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肽键（peptidebond）是指由一分子氨基酸α-羧基与另一分子氨基酸α-氨基经脱水而形成共价键（-CO-NH-）。
氨基酸分子在参加形成肽键之后，由于脱水而构造不完整，称为氨基酸残基。
每条多肽链均有两端：
即自由氨基端（N端）与自由羧基端（C端），肽链方向是N端→C端。
三、肽键平面（肽单位）：
肽键具备某些双键性质，不能自由旋转；
构成肽键四个原子及其相邻两个α碳原子处在同一种平面上，为刚性平面构造，称为肽键平面。
四、蛋白质分子构造：
蛋白质分子构造可人为分为一级、二级、三级和四级构造等层次。
一级构造为线状构造，二、三、四级构造为空间构造。
1．一级构造：
指多肽链中氨基酸排列顺序，其维系键是肽键。
蛋白质一级构造决定其空间构造。
2．二级构造：
指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成构象，借氢键维系。
重要有如下几种类型：
⑴α-螺旋：
其构造特性为：
①主链骨架环绕中心轴盘绕形成右手螺旋；
②螺旋每上升一圈是3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm；
③相邻螺旋圈之间形成许多氢键；
④侧链基团位于螺旋外侧。
影响α-螺旋形成因素重要是：
①存在侧链基团较大氨基酸残基；
②持续存在带相似电荷氨基酸残基；
③存在脯氨酸残基。
⑵β-折叠：
①若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片；
②所有肽键C=O和N—H形成链间氢键；
③侧链基团分别交替位于片层上、下方。
⑶β-转角：
多肽链180°
回折某些，普通由四个氨基酸残基构成，借1、4残基之间形成氢键维系。
⑷无规卷曲：
主链骨架无规律盘绕某些。
3．三级构造：
指多肽链所有原子空间排布。
其维系键重要是非共价键（次级键）：
氢键、疏水键、范德华力、离子键等，也可涉及二硫键。
4．四级构造：
指亚基之间立体排布、接触部位布局等，其维系键为非共价键。
亚基是指参加构成蛋白质四级构造而又具备独立三级构造多肽链。
五、蛋白质理化性质：
1．两性解离与等电点：
蛋白质分子中依然存在游离氨基和游离羧基，因而蛋白质与氨基酸同样具备两性解离性质。
蛋白质分子所带正、负电荷相等时溶液pH值称为蛋白质等电点。
2．蛋白质胶体性质：
蛋白质具备亲水溶胶性质。
蛋白质分子表面水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶两个重要因素。
3．蛋白质紫外吸取：
蛋白质分子中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸取，以色氨酸吸取最强，最大吸取峰为280nm。
4．蛋白质变性：
蛋白质在某些理化因素作用下，其特定空间构造被破坏而导致其理化性质变化及生物活性丧失，这种现象称为蛋白质变性。
引起蛋白质变性因素有：
高温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、重金属盐、强酸强碱等。
绝大多数蛋白质分子变性是不可逆。
六、蛋白质分离与纯化：
1．盐析与有机溶剂沉淀：
在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出，称为盐析。
惯用中性盐有：
硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。
盐析时，溶液pH在蛋白质等电点处效果最佳。
凡能与水以任意比例混合有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白质沉淀。
2．电泳：
蛋白质分子在高于或低于其pI溶液中带净负或正电荷，因而在电场中可以移动。
电泳迁移率大小重要取决于蛋白质分子所带电荷量以及分子大小。
3．透析：
运用透析袋膜超滤性质，可将大分子物质与小分子物质分离开。
4．层析：
运用混合物中各组分理化性质差别，在互相接触两相（固定相与流动相）之间分布不同而进行分离。
重要有离子互换层析，凝胶层析，吸附层析及亲和层析等，其中凝胶层析可用于测定蛋白质分子量。
5．超速离心：
运用物质密度不同，经超速离心后，分布于不同液层而分离。
超速离心也可用来测定蛋白质分子量，蛋白质分子量与其沉降系数S成正比。
七、氨基酸顺序分析：
蛋白质多肽链氨基酸顺序分析，即蛋白质一级构造测定，重要有如下几种环节：
1.分离纯化蛋白质，得到一定量蛋白质纯品；
2.取一定量样品进行完全水解，再测定蛋白质氨基酸构成；
3.分析蛋白质N-端和C-端氨基酸；
4.采用特异性酶（如胰凝乳蛋白酶）或化学试剂（如溴化氰）将蛋白质解决为若干条肽段；
5.分离纯化单一肽段；
6.测定各条肽段氨基酸顺序。
普通采用Edman降解法，用异硫氰酸苯酯进行反映，将氨基酸降解后，逐个进行测定；
7.至少用两种不同办法解决蛋白质，分别得到其肽段氨基酸顺序；
8.将两套不同肽段氨基酸顺序进行比较，以获得完整蛋白质分子氨基酸顺序。
第三章核酸构造与功能
一、核酸化学构成：
1．含氮碱：
参加核酸和核苷酸构成含氮碱重要分为嘌呤碱和嘧啶碱两大类。
构成核苷酸嘧啶碱重要有三种——尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它们都是嘧啶衍生物。
构成核苷酸嘌呤碱重要有两种——腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），它们都是嘌呤衍生物。
2．戊糖：
核苷酸中戊糖重要有两种，即β-D-核糖与β-D-2-脱氧核糖，由此构成核苷酸也分为核糖核苷酸与脱氧核糖核酸两大类。
3．核苷：
核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成化合物。
普通是由核糖或脱氧核糖C1’β-羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9进行缩合，故生成化学键称为β，N糖苷键。
其中由D-核糖生成者称为核糖核苷，而由脱氧核糖生成者则称为脱氧核糖核苷。
由“稀有碱基”所生成核苷称为“稀有核苷”。
假尿苷（ψ）就是由D-核糖C1’与尿嘧啶C5相连而生成核苷。
二、核苷酸构造与命名：
核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成磷酸酯类化合物，涉及核糖核苷酸和脱氧核糖核酸两大类。
最常用核苷酸为5’-核苷酸（5’常被省略）。
5’-核苷酸又可按其在5’位缩合磷酸基多少，分为一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。
此外，生物体内还存在某些特殊环核苷酸，常用为环一磷酸腺苷（cAMP）和环一磷酸鸟苷（cGMP），它们普通是作为激素作用第二信使。
核苷酸普通使用缩写符号进行命名。
第一位符号用小写字母d代表脱氧，第二位用大写字母代表碱基，第三位用大写字母代表磷酸基数目，第四位用大写字母P代表磷酸。
三、核酸一级构造：
核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来形成不含侧链多核苷酸长链化合物就称为核酸。
核酸具备方向性，5’-位上具备自由磷酸基末端称为5’-端，3’-位上具备自由羟基末端称为3’-端。
DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核苷酸所构成。
DNA一级构造就是指DNA分子中脱氧核糖核苷酸种类、数目、排列顺序及连接方式。
RNA由AMP，GMP，CMP，UMP四种核糖核苷酸构成。
RNA一级构造就是指RNA分子中核糖核苷酸种类、数目、排列顺序及连接方式。
四、DNA二级构造：
DNA双螺旋构造是DNA二级构造一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于1953年提出来一种构造模型，其重要实验根据是Chargaff研究小组对DNA化学构成进行分析研究，即DNA分子中四种碱基摩尔比例为A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff原则），以及由Wilkins研究小组完毕DNA晶体X线衍射图谱分析。
天然DNA二级构造以B型为主，其构造特性为：
①为右手双螺旋，两条链以反平行方式排列；
②主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧；
③两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A-T、G-C（碱基互补原则）；
④螺旋稳定因素为氢键和碱基堆砌力；
⑤螺旋螺距为3.4nm，直径为2nm。
五、DNA超螺旋构造：
双螺旋DNA分子进一步盘旋形成超螺旋构造称为DNA三级构造。
绝大多数原核生物DNA都是共价封闭环状双螺旋，其三级构造呈麻花状。
在真核生物中，双螺旋DNA分子环绕一蛋白质八聚体进行盘绕，从而形成特殊串珠状构造，称为核小体。
核小体构造属于DNA三级构造。
六、DNA功能：
DNA基本功能是作为遗传信息载体，为生物遗传信息复制以及基因信息转录提供模板。
DNA分子中具备特定生物学功能片段称为基因（gene）。
一种生物体所有DNA序列称为基因组（genome）。
基因组大小与生物复杂性关于。
七、RNA空间构造与功能：
RNA分子种类较多，分子大小变化较大，功能多样化。
RNA普通以单链存在，但也可形成局部双螺旋构造。
1．mRNA构造与功能：
mRNA是单链核酸，其在真核生物中初级产物称为HnRNA。
大多数真核成熟mRNA分子具备典型5’-端7-甲基鸟苷三磷酸（m7GTP）帽子构造和3’-端多聚腺苷酸（polyA）尾巴构造。
mRNA功能是为蛋白质合成提供模板，分子中带有遗传密码。
mRNA分子中每三个相邻核苷酸构成一组，在蛋白质翻译合成时代表一种特定氨基酸，这种核苷酸三联体称为遗传密码（coden）。
2．tRNA构造与功能：
tRNA是分子最小，但具有稀有碱基最多RNA。
tRNA二级构造由于局部双螺旋形成而体现为“三叶草”形，故称为“三叶草”构造，可分为五个某些：
①氨基酸臂：
由tRNA5’-端和3’-端构成局部双螺旋，3’-端都带有-CCA-OH顺序，可与氨基酸结合而携带氨基酸。
②DHU臂：
具有二氢尿嘧啶核苷，与氨基酰tRNA合成酶结合关于。
③反密码臂：
其反密码环中部三个核苷酸构成三联体，在蛋白质生物合成中，可以用来辨认mRNA上相应密码，故称为反密码（anticoden）。
④TψC臂：
含保守TψC顺序，可以辨认核蛋白体上rRNA，促使tRNA与核蛋白体结合。
⑤可变臂：
位于TψC臂和反密码臂之间，功能不详。
3．rRNA构造与功能：
rRNA是细胞中含量最多RNA，可与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成场合。
原核生物中rRNA有三种：
5S，16S，23S。
真核生物中rRNA有四种：
5S，5.8S，18S，28S。
八、核酶：
具备自身催化作用RNA称为核酶（ribozyme），核酶普通具备特殊分子构造，如锤头构造。
九、核酸普通理化性质：
核酸具备酸性；
粘度大；
能吸取紫外光，最大吸取峰为260nm。
十、DNA变性：
在理化因素作用下，DNA双螺旋两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA理化性质及生物学性质发生变化，这种现象称为DNA变性。
引起DNA变性因素重要有：
①高温，②强酸强碱，③有机溶剂等。
DNA变性后性质变化：
①增色效应：
指DNA变性后对260nm紫外光光吸取度增长现象；
②旋光性下降；
③粘度减少；
④生物功能丧失或变化。
加热DNA溶液，使其对260nm紫外光吸取度突然增长，达到其最大值一半时温度，就是DNA变性温度（融解温度，Tm）。
Tm高低与DNA分子中G+C含量关于，G+C含量越高，则Tm越高。
十一、DNA复性与分子杂交：
将变性DNA经退火解决，使其重新形成双螺旋构造过程，称为DNA复性。
两条来源不同单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大体相似互补碱基顺序，以退火解决即可复性，形成新杂种双螺旋，这一现象称为核酸分子杂交。
核酸杂交可以是DNA-DNA，也可以是DNA-RNA杂交。
不同来源，具备大体相似互补碱基顺序核酸片段称为同源顺序。
惯用核酸分子杂交技术有：
原位杂交、斑点杂交、Southern杂交及Northern杂交等。
在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记，这种带有一定标记已知顺序核酸片段称为探针。
十二、核酸酶：
凡是能水解核酸酶都称为核酸酶。
凡能从多核苷酸链末端开始水解核酸酶称为核酸外切酶，凡能从多核苷酸链中间开始水解核酸酶称为核酸内切酶。
能辨认特定核苷酸顺序，并从特定位点水解核酸内切酶称为限制性核酸内切酶（限制酶）
第四章酶
一、酶概念：
酶（enzyme）是由活细胞产生生物催化剂，这种催化剂具备极高催化效率和高度底物特异性，其化学本质是蛋白质。
酶按照其分子构造可分为单体酶、寡聚酶和多酶体系（多酶复合体和多功能酶）三大类。
二、酶分子构成：
酶分子可依照其化学构成不同，可分为单纯酶和结合酶（全酶）两类。
结合酶则是由酶蛋白和辅助因子两某些构成，酶蛋白某些重要与酶底物特异性关于，辅助因子则与酶催化活性关于。
与酶蛋白疏松结合并与酶催化活性关于耐热低分子有机化合物称为辅酶。
与酶蛋白牢固结合并与酶催化活性关于耐热低分子有机化合物称为辅基。
三、辅酶与辅基来源及其生理功用：
辅酶与辅基生理功用重要是：
⑴运载氢原子或电子，参加氧化还原反映。
⑵运载反映基团，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等，参加基团转移。
大某些辅酶与辅基衍生于维生素。
维生素（vitamin）是指一类维持细胞正常功能所必须，但在许多生物体内不能自身合成而必要由食物供应小分子有机化合物。
维生素可按其溶解性不同分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。
脂溶性维生素有VitA、VitD、VitE和VitK四种；
水溶性维生素有VitB1，VitB2，VitPP，VitB6，VitB12，VitC，泛酸，生物素，叶酸等。
1.TPP：
即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（VitB1）焦磷酸化而生成，是脱羧酶辅酶，在体内参加糖代谢过程中α-酮酸氧化脱羧反映。
2.FMN和FAD：
即黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），是核黄素（VitB2）衍生物。
FMN或FAD普通作为脱氢酶辅基，在酶促反映中作为递氢体（双递氢体）。
3.NAD+和NADP+：
即尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ），是VitPP衍生物。
NAD+和NADP+重要作为脱氢酶辅酶，在酶促反映中起递氢体作用，为单递氢体。
4.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：
是VitB6衍生物。
磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作为氨基转移酶，氨基酸脱羧酶，半胱氨酸脱硫酶等辅酶。
5.CoA：
泛酸（遍多酸）在体内参加构成辅酶A（CoA）。
CoA中巯基可与羧基以高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋白质代谢中起传递酰基作用，是酰化酶辅酶。
6.生物素：
是羧化酶辅基，在体内参加CO2固定和羧化反映。
7.FH4：
由叶酸衍生而来。
四氢叶酸是体内一碳单位基团转移酶系统中辅酶。
8.VitB12衍生物：
VitB12分子中含金属元素钴，故又称为钴胺素。
VitB12在体内有各种活性形式，如5'
-脱氧腺苷钴胺素、甲基钴胺素等。
其中，5'
-脱氧腺苷钴胺素参加构成变位酶辅酶，甲基钴胺素则是甲基转移酶辅酶。
四、金属离子作用：
1.稳定构象：
稳定酶蛋白催化活性所必须分子构象；
2.构成酶活性中心：
作为酶活性中心构成成分，参加构成酶活性中心；
3.连接作用：
作为桥梁，将底物分子与酶蛋白螯合起来。
五、酶活性中心：
酶分子上具备一定空间构象部位，该部位化学基团集中，直接参加将底物转变为产物反映过程，这一部位就称为酶活性中心。
参加构成酶活性中心化学基团，有些是与底物相结合，称为结合基团，有些是催化底物反映转变成产物，称为催化基团，这两类基团统称为活性中心内必须基团。
在酶活性中心以外，也存在某些化学基团，重要与维系酶空间构象关于，称为酶活性中心外必须基团。
六、酶促反映特点：
1．具备极高催化效率：
酶催化效率可比普通催化剂高106～1020倍。
酶能与底物形成ES中间复合物，从而变化化学反映进程，使反映所需活化能阈大大减少，活化分子数目大大增长，从而加速反映进行。
2．具备高度底物特异性：
一种酶只作用于一种或一类化合物，以增进一定化学变化，生成一定产物，这种现象称为酶作用特异性。
⑴绝对特异性：
一种酶只能作用于一种化合物，以催化一种化学反映，称为绝对特异性，如琥珀酸脱氢酶。
⑵相对特异性：
一种酶只能作用于一类化合物或一种化学键，催化一类化学反映，称为相对特异性，如脂肪酶。
⑶立体异构特异性：
一种酶只能作用于一种立体异构体，或只能生成一种立体异构体，称为立体异构特异性，如L-精氨酸酶。
3．酶催化活性是可以调节：
如代谢物可调节酶催化活性，对酶分子共价修饰可变化酶催化活性，也可通过变化酶蛋白合成来变化其催化活性。
七、酶促反映机制：
1．中间复合物学说与诱导契合学说：
酶催化时，酶活性中心一方面与底物结合生成一种酶-底物复合物（ES），此复合物再分解释放出酶，并生成产物，即为中间复合物学说。
当底物与酶接近时，底物分子可以诱导酶活性中心构象以生变化，使之成为能与底物分子密切结合构象，这就是诱导契合学说。
2．与酶高效率催化关于因素：
①趋近效应与定向作用；
②张力作用；
③酸碱催化作用；
④共价催化作用；
⑤酶活性中心低介电区（表面效应）。
八、酶促反映动力学：
酶反映动力学重要研究酶催化反映速度以及影响反映速度各种因素。
在探讨各种因素对酶促反映速度影响时，普通测定其初始速度来代表酶促反映速度，即底物转化量<
5%时反映速度。
1．底物浓度对反映速度影响：
⑴底物对酶促反映饱和现象：
由实验观测到，在酶浓度不变时，不同底物浓度与反映速度关系为一矩形双曲线，即当底物浓度较低时，反映速度增长与底物浓度增长成正比（一级反映）；
此后，随底物浓度增长，反映速度增长量逐渐减少（混合级反映）；
最后，当底物浓度增长到一定量时，反映速度达到一最大值，不再随底物浓度增长而增长（零级反映）。
⑵米氏方程及米氏常数：
依照上述实验成果，Michaelis&
Menten于19推导出了上述矩形双曲线数学表达式，即米氏方程：
ν=Vmax[S]/（Km+[S]）。
其中，Vmax为最大反映速度，Km为米氏常数。
⑶Km和Vmax意义：
①当ν=Vmax/2时，Km=[S]。
因而，Km等于酶促反映速度达最大值一半时底物浓度。
②当k-1>
>
k+2时，Km=k-1/k+1=Ks。
因而，Km可以反映酶与底物亲和力大小，即Km值越小，则酶与底物亲和力越大；
反之，则越小。
③Km可用于判断反映级数：
当[S]<
0.01Km时，ν=（Vmax/Km）[S]，反映为一级反映，即反映速度与底物浓度成正比；
当[S]>
100Km时，ν=Vmax，反映为零级反映，即反映速度与底物浓度无关；
当0.01Km<
[S]<
100Km时，反映处在零级反映和一级反映之间，为混合级反映。
④Km是酶特性性常数：
在一定条件下，某种酶Km值是恒定，因而可以通过测定不同酶（特别是一组同工酶）Km值，来判断与否为不同酶。
⑤Km可用来判断酶最适底物：
当酶有几种不同底物存在时，Km值最小者，为该酶最适底物。
⑥Km可用来拟定酶活性测定期所需底物浓度：
当[S]=10Km时，ν=91%Vmax，为最适当测定酶活性所需底物浓度。
⑦Vmax可用于酶转换数计算：
当酶总浓度和最大速度已知时，可计算出酶转换数，即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物分子数。
⑷Km和Vmax测定：
重要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。
2．酶浓度对反映速度影响：
当反映系统中底物浓度足够大时，酶促反映速度与酶浓度成正比，即ν=k[E]。
3．温度对反映速度影响：
普通来说，酶促反映速度随温度增高而加快，但当温度增长达到某一点后，由于酶蛋白热变性作用，反映速度迅速下降。
酶促反映速度随温度升高而达到一最大值时温度就称为酶最适温度。
酶最适温度与实验条件关于，因而它不是酶特性性常数。
低温时由于活化分子数目减少，反映速度减少，但温度升高后，酶活性又可恢复。
4．pH对反映速度影响：
观测pH对酶促反映速度影响，普通为一钟形曲线，即pH过高或过低均可导致酶催化活性下降。
酶催化活性最高时溶液pH值就称为酶最适pH。
人体内大多数酶最适pH在6.5～8.0之间。
酶最适pH不是酶特性性常数。
5．抑制剂对反映速度影响：
凡是能减少酶促反映速度，但不引起酶分子变性失活物质统称为酶抑制剂。
按照抑制剂抑制作用，可将其分为不可逆抑制作用和可逆抑制作用两大类。
⑴不可逆抑制作用：
抑制剂与酶分子必须基团共价结合引起酶活性抑制，且不能采用透析等简朴办法使酶活性恢复抑制作用就是不可逆抑制作用。
如果以ν～[E]作图，就可得到一组斜率相似平行线，随抑制剂浓度增长而平行向右移动。
酶不可逆抑制作用涉及专一性抑制（如有机磷农药对胆碱酯酶抑制）和非专一性抑制（如路易斯气对巯基酶抑制）两种。
⑵可逆抑制作用：
抑制剂以非共价键与酶分子可逆性结合导致酶活性抑制，且可采用透析等简朴办法去除抑制剂而使酶活性完全恢复抑制作用就是可逆抑制作用。
如果以ν～[E]作图，可得到一组随抑制剂浓度增长而斜率减少直线。
可逆抑制作用涉及竞争性、反竞争性和非竞争性抑制几种类型。
①竞争性抑制：
抑制剂与底物竞争与酶同一活性中心结合，从而干扰了酶与底物结合，使酶催化活性减少，这种作用就称为竞争性抑制作用。
其特点为：
a.竞争性抑制剂往往是酶底物类似物或反映产物；
b.抑制剂与酶结合部位与底物与酶结合部位相似；
c.抑制剂浓度越大，则抑制作用越大；
但增长底物浓度可使抑制限度减小；
d.动力学参数：
Km值增大，Vm值不变。
典型例子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶（底物为琥珀酸）竞争性抑制和磺胺类药物（对氨基苯磺酰胺）对二氢叶酸合成酶（底物为对氨基苯甲酸）竞争性抑制。
②反竞争性抑制：
抑制剂不能与游离酶结合，但可与ES复合物结合并制止产物生成，使酶催化活性减少，称酶反竞争性抑制。
a.抑制剂与底物可同步与酶不同部位结合；
b.必要有底物存在，抑制剂才干对酶产生抑制作用；
c.动力学参数：
Km减小，Vm减少。
③非竞争性抑
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