生化复习重点.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生化复习重点.精品文档.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（50%55%），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，锰，钴等3.个别蛋白质含有碘4.各种蛋白质的含氮量接近，约为16%5.每克样品含氮克数*6.25*100=100g样品

2、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20种。 COO除甘氨酸外，其他19种均为L-a-氨基酸 H3N C H R L-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、缬、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：H H H + H+ R C COOH R C COO R C COO +NH3 +NH3 NH3静电荷 +1 0 -1 PHPI PH=PI PHPI 阳离子 兼性离子 阴离子等电点：PI=1/2（p

3、K1+pK2）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280nm。3.茚三酮反应：茚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，再与一分子茚三酮缩合成紫蓝色的化合物，此化合物最大吸收峰为570nm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（CONH）2.二肽：两分子氨基酸借一分子的氨基与另一分子的羧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合而残缺，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

4、，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下，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，能与外源性的噬电子毒物（如致癌物，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

5、） 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-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

6、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10，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 缬氨酸 酸性 中性 水溶性血红白 镰

7、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.Hb氧解离曲线：Hb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Hb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。血红素是铁卟啉化合物，它是由4个吡咯环通过4个甲炔基相连成一个环形，Fe2+居于环中。（1）肌红蛋白（Mb）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

8、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（Hb）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Hb共结合4分子氧成年人红细胞中的Hb主要由两条a-肽链，两条-肽链组成，a链含141个氨基酸残基，链含146个氨基酸残基。胎儿期主要为2, 2，胚胎期为2,2Hb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.朊病毒：查不到任何核酸，对各

9、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PrPc异构体，可胁迫PrPc转化为PrPSc，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羧基+侧链某些基因解离若溶质pHpI蛋白质带负电荷若溶液pH=pI，为兼性离子，电荷为0等电点体内蛋白质的各种PI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脲反应呈紫色反应，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

10、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.带脂肪烃侧链的氨基酸：丙，缬，亮，异亮都含有共轭双键紫外光吸收性质2.含芳香环：苯丙 芳香族：酪，色3.含硫：甲硫氨酸 含疏基：半胱氨酸4.亚氨基酸：脯氨酸 含羟基：丝 苏5.含酰胺基：谷氨酰胺，天冬酰胺 含羧基（酸性带负电）：天冬氨酸，谷氨酸二、肽1.多肽链两端：

11、自由氨基（氨基末端，N端），羧基（羧基末端，C端）2.多肽命名：N端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 Eg:：短杆菌肽A，短杆菌素S，缬氨霉素等三、蛋白质的分子结构1.超二级结构：即模体（motif），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 ， ，a(最常见)3.Eg：锌指结构：螺旋突环螺旋四、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）Hb与Mb一样可逆地与氧气结合，

12、氧含Hb占总Hb的百分数随氧气浓度变化而变化。（2）Hb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，Hb与氧气结合在氧气分压较低时难。（4）Hb的氧解离曲线Hb与氧气结合的S形曲线提示Hb的4个亚基与4个氧气结合时平衡常数并不相同。Hb中最后一个亚基与氧气结合后时平衡常数最大Hb中第一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

13、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。Eg：硫酸铵 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 Eg：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

14、基本物质之一。根据组成不同，可分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。核酸DNARNAmRNAtRNArRNA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，O，N和P，基本单位为核苷酸。（也称单核苷酸）单核苷酸磷酸核苷（脱氧核苷）戊糖（脱氧戊糖）碱基（嘌呤碱，嘧啶碱）核酸一、核苷酸核苷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（1）存在于DNA分子中：A，T，C，G；存在于RNA中：A，U，C，G。（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RNA，脱氧核糖构成DNA；（2）RNA分子较DNA分

15、子更易发生水解，因此不如DNA稳定。3.核苷（1）碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接成核苷（脱氧核苷）。（2）核 苷：AR，GR，UR，CR（3）脱氧核苷：Dar，dGR, dTR, dCR.4.单核苷酸（1）核苷（脱氧核苷）和磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）核苷酸：AMP，GMP，UMP，CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP.重要的核苷酸衍生物多磷酸核苷酸：NTP（三核酸核苷），NDPC（二磷酸核苷）环化核苷酸：cAMP（3,5-环腺甘酸）cGMP（3,5-环鸟苷酸）二、核酸的一级结构1.定义：核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基的不同，所以也称为碱

16、基序列。2.核苷酸之间以磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，且多核苷酸链是有方向性的。书写方法：左端标出5末端，右侧为3末端，例如：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苷酸链组成，两链以一脱氧核苷酸-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.DNA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。

17、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.DNA双螺旋结构的多样性DNA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、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装1.DNA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，（1）核心颗粒：由长146bp的双螺旋DNA以超螺旋方式缠绕组蛋白

18、八聚休1.8圈组成。（2）连接区：由连接区DNA和组蛋白H1组成（3）连接区DNA：连接相邻两个核心颗粒。（4）组蛋白组蛋白种类：H1，H2A，H2B，H3，H4组蛋白八聚体（核心组蛋白）由各2分子H2A，H2B，H3，H4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.DNA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

19、，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DNA，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RNAScRNA/TSL-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mRNA的5末端均在转录后加上一个甲基鸟

20、苷，同时第一个核苷酸的C2也是甲基化，形成帽子结构。2.大多数真核mRNA的3末端有一个多聚腺苷酸（polyA）结构，称为多聚A尾5m7GpppAUGUAGAAUAAApoly(A)35非翻译区3非翻译区编码区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：二、转运RNA的结构和功能1.tRNA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

21、三叶草氨基酸臂，DHU环，反密码环，额外环，TC环3.tRNA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1.rRNA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5srRNA5srRNA28srRNA23srRNA5.8srRNA16srRNA18srRNA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个核苷酸18S1874个核苷酸

22、蛋白质21种占总量的40%33种占总量的50%大亚基50S60SrRNA23S2940个核苷酸28S4718个核苷酸5S120个核苷酸5.8S160个核苷酸5S120个核苷酸蛋白质36种占总量的30%49%占总量的35%四、其它小分子RNA及RNA组学1.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RNA，统称为非mRNA小RNA（SnmRNAs）2.SnmRANs的种类：核内小RNA，核仁小RNA，胞质小RNA，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

23、分子中有末端磷酸和许多连接核苷的磷酸残基，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，故为两性电解质，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.A260的应用：（1）DNA或RNA的定量A260=1.0相当于40g/ml单链DNA（或RNA）50g/ml双链DNA20g/ml 寡核苷酸（2）判断核酸样品的纯度DNA纯品：A260/A2801.8RNA纯品：A260/A2802.0二、DNA的变性1.定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。变性并不涉及核苷酸共键（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

24、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：DNA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：DNA变性时其溶液A260增高的现象5.Tm：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50%时的温度温度称为DNA的解链温度，又称熔解温度，或熔点。6.Tm值与下列因素有关：（1）DNA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DNA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

25、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）=（Tm-69.3）*2.44（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.DNA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A260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

26、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。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

27、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.DNA的酶法测序2.DNA的化学法测序3.DNA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DNA（2）RNA酶专一降解RNA2.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：|（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

28、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：分解脂肪的酶脂肪酶据其催化的底物命名 催化脱氢反应酶脱氢酶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：

29、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：羧肽酶（含Zn2+）黄嘌呤氧化酶（含Mo2+）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酶蛋白结合。 单纯酶：仅含单纯酶：仅含-氨基酸的蛋白质分类结合酶：蛋白质+非蛋白质部分（即辅酶分子）（即酶蛋白 ）酶

30、蛋白决定反应的特异性小分子有机化学物 结合成复合物全酶（只有全美才具有催化作用）辅酶因子 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 辅酶：与蛋白质结合疏松辅酶因子 参与酶活性中心的组成 辅基：与酶蛋白结合牢固酶活性中心（active center）：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 结合集团：结合底物和辅酶，使之成为复合物的必需基团 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

31、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：组氨酸的咪唑基，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

32、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、pH、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。如右图所示：底物底物浓度S（mmol/l)初速度Vmax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）形成酶底物复

33、合物（中间产物ES）,此复合物再分解为产物(P)和游离的酶。E + S k1k2k3ESE + P酶 底物 中间产物 产物（式中k1、k2、k3、分别为各自反应的速度常数） 米氏方程式：V= VmaxSA米氏方程式Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。B、Km值酶对底物的亲和力C、Km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：双倒数作图法第一步： VmaxS Km+SV = 两边同取倒数得+ 1/

34、V=KmVmax 1/Vmax 1/S 以1/V对1/S作图，纵轴截距=1/Vmax, 横轴截距=-1/kmHanes作图法: S/V=Km/Vmax + S/Vmax 以S/V对S作图，纵轴截距=-km, 直线k=1/Vmax-1/Km 1/Vmax 1/V 1/S S S/V -Km Km/Vm K=1/Vmax3、 酶浓度对反应速度的影响0 V 酶浓度 （当Skm，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。当SE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

35、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。酶活性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度 C 5、pH对反应速度的影响酶活性受其反应环境的PH影响，且不同的酶对不同的PH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PH值是1.8；肝精氨酸酶是9.8；多数酶是中性（最适pH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）0酶活性 pH pH对某些酶活性的影响 胃蛋白酶 淀粉酶 胆碱酯酶 2468106、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

36、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：以共价键与酶活性中心上的必需基因相结合，使酶失活，此种抑制剂不可用透析、超滤等方法去除。 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） 比如：丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶，磺胺药物与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶）Vmax不变，Km值B 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。Vmax，Km值不变C.反竞

37、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（ES）结合，使中间产物ES的量下降。Vmax，Km值7、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：Mg+、K+、Mn2+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1umol底物转化为产物所需的酶浓度）五酶的调节酶活性调节（快）酶含量调节（慢）调节对象：关键

38、酶调节方式：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）-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。 生理意义：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

39、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、SH与SS、甲基化与去甲基化、腺苷化与去腺苷化。2. 酶的调节酶蛋白合成的诱导与阻遏 酶蛋白的合成量主要 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-溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖ATP）-非溶酶体蛋白酶降解途径（依赖ATP和泛素）酶蛋白质降解途径3同工酶同工酶：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mRNA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酶之列。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。LD1(H4)、LD2(H3M)LD3(H2M2)、LD4(HM3)LD5(M4)H型（心肌型）M型（骨骼肌型）乳酸脱氢酶是四聚体蛋白 M型（肌型）CK3(MM型)B型(脑型) CK1(BB型)（CK2、MB型反见于心肌） 肌酸激酶是二聚体酶备注： 参与组成辅酶的维生素 转移基因辅酶或辅