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,分離液PH值介于兩個之間 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結(jié)構(gòu) 2、二級結(jié)構(gòu):一級結(jié)構(gòu)折疊盤旋、表現(xiàn)為α-螺旋,β-折疊 β-轉(zhuǎn)角 無規(guī)卷曲、除肽鍵以外的次級鍵:氫鍵。 3、三級結(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,折疊盤旋后形成數(shù)個結(jié)構(gòu)域 4、四級結(jié)構(gòu):兩個(或以上)是有三級結(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,不是在三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上盤旋而形成的對大部分蛋白質(zhì)來源, 具有三級或四級結(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(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,測蛋白質(zhì)含量 大分子物質(zhì) 沉淀和變性次級鍵斷裂,主鍵未斷裂:蛋白質(zhì)從溶液中析出來稱為沉淀,Pr在水中的 兩個穩(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對蛋白酶的敏感性增加,易被水解③對化學(xué)試劑反應(yīng)性↑ 利用電荷:電泳、層析、變性(denaturatcon)-不涉及-級潔構(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二級結(jié)構(gòu)-雙螺旋結(jié)構(gòu) :①[A]=[T] [G]=[C] ②堿基無組織器官 特異性③有種屬特異性④堿基不受年齡營養(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:二級結(jié)構(gòu)是三葉草樣 三級結(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②與DNA長度有關(guān) DNA變性的復(fù)性:解開的單鏈重新聚合,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,酶原激活的過程就是活性中心形成的過程。 例:以酶原激活為例說明一級結(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)通過別構(gòu)調(diào)節(jié)(2)化學(xué)修飾(最常見的為磷酸化與去磷酸化)(3)不涉及共價鍵改變(4)涉及到共價鍵改變(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)動力學(xué): 1、底物濃度,對反應(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,V= (2)當(dāng)[S]>KM時,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競爭性抑制,抑制劑與底物共同競爭酶的性中心,此時常有相似結(jié)構(gòu),此時KM值增大。Vmax可以不變。 決定Vmax I+E+S→ES E+P 2、非競爭性抑制: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。¬max減小。 I+E+S→ES+I(xiàn) →E+P 3、反競爭性抑制,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)無氧酵解:無氧情況下,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)三大營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)換的樞紐,同時是共同的代謝通路。 COA是聯(lián)結(jié)三大營養(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ATP參與,稱合酶 二、糖原合成與分解: 保持血糖濃度維持相對穩(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Γ?BR>G-6磷酸酶,入不能直接補(bǔ)充血糖濃度,肌肉分解糖原指無氧酵解。 糖原上一個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)樘牵禾菬o氧分解的逆過程,克服了3個能障.即 1、意義:長期饑餓時,增強(qiáng)補(bǔ)充血糖 2、糖異性的四個關(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的無氧酵解在胞液進(jìn)行 合成:胞液
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