生化知识点.docx

1、生化知识点 知识点：1、 各类糖分子的结构和功能；2、 脂类中与生物膜有关的物质结构与功能；3、 核酸的基本结构、相互关系与功能；4、 各类氨基酸的基本结构、特征以及蛋白的构象与功能的关系；5、 酶的分类、作用机制、抑制类型、动力学过程与调节；6、 代谢中的生物氧化过程特别是光合磷酸化过程的机理及意义；7、 代谢中的糖代谢过程；8、 核酸的生物合成、复制、转录及基因表达；9、 各种代谢过程的调控及相互关系；10、 现代生物学的方法和实验手段特别是分离、纯化、活性册顶的基本方法等；11、 生物化学研究进展； 将两种旋光不同的葡萄糖分别溶与水后，其旋光率均逐渐变为+52.7。，称为变旋现象。 羟甲

2、基在糖环平面的上方的为D-型，在平面的下方的为L-型。在D-型中，半缩醛羟基在平面的下方的为-型，在平面的上方的为-型。 一切糖类都有不对称碳原子，都具旋光性。 区分酮糖、醛糖用Seliwanoff反应。 天然糖苷多为-型。 糖醛酸是肝脏内的一种解毒剂。 自然界存在的糖胺都是己糖胺。 麦芽糖为-D-葡萄糖-（14）-D-葡萄糖苷，异麦芽糖为-D-葡萄糖-（16）-D-葡萄糖苷，蔗糖为-D-葡萄糖-，（14）-果糖苷，乳糖为半乳糖-（14）-D-葡萄糖苷，纤维二糖为-D-葡萄糖-（14）-D-葡萄糖苷。 直链淀粉成螺旋状复合物，遇碘显紫蓝色，碘位于其中心腔内，在620580nm有最大光吸收。支链

3、淀粉分支平均有2430个葡萄糖，遇碘显紫红色，在530555nm有最大光吸收。糖原遇碘显棕红色，在4305490nm有最大光吸收。 与糖蛋白相比，蛋白聚糖的糖是一种长而不分支的多糖链，即糖胺聚糖。其一定的部位上与若干肽链连接，糖含量超过95%，多糖是系列重复双糖结构。 糖蛋白是病毒、植物凝集素、血型物质的基本组成部分，Fe2+、Cu2+、血红蛋白和甲状腺素转运蛋白是糖蛋白，它们分别叫转铁蛋白、铜蓝蛋白、触珠蛋白、甲状腺素结合蛋白。参与凝血过程的糖蛋白有：凝血酶原、纤维蛋白酶原。 血型物质含75%的糖，它们是：岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、半乳糖胺。 木糖-Ser连接为结缔组织蛋白聚糖所特有。 动植物

4、体的不饱和脂肪酸为顺式，细菌中含脂肪酸种类少，大多为饱和脂肪酸，有的有分支。 分析脂肪酸混合物的分离用气液柱层析，即气液色谱技术。 甘油三酯、甘油单酯形成小颗粒微团，叫micelles。 烷基醚脂酰甘油含有2个脂肪酸分子和一个长的烷基或烯基链分别与甘油分子以酯键、醚键相连。 糖基脂酰甘油中，糖基与甘油分子第三个羟基以糖苷键相连。 磷脂根据所含醇类可分为甘油磷脂类和鞘氨醇磷脂类。 不饱和脂肪酸常与甘油分子的第二个碳原子羟基相连。 肝脏、心肌中的甘油磷脂多为磷脂酰肌醇，脑中的甘油磷脂多为磷脂酰肌醇磷酸、磷脂酰肌醇二磷酸。 缩醛磷脂中一个碳氢键以醚键与甘油C1羟基相连。 除了11-顺-视黄醛外，多数

5、直链萜类的双键均为反式。 柠檬油的主要成分是柠檬苦素，薄荷油的主要成分是薄荷醇，樟脑油的主要成分是樟脑。 胆石几乎全是由胆固醇组成，它易与毛地黄核苷结合沉淀。 脊椎动物体内，胆酸能与甘氨酸、牛黄氨酸结合成甘氨胆酸、牛黄胆酸。 蟾毒不以糖苷而以酯的形式存在。 前列腺素是花生四烯酸及其他不饱和脂肪酸的衍生物。分为PGA、PGB、PGD、PGE、PGF、PGG、PGH、PGI等八类，其功能有：平滑肌收缩、血液供应、神经传递、发炎反应的发生、水潴留、电解质去钠、血液凝结。 在tay-sachs病中，神经节苷脂在脑中积累。 按生理功能，蛋白质可分为酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、收缩蛋白运动蛋白、结构蛋白

6、质和防御蛋白质。 胱氨酸、酪氨酸不溶于水。脯氨酸、羟还能溶于乙醇或乙醚中。 氨基酸分类：按R基的极性，可以分为：、非极性R基氨基酸：Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Met、Pro。、不带电荷的极性氨基酸：Ser、Thr、Tyr、Asn、Gln、Cys、Gly。、带正电荷的极性氨基酸：Lys、Arg、His。、带负电荷的极性氨基酸：Asp、Glu。按R基的化学结构分：脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环族氨基酸。 锁链素的吡啶环结构由4个Lys侧链组成，只存在于弹性蛋白中。 氨基酸的旋光符号和大小取决于其R基的性质，并与测定时溶液的PH值有关。 在远紫外区，氨基酸均有光吸收，但在近紫

7、外区（220300nm），只有Tyr、Phe、Trp等氨基酸有光吸收。因为其R基含有苯环共轭双键系统。 含有1氨基1羧基和不解离R基的氨基酸均有类Gly的滴定曲线。 PI以上的PH，氨基酸带净负电荷，在电场中向正极移动。 氨基酸氨基的一个H为烃基（包括环烃基及其衍生物）取代，如2，4-二硝基苯（FDNB）在弱碱溶液中发生亲核芳环取代而生成二硝基苯基氨基酸（DNP-氨基 酸），即烃基化反应。 蛋白质的化学修饰，是在较温和的条件下，以可控制的方式使蛋白与某种试剂（称化学修饰剂）起特异反应，以引起蛋白质中个别氨基酸侧链或功能团发生共价化学改变。 酪氨酸的酚基在3和5位上容易发生亲电取代反应，它也可以

8、与重氮化合物（如对氨基苯磺酸的重氮盐）结合成桔黄色化合物，叫Pauly反应。组氨酸的侧链咪唑基与重氮苯磺酸结合成棕红色化合物。 蛋氨酸侧链上的甲硫基是一个很强的亲核基团，与烃化试剂如甲基碘容易形成锍盐，该反应为巯基试剂所逆转。 半胱氨酸的巯基能打开乙撑亚胺（即氮丙啶）的环，生成的侧链带正电荷，为胰蛋白酶的水解提供一个新的位点。 巯基的氧化的底物是巯基与金属的络合物。 逆流分溶仪只用于制备分离，如蛋白质、肽、核酸和抗生素等的分离提纯。 肽键的结构实际是一个共振杂化体，由于氧电挨离域形成了包括肽键的羧基氧、羧基碳、酰胺氮在内的O-C-N 轨道系统。 双缩脲反应是肽、蛋白所特有的。 嗜热菌蛋白酶含锌

9、和钙两种金属。 牛胰核糖核酸酶是测定一级结构的第一个酶分子，有124个残基组成，分子内含有4个二硫键。 同源蛋白质是指不同机体实现同一功能的蛋白质，它的氨基酸顺序中这样的相似性被称为顺序同源现象。 凝血酶属于丝氨酸蛋白水解酶类。 蛋白人工合成中氨基保护基有苄氧甲酰基、三苯甲基、叔丁氧甲酰基、对甲苯磺酰基，可用HBr/CH3COOH在室温下除去。Cys-SH常用苄基（Bzl）或对甲氧苄基（MBzl）保护，前者用Na-液氨处理除去，后者在液HF中于0处理30分钟除去。Lys的远-NH2用Tosyl保护，用Na-液氨处理除去。 羧基活化方法有：酰氯法、叠氮法、活化酯法、混合酸酐法。 最有效的接肽缩合

10、剂是N，N-二环己基碳二亚胺（DCCI）。 研究蛋白二级结构的方法X-射线衍射法。利用重氢交换法可以测定蛋白分子中螺旋的含量。核磁共振光谱法可以测定蛋白分子中哪个氨基酸残基发生构象变化。圆二色性法可以用测定螺旋和折叠片的含量。荧光偏振法可以测定疏水微区、Trp、Tyr微区。喇曼光谱用于研究主链构象。用Damachandran图来表示。 肽平面内C=O、N-H呈反式排列。 当的旋转键N1-C两侧的N1-C1和C-C2呈顺式时，规定=0；同样，的旋转键C-C2两侧的C-N1和C2- N2呈顺式时，规定=0。从C向N1看，沿顺时针方向旋转C-N1键所形成的角度规定为正值，反时针旋转为负值；从C向C2

11、看，沿顺时针方向旋转C-C2键所形成的角度规定为正值，反时针旋转为负值。螺旋中 =57，=48。平行式片层中=119，=+113。反平行式片层中 =139，=+135。 -螺旋的比旋不等于构成其本身的氨基酸的比旋之和，但无规卷曲则相等。测定蛋白质的比旋特别是其旋光色散是研究二级结构的重要方法。 -螺旋中的Pro或Hyp形成一个“结节”（kink）。 Glu主要在-螺旋，Asp、Gly分布于转角，Pro在-螺旋C末端或转角中，二级结构预测是用概率统计学方法获得的。 （超二级结构）存在于-角蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白、纤维蛋白等。 可溶性纤维蛋白有角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白，不可溶性纤维蛋白有肌球

12、蛋白、纤维蛋白原。 胶原的链间氢键是一条连的三联体（Gly-x-Y）Gly的酰胺氢与另一条链相邻三联体x位上的羰基氧之间形成的，此外Hyp的羟基也参与链间氢键的形成。链间共价交联键主要是在Lys、Hyl之间形成的。在胶原蛋白中，还存在链间二硫键。 随着年龄的增长，胶原三螺旋内，三螺旋间的共价交联越来越多，胶原纤维越硬越碎。 弹性蛋白的重复序列为Lys-Ala-Ala-Lys和Lys-Ala-Ala，可以以赖氨酰正亮氨酸、锁链素、异锁链素交联。 三级结构决定于氨基酸顺序的直接证据是某些蛋白的可逆变性。White、Anfinsen 用8mol/L尿素、-巯基乙醇处理牛胰核糖核酸酶及复性的实验。 蛋

13、白折叠的策略是：使主链肽基间形成最大数目的分子内氢键同时保持大部分能成氢键的侧链处于蛋白分子的表面与水相互作用。 三级结构是多肽链上各个单链的旋转自由度受到各种限制的总结果，这些限制包括：肽键的硬度即肽键的平面性质、C-C键和C-N键旋转的许可角度、肽链中疏水基和亲水基的数目和位置、带正电荷和带负电荷的R基的数目和位置几溶剂和其它溶质等。 范德华力包括定向效应、诱导效应、分散效应。定向效应发生在极性分子或极性基团之间，是永久偶极间的静相互作用。分散效应在多数情况下起主要作用，是非极性分子或极性基团仅有的一种范德华力。 范德华吸引力只有当两个非键合原子处于一定距离时最大，这个距离叫接触距离或范德

14、华距离。 疏水化合物或基团进入水中，其周围的水分子将排列成刚性的有序结构笼形结构。 二硫键的形成并不指令多肽链的折叠。 变性是一个协同性的过程，是在所加变性剂的很窄浓度或很窄的温度和PH间隔内突然发生的。 肌红蛋白是由一条多肽链和一个血红素（heme）辅基组成的，有8段螺旋，排为2层。 分析球状蛋白的晶体结构必须向待分析的蛋白晶体中引进适当的重金属原子，以便得到同晶置换晶体。 给定气压下，肌红蛋白的Y值比血红蛋白高 降低PH值、增加亚基的协同作用而促进血红蛋白释放氧气。这种H+和O2释放的关系称为波尔效应。（Bohr effect） 血红蛋白发生氧合时，连接分子内各亚基的盐桥全部断裂。 镰形贫

15、血症由于血红蛋白中的链的Glu-6被Val-6所取代，可用KCNO修饰而 抑制成镰形。 抗原决定簇：抗原分子中决定抗原特异性并能与和它互补的抗体结合的那部分结构。抗原-抗体等价存在时将发生最大交联，产生最大量的免疫沉淀或者沉淀素。 IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五类免疫球蛋白的重链分别为、。其中A、M分子量大。A是分泌液（眼泪、粘液和唾液）中存在的一类主要抗体。 抗体的一级结构的每一个结构域，在自己的辖区内都有一个二硫键。免疫球蛋白的三级结构最主要的特点是免疫求蛋白折叠，它是由二个折叠片夹着疏水残基内核而形成的一种结构式样。 连接可变区、恒定区的短的多肽链叫开关区。 在维持生命过程中不

16、可缺少的，而来自亲代的基因又是相同的，即同型合子，这种突变是致命的。 人的某些生理、病理性缺氧可通过红细胞中DPG浓度的改变来调节组织的获氧量。贮存血液中加入肌苷（inosine），即可防止DPG的下降，因为它可以通过红细胞膜并在细胞内经一系列反应转变为DPG。 氧的S形曲线、波尔效应及DPG效应物的调节使血红蛋白的输氧能力达最高效力。 别构效应在生物系统分子过程的调节中起关键作用。血红蛋白是了解得最清楚的别构蛋白。 分离和提纯蛋白质的各种方法主要是利用蛋白质之间的各种特异性差异，包括分子大小和形状、酸碱性质、溶解度、吸附性质和对其它分子的生物学亲和力。 分散相质点在胶体系统中保持稳定的条件有

17、：分散相质点在1100nm范围内；分散相的质点带同种电荷；分散相的质点能与溶剂形成溶剂化层。 蛋白质沉淀的方法有：盐析法、有机溶剂沉淀法、重金属盐沉淀法、生物碱试剂和某些酸类沉淀法、加热变性沉淀法。 测定蛋白总量的方法有：凯氏定氮法、双缩脲法、Folin-酚法、紫外吸收法。 较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由2个或2个以上相对独立的三维实体（结构域）缔合而成的。结构域是球状蛋白质的折叠单位，多肽链折叠的最后一步是结构域的缔合（association）。 很多结构域的酶，其活性中心都位于结构域之间，通过结构域更容易构建特定三维排布的活性中心。 Hill系数不为1.0，表明蛋白质多于一个结合位点

18、，并且各个位点间彼此有相互作用。 生物大分子的可变性（柔性）和它结构的精确性（刚性）是保证生物大分子行使其特有生物的独立统一的性质。结构的刚性是它们相互识别和结合的基础，结构的柔性则允许并保证它们在结合过程中和结合后发生各种需要的构象变化。 四级结构的蛋白质（quaternary protein）中每个球状蛋白质称为亚基（subunit）。亚基一般只有一条链，也有由2条、多条肽链由S-S连接而成的亚基。对称的寡聚蛋白分子是由2个、多个不对称的等同结构成分组成的，这种等同结构成分称为原体（protomer）。对称性是四级结构的重要性质之一。 别构效应（allostric effect）指蛋白质与

19、配基结合后改变蛋白质的构象，进而改变蛋白质的生物活性的现象。同位效应（homotropic effic）是指别构蛋白质与同一种配基的结合对于和同种配基结合能力的影响。 酶的辅助因子在反应中传递电子、原子及某些化学基团。它们可以是金属离子及有机化合物，本身无催化作用。 米氏方程的前提是酶与底物反应的“快速平衡说”。 不可逆抑制剂有Ks型和Kcat型两类，多数为Ks型。 大部分非竞争性抑制是由于与酶的活性中心外的硫氢基结合引起。 砷化物的毒理作用在于破坏了硫辛酸辅酶，从而抑制了丙酮酸氧化酶系统。 Kcat型不可逆抑制剂以潜伏状态存在，它与某些酶的活性中心结合后而激活成有抑制活性的抑制剂，被看作是酶

20、的“自杀性低物”。 酶的分类：氧化-还原酶类、移换酶类、水解酶类、裂合酶类（醛缩酶、水化酶、脱氢酶）、异构酶类、合成酶类。 加入竞争性抑制剂，Vmax不变，Km变大，且Km=Km；加入非竞争性抑制剂，Km不变，Vmax变小，且Km=Km； 加入反竞争性抑制剂，Vmax、Km变小，且KmKm. Koshland提出了“诱导稧合”假说（induced-fit hypothesis）：当酶与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子的诱导，其构象发生有利于底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补稧合，进行反应。 TPCK（N-对甲苯磺酰苯丙酰氯甲基酮）通过使His烷化对酶进行亲和标记。而碘乙酸、对氯汞苯甲酸可以

21、与巯基作用。 共价催化的最一般的形式是催化剂的亲核基团对底物中亲电子的碳原子进行攻击。 酶蛋白中的亲核基团有：丝氨酸羟基、半胱氨酸巯基、组氨酸咪唑基、 广义的酸碱催化反应包括将水加到羰基上，羧酸酯、磷酸酯的水解，从双键脱水，各种分子重排及许多取代反应等 广义的酸碱催化与共价催化可使酶反应速度大大提高，如牛胰核糖核酸酶、牛凝乳蛋白酶。 溶菌酶（lysozyme）含129个残基的单肽链，有四对二硫键，其活性中心有Glu35、Asp52等残基。 胰凝乳蛋白酶选择性地水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键，其最适底物为N-对甲苯磺酰苯丙酰乙酯或甲苯碘酰胺苯丙酰胺。 羧肽酶Tyr248、Arg145、Glu2

22、70及Zn2+将底无分子定位于活性中心中。 L19RNA既有核糖核酸酶（ribonuclease）活性，又有RNA聚合酶活性，对竞争性抑制剂敏感。 许多多酶体系的自我调节都是通过其体系中的别构酶来实现的。 某些酶由于结合了专一性的激促蛋白质或抑制蛋白质而改变活性，这类蛋白质有钙调蛋白、抗血友病因子。 称为调节酶的酶有别构酶、共价调节酶。 底物浓度变化引起的变构酶促反应速度的变化几乎是全或无的，由于正协同效应，使得酶的反应速度对底物浓度变化敏感。 Hill系数可作为判断协同效应的一个指标，具正协同效应的酶的Hill系数大于1。 ATCase（天冬氨酰转氨甲酰酶）是嘧啶核苷酸生物合成-合成CTP-

23、多酶体系反应序列中的第一个酶。受CTP反馈抑制，ATP增强其与底物的亲和力，均不影响Vmax。 PALA： N-（磷乙酰）-L-天冬氨酸 ATCase是既有同促效应又有异促效应的别构酶，它符合齐变模型（MWC）。 3-磷酸甘油醛脱氢酶有四个亚基，可与4个NAD+结合，结合常数不同。 齐变模型（MWC）不适用于负协同效应。 胰蛋白酶只水解赖氨素养、精氨酸的羧基形成的肽键；胰凝乳蛋白酶只水解芳香族氨基酸的羧基形成的肽键；被肠激酶激活形成的胰蛋白酶是所有胰脏蛋白酶原的共同激活剂。在它的操纵控制下，可以使所有胰脏蛋白酶同时作用。 寡聚酶可分类为：含相同亚基的寡聚酶、含不同亚基的寡聚酶（它包括双功能寡聚

24、酶、含有专一性的非酶蛋白亚基的寡聚酶、具有底物载体亚基的寡聚酶。）。 乳酸脱氢酶亚基有：骨胳肌型（M）和心肌型（H）。其同功酶有HHHH、HHHM、HHMM、HMMM、MMMM等几种。 化学酶工程包括自然酶、化学修饰酶、固定化酶及化学人工酶的研究与应用。 影响酶促反速度的因素有：底物浓度、PH、温度、酶浓度、激活剂、抑制剂。 酶活性中心常有的基团是：Ser、His、Lys、Cys。 酵母脱氢酶在催化时，辅酶的尼克酰胺环C4上只有一侧是可以加氢或脱氢的，这种专一性定为A型。凡是酵母脱氢酶中尼克酰胺环上氢位置相似，同处一侧，具同侧专一性的酶均称A型专一的酶。凡是酵母脱氢酶中尼克酰胺环上氢位置不同，

25、处于异侧，具另一侧专一性的酶均称B型专一的酶。如Glu脱氢酶、-甘油磷酸脱氢酶。 活性中心的形成要求酶蛋白分子具有一定的空间构象。辅酶分子或辅酶分子的一部分往往是活性中心的组成部分。 酶分子中可以被修饰的基团包括：硫氢基、羟基、咪唑基、氨基、羧基等。 通过共价催化而提高反应速度的酶有：丝氨酸类酶与酰基形成酰基-酶，或与磷酸形成磷酸-酶，如磷酸葡萄糖变位酶。半胱氨酸类酶活性中心的半胱氨酸硫氢基与底物酰基形成含有共价硫酯键的中间物。组氨酸类酶活性中心的组氨酸咪唑基在反应中被磷酸化。赖氨酸类酶的赖氨酸远端氨基与底物羰基形成西夫碱中间物。 酶蛋白中的广义酸碱催化功能基团有：硫氢基、酚羟基、咪唑基、氨基

26、、羧基等。 催化中有“Asp-His-Ser”电荷中继网的酶有：胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶及枯草杆菌蛋白酶。 来自共同祖先、通过基因改变而得到不同专一性的结果，称“倾异进化”。酶来源各异，但它们的电荷中继网组成又相同，称异源的“倾同进化”。 多酶复合体有：丙酮酸脱氢酶复合体、脂肪酸合成酶复合体。 有的别构酶只有一个专一性调节物，称单价别构酶。有的别构酶有2个或2个以上的专一性调节物，称多价别构酶。通2个或多个多价别构酶可以将2个或多个多酶体系连接在一个控制网中进行调节。 调节酶可以在多酶体系中对代谢反应起调节作用，它们本身的活性受到严格的调节控制。 调节物或效应物与酶分子中的别构中心（

27、调节中心或控制中心）结合后，诱导出或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合与催化作用受到影响，从而调节酶的反应速度及代谢过程，此效应称为酶的别构效应。酶的别构效应与酶的四级结构有关。 嘧啶核苷酸C1-N1 N糖苷键，嘌呤核苷酸C1-N9 N糖苷键。 A、C中，N原子常处于氨基状态，极少处于亚胺基状态；G、T中，C6氧原子常为酮式，极少为烯醇式。 DNA可塑性是DNA分子、多核苷酸连的骨架上的共价键的转角改变引起的。 双链RNA、DNA-RNA均为A构象。 tRNA5末端为pG或pC。 不同tRNA有不同的额外环，是tRNA分类的指标。 TC环（假尿嘧啶核苷-胸腺嘧啶核糖核苷环）由7个

28、核苷酸组成，所有的tRNA此环中都有TC。 纯DNA的OD260为1.8，纯DNA的OD260为2.0。 1 OD 值相当50g/ml双螺旋DNA，40g/ml单链DNA（RNA），20g/ml寡核苷酸。 RNA分离用蔗糖梯度离心，DNA分离用氯化铯梯度离心 人体不能合成维生素，必须从食物中获取。 脂溶性维生素有：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。水溶性维生素有：维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12。 维生素D有维生素D3、维生素D2两种。与胆固醇同具环戊烷多氢菲结构。 人皮肤的维生素原为7-脱氢胆固醇，麦角、真菌的维生素D2原为麦角固醇，维生素D3、胆钙化醇进入肠后，促进钙的运输。 维生素E为一种抗氧化剂，保护线粒体膜上的磷脂抗自由基作用。 维生素K的主要化学结构为2-甲基-1，4-萘醌。依赖于维生素K的凝血因子有：凝血因子、凝血因子、凝血因子、凝血因子。 人、猴、豚鼠在肝脏内缺少一种古洛内酯氧化酶而不能合成维生素C。 VB1为硫胺素。VB2为核黄素，存在与FMN、FAD中。 泛酸又称遍多酸（patothenic acid），与辅酶A（coenzyme A）有联系。 四氢叶酸所传递的一碳单位，可以是甲基、亚甲基、甲川基、甲酰基、