《生化考前复习》PPT课件.ppt

1、,生物化学,11.6.25,生物与制药工程学院,多细胞水平,分子水平,细胞水平,神经系统调节,激素调节,酶调节,蛋白质,脂,水,糖,核酸,无机盐等,主要知识点回顾,前 言,酶和辅酶 生物氧化 糖化学及糖代谢 脂化学及脂代谢、生物膜 核酸及核酸代谢 蛋白质及蛋白质代谢 物质代谢调节及激素的作用机制,主要知识点回顾,目 录,主要知识点回顾,一、酶与辅酶,酶的本质、催化特点、分类 核酶、抗体酶、固定化酶、别构酶,酶的组成、活性中心概念,酶作用专一性假说诱导契合学说,酶反应动力学 米氏方程、转换数（Kcat）、酶活,抗体酶80年代后期出现的，本质是免疫球蛋白。在易变区被赋予了酶催化性。,核酶是非蛋白酶

2、。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。,当酶被底物饱和时，每一催化中心在单位时间内所能转换底物分子的数量，即每摩尔酶活性中心在单位时间内转换底物的摩尔数（/S） 。 分子活性,寡聚蛋白（多个亚基）,1IU：在最适条件下，每分钟内催化1mol产物生成所需的酶量。 比活性（U/mg蛋白质）,酶活力计算题,10ml唾液，稀释20倍，取1ml测定淀粉酶活力，测知每5min水解淀粉产生2.5g还原糖,测定其稀释液中蛋白质含量为1mg/ml,计算唾液中淀粉酶的总活力，比活力，转换数(S-1 )。 酶活定义：在最适条件下每分钟水解淀粉生成1g葡萄糖的酶量称为1个活力单位。

3、葡萄糖分子量180,淀粉酶分子量50000。,总活力=200 2.5/5=100 U 比活力=2.5/51=0.5 U/mg 转换数=(2.5/560180)/(1/5104+3) =12.5107 /54000=2314.8 (S-1 ),主要知识点回顾,一、酶与辅酶,酶的作用机制 理解酸碱催化、共价催化等（P391）,酶的抑制作用 三种可逆抑制剂,影响酶反应的因素 温度、pH、激活剂,高级结构,活性中心解离,EDTA 半胱氨酸 金属离子,双倒数作图法,主要知识点回顾,一、酶与辅酶,酶的调节作用 酶活调节：酶原激活、可逆的共价修饰、别构调节 酶量调节转录水平进行,辅酶 水溶性维生素的活性形式

4、及功能P434,主要知识点回顾,二、生物氧化（氧化磷酸化）,1、概念、特点 P114,2、高能磷酸化合物类型,磷氧键型化合物 3-磷酸甘油酸磷酸、乙酰磷酸、 ATP、磷酸烯醇式丙酮酸、 氮磷键型化合物 磷酸肌酸、磷酸精氨酸 硫酯键型化合物 酰基辅酶A 甲硫键型化合物 S-腺苷甲硫氨酸,核苷酸衍生物,主要知识点回顾,3、脱氢酶的辅酶： NAD+、NADP+、FAD、FMN,NAD+,NADP+,核苷酸衍生物,主要知识点回顾,二、生物氧化（氧化磷酸化）,4、电子传递链成员、排列顺序、抑制剂,NADH-Q 还原酶,琥珀酸-Q 还原酶,细胞色素还原酶,细胞色素氧化酶,主要知识点回顾,二、生物氧化（氧化

5、磷酸化）,5、氧化磷酸化作用机制（化学渗透学说）、P/O、解偶联剂（DNP作用机制）,6、氧化磷酸化的调控 能荷,7、底物水平磷酸化,主要知识点回顾,三、糖化学及糖代谢,1、糖的概念、分类,2、重要的单糖及衍生物 单糖磷酸酯、糖苷（0-糖苷键、N-糖苷键）、氨基糖,3、单糖的物理性质 变旋现象,5、常见二糖 单糖单位、糖苷键类型 还原糖鉴定,4、单糖的化学性质 成脎、成苷、颜色反应,糖原合成,糖代谢,糖异生,主要知识点回顾,TCA循环,丙酮酸氧化脱羧,糖原分解,激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。,磷酸酶：水解磷酸基团的酶。,生理意义,（肝脏中6-P-G磷酸酶

6、、肌肉中Cori循环）,（6-P-G脱氢酶）,（6-P-G）,NADPH+H+，磷酸戊糖,异构化,基团转移,供能,（糖原合酶、糖原分支酶、UDP-G焦磷酸化酶）,（糖原磷酸化酶、糖原转移/脱支酶、磷酸葡萄糖变位酶）,有氧,（丙酮酸脱氢酶系/TPP）,3NADH+H+、 FADH2 、 GTP,NADH+H+,2ATP,糖酵解,第一阶段,第二阶段,耗能,产能,NADH+H+,酶促化学修饰对酶活性的调节,主要知识点回顾,四、脂化学（生物膜）及脂代谢,1、脂质的概念、分类及作用（贮存、结构、活性脂质） （脂质体 P81）,2、脂肪酸种类、理化性质 熔点（与烷烃链长度成正比，与不饱和程度成反比）、溶解

7、度、成脂酰CoA、 乳化作用,3、三酰甘油的理化性质 皂化、酸值、碘值,7、脂蛋白结构特点及功能,5、萜（VA、VD、VE、VK，异戊二烯）和类固醇（类固醇激素，环戊烷多氢菲）,6、胆固醇、胆汁酸,4、磷脂 甘油磷脂、鞘磷脂母体化合物结构式 典型化合物:脑磷脂、卵磷脂的结构组成,？,主要知识点回顾,四、生物膜,1、结构特点（流体镶嵌模型）、膜脂组成,影响磷脂流动性的因素：所含的FA不饱和程度、链长，胆固醇、鞘磷酯的含量，膜蛋白及温度，pH等等。,主要特征： 膜中的磷脂疏水尾相对，极性头朝外，基本结构是磷脂双分子层，有一定的流动性。 蛋白质分子有的镶嵌在膜脂中，有的贯穿磷脂双层，膜Pr可侧向运动

8、，围绕与膜平面垂直的轴旋转，但不能翻滚。 膜Pr与膜脂，膜Pr与膜Pr等的相互作用限制了膜的流动性。 膜在化学组成及结构上的不对称性，保证了膜功能（物质运输，信息传递）的方向性。 糖类多以糖蛋白，糖脂的形成结合在细胞表面天线，在接受信息与细胞识别上起重要作用。,膜结构液态镶嵌模型（1972，S.J.Singer）,液态镶嵌模型（液晶态镶嵌模型）膜是蛋白质在粘滞的流体状脂质双层中所形成的镶嵌物。,侧向扩散/移动、翻转、全反式偏转异构化运动、围绕与膜平面垂直的轴摆动、旋转,主要知识点回顾,四、生物膜,2、生物膜的主要功能 能量转换、物质运输、信息识别与传递,主动运输 Na+,K+-ATP酶（泵）

9、下P47,被动运输,糖和氨基酸的运送,磷酸烯醇式丙酮酸转磷酸化酶系统（PTS）,协同运输,基团转运,酮体的合成,脂代谢,脂肪酸的合成,主要知识点回顾,（软）脂肪酸的氧化129ATP 活化（胞浆），转运（肉碱脂酰转移酶），-氧化（线粒体）,甘油代谢,脂肪动员,胆固醇的合成,乙酰CoA,TCA,羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG- CoA）,酮体肝内生成，肝外利用（硫解/激酶）,胆固醇代谢：胆汁酸、激素、VD3,储能,（胆盐乳化、脂蛋白运输）,乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮,HMG-CoA裂解酶,HMG-CoA还原酶,甘油三酯脂肪酶,柠檬酸-丙酮酸穿梭至胞浆,乙酰辅酶A羧化酶,3-磷酸甘油磷酸二羟丙酮3-磷

10、酸甘油酸EMP,单位碳原子产能效率高,主要知识点回顾,五、核酸及核酸代谢,1、核酸定义,2、分类 DNA RNA （紫外吸收）,一级结构,二级结构 双螺旋 tRNA mRNA rRNA,PCR（变性、复性、杂交）增色、减色效应,三级结构,高级结构 （蛋白复合物）,3、分离、提纯、定量 理解,4、核苷酸序列测定 理解,PCR（聚合酶链式 反应）,即聚合酶链反应技术(Polymerase Chain Reaction)，是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。 PCR技术的基本原理：PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：模板DNA的变性：加热至93左右，模板DNA双链解离，成为单链；单链

11、DNA与引物的退火(复性)：温度降至55左右，特异性的引物与模板DNA单链的3末端结合；引物的延伸：DNA模板-引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为原料，合成一条新链；这种新链又可成为下次循环的模板，重复变性-退火-延伸三过程，就可获得更多DNA。每完成一个循环需24分钟， 23小时就能将目的基因扩增放大几百万倍。,PCR技术的发展与应用：P596,DNase I足迹试验,蛋白质结合在DNA片段上，能保护结合部位不被DNase破坏，DNA分子经酶切作用后遗留下该片段(亦称“足迹”)，进而可以确定它的序列。在电泳凝胶的放射性自显影图片上，相应于蛋白质结合的部位没有放射性标记条带。

12、 DNase I足迹试验的实验流程如下：待检双链DNA分子用32P作末端标记，通常只标记一端；蛋白质与DNA混合，等两者结合后，加入适量的DNase I，消化DNA分子，控制酶的用量，使之达到每个DNA分子只发生一次磷酸二酯键断裂，并列设置未加蛋白质的对照；从DNA上除去蛋白质，将变性的DNA加样在测序凝胶中作电泳和放射性自显影，与对照组相比后解读出足迹部位的核苷酸序列。,嘌呤元素来源 嘧啶元素来源,核酸代谢,嘌呤核苷酸合成,主要知识点回顾,碱基降解,核蛋白经胃酸、核酸酶、核苷酸酶、核苷磷酸化酶成磷酸戊糖和碱基,嘧啶核苷酸合成,NH3+CO2+H2O,（黄嘌呤氧化酶） 痛风 别嘌呤醇,嘧啶,嘌

13、呤,尿酸,从头合成、补救途径 PRPP,脱氧核糖核苷酸合成,P399 图33-11,DNA复制、RNA生物合成,主要知识点回顾,5、DNA复制,起始 - 延伸 - 终止,结果:半保留,端粒、端粒酶 （真核生物）,（酶、辅助因子、全过程）,DNA聚合酶III,过程:半不连续,冈崎片段,复制叉移动方向,单链结合蛋白,RNA引物,DNA连接酶,DNA拓扑异构酶,DNA解旋酶,引物酶,引发体,DNA聚合酶I,复制叉,主要知识点回顾,6、RNA生物合成,起始 - 延伸 - 终止,转录泡,识别部位 结合部位 RNA转录开始+1 （GTP，ATP),（酶、辅助因子、全过程）,逆转录酶,逆转录酶是一种多功能酶

14、,以RNA为模板合成互补的DNA链，形成RNADNA的杂合分子。 具有Rnase H样的活力，水解RNADNA的杂合分子中的RNA。 以新合成的单链DNA为模板，合成互补链，形成双链DNA分子。,主要知识点回顾,6、RNA生物合成,转录产物的加工,去除内含子 加帽又加尾,甲基化 3-CCA-OH,甲基化修饰,剪接、甲基化修饰,多数不用加工,7、原核细胞基因表达的模型操纵子学说,主要知识点回顾,组成：启动子、操纵基因、结构基因,组成酶 诱导酶,葡萄糖分解代谢产物抑制腺苷酸环化酶活性，cAMP减少，分解代谢酶转录水平低。,启动子,操纵基因,结构基因,启动基因，转录调控的控制部位，RNA聚合酶的结合

15、部位，是基因转录的起点。,主要知识点回顾,原核细胞基因表达的模型操纵子学说,衰减子：一种位于结构基因上游前导区的终止子。,转录是否进行,转录是否继续,主要知识点回顾,六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解,1、蛋白质的基本单位AA -氨基酸结构式,酸碱化学（AAo、PI）,光学性质,AA的分离 分配层析 离子交换层析,化学反应,AA分类（R基极性特点）,茚三酮显色、Sanger反应、Edman反应,主要知识点回顾,六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解,2、蛋白质的四级结构,一级结构：AA的排列顺序 肽键 一级结构测定,二级结构：借助氢键形成的规则结构 四种,三级结构：疏水作用 空间折叠 分子伴侣 功

16、能单位,四级结构：疏水作用 亚基间相互作用 别构酶,X射线衍射法,结构与功能的关系（肌红蛋白、血红蛋白）,蛋白质的变性 本质：蛋白质分子中的次级键被破坏，引起天然构象解体。 现象：生物活性丧失，一些侧链基团暴露，溶解度降低形成沉淀，分子结构松散，易被蛋白水解酶分解。 变性剂：尿素、盐酸胍、SDS,超二级结构（基元或膜体）：、 P220,结构域：功能域，三级结构的局部折叠区，相对独立的紧密球实体。P222,球状蛋白折叠层次,主要知识点回顾,六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解,3、蛋白质的分离、纯化、表征,蛋白质的酸碱性质,纯化方法,分子大小,溶解度,电荷,选择性吸附,亲和层析,疏水层析,蛋白质表

17、面疏水性差别,生物学亲和力,理解P315表7-7,电泳纯,含量测定方法：凯氏定氮（16%）、双缩脲法（肽键）、考马斯亮蓝法,主要知识点回顾,六、蛋白质降解、氨基酸分解,4、蛋白质的降解,内源性蛋白降解机制：溶酶体、泛肽标记,外源性蛋白消化：,胰蛋白酶：碱性氨基酸 糜蛋白酶：芳香族氨基酸 （胰凝乳蛋白酶） 羧肽酶：羧基末端肽（小肽） 氨肽酶：氨基末端肽（小肽）,外源性AA吸收：,依赖于Na+的主动运输 -谷氨酸酰基循环（GSH）,主要知识点回顾,转氨基作用 氧化脱氨（L-谷氨酸脱氢酶） 联合脱氨（转氨酶与L谷氨酸脱氢酶联合脱氨、腺嘌呤核苷酸循环联合脱氨）,氨的运输：肌肉内葡萄糖-丙氨酸循环 （谷

18、氨酸脱氢酶、谷氨酰胺合成酶）谷氨酰胺,关键酶：氨甲酰磷酸合成酶 与TCA的联系：精氨琥珀酸 AA种类：瓜、精、鸟、天冬氨酸等,维生素作为辅酶的作用,一碳单位 FH4，S-腺苷甲硫氨酸,5、AA的分解,蛋白质的生物合成（原核生物）,主要知识点回顾,AA的活化与搬运氨基酰tRNA的合成 肽链合成的起始起始复合物的形成 四个阶段 （70S-mRNA-fMet-tRNA） 肽链的延伸包括进位,转肽,移位. 肽键的终止终止codon,信号肽 结构及功能,RNA种类及作用 蛋白质,分子伴侣,蛋白质的后加工（一级、高级）,主要知识点回顾,七、物质代谢调节和激素的作用机制,1、P540图39-1 四大物质代谢

19、相互关系示意图 乙酰辅酶A的来源与去路,2、P543图39-5 主要产能营养物分解代谢的三个步骤,细胞浆：EMP HMS 脂肪酸合成 线粒体：TCA 氧化 氧化磷酸化 细胞核：核酸生物合成 内质网：蛋白生物合成 溶酶体：水解酶,主要知识点回顾,七、激素的作用机制,激素由细胞分泌出来，由体液运往各靶器官和靶细胞起作用。 高等动物的激素分三类；含氮类激素、类固醇激素、脂肪酸衍生物激素。 作用机制： 含氮类激素的作用机制第二信使学说 类固醇激素的作用机制调节基因表达,一、膜受体cAMP作用途径,二、钙及肌醇三磷酸作用途径,主要知识点回顾,七、激素的作用机制,三、受体酪氨酸酶途径,主要知识点回顾,八、基因工程和蛋白质工程,P614-615 提要,基因工程与蛋白质工程,基因工程是对携带遗传信息的分子进行设计和施工的分子工程，包括基因重组、克隆和表达。 蛋白质工程是指对蛋白质已知结构与功能的认识，借助计算机辅助设计，利用基因定位诱变等技术改造蛋白质。 基因重组是指分子间或分子内发生遗传信息的重新组合，也称为遗传重组（genetic recombination) 或基因重排（gene rearrangement)。重组产物称重组DNA (recombinant DNA)。,黏末端（sticky）和平