生物化学期末复习资料.docx
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生物化学期末复习资料
蛋白质
蛋白质的酸水解，Trp完全被破坏，SerThr部分被破坏，但都不消旋
一氨基酸
（1）氨基酸的分类（依据R基团的极性）
熟记20种氨基酸的结构式、英文名称、单字母、三字母缩写。
熟记20种氨基酸的结构式、英文名称、单字母、三字母缩写。
1.极性侧链、酸性氨基酸（2种）：
Asp（D）:
含β-羧基，非必需。
Glu（E）:
含γ-羧基，非必需。
2.极性侧链、碱性氨基酸（3种）：
Lys（K）:
含ε-氨基，必需氨基酸，营养指标。
Arg（R）:
含δ-胍基，半必需。
His（H）:
β-咪唑基，非必需。
3.极性侧链、不解离氨基酸7种）：
Cys（C）:
含β-巯基。
Met（M）:
γ-甲硫基，这2种为含硫氨基酸。
Ser（S）:
含β-羟基。
Thr（T）:
为含羟基氨基酸。
Asn（N）:
β-酰胺基。
Gln（Q）:
含γ-酰胺基，为含酰胺基的氨基酸。
Tyr（Y）:
含β-酚羟基。
4.非极性侧链的氨基酸（8种）：
Gly（G）:
侧链为氢原子。
Ala（A）:
侧链为甲基。
Val（V）:
侧链为异丙基。
Leu（L）:
侧链为异丁基。
Ile（I）:
与Leu为同分异构体。
Pro（P）:
为亚氨基酸。
Phe（F）:
为苯基丙氨酸。
Trp（W）:
β-吲哚基。
（2）氨基酸的性质
1.旋光性和光吸收
除Gly以外，都有旋光性；
近紫外区，Tyr,PheTrp有光吸收，分别275nm,257nm,280nm。
Chymotrypsin:
水解芳香族侧链氨基酸的羧基形成的肽键，如其水解的肽段在257nm有紫外自首，则推断其水解的是Phe.
2.两性解离与等电点：
一个分子上同时具有酸性基团和碱性基团，或可以接受H＋,释放H+的基团。
氨基酸在溶液中为两对共轭酸碱
在溶液中加酸或碱时，起作用的是-COO-和-N+H3，既可作为质子供体起作用,又可作为质子受体起作用。
氨基酸的等电点
（3）aa的化学反应
烃基化反应，氨基上的氢被烃基取代，2，4-二硝基氟苯（FDNB）测定蛋白质的N末端、苯异硫氰酸酯（PITC），又可以测定氨基酸顺序。
PITC法首先被Edman用于多肽链N-末端氨基酸和氨基酸顺序的测定，称Edman试剂。
α-氨基与α–羧基共同的反应
（1）茚三酮反应：
定性、定量测定氨基酸和蛋白质。
（2）成肽反应
双缩脲反应
肽特有的反应为双缩脲反应（biuretreaction），与碱性硫酸铜形成紫色物质，用以测定蛋白质浓度、检测蛋白质的水解程度、鉴别氨基酸和肽的反应。
（4）aa的分配层析：
Rf值：
斑点到原点的距离/溶剂前沿到原点的距离，非极性aa的Rf大，走得远，极性aaRf小，走得近。
分配层析分离氨基酸，水做固定相，有机溶剂为流动相，α越小，aa的极性越大，水中的溶解度越大，移动越慢，α越大，aa的非极性越大，有机相中的浓度越大，移动越快。
氨基酸的离子交换柱层析（ionexchangechromatography）
强酸型阳树脂分离aa混合液为例
aa以阳离子形式与Na+发生交换，结合于树脂上，结合的牢固程度决定于氨基酸离子与树脂-SO3-之间的静电引力和aa侧链与树脂母体间的疏水相互作用，
在pH3左右，aa与树脂间静电引力大小次序：
碱性aa（R++）>中性aa（R+）>酸性aa（R0）.
基本的洗脱顺序为：
酸性氨基酸、极性氨基酸、疏水性小的氨基酸、疏水性大的氨基酸、碱性氨基酸。
二蛋白质结构
N－末端测定、C-端测定、二硫键的拆开、S-S-位置的确定
肽链的部分断裂：
Trypsin,水解Arg和Lys的羧基肽键
Chymotrypsin,水解Phe,Trp,Tyr的羧基肽键
蛋白质的一级结构与功能：
镰刀形贫血病。
蛋白质一级结构的局部断裂与酶原激活。
蛋白质的二级结构
（Secondarystructure）
概念:
α—螺旋、β—折叠片：
结构参数、稳定因素
一条多肽链内二级结构单元的彼此组合后的固定结构，指氨基酸侧链基团的相互作用，使多肽链进一步盘绕、折叠，导致整个分子形成独特的空间结构，是球状分子特有的结构。
指多肽链中所有的原子或基团的空间排列。
包括二硫键、氢键、盐键、疏水相互作用、范德华力
蛋白质的四级结构与亚基的概念。
三蛋白质的变性（denaturation）
概念：
在某些物理、化学因素影响下，蛋白质分内部高度规则的结构发生变化，使其原有性质发生变化。
因素、机理、
性质变化：
溶解度降低（内部大量疏水基团暴露）;粘度增大（由球形变为线形）；旋光性变化（分子变得不规则）；反应性增强，如易被蛋白酶水解（肽链伸展、某些基团暴露）；结晶能力丧失，生物活性丧失。
四蛋白质胶体溶液的性质：
蛋白质的沉淀反应：
盐析：
高浓度的中性盐破坏蛋白质的水化层和双电层，使蛋白质沉淀，不同蛋白质表面电荷不同，沉淀所需盐的浓度不同，分级盐析可以分离蛋白质混合物。
蛋白质的酸碱性质：
蛋白质的等电点。
凝胶过滤和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳测蛋白质分子量的原理。
利用蛋白质的荷电性质及分子量大小，如何将蛋白质混合物进行分离纯化。
1.催化效率高
2.具有高度专一性：
specificity，对其所催化的底物（substrate）有严格的选择性。
3.酶易失活，在常温、常压、生理pH下反应.。
4.酶的活力与辅基、辅酶、金属离子有关
5.酶活力受调节控制：
a：
调节酶的浓度，包括酶合成和降解两个大途径的调节。
b:
激素调节。
c:
反馈抑制调节。
d:
抑制剂和激活剂调节。
五酶
1酶的组成
按化学组成分：
单纯酶：
完全由蛋白质组成。
结合酶：
由蛋白质和非蛋白质部分组成
按脱辅酶的特点分
单体酶（monomericenzyme）:
1条多肽链组成，较少。
寡聚酶（oligomericenzyme）：
二条以上多肽链,偶数亚基居多，也有单数亚基，聚合时有活性，解聚无活性，多数寡聚酶微调节酶。
多酶复合体（multienzymecomplex）：
若干个酶依非共价键聚合在一起，形成细胞结构，催化一系列有联系的反应及反应途径。
酶是蛋白质，具有一、二、三级结构，具有催化功能，与酶活力直接相关的区域称为酶的（activecenter，activesite）活性中心。
对于单纯酶来说，活性中心就是酶分子在三维结构上比较靠近的少数几个氨基酸残基或这些残基上的某些基团。
它们在一级结构上可能相距甚远或在不同肽链上，通过肽链盘绕折叠在空间上相互靠近；对结合酶来说，辅酶或其部分结构往往就是活性中心的组成部分。
活性中心以外的部位并不是无意义的，所有氨基酸残基在酶的构象形成维持上起不同作用，对维持酶的空间构象起重要作用的基团叫必需基团。
2酶的专一性：
类型（绝对、相对（键、基团）、立体）
3酶的催化机制
酸碱催化
E与S作用后，进行质子交换，从反应物接受质子或向反应物提供质子，加强了E与S的相互作用，减弱了S分子内部的化学键，使S由稳态→不稳态。
E分子中广义酸碱催化功能基：
氨基，羧基，硫氢基，酚羟基，咪唑基。
[S]对v的影响----米氏公式
Km的意义：
（1）v=1/2Vmax时,Km=[S],单位:
mol/L,和酶的性质有关,一般在1×10–8---1mmol之间。
在特定S,pH,T时,Km为一常数。
（2）具有相对专一性的酶有不同的S，对每一种S，有相应的Km值，Km最小的S为该酶的最适S，Km小，E与S亲和力大，Km大，E与S亲和力小。
双倒数作图法求Km和Vmax。
4抑制与抑制剂：
不可逆抑制剂：
共价结合，不能解除，烷基化试剂：
有机磷化物：
-OH有机汞、砷：
-SH，氰化物：
与cytC的铁结合。
可逆抑制：
竞争性抑制：
I与S结构相似，与S竞争结合，结合部位相同（Km增大，Vmax不变）。
非竞争性抑制：
I与S的结构无关，二者与E的结合部位不同，一旦E与I结合后，不能转变为P。
重金属与E的-SH结合可用螯合剂去除（Km不变，Vmax减小）。
反竟争性抑制：
I与ES结合，形成的EIS不能转变为P很少9Km和Vmax都减小）。
酶活力、比活力
酶活力就是酶催化反应的能力，酶活力用在一定条件下它所催化的某一化学反应的速度来表示。
U＝速度单位
国际单位（IU）:
每min，催化1微摩尔底物转化为产物所需的酶量，IU。
通常测定产物的增加量，v的单位：
浓度/时间
酶活力的测定方法：
比色法、荧光法、电化学法、放射性同位素法等。
5酶的纯度鉴定：
酶产品质量评价中常使用比活力
单位质量酶产品中的酶活力称比活力，
一般用每毫克蛋白质所含酶活力单位数表示。
比活力＝酶活力（U）/酶蛋白（mg）
比活力越高，纯度越高。
6其他类酶
同工酶:
催化相同生化反应，但酶的结构、组成、生化性质、免疫原性等不同的一组酶，叫isoenzyme。
不同组织中的乳酸脱氢酶。
核酶：
抗体酶
别构酶allestericenzyme：
1.概念：
一类调节代谢的酶，具有调节功能的寡聚酶。
通过亚基构象变化调节代谢
2.结构特点：
两类亚基，催化（结合S）和调节（结合调节剂①别构激活剂②别构抑制剂）亚基。
3.调节特点：
催化亚基与S结合具正协同效应（多数），第一个亚基与S结合后，加快其他亚基与S结合速度：
调节亚基不同部位与激活剂、抑制剂结合，当与激活剂结合后，调节亚基的构象变化影响到催化亚基的构象变化，使之与S结合更快，表现为正协同性。
反之，具有负协同性的别构酶，当底物浓度较低的范围内反应速度上升很快，但底物浓度有较大的提高时，反应速度却升高很小，即反应速率对外界环境中底物浓度的变化不敏感。
维生素
VB1（硫胺素），存在形式——TPP（硫胺素焦磷酸），功能——脱羧酶辅酶
VB3（烟酰胺或尼克酰胺），烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I）NAD+；烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（辅酶Ⅱ）NADP+
功能——脱氢酶辅酶传递H
生物素与羧化辅酶
VB2
脱氢酶的辅酶、转氨酶的辅酶。
核酸
核苷酸的性质及生物学意义：
一核酸的一级结构
核苷酸的连接方式：
相邻核苷酸以3’，5’－磷酸二酯键连接构成长链，5ˊ核苷酸的P与另一核苷酸的C3ˊ-OH形成酯键,以3ˊ–5ˊ磷酸二酯键形成大的多核苷酸链,自由的5’－磷酸基，称为5’端；另一端有自由3’－羟基，称为3’端。
核酸的空间结构
双螺旋结构模型的内容
DNA并非自然松散的多核苷酸链，而是在空间上有一定排
Double-Helix，螺旋外径2nm。
两条链，极性相反，碱基才能靠近配对，形成右手螺旋，base平面与轴垂直，base在Helix内部，核糖和Pi为骨架，上升一周，升3.4mm,10个bp,稳定双螺旋的力，H键，Pi与介质中的阳离子的离子键，碱基内部的堆集力，形成疏水核心。
双螺旋结构的稳定力.
DNA的三级结构。
二转运RNA
转运RNA是小分子，一般由74－93个核苷酸构成，分子量在25kd上下，沉降系数4s。
其功能是转运氨基酸，tRNA是修饰成分最多的核酸。
tRNA分子都有由一个臂和三个发夹构成的三叶草形二级结构
三核酸的紫外吸收性质:
核酸变性后，碱基充分暴露，紫外吸收值增大，εp增大，为增色效应（hyperchromiceffect）,核酸复性时有减色效应，（hypochromiceffect）
变性：
物理化学因素使维持核酸空间结构的H键、碱基堆集力破坏，使核酸分子的空间结构改变，从而引起核酸物理化学性质、生物学功能的改变。
核酸变性后的性质变化：
增色效应、黏度降低、比旋值降低、浮力密度升高、生物活性丧失。
热变性：
加热使DNA变性，当DNA的double_Helix解开一半时温度叫Tm，称熔点或熔点温度meltingT,Tm值一般在70—85℃之间。
DNA的G_C含量高时，Tm值高,G_C%=（Tm-69.3）×2.44
Tm值的影响因素.
生物氧化
概念：
生物体内有机物质经过一系列氧化分解反应，最终生成CO2和H2O，并释放出能量的过程。
与有机物质在体外燃烧无本质区别。
特点：
共同点：
化学本质相同，即消耗氧，使有机物氧化，生成水和二氧化碳，释放的总能量相等。
特点：
在细胞内进行，在体温、生理pH值、有水环境中进行，在一系列辅酶传递体作用下逐步进行，能量的释放是逐步的，有机物的氧化也是逐步的。
机体利用能量的方式是将生物氧化过程中释放的能量储存在一些高能磷酸化合物如ATP中，需要时再释放出来。
高能化合物的概念、种类
水解反应的△GO`＜-5kcal/mol，或者说释放能量大于5kcal的化合物
—P—O键型、—N—P键型、.—S—酯键型、甲硫键型
ATP的特殊作用
ATP在传递能量方面，起着转运站的作用，但不是贮能者，有贮能作用的物质是磷酸肌酸和磷酸精氨酸。
磷酸肌酸,磷酸精氨酸.电子传递链
SH2脱氢后，H+和e经过一系列酶和传递体，最后与氧结合生成水的系统，既多酶系统。
还原型辅酶上的氢以质子形式脱下，其电子沿一系列电子载体转移，最后到分子氧，形成氧负离子，与氢质子结合成水，在电子传递过程中放出大量自由能，促使ADP形成ATP。
电子传递链存在于原核细胞质膜，真核细胞的线粒体内膜上。
电子传递仅发生在相邻的传递体之间，传递的方向决定于电子的电化学势能，由氧化还原电势低向高的方向流动。
化学渗透偶联假说
电子传递链是一个H+泵，使H+从线粒体内膜基质泵到膜外液体中，形成一个H+梯度。
当通过F0F1ATP酶流回线粒体内膜基质时，释放出自由能与ADP磷酸化反应相偶联。
实验证据：
内膜完整；线粒体内膜对H+、OH-、K+、CI-不通透；
破坏H+梯度，会破坏氧化磷酸化；电子传递时，H+从基质到膜间隙
ATP的生成方式：
三种ATP形成的方式：
光合磷酸化、底物水平磷酸化、氧化磷酸化
电子传递链中复合体的顺序、抑制剂。
电子传递链的种类、形成ATP的数量。
糖酵解
定义：
ÎÞÑõÌõ¼þÏ£¬1葡萄糖分解产生2丙酮酸，并伴随2分子ATP成的过程，（底物水平磷酸化）又称EMP途径，存在于细胞浆中。
意义：
无氧条件下供能、为生物合成提碳骨架。
限速酶、不可逆步骤
糖异生：
概念、意义。
磷酸戊糖途径
（氧化阶段、非氧化阶段）磷酸戊糖途径的意义：
（1）磷酸戊糖途径也是彻底氧化G的途径；
（2）产生D核糖参加核酸代谢；
（3）产生NADPH，为生物合成提供重要的还原力；
（4）NADPH使红细胞中还原性谷胱甘肽再生，对维持红细胞还原性重要；
（5）植物光合作用中从CO2合成G的部分途径。
磷酸戊糖途径的调节：
三羧酸循环的过程及意义：
几次脱羧、几次脱氢、几次底物水平磷酸化等等。
（1）、TCA是G彻底氧化为H2O，CO2放能的过程。
1G+6O2→6H2O+6CO2
从G→丙酮酸，2分子3—P甘油醛脱H，形成2NADH+，进入呼吸链，需2O2，生成2H2O
（2）.产生大量中间产物，为脂肪酸、氨基酸、核苷酸的合成提供原料，上述几大类物质的降解也能形成TCA的中间产物，TCA为各类物质的代谢枢纽。
TCA的调节
柠檬酸合酶：
ATP,NADH,柠檬酸，琥珀酰ConA抑制，ADP激活；
异柠檬酸脱氢酶：
ATP抑制，ADP激活；
α－酮戊二酸脱氢酶复合体：
琥珀酰ConA，NADH抑制，ADP,Ca++激活。
糖原的合成与降解
脂代谢
Knoop的实验
脂肪酸的氧化分解----线粒体基质中
（β-氧化）概念
活化、脂酰基转移、氧化过程：
脱氢、水化、脱氢、硫解。
一分子脂肪酸（任何数量的碳原子彻底氧化，形成？
ATP.
酮体的形成和利用。
脂肪酸的合成
原料：
乙酰ConA，每一轮碳链延长单位。
1、乙酰ConA在线粒体产生，通过柠檬酸转运出线粒体，在细胞质中合成脂肪酸。
2、羧化
3、缩合、还原、脱水、还原
脂肪酸合成与分解的比较。
胆固醇合成的原料及关键酶。
蛋白质降解及氨基酸代谢
氨基酸代谢
氨基酸脱氨方式：
转氨基作用：
重要的转氨酶：
联合脱氨：
1、α—AA借转氨作用转到α-KGA上，形成Glu，Glu脱氢酶催化，形成α-KGA和NH3
2、嘌呤核苷酸脱氨基。
α-酮酸的代谢（碳骨架的去路）
氨基酸与一碳单位
核苷酸的降解与生物合成
嘌呤代谢的终产物。
核糖的来源。
磷酸戊糖途径中的5-P-核糖，在焦磷酸激酶作用下，与ATP形成PRPP
碱基的合成
嘌呤碱基、嘧啶碱基各原子来源
各代谢途径之间的联系。
重要的代谢中间物乙酰CoA与各代谢途径之间的联系。
代谢调节
酶水平的调节：
共价修饰与别构调节。
原核细胞的DNA聚合酶
DNA聚合酶Ⅰ：
单亚基，多功能，①聚合反应，使DNA链沿5→3延长。
②3端水解DNA链，即3→5外切酶活性。
③5端水解DNA，即5→3外切酶活性。
④由3端使DNA分子发生焦磷酸解。
以切除、修复功能为主，宜作用于带大段单链区的双链DNA分子。
Klenow片段：
用蛋白酶部分水解DNA聚合酶Ⅰ，可以得到68，000的大片段，具有聚合酶和3→5外切酶活性，称Klenow片段。
小片段有5→3外切酶活性，即校对功能。
冈岐片段的5-RNA引物由外切酶切除。
大肠杆菌的RNA聚合酶
全酶（holoenzyme）由5个亚基构成，α2ββˊσ以及两个Zn原子。
α2ββˊ叫核心酶（coreenzyme）能催化RNA链的延长，不具有RNA合成的起始能力，σ因子叫起始因子，能识别DNA分子上的启动子（promotor）并与之结合，σ因子能使RNA聚合酶与DNA分子上的启动子的亲和力增大，虽然核心酶也能靠碱性蛋白与核酸之间的静电引力结合，但无序列特异性。
σ因子能使全酶迅速找到启动子并与之结合，不同的σ因子能识别不同的启动子，有强启动子、弱启动子。
不对称转录
蛋白质的合成
密码子的特性
（1）.无标点正确的起始位点很重要，在mRNA插入或移去一个base，叫移码（frameshift）引起移码突变。
（2）.简并性一个AA有好几个codon。
Leu有6个codon（看书）主要发生在第三位碱基,其专一性取决于头两个base,第三个base如发生在A-G,C-U的突变仍能翻译成正确的氨基酸，利于物种的稳定。
（3）.终止和起始codon,AUG：
起始密码子，也是Met的密码子，UAG、UGA、UAA：
终止密码子。
（4）.通用性，生物从低等到高等，密码子是通用的，但不同生物有偏好性。
线粒体中有些codon不同。
多肽的合成过程
氨基酸的活化、起始复合物的形成、肽链合成的起始、加工消耗能量.
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