生化 主要知识点 复习总结.doc

精品文档结构特点：1.含苯环: phe 2.含酚羟基: Tyr 3.含吲哚环: Trp 4.含羟基:Ser Thr 5.含硫: Cys Met 6.含胍基:Arg 7.含咪唑基: His一、氨基酸的理化性质：两性电离等电点(pI） 在水溶液中能两性电离而成兼性离子分子呈电中性时的溶液的pH值紫外吸收芳香族氨基酸特有(phe，Tyr,Trp)吸收峰：波长280nm 茚三酮反应 加热氨基酸 + 茚三酮 蓝紫色化合物 (570nm)氨基酸的定量方法二、蛋白质的空间结构定义维系键举例一级结构（primary structure）（1）多肽链中氨基酸（残基）的排列顺序。（2）是蛋白质的基本结构。（3）是空间结构、生理功能的基础。肽键（二硫键）二级结构(second structure）多肽链中相邻氨基酸残基形成的局部肽链空间结构， 其主链原子的局部空间排布，并不涉及氨基酸残基侧链的构像。氢键超二级结构（super secondary structure）和结构域（domain）超二级结构（模体，motif）蛋白质多肽链上的一些二级结构单元，有规律地聚集起来，形成，, 2, T 等结构基因表达调控中的转录因子（具备功能）（锌指，亮氨酸拉链、T、2）结构域（domain）单个或多个超二级结构进一步集结形成在蛋白质分子空间结构中可明显区分的区域脱氢酶蛋白、细胞膜受体蛋白三级结构 (tertiary structure)在二级结构的基础上，包括相距较远的氨基酸残基及其侧链R基团形成的整个多肽链的空间构象。特点:为球状或者为椭圆状蛋白质，具有生命活性，可形成亲水表面和疏水内核。 疏水键肌红蛋白免疫球蛋白四级结构(quaternary stucture)指几个各具独立三级结构的多肽链之间的相互集结，并以特定的方式接触，排列形成更高层次的大分子空间构象亚基：1.具备三级结构，单独存在无活性 2.存在于四级结构中亚基间以盐键相连 Hb血红蛋白蛋白质结构与功能的关系举例一级结构1、一级结构不同，功能不同2、一级结构相同，功能相同3、一级结构中非关键部位氨基酸残基发生变化，不影响生物活性。4、一级结构中关键部位氨基酸残基发生变化，可导致功能变化。1.非关键部位：人、猪、牛胰岛素2.关键部位：镰刀型细胞贫血症（链N端第6个氨基酸为Glu 突变为Val）HbS携氧能力下降，缺氧时RBC呈镰刀状，脆性增加，溶血空间结构特定功能，特定构象：-螺旋:指甲/毛发中角蛋白；螺旋:肌腱/皮肤中胶原蛋白-片层:蚕丝中丝心蛋白；离子通道螺旋主链右手螺旋（单链）,3.613螺旋氢键方向与螺旋纵轴平行，链内氢键是螺旋稳定的主要因素侧链基团位于螺旋外，不参与的组成，但对螺旋的形成与稳定有影响螺旋稳定蛋白质空间构象折叠:伸展的肽链结构肽键平面之间折叠成锯齿状，相邻两平面呈110度结构的维系依靠肽链间的氢键，氢键的方向与肽链长轴垂直肽链的N末端在同一侧-顺向平行，反之为反向平行。转角：肽链出现180转回折的“U”结构由第1个氨基酸残基的C=O与第4个氨基酸残基的N-H形成氢键，中间包括1012个原子，较螺旋紧密常位于球蛋白分子表面，为蛋白质活性的重要空间结构部分螺旋：左手螺旋4.418，氢键维系螺旋稳定多见于胶原蛋白，3股左手螺旋盘绕形成右手超螺旋后转变为胶原纤维无规则卷曲：是蛋白质中一系列无序构象的总称是蛋白质分子结构与功能的重要肽段三、蛋白质变性：变性因素 物理或化学因素（加热、酸、碱、有机溶剂、重金属离子等）机制蛋白质空间结构破坏，一级结构未破坏 性质的变化（理化性质的改变和生物活性的丢失）溶解度降低/黏度增加结晶能力消失/生物活性丧失易被蛋白酶水解 实际应用防止蛋白制剂/蛋白质药物的变性失活（低温保存）使细菌蛋白质变性失活，消毒杀菌（紫外线杀菌等）四、核苷酸1、核苷酸的生物学功能：核酸构件分子- 一磷酸核苷；重要能量载体- ATP；参与糖原合成- UTP参与磷脂合成- CTP；信号分子- cAMP，cGMP ；辅酶- FAD/FMN，NAD/NADP一磷酸核苷（NMP/dNMP）核酸的构件分子二磷酸核苷（NDP/dNDP）NDP dNDP 能量储存的载体（ADP ATP）三磷酸核苷（NTP/dNTP）RNA/DNA合成原料，参与能量代谢（ATP）；参与物质代谢（UTP，2.核酸的一级结构核酸的空间结构与功能：一级结构（DNA/RNA）核苷酸的排列顺序碱基的排列顺序DNA空间结构二级结构-双螺旋结构超螺旋结构/染色质原核生物：封闭的环状双螺旋真核生物：核小体染色质染色体（DNA+组蛋白）功能基因形式携带遗传信息基因：DNA分子中特定区域，核苷酸的排列顺序 基因组：DNA分子的全序列所有编码RNA和蛋白质的序列+所有非编码序列五、DNA双螺旋结构模型要点：反向平行互补双链35 /5 3 A=T GC右手螺旋（B型）内侧： A=T/GC碱基对平面与螺旋中心轴垂直外侧：核糖和磷酸（亲水）螺旋表面：大沟 /小沟 是DNA与蛋白质识别、结合的部位维持DNA双螺旋 结构稳定因素碱基平面间的疏水堆积力 碱基对间的氢键DNA双螺旋结构多样性A型：右手螺旋/较B型粗 Z型：左手螺旋/呈锯齿状六、RNA结构：RNA空间结构单链/局部双螺旋tRNA含有稀有碱基一级结构:单链多核苷酸 二级结构:三叶草型 三级结构:倒型反密码环-含反密码子氨基酸臂-携带氨基3端：-CCA参与蛋白质的组成识别密码子转运氨基酸rRNA核糖体=rRNA+多种核糖体蛋白(rP)蛋白质合成场所原核生物真核生物rRNA种类5S 16S 33S5S 5.8S 18S 28S核糖体(rRNA+rp)70S(30S小亚基 50S大亚基)80S（40S小亚基 60S大亚基）真核生物的mRNA参与蛋白质合成遗传信息的传递初级转录物核内不均一RNA（hnRNA） 外显子+内含子 成熟 mRNA（无内含子）mRNA=端帽子结构+非翻译区+编码区（外显子)+3非翻译区+poly A端帽子结构: m7GpppN端尾结构: poly A RNA组学研究snmRNAs种类/结构/功能snmRNAs 除三种RNA以外的小分子RNAsnRNA sonRNA scRNA 作用于hnRNA/rRNA 转录后加工/转运/基因表达调控蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成部分 siRNA外源性基因入侵 双链RNA（mRNA）宿主产生特定长度（21核苷酸）/特定序列小片段RNA（siRNA）siRNA+mRNA mRNA降解RNA干扰技术（RNAi） 核酶某些RNA本身具有催化活性底物是核酸七、核酸的变性、复性与杂交核酸变性物化因素DNA双链 单链 碱基氢键断裂 一级结构不变 增色效应：核酸变性时其260nm紫外线吸收值增加（核酸变性时由分子内氢键破坏，2条核苷酸链解开，原来重叠在分子内部的碱基得以暴露，导致变性DNA260nm紫外线吸收值发生升高的现象。）熔解温度 （变性温度，Tm ） DNA加热变性，其260nm紫外线吸收值达最大吸收值一半时的温度 Tm与CG含量成正比，Tm范围：85-950CTm值与DNA溶液中离子强度成正比（DNA样品不易保存在纯水中）核酸复性 适当条件变性DNA 双螺旋DNA (两条单链)退火（annealing) 缓慢冷却(Tm-25) 热变性DNA 双螺旋DNA杂交不同种类DNA单链/RNA碱基配对 适宜条件 杂化双链 (DNA-DNA/DNA-RNA/RNA-RNA)基因的位置鉴定两种核酸的相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与否：基因芯片举例：HbA 22+血红素 亚基之一与O2结合 导致亚基间的盐键断裂 构象轻微变化（紧密T型 松弛R型） 其它亚基与O2结合力八、生物催化物质部分概念总结：概念酶由活细胞产生的一类具催化功能的蛋白质(或RNA）,又称生物催化剂酶的催化特点1.高度专一性：一种酶催化一种底物反应 2.高催化效率3.催化活性可调节（蛋白质别构）4.高度不稳定性（蛋白质变性）5.催化活性不依赖完整的细胞存在（人工方法提取、体外催化）6.并非都是蛋白质，催化性RNA（Ribozyme）酶的组成单纯酶 蛋白质 酶蛋白（特异性） 结合酶 金属离子 辅基 非蛋白成分 铁卜啉 辅助因子 辅酶含B族维生素的 小分子有机物 辅基非蛋白部分若与酶蛋白以共价键相连，不能用透析或超滤的方法分开辅酶非蛋白部分若与酶蛋白以非共价键相连，能用透析或超滤的方法分开酶的活性中心在酶分子上有一个必需基团较集中并构成一定空间构象的区域，此区域能与底物结合并催化底物转变为产物。（active center)必需基团活性中心内的必需基团 结合基团 催化基团 活性中心外的必需基团酶原(zymogen)有些酶在细胞内合成或刚分泌时，无催化活性，这种无催化活性的酶的前体称为酶原。例如：胃蛋白酶原、胰蛋白酶原、凝血因子酶原激活酶原在一定条件下，经活化素作用转变为有活性的酶的过程。(activation of zymogen)酶原激活的本质酶的活性中心形成，酶原切段酶原分子中特异肽健或去除部分肽段,有利于活性中心的形成。酶原激活的意义1.合成酶的细胞本身不受蛋白酶的消化 而破坏。例：消化道酶2.使酶在规定的部位受激活并发挥生理作用。例：凝血因子同工酶催化相同的化学的反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质，与免疫原性各不相同的一类酶。即酶分子结构不同而活性中心相似的酶。（isoenzyme）多酶复合体体内有些酶彼此聚合在一起，组成一个物理的结合体，此结合体称为多酶复合体，是生物体提高酶催化效率的一种措施。例：丙酮酸脱氢酶复合体，脂肪酸氧化的多酶复合体多酶体系体内物质代谢的各条途径往往有许多酶共同参与，依次完成反应过程，在结构上无彼此联系，称为多酶体系。例：参与糖酵解的11个酶。多功能酶一个酶具有多种催化功能。例：DNA聚合酶I 激活剂:能使酶活性提高的物质酶的抑制作用在抑制剂的作用下，酶活性中心或必需基团发生性质的改变并导致酶活性降低或丧失的过程。不可逆性抑制抑制剂以共价键与酶的必需基团结合。不能用透析或超滤方法分开。1.非专一性不可逆性抑制作用：抑制剂与酶的一类或几类基团结合，抑制剂并不区分其结合的基团属必需基团或非必需基团。2. 专一性不可逆性抑制作用：抑制剂专一作用于酶的活性中心的必需基团并导致酶活性的抑制。可逆性抑制抑制剂以非共价键与酶的必需基团结合。能用透析或超滤方法分开。1.竞争性抑制作用：I与S结构相似，均能与酶的活性中心结合.此种抑制作用的强弱取决于I的浓度与S的浓度的相对比例 增大底物浓度可解除抑制作用-显著特点动力学特点：1.当抑制剂存在时，I与E结合，v下降2.当SI，ET=ES，转变为E+P，V不变3.当有竞争性抑制剂存在时，E与S的结合力下降，Km增大2.非竞争性抑制作用：可逆地与E的非活性中心结合增加底物浓度不能解除非竞争性抑制剂的作用。动力学特点：1.当抑制剂存在时，I与E结合，v下降 2.有I存在，形成ESI，从而使ES转变为P的速度减慢，V下降3.有I存在，但不妨碍ES的形成，Km不变 3.反竞争性抑制：I不与E直接结合,与ES复合物结合,生成ESI酶失去催化活性增加底物浓度不能解除非竞争性抑制剂的抑制作用。动力学特点：1.当抑制剂存在时，I与ES结合，v下降 2.有I存在，形成ESI，从而使ES转变为P的速度减慢，V下降 3.有I存在，ES的形成增加，故Km下降限速酶整个代谢途径速度取决于多酶体系中催化活力最低、米氏常数最大、催化反应速度最慢的酶此酶起着限速作用，代谢调节的作用点。关键酶几条代谢途径有交叉/共同的代谢中间物丙酮酸；6-磷酸葡萄糖；乙酰CoA ；-酮戊二酸别构酶酶（别构酶,四级结构）分子因受某些物质（别构剂:激活剂/抑制剂）的影响,在调节亚基部位非共价结合,而发生轻微的构象变化(疏松/紧密)，从而影响酶的活性。（别构调节）为酶活性的快调节。 生理小分子物质：代谢产物、底物、其他和调节基团非共价、可逆结合修饰酶酶蛋白多肽链上某些基团可在另一酶的催化下发生可逆地共价修饰，如：酶蛋白上的-OH基团可磷酸化或去磷酸化，或者是某些基团的乙酰化，去乙酰化的互变等，而导致酶活性的改变，受这类作用影响的酶称为修饰酶，这种作用称为酶的化学修饰。为酶活性的快调节。磷酸基团、乙酰基、甲基等，和调节基团共价、可逆结合诱导使蛋白质合成增加；转录/翻译过程；迟缓调节阻遏使蛋白质合成减少；转录/翻译过程；迟缓调节酶活性单位规定的pH、T、S条件下，测定单位时间内底物的消耗量或产物的生成量酶国际单位1分钟内使1umol底物转变的酶量催量（Kat)在特定的测定系统中，催化底物每秒转变1mol的酶量九、糖代谢概述人体内糖的主要形式1.葡萄糖 (Glucose,Glc)糖的运输形式2.糖原（Glycogen,Gn)糖的储存形式肝糖原肌糖原肾糖原糖的主要生理作用：1、供给人体生命活动所需的能量2、组成细胞结构及重要生理活性物质。糖的消化唾液、小肠：-淀粉酶水解-1，4糖苷键产物（多糖、少量单糖） Glc，糊精，麦芽三糖，麦芽糖小肠黏膜上皮细胞刷状缘（主要消化部位）-糊精酶，麦芽糖酶，蔗糖酶，乳糖酶 水解-1，4糖苷键，-1，6糖苷键 产物（单糖）Glc、果糖、半乳糖糖的吸收1、部位：小肠2、方式：依赖Na2+的耗能的主动摄取过程