生化复习重点.pdf

生化最后的冲刺!生化复习重点二院09影像级委资料整理目录第二章-2第三章-6第四章-13第五章-21第六章-22第七章-26第八章-33第九章-36第十章-41第十一章-45第十二章-51第十三章-57第十四章-60第十五章-66第十六章-69第二十章-71第二十一章-75第二十三章-76第十六章-69第二章蛋白质的结构和功能第一节蛋白质分子组成一、组成元素：1 .主要有碳（5 0%5 5%）,氢，氧，氮和硫2 .有些蛋白质还含有少量磷或金属元素，铁，铜，锌，毓，钻等3 .个别蛋白质含有碘4 .各种蛋白质的含氮量接近，约为1 6%5 .每克样品含氮克数*6.2 5*1 0 0=1 0 0 g 样品中的蛋白质二、氨基酸1 .是蛋白质的基本组成单位，人体只有2 0 种。C O O-I 除甘氨酸外，其 他 1 9 种均为L-a-H3N C H 氨基酸RL-a-氨基酸的结构通式（左旋）2 .分类：（1）非极性疏水性氨基酸：甘、丙、缴、亮、异亮、苯、脯，甲硫（2）极性中性氨基酸：色、丝、酪、半胱、苏、天冬酰胺、谷氨酰胺（3）（重）酸性氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸（4）（重）碱性氨基酸：赖，组，精三、理化性质1.两性解离：H1H+|irC O O H -R-C C O O f R-1H1-c C O O-1R c 11厕31,N H31N H3静电荷+10-1P H P IP H=P IP HP I阳离子兼性离子等电点：P I=l/2 （p K,+p K2）阴离子2 .紫外吸收性质：多数蛋白质含色氨酸、酪氨酸，利用该原理可测定蛋白质含量,蛋白质分子中色氨酸和酪氨酸最大吸收峰都在2 8 0 n mo3 .前三酮反应：荀三酮水合物与氨基酸共同加热后被还原，其还原物与氨基酸加热分解的氨结合，再与一分子黄三酮缩合成紫蓝色的化合物，此化合物最大吸收峰为5 70 n m 波长。此反应可作为氨基酸定量分析方法。四、肽1.肽：氨基酸可相互结合成肽 肽键：两个氨基酸之间产生的酰胺键（一co N H）2.二肽：两分子氨基酸借一分子的氨基与另一分子的竣基脱去一分子的水缩合成3.残基：肽链中的氨基酸分子因脱水缩介而残缺，故被称为氨基酸残基。4.天然存在的活性肽：（1）谷胱甘肽GSH：谷，半胱，甘氨酸组成的三肽具有还原性，保护机体内蛋白质或酶分子免遭氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。在谷胱甘肽过氧化物酶催化卜一，GSH可还原细胞内产生的过氧化氢成为水，同时，GSH被氧化成氧化性GSSG,在谷胱甘肽还原酶作用下，被还原为GSHGSH的硫基具有噬核特性，能与外源性的噬电 百 物（如致腑物，药物等）结合，从而阻断，这些化合物与DNA,RNA或蛋白质结合，以保护机体（解毒）（2）多肽类激素及神经肽促甲状腺激素释放激素TRH1）由下丘脑分泌，促进垂体释放甲状腺素2）特殊结构的三肽N端的谷氨酸环化成焦谷氨酸C端的脯氨酸酰化为脯氨酰胺神经肽：神经传导过程中起信号转导作用的肽类。P物 质（10肽）脑 啡 肽（5肽）强 啡 肽（17肽）第二节蛋白质的分子结构一级二级三级四级定义蛋白质中氨基酸的数目及排列顺序蛋白质分子中多肽链骨架中原子的局部空间排列二级结构进一步盘曲折叠成具有一定规律的三维空间结构亚基与亚基间呈特定的三维空间排 布，并以非共价键相连接形式a-螺旋，折叠B-转角，无规卷曲结构域：蛋白质构象中特定的区域。是由多肽链上相邻的超二级结 构 的 紧 密 相联）。形成的结构区域）亚 基（完整的三级结构）键肽 键（主）二 硫 键（次）氢键疏水作用，离子氢键，范德华力疏水作用，盐键和氢键意义是蛋白质空间构象和特异性生物学功能的基础，但不是决定空间构象的唯一因素由 一 级 结 构 决定，发挥特殊生理功能短距离效应相对分子质量大的蛋白质常分为多个结构域执行不同功能长距离效应蛋白质的分类：1.根据组分：（1）单纯蛋白质（2）结合蛋白质（非蛋白部分为结合蛋白的辅基）2.形状和空间构象：（1）纤维状：长轴和短轴之比大于1 0,不溶于水，韧性（2）球状：水溶性较好，结构更复杂第三节蛋白质结构与功能的关系一、一级结构是空间构象的基础1 .空间构象遭破坏的核糖核酸酶只要一级结构未被破坏，就可能恢复到原来的三级结构，功能依然存在。2.一级结构是功能的基础。相似的一级结构具有相似的功能。3.一级结构改变与分子病分子病：蛋白质分子发生变异所导致的疾病，为基因突变导致。镰刀形贫血：谷氨酸 一 缀氨酸酸性 中性水溶性血红白 镰刀状，易碎二、蛋白质空间结构与功能的关系1.蛋白质的功能依赖于特定的空间结构2 .H b氧解离曲线：H b第一个亚基与氧气结合促进第二、三个亚基与氧气结合，前三个与氧气结合，大大促进了第四个亚基与氧气集合。这种一个亚基与配体结合后，能影响蛋白质分子中另一个亚基与配体结合能力的效应称协同效应。一个氧分子与H b亚基结合后引起亚基构象变化的效应称变构效应。3.血红蛋白和肌红蛋白都是含有血红素辅基的蛋白质。血红素是铁口卜琳化合物，它是由4个毗咯环通过4个甲快基相连成一个环形，F e?+居于环中。（1）肌 红 蛋 白（M b）是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段a-螺旋结构。整条多肽链结合成紧密球状分子，氨基酸上的疏水侧链大多在分子内部，极性及电荷则在分子表面。Mb分子内部有一个袋状室血，血红素居于其中。血红素辅基与蛋白质部分稳定结合。（2）血 红 蛋 白（H b）具有4个亚基组成的四级结构，每个亚基结构中间有一个疏水局部，可结合1个血红素并结合1分子氧，因 此1分 子H b共结合4分子氧成年人红细胞中的H b主要由两条a-肽链，两条B -肽链组成，a链 含1 4 1个氨基酸残基，B链 含1 4 6个氨基酸残基。胎儿期主要为a&Y 2,胚胎期为a 2,JHb亚基之间通过8对盐健，使4个亚基紧密结合而形成亲水的球状蛋白三、蛋白质空间的结构改变与疾病1.因蛋白质折叠错误或折叠不能导致构象变化引起的疾病，成为蛋白质构象病2.肮病毒：查不到任何核酸，对各种理化作用有很强抵抗力，传染性极强的蛋白质颗粒。（1）细 胞 型（正常型）：表达于脊椎动物细胞表面，存在于a-螺旋。（2）瘙 痒 性（致病型）：是PrP异构体，可胁迫PrPc转化为Prps）实现自我复制，并产生病理效应。四、蛋白质的理化性质:两性解离两端氨基和竣基+侧链某些基因解离若溶质pHpI蛋白质带负电荷若溶液pH=pL为兼性离子，电荷为0等电i占八、体内蛋白质的各种P I不同，多接近5.0紫外吸收280nm处吸光度的测定常用于蛋白质的定量双缩服反应呈紫色反应，用于检测蛋白质的水解程度变性破坏共价键和二硫键，若一级结构未被破坏，轻微变性后可因去除变性因素而恢 复 活 性（复性）沉淀除去蛋白质的水化膜并中和其电荷，可发生沉淀凝固蛋白质被强酸强碱变性后，仍能溶于强酸或强碱溶液中，若将强酸或强碱溶液的PH值调至等电点，变性蛋白质结成不溶絮状物，称结絮。若再加热紫状物变得更为坚固，不易再溶于强酸强碱中。（凝固）变性的蛋白质不一定沉淀，沉淀的蛋白质不一定变性，但变性的蛋白质易沉淀，凝固的蛋白质均已变性，而且不再溶解。四 补 充一、氨基酸分类1.带脂肪煌侧链的氨基酸：丙，缀，亮，异亮2.含芳香环：苯丙芳香族：酪，色3.含硫：甲硫氨酸4.亚氨基酸：脯氨酸都含有共辄双键一紫外光吸收性质含疏基：半胱氨酸含羟基：丝 苏5.含酰胺基：谷氨酰胺，天 冬 酰 胺 含 竣 基（酸性带负电）：天冬氨酸，谷氨酸二、肽L多肽链两端：自由氨基（氨基末端，N端），竣 基（竣基末端，C端）2.多肽命名：N端一C端3.多肽中肽链4个 原 子（C,O,N,H）和相邻两个a碳原子等6个原子位于同一酰胺平面，构成肽单元（Peptide Unit）4.抗生素肽：抑制，杀死细菌的多肽E g:：短杆菌肽A,短杆菌素S,缴氨霉素等三、蛋白质的分子结构1.超二级结构：即 模 体（m o t i f）,指在多肽链内顺序上相互临近的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚合体。2.组合：a a a ,B B B ,B a B （最常见）3 .E g：锌指结构：螺旋一突环一螺旋四、蛋白质空间结构与功能的关系1.血红蛋白的构象变化与结合氧（1）H b与M b 一样可逆地与氧气结合，氧 含Hb占总Hb的百分数随氧气浓度变化而变化。（2）H b与Mb的氧解离曲线，前者为S状曲线，后者为直角双曲线。（3）Mb易与氧气结合，H b与氧气结合在氧气分压较低时难。（4）H b的氧解离曲线H b与氧气结合的S形曲线提示H b的4个亚基与4个氧气结合时平衡常数并不相同。H b中最后一个亚基与氧气结合后时平衡常数最大Hb中第个亚基与氧气结合后，促进第二三个亚基与氧气结合，既而大大促进第四个亚基与氧气结合，该效应称为正协同效应。协同效应定义：是指一个亚基与其配体（Hb中的配体称为氧气）结合后，能影响此寡聚体中另一亚基与配体的结合能力。促进正协同效应，抑制负协同效应。五、蛋白质的分离与纯化：1.提取：破碎组织和细胞，将蛋白质溶解于溶液中的过程称为蛋白质的提取。2.纯化：将溶液中的蛋白质相互分离而取得单一蛋白质组分的过程。3.改变蛋白质溶解度使其沉淀的方法：（1）盐析：用高浓度的中性盐将蛋白质从溶液中析出。E g：硫 酸 铁 硫 酸 钠 氯 化 钠原理：夺取蛋白质周围的水化膜，破坏其稳定性。（2）加入有机溶剂E g：丙 酮 正 丁 醇 乙 醇 甲 醇原理：降低溶液的介电常数，使蛋白质相互吸引。六、蛋白质的理化性质：1.”沉淀的蛋白质一定变性 X不一定。2.“变性的蛋白质易沉淀，沉淀的蛋白质不一定变性。”两者作用因素不一样。第三章核酸的结构和功能核酸是一类含磷的生物大分子化合物，携带和传递遗传信息，为生命的最基本物质之一。根据组成不同，可分为核糖核酸（R N A）和脱氧核糖核酸（D N A）。DNA核酸RNAmRNAtRNArRNA第一节核酸的化学组成及一级结构核酸分子的元素组成为C,H,0,N和P,基本单位为核甘酸。（也称单核甘酸）核酸单核甘酸磷酸核 背（脱氧核甘）戊 糖（脱氧戊糖）碱 基（噂吟碱，喀嚏碱）一、核甘酸核甘酸完全水解可释放出等摩尔量的含氮碱基，戊 糖（脱氧戊糖）和磷酸。1.碱基啥嚏尿 喀 咤（U）A胸腺嘴嚏（T）胞 喀 咤（C）（1）存在于DNA分子中：A,T,C,G；存在于RNA中：A,U,C,G o（2）此外，核酸还含有一些含量很少的碱基，种类很多，大多数为甲基化碱基。2戊糖（1）核糖构成R N A,脱氧核糖构成D N A；（2）RNA分子较DNA分子更易发生水解，因此不如DNA稳定。3核昔（1）碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖背键连接成核甘（脱氧核甘）。（2）核 昔：AR,GR,UR,CR（3）脱氧核昔:Dar,dGR,dTR,dCR.4.单核甘酸（1）核 甘（脱氧核甘）和磷酸酯键连接形成核甘酸（脱氧核甘酸）核苗酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核甘酸：dAMP,dGMP,dTMRdCMP.重要的核甘酸衍生物多磷酸核甘酸：NTP（三核酸核甘），NDPC（二磷酸核甘）环化核甘酸：cAMP（3，,5、环腺甘酸）cGMP（3，,5。环鸟甘酸）二、核酸的一级结构1.定义：核酸中核甘酸的排列顺序。由于核甘酸间的差异主要是碱基的不同，所以也称为碱基序列。2.核甘酸之间以磷酸二酯键连接形成多核甘酸链，且多核甘酸链是有方向性的。5ACTGCT3第二节DNA的空间结构和功能一、DNA的二级结构双螺旋结构模型DNA双螺旋结构的特点1.DNA分子由两条反向平行但走向相反的脱氧多核甘酸链组成，两链以一脱氧核甘酸-磷酸，为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘螺旋，直径为2nm,形成大沟和小沟相间，碱基垂直螺旋轴居双螺旋内侧，与对侧碱基形成氢键配对（互补配对形式:A=T,C=G）,相邻碱基平面距离0.34nm,螺旋一圈螺距3.4nm,一圈10对碱基。2.D N A 双螺旋结构的稳定主要由互补碱基对之间的氢键和碱基堆积力来维持。氢键主持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。3 .D N A 双螺旋结构的多样性D N A双螺旋结构是DNA分子在水性环境和生理环境下最稳定的结构，但当改变溶液的离子浓度或相对温度时;DNA结构会发生改变。二、D NA的超螺旋结构及其在染色质中的组装1 .D N A 超双螺旋结构(1)超螺旋结构：DNA双螺旋链再盘绕成超螺旋结构；(2)正超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相同(2)负超螺旋：盘绕方向与DNA双螺旋方向相反2.原核生物DNA是环状超螺旋结构3 .真核生物DNA在核内的组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体,DNA(约 146bp)组蛋白八聚休核心颗粒核小体，”小广 连接区DNA(约 60bp)I 连接区I H i(1)核心颗粒：由长1 4 6 b p 的双螺旋DNA以超螺旋方式缠绕组蛋白八聚休1.8圈组成。(2)连接区：由连接区DNA和组蛋白H i 组成(3)连接区D N A：连接相邻两个核心颗粒。(4)组蛋白组蛋白种类：H l,H2A,H2B,H 3,H4组蛋白八聚体(核心组蛋白)由各2 分子H 2A,H2B,H3,也 组成八聚体(5)真核生物染色体DNA组装不同层次的结构(6)染色体是由DNA和蛋白质构成的不同层次缠绕线和螺线管结构三、DNA的功能1 .D N A 的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。2 .基因就是指在染色体上占有一定位置的遗传的基本单位或单元。3 .基因组是指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。4 .此外，真核细胞还有线粒体和叶绿体，分别含有线粒体DNA和叶绿体D N A,属于核外遗传物质。第三节RNA的功能和结构RNA的种类、分布和功能细胞核和胞液线粒体功能核蛋白体RNArRNAmt rRNA核蛋白体组分信使RNAmRNAmt rRNA蛋白质合成模板核 内 不 均 一RNAHnRNA成 熟 mRNA的前体核内小RNASnRNA参 与 HnRNA的剪接、转运核仁小RNASnoRNArRNA的加工、修饰胞浆小RNAScRNAfTSL-RNA蛋白质肉质网定位合成的信号识别体组分转运RNAtRNAmt tRNA转运氨基酸一、信 使 RNA的结构与功能mRNA的结构特点1.大多数真核m RNA的 5,末端均在转录后加上一个甲基鸟苜:，同时第一个核背酸的C2,也是甲基化，形成帽子结构。2.大多数真核mRNA的 3,末端有一个多聚腺苜酸(polyA)结构，称为多聚A 尾SnizGppp-AUGpoly(A)3,UAG-AAUAAA-5,非翻译区 编码区3,非翻译区3.帽子结构和多聚A 尾的功能(1)mRNA核内向胞质的移位(2)mRNA的稳定性维系(3)翻译超始的调控4.mRNA的功能：转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序，并携带至细胞质,指导蛋白质合成的氨基酸排列顺序。原核细胞：真核细胞：DNA转录mRNAI翻译+/+蛋白质蛋白质二、转运RNA的结构和功能l.tRN A分子中含有较多的稀有碱基，含10-20%稀有碱基，如DHU,3,末端为-CCA-OH,5,末端大多数为G2.tRNA二级结构三叶草氨加酸臂，DHU环，反密码环,额外环，TW C环3.1RNA的三级结构倒L形4.tRNA的功能：搬运氨基酸到核糖体和识别密码子，参与蛋白质的翻译三、核蛋白休RNA的结构和功能l.rRN A与核糖体蛋白共同构成核蛋白体或称为核糖体，核糖体均由易于解聚的大小两个亚基组成。2.rRNA的功能：参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。3.rRNA的种类：（根据沉降系数）真核生物 原核生物5srRNA 5srRNA28srRNA 23srRNA5.8srRNA 16srRNA18srRNA原核生物（大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为全例）小亚基30S40SrRNA16S1542个核昔酸18S1874个核昔酸蛋白质2 1种占总量的40%33种占总量的50%大亚基50S60SrRNA23S2940个核昔酸28S4718个核甘酸5S120个核甘酸5.8S160个核昔酸5S120个核昔酸蛋白质36种占总量的30%49%占总量的35%四、其它小分子RNA及RNA组学l.SnmRNAs：除上述三种RNA外，细胞的不同部位存在的许多其它种类的小分子 R N A,统称为非 mRNA 小 RNA（SnmRNAs）2.SnmRANs的种类：核内小R N A,核仁小R N A,胞质小R N A,催化性小RNA,小片段干涉性RNA3.SnmRNAs的功能：参与hnRNA和rRNA的加工和转运。第四节核酸的理化性质一、核酸的一般理化性质1.核酸分子中有末端磷酸和许多连接核甘的磷酸残基，为多元酸，具有较强的酸性。2.核酸分子中还有含氮碱基上的碱性基团，依为两性电解质，各种核酸分子大小及所带电荷不同，电泳和离子法来分离不同的核酸。3.A26O的应用：（1）DNA或RNA的定量A260=l.0相当于4 0 u g/m l 单链 D N A （或 R N A）5 0 U g/ml 双链 D N A2 0 U g/ml 寡核甘酸(2)判断核酸样品的纯度D N A 纯品：A2 6 0/A2 M l.8R N A 纯品：A2 6 0/A2 8 0 2.0二、D N A 的变性1 .定义：在某些理化因素作用下，D N A 双链解开成两条单链的过程。变性并不涉及核甘酸共键(磷酸二脂键)的断裂。2 .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。3 .变性后其它理化性质变化：D N A 变性的本质是双链间氢键的断裂变性引起紫外吸收值的改变4 .增色效应：D N A 变性时其溶液A 2 6。增高的现象5 .T m：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的5 0%时的温度温度称为DNA的解链温度，又称熔解温度，或熔点。6 .T m值与下列因素有关：(l)D N A 的均一性：DNA的均一性较高，那么DNA链各部分的氢键断裂所需的能值较接近，Tm 值范围较窄，所之亦然，由于可见Tm 值可作为衡量D N A样品均一性的指标。(2)C-G 碱基对含量：G-C 碱基对为3 对氢键，而 A-T 碱基对只有2对氢键，所以破坏G-C 间氢键较A-T 间氢键需要更多的能量。因此Tm 值大小与G+C含量成正比，也可通过Tm 值推算出DNA碱基的百分组成。X%(G+C)=(T m-6 9.3)*2.4 4(3)介质中离子强度：离子强度低，DNA的Tm 值较低。三、DNA的复性与分子杂交1 .D N A 复性定义：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(1、足够的盐浓度消除磷酸基的静电斥力，2、足够高的温度一一破坏无规则的链内氢键)2 .热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。3 .减色效应：DNA复性时，其溶液A 2 6 O 降低。4 .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。5 .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 R N A分子间或者RNA与 R N A 分子间形成，这种现象称为核酸分子杂交。6 .核酸分子杂交的应用(1)研究DNA分子中某一种基因的位置(2)定两种核酸分子间的序列相似性(3)检测某些专一序列在待检样品中存在与否(4)是基因芯片技术的基础第五节核酸的分离和纯化一、核酸分离与纯化的一般原则采用温和条件，防止过酸、过碱，避免剧烈搅拌，抑制核酸酶的活性，防止核酸分子被降解和变性，核酸的分离和纯化，酚抽提法，超速离心法，凝胶电泳法，层析法分离法二、核酸含量测定与纯度鉴定1.含量测定常用此外分光光度计法，定磷法，定糖法，高效液相色谱分析法等。2.电泳分离也常用于测定核酸的大小和检查核酸的纯度三、核酸序列分析1 .D N A的酶法测序2.D N A的化学法测序3 .D N A序列分析已经实现自动化第六节核酸酶一、核酸酶是指所有可以水解核酸的酶二、分类1.依据底物不同(1 )DNA酶专一降解D N A(2)R N A酶专-降 解R N A2.依据切割部位不同(1)核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性(2)核酸外切酶：5,3或3,5核酸外切酶3.核酸酶的功能：I(1)生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解(2)参 与DNA的合成与修复及RNA合成后的剪接等重要基本复制和基因表达过程(3)负责清除多余的结构和功能异常的核酸，同时也可以清除侵入细胞的外源性核酸(4)在消化液中降解食物中的核酸以及吸收(5)体外重组DNA技术中的重要工具酶。第四章 酶一、酶的概念：酶是指由活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。1、命名：习惯命名：分解脂肪的酶一脂肪酶一据其催化的底物命名催化脱氢反应前一脱氢醐一据其催化的反应类型命名系统命名2、分类：氧 化 还 原 酶 类 转 移 酶 类 水 解 酶 类 裂 解 酶 类 异 构 酶类 合成酶类(或连接酶类)3、化学本质：据化学本质将酶分两类，即：蛋白脂类的酶 核酸类的酶二、酶的分子结构与功能1、分子组成：单纯酶和结合酶。酶蛋白：结合酶中的蛋白质部分。辅助因子：结合酶中的非蛋白质部分。全酶：酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称全酶，只有全酶才有催化作用。金属酶：金属离子如果与酶结合紧密，在提取的过程中不会丢失，这类酶称为金属酶。如：竣 肽 酶（含Z n2+）黄喋吟氧化酶（含M o 2+）金属离子作用：维持酶分子的构象；传递电子；在酶与底物间起桥梁作用；中和阴离子降低反应的静电斥力。根据辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度不同将其分为辅基或辅酶。注：辅基大多为金属离子一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，但是一种辅助因子可与不同随蛋白结合。r单纯的：仅含单纯酶：仅 含 氨基酸的蛋白质分类JI结合酶：蛋白质+非蛋白质部分（即辅酶分子）（即 酶 蛋 白）酶蛋白一一决定反应的特异性 小分子有机化学物 4 结合成复合物全酶（只有全美才具有催化作用）J 辅 酶 因 子 一 二金属离子在酶促反应中1、维持酶分子的构象2、传递电子3、在酶与底物间起桥梁作用4、中和阴离子，降低反应的静斥力r辅酶：与蛋白质结合疏）松辅酶因男 I 参与酶活性中心的组成 辅基：与 酶 蛋 白 结 合 咖酶活性中心（a c t i v e c e nt e r）：指酶分子中能与底物结合并催化底物转变为产物的特定的空间结构区域。酶活性中心内r结合集团：结合底物和辅酶，使之成为复合物的 必 需 基 团1 催化基团：影响底物中某些化学键的稳定性，催化底物转变成为产物2、酶的活性中心概念：酶分子中与酶活性密切相关的化学基因称为必需基因，这些必需基因在一级结构上可能相距很远，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，这区域称为酶的活性中心或活性部位。分类：酶活性中心内的必需基团：结合基因和催化基因酶活性中心外的必需基团：组氨酸的咪唾基，丝氨酸的羟基等。三、酶促反应的特点与机制1、酶与催化剂相比较：共同点：A 催化作用；B 反应前后酶质与量不变；C不改变反应平衡常数不同点：A 极高的催化效率B 高度的特异性：1、绝对特异性2、相对特异性3、立体异构特异性C可调节性2、酶促反应的机制诱导契合假说酶：与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说。邻近效应与定向排列：提高反应速率多元催化：同一种酶常兼有酸、碱双重催化作用。表面效应：四、酶促反应动力学影响酶促反应因素:酶浓度、底物浓度、p H、温度、抑制剂、激活剂等。1、底物浓度对反应速度的影响在酶量恒定的情况下，酶促反应的速度主要取决于底物的浓度在底物浓度较低时，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的增加而加快，达最大反应速度，此时酶的活性中心被底物饱和。浓度对酶促反应速度的影响。2、米-曼氏方程式中间产物学说：酶（E）与 底 物（S）形成酶一底物复合物（中 间 产 物 E S）,此复合物再分解为产物（P）和游离的酶。E+Skl 口KES-E+P酶 底物 中间产物 产物（式中k l、k2、k3、分别为各自反应的速度常数）米氏方程式：V=V m ax J S JA 米氏方程式Km 值等于醐促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。B、Km 值 I 酶对底物的亲和力tC、K m 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（同一底物，不同的酶有不同的Km值）D、Vmax是酶完全被底物所饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。km 值 和 Vmax值的测定：双倒数作图法V m a x MKm+Sv =第一步：两边同取倒数得i/v=1/rsi+1/V IT IA Y以 1/V对 1/S作图，纵轴截距=1/Vmax,横轴截距=-l/kmHanes 作图法：SJ/V=Km/Vmax+SJ/Vmax以S/V对S作图，纵轴截距二-k m,直 线 k=l/VmaxK=l/Vmax（当 km,酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。当凶 E时，km忽略不计）4、温度对反应速度的影响温度升高，酶促反应速度升高温度升高，可引起酶的变性失活。最适温度：酶促反应速度最快时的环境温度称为酶促反应的最适温度。（酶的最适温度不是酶的特征性常数，与反应时间有关）注：临床应用：低温麻醉、低温保存菌种。5、p H对反应速度的影响酶活性受其反应环境的P H影响，且不同的酶对不同的P H有不同要求。最适pH：酶催化活性最大时的环境pH胃蛋白酶最适P H值 是1.8；肝精氨酸酶是9.8；多数酶是中性（最 适p H不是酶的特征性常数，受底物浓度，缓冲液种类与浓度，以及酶的纯度等因素影响）胃蛋白酶淀粉酶酶活性胆碱酯酶n o/I c Q inpH对某些酶活性的影响6、抑制剂对酶促反应速度的影响 抑 制 剂：凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称为酶的抑制剂。抑制剂多与酶的活性中心内、外必需基因相结合，从而抑制酶的催化活性。分类：不可逆性抑制剂：以共价键与的活性中心上的必需基因相结合，使酶失活，此种抑制剂不可螭遴糖、嬲滤等稀法去除。可逆性抑制剂：抑制剂与酶以非共价键方式结合，使酶活性降低或消失，可采用透析、超滤的方法解除，是一种可逆性结合。A.竞争性抑制作用：与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物结合成中间复合物。（可逆的）比娜*嘴*蝴 蝴 I薮 魁 嗾 礴 艇 I 鼠 鹤 舞 畿 场魁氮塞蒙聃酸竟争二氯畸酸畲臧酶）Vm a x 不变，K m 值 tB.非竞争性抑制作用：与酶活性中心外的必需基因结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。Vm a x I ,K m 值不变C.反竞争性抑制作用：抑制剂不与酶结合，反与酶和底物形成的中间产物（E S）结合，使中间产物E S 的量下降。Vm a x I ,K m 值 I7、激活剂对酶促反应速度的影响激活剂：使酶从无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。酶的激活剂大多为金属离子，如：M g+、K+、M n 2+等。必需激活剂：大多数金属离子激活剂对酶促反应是不可缺少的。非必需激活剂：激活剂不存在时，酶仍有一定的催化活性。8、酶活性测定与酶活性单位酶的活性指酶的催化化学反应能力，其衡量标准是酶促反应速度。酶的比活力：比活力是表示酶纯度的较好指标。（每分钟催化l u m o l 底物转化为产物所需的酶浓度）五.酶的调节 调节对象：关键酶VI酶活性调节（快）调节方式：t 酶含量调节（慢）1、酶活性调节酶原与酶原的激活酶原：无活性的酶的前体。酶原的激活：由无活性的酶原变成有活性的酶的过程称酶原的激活酶原的激活一般通过某些蛋白质酶的作用，水解一个或几个特定的肽键，致使蛋白质构象发生改变而使酶原具有活性，其实质是酶的活性中心形成或暴露的过程（其过程不可逆）生理意义:-保护细胞本身的蛋白质不受蛋白酶的水解破坏；-保证了合成的酶在特定部位和环境中发挥生理作用。变 构 酶（别构酶）变 构 调 节：酶分子活性中心外的某一部分可以与体内一些代谢物可逆地结合,使酶发生变构并改变其催化活性，这种调节酶活性的方式称为变构调节。变构效应剂：引起变构效应的代谢物称为变构效应剂。变构效应剂引起酶活性的增强或减弱，分别称变构激活作用或变构抑制作用。酶的共价修饰调节 共价修饰（化学修饰）：酶蛋白肽链上的一些基因可与某些化学基因发生可逆的共价结合，从而改变酶活性，这一过程称酶的共价修饰。酶共价修饰包括：磷酸化与去磷酸化、乙酰化与去乙酰化、一S H一与一S S一、甲基化与去甲基化、腺昔化与去腺普化。2.酶的调节酶蛋白合成的诱导与阻遏随蛋白的合成量主要调节 诱 导 剂：能促进酶蛋白的基因转录，增加酶蛋白生物合成的物质为诱导剂（辅阻遏剂则相反）酶降解的调控酶蛋白质降解途径3 同工酶 溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖A T P）-非溶酶体蛋白酶降解途径（依赖A T P和泛素）同工酶：指催化相同的化学反应，而酶蛋白分子结构、理化性质、免疫学性质不同的一组酶。同工酶是由不同基团或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同m RNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。翻译后经修饰生成的多分子形式不在同工醒之列。同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中。乳酸脱氢酶是四聚体蛋白I肌酸激酶是二聚体酶H型（心肌型）M型（骨骼肌型）M型（肌型）一CK 3（M M型）B型（脑型）f C K i（B B型）（CK 2、M B型反见于心肌）LD1（H4）LD2（H3M）LD3（H2M2）、LD4（HM3）LD5（M4）备注：参与组成辅酶的维生素转移基因辅酶或辅基所含维生素氢原子NAD+、NADP+FAN、FAD尼 克 酰 胺（维生素PP）维生素B2醛基TPP维生素B1酰基辅 酶A、硫辛酸泛酸、硫辛酸烷基钻胺美辅酶类维生素B12CO2生物素生物素氨基磷酸毗哆醛毗 哆 醛（维生素B6）甲基等一碳单位四氢叶酸叶酸第五章维生素与微量元素第一节维生素一、概论1.维生素：是维护人体健康，促进生长发育，和维持细胞正常生理功能所必需的一类低相对分子质量有机化合物。2.特点：（1）日需量少，但大部分由食物供给。（2）是重要的营养素，但不能供能，也不是细胞组织的结构成分。（3）多数是构成某些酶的辅酶或辅基成分。（4）长期缺乏会引起供能障碍或出现生理功能紊乱即维生素缺乏病。二、脂溶性维生素维生素主要功能活性形式缺乏症A参与视黄醇合成，参与糖蛋白的合成，维持上皮结构的完整性，促进生长发育11-顺 视 黄 醛，视黄醛，视黄酸夜 盲 症，干眼病，皮肤干燥D促 进 钙 磷 代 谢,是 1,25-(OH2)P3的前体1,25-(OH2)P3佝 偻 病，软骨病E重要的抗氧化剂，对抗氧自由基，促进血红素合成，维护生殖功能生育酚未发现K维持体内第II,VII,IX,X凝血因子在正常水平2-甲基-1,4-茶配易出血三、水溶性维生素维生素主要功能活性形式缺乏症BI转酮酶的辅酶，转酮基反应，抑制胆碱酯酶的活性TPP脚 气 病，末梢神经炎B2世称核黄素，黄素蛋白酶的辅酶，参与体内氧化体素FMN,FAD口角炎，舌炎，唇炎，阴囊炎B6氨基酸代谢中转氨酶，脱竣酶的辅酶，ALA合成酶的辅酶磷酸毗哆醛，磷酸毗哆胺未发现B12构成甲基转移酶的辅酶，参与甲基化，促进DNA的合成，促进红细胞合成甲钻胺素，钻胺素进行性脱髓鞘病PP烟酸，构成脱氢酶辅酶，参与生物氧化体系NAD+,NADP+癞皮病C水溶性抗氧化剂，促进胶原蛋白合成，参与芳香族氨基酸代谢，促进铁的吸收抗环血酸坏血病维生素主要功能活性形式缺乏症泛酸构成CoA及酰基载体蛋白ACP的成分，参与体内酰基转移CoA,ACP未发现叶酸以四氢叶酸形式参与一碳集团转运；与蛋白质核酸合成，红细胞白细胞的成熟有关FH4巨幼红细胞性贫血生物素几种竣化酶的辅酮，参 与 CO2的固定竣化酶辅酮脱屑性红皮病第 二 节 微 量 元 素指人体中日需量在lOOMg以下或含量占体重0.01%以下的元素，总共只占体重的 0.05%左右。第 三 补 充1.维生素E又称生育酚，以养獴育酶在自然界分布最为广泛，且生物活性最强。2.维生素C保护疏基作用：维 生 素C作为供氢体能使许多疏基分子上的疏基保持在还原状态，发挥其催化作用。正常成人每日维生素C的需要量是60mg。第六章生物氧化第一节构成ATP的氧化体系一、呼吸链1.概论(1)定义：代谢物脱下的成对氢离子(2 H)通过多种酶和辅酶所翠花的连锁反应，逐步传递最终与氧结合成水。由于此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称为呼吸链。(2)在呼吸链中，酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上。(3)传递氢的酶或辅酶称之为递氢体。(4)传递电子的酶或辅酶称之为电子传递体。(5)无论递氢体还是电子传递体都起传递电子的作用，所以呼吸链又称电子传递链。2.呼吸链的组成：(1)烟酰胺腺喋吟二核甘酸(NAD+)或称辅酶I(Col)。生理PH条件下，烟酰胺中的毗咤氮为五价氮，它能可逆地接受电子而成为三价氮，与氮对胃的氢键也较活泼，能可逆地加氢还原，故可视为递氢体。NAD+2H-NADP+H+(2)黄 素 蛋 白(FP)有两种辅基：黄素单核甘酸(FM N)黄素腺喋吟二核甘酸FMN+2H氧化型()一FAD H2-(3)铁 硫 蛋 白(Fe-S)FAD)FAD还原型分子中含铁原子和硫原子,铁和无机硫原子和蛋白质多肽链上半胱氨酸残基的硫相结合。Fe2+Fe3+Fe 单电子传递(4)泛 醍(U Q)又称辅酶Q(CoQ)脂溶性的苯酯类化合物，分子中带有一很长的侧链，由多个异戊二烯组成。H+e H+e泛醍一泛 醐H 一 二氢泛醍(配型或氧化型)(半醍型)(氢醍型或还原型)(5)细胞色素类(Cyt)位于线粒体内膜的电子传递体，辅基为铁吓琳。作用：将电子从呼吸链传递到氧的专一酶。(6)人体线粒体呼吸链复合酶：一复合体酶名称多肽链数目辅基INADH-泛酶还原酶43FMNFe-Sn琥珀酸-泛酿还原酶4FAD Fe-S111泛配-细胞色素C 还原11铁口卜琳Fe-SIV细胞色素C 氧化酶13铁口卜琳Cu细胞色素c1铁 口 卜 琳3.主要的呼吸链(1)NADH氧化呼吸链：生物氧化中大多数脱氢酶如乳酸脱氢酶，苹果酸脱氢酶都是以NAD+为辅酶NADH氧化呼吸链的组成和作用(2)琥珀酸氧化呼吸链(FADH2氧化呼吸链)呼吸酸脱氢酶催化脱下的2 H 经复合体II使 CoQ形成C0QH2,再往下的传递与NADH氧化呼吸链相同。珀酸脱氢酶,a 酸甘油脱氢酶、脂 闲CoA脱氢酶)琥珀酸延胡索酸FADH2(Fe-S)FAD(Fe-S)二、氧化磷酸化(1)定义：代谢氧化物脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时，释放能量使ADP磷酸化生成A T P,由于代谢物的氧化反应与ADP磷酸化反应耦联反应故称氧化磷酸化。(2)氧化磷酸化是体内生成A TP的主要方式，另一种生成A TP的方式是底物水平磷酸化。1.氧化磷酸化的耦联部位：(1)P/0比值的测定：消耗I m o l氧原子所需消耗的无机磷的摩尔数。(2)自由能变化：G0,=-n F A Ec,n=传递电子数；F为法拉第常数 9 6.5k J/(m o l V)J2.氧化磷酸化的耦联机制(1)化学渗透假说:电子经过呼吸链传递释放的能量可以将H+从线粒体内膜的基质侧弄到膜间隙，因此产生了电化学梯度，当质子顺浓度梯度经过何梅回流，能生成他P)实验证明：递氢体和电子传递体在线粒体内膜上交替排列，复合体I、I I、I I I如同线粒体内膜上的3个质子泵，均能将H+从线粒体基质泵到膜间隙。(2)A T P合酶由亲水性F i和疏水性R)两部分组成F|：a 3，8 3，Y ,3,功能：催化合成AT PF o ：a,b 2,C9 i 2 亚基当H+浓度顺梯度经F o中a亚基和c亚基之间回流，Y亚基发生旋转。3个B亚基构象发生改变，以三种独立状态存在。1)紧张状态T：与A