生物化学考试重点笔记完整版Word下载.docx
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3、一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。
二、蛋白质的二级结构
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象
氢键
3、蛋白质二级结构的主要形式α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲
三、蛋白质的三级结构
1、定义：
整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。
即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。
2、主要的化学键：
疏水作用、离子键、氢键和VanderWaals力等
四、蛋白质的四级结构
1、蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。
2、亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。
第四节蛋白质的理化性质
（一）蛋白质的紫外吸收
（二）蛋白质的两性电离
1、蛋白质的等电点：
当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。
（三）蛋白质的沉降特性
（四）蛋白质的胶体性质
蛋白质胶体稳定的因素：
颗粒表面电荷、水化膜
（五）蛋白质的变性、复性
1、蛋白质的变性：
在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。
2、变性的本质：
破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。
（六）蛋白质的呈色反应
⒈茚三酮反应蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。
⒉双缩脲反应
蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。
第二章核酸的结构与功能
第一节核酸的化学组成
一、核苷酸的组成
1、元素组成:
C、H、O、N、P（9~10%）
2、分子组成：
（1）碱基：
嘌呤碱，嘧啶碱
（2）戊糖：
核糖，脱氧核糖（3）磷酸
3、DNA与RNA在分子组成上的异同
类型
DNA
RNA
碱基
A、T、C、G
A、U、C、G
戊糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
相同
二、核苷酸的结构
1、核苷的形成：
碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。
2、核苷：
AR,GR,UR,CR脱氧核苷：
dAR,dGR,dTR,dCR
3、核苷酸的结构：
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
4、核苷酸：
AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：
dAMP,dGMP,dTMP,dCMP
第二节核酸的分子结构
一、核酸的一级结构
核酸中核苷酸的排列顺序。
由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。
二、核酸的空间结构与功能
（一）DNA的空间结构与功能
1、DNA的二级结构——双螺旋结构
（1）DNA双螺旋结构模型要点：
①DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧核糖核苷酸链组成，磷酸、脱氧核糖在外围构成骨架，中间是碱基对平面，碱基严格按照碱基互补配对原则。
（A=T;
G≡C）
②右手双螺旋结构，螺旋一圈10对碱基，螺距3.4nm，表面有间隔排列的大沟、和小沟。
③互补碱基的氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
2、DNA的三级结构
在二级结构的基础上，DNA双螺旋结构进一步折叠、盘绕成为更为复杂的结构
（1）原核生物DNA的高级结构——DNA超螺旋闭合环状双螺旋，正超螺旋、负超螺旋
（2）DNA在真核生物细胞内真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体
（3）核小体的组成：
①DNA：
约200bp（碱基对）②组蛋白：
H1、H2A、H2B、H3、H4
3、DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。
它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础
（二）RNA的空间结构与功能
1、mRNA---（含量少，种类多，寿命短）
（1）mRNA的功能：
携带遗传信息（DNA），作为蛋白质翻译的模板。
（2）mRNA结构特点：
①5´
末端形成帽子结构：
m7GpppNm-②3´
末端有一个多聚腺苷酸（polyA）（80-250）尾
2、tRNA
（1）tRNA的一级结构特点：
①73-93个核苷酸（分子量最小）②含10~20%（7-15个）稀有碱基，如DHU等③3´
末端为—CCA-OH，5´
末端大多是-G
（2）tRNA的二级结构——三叶草形
结构有：
氨基酸臂DHU环及臂反密码环及臂TΨC环及臂额外环
（3）tRNA的三级结构——倒L形
（4）RNA的功能：
活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。
（三）rRNA
（1）rRNA的结构：
空间结构，较为复杂
（2）rRNA的功能参与组成核糖体，作为蛋白质生物合成的场所。
（3）rRNA的种类（根据沉降系数）：
①真核生物5SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA
②原核生物5SrRNA、16SrRNA、23SrRNA
第三节核酸的理化性质
一、紫外吸收：
核酸在260nm处有吸收高峰，在230nm处有一低谷
二、DNA的变性
在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。
2、方法：
过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等
3、变性后其它理化性质变化：
OD260增高粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸碱滴定曲线改变生物活性丧失
4、DNA变性的本质是双链间氢键的断裂
5、增色效应：
DNA变性时其溶液OD260增高的现象。
6、Tm：
紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度，
其大小与G+C含量成正比。
三、DNA的复性与分子杂交
1、DNA复性的定义：
在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。
2、退火：
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。
3、减色效应：
DNA复性时，其溶液OD260降低。
四、核酶和脱氧核酶
1、核酶：
催化性RNA作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。
2、脱氧核酶：
催化性DNA人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。
第五章维生素
一、概述
维生素（vitamin）是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量不足，必须由食物供给的一组小分子有机化合物。
2、分类：
（1）脂溶性维生素Vit.A*、D*、E、K：
（2）水溶性维生素：
Vit.C*B族Vit.：
B1*、B2*、PP*、B6*、生物素泛酸、叶酸*、B12*、硫辛酸
3、引起维生素缺乏的原因：
（1）摄入不足：
偏食、烹饪不当
（2）吸收障碍：
胃肠道疾病、肝胆疾病（3）需要量增加：
儿童，孕妇，哺乳期妇女，重体力劳动者和慢性消耗性疾病患者（4）服用某些药物：
如抗生素，可致肠道菌群紊乱，自身可合成的少量维生素缺失（维生素K、B6、PP、生物素、泛酸等）（5）生物体的特异缺陷：
如内因子缺乏
二、脂溶性维生素
1、共同特点：
（1）不溶于水，溶于脂肪及有机溶剂
（2）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收（3）在血浆中与特异蛋白结合而运输（4）在肝脏内储存，摄入过多会出现中毒
2、种类：
VitA,VitD,VitE,VitK
一、维生素A----抗干眼病维生素
1、视黄醇（维生素A1），3-脱氢视黄醇（维生素A2）
视黄醇————视黄醛———视黄酸
2、活性形式：
11－顺视黄醛（紫外线可破坏维生素A）
3、来源：
哺乳动物及鱼的肝脏、蛋黄、乳制品等
维生素A原：
β-胡萝卜素可转化为维生素A（胡萝卜、红辣椒、菠菜、芥菜等绿叶蔬菜）
（二）生化作用及缺乏症：
1、构成视觉细胞内感光物质的成分2、维持上皮组织结构的完整性3、参与类固醇的合成促进生长发育4、有一定的抗癌、防癌作用
缺乏症：
夜盲症、干眼病
二、维生素D---抗佝偻病维生素
1、种类：
VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）
2、VitD2原：
麦角固醇VitD3原：
7-脱氢胆固醇
肝、蛋黄、牛奶、鱼肝油
4、VitD3的活性形式：
1,25-（OH）2-VitD3
5、生化作用及缺乏症：
1、生化作用：
（1）肠：
促进肠道对钙的吸收；
（2）肾：
促进肾脏对钙、磷的重吸收（3）骨骼：
增加骨对钙、磷的吸收和沉积，有利于骨的钙化；
2、缺乏症：
儿童——佝偻病成人——软骨病
三、维生素E---生育酚
1、活性形式：
生育酚
2、来源：
植物油、豆类、谷物等
3、生化作用：
1、抗氧化作用2、维持生殖机能3、促进血红素代谢
缺乏症：
未发现，临床：
治疗习惯性流产
四、维生素K----凝血维生素
1、来源：
绿色蔬菜、种子、鱼、肝等
2、化学结构：
2-甲基-1，4-萘醌的衍生物
3、生化作用：
维持体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，参与凝血作用
4、缺乏维生素Ｋ会延迟血液凝固；
易出血。
第二节水溶性维生素
一、概述
（一）共同特点：
1、易溶于水，故易随尿液排出。
2、体内不易储存，必须经常从食物中摄取。
3、不易导致积累而引起中毒
（二）种类：
B族维生素和维生素C
一、维生素B1----抗脚气病维生素
（一）别名及活性形式：
1、维生素B1又名硫胺素2、活性形式：
焦磷酸硫胺素（TPP）
（四）生化作用及缺乏症
（1）TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，
（2）TPP是磷酸戊糖途径中转酮酶的辅酶。
（3）在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。
2、缺乏症：
（1）脚气病：
维生素B1缺乏时，可引起依赖TPP代谢的反应受抑制，导致如丙酮酸堆积，使组织供氧不足，功能不足。
出现：
手足麻木，肌肉萎缩，心力衰竭，下肢水肿，神经功能退化等。
（2）末梢神经炎：
神经痛，面部神经麻痹等。
（3）胃肠机能障碍：
胃肠蠕动减慢，消化液分泌减少，食欲不振，消化不良。
二、维生素B2------核黄素
（一）来源：
动物内脏、黄豆、小麦、绿色蔬菜，肠道合成。
耐热，酸性溶液中稳定，易被碱和紫外线破坏
（二）别名及活性形式
1、维生素B2又名核黄素（riboflavin）
2、活性形式：
黄素单核苷酸（FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。
4、缺乏症：
口角炎，唇炎，阴囊炎等。
三、维生素PP---抗赖皮病维生素
1、体内活性形式：
尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）
2、生化作用：
NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。
3、缺乏症：
癞皮病（3D症状:
皮炎腹泻痴呆
四、维生素B6
1、别名及活性形式：
维生素B6：
包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺
活性形式：
磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺
2、生化作用及缺乏症：
1、磷酸吡哆醛是转氨酶及脱羧酶的辅酶2、磷酸吡哆醛是血红素合成关键酶的辅酶。
3、磷酸吡哆醛参与糖原分解。
五、泛酸---遍多酸
（一）、别名及活性形式
1、别名:
遍多酸
辅酶A（CoA）和酰基载体蛋白（ACP）。
二）生化作用及缺乏症
1、CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。
2、缺乏病：
未发现
六、生物素---α生物素和β生物素
（一）活性形式：
生物素
（二）生化作用：
生物素（biotin）是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。
人类罕见生物素缺乏症。
七、叶酸
（一）、化学本质及性质：
1、叶叶酸又称蝶酰谷氨酸2、活性形式：
四氢叶酸（FH4）
FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移2、缺乏症：
巨幼红细胞贫血
八、维生素B12-----抗恶性贫血维生素
（一）别名及活性形式
1、维生素B12又称钴胺素
甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素
（二）生化作用及缺乏症1、生化作用：
参与体内甲基转移作用，甲基转移酶的辅助因子。
九、维生素C—对热不稳定的酸性物质
1、维生素C又称L-抗坏血酸2、活性形式：
抗坏血酸
（1）参与体内羟化反应（维生素C作为辅助因子）：
促进胶原蛋白的合成
参与胆固醇的转化参与芳香族氨基酸的代谢
（2）参与氧化-还原反应：
保护巯基酶的活性（解毒）使GSSG还原成GSH，保护细胞膜。
具有解毒作用促进抗体的合成。
促进造血将Fe3＋转化为（Fe2＋）。
保护VitA,VitE免遭氧化。
抗病毒，防止肿瘤。
坏血病
十、硫辛酸
1、活性形式：
硫辛酸
2、生化作用及缺乏病
（1）、生化作用：
是α-酮酸脱氢酶系的辅助因子，参与传递氢和酰基作用。
（2）、缺乏病：
未发现
第六章酶
1、酶的概念：
酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质。
2、目前将生物催化剂分为两类酶、核酶、脱氧核酶
第一节酶的组成、活性中心与功能
一、酶的组成
（一）分子组成：
单纯酶和结合酶
2、全酶：
由蛋白质部分（酶蛋白）和辅助因子（小分子有机化合物和金属离子）组成
3、只有全酶才有催化作用。
4、辅助因子分类：
（1）辅酶）:
与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。
（2）辅基:
与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。
5、酶蛋白决定酶促反应的特异性，辅助因子决定酶促反应的类型。
（二）酶的结构组成
1、单体酶：
由一条多肽链构成的酶，只含有一个活性中心。
2、寡聚酶：
有多个相同或不同的亚基以非共价键结合构成，含有多个活性中心的酶。
3、多酶复合体：
由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物共同完成催化功能的多酶复合体。
3、多功能酶或串联酶：
多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶
4、多酶体系：
物质代谢的各条途径有许多酶共同参与，依次完成反应过程，这些酶在结构上无彼此关联，称为多酶体系。
二、酶的活性中心
某些必需基团在一级结构上可能相距得很远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，它能与底物结合，并催化底物生成产物，称这个区域为酶的活性中心
2、必需基团：
一些与酶活性密切相关的化学基团。
3、常见的必需基团有：
组氨酸残基的咪唑基，丝氨酸残基的羟基，半胱氨酸残基的巯基，天冬氨酸残基的羧基。
三、酶促反应的特点与机制
（一）酶促反应的特点
1、高效性2、特异性（绝对特异性、相对特异性、立体结构特异性）
3、可调节性4、不稳定性
（二）酶促反应的机制
酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。
这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说
第二节酶促反应动力学
1、概念：
研究各种因素对酶促反应速度的影响
2、影响因素包括有酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂
一、底物浓度对反应速度的影响
在其他因素不变的情况下，底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系。
1、当底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比；
反应为一级反应。
2、随着底物浓度的增高，反应速度不再成正比例加速；
反应为混合级反应。
3、当底物浓度高达一定程度，反应速度不再增加，达最大速度；
反应为零级反应
4、Km值：
酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。
5、Km的意义：
a）Km是酶的特征性常数之一；
只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关，不同的酶有不同的Km。
（一组同工酶有不同的Km值）
b）Km反映酶与底物的亲和力：
Km越大，酶与底物的亲和力越小；
c）一种酶对不同底物有不同的Km值，Km最小的底物是天然底物（最适底物）
6、Vmax——是酶完全被底物饱和时的反应速率，与酶浓度成正比。
二、酶浓度对反应速度的影响
1、当[S]＞＞[E]，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。
三、温度对反应速度的影响
1、双重影响
2、最适温度（optimumtemperature）：
酶促反应速度最快时的环境温度。
四、pH对反应速度的影响
五、抑制剂对反应速度的影响
1、酶的抑制剂：
凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。
抑制剂多与酶的活性中心内、外必需基团结合抑制酶的活性（特异的结合）。
2、根据抑制剂与酶结合的紧密程度不同分为：
不可逆性抑制，可逆性抑制
（一）不可逆性抑制作用
1、概念：
抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。
抑制剂不能用透析、超滤等方法除去。
2、举例1、有机磷中毒−→羟基酶解毒------解磷定（PAM）
2、重金属中毒−→巯基酶解毒------二巯基丙醇（BAL）
（二）可逆性抑制作用
*1、概念：
抑制剂以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；
抑制剂可用透析、超滤等方法除去。
2、类型：
根据抑制剂与底物的竞争关系：
竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制
１、竞争性抑制作用：
抑制剂（I）与底物（S）结构相似
*特点：
1）抑制剂与底物的结构相似。
2）抑制剂与底物竞争酶的活性中心。
3）酶的活性中心与抑制剂结合后，酶失去活性。
4）抑制作用的大小取决于亲和力及［I］/［S］。
当［S］》［I］时，抑制作用可以忽略
举例：
（1）抑制剂丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶
（2）磺胺类药物的抑菌机制
与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶
机理：
磺胺类药物的结构与对氨基苯甲酸结构相似，竞争性抑制二氢叶酸合成酶，从而使细菌的核酸合成受阻，从而影响其生长繁殖，达到抑菌的效果。
由于是竞争性抑制，因而，服用磺胺类药物时，必须保持血液中药物达到一定浓度，才能发挥有效的竞争抑菌作用。
2、非竞争性抑制
1）抑制剂与酶的活性中心以外的必需基团相结合。
抑制酶的催化活性。
2）抑制剂与底物之间无竞争关系。
3）形成酶-底物-抑制剂复合物不能释放出产物。
3、反竞争性抑制作用
特点：
1）抑制剂与中间产物（ES）结合。
2）降低ES的有效浓度，促进底物和酶的结合。
3）抑制作用与竞争性抑制作用相反。
4、各种可逆性抑制作用的比较
与I结合的部分
表观Vmax
表观Km
竞争性抑制
E
不变
增大
非竞争性抑制
E、ES
减小
反竞争性抑制
ES
六、激活剂对反应速度的影响
1、激活剂：
使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质
2、大多数为金属离子：
Mg2+，K+，Mn2+等，少数为阴离子：
Cl-
有机化合物：
胆汁酸盐酶原激活剂：
肠激酶等
第三节酶的存在形式及其调节
一、酶原与酶原的激活
1、酶原：
酶的无活性前体，称为酶原。
2、酶原的激活：
在一定条件下，无活性的酶的前体转变成有活性的酶的过程。
3、酶原激活的生理意义：
（1）避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。
（2）酶原是酶的储存形式。
二、同工酶及其临床意义
同工酶是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、理化性质，乃至免疫学性质和电泳行为均不同的一组酶。
2、举例：
乳酸脱氢酶（LDH1～LDH5）
（1）、LDH的含量与分布LDH1在心肌中的比例较高，LDH5在肝脏、骨骼肌中所占比例较大
（2）诊断LDH1作为心肌疾病诊断的辅助指标，LDH5作为肝脏和骨骼肌疾病的辅助指标
3、生理及临床意义：
同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；
同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。
三、关键酶
在代谢途径的各个反应中，催化单向反应、速度最慢、控制着整个代谢速度的酶促反应为该途径的限速反应。
催化此反应的酶称之。
又称为限速酶（limitingvelocityenzyme）
四、酶活性测定和酶活性单位
国际单位（IU）：
在25℃、最适PH值、最适底物浓度时，每分钟催化1μmol底物生成产物所需的酶量。
催量单位（katal）：
１催量（kat）是指在特定条件下，每秒钟催化1mol底物转化为产
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