生物化学复习重点Word文档格式.docx
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结构要点：
（1）、多个肽键平面通过α－碳原子旋转，主链绕一条固定轴形成右手螺旋。
（2）、每3.6个氨基酸残基上升一圈，相当于0.54nm。
（3）、相邻两圈螺旋之间借肽键中C＝O和N-H形成许多链内氢健，即每一个氨基酸残基中的NH和前面相隔三个残基的C＝O之间形成氢键，这是稳定α－螺旋的主要键。
（4）肽链中氨基酸侧链R，分布在螺旋外侧，其形状、大小及电荷影响α－螺旋的形成。
影响—螺旋稳定的因素：
酸性或碱性氨基酸集中的区域，由于同电荷相斥，不利于α－螺旋形成；
较大的R（如苯丙氨酸、色氨酸、异亮氨酸）集中的区域，也妨碍α－螺旋形成；
脯氨酸因○其α－碳原子位于五元环上，不易扭转，加之它是亚氨基酸，不易形成氢键，故不易形成上述α－螺旋；
甘氨酸的R基为H，空间占位很小，也会影响该处螺旋的稳定。
β-折叠（β-pleatedsheets）又称β—片层、β—结构，其结构要点如下：
（1）、多肽链呈锯齿状（或扇面状）排列成比较伸展的结构；
（2）、相邻两个氨基酸残基的轴心距离为0.35nm，侧链R基团交替地分布在片层平面的上下方，片层间有氢键相连；
（3）、有平行式和反平行式两种，平行式的折叠其Φ=–119。
，Ψ=+113。
。
反平行折叠其Φ=–139。
，Ψ=+135。
β-转角
又称β-弯曲，β-回折或发夹结构。
指蛋白质的多肽链在形成空间构象时经常会出现180。
的回折，回折处的结构就称为β-转角。
一般由四个连续的氨基酸组成，第一个氨基酸的羧基与第四个氨基酸的氨基形成氢键。
也有一些是由第一个氨基酸的羧基与第三个氨基酸的氨基形成氢键。
超二级结构（Super-secondarystructure）的概念是M.Rossmann于1973年提出来的。
蛋白质分子中的多肽链在三维折叠中往往形成有规则的二级结构聚集体，在球蛋白中充当三级结构的构件。
结构域（structuraldomain）
在一些相对较大的蛋白质分子中，在空间折叠时往往先分别折叠成几个相对独立的区域，再组装成更复杂的球状结构，这种在二级或超二级结构基础上形成的特定区域称为结构域。
8.蛋白质的三级结构
一条多肽链中所有原子在三维空间的整体排布，称为三级结构，是包括主、侧链在内的空间排列。
大多数蛋白质的三级结构为球状或近似球状。
在三级结构中，大多数的亲水的R侧基分布于球形结构的表面，而疏水的R侧基分布于球形结构的内部，形成疏水的核心。
三级结构主要靠次级键（非共价键，noncovalent）维系固定，主要有：
氢键、离子键（盐键）、疏水的相互作用（疏水键）、范德华力、配位键，另外二硫键（共价键）也参与维系三级结构。
9.蛋白质的四级结构
二个或二个以上具有独立的三级结构的多肽链（亚基），彼此借次级键相连，形成一定的空间结构，称为四级结构。
具有独立三级结构的多肽链单位，称为亚基或亚单位（subunit），亚基可以相同，亦可以不同。
四级结构的实质是亚基在空间排列的方式。
10.蛋白质结构与功能的关系
一级结构是空间构象的基础，空间结构决定功能（举例说明）
11.蛋白质的理化性质
蛋白质等电点PI：
在某一pH下，当蛋白质所带正负电荷相等的时候，该溶液的pH就称为该蛋白质的等电点。
等电点时蛋白质的溶解度最小。
PH>
PI,溶液带负电荷，向正极泳动。
PH<
PI,溶液带正电荷，向负极泳动。
蛋白质胶体溶液的稳定因素：
水化膜、相同电荷。
当破坏这两个因素时，蛋白质中从溶液中析出而产生沉淀。
使蛋白质从溶液中析出的现象称为沉淀，方法有：
1.盐析：
在蛋白质的水溶液中，加入大量高浓度的强电解质盐如硫酸胺、氯化钠、硫酸钠等，使蛋白质从溶液中析出，称为蛋白质的盐析。
而低浓度的盐溶液加入蛋白质溶液中，会导致蛋白质的溶解度增加，该现象称为盐溶。
盐析的机理：
破坏蛋白质的水化膜，中和表面的净电荷。
盐析法是最常用的蛋白质沉淀方法，该方法不会使蛋白质产生变性。
2.
有机溶剂沉淀法：
在蛋白质溶液中，加入能与水互溶的有机溶剂如乙醇、丙酮等，蛋白质产生沉淀。
有机溶剂沉淀法的机理：
破坏蛋白质的水化膜。
有机溶液沉淀蛋白质通常在低温条件下进行，否则有机溶剂与水互溶产生的溶解热会使蛋白质产生变性。
3.重金属盐沉淀（条件：
pH稍大于pI为宜）：
在蛋白质溶液中加入重金属盐溶液，会使蛋白质沉淀。
重金属沉淀法的机理：
重金属盐加入之后，与带负电的羧基结合。
重金属沉淀蛋白质会使蛋白质产生变性，长期从事重金属作业的人应多吃高蛋白食品，以防止重金属离子被机体吸收后造成对机体的损害。
4.生物碱试剂沉淀法（条件：
pH稍小于pI）
生物碱是植物组织中具有显著生理作用的一类含氮的碱性物质。
能够沉淀生物碱的试剂称为生物碱试剂。
生物碱试剂一般为弱酸性物质，如单宁酸、苦味酸、三氯乙酸等。
生物碱试剂沉淀蛋白质的机理：
在酸性条件下，蛋白质带正电，可以与生物碱试剂的酸根离子结合而产生沉淀。
5.弱酸或弱碱沉淀法：
用弱酸或弱碱调节蛋白质溶液的pH处于等电点处，使蛋白质沉淀。
弱酸或弱碱沉淀法机理：
破坏蛋白质表面净电荷。
蛋白质变性的概念：
天然蛋白质受物理或化学因素的影响后，使其失去原有的生物活性，并伴随着物理化学性质的改变，这种作用称为蛋白质的变性。
使蛋白质的变性因素：
1）物理因素：
高温、高压、射线等
2）化学因素：
强酸、强碱、重金属盐等
变性的本质：
分子中各种次级键断裂，使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级结构不破坏。
蛋白质变性后的表现：
1）生物学活性消失
2）理化性质改变：
溶解度下降，粘度增加，紫外吸收增加，侧链反应增强，对酶的作用敏感，易被水解。
蛋白质的紫外吸收特征：
蛋白质溶液能吸收280nm波长的紫外线，主要是由带芳香环的氨基酸决定的。
其对紫外光吸收能力的强弱顺序为：
色（Trp）>
酪（Tyr）>
苯丙（Phe）。
第二章核酸
一、核酸的种类、分布和含量
DNA（DEOXYRIBONUCLEICACID），脱氧核糖核酸
RNA（RIBONUCLEICACID）：
核糖核酸，主要有下几种：
1、rRNA（ribosomeRNA），核糖体RNA，细胞中最主要的RNA，占细胞中总RNA80%左右。
大肠杆菌rRNA中有三种，分别是：
16SrRNA、23SrRNA、5SrRNA；
真核细胞rRNA中有四种，分别是：
28SrRNA、18SrRNA、5.8SrRNA、5SrRNA。
核糖体是蛋白质合成的场所。
2、tRNA（transferRNA），转移RNA，是细胞中最小的一种RNA分子，占细胞总RNA的15%左右。
是结构研究最清楚的一类RNA。
在蛋白质的生物合成中，tRNA起携带氨基酸的作用。
3、mRNA（messengerRNA），信使RNA，占细胞总RNA的5%左右，含量最少，代谢活跃。
mRNA在蛋白质的生物合成中起模板作用。
它将DNA的遗传信息传递给蛋白质。
二、元素组成
组成核酸的元素有C、H、O、N、P等，与蛋白质比较，其组成上有两个特点：
一是核酸一般不含元素S，二是核酸中P元素的含量较多并且恒定，约占9～11%。
因此，核酸定量测定的经典方法，是以测定P含量来代表核酸量。
基本结构单位--核苷酸
核苷：
戊糖与嘧啶或嘌呤碱以糖苷键连接就称为核苷，通常是戊糖的C1′与嘧啶碱的N1或嘌呤碱的N9相连接。
核苷酸：
5’-OH与磷酸形成磷酸酯键
核酸：
3’5’-磷酸二酯键连接核苷酸而成
三.DNA一级结构
核酸分子中核苷酸的连接方式：
3'
5'
—磷酸二酯键
DNA一级结构的概念：
构成DNA的脱氧核苷酸按照一定的排列顺序，通过3'
—磷酸二酯键相连形成的线形结构。
DNA的二级结构--双螺旋结构
Watson,Crick（1953）在Chargaff法则及Wilkins,Franklin的X线衍射工作基础上提出DNA的双螺旋（doublehelix）结构模型：
双螺旋模型的重要特征：
（以下为B型结构特征）
①两条链反向平行，围绕同一中心轴缠绕，均为右手螺旋；
②碱基位于螺旋内侧，磷酸和戊糖在外侧，彼此通过3’，5’-磷酸二酯键相
连接，碱基平面与轴垂直，糖环平面与轴平行，由于碱基配对，形成一大沟
和一小沟
③螺旋每旋转一周有10个核苷酸组成，每圈螺距为3.4nm,相邻碱基之间的
距离为0.34nm，每两个核苷酸之间的夹角为36度，平均的螺旋直径为2nm；
④两条链依靠碱基之间的氢建连在一起，A=T,GC；
⑤碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但要遵循碱基配对原则（互补）。
维持DNA双螺旋结构稳定的作用力：
氢建和碱基堆积力，后者起主要作用。
DNA的三级结构:
超螺旋
双螺旋DNA进一步扭曲盘绕则形成其三级结构，超螺旋是DNA三级结构的主要形式
四、RNA结构
RNA的总的结构特点
①碱基组成为AUCG,（A=U,GC）稀有碱基较多；
②稳定性较差，易水解；
③多为单链结构，少数局部形成螺旋；
④分子较小。
原核生物mRNA和真核生物mRNA的特点：
原核生物真核生物
1.多顺反子1.单顺反子
2.SD序列，在原核生物mRNA起始密码子AUG的上游约有10个核苷酸处富含嘌呤核苷酸的序列，称前导序列，由shineDelgarno首先发现，又称SD序列，与翻译起始有关。
2.5’端有甲基化帽子结构，由于真核生物没有SD序列，起始识别就由5’cap担任，指在真核生物中mRNA的5’端有一个甲基化的鸟苷酸残基。
表示m7Gp5p5pXpmY，其中X、Y为任意碱基
3.3’端有多聚腺苷酸尾巴，真核生物成熟的mRNA的3’端有约100-200个腺苷酸尾链结构。
可以提高真核生物mRNA的稳定性。
tRNA（转移RNA）结构特征：
a：
一级结构：
tRNA的5，—末端总是磷酸化，而且常是pG；
3，—末端最后三个碱基顺序相同，总是CCAOH；
tRNA中含有较多的稀有碱基，每分子含7-15个，稀有碱基中最常见的是甲基化的碱基。
b：
二级结构是三叶草型结构：
RNA三叶草型的二级结构可分为：
氨基酸接受区、反密码区、二氢尿嘧啶区、TΨC区和可变区。
除氨基酸接受区外，其余每个区都含有一个突环和一个臂。
C:
三级结构是倒L型结构
五、核酸的性质
等电点：
DNA的pI约为4-5，RNA的pI约为2.0-2.5，在pH7-8电泳时泳向正极。
核酸变性：
核酸双螺旋在某些物理因素或化学因素的影响下，双螺旋结构中的碱基堆积力和碱基对之间的氢键受到破坏，空间结构遭到破坏，变成两条随机卷曲的、单链结构的过程，叫核酸的变性，但核酸的一级结构（碱基顺序）保持不变。
1、DNA变性的本质维持双螺旋稳定性的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，但不涉及到其一级结构的改变。
2、
导致DNA变性的因素凡能破坏双螺旋稳定性的因素，如加热、极端的pH、有机试剂甲醇、乙醇、尿素及甲酰胺等，均可引起核酸分子变性
3、变性DNA的特征
（1）、溶液粘度降低DNA双螺旋是紧密的刚性结构，变性后转化成柔软而松散的无规则单股线性结构，因此粘度明显下降。
（2）、旋光性发生变化变性后整个DNA分子的对称性及分子构型改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。
（3）、紫外吸收增强
增色效应：
DNA由双链变成单链的变性过程会导致紫外吸收的增加，这种现象叫增色效应。
引起变性的因素：
①pH值>
11.5引起碱变性，<
2.5引起酸变性；
②变性剂（脲，甲酰胺，甲醛，胍类等）；
③有机溶剂（乙醇，丙酮）；
④加热（热变性）；
DNA的熔解温度与热变性
①概念：
DNA热变性时，其紫外吸收增加值达到最大值一半时的温度，称为DNA的变性温度。
由于DNA变性过程犹如金属在熔点的溶解，所以变性温度又称熔解温度。
②表示方法：
Tm
③Tm是DNA的特征性参数，G+C含量高，其DNA的Tm值就高，通过测定Tm值或已知G+C含量，可计算出G+C%或Tm值，有个经验性公式：
（G+C）%=（Tm-69.3）x2.44
④就Tm值来讲，RNA双链>
RNA-DNA杂交链>
DNA双链。
核酸的复性
1.概念：
变性后的核酸的两条互补链在适当的条件下，通过碱基配对重新形成双螺旋结构的过程叫核酸的复性。
2.复性后核酸的特征：
①黏度、沉降子数、浮力密度等理化性质都得到恢复；
②但生物学性质只能得到部分恢复；
③具有减色效应
减色效应：
在核酸中由于碱基的堆积作用，造成核酸比同浓度游离核苷酸对紫外光的吸收减少，变性核酸在复性后其紫外吸收值降低，这种现象称为减色效应。
第三章酶
酶的概念：
酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化活性和特定空间构象的生物大分子，包括蛋白质及核酸，又称为生物催化剂。
酶催化作用的特性：
1、高效性：
催化效率比一般催化剂高出107-1013。
2、易受环境影响变性失活：
酶是蛋白质和核酸，易变性失活。
3、可调控：
酶的催化活性是被调节控制的、有序进行的。
4、条件温和：
常温常压，pH中性。
5、具有高度专一性，只对特定的一种或一类底物起作用。
酶的习惯命名法：
1、根据酶作用的底物来命名：
如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等；
2、根据酶催化反应的性质来命名：
如脱氢酶、脱羧酶、水解酶等；
3、根据酶的来源、作用条件等来命名：
如细菌淀粉酶、碱性磷酸酯酶、胃蛋白酶等。
酶的系统分类方法：
根据酶所催化反应的性质，由酶学委员会规定，将酶分为六大类：
1.
氧化还原酶类
转移酶类
3.
水解酶类
4.
裂合酶类
5.
异构酶类
6.
合成酶类
酶活性中心
①酶活性中心：
指酶分子中直接和底物结合并起催化反应的空间部位，它是酶行使催化功能的结构基础。
②特点：
a:
活性部位只占酶整个分子很小的部分，通常只有几个aa残基组成。
b:
酶的活性中心是个三维实体，是在酶的高级结构中形成的，酶的活性中心的aa残基在一级结构可能相距很远，但在空间结构上十分靠近。
c:
酶与底物的结合是活性部分与底部的形状发生诱导锲合的过程。
d:
酶的活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内，底物分子就结合到这个裂缝内，裂缝内含较多疏水基团，有利于结合催化。
e:
酶活性中心是可运动性的，酶活性中心与底物的结合通过次级键。
③组成：
由两个功能部位组成，即结合部位和催化部位。
结合部位：
酶分子中与底物结合的部位，决定酶的专一性。
催化部位：
酶分子中促使底物发生化学变化的部位，决定酶所催化的反应性质。
酶高效性的作用机制：
1.临近定向效应：
底物与酶的“靠近”及“定向”。
2、底物分子变形和扭曲-诱导契合学说
3、酸碱催化
4、共价催化
5、中间产物学说
酶促反应的动力学
一、酶浓度的影响：
当S浓度很大，过量时，反应速度就与E的浓度成正比。
二、底物浓度对反应速度的影响：
在酶浓度、pH和温度等条件不变的情况下，看看底物浓度对反应速度作图呈矩形双曲线
米氏方程：
米氏常数的定义及意义
1.定义：
Km值等于酶反应速度为最大速度一半时的底物浓度。
2.Km值愈大，酶与底物的亲和力愈小；
Km值愈小，酶与底物亲和力愈大。
酶与底物亲和力大，表示不需要很高的底物浓度，便可容易地达到最大反应速度。
3.Km值是酶的特征性常数，只与酶的性质，酶所催化的底物和酶促反应条件（如温度、pH、有无抑制剂等）有关，与酶的浓度无关。
（米氏常数Km的测定：
测定Km和V的方法很多，最常用的是Lineweaver–Burk的作图法—双倒数作图法。
）
三、温度对酶促反应速度的影响
1、并不是温度越高越好，因为酶是蛋白质，温度高易变性失活。
2、酶的最适温度：
显示酶最大活力的温度。
3、最适温度不是酶的特征常数，受各种环境因素影响，因此在提及最适温度时必须指明是什么条件。
四、pH对酶促反应速度的影响
1、pH值的不同会影响酶活性中心和底物上的一些重要基团的解离。
2、最适pH：
一种酶只在某一pH范围内表现最高催化活性，显示此最高酶活性的pH值。
3、大多数酶的反应速度对pH的变化呈钟罩形曲线，个别的只有钟罩曲线的一半。
五、激活剂对酶促反应速度的影响
1、酶的激活剂：
凡能提高酶活性，加快酶促反应速度的物质。
2、分类：
无机离子、大分子有机物、生物大分子。
3、激活剂对酶的作用有选择性，对一种可激活，而对另一种酶可能抑制。
六、抑制剂对酶反应的影响
1、抑制剂：
凡能引起酶的活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。
2、抑制作用的类型：
按照可逆与不可逆分为两类：
可逆抑制作用和不可逆抑制作用。
⑴不可逆抑制作用
A：
定义：
抑制剂与酶反应中心活性基团以共价键方式结合，引起酶的永久性失活，不能用透析等方法通过去除抑制剂而使酶活性恢复的作用，称为。
B：
类型:
①重金属离子，如砷、汞②有机磷化合物③氧化物，如CO等。
⑵可逆抑制作用
抑制剂与酶以非共价键方式结合而引起酶活性暂时性丧失，可以通过透析等方法除去而使酶活性部分或全部恢复的作用。
类型：
竞争性抑制作用，非竞争性抑制作用，反竞争性抑制作用
①竞争性抑制作用：
定义：
有些抑制剂的结构和酶底物的结构类似，因而能与底物竞争与酶活性中心的结合，导致反应速度下降。
特点：
⑴酶对底物亲和力下降；
⑵km增加；
⑶最大反应速度不变；
⑷可以通过增大底物浓度提高底物竞争力。
非竞争性抑制作用：
定义：
底物和抑制剂与酶的结合没有竞争性，底物和酶结合后还可以与抑制剂结合，同样抑制剂与酶结合后还可以与底物结合，即酶可以同时和抑制剂及底物结合形成酶-底物-抑制剂三元复合物，但后者不能转变为产物，这种作用称为。
⑴km不变；
⑵最大反应速度降低；
⑶酶对底物亲和力不受影响；
⑷不能通过增大底物浓度去除各种抑制作用
反竞争性抑制作用：
抑制剂不与酶结合，只与ES复合物结合，引起酶活性下降，这种作用称为。
特点：
⑴km减少⑵酶对底物亲和力增加⑶最大反应速度减少⑷也无法通过改变底物浓度而改变反应抑制剂的影响。
变构酶与变构调节
变构酶又称为别构酶，指酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地共价结合后，引起酶的构象的改变，进而改变酶的活性状态，酶的这种调节作用称为变构调节（allostericregulation），具有变构调节的酶称变构酶（allostericenzyme）。
凡能使酶分子发生别构作用的物质称为变构剂（effector）。
变构酶多为寡聚酶，含的亚基数一般为偶数；
且分子中有催化部位（结合底物）与调节部位（结合变构剂），这两部位可以在不同的亚基上，或者在同一亚基的两个不同部位。
正协同效应的变构酶其速度—底物浓度曲线呈S形，即底物浓度较低时，酶活性的增加缓慢，底物浓度高到一定程度后，酶活性显著加强，最终达到最大值Vmax。
共价调节酶：
也称共价修饰酶，指一类可在其它酶的作用下其结构通过共价修饰，使该酶活性发生改变，这种调节称为共价修饰调节（covalentmodificationregulation），这类酶称为共价修饰酶（prosessingenzyme）。
同工酶（isoenzyme）是指催化的化学反应相同，酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
这类酶存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织、甚至同一组织或细胞中。
维生素和辅酶
辅酶形式
主要作用
所含B族维生素
焦磷酸硫胺素（TPP）
脱羧酶的辅酶、α-酮酸氧化脱羧、酮基转换作用
硫胺素（B1）
6,8-二硫辛酸
α-酮酸氧化脱羧
硫辛酸
辅酶A（CoA）
酰基转移酶的辅酶，传递酰基
泛酸
黄素单核苷酸（FMN）
黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）
电子和质子的传递体
核黄素（B2）
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+）
脱氢酶的辅酶
递氢体
维生素PP包括尼克酸（又称烟酸）和尼克酰胺（又称烟酰胺）
磷酸吡哆醛
氨基酸转氨作用、脱羧作用和消旋作用的辅酶
吡哆素（B6）
生物素
羧化酶的辅酶，传递和固定CO2
四氢叶酸
"
一碳基团"
转移
叶酸
5-甲基钴铵素
5-脱氧腺苷钴铵素
甲基转移
钴胺素（B12）
VC
在体内参与氧化还原反应，羟化反应
维生素C
第四章生物氧化
生物氧化的特点
1、生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）；
2、氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生；
3、水是许多生物氧化反应的氧供体。
通过加水脱氢作用直接参与了氧化反应；
4、在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。
氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水；
5、生物氧化是一个分步进行的过程。
每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。
这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率；
6、生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。
生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型：
磷氧键型（酰基磷酸化合物、焦磷酸化合物、烯醇式磷酸化合物）、氮磷键型、硫酯键型、甲硫键型。
呼吸链：
代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子，而生成水的全部体系称呼吸链。
此体系通常也称电子传递体系或电子传递链。
在具有线粒体的生物中，典型的呼吸链有两种，即NADH呼吸链与FADH2呼吸链。
NADH呼吸链
抗霉素A
氰化物、CO、H2S、
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