生 物 化 学 结构 理化性质 功能 Chapter 1
蛋白质 一、分子组成:1、特别元素N: 每g氮=6.25g蛋白质 基本组成单位:aa NH2 ︱ 氨基酸:R-C-COOH ︱ H ①带-OH的aa:丝、苏、酪、(化学修饰) ②含疏基的aa:半胱氨酸(酶的活性中心、有保护作用)(谷胱期太) ③酸性aa:天冬氨酸、谷氨酸(带负电荷) ④碱性aa:精、赖、组 (解离带正电荷) 二、aa的理化性质: ①两性解离:aa的等电点(PI) PH<PI,解离为阳离子 PH=PI,成为兼性离子,是电中性 PH>PI,解离为阴离子 举例PI1=4.0 PI2=7.8的两种氨基的电泳分离时,分离液PH值介于两个之间 ②茚三酮反应570nm③紫外吸收280nm 三、aa的生理功能: ①多肽链、蛋白质的主键是肽键,其余为次级键 ②多肽链有方向性,由N端→C端(α-氨基,α-羧基) 例:小肽 NH2-精一天冬-甘-谷-COOH 室全不同的肽链NH2-谷-甘-天冬-精-COOH ③肽键平面: 四、蛋白质的分子结构 1、一级结构aa的组成及排列顺序,最重要的结构,基因序例由遗传信息决定一级结构 2、二级结构:一级结构折叠盘旋、表现为α-螺旋,β-折叠 β-转角 无规卷曲、除肽键以外的次级键:氢键。 3、三级结构:特点为(1)形状呈现椭圆形、球形(2)空间维持的次级键主要为 疏水键、离子键、氢键、范得华力也参与(3)使疏水集团位于内部,亲力 集团位于外部,使稳定存在于水中,折叠盘旋后形成数个结构域 4、四级结构:两个(或以上)是有三级结构的多肽链组成的结构,即不同的 蛋白质的亚基,不是在三级结构的基础上盘旋而形成的对大部分蛋白质来源, 具有三级或四级结构才具有生物活性,但并不是所有的有生物活性的蛋白质具有三级(或以上)的结构。 五、蛋白质的理化性质: 两性触离:兼性、同样有PI 紫外线吸收:入=280nm有最大吸收值,测蛋白质含量 大分子物质 沉淀和变性次级键断裂,主键未断裂:蛋白质从溶液中析出来称为沉淀,Pr在水中的 两个稳定因素:水合膜和表面电荷。强电解质(如Nacl)可以抑制弱电触质触离也可以吸收弱电触质的水、使之沉淀,即盐析 六、Pr的分离和纯化 利用分子量:分子筛、离心、透析变性后:①生物学活性丧失 ②对蛋白酶的敏感性增加,易被水解③对化学试剂反应性↑ 利用电荷:电泳、层析、变性(denaturatcon)-不涉及-级洁构 变性的pr容易沉淀,沉淀的pr不一定是变性的。 区别pr变性和沉淀的方法:是沉淀而不是变性①盐析法②冰工醇(丙酮)-80℃ 七、pr的功能和结构的关系 分子病--- 一级结构发生改变影响其功能,如镰刀形RBC
chepter2、核酸 一、分类 1、DNA:有基因组DNA,线粒体DNA两种,是遗传信息的携带者 2、RNA MRNA:蛋白质合成的模板,指导pr合成 tRNA:将AA转运至核蛋白体 rRNA:与pr结合在一起,成核蛋白体,为pr合成提供场所 二、组成、1、DNA的核酸(dNTP)、A、T、G、C脱氧核糖 磷的一样 2、RNA的——(NTP) A、U、G、C 核糖 特点:①主键是一3`,5`磷的二酯键②方向性:由5`端→3`端游离羟基 三、DNA (1)DNA一级结构: 核苷酸的排列顺序即碱基排列顺序,蕴藏遗传密码。遗传信息就在此处 (2)DNA二级结构-双螺旋结构 :①[A]=[T] [G]=[C] ②碱基无组织器官 特异性③有种属特异性④碱基不受年龄营养状况外在环境影响而改变。 例:从大脑取出一段DNA,在上列哪种组织中找出同源系列(可以杂交) ①人肝②猪脑③狗肺④狼心⑤猪肝 答案为1 DNA是反平行的互补双链结构,碱基位于内侧,按A=T,C=G配对存在,直向相反, 疏水性堆程力 5`-AACGCT-3互补链是{3’-TTGCGA-5’或5’-AGCGTT-3}’ (3)DNA的三极结构 双螺旋结构基础上扭曲为超螺旋,并且在pr 四、RNA:参与下组成核小体,然后进一步折叠压缩于染色体内,故核小体是染色体基本单位 1、mRNA:7甲基鸟甘帽子,5`端,尾巴、PolgA、3`端(多聚腺苷酸)(转录后又加上去的) 2、tRNA:二级结构是三叶草样 三级结构是倒L型 3、rRNA:与核糖体pr共同组成核糖体 DNA 和RNA的区别:①总体上RNA为单链,DNA为双链②RNA中,mRNA最重要,量最少(1%-2%),半衰期最短, tRNA合量介于两者之间,但含稀有碱基最多, rRNA 合量最多 五、核酸理化性质 在260nm有紫交战吸收峰值 高分子物质 核酸的变性:DNA:氢键被打断 解链温度(Tm):核酸分子内双链解开50%,增色效应/高色效应 Tm值取决于G+C比例,成正此,同时②与DNA长度有关 DNA变性的复性:解开的单链重新聚合,条件是溶液浓度慢慢降低 但在冰浴中是不能复性的,称为退火,减色效应 六、杂交的条件及其意义及应用 七、核酶:具有酶催化活性的核酸 核酸酶能够水解核酸的酶
Chapter 3 酶 一、酶的化学本质:大部分为pr、少数为RNA、即核酶。 单纯酶:仅有aa残基构成的酶 综合酶:由酶蛋白和辅助因子组成的酶。 辅助因子{辅酶:透析、超滤能 辅基 不解除} 活性中心:与酶的催化性密切相关的空间区或,这些区域的结构称为必需基团。并不是所有的必需集团都在结性中心内。 酶原:有活性的酶的前身,酶原激活的过程就是活性中心形成的过程。 例:以酶原激活为例说明一级结构中蛋白质 同工酶:结构和理化、免疫性质不同、但可催化同一反应的酶、如:乳酸脱氢酶 例:丙酮酸 乳酸脱氢酶 乳酸到肝脏 乳酸脱氢酸 丙酮酸糖异生 用工酶 变构酶:通过改变构象而影响酶活性的酶,(变构调节) 调节亚基和催化亚基 别构激活 调节部位和催化部位 别构抑制 变物酶常在反应开始表现,为关键酶,限速酶。 二、酶的调节方式 快调节:(1)通过别构调节(2)化学修饰(最常见的为磷酸化与去磷酸化)(3)不涉及共价键改变(4)涉及到共价键改变(5)常有放大作用 慢调节: 三、酶的催化反应特点: (1)效率高,能降低反应的活化能 (2)特异性高 四、酶反应动力学: 1、底物浓度,对反应速度的影响:米一曼氏方程 V= KM反应酶和底物的亲合力,KM定,则亲合力低,反之亦然。 (1)当[S]<KM时,V= (2)当[S]>KM时,V=Vma (3)当V=1/2Vmax,Km=[S] 2、酶浓度: 3、温度:最适温度(反应速度最快) 4、PH值:最适PH值(反应速度最快) 5、激活剂:使酶活性增加 6、抑制剂:可逆抑制和不可逆抑制 可逆抑制最重要,又分为1竞争性抑制,抑制剂与底物共同竞争酶的性中心,此时常有相似结构,此时KM值增大。Vmax可以不变。 决定Vmax I+E+S→ES E+P 2、非竞争性抑制:抑制剂与酶的活性中心以外的部分结合从而抑制酶的活性,KM值不变(有增大,有减小)Vmax减小。 I+E+S→ES+I →E+P 3、反竞争性抑制,抑制剂与中间物(ES)结合,KM值下降,Vmax下降, E+S→ES+I→E+P 常考点:(1)只有PH,T才有最适条件影响酶促反应。 (2)常考抑制剂在不同类型中KM,Vmax的变化
Chapter 4
糖代谢 分解代谢 最重要 合成代谢 调节 生理意义 一、葡萄糖的分解途径: (一)无氧酵解:无氧情况下,产生乳酸,提供少量能量 1、关键酶:已糖激酶,6-磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶,(1)催化反应都是不可逆反应,单向反应,(2)关键E语性常较低,多为限速E。 2、进行的部位:胞液(特别,大部分多在线粒体中进行) 3、消耗能量:2ATP 生成能量:4ATP 4、重要的中间产物:磷酸二羟丙酮:葡萄糖和甘油的交汇点 5、在特殊情况(病理,肺心病,长跑,高原)在特殊的细胞(水质细胞RBC)里起作用。 (二)有氧氧化,有氧的情况下,机体ATP主要来源,途径。 前阶段相同,丙酮酸在丙酮酸脱氯酶作用下→乙酰COA 三羧酸循环:(1)有4次脱氢 3次以NAD+→NADH→3ATP 1次FAD→FADH2→2ATP (2)底物水平磷酸化琥珀酸COA→琥珀酸:GOP+PI→GTP 底物在分解时将能量传给ADP使→ATP 琥珀酸COA,1.3一二磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮的是高能底物, (3)重要的转变反应 (4)三大营养物质转换的枢纽,同时是共同的代谢通路。 COA是联结三大营养的物质代谢的枢纽。 例:下列哪些物质直接参与三羧酸循环:ABCEF (A)FAD(B)草酰乙酸(C)α一酮戊二酸(D)ADP(E)PI(F)GOP (三)磷酸戊糖途径(HMPS)过程不看 1、主要作用:(1)不是直接提供能量,而是提供大量NADPH+H为供氢体 (2)为核酸的生物合成提供核糖,提供5-磷酸核糖 2、关键酶:6-磷酸葡萄糖脱氢酶 3、NADPH的意义:(1)机体最主要的供氢体,为物质还原提供H (2)维持还原型谷胱苷肽(GSH)的含量,利用疏基,还原超氧化物 GSH+GSH→GSSG(氧化型)+H20(由GSH还原酶参与) 例:“蚕豆病”的原因是体内缺点关键E:6-磷酸葡萄脱氢E (3)参与机体生物转化作用 NND参与呼吸链,提供ATP,NADPH+H+不参与 例:能为核苷酸酸提供原料,5-磷酸粒糖 合成反应,有ATP参与,称合成酶,无ATP参与,称合酶 二、糖原合成与分解: 保持血糖浓度维持相对稳定的途径 (一)1、糖原合成的部位,肝脏和肌肉 2、糖原合成的关键E:糖原合酶{磷酸化,活性降低;去磷酸化,活性升高} 3、重有中间物质:UDPG葡萄糖的活化形式,或称为活性葡萄糖 4、机体能量合成代谢的主要形式ATP,尚有GTP、CTP、UTP,其中UTP参与糖原的合成 其中UTP参与糖原的合成 (二)1、糖原分解的关键E:糖原磷酸化酶 2、糖原分解的部位, 肝脏(肌肉不能直接分解糖原,因为缺乏) G-6磷酸酶,入不能直接补充血糖浓度,肌肉分解糖原指无氧酵解。 糖原上一个葡萄糖残基在肌肉分解后产生3分子ATP 三、糖异生(非糖物质转变为糖):糖无氧分解的逆过程,克服了3个能障.即 1、意义:长期饥饿时,增强补充血糖 2、糖异性的四个关键E 3、中间产物质都可糖异生产生G 大部分:分解:线为体,但G的无氧酵解在胞液进行 合成:胞液
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