生物化学知识点中学教育中考中学教育中考.pdf
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1、精心整理 生物化学名词解释及基本概念整理 第一章 蛋白质化学 基本概念 1、等电点(pI):使氨基酸离解成阳性离子和阴性离子的趋势和程度相等,总带电荷为零(呈电中性)时的溶液 pH 值.A 溶液 pHpI,氨基酸带负电荷,在电泳时向正极运动。2、修饰氨基酸(稀有氨基酸):蛋白质合成后,氨基酸残基的某些基团被修饰后形成的氨基酸。没有相应的密码子,如甲基化、乙酰化、羟基化、羧基化、磷酸化等。3、肽键(peptidebond):合成肽链时,前一个氨基酸的羧基与下一个氨基酸的氨基通过脱水作用形成的酰胺键,具有部分双键性质。4、肽键平面(酰胺平面):参与肽键的六个原子位于同一平面,该平面称为肽键平面。肽
2、键平面不能自由转动。5、蛋白质结构:A 一级结构:是指多肽链从 N 端到 C 端的氨基残基种类、数量和顺序。主要的化学键:肽键,二硫键。B 二级结构:是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,即蛋白质主链原子的局部空间排布(不涉及侧链原子的位置)。分 -螺旋(-helix):较重要,为右手螺旋,每圈螺旋含 3.6 个 氨基酸残基(13 个原子),螺距为 0.54nm、-片层(-折叠,-pleatedsheet)、-转角(-turn)、无规则卷曲(random coil)、-螺旋(-helix)。维持二级结构的化学键:氢键。模体:蛋白质分子中,二级结构单元有规则地聚集在一起形成 混合或均有的空间
3、构象,又称超二级结构。C 结构域:蛋白质三级结构中,折叠紧凑、可被分割成独立的球状或纤维状,具有特定功能的区域,称为结构域。为构成三级结构的基本单元。D 三级结构:是指整条多肽链中所有氨基酸残基的相对空间位置(肽链上所有原子的相对空间位置).化学健:疏水键和氢键、离子键、范德华力等来维持其空间结构的相对稳定。E 四级结构:蛋白质分子中几条各具独立三级结构的多肽链间相互结集和相互作用,排列形成的更高层次的空间构象。作用力:亚基间以离子键、氢键、疏水力连接。此外,范德华力、二硫键(如抗体)。6、分子伴侣:一类在序列上没有相关性但有共同功能,在细胞中能够帮助其他多肽链(或核酸)折叠或解折叠、组装或分
4、解的蛋白称为分子伴侣。如热休克蛋白。7、一级结构是形成高级结构的分子基础,蛋白质一级结构的改变,可能引起其功能的异常或丧失(“分子病”);同功能蛋白质序列具有种属差异与保守性。蛋白质分子的空间结构是其发挥生物学活性的基础,蛋白质分子构象的改变影响生物学功能或导致疾病的发生,蛋白质一级结构不变,但由于折叠错误,导致蛋白质构象改变而引起的疾病,称为蛋白质构象病(折叠病)。8、蛋白质变性:在某些理化因素的作用下,特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧失的过程。为非共价键和二硫键断裂,物理(高温、高压、紫外线),化学(强酸碱、有机溶剂、重金属盐)等因素导致。9、20种 AA 名称及缩写:
5、A 非极性疏水性 AA:甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)、蛋氨酸(Met)B 极性中性 AA:色氨酸(Trp)、丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)、苏氨酸(Thr)C 酸性 AA:天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)D 碱性 AA:赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)E 芳香族 AA:苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)、丝氨酸(Ser)精心整理 10、蛋白质理化性质:两性电离及等电点(多接近 5.0,少数为碱性)、亲水胶体性
6、质(具有水化层、双电层,保持其胶体稳定)、紫外吸收峰在 280nm 波长、显色反应(茚三酮反应、双缩脲反应)。11、蛋白质的分离纯化:利用不同蛋白质分子的溶解性(solubility)、分子大小(size)、带电情况(charge)、亲和能力等的不同将其提纯。粗提:透析、盐析、沉淀法等;精提:层析法(凝胶过虑层析、离子交换层析、亲和层析)、电泳法(蛋白质分子在高于或低于其 pI 的溶液中为带电的颗粒,在电场中能向正极或负极移动,如薄膜电泳、SDS-PAGE 电泳、凝胶电泳)、离心法(不同颗粒之间存在沉降系数差时,在一定离心力作用下,颗粒各自以一定速度沉降,在密度梯度不同区域上形成区带的方法)。
7、第二章酶 1、酶:一类由活细胞合成的、对其特异底物具有高效催化能力的蛋白质或核酸。2、酶活性中心:酶分子中与底物结合并与催化活性直接有关的化学基团所构成的特殊空间区域,具底物结合位点和催化位点。3、诱导契合学说:当底物与酶接近时,能诱导酶的构象发生有利于底物与之结合的变化,使酶与底物特异结合,催化反应的进行。4、酶分类: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。5、辅助因子:分辅酶和辅基、辅酶与酶蛋白结合不紧密,辅基与酶蛋白结合牢固。6、酶促反应动力学:研究底物浓度、酶 E 浓度、pH 值、温度、激活剂和抑制剂等因素对酶促反应速度影响。7、米-曼式方程:。Km(米氏常数)
8、等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度,单位为 mol/L.Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度,与酶浓度成正比。8、酶的转换数:当酶被底物充分饱和时,单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。用于比较每单位酶的催化能力。9、酶的抑制剂:能使酶活性下降而不引起酶蛋白变性的物质。分可逆性抑制和不可逆性抑制,可逆性抑制:抑制剂与酶通过不太稳定的非共价键结合,分竞争性抑制(均能与酶的底物中心结合,抑制作用的强弱取决于I 与 S的浓度比,增大底物浓度可解除抑制作用,如丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶)、非竞争性抑制(抑制剂与底物结合中心以外的位点结合,不可转化为产物,增加底物浓度不能解除非竞争性抑制
9、剂的抑制作用,磺胺类药物抑菌作用)、反竞争性抑制(I 只能与 ES 复合物结合生成 ESI 后酶失去催化活性)。不可逆性抑制:抑制剂与酶的必需基团以共价键(或非常稳定的非共价键)结合,如有机磷中毒及重金属盐中毒。Km Vmax 竞争性抑制 增大 不变 非竞争性抑制 不变 减小 反竞争性抑制 减小 减小 Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度,与酶浓度成正比。Km等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度,单位为 mol/L.12、酶结构调节:通过对现有酶分子结构的影响来改变酶催化活性的调节方式,为快速调节。形式:酶原激活、变构、共价修饰调控。酶原激活:无活性的酶原去掉一个或几个特定肽键后转变为
10、有活性酶的过程。构象发生改变,活性中心暴露或形成。酶的变构调节:调节物通过非共价键与酶分子上的调节位点结合,使酶的构象发生改变而调节酶的活性。关键酶(限速酶):可以通过改变其催化活性而使整个代谢途径的速度或方向发生改变的酶。共价修饰调控:酶分子上的某些基团在另一种酶的催化下发生可逆的共价修饰,从而引起酶活性的改变。有(去)磷酸化,(去)尿苷酸化等形式。13、同功酶:分子结构、底物亲和力、抑制剂等不相同但催化相同化学反应的一组酶。14、酶活力:酶催化一定化学反应的能力。15、LDH:乳酸脱氢酶,体内具五种形式,同功酶类。第三章维生素 1、TPP(硫胺素焦磷酸)、FMN(黄素单核苷酸)、FAD(黄
11、素腺嘌呤二核苷酸)、NAD+(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸)、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)、辅酶 A(CoASH)、四氢叶酸(FH4)、磷酸吡哆醛(PLP)2、各种维生素简介:化学名称 活性形式 生理功能 典型缺乏症 来源 维生素 A A1、A2、视黄醛、视觉细胞中的感光成分、保护上皮夜盲症、干眼症、皮肝脏、胡萝卜、玉米 子的趋势和程度相等总带电荷为零呈电中性时的溶液值溶液氨基酸带正电荷在电泳时向负极运动氨基酸所带总电荷为零在电泳时不移动氨基酸带负电荷在电泳时向正极运动修饰氨基酸稀有氨基酸蛋白质合成后氨基酸残基的某些基团过脱水作用形成的酰胺键具乙酰化羟基化羧基化磷酸化等肽键平面酰胺平面参
12、与肽键的六个原子位于同一平面该平面称为肽键平面肽键平面不能自由转动有部分双键性质蛋白质结构一级结构是指多肽链从端到端的氨基残基种类数量间排布不涉及侧链原子的位置分螺旋较重为右手螺旋每圈螺旋含个氨基酸残基个原子螺距为片层折叠转角无规则卷曲螺旋维持二级结构的化学键氢键模体蛋白质分子中二级结构单元有规则地聚集在一起形成混合或均有的空间构象又精心整理 视黄酸 细胞结构和功能的完整性、抗氧化 肤干燥角质化 维生素 D 1,25-(OH)2-D3(D2)促进肠道对钙的吸收、促进骨对钙的吸收和沉积 佝偻病、软骨病 肝、奶、蛋黄 维生素 E(生育酚)原型 重要的抗氧化剂、与动物生育有关、促进血红素的合成 小脑
13、萎缩、贫血、不育 小麦胚芽、葵花籽油、各种油料种子 维生素 K K1,K2(天然)K3和 K4(合成)-羧化酶(催化凝血因子 Glu 残基羧化)的辅酶 凝血障碍(双香豆素为 Vk拮抗剂)K1-绿叶菜 K2-肠菌合成 维生素 B1 TPP-酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶等的辅酶 脚气病 肝脏、瘦肉、种子的外皮、酵母 维生素 B2 FMN、FAD 黄素脱氢酶的辅酶,充当氢和电子的传递体。口角炎、舌炎、口腔(喉)溃疡、眼睛充血等。肝、肾、蛋、奶、酵母、蔬菜、青草 维生素 B3(pp)NAD+、NADP+大多数脱氢酶的辅酶,参与氢的传递 糙皮病(癞皮病,皮炎)、痴呆、腹泻、色素沉积等 肝脏、心脏、肾脏、肉类
14、、花生、谷物的种皮、苜蓿草、色氨酸转化 维生素 B5 CoASH 辅酶 A是酰化酶的辅酶,是酰基的载体 生长受阻,繁殖障碍 肉类、谷类、蔬菜、酵母 维生素 B6 PLP、磷酸吡哆胺 转氨酶等氨基酸代谢酶类的辅酶,传递氨基、参与血红素的合成、参与血红蛋白的功能 脂溢性皮炎、口角炎、神经系统机能障碍 肉类、全谷食品、蔬菜、肠菌合成 维生素 B7(生物素)生物素原型 脂肪酸合成、糖异生等代谢过程中的羧化酶的辅基 脱屑性皮炎、秃头症、结膜炎、嗜睡及厌食等神经症状 肝脏、蛋黄、叶菜、花菜、酵母 维生素 B9(叶酸)FH4 一碳单位的载体,是一碳基团转移酶的辅酶 巨幼红细胞性贫血 内脏、蔬菜、酵母 维生素
15、 B12 甲基钴胺素、5-脱氧腺苷钴胺素 转甲基酶的辅酶、参与分子内的重排 巨幼红细胞性贫血 动物内脏、牛奶、蛋黄、微生物制品(微生物能合成,动植物不能)维生素 C 强还原剂,参与氧化还原反应、羟化酶的辅酶、有利于肠道中铁的吸收 坏血病、贫血 第四章生物氧化 1、氧化磷酸化:呼吸链中电子的传递过程偶联 ADP 磷酸 化,生成 ATP 的过程。底物磷酸化(次要方式):高能键断裂偶联 ADP 磷酸化为 ATP(或 GDP/GTP)的过程。偶联部位:NADH 与 CoQ 之间(复合体)、CoQ 与 Cytc 之间(复合体)、Cytc 与 O2之间(复合体)。化学渗透学说:电子沿呼吸链传递时,泵出 H
16、+形成跨膜电化学梯度,H+顺电化学梯度回流,释放能量会偶联 ATP 的生成。H+由 ATP 合成酶的 F0亚单位回流时才会偶联 ATP 的生成。影响磷酸化的因素:抑制剂:a、呼吸链抑制剂:鱼藤酮、粉蝶霉素 A、异戊巴比妥(复合体);抗霉素 A();CO、CN、H2S()。b、解偶联剂:使 H+不经 ATP 合酶的 F0回流,2,4-二硝基苯酚。c、氧化磷酸化抑制剂:寡霉素。AD的调节作用;甲状腺激素:诱导细胞膜上 Na+,K+ATP酶的生成,解偶联蛋白基因表达增加。2、呼吸链:代谢物脱下的氢原子通过多种酶所催化的连锁反应逐步 传递,最终与氧结合生成水的传递链,也叫电子传递链。A、递氢体:传递氢
17、的酶或辅酶,亦可以作为电子传递体。B、电子传递体:传递电子的酶或辅基/辅酶。子的趋势和程度相等总带电荷为零呈电中性时的溶液值溶液氨基酸带正电荷在电泳时向负极运动氨基酸所带总电荷为零在电泳时不移动氨基酸带负电荷在电泳时向正极运动修饰氨基酸稀有氨基酸蛋白质合成后氨基酸残基的某些基团过脱水作用形成的酰胺键具乙酰化羟基化羧基化磷酸化等肽键平面酰胺平面参与肽键的六个原子位于同一平面该平面称为肽键平面肽键平面不能自由转动有部分双键性质蛋白质结构一级结构是指多肽链从端到端的氨基残基种类数量间排布不涉及侧链原子的位置分螺旋较重为右手螺旋每圈螺旋含个氨基酸残基个原子螺距为片层折叠转角无规则卷曲螺旋维持二级结构的
18、化学键氢键模体蛋白质分子中二级结构单元有规则地聚集在一起形成混合或均有的空间构象又精心整理 C、呼吸链组成:4 种复合体、CoQ、Cytc 组成两条主要的呼吸链(NADH 氧化呼吸链、琥珀酸氧化呼吸链(FADH2氧化呼吸链)D、复合体组成:复合体(NADH-CoQ 还原酶):是 NADH+H的电子进入呼吸链的入口,FMN 为其辅基,传递途径为NADHFMN,Fe-S CoQH2;复合体(琥珀酸-辅酶Q还原酶),FAD 为其辅基,传递途径为琥珀酸-FAD,Fe-S 簇CoQH2;复合体(CoQ-CytC 还原酶)接受CoQ 传递来的电子,并泵出4个H+/2e,传递途径为CoQH2-Cytb,Fe
19、-S,Cytc1Cytc,血红素为其辅基;复合体(Cytc 氧化酶)将电子从 Cytc 传递给分子氧,催化分子氧还原为 H2O,泵出 2 个 H/2e,FeCu 中心等为其辅基,传递途径为Cytc-CuA-Cytaa3-CuB-O2。每传递一对电子,复合体 I、分别泵出 4、4、2 个 H+E、呼吸链组份排序确定:根据标准氧化还原电位的高低;检 测电子传递体氧化的顺序;体外将呼吸链的各复合体进行拆分和重组;利用阻断剂研究分析。3、P/O比值:物质氧化时,每消耗 1mol 氧原子所消耗无机磷酸的 mol 数。4、胞液中 NADHH+穿梭形式:磷酸甘油穿梭(NADHH+-FADH2 生成 1.5m
20、olATP)、苹果酸-天冬氨酸穿梭(NADH H+-NADH H+生成 2.5molATP)。第五章糖代谢 1、糖酵解:通过一系列酶促反应将葡萄糖降解为丙酮酸的过程。(各组织器官的细胞液中均进行)能量:第一阶段为 15 步,共消耗 2molATP(1 和 3 步)形成两分子磷酸丙糖;第二阶段为 610 步,共生成 4molATP,均为底物水平磷酸化,由磷酸丙糖氧化为丙酮酸,6 步发生一次氧化还原反应生成 2 分子 NADH+H+。酶调节:a、第一步:己糖激酶(HK)肝脏中为葡萄糖激酶(GK):变构抑制剂为 G-6-P,GK则为 F-6-P;b、第三步:磷酸果糖激酶-I(PFK-I):变构抑制剂
21、为 ATP、柠檬酸、H+,变构激活剂为 F-2,6-BP、AMP、ADP;c、第十步:丙酮酸激酶:变构调节:抑制剂为 ATP、乙酰辅酶 A、长 FFA、Ala(肝脏),激活剂为 F-1,6-BP;共价修饰:磷酸化修饰活性降低。反应式:葡萄糖2ADP 2NAD2Pi2 丙酮酸2ATP 2NADH 2H2H2O 生理意义:糖有氧氧化的第一阶段;缺氧时迅速提供能量;红细胞仅以此途径获能;一些中间产物是氨基酸(如丙酮酸)、脂类(如磷酸二羟丙酮)等合成的前体 2、丙酮酸还原为乳酸的意义:使 NADH+H+重新氧化为 NAD+,保证无氧条件下,糖酵解可以继续进行。3、糖的有氧氧化:G丙酮酸(胞浆)、丙酮酸
22、乙酰辅酶 A(线粒体)、TCA循环(线粒体)、氧化磷酸化(线粒体)。丙酮酸乙酰辅酶 A:线粒体基质中进行,丙酮酸脱氢酶系催化(辅基及辅酶有TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2),总反应为:三羧酸循环(TCA):生物体内糖类、脂肪和氨基酸等的氧化产物乙酰辅酶 A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸,柠檬酸再通过一系列氧化步骤产生 CO2、NADH+H+及 FADH2,并重新生成草酰乙酸,从而降解乙酰基并产生能量的代谢过程,在线粒体基质里完成。能量:乙酰 CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2OCoA-SH+3(NADH+H+)+FADH2+2CO2+GTP 一分子乙酰 CoA彻底氧化所生
23、成的能量为 10ATP,一分子 G彻底氧化产生的总 ATP为 3032,酶调节:a、丙酮酸脱氢酶系:变构调节抑制剂为 ATP、乙酰辅酶 A、NADH,激活剂为 AMP;共价修饰磷酸化失活。b、柠檬酸合成酶:变构抑制剂为柠檬酸、NADH、琥珀酰 CoA,抑制剂为 ADP。c、异柠檬酸脱氢酶:变构抑制剂为 ATP、NADH、琥珀酰 CoA,激活剂为 ADP、NAD+、Ca2。d、-酮戊二酸脱氢酶系:变构抑制剂为 ATP、NADH、琥珀酰 CoA,激活剂为 ADP、NAD+、Ca2。生理意义:氧化供能;糖、脂、蛋白质等彻底氧化分解的共有途径;中间代谢物是许多生物合成的前体物。4、巴斯德(Pasteu
24、r)效应:在有氧的条件下,糖的有氧氧化抑制无氧酵解的现象。反 Pasteur 效应:在某些代谢旺盛的正常组织或肿瘤细胞中,即使在有氧的条件下,仍然以糖的无氧酵解为产生 ATP的主要方式的现象。5、磷酸戊糖途径:G-6-P经一系列反应生成 NADPH+H+和 5-磷酸核糖,并完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖转换的代谢途径,在胞浆进行。分氧化阶段(G-6-P氧化为 5-磷酸核酮糖,生成 2NADPH H)和非氧化阶段(生成 5-磷酸核糖,完成 5C/3C/7C/4C/6C 糖的相互转换,利用转醛醇酶和转酮醇酶)。子的趋势和程度相等总带电荷为零呈电中性时的溶液值溶液氨基酸带正电荷在电泳时向负极运动
25、氨基酸所带总电荷为零在电泳时不移动氨基酸带负电荷在电泳时向正极运动修饰氨基酸稀有氨基酸蛋白质合成后氨基酸残基的某些基团过脱水作用形成的酰胺键具乙酰化羟基化羧基化磷酸化等肽键平面酰胺平面参与肽键的六个原子位于同一平面该平面称为肽键平面肽键平面不能自由转动有部分双键性质蛋白质结构一级结构是指多肽链从端到端的氨基残基种类数量间排布不涉及侧链原子的位置分螺旋较重为右手螺旋每圈螺旋含个氨基酸残基个原子螺距为片层折叠转角无规则卷曲螺旋维持二级结构的化学键氢键模体蛋白质分子中二级结构单元有规则地聚集在一起形成混合或均有的空间构象又精心整理 生理意义:提供生物合成的原料(戊糖和 NADPH);为细胞提供还原态
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