞争关系;抑制程度取决于抑制剂的浓度;动力学特点是Vmax降低,表观Km不变抑制剂只与酶-底物复合物结合;抑制程度取决于抑制剂的浓度及底物的浓度;动力学特点是Vmax降低,表观Km降低11. 酶的调节方式有:酶活性的调节(快速调节);酶含量的调节(缓慢调节)12. 酶分类:氧化

13、还原酶;转移酶;水解酶;裂解酶;异构酶;合成酶13. 变构调节:一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆性结合,使酶构象改变,从而改变酶的催化活性的调节方式共价修饰调节:在其他酶的催化作用下,某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆性的共价结合,从而改变酶的催化活性的调节方式酶原的激活:在一定条件下,酶原向有活性酶转化的过程酶活性(enzyme activity):酶催化化学反应的能力,其衡量的标准是酶促反应14. 思考酶与医学的关系:酶和疾病密切相关:酶的质、量与活性的异常均可引起某些疾病,酶的测定有助于对许多疾病的诊断,酶和某些疾病的治疗关系密切;酶在医学上的应用领域广泛:

14、酶作为实际用于临床检验和科学研究,酶的分子工程是方兴未艾的酶工程学; 糖酵解代谢小结1. 糖酵解代谢概念:在缺氧条件下,葡萄糖或糖原分解为乳酸的过程称为糖酵解;反应部位:胞浆2. 三个关键酶催化三步不可逆反应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 2×2-2 = 2ATP 从Gn开始 2×2-1= 3ATP3. 意义:缺氧时迅速提供能量;为红细胞及代谢活跃组织提供能量。 糖有氧氧化小结1. 糖有氧氧化的概念:在机体氧供充足时,葡萄糖彻底氧化成水和二氧化碳,并释放出能量的过程反应部位:胞液及线粒体2. 三个阶段的关键酶:柠檬酸合酶;异柠檬酸脱氢酶;-酮

15、戊二酸脱氢酶 3. 三羧酸循环的要点:经过一次三羧酸循环:消耗一分子乙酰CoA;经四次脱氢,二次脱羧,一次底物水平磷酸化;生成1分子FADH2,3分子NADH+氢离子,2分子二氧化碳,1分子GTP;关键酶有:柠檬酸合酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,异柠檬酸脱氢酶意义:TCA循环是三大营养素的最终代谢通路,其作用在于通过四次脱氢,为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量;TCA循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽4. 糖有氧氧化的意义及ATP的计算意义:机体获得ATP的主要方式计算:1moL葡萄糖彻底氧化生成二氧化碳和水,可净生成30或32moLATP5. 1分子3-磷酸甘油醛彻底氧化后产生(12.5

16、)分子ATP6. 磷酸戊糖途径的限速酶:G-6-DP主要产物:NADPH、磷酸核糖、二氧化碳意义:产生的5-磷酸核糖是生成核糖,多种核苷酸,核苷酸辅酶和核酸的原料;生成的NADPH+氢离子是脂肪酸合成等许多反应的供氢体;此途径产生的4-磷酸赤藓糖与3-磷酸甘油酸可以形成莽草酸,进而转变为芳香族氨基酸;途径产生的NADPH+氢离子可转变为NADH+氢离子,进一步氧化生成ATP,提供部分能量7. 糖原合成:由葡萄糖合成糖原的过程;代谢部位是肝脏、肌肉;关键酶是糖原合酶;意义是贮存能量,葡萄糖可以糖原的形式贮存;调节血糖浓度,血糖浓度高时可合成糖原;利用乳酸,肝中可经糖异生途径利用糖无氧酵解产生的乳

17、酸来合成糖原,这就是肝糖原合成的三碳途径或间接途径糖原分解:习惯上指肝糖原分解为葡萄糖的过程;关键酶糖原磷酸化酶;意义是在机体需要葡萄糖时,可以迅速被动用用以供急需8. 糖原合成与分解调节的特点:糖原合成的时候,用来分解的酶一般都被抑制。反之亦然。比如胰高血糖素促进糖原分解,它激活糖原磷酸化酶,抑制糖原合成酶9. 糖异生(gluconeogenesis):从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程器官:肝、肾细胞的胞浆及线粒体原料:乳酸、甘油、生糖氨基酸关键酶:丙酮酸羧化酶意义:空腹或饥饿时利用非糖化合物异生成葡萄糖,以维持血糖水平恒定;糖异生是肝脏补充或恢复糖原储备的重要途径10. 乳酸循环:肌收

18、缩通过糖酵解生成乳酸。肌内糖异生活性低,所以乳酸通过细胞膜弥散进入血液后,再入肝,在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖进入血液后又被肌肉摄取,这就构成了一个循环,此循环称为乳酸循环11. 血糖的来源:消化吸收、肝糖原分解、非糖物质糖异生转化去路:氧化分解;糖原合成;磷酸戊糖途径等;脂类、氨基酸合成代谢12. 胰岛素调节血糖的机制:(1)促进肌肉、脂肪组织等处的靶细胞细胞膜载体将血液中的葡萄糖转运入细胞。(2)通过共价修饰增强磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP浓度,从而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降低,加速糖原合成、抑制糖原分解。(3)通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活,加速

19、丙酮酸氧化为乙酰辅酶A,加快糖的有氧氧化。(4)通过抑制PEP羧激酶的合成以及减少糖异生的原料,抑制糖异生。(5)抑制脂肪组织内的激素敏感性脂肪酶,减缓脂肪动员,使组织利用葡萄糖增加。胰高血糖素调节血糖的机制:血糖的浓度是调节胰高血糖素分泌最重要的因素。血糖浓度降低时,胰高血糖素分泌增加;血糖浓度升高时,则其分泌量减少;胰岛素可以直接作用于胰岛A细胞,抑制胰高血糖素的分泌,也可通过降低血糖浓度,间接地促进胰高血糖素的分泌;胰岛A细胞受交感神经和副交感神经的双重支配。交感神经兴奋时,促进胰高血糖素分泌,副交感神经兴奋时,则抑制其分泌。 脂类代谢小结1. 脂类的种类:脂肪(三脂酰甘油即甘油三酯);

20、类脂(胆固醇、胆固醇酯、磷脂、糖脂、鞘脂)功能:脂肪的主要功能是储能和供能;类脂是生物膜的重要组分,参与细胞识别及信息传递,是多种生理活性物质的前体必需脂酸:为人体生长所必需而机体不能自身合成,必须从食物中摄取的脂肪酸。在脂肪中有三种脂肪酸是人体所必需的,即亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸。2. 脂肪动员:储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂酶逐步水解为游离脂酸(FFA)及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程限速酶:甘油三酯脂酶产物:游离脂酸和甘油3. 脂酸氧化分解的过程:脂酸的活化形式为脂酰CoA;脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体;脂酸的-氧化的最终产物主要是乙酰CoA;脂酸氧化是体内能源的重要来源限

21、速酶:肉碱脂酰转移酶脂酸氧化的步骤:第一步脱氢(dehydrogenation)反应由脂酰CoA脱氢酶活化,辅基为FAD,脂酰CoA在和碳原子上各脱去一个氢原子生成具有反式双键的,-烯脂肪酰辅酶A;第二步加水(hydration)反应由烯酰CoA水合酶催化,生成具有L-构型的-羟脂酰CoA;第三步脱氢反应是在羟脂肪酰CoA脱饴酶(辅酶为NAD+)催化下,-羟脂肪酰CoA脱氢生成酮脂酰CoA;第四步硫解(thiolysis)反应由酮硫解酶催化,-酮酯酰CoA在和碳原子之间断链,加上一分子辅酶A生成乙酰CoA和一个少两个碳原子的脂酰CoA。直接产物:乙酰CoA4. 软脂酸彻底氧化产生ATP的计算:

22、进行7次-氧化,生成7分子FADH2、7分子NADH+氢离子及8分子乙酰CoA。1分子FADH2通过呼吸链氧化产生1.5分子ATP,1分子NADH+氢离子氧化产生2.5分子ATP,1分子乙酰CoA通过三羧酸循环氧化产生10分子ATP,因此1分子软脂酸彻底氧化共生成108个ATP5. 酮体的组成:乙酰乙酸、-羟基丁酸及丙酮合成的部位:肝细胞线粒体合成原料:脂酸在肝细胞线粒体中经-氧化生成的大量乙酰CoA合成关键酶:HMG CoA合成酶酮体生成的意义:酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障,是肌肉尤其是脑组织的重要能源;酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持血糖水平恒定,节省蛋白质

23、的消耗6. 脂酸合成的部位:肝;原料:乙酰CoA;关键酶:乙酰CoA羧化酶7. 脂肪合成的部位:肝脏、脂肪组织、小肠黏膜;原料:甘油和脂酸;两种途径:甘油一酯途径,是小肠黏膜细胞合成甘油三酯的主要途径,即利用消化吸收的甘油一酯及脂酸在合成甘油三酯;甘油二酯途径,是肝细胞及脂肪细胞合成甘油三酯的主要途径8. 磷脂的种类:甘油磷脂(由甘油构成的磷脂);鞘磷脂(有鞘氨醇构成的磷脂);合成原料:甘油或鞘氨醇、脂酸、磷酸和含氮化合物等;功能:磷脂是构成生物膜的重要成分;磷脂酰肌醇是第二信使的前提;缩醛磷脂存在于脑和心肌组织中;神经鞘磷脂和卵磷脂在神经髓鞘中含量较高9. 胆固醇合成的部位:细胞胞液及内质网

24、中;原料:乙酰CoA和NADPH限速酶:HMG CoA还原酶10. 胆固醇的功能:生物膜的重要成分,对控制生物膜的流动性有重要作用;是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体;代谢去路:转化为胆汁酸及类固醇激素11. 乙酰辅酶A的来源:葡萄糖、氨基酸及脂酸在线粒体中的分解代谢产物;去路:合成胆固醇12. 3-磷酸甘油的来源:糖酵解中间产物磷酸二羟丙酮,在细胞质内被3-磷酸甘油脱氢酶还原而得;甘油与ATP在甘油激酶催化下生成;去路:生成ATP和丙酮酸13. 血浆脂蛋白的分类:根据电泳法及超速离心法可分为四类,1-球蛋白、-球蛋白、2-球蛋白、-脂蛋白14. 载脂蛋白的概念:血浆脂蛋白

25、中的蛋白质部分;功能:结合和转运脂质,稳定脂蛋白结构;载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别;载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性15. 血浆脂蛋白的合成部位:小肠、肝;组成特点:由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成;功能:运输外源性甘油三酯和胆固醇16. 简述糖代谢和脂类代谢的联系:首先,人在摄入糖类后,人体将这些的糖类一部分用于氧化分解,一部分转化成糖元,储存起来,还有一部分便转化成了脂肪,储存在人体内。另一方面,人体在摄入脂肪后,现将其转化成甘油,然后同样,一部分用于氧化分解,一部分再变成脂肪储存起来。人在必要时会将体内的糖元甚至脂肪氧化分解来供应人体所需的能量。还有一方面,就是蛋白质的代谢

26、,将蛋白质分解后得到氨基酸,氨基酸经过脱氨基作用将没有氨基的部分转化成糖分解掉,或转化成糖元或脂肪储存起来小 结1. 生物氧化的概念:机物质在生物体细胞内氧化分解产生二氧化碳、水,并释放出大量能量的过程;生理意义:为机体提供可利用的能量2. 呼吸链的概念: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,可通过连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组成成分:递氢体和电子传递体两条呼吸链的排列顺序:按氧化还原电位由低到高的顺序排;NADH氧化呼吸链:NADH-复合体-Q-复合体-Cytc-复合体-氧气;琥珀酸氧化呼吸链:琥珀酸-复合体-Q-复合

27、体- Cytc-复合体-氧气3. 底物水平磷酸化:与脱氢反应偶联,生成底物分子的高能键,使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程P/O的概念:氧化磷酸化过程中,每消耗1/2moL氧气所生成ATP的摩尔数4. 氧化磷酸化的概念:在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化,生成ATP偶联部位:复合体内 5. NADH两种穿梭途径:-磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中;苹果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中氨基酸代谢1. 氮平衡(nitrogen equilibrium,nitrogen balance):摄入食物的含氮量与排泄物中的含氮量之间的关系必需氨基酸:体内需要而又不能自身合成,必须

28、由食物供给的氨基酸氨基酸代谢库(amino acid metabolic pool):食物蛋白质经消化吸收的氨基酸与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸混在一起,分布于体内各处参与代谢,称为氨基酸代谢库2. 氨基酸的脱氨基作用(类型):氨基酸脱去 -氨基生成相应-酮酸的过程;可通过转氨基作用脱去氨基、L-谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基、嘌呤核苷酸循环脱去氨基、氨基酸氧化酶脱去氨基3. 血氨的来源:由肠道吸收;氨基酸脱氨基;氨基酸的酰胺基水解;其他含氮物的分解去路:在肝脏转变为尿素;合成氨基酸;合成其他含氮物;合成天冬氨酰和谷氨酰胺;直接排出转运形式:丙氨酸-葡萄糖循环

29、:肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸,后者经血液循环转运至肝脏再脱氨基,生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸;谷氨酰胺的运氨作用:肝外组织,如脑、骨骼肌、心肌在谷氨酰胺合成酶的催化下,合成谷氨酰胺,以谷氨酰胺的形式将氨基经血液循环带到肝脏,再由谷氨酰胺酶将其分解,产生的氨即可用于合成尿素。因此,谷氨酰胺对氨具有运输、贮存和解毒作用。4. 尿素的合成(器官为肝、原料是氨、酶是CPS-和精氨酸代琥珀酸合成酶)5. 一碳单位(one carbon unit):某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团;载体是四氢叶酸;生理意义是作为嘌呤和嘧啶的合

30、成原料,是氨基酸和核苷酸联系的纽带)核苷酸代谢1. 嘌呤、嘧啶核苷酸从头合成的原料:磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等分解产物;尿酸;NH3、CO2及-丙氨酸2. 脱氧核苷酸的生成:在二磷酸核苷水平进行,由核糖核苷酸还原酶催化肝的生物化学1. 肝脏在物质代谢中的作用:肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官;肝在脂类代谢中占据中心地位;肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃;肝参与多种维生素和辅酶的代谢;肝参与多种激素的灭活2. 生物转化的概念:是指外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化。生物转化是机体对外源化学物处置的重要的环节,是机体维持稳态的主要机制主要器官:肝意义:生物转化可对体内的大部分

31、非营养物质进行代谢转化,使其生物学活性降低或丧失,或使有毒物质的毒性减低或消除;通过生物转化作用可增加这些非营养的水溶性和极性,从而易于从胆汁或尿液中排出生物转化反应的主要类型:氧化、还原、水解与结合3. 胆汁酸的肠肝循环:胆汁酸随胆汁排入肠腔后,约95%胆汁酸可经门静脉重新收入肝,在肝内转变为结合胆汁酸,并与肝新合成的胆汁酸一道再次排入肠道的循环过程生理意义:在于可使有限的胆汁酸库存(约3-5克)循环利用,以满足机体对胆汁酸的生理需求4. 胆红素的生成:主要源于衰老红细胞的破坏运输:主要与清蛋白结合成胆红素-清蛋白复合体肝脏转化:转变为结合胆红素并泌入胆小管肠道转变:转化为胆素原和胆素胆素原

32、的肠肝循环:肠道中有少量的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收,经门静脉入肝,其中大部分再随胆汁排入肠道,形成胆素原的肠肝循环5. 三种黄疸的胆色素代谢异常的特点:溶血性黄疸粪便颜色深;肝细胞性黄疸颜色变浅或正常;阻塞性黄疸完全阻塞时白陶土色复制1. DNA复制的基本规律:3个,即半保留复制、双向复制、半不连续复制2. 参与DNA复制的物质:模板、底物、酶、引物、其他蛋白因子3. 半保留复制(semiconservative replication):DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制双向复

33、制(bidirectional replication):DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制。但在低等生物中,也可进行单向复制复制叉(replication fork):DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构复制子(replicon):是DNA复制是从一个DNA复制起点开始,最终由这个起点起始的复制叉完成的片段。DNA 中发生复制的独立单位半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5'3'方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3'5'方向的亲代DNA链作模板的子代

34、链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand)。而以5'3'方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand)。DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。冈崎片段的大小,在原核生物中约为10002000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸领头链:复制时,亲代DNA双链解链为模版,顺解链方向连续复制下去的链随从链:在细胞内,DNA的两条链都可以作为模板,分别合成两条新的DNA子链。由于DNA的两条链是反向平行的,即一条链是53,

35、而另一条链则是35。但是,DNA聚合酶催化DNA链的合成只能沿着53方向进行,因此,解开双链以后,在35,方向的模板上可以反向平行的方式顺利地按53方向合成新的DNA链。这条链是连续合成的(以35方向链为模板,称为前导链;而另一条链是不连续合成的(以53方向链为模板),称为随从链冈崎片段:相对比较短的DNA链(大约1000核苷酸残基),是在DNA的滞后链的不连续合成期间生成的片段Klenow 片段:又名DNA聚合酶I大片段,DNA聚合酶经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的C末端605个氨基酸残基片段4. 试述参与DNA复制的物质:底物(Datp,Dgtp,dCTP,dTTP),聚合酶(DN

36、A-pol),模板(解开成单链的DNA母链),引物,其他的酶和蛋白质因子;作用:完成其遗传信息载体的使命5. 原核与真核DNA聚合酶的比较:原核细胞:在大肠杆菌中可分为3种DNA聚合酶,分别为DNA聚合酶、,都与DNA链的延长有关。DNA聚合酶I是单链多肽,可催化单链或双链DNA 的延长;DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关;DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多,是促进DNA链延长的主要酶;真核细胞有5种DNA聚合酶,分别为DNA聚合酶(定位于胞核,参与复制引发,不具5'3'外切酶活性),(定位于核内,参与修复,不具5'3'外切酶活性),(定位于

37、线粒体,参与线粒体复制,不具5'3',有3'5'外切活性),(定位核,参与复制,具有3'5',不具5'3'外切活性),(定位于核,参与损伤修复,具有3'5',不具5'3'外切活性)。思考生物维持遗传信息稳定的机制:遵守严格的碱基互补配对规律;聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能;复制出错时DNA-pol的及时校读功能6. 原核DNA复制起始:DNA解链形成引发体延长:领头链连续复制,随从链不连续复制终止过程:切除引物、填补空缺和连接切口7. 真核DNA复制的主要特点:多复制子的复制8. 引发体(pri

38、mosome):是DNA复制过程中的一种负责专一性引发的多酶复合物形成;形成:高度解链的模板DNA与多种蛋白质因子形成的引发前体促进引物酶结合上来,共同形成引发体解螺旋酶(helicase):利用ATP供能,作用于氢键,使DNA双链解开成为两条单链的酶DnaC蛋白(引发前体蛋白):引物酶(primase):复制起始时催化生成RNA引物的酶DNA的起始复制区域的复合结构:复制子端粒酶(telomere):指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构9. 简述原核DNA复制的过程:复制起始,DNA解链形成引发体;复制的延长过程,领头链连续复制,随从链不连续复制;复制的终止过程,切除引物、填补空缺和连接

39、切口真核DNA复制与原核的不同之处?(起点、酶、复制因子、引物及冈崎片段长度、切除引物、末端复制、核小体装配、时序性)10. 逆转录(reverse transcription):以RNA为模板,依靠逆转录酶的作用,以四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)为底物,产生DNA链。常见于逆转录病毒的复制中。cDNA(complementary DNA):以mRNA为模板,经逆转录合成的与mRNA碱基序列互补的DNA链:滚环复制(rolling circle replication):某些低等生物的复制形式,如X174和M13噬菌体等D环复制(D-loop replication):是线粒体DNA的复制形式

40、切除修复(excision repair):细胞内最重要和有效的修复方式,过程包括去除损伤的DNA,填补空隙和连接,主要由DNA-pol和连接酶完成11. 逆转录发现的意义:逆转录酶和逆转录现象,是分子生物学研究中的重大发现,发展了中心法则;对逆转录病毒的研究,拓宽了20世纪初已注意到的病毒致癌理论;还利用逆转录酶,作为获取基因工程目的基因的重要方法之一12. DNA突变的生物学意义:是进化、分化的分子基础;只有基因型改变的突变形成DNA的多态性;致死性的突变可导致个体、细胞的死亡;突变是某些疾病的发病基础类型:错配、缺失、插入和重排等13. DNA损伤的修复类型:错配修复、直接修复、切除修复

41、、重组修复和SOS修复等转录1. 概念:不对称转录(asymmetric transcription):在庞大的基因组中,按细胞不同的发育时序、生存条件和生理需要,只有少部分的基因发生转录,转录的这种选择性成为不对称转录模板链(template strand):DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链编码链(coding strand):与模板链相对的另一股单链启动子(promoter):DNA的特殊序列因子(agent;multiplier;factor):细胞中读取DNA基因片段所产生的物质转录空泡(transcription bubble):转录时DNA 双链解开起模板作

42、用,其解链范围为10-20个bp,形成转录空泡2. 原核RNA聚合酶的亚基组成:2、;功能3. 原核生物转录的过程:起始:需RNA聚合全酶;延长:蛋白质的翻译;终止:分为因子与非依赖因子两大类(具体看271-274)4. 试比较复制与转录的异同点。相同点:都是酶促的核苷酸聚合过程;都以DNA为模板;都需要依赖DNA的聚合酶;聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键;都是从5至3方向延伸聚合苷酸链;都遵从碱基配对规律区别复制转录模板两股链均复制模板链转录(不对称转录)原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶(RNA-pol)产物子代双链DNA(半保留复制)mRNA,tRNA,rRNA配对A-T

43、G-CA-U T-A G-C5. 真核RNA聚合酶的种类:RNA聚合酶、RNA聚合酶、RNA聚合酶;特点:6. 真核生物基因转录的特点:在细胞核内进行,原料(游离的核糖核苷酸)通过核孔由细胞质进入核内,与解旋后的DNA单链(模板)在RNA聚合酶的催化作用下,遵循碱基互补配对原则链接为单链的mRNA(信使RNA),再通过核孔离开细胞核。7. 真核3种RNA加工的主要特点:mRNA加工包括首、尾修饰和剪接;rRNA属于丰富基因族的DNA序列,生长中的rRNA较稳定,静止状态的细胞rRNA的寿命较短;前体tRNA的加工包括把核苷酸的碱基修饰为稀有碱基8. 帽子结构:在真核生物中转录后修饰形成的成熟m

44、RNA在5'端的一个特殊结构,即m7GPPPN结构,又称为甲基鸟苷帽子断裂基因(splite gene):真核生物的结构基因,由若干个编码区和非编码区互相间隔但又连续镶嵌而成外显子(exon):真核生物的结构基因上,能够为特定的蛋白质编码的DNA序列内含子(intron):真核生物的结构基因上,不能为特定的蛋白质编码的DNA序列9. 试比较原核与真核生物转录的区别:原核生物没有内含子,DNA复制和转录相对较容易也比较简单,调控几乎完全由基因上游的RNA聚合酶结合位点控制; 而真核生物由于内含子的存在,有了“可变剪接”的可能,内含子也可以调控部分DNA合成的问题,比如针对环境变化调整转录

45、出的蛋白质的结构、组成等; 另外,真核原核生物的核糖体也是不一样的,其中蛋白质和核糖体RNA都有显著的区别。原核生物在拟核区发生转录,而真核生物则在细胞核内。翻译1. 蛋白质生物合成体系的成分:基本原料(20种编码氨基酸)、模板(mRNA)、适配器(tRNA)、装配器(核蛋白体)、主要酶和蛋白质因子(氨基酰-tRNA合成酶、转肽酶、起始因子、延长因子、释放因子等)、能源物质(ATP、GTP)、无机离子(镁离子、钾离子)2. 遗传密码的特点:方向性(密码子是对mRNA分子的碱基序列而言的,它的阅读方向是与mRNA的合成方向或mRNA编码方向一致的,即从5'端至3'端)、连续性(m

46、RNA的读码方向从5'端至3'端方向,两个密码子之间无任何核苷酸隔开。mRNA链上碱基的插入、缺失和重叠,均造成移框突变)、兼并性(指一个氨基酸具有两个或两个以上的密码子。密码子的第三位碱基改变往往不影响氨基酸翻译)、通用性(蛋白质生物合成的整套密码,从原核生物到人类都通用。但已发现少数例外,如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。)、摆动性(mRNA上的密码子与转移RNA(tRNA)J上的反密码子配对辨认时,大多数情况遵守碱基互补配对原则,但也可出现不严格配对,尤其是密码子的第三位碱基与反密码子的第一位碱基配对时常出现不严格碱基互补,这种现象称为摆动配对。)3. 氨基酸活化的概

47、念:氨基酸与特异的tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程;催化的酶氨基酰-tRNA合成酶4. 开放阅读框架:基因序列的一部分,包含一段可以编码蛋白的碱基序列,不能被终止子打断密码子(codon):RNA分子中每相邻的三个核苷酸编成一组,在蛋白质合成时,代表某一种氨基酸简并性(degeneration)、摆动性(wobble)第二题有5. 思考题试述mRNA、tRNA、rRNA在蛋白质合成中的作用:mRNA翻译的直接模板,以三联体密码子的方式把遗传信息传递为蛋白质的一级结构信息。tRNA是氨基酸搬运的工具,以氨基酰-tRNA的方式使底物氨基酸进入核糖体生成肽链。rRNA与核内蛋白质组成核糖体,作

48、为翻译的场所原核肽链合成过程: 起始:4步,形成翻译起始复合物(核糖体-mRNA-fMet-tRNA) 延长:进位、成肽、转位 (延长1个肽键、4个高能磷酸键) 终止:释放肽链;mRNA、tRNA离开核糖体6. 真核肽链合成的特点:需要特异的起始tRNA,起始复合物形成在mRNA5端AUG上游的帽子结构,ATP水解为ADP供给mRNA结合所需要的能量7. SD序列(Shine-Dalgarno sequence):mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列核糖体循环:指在细胞内构成核糖体的大小两种亚单位(沉淀系数为50S或60S的大亚单位和30S或40S的小亚单位)与蛋白活体合成开始会合(70S或80S粒子形成),合成后又分离的这一反复循环多聚核糖体(polyribosome):是指合成蛋白质时,多个甚至几十个核糖体串联附着在一条mRNA分子上,形成的似念珠状结构8. 比较原核、真核生物翻译过程的不同:原核生物没有内含子,转录更快,而且是边转录,边翻译,是个连续过程,比起真核生物来,效率更高。 真核生物翻译比较烦琐,转录需要切去内含子,还需要修饰,而且翻译过程要在转录完成之后,

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