2022年生物化学复习总结 .pdf
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1、学习好资料欢迎下载第一章 蛋白质的结构和功能等电点 isoelectric point , pI 在某一PH的溶液中,氨基酸解离为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称为该氨基酸的等电点蛋白质的一级结构Primary Structure蛋白质分子中,从N端到 C端的氨基酸排列顺序蛋白质的二级结构Secondary Structure 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,即该肽段主链骨架原子的相对空间位置,主要有-螺旋、 - 折叠、 -转角和无规卷曲肽单元 peptide unit肽键中的4 个原子及相邻的2 个-C 原子重复形成的长链结构超二级结构Super
2、secondary structure蛋白质分子中,两个以上二级结构单元相互聚集形成的有规则的二级结构组合体,如 、 蛋白质的三级结构TertiaryStructure 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,即整条肽链所有原子在三维空间的排布位置结构域 domain 在二级结构或超二级结构的基础上,多肽链在三级结构层次上形成的局部折叠区蛋白质的四级结构Quaternary Structure 蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用(亚基:)蛋白质变性denaturation在某些物理和化学因素作用下,蛋白质特定的空间构象发生改变,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失
3、,不涉及一级结构的改变(大部分蛋白质不会复性 )蛋白质的分子组成 N 元素含量: 16 %1、基本单位氨基酸(L 型)1)甘氨酸Gly :唯一 不含手性原子的氨基酸不具旋光性甲硫氨酸Met:重要甲基供体2、氨基酸的理化性质: 1 )两性解离性质 2)茚三酮反应3)含 共轭双键 的氨基酸具有吸收紫外线ultraviolet light的性质色 Trp (最强 )、酪 Tyr 、苯丙 Phe波长280nm的光用来测定分析溶液中蛋白质的含量3、生物活性肽谷胱甘肽GSH :体内重要的还原剂蛋白质的分子结构、结构与功能的关系1、Primary Structure包括 二硫键 disulfide bond
4、的位置1)与功能的关系蛋白质空间构象(二、三、四级结构)与功能的基础:空间构象的基础;一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能;氨基酸序列提供重要的生物化学信息;重要蛋白质氨基酸序列的改变可引起疾病2、Secondary Structure靠肽链 内和肽链 间的氢键 稳定1)- 螺旋 Helix :常见,大多右手 螺旋,靠链 内氢键稳固2)- 折叠 Pleated Sheet:多肽链充分伸展,每个肽单元折叠成锯齿状结构;靠链间 氢键维持;肽链可以同向平行parallel,也可反向平行antiparallel 3、TertiaryStructure靠次级键(非共价键 ) 稳定次级键:氢键、疏
5、水Hydrophobic作用、盐键(离子键)、二硫键4、Quaternary Structure亚基间结合力:氢键、离子键5、空间结构与功能的关系:空间结构表现 功能1)构象改变引起功能变化 2)构象改变可导致构象病肌红蛋白Myoglobin ,Mb :具有 三级结构的单链蛋白质,有 8 段- 螺旋结构,可结合1 分子氧, 易与 O2结合, 氧解离曲线呈直角双曲线血红蛋白Hemoglobin ,Hb:具有 4 个亚基组成的四级结构,可结合4 分子氧,结合氧后由紧张态变为松弛态 ,氧解离曲线呈S 状曲线 (因为存在 正协同效应 )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
6、 - - - - - -第 1 页,共 16 页学习好资料欢迎下载蛋白质的分离和纯化(掌握几种方法的原理)1、透析 dialysis:利用透析袋将大分子蛋白质和小分子化合物分开(超滤法也可分离)2、盐析 salt precipitation:将硫酸铵、硫酸钠或NaCl 等加入蛋白质溶液,中和蛋白质表面电荷及破坏水化膜,导致蛋白质在水溶液中的稳定性因素被去除而沉淀(沉淀法)3、电泳 electrophoresis:蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的,在电场中能向电场的正极或负极移动4、层析 chromatography:1)分子筛:小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能进入孔
7、内而直接流出5、超速离心ultracentrifugation:不同蛋白质的密度及形态不同第二章 核酸 Nucleic Acids 的结构和功能核酸的一级结构 DNA或 RNA中核苷酸的排列顺序DNA变性 denaturation 在理化因素作用下,DNA的氢键断裂,双螺旋体结构解体,双链分开形成单链的过程DNA复性 renaturation或退火变性核酸单链在适宜条件下,经碱基互补重新形成双螺旋的过程分子杂交hybridization不同来源的变性核酸单链在退火条件下结合形成杂合双链的过程1、波长 260nm的光用来对核苷酸进行定性定量分析2、双螺旋结构模型的要点:DNA是反向平行 的互补双
8、链结构;DNA是右手螺旋 结构; 疏水力 和氢键 维系双螺旋结构的稳定3、DNA超螺旋结构:正超螺旋(左手,不利于基因表达) ;负超螺旋(右手,利于基因表达)4、DNA的功能:作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板,是生命遗传繁殖的物质基础,也是个体生命活动的基础第三章 酶酶的活性中心酶分子中必需基团相对集中,构成的一定空间结构区域,与催化作用直接相关辅酶 conzyme某些酶在发挥催化作用时所需的一类辅助因子,其成分中往往含有维生素,与酶结合松散,可用透析或超滤法除去(辅基与酶结合紧密,不可用透析或超滤法除去)酶的别构调节allosteric regulation一些小分子物质与酶的调节
9、部位或亚基结合,使酶构象发生改变,酶活性增强或减弱,从而控制代谢反应的现象酶的共价修饰covalent modification酶蛋白肽链上的某些基团在另一些酶的作用下发生可逆的共价修饰,从而引起酶活性改变的现象同工酶 isozyme 催化同一化学反应,但分子结构、理化性质和分布不同的一组酶酶促反应动力学Kinetics of enzyme reaction 1、底物浓度对反应速率的影响1)米 - 曼式方程式: Km米氏常数 , 是酶的特征性常数2)Km与 Vm的意义:Km为 V=1/2 Vmax 时的 S ,表示与酶亲和力的大小:越大,亲和力越小Vm为酶完全被底物饱和时的反应速度,与酶浓度成
10、正比3)Km与 Vmax的测定: 双倒数作图法斜率: Km/Vmax截距: x 轴 -1/Km ; y 轴 1/Vmax 2、抑制剂对反应速率的影响1) 可逆性抑制reversible inhibition非共价结合竞争性Vmax不变, Km增加 (y 轴截距不变,斜率增大) 与酶活性中心 结合非竞争性Vmax降低,表观Km不变 (x 轴截距不变,斜率增大)与酶活性中心外必需基团结合反竞争性Vmax降低, Km降低 (与原直线平行)与 酶- 底物复合物 结合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页学习好资料欢迎下载第四章
11、糖代谢糖酵解 Glycolysis糖在无氧条件下分解成丙酮酸并释放能量的过程,是糖的不完全氧化过程,发生在胞浆中磷酸戊糖途径pentose phosphate pathway 糖在肝、脂肪细胞中经过磷酸戊糖途径生成5- 磷酸核糖、 NADPH 的过程糖异生 Gluconeogenesis 丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸等非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程乳酸循环Lactate cycle肌肉细胞产生的乳酸弥散入血后,进入肝脏异生为糖,糖释放入血又被肌肉细胞摄取,如此形成一个循环,又叫Cori循环糖的无氧分解Glycolysis糖酵解 + 乳酸还原1) 糖酵解(生成4 ATP,净生成 2 ATP)
12、的几个重要步骤:葡萄糖6- 磷酸葡萄糖(Hexokinase己糖激酶: 4 种同工酶, 肝细胞中的是 葡糖激酶 )6- 磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 (PFK-1 6-磷酸果糖激酶-1 :最重要的限速酶) 底物水平磷酸化 1,3 二磷酸甘油酸 3- 磷酸甘油酸 +ATP(磷酸甘油酸激酶)底物水平磷酸化磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸 + ATP(Pyruvate Kinase丙酮酸激酶)2)限速酶及其调节(变构调节+共价修饰):己糖激酶 (6- 磷酸葡糖 反馈 抑制 ,但对葡糖激酶无影响):长链脂酰CoA(- )胰岛素( +)6- 磷酸果糖激酶-1 : ATP ,柠檬酸( - ) ADP,AMP ,1,
13、6- 二磷酸果糖 , 2,6- 二磷酸果糖 ( 最强 )(+)丙酮酸激酶 : ATP ,丙氨酸 (- ) 1,6-二磷酸果糖(+)胰高血糖素(共价修饰使失活)3)生理意义:迅速供能,对肌肉收缩更为重要;成熟红细胞完全依赖糖酵解供能;肌肉中产生的乳酸、丙氨酸(由丙酮酸转变)作为糖异生原料糖的有氧氧化1)3 个阶段:葡萄糖分解为丙酮酸;丙酮酸转变为acetyl-CoA乙酰 CoA (脱氢酶复合体);TCA Cycle 三羧酸循环及氧化磷酸化2)三羧酸循环的重要反应过程和限速酶、调节、特点及生理意义:乙酰 CoA+Oxaloacetate草酰乙酸Citrate柠檬酸(柠檬酸合酶)异柠檬酸-酮戊二酸
14、+NADH (异柠檬酸脱氢酶) 氧化脱羧Decarboxylation反应- 酮戊二酸琥珀酸 CoA+NADH (- 酮戊二酸脱氢酶复合体)氧化脱羧反应底物水平磷酸化琥珀酸CoA琥珀酸 + GTP (琥珀酸CoA合成酶)丙酮酸脱氢酶系:NADH ,ATP,琥珀酸 CoA(-) NAD+, CoA(+)柠檬酸合酶 : NADH ,ATP ,琥珀酸CoA(-)异柠檬脱氢酶:NADH ,ATP ( -) ADP(+)- 酮戊二酸脱氢酶: NADH,succinyl-CoA琥珀酸 CoA(- ) AMP(+) 特点: 4 次脱氢, 2 次脱羧, 1 次底物水平磷酸化,3 个不可逆反应生理意义:氧化供能
15、;为其他物质代谢提供小分子前体;三大营养物质代谢的最终共同途径;联系三大物质代谢的枢纽3)有氧氧化生成的ATP 1 NADH :2.5ATP 1 FADH2 :1.5ATP 三羧酸循环一次:(NADH)3x 2.5 ATP + (FADH2)1x 1.5 ATP + 1 ATP=10 ATP Glycolysis Bridging step TCA cycle 有氧氧化2+2x2.5/2x1.5ATP +2x 2.5ATP + 2x 10ATP =30/32ATP 磷酸戊糖途径pentose phosphate pathway 胞液1)注意点:限速酶6- 磷酸葡萄糖脱氢酶; 辅酶 NADP+
16、; 非葡萄糖氧化供能的重要途径2)生理意义:生成磷酸核糖 为核酸的生物合成提供原料;提供细胞代谢所需的NADPH (供氢体)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页学习好资料欢迎下载糖原的合成代谢与分解代谢1)概念 :有葡萄糖经UDPG 合成肝、肌糖原或三碳化合物糖异生合成糖原的过程肝糖原分解为葡萄糖的过程2)注意点:耗 ATP ; 关键酶糖原合酶;UDPG尿苷二磷酸 是葡萄糖的活性形式关键酶糖原磷酸化酶;肌糖原不能分解成葡萄糖;终产物 =1- 磷酸葡萄糖(85% ) +葡萄糖( 15% )3) 调节磷酸化和去磷酸化作用
17、:糖原合酶去磷酸化被激活糖原磷酸化酶其激酶+ATP时,磷酸化修饰激活。肝脏中,主要受胰高血糖素调节糖异生 Gluconeogenesis 1)原料:丙酮酸、乳酸、甘油、丙氨酸等生糖氨基酸部位:主要 肝脏 ,少量肾脏2)3 个可逆途径:丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(经丙酮酸羧化支路)1,6- 二磷酸果糖转变为 6- 磷酸果糖(果糖双磷酸酶-1 )6- 磷酸葡萄糖水解为葡萄糖(葡萄糖 -6- 磷酸酶)3)限速酶: 丙酮酸羧化酶乙酰CoA (激活) ATP(+)PEP Carboxykinase磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖双磷酸酶-1 AMP ,2,6- 二磷酸果糖(强烈抑制) ATP ,柠檬酸, 3
18、- 磷酸甘油(激活)4)生理意义:空腹或饥饿时依赖氨基酸、甘油等异生成糖,以维持血糖水平恒定;补充肝糖原(摄入的葡萄糖一部分先分解成三碳化合物,后者再异生成糖原);调节酸碱平衡(长期饥饿时,肾糖异生加强,有利于维持酸碱平衡)5)问答: 丙氨酸 / 乳酸如何异生为葡萄糖?丙氨酸 / 乳酸经 GTP催化生成丙酮酸丙酮酸在线粒体内经丙酮酸羧化酶催化生成草酰乙酸,后者经苹果酸途径/ 天冬氨酸途径转运入胞液,在 PEP羧激酶作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) PEP循着糖异生途径至1,6- 二磷酸果糖1,6- 二磷酸果糖在果糖二磷酸酶的作用下转变成6- 磷酸果糖再异构为6- 磷酸葡萄糖6- 磷酸葡萄糖
19、在葡萄糖-6- 磷酸酶的作用下生成葡萄糖血糖及其调节1)含量: 3.89 mmol/L6.11 mmol/L 8.89 mmol/L时形成尿糖2)来源:食物中消化吸收,肝糖原分解,非糖物质糖异生去路:氧化分解,合成肝、肌糖原,合成其他糖和糖衍生物,转变成非糖物质3)血糖水平的调节主要为激素调节唯一降低血糖的激素胰岛素:促进肌细胞、脂肪细胞摄取葡萄糖;促进糖原合成,抑制糖原分解;加快糖的有氧氧化;抑制糖异生作用;减缓脂肪动员,从而减少脂肪酸对糖氧化的抑制胰高血糖素促进肝糖原的分解;促进糖异生;促进脂肪动员糖皮质激素可升高血糖;肾上腺素强有力升高血糖(应激状态下,激活磷酸化酶,加速糖原分解)第五章
20、 脂类代谢脂肪的动员mobilization of fat储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为FFA脂肪酸及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程酮体 Ketone body脂肪酸在肝中氧化分解时特有的中间产物,包括乙酰乙酸acetoacetate、- 羟丁酸 -hydroxybutyrate和丙酮 acetone 血浆脂蛋白lipoprotein血脂与血浆中的蛋白质结合而成,血脂以血浆脂蛋白的形式运输精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页学习好资料欢迎下载Triglyceride,TG甘油三酯的合成代谢1)
21、部位:肝脏,脂肪组织,小肠粘膜原料:甘油、脂肪酸(来自葡萄糖代谢)2)过程:甘油一酯途径(小肠粘膜细胞) 2- 甘油一酯1,2- 甘油二脂甘油三酯甘油二脂途径(肝细胞、脂肪细胞)葡萄糖1,2- 甘油二脂甘油三酯甘油三酯的分解代谢脂类中只有TG储脂供能1 脂肪的动员1)关键酶:激素敏感性甘油三酯脂肪酶,HSL 2)过程:甘油三酯甘油二脂甘油一酯甘油- 磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生+FFA(HSL ) +FFA +FFA 2、脂肪酸 (FFA) 氧化方式中的 - 氧化1)部位: 除了脑组织 ,肝、肌肉 (最活跃)2)过程 :脂肪酸活化(胞液中):脂肪酸脂酰 CoA (acyl-CoA合成酶)
22、(ATPAMP )脂酰 CoA进入线粒体(限速酶 肉碱脂酰转移酶I ):外膜 脂酰 CoA脂酰肉碱 内膜 脂酰肉碱脂酰 CoA - 氧化: 4 个重复步骤脱氢加水脱氢硫解生成 1 分子 脂酰 CoA(较之前少2 个碳原子)、乙酰 CoA、NADH 、FADH23)能量生成:以16 碳软脂酸为例活化耗 2 个高能磷酸键,相当于耗2ATP 经过 7 轮循环,生成8 分子乙酰CoA(8*10=80 ATP) ,7 分子 FADH2和 NADH + H+(7*4=28 ATP )净生成: 80 + 28 - 2 = 106 ATP酮体的生成、利用、生理意义和调节线粒体1)生成: 肝细胞利用:肝外组织(
23、心、肾、脑、骨骼肌)2)过程:生成:脂肪酸乙酰 CoA乙酰乙酰CoA HMG-CoA (HMGCoA 合成酶)乙酰乙酸- 羟丁酸(还原)或丙酮(脱羧)利用: - 羟丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸CoA 乙酰 CoA 三羧酸循环丙酮量少又具挥发性,主要通过肺呼出和肾排出3)生理意义:酮体是肝脏输出能量的一种形式,是脑组织的重要能源(可通过血脑屏障);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,节省蛋白质的消耗4)调节:饱食:胰岛素增加,脂肪动员减少,进入肝中脂酸减少,酮体减少饥饿:胰高血糖素增加,脂肪动员增加,血中游离脂酸浓度升高,利于- 氧化及酮体的生成肝细胞中糖原含量及代谢的影响:糖原含量丰
24、富时,脂酸合成甘油三酯及磷脂;糖供给不足时,脂酸主要进入线粒体进行- 氧化,酮体生成增多Malonyl-CoA丙二酰 CoA抑制脂酰CoA进入线粒体:乙酰 CoA 、柠檬酸能激活乙酰CoA羧化酶促进丙二酰CoA的合成, 后者能抑制肉碱脂酰转移酶I ,从而阻止脂酰CoA进入线粒体进行- 氧化,酮体生成减少5)疾病:酮血症,酮尿症,酮症酸中毒脂酸的合成代谢胞液1)原料: 乙酰 CoA ,辅助因子ATP、HCO3-、NADPH 、锰离子重要中间产物:丙二酰 CoA2)乙酰 CoA主要来自葡萄糖、氨基酸,线粒体中产生,通过柠檬酸 - 丙酮酸循环 出线粒体丙酮酸入线粒体:草酰乙酸 +乙酰 CoA柠檬酸柠
25、檬酸出线粒体:草酰乙酸 +乙酰 CoA ;草酰乙酸丙酮酸继续循环3)限速酶: 乙酰 CoA羧化酶 存在于胞液中,生物素 是辅基,锰离子是激活剂4)调节:乙酰 CoA羧化酶软脂酰CoA,胰高血糖素(-)柠檬酸,胰岛素(+)胰岛素( +)胰高血糖素,肾上腺素,生长素(- )精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页学习好资料欢迎下载磷脂 Phospholipid的代谢内质网1、甘油磷脂的合成代谢1)部位: 肝、肾、肠 最活跃辅因子: ATP 、CTP2)过程 :甘油二脂途径:葡萄糖phosphatidate磷脂酸 1 , 2-
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