生 物 化 學(xué)
結(jié)構(gòu)
理化性質(zhì)
功能
Chapter 1
蛋白質(zhì)
一、分子組成:1、特別元素N: 每g氮=6.25g蛋白質(zhì)
基本組成單位:aa
NH2
︱
氨基酸:R-C-COOH
︱
H
①帶-OH的aa:絲、蘇、酪、(化學(xué)修飾)
②含疏基的aa:半胱氨酸(酶的活性中心、有保護(hù)作用)(谷胱期太)
③酸性aa:天冬氨酸、谷氨酸(帶負(fù)電荷)
④堿性aa:精、賴、組 (解離帶正電荷)
二、aa的理化性質(zhì):
①兩性解離:aa的等電點(diǎn)(PI) PH<PI,解離為陽(yáng)離子
PH=PI,成為兼性離子,是電中性
PH>PI,解離為陰離子
舉例PI1=4.0 PI2=7.8的兩種氨基的電泳分離時(shí),分離液PH值介于兩個(gè)之間
②茚三酮反應(yīng)570nm③紫外吸收280nm
三、aa的生理功能:
①多肽鏈、蛋白質(zhì)的主鍵是肽鍵,其余為次級(jí)鍵
②多肽鏈有方向性,由N端→C端(α-氨基,α-羧基)
例:小肽 NH2-精一天冬-甘-谷-COOH 室全不同的肽鏈NH2-谷-甘-天冬-精-COOH
③肽鍵平面:
四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)
1、一級(jí)結(jié)構(gòu)aa的組成及排列順序,最重要的結(jié)構(gòu),基因序例由遺傳信息決定一級(jí)結(jié)構(gòu)
2、二級(jí)結(jié)構(gòu):一級(jí)結(jié)構(gòu)折疊盤(pán)旋、表現(xiàn)為α-螺旋,β-折疊
β-轉(zhuǎn)角 無(wú)規(guī)卷曲、除肽鍵以外的次級(jí)鍵:氫鍵。
3、三級(jí)結(jié)構(gòu):特點(diǎn)為(1)形狀呈現(xiàn)橢圓形、球形(2)空間維持的次級(jí)鍵主要為
疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力也參與(3)使疏水集團(tuán)位于內(nèi)部,親力
集團(tuán)位于外部,使穩(wěn)定存在于水中,折疊盤(pán)旋后形成數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域
4、四級(jí)結(jié)構(gòu):兩個(gè)(或以上)是有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈組成的結(jié)構(gòu),即不同的
蛋白質(zhì)的亞基,不是在三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上盤(pán)旋而形成的對(duì)大部分蛋白質(zhì)來(lái)源,
具有三級(jí)或四級(jí)結(jié)構(gòu)才具有生物活性,但并不是所有的有生物活性的蛋白質(zhì)具有三級(jí)(或以上)的結(jié)構(gòu)。
五、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì):
兩性觸離:兼性、同樣有PI
紫外線吸收:入=280nm有最大吸收值,測(cè)蛋白質(zhì)含量
大分子物質(zhì)
沉淀和變性次級(jí)鍵斷裂,主鍵未斷裂:蛋白質(zhì)從溶液中析出來(lái)稱為沉淀,Pr在水中的
兩個(gè)穩(wěn)定因素:水合膜和表面電荷。強(qiáng)電解質(zhì)(如Nacl)可以抑制弱電觸質(zhì)觸離也可以吸收弱電觸質(zhì)的水、使之沉淀,即鹽析
六、Pr的分離和純化
利用分子量:分子篩、離心、透析變性后:①生物學(xué)活性喪失
②對(duì)蛋白酶的敏感性增加,易被水解③對(duì)化學(xué)試劑反應(yīng)性↑
利用電荷:電泳、層析、變性(denaturatcon)-不涉及-級(jí)潔構(gòu)
變性的pr容易沉淀,沉淀的pr不一定是變性的。
區(qū)別pr變性和沉淀的方法:是沉淀而不是變性①鹽析法②冰工醇(丙酮)-80℃
七、pr的功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系
分子病--- 一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變影響其功能,如鐮刀形RBC
chepter2、核酸
一、分類 1、DNA:有基因組DNA,線粒體DNA兩種,是遺傳信息的攜帶者
2、RNA MRNA:蛋白質(zhì)合成的模板,指導(dǎo)pr合成
tRNA:將AA轉(zhuǎn)運(yùn)至核蛋白體
rRNA:與pr結(jié)合在一起,成核蛋白體,為pr合成提供場(chǎng)所
二、組成、1、DNA的核酸(dNTP)、A、T、G、C脫氧核糖 磷的一樣
2、RNA的——(NTP) A、U、G、C 核糖
特點(diǎn):①主鍵是一3`,5`磷的二酯鍵②方向性:由5`端→3`端游離羥基
三、DNA
(1)DNA一級(jí)結(jié)構(gòu):
核苷酸的排列順序即堿基排列順序,蘊(yùn)藏遺傳密碼。遺傳信息就在此處
(2)DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)-雙螺旋結(jié)構(gòu) :①[A]=[T] [G]=[C] ②堿基無(wú)組織器官
特異性③有種屬特異性④堿基不受年齡營(yíng)養(yǎng)狀況外在環(huán)境影響而改變。
例:從大腦取出一段DNA,在上列哪種組織中找出同源系列(可以雜交)
①人肝②豬腦③狗肺④狼心⑤豬肝 答案為1
DNA是反平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu),堿基位于內(nèi)側(cè),按A=T,C=G配對(duì)存在,直向相反,
疏水性堆程力 5`-AACGCT-3互補(bǔ)鏈?zhǔn)莧3’-TTGCGA-5’或5’-AGCGTT-3}’
(3)DNA的三極結(jié)構(gòu) 雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上扭曲為超螺旋,并且在pr
四、RNA:參與下組成核小體,然后進(jìn)一步折疊壓縮于染色體內(nèi),故核小體是染色體基本單位
1、mRNA:7甲基鳥(niǎo)甘帽子,5`端,尾巴、PolgA、3`端(多聚腺苷酸)(轉(zhuǎn)錄后又加上去的)
2、tRNA:二級(jí)結(jié)構(gòu)是三葉草樣
三級(jí)結(jié)構(gòu)是倒L型
3、rRNA:與核糖體pr共同組成核糖體
DNA 和RNA的區(qū)別:①總體上RNA為單鏈,DNA為雙鏈②RNA中,mRNA最重要,量最少(1%-2%),半衰期最短,
tRNA合量介于兩者之間,但含稀有堿基最多,
rRNA 合量最多
五、核酸理化性質(zhì)
在260nm有紫交戰(zhàn)吸收峰值
高分子物質(zhì)
核酸的變性:DNA:氫鍵被打斷
解鏈溫度(Tm):核酸分子內(nèi)雙鏈解開(kāi)50%,增色效應(yīng)/高色效應(yīng)
Tm值取決于G+C比例,成正此,同時(shí)②與DNA長(zhǎng)度有關(guān)
DNA變性的復(fù)性:解開(kāi)的單鏈重新聚合,條件是溶液濃度慢慢降低
但在冰浴中是不能復(fù)性的,稱為退火,減色效應(yīng)
六、雜交的條件及其意義及應(yīng)用
七、核酶:具有酶催化活性的核酸
核酸酶能夠水解核酸的酶
Chapter 3 酶
一、酶的化學(xué)本質(zhì):大部分為pr、少數(shù)為RNA、即核酶。
單純酶:僅有aa殘基構(gòu)成的酶
綜合酶:由酶蛋白和輔助因子組成的酶。
輔助因子{輔酶:透析、超濾能 輔基 不解除}
活性中心:與酶的催化性密切相關(guān)的空間區(qū)或,這些區(qū)域的結(jié)構(gòu)稱為必需基團(tuán)。并不是所有的必需集團(tuán)都在結(jié)性中心內(nèi)。
酶原:有活性的酶的前身,酶原激活的過(guò)程就是活性中心形成的過(guò)程。
例:以酶原激活為例說(shuō)明一級(jí)結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)
同工酶:結(jié)構(gòu)和理化、免疫性質(zhì)不同、但可催化同一反應(yīng)的酶、如:乳酸脫氫酶
例:丙酮酸 乳酸脫氫酶 乳酸到肝臟 乳酸脫氫酸 丙酮酸糖異生
用工酶
變構(gòu)酶:通過(guò)改變構(gòu)象而影響酶活性的酶,(變構(gòu)調(diào)節(jié))
調(diào)節(jié)亞基和催化亞基 別構(gòu)激活
調(diào)節(jié)部位和催化部位 別構(gòu)抑制
變物酶常在反應(yīng)開(kāi)始表現(xiàn),為關(guān)鍵酶,限速酶。
二、酶的調(diào)節(jié)方式
快調(diào)節(jié):(1)通過(guò)別構(gòu)調(diào)節(jié)(2)化學(xué)修飾(最常見(jiàn)的為磷酸化與去磷酸化)(3)不涉及共價(jià)鍵改變(4)涉及到共價(jià)鍵改變(5)常有放大作用
慢調(diào)節(jié):
三、酶的催化反應(yīng)特點(diǎn):
(1)效率高,能降低反應(yīng)的活化能
(2)特異性高
四、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué):
1、底物濃度,對(duì)反應(yīng)速度的影響:米一曼氏方程
V=
KM反應(yīng)酶和底物的親合力,KM定,則親合力低,反之亦然。
(1)當(dāng)[S]<KM時(shí),V=
(2)當(dāng)[S]>KM時(shí),V=Vma
(3)當(dāng)V=1/2Vmax,Km=[S]
2、酶濃度:
3、溫度:最適溫度(反應(yīng)速度最快)
4、PH值:最適PH值(反應(yīng)速度最快)
5、激活劑:使酶活性增加
6、抑制劑:可逆抑制和不可逆抑制
可逆抑制最重要,又分為1競(jìng)爭(zhēng)性抑制,抑制劑與底物共同競(jìng)爭(zhēng)酶的性中心,此時(shí)常有相似結(jié)構(gòu),此時(shí)KM值增大。Vmax可以不變。
決定Vmax
I+E+S→ES E+P
2、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制:抑制劑與酶的活性中心以外的部分結(jié)合從而抑制酶的活性,KM值不變(有增大,有減小)Vmax減小。
I+E+S→ES+I(xiàn) →E+P
3、反競(jìng)爭(zhēng)性抑制,抑制劑與中間物(ES)結(jié)合,KM值下降,Vmax下降,
E+S→ES+I(xiàn)→E+P
?键c(diǎn):(1)只有PH,T才有最適條件影響酶促反應(yīng)。
(2)?家种苿┰诓煌愋椭蠯M,Vmax的變化
Chapter 4
糖代謝
分解代謝 最重要
合成代謝
調(diào)節(jié)
生理意義
一、葡萄糖的分解途徑:
(一)無(wú)氧酵解:無(wú)氧情況下,產(chǎn)生乳酸,提供少量能量
1、關(guān)鍵酶:已糖激酶,6-磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶,(1)催化反應(yīng)都是不可逆反應(yīng),單向反應(yīng),(2)關(guān)鍵E語(yǔ)性常較低,多為限速E。
2、進(jìn)行的部位:胞液(特別,大部分多在線粒體中進(jìn)行)
3、消耗能量:2ATP
生成能量:4ATP
4、重要的中間產(chǎn)物:磷酸二羥丙酮:葡萄糖和甘油的交匯點(diǎn)
5、在特殊情況(病理,肺心病,長(zhǎng)跑,高原)在特殊的細(xì)胞(水質(zhì)細(xì)胞RBC)里起作用。
(二)有氧氧化,有氧的情況下,機(jī)體ATP主要來(lái)源,途徑。
前階段相同,丙酮酸在丙酮酸脫氯酶作用下→乙酰COA
三羧酸循環(huán):(1)有4次脫氫 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
底物在分解時(shí)將能量傳給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)重要的轉(zhuǎn)變反應(yīng)
(4)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)換的樞紐,同時(shí)是共同的代謝通路。
COA是聯(lián)結(jié)三大營(yíng)養(yǎng)的物質(zhì)代謝的樞紐。
例:下列哪些物質(zhì)直接參與三羧酸循環(huán):ABCEF
(A)FAD(B)草酰乙酸(C)α一酮戊二酸(D)ADP(E)PI(F)GOP
(三)磷酸戊糖途徑(HMPS)過(guò)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為供氫體
(2)為核酸的生物合成提供核糖,提供5-磷酸核糖
2、關(guān)鍵酶:6-磷酸葡萄糖脫氫酶
3、NADPH的意義:(1)機(jī)體最主要的供氫體,為物質(zhì)還原提供H
(2)維持還原型谷胱苷肽(GSH)的含量,利用疏基,還原超氧化物
GSH+GSH→GSSG(氧化型)+H20(由GSH還原酶參與)
例:“蠶豆病”的原因是體內(nèi)缺點(diǎn)關(guān)鍵E:6-磷酸葡萄脫氫E
(3)參與機(jī)體生物轉(zhuǎn)化作用
NND參與呼吸鏈,提供ATP,NADPH+H+不參與
例:能為核苷酸酸提供原料,5-磷酸粒糖
合成反應(yīng),有ATP參與,稱合成酶,無(wú)ATP參與,稱合酶
二、糖原合成與分解:
保持血糖濃度維持相對(duì)穩(wěn)定的途徑
(一)1、糖原合成的部位,肝臟和肌肉
2、糖原合成的關(guān)鍵E:糖原合酶{磷酸化,活性降低;去磷酸化,活性升高}
3、重有中間物質(zhì):UDPG葡萄糖的活化形式,或稱為活性葡萄糖
4、機(jī)體能量合成代謝的主要形式ATP,尚有GTP、CTP、UTP,其中UTP參與糖原的合成
其中UTP參與糖原的合成
(二)1、糖原分解的關(guān)鍵E:糖原磷酸化酶
2、糖原分解的部位, 肝臟(肌肉不能直接分解糖原,因?yàn)槿狈?
G-6磷酸酶,入不能直接補(bǔ)充血糖濃度,肌肉分解糖原指無(wú)氧酵解。
糖原上一個(gè)葡萄糖殘基在肌肉分解后產(chǎn)生3分子ATP
三、糖異生(非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘?:糖無(wú)氧分解的逆過(guò)程,克服了3個(gè)能障.即
1、意義:長(zhǎng)期饑餓時(shí),增強(qiáng)補(bǔ)充血糖
2、糖異性的四個(gè)關(guān)鍵E
3、中間產(chǎn)物質(zhì)都可糖異生產(chǎn)生G
大部分:分解:線為體,但G的無(wú)氧酵解在胞液進(jìn)行
合成:胞液