1.生物化学的概念P1
是研究生物体的化学组成和生命过程中的化学变化规律的一门科学。
具体来讲，它是从分子水平来研究生物体（包括人类、动物、植物、微生物）内基本物质的化学组成、结构及在生命活动中这些物质所进行的化学变化（即代谢反应）的规律及其与生理功能的关系的一门科学，是一门生物学与化学相结合的基础学科。
2. 生物化学研究的基本内容P1
静态生化：研究生物体内物质的化学组成、结构、性质、功能及结构与功能的关系。
发现和阐明构成生命物体的分子基础——生物分子的化学组成、结构和性质。
生物分子的结构、功能与生命现象的关系。
动态生化:研究生物体内物质代谢（新陈代谢）、能量转变及其调控机理
生物分子在生物体中的相互作用及其变化规律。
蛋白质的化学
3.组成蛋白质的元素P62
主要有C（50-55）、H（6-8）、O（19-24）、N（13-19）和S。
有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘。
4.凯式定氮法及蛋白质含量计算
凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。即在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。由于蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算蛋白质含量，故此法是经典的蛋白质定量方法。
各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。
蛋白质的大致含量：
100克样品中蛋白质的含量( g % )= 每克样品含氮克数×6.25×100
即蛋白质的含量= 蛋白质含氮量× 6.25
5.氨基酸结构通式P63
存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）
-氨基酸：各种氨基酸的区别在于侧链R基的不同。20种基本氨基酸按R的极性可分为非极性氨基酸、极性性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸
按R基极性分两类：
极性AA：11种亲水性丝、苏、酪甘半光
非极性AA：9种疏水性
按水溶性酸碱性分为三类：
1、中性AA（有极性与非极性15种）：
2、酸性AA（2种）：天冬氨酸、谷氨酸
3、碱性AA（3种）：组、赖、精
谷氨酸：甘氨酸：丝氨酸：半胱氨酸组氨酸
6.氨基酸的化学性质P65
★两性解离: 等电点：在某一pH环境中，氨基酸解离成阳性离子及阴性离子的趋势相等，所带净电荷为零，在电场中不泳动。此时，氨基酸所处环境的pH值称为该种氨基酸的等电点(pI)。
等电点计算：pK1 羧基的解离常数负对数pK2氨基的解离常数负对数
①侧链为非极性基团或虽为极性基团但不解离的氨基酸：pI=?(pK1+pK2)
②酸性氨基酸(Glu、Asp)及Cys：pI=?(pK1+pKR)
③碱性氨基酸(赖、精、组)：pI=?(pK2+pKR)
★紫外吸收
色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在280nm波长附近具有最大吸收峰，其中色氨酸的最大吸收最接近280nm
★显色反应：茚三酮反应
测定氨基酸含量：加热蓝紫色
脯氨酸、羟脯氨酸黄色：天冬酰胺棕色
7.蛋白质的分子结构P67
成肽反应：1分子α-羧基与另1分子α-氨基脱水缩合的反应，形成酰胺基即肽键
肽键：一个氨基酸的羧基与另一氨基酸的氨基缩水而成的酰胺键称为肽键。（…CONH…）
肽平面：由肽键中的四个原子和与之相邻的两个碳原子共同构成的刚性平面。（CαCONHCα）
肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。
氨基酸残基：肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全
氨基酸的排练顺序：在多肽链中，氨基酸残基按一定的顺序排列
通常在多肽链的一端含有一个游离的 -氨基，称为氨基端或N-端；在另一端含有一个游离的 -羧基，称为羧基端或C-端。
氨基酸的顺序是从N端的氨基酸残基开始，以C端氨基酸残基为终点的排列顺序。
★一级结构定义：蛋白质多肽链中氨基酸的排练顺序
特点与意义：
维持一级结构的化学键：肽键
有些蛋白质还包括二硫键。如胰岛素
三种形式：无分支的开链多肽、分支开链的多肽、环状多肽
一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。它由遗传密码决定,其上有酶切位点,一级结构可测定,不同种属间有同源性.
★蛋白质二级结构：多肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。
特点：它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。
二级结构的维系力:氢键
二级结构的基本形式：（1）α-螺旋：通过氨基酸α碳原子的旋转，使多肽链的主骨架沿中
心轴盘曲成稳定的α螺旋构象
（2）β-折叠：多肽链的主链相对伸展，多肽链的肽平面呈手风琴折叠
（3）β-折角：肽链主链出现的180°回折部分
（4）不规则卷曲：用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。
★蛋白质三级结构：在一条多肽链中所有原子的整体空间排布，包括主链和侧链。
维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。
8.蛋白质构象pP73
主键：肽键，少量的二硫键（半胱氨酸）
次级键：氢键（数量最多最重要）
疏水键（维持三、四级结构的主要次级键）
离子键、范德华力
9.蛋白质的结构与功能P83
1、空间结构体现生物特异性
2、空间结构体现生物活性
3、空间结构的灵活性，体现了生物活性的可调节特性
一级结构变化与疾病关系：基因突变
镰刀状红细胞贫血第六位的谷氨酸变成了氨酸
别构效应（allosteric effect）：蛋白质分子的特定部位（调节部位）与小分子化合物（效应物）结合后，引起空间构象发生改变，从而促使生物学活性变化的现象称为别构效应。可分为同促效应和异促效应两类。
空间构象并非生物活性的唯一影响因素
【举例】低温下酶活性低，但并不影响构象；盐析时沉淀的酶无活性，但构象不变。
蛋白构象疾病：错误构象相互聚集，形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病。
老年痴呆
疯牛病
亨汀顿舞蹈病
10.蛋白质性质P90
蛋白质的两性解离和等电点
蛋白质与多肽一样，能够发生两性解离；除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。
1蛋白质的等电点:当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点
2紫外吸收：
?蛋白质的沉淀作用
由于外界条件改变,蛋白质水化膜被除去且其电荷被中和时,蛋白质凝聚成团下沉，但其结构未变.
蛋白质的沉淀分为可逆沉淀和不可逆沉淀
中性盐沉淀反应：加入中性盐，不变性
有机溶剂沉淀反应：往往变性，不一定变性
重金属盐沉淀：变性
生物碱试剂沉淀反应：变性
?蛋白质的变性(denaturation)
在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。
变性的本质：破坏非共价键和二硫键（次级键），不改变蛋白质的一级结构
引起变性的因素:物理、化学与生物学因素如
如高温、紫外线、加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等
变性后蛋白质的特点：粘度增加，溶解度降低，易沉淀,易被蛋白酶降解,丧失生物学活性.
变性意义：临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。
防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。
乳品解毒(用于急救重金属中毒)
复性：若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，
核糖的化学
1.核糖的组成与结构P105
核酸:以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。
DNA 脱氧核糖核酸
RNA 核糖核酸
核酸的分子组成
元素组成：主要元素组成：C、H、O、N、P(9~11%)
基本构成单位：核苷酸
核苷酸由戊糖、磷酸和碱基三部分构成
酶
1.酶的概念：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的生物分子，又称
为生物催化剂
2.底物：在酶的催化下发生化学变化的物质
3.酶促反应：酶催化的生物化学反应
米氏常数Km：酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度单位是mol/L
意义：Km 值是酶的特征性常数，在一定条件下(如底物、温度、pH、有无抑制剂等) ，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶的Km值，来判断
是否为不同的酶。
Km可以反映酶与底物亲和力的大小，即Km值越小，则酶与底物的亲和力越大；反之，
则越小
同一种酶如果你有几种底物，就有几个Km,其中Km值最小的底物称为酶的最适底物
4.酶的化学本质及其组成p139
①.化学本质：除了核酶（核酸）以外，绝大多数是蛋白质
②.分子组成：单纯酶：只有氨基酸
结合酶：辅助性蛋白，由蛋白质和非蛋白质两部分组成
③.结合酶中，酶蛋白：蛋白质部分
辅助因子：非蛋白部分
全酶：酶蛋白和辅助因子结合的完整分子
④.根据酶蛋白分子的特点，可将酶分为三类：
单体酶：由单条肽链构成,仅具有三级结构的酶。
寡聚酶：由多个相同或不同亚基以非共价键连接组成的酶。
多酶体系：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。
⑤.辅助因子分类（按其与酶蛋白结合的紧密程度）
辅酶:与酶蛋白结合疏松（非共价键结合），可用透析或超滤的方法除去。
辅基:与酶蛋白结合紧密（共价键结合），不能用透析或超滤的方法除去。
⑥.辅酶和辅基根据化学本质可分为三类：
无机金属元素“如铜、锌、镁
小分子有机物“如维生素、铁卟啉
蛋白质辅助因子
5.酶作为生物催化剂的特点P136
①.酶易失活：酶是由细胞产生的生物大分子，凡能使生物大分子变性的因素，如高温、强
碱、重金属盐等都能使酶失去催化活性，因此酶所催化的反应往往都是在
比较温和的常温、常压和接近中性酸碱条件下进行。
②.酶促反应具有高效性
③.酶有高度的专一性：一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键，催化一定的
化学反应并生成一定的产物。酶的这种特性称为酶的专一性或特异性。
④.酶的催化活性受到调节和控制
⑤.酶可催化某些特异的化学反应
酶的专一性分类：P137
立体化学专一性：从底物的立体化学性质考虑的一种专一性
立体异构专一性：当底物具有立体异构体时，酶只能作用其中的一种。
几何异构专一性：有些酶对于顺反异构体只能作用其中之一 非立体化学专一性
键专一性
基因专一性又叫相对专一性：这类酶对底物要求低于绝对专一性，可作用于一类结构相近的底物。
绝对专一性：只作用于一种底物，而不作用于任何其他物质。
6.酶的活性是指酶催化化学反应的能力，其衡量的标准是酶促反应速度。
酶促反应速度可在适宜的反应条件下，用单位时间内底物的消耗或产物的生成量来表示。
酶的活性单位是衡量酶活力大小的尺度U表示，它反映在最适条件下，酶促反应在单位时间（s、min或h）内生成一定量（mg、μg、μmol等）的产物或消耗一定数量的底物所需的酶量。7.酶的活性中心：P140 特异氨基酸残基比较集中并构成一定构象，此结构区域与酶活性直接相关
酶与底物结合并发挥其催化作用的部位
PPT概念：必需基团在一级结构上可能相距遥远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。
◆酶的活性中心的化学基因：某些氨基酸残基的侧链或肽链的末端氨基和羧基
这些基团一般不集中在肽链的某一区域，更不互相毗邻，往往在一级结构上相距较远，甚至可分散在不同链上，主要依靠酶分子的耳机和三级结构的形成才能使这些在一级结构上互相远离的基团靠近，集中于分子表面的某一空间区域，故活性中心又叫活性部位
◆必需基团：酶的活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效基
团
必需基因分：活性中心、活性中心外的必需基团
活性部位内的几个氨基酸侧链基团可分为：底物结合部位（结合基团：与底物相结合）、
催化部位（催化基团：催化底物转变成产物）活性中心外的必需基团：位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。8.抑制剂对反应速度的影响P155
酶的抑制剂：凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质（对酶起抑制作用的物质）区别于酶的变性
抑制剂对酶有一定选择性
引起变性的因素对酶没有选择性
不可逆抑制：抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。不能用物理、透析等方法除去抑制剂而恢复酶的活性
◆非专一性不可逆抑制：抑制剂与酶分子中一类或几类基团作用，进行共价结合，使
酶失活。
原理：某些重金属离子（Ph2+、Cu2+、Hg2+）、有机砷化合物及对氯汞苯甲酸等，能与酶分子的巯基进行不可逆结合，许多以巯基为必需基团的媚（巯基酶）因此会被抑制，用二
巯基丙醇可使酶复活。
◆专一性不可逆抑制剂：抑制剂专一作用于酶的活性中心或其必需基团，进行共价结
合，从而抑制酶的活性
有机磷杀虫剂机理：专一作用于胆碱酯酶活性中心的丝氨酸残基，使其磷酰化而不可逆地抑制该酶活性，有机磷杀虫剂的结构与底物愈接近，其抑制愈快，有人称其为假底物。解磷定可与有机磷杀虫剂结合，使酶与有机杀虫磷分离而复活
可逆性抑制作用：抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。
竞争性抑制作用：抑制剂I与底物S的结构相似，能与底物竞争酶E的活性中心，
从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。
特点：⑴竞争性I往往是酶的底物结构类似物；
⑵抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同——酶的活性中心
⑶抑制作用可以被高浓度的底物减低以致消除；
⑷(表观）Km值增大，Vm值不变
如磺胺类药物：
磺胺类药物的抑菌机制：与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶
对磺胺敏感的细菌在生长和繁殖时不能利用现成的叶酸，只能利用对氨基苯甲酸合成二氢叶酸，二氢叶酸可再还原为四氢叶酸，后者是合成核算的必需。
磺胺类药物与对氨基苯甲酸结构相似，竞争占据细菌体内二氢叶酸合成酶，从而抑制细菌生长所必需的二氢叶酸的合成，细菌核酸的合成受阻，抑制细菌生长和繁殖非竞争性抑制：抑制剂与酶活性中心外必需基团结合后，酶仍能与底物结合，形
成酶-底物-抑制剂复合体（ESI），酶与底物结合后不影响酶和抑制剂结合，无竞争
关系，但ESI不能进一步释放出产物，因而酶活性降低或失活。
非竞争性抑制的特点：
⑴非竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似；
⑵抑制剂与酶的活性中心外的位点结合；
⑶抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响；
抑制程度取决于抑制剂的浓度
⑷动力学参数：Km值不变，Vm值降低。
◆反竞争性抑制：抑制剂I不能与游离酶E结合，但可与ES复合物结合，形成EIS，
但ESI不能释放出产物，因而酶活性降低或失活。
反竞争性抑制的特点：
⑴反竞争性抑制剂的化学结构不一定与底物的分子结构类似；
⑵抑制剂与底物可同时与酶的不同部位结合；
⑶必须有底物存在，抑制剂才能对酶产生抑制作用；抑制程度随底物浓度的增
加而增加；
抑制程度取决与抑制剂的浓度及底物的浓度
⑷动力学参数：Km减小，Vm降低。
9.酶活性的调节作用
调节方式：酶活性的调节（快速调节）
酶含量的调节（缓慢调节）
◆酶活性的调节（快速调节）
酶原与酶原的激活
酶原：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。
酶原的激活：在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。
酶原激活的生理意义：1.消化道内的蛋白酶原：避免细胞产生自身消化，使酶在特
定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。
2. 凝血系统和纤维蛋白溶解酶：有的酶原可以视为酶的储
存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发
挥其催化作用。
别构调节：一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分可逆地结合，使酶构象改变，使酶活性中心对底物的结合和催化作用受到影响从而改变酶
的催化活性
别构激活作用：导致酶的激活，反之为别构抑制作用
别构激活剂：导致别构激活的调节物，反之抑制剂
别构调节的特点：⑴酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现；
⑵酶的变构仅涉及非共价键的变化；
⑶调节酶活性的因素为代谢物；
⑷为一非耗能过程；
⑸无放大效应。
酶的共价修饰调节：在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性
常见类型：磷酸化与脱磷酸化（最常见）
乙酰化和脱乙酰化
甲基化和脱甲基化
腺苷化和脱腺苷化
－SH与－S－S互变
共价修饰调节的特点：⑴酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在；
⑵有共价键的变化；
⑶一般为耗能过程
⑷受其他调节因素（如激素）的影响
⑸存在放大效应
◆酶含量的调节（缓慢调节）
酶蛋白合成的诱导和阻遏
诱导作用：诱导物使酶合成增加的过程
阻遏作用：阻遏物使酶合成减少的过程
酶降解的调控：降解：使酶的半寿期发生改变
酶的降解就是蛋白质和氨基酸分解代谢的过程
10.调节酶
共价调节酶：调节剂通过共价键与酶分子结合，以增减酶分子上的基团从而调节酶的活性状态与非活性状态的相互转换。
别构酶：都是寡聚酶，含有两个以上的亚基，分子中除了有可以结合底物的活性中心外，还有可以结合调节物的变构中心
DNA生物合成
1.半保留复制
DNA在复制时，以双链分子（亲代）中互补碱基（A=T,G=C）间的氢键断裂，使双链分离成单链状态，然后以DNA的每一条链为模板，按碱基互补原则，分别合成新链，形成两条新的双链DNA分子。每个子代DNA中都含有一条亲代DNA链。
2.DNA复制方式
双向对称复制：大多数原核和真核生物的DNA复制都是从固定的起点开始，以双向对称方式进行复制，即复制起点开始，在两个方向各有一个复制叉进行DNA复制。
双向不对称复制：复制起点首先从一个方向进行复制，而后在复制起点从另一个方向进行复制，来年各个复制叉的移动距离不同。
单向复制：从复制起点开始，只形成一个复制叉进行DNA复制
复制子：基因组能独立完成复制的功能单位
复制起点：每个复制子含有控制复制起始的特定区域（这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段）
复制起始位点序列特征：富含A=T，具有复制起始蛋白识别的区域。
原因；A=T 之间的键能较G=C 之间的弱，所以富含A=T 的DNA 区域经常处于开放(单
链状态)与闭合（双链状态）的动态平衡状态-DNA 呼吸作用，这一区域产生的瞬时单
链状态，对DNA 复制十分重要。DNA 的复制是在其起始阶段进行控制，复制子复制
一旦启动就持续整个复制完成。
3.DNA 的半不连续复制
DNA 聚合酶只能以5’→3’方向聚合子代DNA 链
模板DNA 链的前进方向必须是3’→5’。
前导链: 复制时，1条链的前进方向3‘—5’，与复制叉打开方向是一致的，新合成的互补链能够以5‘—3’方向连续合成
滞后链：另一条链的前进方向5‘—3’与复制叉打开方向相反，无法以该模板链指导合成新的互补链，但随着复制叉继续向前移动，该模板在某一位点开始指导合成新的互补链，互补链合成的走向与复制叉的走向相反，随着复制叉不断向前移动。该模板链上形成许多不连续的DNA 片段，最后连接成一条互补的DNA 。不能连续复制
滞后链的复制过程: 先以片段的形式合成冈崎片段，多个冈崎片段再连接成完整的链。
4多种蛋白质参与P340
DNA 解螺旋酶与单链DNA 结合蛋白
解链酶，又称解旋酶，解螺旋酶 ，是用于解开DNA 双链的酶蛋白。
延模板链移动，每解开一对碱基，需消耗2分子ATP 。
通过ATP 水解释放出的能量，推动复制叉前DNA 双螺旋结构解开，形成单链结
构状态
单链DNA 结合蛋白（SSB ）是一些能够与单链DNA 结合的蛋白质，以四聚体形式与
单链DNA 结合，起保持单链的存在的作用。防止解开的DNA 单链被酶水解及重新
结合成双链。
SSB 不仅作用于由解螺旋酶形成的单链DNA ，也可作用于DNA 分子中富含A=T 区域，
由于“呼吸作用” 形成的单链，每个蛋白分子可覆盖30nt 。在DNA 复制空间中，
一旦DNA 双链被解开形成单链状态，SSB 就会立刻结合上去，使其稳定，而且SSB
这种结合具有协同效应；当DNA 形成双链结构时，SSB 就被代替脱离DNA 分子。
DNA 聚合酶：以四种脱氧核苷三磷酸（dATP 、dGTP 、dCTP 、dTTP ）为底物，在DNA
复制模板
链的指导下，按照新生多聚脱氧核苷酸链与模板链键的碱基互补原则，催化多聚脱氧
核苷酸链的合成（复制）。
活性：1. 5→'3' 的聚合酶活性
聚合反应： 底物－－dNTP
2. 核酸外切酶活性
3' → 5'外切酶活性： 能辨认错配的碱基对，并将其水解。
5' → 3'外切酶活性：切除突变的 DNA 片段与冈崎片段中的引物。
催化反应特点：1、以四种脱氧核苷三磷酸作底物
2、反应需要模板链的指导
3、反应需要有引物且3‘端有自由的羟基（3‘--OH ）
4、新生链的延长方向为5‘—3‘
5、新生DNA 链与模板链之间遵循碱基互补配对原则
DNA 聚合酶的种类：在原核（大肠杆菌）生物中，目前发现的DNA 聚合酶有三种，
DNA 聚合酶Ⅰ（pol Ⅰ），DNA 聚合酶Ⅱ（pol Ⅱ），DNA 聚合酶Ⅲ（pol Ⅲ）。
参与DNA 复制的主要是pol Ⅲ和pol Ⅰ
DNA 连接酶：可催化两段DNA 分子中单链切刻处的5‘磷酸基和3‘-羟基生成的磷
酸二酯键的形成，把两个单链末端之间连接起来。
冈崎片段通过DNA 连接酶连接成滞后链
DNA 拓扑异构酶 ：能够松解DNA 超螺旋结构的酶。
拓扑异构酶的作用特点：能水解连接磷酸二酯键
分 类：拓扑异构酶Ⅰ：切断DNA 双链中一条链，解除超螺旋结构，（使DNA
解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA 变为松弛状态。） 反应不需ATP 。
拓扑异构酶Ⅱ：切断DNA 分子两条链，待正螺结构解除后，再使两条
链重新接上。（断端通过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP 供能，连接断端，
DNA 分子进入负超螺旋状态）此外也可在DNA
分子中，形成负超螺旋来中和正
超螺旋
细胞内的DNA的超螺旋结构状态取决于拓扑异构酶I和II的平衡了解：DNA复制的起始由两步构成。
1．解旋解链，形成复制叉：
A. DnaA蛋白识别复制起始序列，由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNA双螺旋结构解开，形
成两条单链DNA。
B. 单链DNA结合蛋白（SSB）四聚体结合在两条单链DNA上，形成复制叉。
2．引发体组装和引物合成：
A. 由解链酶(DnaB蛋白) 等6个蛋白装配成引发前体，并与引发酶(DnaG蛋白) 形成引发体；
B. 在引发酶的催化下，以DNA为模板，合成一段短的RNA片段作为引物，从而获得3'端自
由羟基（3'-OH）。
5. 端粒
端粒是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。
端粒的结构特点：由末端单链DNA序列和蛋白质构成。
末端DNA序列是多次重复的富含G、T碱基的短序列。
功能：维持染色体的稳定性
保证DNA复制的完整性
产生原因：线性DNA合成从小RNA引物开始，在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解，DNA 链的5‘-端在染色体末端会形成以小段缺失，经过多次复制后，DNA会出现缩短。
解决方法：在端粒酶的催化下，进行延长反应。
端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体
端粒含有一段重复的序列（TTGGCC），端粒酶RNA与之互补，端粒反转录酶以端粒酶RNA为模板，合成（TTGGCC）重复序列，添加到模板DNA的3‘端，从而对DNA链端粒进行延长。
6.DNA损伤与修复P345
DNA分子上单一碱基的改变称点突变。多个碱基的改变称多点突变，也称复突变ppt 书：点突变：DNA分子中的碱基置换，复制过程中的错配和化学诱变物质的攻击都有可能引起这种类型的突变
点突变的类型：1碱基替换:一个碱基替换为另一个碱基（如镰刀红细胞贫血病人）
转换：发生在同型碱基之间
颠换：发生在异型碱基之间
2. 碱基缺失：一个碱基从DNA大分子上消失。
3. 碱基插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。缺失或插入都可导致框移突变。
框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。
DNA损伤修复：是对已发生分子改变的补偿措施，使其尽可能回复为原有的天然状态。修复的主要类型：无差错修复：直接修复、错配修复、切除修复
有差错修复：重组修复、SOS修复
一、直接修复
1光复活：这是一种广泛存在的修复作用。光复活能够修复任何嘧啶二聚体的损伤。
其修复过程为：光复活酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物→在300～600nm可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复→光复活酶从
DNA上解离。
2. 烷基转移修复：通过甲基转移酶，对引起甲基化的DNA损伤进行修复。
二、错配修复
对DNA复制忠实性有很大贡献，依据“保存母链”原则，修复新合成子链中的错配。
依据母链DNA中GATC序列中腺苷酸N6位的甲基化分辨母链与子链
三、切除修复
即是在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除掉，并以完整的那一条链
为模板，合成出切去的部分，然后使DNA恢复正常结构的过程。
四、重组修复
这是DNA的复制过程中所采用的一种有差错的修复方式。
五、SOS修复
当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应。
紫外线杀菌原理：引起嘧啶二聚体的形成，如TT，TC，CC等二聚体。这些嘧啶二聚体由于形成了共价键连接的环丁烷结构，因而会引起复制障碍。
紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁及蛋白质的合成；另一方面，产生
自由基可引起光电离，从而导致细胞的死亡
RNA生物合成
1.转录P349
转录：以DNA为模板，在依赖于DNA的RNA聚合酶作用下，生物合成RNA的过程书
转录作用由DNA指导的RNA合成， DNA以碱基互补原则，决定合成RNA的全部碱基成分及排
列顺序，将DNA模板上的遗传信息传递到RNA分子的过程 ppt
反应体系：DNA模板，NTP，酶，Mg2+，Mn2+，
连接方式-- 3’ , 5’磷酸二酯键。
成过程是连续的，方向：5’ 3’
合成部位：细胞核内
模板链：在一个转录区内，DNA单链作为模板进行转录，即是这条DNA单链，也称反义链
编码链：与模板链互补得另一条DNA单链（非模板链），又称有义链以上均是针对某个基因2.RNA聚合酶（原核RNA聚合酶）
[组成]：σ因子以及核心酶组成
核心酶（α2ββ’）由2个，1个，1个组成
全酶：σ因子与核心酶结合后
σ因子：一种蛋白因子，能识别DNA链上的起始点，负责RNA合成的起始，又叫起始因子细胞内有多种σ因子，不同的σ因子识别不同的启动子，从而表达不同的基因
β亚基：与核苷三磷酸具有很高的亲和力，参与与核苷三磷酸和新生RNA链的结合以及催化磷酸二酯键的形成
β’亚基：参与模板链烦人结合
σ亚基：参与全酶和启动子的牢固结合
[作用]：1. 识别DNA分子中转录的起始部位。
2. 促进与模板链结合，并使DNA双链打开17bp。
3. 催化NTP的聚合，完成一条RNA链的聚合反应。
4. 识别转录终止信号，停止聚合反应，参与转录水平的调控。
3.启动子P351
[概念]启动子是指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列，位于转录单位5‘端上游启动子的结构影响它本身与RNA聚合酶的亲和力，从而影响该启动子对下游基因的转录效率[启动子区域的三个功能部位]
⑴. 起始点：起始转录部位转录的第一个核苷酸碱基对（+1）（转录起始部位以+1表示；
⑵. 结合部位：（-10）（约6bp组成，是高度保守区,共有序列为5’-TATAAT-3’ ，位于起
始点上游-10。因Tm低，DNA易解开双链，为RNA聚合酶提供场所。
⑶. 识别部位：RNA聚合酶识别位点（约6bp组成，在-35处，为高度保守区，序列
5’-TTGACA-3’, σ因子识别此部位。
4.生物怎样从转录对生物进行调控P351
RNA聚合酶很容易识别强启动因子，而弱启动因子的识别较差，细胞可以由此调节单位时间内的转录的mRNA分子数，此乃反而控制蛋白质的合成速度。
共有序列富含AT，启动因子和共有序列越接近，AT含量越高，越易打开，与RNA聚合酶亲和力越高，高启动因子下游基因启动效率越高
5.真核生物mRNA的加工
外显子---在真核生物基因中编码蛋白质的序列。
内含子---非编码蛋白的序列,因其插于外显子之间又称插入序列,居间序列。
（核内不均一RNA，hnRNA）：mRNA的原始转录物是分子量极大的前体，再核内加工过程中形成分子大小不等的中间产物
有一部分可转变为细胞浆中的成熟mRNA。
mRNA前体加工过程真核：
1）. 5’末端形成特殊的帽子结构：部位:核内
2）. 在链的3’末端切断一段序列并加上多聚腺苷酸尾巴（3’末端多聚尾的生成：部位:核内，胞质有酶也可进行。
3 ）. 剪接作用:通过剪接除去由内含子转录来的序列部位---胞核
在细胞核内，hnRNA内含子剪切，外显子连接为成熟mRNA的过程。
同样的初级产物通过不同的剪接方式可以产生不同的mRNA，最终转译出不同的蛋白质，这些蛋白质具有很高的同源性，仅是某些结构域的增减。
如大鼠降钙素与降钙素基因相关肽就是经典的基因转录后可剪接的产物：
HnRNA在甲状腺被剪接成含有外显子1、2、3、4的成熟mRNA，转译出钙降素
在脑组织里被剪接成含有外显子1、2、3、5、6的成熟mRNA，转译出CGRP
tRNA前体的加工
1、用核酸内切酶在tRNA两端切断
2、剪切内含子：核酸内切酶从3‘端诸葛切附加的顺序（内含子），进行修剪（连接酶进行
连接）。
3、在tRNA3’末端加-CCA
4、核苷的修饰
真核细胞染色质中，双链DNA是线状长链，以核小体的形式串联存在，核小体是由组蛋白H2A，H2B，H3和H4各两分子组成的八聚体，外绕DNA形成所谓的核心颗粒，由，组蛋白H1与DNA 两端连接。与组蛋白皆以盐炼相连形成珠状核小体，这是染色质的结构单位。核小体长链进一步卷曲，每6个核小体围一圈，H1组蛋白在内侧相互接触，形成螺旋筒结构，组成染色质纤维，在进一步卷曲折叠，最终分布于各染色单体中，处于细胞核中。
蛋白质生物的合成
1.遗传密码
基本单位——密码子：mRNA从5ˊ端→3ˊ端，每3个核苷酸组成一组，代表相应的氨基酸或翻译起始、终止信号
遗传密码的特点
不重叠（连续性）：密码子间没有标点符号，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起
点开始，
一个不漏地一直读到终止信号。
mRNA链上碱基的插入或缺失可导致“移码”。（框移突变）
简并性：同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码子的简并性。对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子（Trp和Met除外，仅有1个密码子）。
终止密码：UAA、UAG或UGA（不编码氨基酸）
摆动性：mRNA密码子的第三个核苷酸（3ˊ端）与tRNA反密码子第一个核苷酸（5ˊ端）配对时，有时不遵守严格的碱基配对原则，除A-U、G-C外，还可有其
它配对方式
通用性：低等和高等生物（病毒、细菌及真核）共用同一套遗传密码（线粒体、叶绿体除外）。
2.氨基酸的搬运工具——tRNA
一种tRNA可携带一种氨基酸；而一种氨基酸可由数种tRNA携带功能如下
氨基酸臂……与氨基酸结合
DHU环………与氨酰-tRNA合成酶结合
反密码环……识别密码子
TψC环…….与核糖核蛋白体结合
3.核糖体的活性部位P375
至少四个：mRNA结合部位、AA-tRNA结合部位（A位）、肽基tRNA结合部位（P位）、肽键形成部位（转肽酶中心-E部位）此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子结合部位
蛋白质合成如何转移
注册：氨酰-tRNA进入A位
成肽：P位酰基与A位氨基反应（转肽酶）
转位、脱落：肽酰-tRNA和起始氨酰-tRNA由A位移至P位，A位留空
移位：去氨酰-tRNA通过E位脱出
方向：N端→C端（肽链）；5′端→3′端（mRNA）
4.分子伴侣P379
又叫监护分子：一类特殊的蛋白质，一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，细胞核内能与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素，它们在细胞内帮助其他含多
肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执
行功能时的组份
功能：防止新生肽链错误的折叠和聚合
帮助或促进肽链快速地折叠成正确的三维结构，并成熟为具有完整结构和功能的蛋白质
糖代谢
1.糖代谢的概况
还原性辅酶Ⅰ：NADH烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，
还原性辅酶Ⅱ：NADPH烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，
2.糖酵解作用（无氧氧化）
概念：葡萄糖在无氧条件下,分解成丙酮酸并释放出能量生成ATP的过程。
糖酵解的反应部位：胞浆
糖酵解分为2个阶段
第一阶段
葡萄糖通过磷酸化分解为三碳糖，形成两分子甘油醛-3-磷酸的过程。
消耗2个ATP，启动反应。
第二阶段
两分子甘油醛-3-磷酸转变为两分子丙酮酸。
产生4个ATP分子。
葡萄糖
1.己糖激酶：不可逆，消耗ATP
6-磷酸葡萄糖 2.己糖异构酶可逆
6-磷酸果糖
3 .磷酸果糖激酶不可逆消耗ATP
磷酸己糖 1,6-二磷酸果糖 4. 醛缩酶可逆
两分子磷酸丙糖最终形成磷酸丙糖异构酶3-磷酸甘油醛
5.3-磷酸甘油醛脱氢酶可逆，产生辅酶I
6. 磷酸甘油酸激酶底物水平的磷酸化可逆产生ATP
7.磷酸甘油酸变位酶
8.烯醇化酶
9.丙酮酸激酶不可逆产生ATP磷酸化
10.继续无氧的条件下，辅酶I作用于丙酮酸产生乳酸，辅酶II，可逆反应全过程中有三步不可逆的反应
底物水平磷酸化：物质在生物氧化过程中，常生成一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接偶联ATP或GTP的合成，这种产生ATP等高能分子的方式
磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶
3.丙酮酸的去路
丙酮酸有3种主要的去路：
1、在大多数情况下，丙酮酸可以通过氧化脱羧（丙酮酸脱氢酶系）形成乙酰CoA，然后乙酰
CoA进入柠檬酸循环；产生辅酶I
2、在某些微生物中，丙酮酸可以转化为乙醇，这一过程称之酒精发酵；不可逆
丙酮酸脱羧酶(不存在于动物细胞中)催化丙酮酸脱羧产生乙醛，乙醛在醇脱氢酶催化下被
NADH还原成乙醇。消耗辅酶I
3、在某些环境条件下（如缺氧），它可以还原为乳酸
丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+，以确保反应的继续进行
乳酸可以通过血液进入肝、肾等组织内，重新转变成丙酮酸，再合成葡萄糖和肝糖元，或进入
三羧酸循环氧化。
4.糖酵解的生理意义
1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。
2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。
3.形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；
4.为肌肉收缩迅速提供能量
5.糖酵解的调节
关键酶：①己糖激酶②磷酸果糖激酶③丙酮酸激酶
调节方式：①别构调节②共价修饰调节
6.糖的有氧氧化
概念：在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O 和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。 部位：胞液及线粒体
C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATP
反应过程：第一阶段：糖酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧
第三阶段：三羧酸循环 第四阶段：氧化磷酸化
1、葡萄糖---丙酮酸（胞浆）
葡萄糖 + NAD+ + 2ADP +2Pi → 2（丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ ）
辅酶I 去路：有氧
2、丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰辅酶A (乙酰CoA)。生成1个CO2
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
E1：丙酮酸脱氢酶
E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶
E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶
3、三羧酸循环 柠檬酸循环，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs
正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为Krebs 循环，它由一连串反应组
成。
所有的反应均在线粒体中进行。
消耗一分子乙酰CoA ，
经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。
生成，2分子CO2， 1分子GTP\ATP 。
关键酶有：柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸
1分子FADH2，3分子NADH+H+进入氧化磷酸化生成11个ATP
异柠檬酸脱氢酶
脱羧
第二章 蛋白质 1、凯氏定氮法：蛋白质含量＝总含氮量－无机含氮量）×6.25 例如：100%的蛋白质中含N 量为16%，则含N 量8%的蛋白质含量为50% 100% /xg=16% /1g x=6.25g 2、根据R 基的化学结构，可将氨基酸分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸和杂环亚氨基酸。 按照R 基的极性，可分为非极性R 基氨基酸、不带电荷的极性R 基氨基酸、极性带负电荷（1）一般物理性质 无色晶体，熔点极高（200℃以上），不同味道；水中溶解度差别较大（极性和非极性），不溶于有机溶剂。氨基酸是两性电解质。 氨基酸等电点的确定： 酸碱确定，根据pK 值（该基团在此pH 一半解离）计算： 等电点等于两性离子两侧pK 值的算术平均数。
（2）化学性质 ①与水合茚三酮的反应：Pro产生黄色物质，其它为蓝紫色。在570nm（蓝紫色）或440nm （黄色）定量测定（几μg）。 ②与甲醛的反应：氨基酸的甲醛滴定法 ③与2,4-二硝基氟苯(DNFB)的反应：形成黄色的DNP-氨基酸，用来鉴定多肽或蛋白质的N 端氨基酸，又称Sanger法。或使用5-二甲氨基萘磺酰氯（DNS-Cl，又称丹磺酰氯）也可测定蛋白质N端氨基酸。 ④与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应：多肽链N端氨基酸的α-氨基也可与PITC反应，生成PTC-蛋白质，用来测定N端的氨基酸。 4、肽的结构 线性肽链，书写时规定N端放在左边，C端放在右边，用连字符将氨基酸的三字符号从N 端到C端连接起来，如Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu。命名时从N端开始，连续读出氨基酸残基的名称，除C端氨基酸外，其他氨基酸残基的名称均将“酸”改为“酰”，如丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸。若只知道氨基酸的组成而不清楚氨基酸序列时，可将氨基酸组成写在括号中，并以逗号隔开，如（Ala，Cys2，Gly），表明此肽有一个Ala、两个Cys和一个Gly 组成，但氨基酸序列不清楚。 由于C-N键有部分双键的性质，不能旋转，使相关的6个原子处于同一个平面，称作肽平面或酰胺平面。 5、、蛋白质的结构 （一）蛋白质的一级结构（化学结构） 一级结构中包含的共价键主要指肽键和二硫键。 （二）蛋白质的二级结构 （1）α-螺旋（如毛发） 结构要点：螺旋的每圈有3.6个氨基酸，螺旋间距离为0.54nm，每个残基沿轴旋转100°。（2）β-折叠结构（如蚕丝） （3）β-转角 （4）β-凸起 （5）无规卷曲 （三）蛋白质的三级结构（如肌红蛋白） （四）蛋白质的司机结构（如血红蛋白） 6、蛋白质分子中氨基酸序列的测定 氨基酸组成的分析： ?酸水解：破坏Trp,使Gln变成Glu, Asn变成Asp ?碱水解：Trp保持完整，其余氨基酸均受到破坏。 N-末端残基的鉴定：
中国农业大学研究生入学考试复习资料 《生物化学》重点大题 1．简述Chargaff定律的主要容。 答案：(1）不同物种生物的DNA碱基组成不同，而同一生物不同组织、器官的DNA碱基组成相同。(2）在一个生物个体中，DNA的碱基组成并不随年龄、营养状况和环境变化而改变。 (3）几乎所有生物的DNA 中，嘌呤碱基的总分子数等于嘧啶碱基的总分子数，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T) 的分子数量相等，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的分子数量相等，即A＋G=T＋C。这些重要的结论统称为Chargaff定律或碱基当量定律。 2．简述DNA右手双螺旋结构模型的主要容。 答案：DNA右手双螺旋结构模型的主要特点如下： (1）DNA 双螺旋由两条反向平行的多核苷酸链构成，一条链的走向为5′→3′，另一条链的走向为3′→5′;两条链绕同一中心轴一圈一圈上升，呈右手双螺旋。 (2）由脱氧核糖和磷酸构成的骨架位于螺旋外侧，而碱基位于螺旋侧。 (3）两条链间A与T或C与G配对形成碱基对平面，碱基对平面与螺旋的虚拟中心轴垂直。 (4）双螺旋每旋转一圈上升的垂直高度为3.4nm(即34?），需要10个碱基对，螺旋直径是2.0nm。(5）双螺旋表面有两条深浅不同的凹沟，分别称为大沟和小沟。 3．简述DNA的三级结构。 答案：在原核生物中，共价闭合的环状双螺旋DNA分子，可再次旋转形成超螺旋，而且天然DNA中多为负超螺旋。真核生物线粒体、叶绿体DNA也是环形分子，能形成超螺旋结构。真核细胞核染色体是DNA高级结构的主要表现形式，由组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两分子形成组蛋白八聚体，DNA双螺旋缠绕其上构成核小体，核小体再经多步旋转折叠形成棒状染色体，存在于细胞核中。 4．简述tRNA的二级结构与功能的关系。 答案：已知的tRNA都呈现三叶草形的二级结构，基本特征如下：(1）氨基酸臂，由7bp组成，3′末端有-CCA-OH 结构，与氨基酸在此缩合成氨基酰-tRNA，起到转运氨基酸的作用;(2）二氢尿嘧啶环(DHU、I环或D环），由8～12个核苷酸组成，以含有5，6-二氢尿嘧啶为特征;(3）反密码环，其环中部的三个碱 基可与mRNA 的三联体密码子互补配对，在蛋白质合成过程中可把正确的氨基酸引入合成位点;(4)额外环，也叫可变环，通常由3～21个核苷酸组成;(5)TψC环，由7个核苷酸组成环，和tRNA与核糖体的结合有关。 5．简述真核生物mRNA3′端polyA尾巴的作用。 答案：真核生物mRNA的3′端有一段多聚腺苷酸(即polyA)尾巴，长约20～300个腺苷酸。该尾巴与mRNA由细胞核向细胞质的移动有关，也与mRNA的半衰期有关;研究发现，polyA的长短与mRNA寿命呈正相关，刚合成的mRNA寿命较长，“老”的mRNA寿命较短。 6．简述分子杂交的概念及应用。 答案：把不同来源的DNA(RNA）链放在同一溶液中进行热变性处理，退火时，它们之间某些序列互补的区域可以通过氢键重新形成局部的DNA-DNA或DNA-RNA双链，这一过程称为分子杂交，生成的双链称杂合双链。DNA与DNA的杂交叫做Southern杂交，DNA与RNA杂交叫做Northern杂交。 核酸杂交已被广泛应用于遗传病的产前诊断、致癌病原体的检测、癌基因的检测和诊断、亲子鉴定和动...
生化总结 1。蛋白质的pI：在某一pH溶液中，蛋白质解离为正离子和解离为负离子的过程和趋势相等，处于兼性离子状态，该溶液的pH值称蛋白质的pI。 2。模体：在蛋白质分子中，二个或二个以上具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间现象，具有特殊的生物学功能。 3。蛋白质的变性：在某些理化因素的作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物学活性丧失的现象。 4。试述蛋白质的二级结构及其结构特点。 (1)蛋白质的二级结构指蛋白质多肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。主要包括，α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲四种类型，以氢键维持二级结构的稳定性。 (2)α-螺旋结构特点：a、单链、右手螺旋；b、氨基酸残基侧链位于螺旋的外侧；c、每一个螺旋由3.6个氨基酸残基组成，螺距0.54nm；d、每个残基的-NH和前面相隔三个残基的-CO之间形成氢键；e、氢键方向与螺距长轴平行，链内氢键是α-螺旋的主要因素。 (3)β-折叠结构特点：a、肽键平面充分伸展，折叠成锯齿状；b、氨基酸侧链交替位于锯齿状结构的上下方；c、维系依靠肽键间的氢键，氢键方向与肽链长轴垂直；d、肽键的N末端在同一侧---顺向平行，反之为反向平行。 (4)β-转角结构特点：a、肽链出现180转回折的“U”结构；b、通常由四个氨基酸残基构成，第二个氨基酸残基常为脯氨酸，由第1个氨基酸的C=O与第4个氨基酸残基的N-H形成氢键维持其稳定性。 (5)无规则卷曲：肽链中没有确定的结构。 5。蛋白质的理化性质有：两性解离；蛋白质的胶体性质；蛋白质的变性；蛋白质的紫外吸收性质；蛋白质的显色反应。 6。核小体(nucleosome)：是真核生物染色质的基本组成单位，有DNA和5种组蛋白共同组成。A、B、和共同构成了核小体的核心组蛋白，长度约150bp的DNA双链在组蛋白八聚体上盘绕1.75圈形成核小体的核心颗粒，核心颗粒之间通过组蛋白和DNA连接形成的串珠状结构称核小体。 7。解链温度/融解温度(melting temperature,Tm)：在DNA解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度，或称熔融温度(Tm值)。 8。DNA变性(DNA denaturation)：在某些理化因素(温度、pH、离子强度)的作用下，DNA双链间互补碱基对之间的氢键断裂，使双链DNA解离为单链，从而导致DNA理化性质改变和生物学活性丧失，称为DNA的变性作用。9。试述细胞内主要的RNA类型及其主要功能。 (1)核糖体RNA(rRNA)，功能：是细胞内含量最多的RNA，它与核蛋白体蛋白共同构成核糖体，为mRNA，tRNA 及多种蛋白质因子提供相互结合的位点和相互作用的空间环境，是细胞合成蛋白质的场所。 (2)信使RNA(mRNA)，功能：转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序，并携带至细胞质，指导蛋白质合成。是蛋白质合成模板。成熟mRNA的前体是核内不均一RNA(hnRNA)，经剪切和编辑就成为mRNA。 (3)转运RNA(tRNA)，功能：在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体，将氨基酸转呈给mRNA。转运氨基酸。 (4)不均一核RNA(hnRNA)，功能：成熟mRNA的前体。 (5)小核RNA(SnRNA)，功能：参与hnRNA的剪接、转运。 (6)小核仁RNA(SnoRNA)，功能：rRNA的加工和修饰。 (7)小胞质RNA(ScRNA/7Sh-RNA)，功能：蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分。 10。试述Watson-Crick的DNA双螺旋结构模型的要点。 (1)DNA是一反向平行、右手螺旋的双链结构。两条链在空间上的走向呈反向平行，一条链的5’→3’方向从上向下，而另一条链的5’→3’是从下向上；脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧，碱基位于内侧，两条链的碱基之间以氢键相接触，A与T通过两个氢键配对，C与G通过三个氢键配对，碱基平面与中心轴相垂直。 (2)DNA是一右手螺旋结构。螺旋每旋转一周包含了10.5碱基对，每个碱基的旋转角度为36。DNA双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm，每个碱基平面之间的距离为0.34nm。DNA双螺旋分子存在一个大沟和小沟。(3)DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链之间互补碱基的氢键，纵向则靠碱基平面间的碱基堆积力维持。11。酶的活性中心：酶分子的必需基团在一级结构上可能相距很远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异地结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心。 12。同工酶：是指催化相同的化学反应，而酶的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。 13。何为酶的Km值？简述Km和Vm意义。
核 苷 酸 一级要求 单选题 1 用 A 嘧啶环的N1 嘌呤环的N1和N7 E 肌酸 在嘌呤核苷酸的合成中,第4位及5位的碳原子和第7位氮原子主要来源于: 15 N 标记谷氨酰胺的酰胺氮喂养鸽子后, 在鸽子体内下列主要哪种化合物中含 15 N ？ B GSH C D 嘌呤环的N3和N9 D E 2 A 天冬氨酸 C 谷氨酰胺 E 甘氨酸 B 谷氨酸 D 丙氨酸 3 下列对嘌呤核苷酸合成的描述哪种是正确的? A 利用氨基酸、一碳单位和CO 2合成嘌呤环,再与5'-磷酸核糖结合而成 B 利用天冬氨酸、一碳单位、CO 2 和5'-磷酸核糖为原料直接合成 C 嘌呤核苷酸是在5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)提供磷酸核糖分子的 基础上与氨基酸、CO 2及一碳单位作用逐步形成 D 在氨基甲酰磷酸的基础上逐步合成 E 嘌呤核苷酸是先合成黄嘌呤核苷酸(XMP),再转变为AMP 、GMP 4 AMP 分子中第六位碳原子上的氨基来源于: C A 谷氨酰胺的酰胺基 B 谷氨酸 C E 天冬酰胺的酰胺基 天冬氨酸 D 甘氨酸 E 5 6 人体嘌呤核苷酸分解代谢的特征性终产物是: A C E NH3 B D CO 2 黄嘌呤 尿酸 次黄嘌呤 E 下列对嘧啶核苷酸从头合成途径的描述哪种是正确的? A 先合成嘧啶环,再与PRPP 中 的磷酸核糖相连 B 在PRPP 的基础上,与氨基酸及 CO 2作用逐步合成 C UMP 的合成需要有一碳单位的参加 D 主要是在线粒体内合成 E 需要有氨基甲酰磷酸合成酶I 参加 A D 7 嘧啶环中的第一位N 原子来源于: A 游离的氨 B 谷氨酸 C 谷氨酰胺的酰胺基 E 天冬酰胺的酰胺基 D 天冬氨酸 8 dTMP 的嘧啶环中第五位碳原子上的甲基来源于: A S-腺苷蛋氨酸 C N5-CH3FH4 B N5N10-CH2-FH4 D N10-CHOFH4 E N5N10=CH-FH4 B C 9 下列哪种氨基酸为嘌呤和嘧啶核苷酸生物合成的共同原料? A 谷氨酸 D 丙氨酸 B 甘氨酸 C 天冬氨酸 E 天冬酰胺 10 下列关于嘌呤核苷酸从头合戒的叙述哪项是正确的
1．糖异生和糖酵解的生理学意义: 糖酵解和糖异生的代谢协调控制，在满足机体对能量的需求和维持血糖恒定方面具有重要的生理意义。 2.简述蛋白质二级结构定义及主要类别。 定义：指多肽主链有一定周期性的，由氢键维持的局部空间结构。 主要类别：α-螺旋，β-折叠，β-转角，β-凸起，无规卷曲 3.简述腺苷酸的合成途径. IMP在腺苷琥珀酸合成酶与腺苷琥珀酸裂解酶的连续作用下，消耗1分子GTP，以天冬氨酸的氨基取代C-6的氧而生成AMP。 4．何为必需脂肪酸和非必需脂肪酸？哺乳动物体内所需的必需脂肪酸有哪些？ 必需脂肪酸：自身不能合成必须由膳食提供的脂肪酸常见脂肪酸有亚油酸、亚麻酸非必须脂肪酸：自身能够合成机单不饱和脂肪酸 5.简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性？ 共性:能显著的提高化学反应速率，是化学反应很快达到平衡 个性：酶对反应的平衡常数没有影响，而且酶具有高效性和专一性 6．简述TCA循环的在代谢途径中的重要意义。 1、TCA循环不仅是给生物体的能量，而且它还是糖类、脂质、蛋白质三大物质转化的枢纽 2、三羧酸循环所产生的各种重要的中间产物，对其他化合物的生物合成具有重要意义。 3、三羧酸循环课供应多种化合物的碳骨架，以供细胞合成之用。 7．何为必需氨基酸和非必需氨基酸？哺乳动物体内所需的必需氨基酸有哪些？ 必需氨基酸：自身不能合成，必须由膳食提供的氨基酸。（苏氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸） 8．简述蛋白质一级、二级、三级和四级结构。 一级：指多肽链中的氨基酸序列，氨基酸序列的多样性决定了蛋白质空间结构和功能的多样性。 二级：指多肽主链有一定周期性的，由氢键维持的局部空间结构。 三级：球状蛋白的多肽链在二级结构、超二级结构和结构域等结构层次的基础上，组装而成的完整的结构单元。 四级：指分子中亚基的种类、数量以及相互关系。 9.脂肪酸氧化和合成途径的主要差别？ β-氧化：细胞内定位（发生在线粒体）、脂酰基载体（辅酶A）、电子受体/供体（FAD、NAD+）、羟脂酰辅酶A构型（L型）、生成和提供C2单位的形式（乙酰辅酶A）、酰基转运的形式（脂酰肉碱） 脂肪酸的合成：细胞内定位（发生在细胞溶胶中）、脂酰基载体（酰基载体蛋白（ACP））、电子受体/供体（NADPH）、羟脂酰辅酶A构型（D型）、生成和提供C2单位的形式（丙二酸单酰辅酶A）、酰基转运的形式（柠檬酸） 10.酮体是如何产生和氧化的？为什么肝中产生酮体要在肝外组织才能被利用？ 生成：脂肪酸β-氧化所生成的乙酰辅酶A在肝中氧化不完全，二分子乙酰辅酶A可以缩合成乙酰乙酰辅酶A：乙酰辅酶A再与一分子乙酰辅酶A缩合成β-羟-β-甲戊二酸单酰辅酶A（HMG-CoA），后者分裂成乙酰乙酸；乙酰乙酸在肝线粒体中可还原生成β-羟丁酸，乙酰乙酸还可以脱羧生成丙酮。 氧化：乙酰乙酸和β-羟丁酸进入血液循环后送至肝外组织，β-羟丁酸首先氧化成乙酰乙酸，然后乙酰乙酸在β-酮脂酰辅酶A转移酶或乙酰乙酸硫激酶的作用下，生成乙酰乙酸内缺乏β-酮脂酰辅酶A转移酶和乙酰乙酸硫激酶，所以肝中产生酮体要在肝外组织才能被
绪论 掌握：生物化学、生物大分子和分子生物学的概念。 【复习思考题】 1. 何谓生物化学？ 2. 当代生物化学研究的主要内容有哪些 蛋白质的结构与功能 掌握：蛋白质元素组成及其特点；蛋白质基本组成单位--氨基酸的种类、基本结构及主要特点；蛋白质的分子结构；蛋白质结构与功能的关系；蛋白质的主要理化性质及其应用；蛋白质分离纯化的方法及其基本原理。 【复习思考题】 1. 名词解释：蛋白质一级结构、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、蛋白质四级结构、肽单元、模体、结构域、分子伴侣、协同效应、变构效应、蛋白质等电点、电泳、层析 2. 蛋白质变性的概念及本质是什么有何实际应用？ 3. 蛋白质分离纯化常用的方法有哪些其原理是什么？ 4. 举例说明蛋白质结构与功能的关系 核酸的结构与功能 掌握：核酸的分类、细胞分布，各类核酸的功能及生物学意义；核酸的化学组成；两类核酸（DNA与RNA）分子组成异同；核酸的一级结构及其主要化学键；DNA 右手双螺旋结构要点及碱基配对规律；mRNA一级结构特点；tRNA二级结构特点；核酸的主要理化性质（紫外吸收、变性、复性），核酸分子杂交概念。 第三章酶 掌握：酶的概念、化学本质及生物学功能；酶的活性中心和必需基团、同工酶；酶促反应特点；各种因素对酶促反应速度的影响、特点及其应用；酶调节的方式；酶的变构调节和共价修饰调节的概念。 第四章糖代谢 掌握：糖的主要生理功能；糖的无氧分解（酵解）、有氧氧化、糖原合成及分解、糖异生的基本反应过程、部位、关键酶（限速酶）、生理意义；磷酸戊糖途径的生理意义；血糖概念、正常值、血糖来源与去路、调节血糖浓度的主要激素。 【复习思考题】 1. 名词解释：.糖酵解、糖酵解途径、高血糖和糖尿病、乳酸循环、糖原、糖异生、三羧酸循环、活性葡萄糖、底物水平磷酸化。 2．说出磷酸戊糖途径的主要生理意义。 3．试述饥饿状态时，蛋白质分解代谢产生的丙氨酸转变为葡萄糖的途径。
生物化学与分子生物学重点(1) https://www.doczj.com/doc/1f16440790.html, 2006-11-13 23:44:37 来源：绿色生命网 第一章绪论 一、生物化学的的概念： 生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。 二、生物化学的发展： 1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。 2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。 3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。 三、生物化学研究的主要方面： 1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。 2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。 3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。 4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。 5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的
一个重要内容。 第二章蛋白质的结构与功能 一、氨基酸： 1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。 2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：① 非极性中性氨基酸(8种)； ② 极性中性氨基酸(7种)；③ 酸性氨基酸(Glu和Asp)；④ 碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。 二、肽键与肽链： 肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后，由于脱水而结构不完整，称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端：即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端)，肽链的方向是N端→C端。 三、肽键平面(肽单位)： 肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上，为刚性平面结构，称为肽键平面。 四、蛋白质的分子结构： 蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。一级结构为线状结构，二、三、四级结构为空间结构。 1．一级结构：指多肽链中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键。蛋白质的一级结构决定其空间结构。 2．二级结构：指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象，借氢键维系。主要有以下几种类型： ⑴α-螺旋：其结构特征为：①主链骨架围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 侧链基团位于螺旋的外侧。 影响α-螺旋形成的因素主要是：① 存在侧链基团较大的氨基酸残基；② 连续存在带相同电荷的氨基酸残基；③ 存在脯氨酸残基。 ⑵β-折叠：其结构特征为：① 若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片；② 所有肽键的C=O和
一、蛋白质 1.蛋白质的概念：由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物，由C、H、O、N、S元素组成，N的含量为16%。 2.氨基酸共有20种，分类：非极性疏水R基氨基酸、极性不带电荷R基氨基酸、带正电 荷R基氨基酸（碱性氨基酸）、带负电荷R基氨基酸（酸性氨基酸）、芳香族氨基酸。 3.氨基酸的紫外线吸收特征：色氨酸和酪氨酸在280纳米波长附近存在吸收峰。 4.氨基酸的等电点：在某一PH值条件下，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相同，溶液中氨基酸的净电荷为零，此时溶液的PH值称为该氨基酸的等电点；蛋白质等电点： 在某一PH值下，蛋白质的净电荷为零，则该PH值称为蛋白质的等电点。 5.氨基酸残基：氨基酸缩合成肽之后氨基酸本身不完整，称为氨基酸残基。 6.半胱氨酸连接用二硫键（—S—S—） 7.肽键：一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸α-氨基脱水缩合形成的化学键。 8.N末端和C末端：主链的一端含有游离的α氨基称为氨基端或N端；另一端含有游离的 α羧基，称为羧基端或C端。 9.蛋白质的分子结构：（1）一级结构：蛋白质分子内氨基酸的排列顺序，化学键为肽键和二硫键；（2）二级结构：多肽链主链的局部构象，不涉及侧链的空间排布，化学键为氢键， 其主要形式为α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲；（3）三级结构：整条肽链中，全部氨基 酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置，化学键为疏水键、离子键、氢键及范德华力；（4）四级结构：蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和 相互作用。 10.α螺旋：(1)肽平面围绕Cα旋转盘绕形成右手螺旋结构，称为α螺旋；(2).螺旋上升一圈，大约需要3.6个氨基酸，螺距为0.54纳米，螺旋的直径为0.5纳米；(3).氨基酸的R基分布在 螺旋的外侧；(4).在α螺旋中，每一个肽键的羰基氧与从该羰基所属氨基酸开始向后数第五个氨基酸的氨基氢形成氢键，从而使α螺旋非常稳定。 11.模体：在许多蛋白质分子中可发现两个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，被称为模体。 12.结构域：大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域。 13.变构效应：蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为变构效应。 14.蛋白质胶体结构的稳定因素：颗粒表面电荷与水化膜。 15.什么是蛋白质的变性、复性、沉淀？变性与沉淀关系如何?导致蛋白质的变性因素？举 例说明实际工作中应用和避免蛋白质变性的例子？ 蛋白质的变性：在理化因素的作用下，蛋白质的空间构象受到破坏，其理化性质发生改变，生物活性丧失，其实质是蛋白质的次级断裂，一级结构并不破坏。 蛋白质的复性：当变性程度较轻时，如果除去变性因素，蛋白质仍能恢复或部分恢复其原 来的构象及功能，这一现象称为蛋白质的复性。
等电点：在某PH的溶液中，氨基解离呈阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的P H称为该氨基酸的等电点 DNA变性：某些理化因素会导致氢键发生断裂，使双链DNA解离为单链，称为DNA变性 解链温度（Tm）：在解链过程中，紫外吸收值得变化达到最大变化值的一半时所对应的温度 酶的活性中心：酶分子中一些必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能和底物特异结合，并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心 同工酶：指催化相同化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质、免疫学性质不同的一组酶 诱导契合：在酶和底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变性、相互适应，这一过程为酶底物结合的诱导契合 米氏常数（Km值）：等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度 酶原的激活：酶的活性中心形成或暴露，酶原向酶的转化过程即为。。 有氧氧化：葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程称为有氧氧化 三羧酸循环：是指乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含3个羧基的柠檬酸，再4次脱氢，2次脱羧，又生成草酰乙酸的循环反应过程 糖异生：从非糖化合物转化为葡萄糖或糖原的过程称为。。 脂肪动员：指储存在脂肪细胞中的甘油三酯，被酯酸逐步水解为游离脂酸和甘油并释放入血，通过血液运输至其他组织，氧化利用的过程 酮体：是脂酸在肝细胞线粒体中β-氧化途径中正常生成的中间产物：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮脂蛋白：血浆中脂类物质和载脂蛋白结合形成脂蛋白 呼吸链：线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合体，可通过连锁的氧化还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链或电子传递链 营养必需氨基酸：体内需要而又不能自身合成，必须由食物提供的氨基酸 一碳单位：指某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基因 半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模极，按碱基配对规律，合成与模极互补的子链、子代细胞的DNA。一股单链从亲代完整的接受过来，另一股单链则完全重新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致，这中复制方式称为半保留复制 生物转化：机体对内外源性的非营养物质进行代谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁或尿液排出体外，这一过程为生物转化 氧化磷酸化：代谢物脱氢进入呼吸链，彻底氧化成水的同时，ADP磷酸化生成ATP，称为氧化磷酸化 底物水平磷酸化：底物由于脱氢脱水作用，底物分子内部能量重新分布生成高能键，使ATP磷酸化生成ATP的过程 密码子：在mRNA的开放阅读框架区，以每3个相邻的核苷酸为一组，代表一种氨基酸。这种三联体形成的核苷酸行列称为密码子 盐析：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出称为盐析 糖酵解：葡萄糖或糖原在组织中进行类似的发酵的降解反应过程，最终形成乳酸或丙酮酸，同时释放出部分能量，形成ATP供组织利用 蛋白质的一级结构：指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序 蛋白质的二级结构：多肽链主链骨架原子的相对空间位置。 蛋白质的三级结构：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 蛋白质的四级结构：蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用 DNA的空间结构与功能
教学目标： 1.掌握蛋白质的概念、重要性和分子组成。 2.掌握α-氨基酸的结构通式和20种氨基酸的名称、符号、结构、分类；掌握氨基酸的重要性质；熟悉肽和活性肽的概念。 3.掌握蛋白质的一、二、三、四级结构的特点及其重要化学键。 4.了解蛋白质结构与功能间的关系。 5.熟悉蛋白质的重要性质和分类 导入：100年前，恩格斯指出“蛋白体是生命的存在形式”；今天人们如何认识蛋白质的概念和重要性？ 1839年荷兰化学家马尔德（G.J.Mulder）研究了乳和蛋中的清蛋白,并按瑞典化学家Berzelius的提议把提取的物质命名为蛋白质（Protein，源自希腊语，意指“第一重要的”）。德国化学家费希尔(E.Fischer)研究了蛋白质的组成和结构，在1907年奠立蛋白质化学。英国的鲍林(L.Pauling)在1951年推引出蛋白质的螺旋；桑格(F.Sanger)在1953年测出胰岛素的一级结构。佩鲁茨(M.F.Perutz)和肯德鲁(J.C.kendrew) 在1960年测定血红蛋白和肌红蛋白的晶体结构。1965年，我国生化学者首先合成了具有生物活性的蛋白质——胰岛素（insulin）。 蛋白质是由L-α-氨基酸通过肽键缩合而成的，具有较稳定的构象和一定生物功能的生物大分子（biomacromolecule）。蛋白质是生命活动所依赖的物质基础，是生物体中含量最丰富的大分子。 单细胞的大肠杆菌含有3000多种蛋白质，而人体有10万种以上结构和功能各异的蛋白质，人体干重的45%是蛋白质。生命是物质运动的高级形式，是通过蛋白质的多种功能来实现的。新陈代谢的所有的化学反应几乎都是在酶的催化下进行的，已发现的酶绝大多数是蛋白质。生命活动所需要的许多小分子物质和离子，它们的运输由蛋白质来完成。生物的运动、生物体的防御体系离不开蛋白质。蛋白质在遗传信息的控制、细胞膜的通透性，以及高等动物的记忆、识别机构等方面都起着重要的作用。随着蛋白质工程和蛋白质组学的兴起和发展，人们对蛋白质的结构与功能的认识越来越深刻。 第一节蛋白质的分子组成 一、蛋白质的元素组成 经元素分析，主要有C（50%～55%）、H（6%～7%）、O（19%～24%）、N（13%～19%）、S（0%～4%）。有些蛋白质还含微量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I等。 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。因此，可以用定氮法来推算样品中蛋白质的大致含量。 每克样品含氮克数×6.25×100=100g样品中蛋白质含量（g%） 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 蛋白质在酸、碱或蛋白酶的作用下，最终水解为游离氨基酸（amino acid），即蛋白质组成单体或构件分子。存在于自然界中的氨基酸有300余种，但合成蛋白质的氨基酸仅20种（称编码氨基酸），最先发现的是天门冬氨酸（1806年），最后鉴定的是苏氨酸（1938年）。 （一）氨基酸的结构通式 组成蛋白质的20种氨基酸有共同的结构特点： 1．氨基连接在α- C上，属于α-氨基酸（脯氨酸为α-亚氨基酸）。 2．R是側链，除甘氨酸外都含手性C，有D-型和L-型两种立体异构体。天然蛋白质中的氨基酸都是L-型。 注意：构型是指分子中各原子的特定空间排布，其变化要求共价键的断裂和重新形成。旋光性是异构体的光学活性，是使偏振光平面向左或向右旋转的性质，（-）表示左旋，（+）表示右旋。构型与旋光性没有直接对应关系。 （二）氨基酸的分类 1．按R基的化学结构分为脂肪族、芳香族、杂环、杂环亚氨基酸四类。 2．按R基的极性和在中性溶液的解离状态分为非极性氨基酸、极性不带电荷、极性带负电荷或带正电荷的四类。 带有非极性R（烃基、甲硫基、吲哚环等，共9种）：甘（Gly）、丙（Ala）、缬（Val）、亮（Leu）、异亮（Ile）、苯丙（Phe）、甲硫（Met）、脯（Pro）、色（Trp） 带有不可解离的极性R（羟基、巯基、酰胺基等，共6种）：丝（Ser）、苏（Thr）、天胺（Asn）、谷胺（Gln）、酪（Tyr）、半（Cys）带有可解离的极性R基（共5种）：天（Asp）、谷（Glu）、赖（Lys）、精（Arg）、组（His），前两个为酸性氨基酸，后三个是碱性氨基酸。 蛋白质分子中的胱氨酸是两个半胱氨酸脱氢后以二硫键结合而成，胶原蛋白中的羟脯氨酸、羟赖氨酸，凝血酶原中的羧基谷氨酸是蛋白质加工修饰而成。 （三）氨基酸的重要理化性质 1．一般物理性质 α-氨基酸为无色晶体，熔点一般在200 oC以上。各种氨基酸在水中的溶解度差别很大（酪氨酸不溶于水）。一般溶解于稀酸或稀碱，
第二章 1、蛋白质构成：碳、氢、氧、氮，氮含量16% 2、蛋白质基本组成单位：氨基酸 3、氨基酸分类：中性非极性~（甘氨酸Gly，G）、中性极性~、酸性~（天门冬氨酸Asp，D、谷氨 酸Glu，E）、碱性~（赖氨酸Lys，K、精氨酸Arg，R、组氨酸His，H） 4、色氨酸、酪氨酸（280nm波长）、苯丙氨酸（260nm波长）三种芳香族氨基酸吸收紫外光 5、大多数蛋白质中均含有色氨酸和酪氨酸，故测定280nm波长的光吸收强度，课作为溶液中蛋白 质含量的快速测定方法 6、茚三酮反应:蓝紫色化合物，反应直接生成黄色产物 7、肽键：通过一个氨基酸分子的—NH2与另一分子氨基酸的—COOH脱去一分子水形成—CO— NH— 8、二级结构基本类型：α—螺旋、β—折叠、β—转角、无规则卷曲 9、三级结构：每一条多肽链内所有原子的空间排布 10、一个具有功能的蛋白质必须具有三级结构 11、稳定三级结构的重要因素：氢键、盐键、疏水键、范德华力等非共价键以及二硫键 12、四级结构：亚基以非共价键聚合成一定空间结构的聚合体 13、亚基：有些蛋白质是由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链组成，每条多肽链称~ 14、单独的亚基一般没有生物学功能，只有构成完整的四级结构才具有生物学功能 15、等电点：调节溶液pH值，使某一蛋白质分子所带的正负电荷相等，此时溶液的pH值即为~ 16、变性作用：某些理化因素可以破坏蛋白质分子中的副键，使其构像发生变化，引起蛋白质的理 化性质和生物学功能的改变（可逆性变性、不可逆性变性） 17、变性蛋白质是生物学活性丧失，在水中溶解度降低，粘度增加，更易被蛋白酶消化水解 18、变性物理因素：加热、高压、紫外线、X线和超声波 化学因素：强酸、强碱、重金属离子、胍和尿素 19、沉淀：用物理或化学方法破坏蛋白质溶液的两个稳定因素，即可将蛋白质从溶液中析出 20、沉淀：盐析：破坏蛋白质分子的水化膜，中和其所带电荷，仍保持其原有生物活性，不会是蛋 白质变性 有机溶剂沉淀：不会变性 重金属盐类沉淀：破坏蛋白质分子的盐键，与巯基结合，发生变性 生物碱试剂沉淀： 21、双缩脲反应：在碱性溶液中，含两个以上肽键的化合物都能与稀硫酸铜溶液反应呈紫色（氨基 酸、二肽不可以） 第三章 22、核苷：一分子碱基与一分子戊糖脱水以N—C糖苷键连成的化合物 23、核苷酸=核苷+磷酸 24、RNA分子含有四种单核苷酸：AMP、GMP、CMP、UMP 25、核苷酸作用：合成核酸、参与物质代谢、能量代谢和多种生命活动的调控 26、核苷酸存在于辅酶A、黄素腺嘌呤二核苷酸（F AD）、辅酶I(NAD+)和辅酶II(NADP+) 27、A TP是能量代谢的关键 28、UTP、CTP、GTP分别参与糖元、磷脂、蛋白质的合成 29、环一磷酸腺苷（Camp）和环一磷酸鸟苷（cGMP）在信号转导过程中发挥重要作用 30、DNA具有方向性，碱基序列按照规定从5’向3’书写（3’，5’-磷酸二酯键） 31、三维双螺旋结构内容：⑴DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘旋而成 ⑵亲水的脱氧核糖基与磷酸基位于外侧，疏水的碱基位于内侧 ⑶两条多核苷酸链以碱基之间形成的氢键相互连结 ⑷互补碱基之间横向的氢键和疏水碱基平面之间形成的纵向碱基堆积 力，维系这双螺旋结构的稳定 32、B-DNA、A-DNA右手螺旋结构，Z-NDA左手螺旋结构
一、名词解释 1、血液：血液中的葡萄糖称为血糖。 2、糖原合成与分解：由单糖合成糖原的过程称为糖原合成。 糖原分解成葡萄糖的过程称为糖原的分解。 3、糖异生：由非糖物质合成葡萄糖的过程叫糖异生。 4、有氧氧化：指糖、脂肪、蛋白质在氧的参与下分解为二氧化碳和水，同时释放大量能量，供二磷酸腺苷(ADP)再合成三磷酸腺苷（ATP）。 5、三羧酸循环（TAC循环）：由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸, 柠檬酸经一系列反应, 一再氧化脱羧, 经α酮戊二酸、琥珀酸, 再降解成草酰乙酸。而参与这一循环的丙酮酸的三个碳原子, 每循环一次, 仅用去一分子乙酰基中的二碳单位, 最后生成两 分子的CO2 , 并释放出大量的能量。反应部位在线粒体基质。 6、糖酵解：是指细胞在细胞质中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程。（在供氧不足时，葡萄糖在胞液中分解成丙酮酸，丙酮酸再进一步还原乳酸。） 7、血脂：血中的脂类物质称为血脂。 8、血浆脂蛋白：指哺乳动物血浆(尤其是人)中的脂-蛋白质复合物。（脂类在血浆中的存在形式和转运形式） 9、脂肪动员：指在病理或饥饿条件下，储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸（FFA）及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用，该过程称为脂肪动员。 （补充知识：脂肪酶—催化甘油三酯水解的酶的统称。甘油三酯脂肪酶—脂肪分解的限速酶。）10、酮体：在肝脏中，脂肪酸的氧化很不完全，因而经常出现一些脂肪酸氧化分解的中间产物，这些中间产物是乙酰乙酸、β-羟基丁酸及丙酮，三者统称为酮体。（知识补充：酮体是脂肪分解的产物，而不是高血糖的产物。进食糖类物质也不会导致酮体增多。）
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脂类消化的主要场所：小肠上段 脂类吸收的部位：主要在十二指肠下段及空肠上段 第三节三酰甘油（甘油三酯）代谢 一、三酰甘油的分解代谢 1.1）脂肪动员：储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为 脂肪酸及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 2）关键酶：三酰甘油脂肪酶 （又称“激素敏感性三酰甘油脂肪酶”，HSL） 3）脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾 上腺素、肾上腺素等。 4）抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素、烟酸、 雌二醇等。 2.甘油的氧化 甘油在甘油激酶的催化下生成3-磷酸甘油，随后脱氢生成磷酸二羟丙酮，再经糖代谢途径氧化分解释放能量或经糖异生途径生成糖。 3.脂肪酸的分解代谢 饱和脂肪酸氧化的方式主要是β氧化。 1）部位：组织：脑组织及红细胞除外。心、肝、肌肉最活跃； 亚细胞：细胞质、线粒体。 2）过程： ①脂酸的活化——脂酰CoA的生成（细胞质）
第一章蛋白质的结构与功能 第一节蛋白质的分子组成 一、蛋白质的主要组成元素：C、H、O、N、S 特征元素：N（16%）特异元素：S 凯氏定氮法：每克样品含氮克数×6.25×100＝100g样品中蛋白质含氮量（g%） 组成蛋白质的20种氨基酸 （名解）不对称碳原子或手性碳原子：与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳 为L-α-氨基酸，其中脯氨酸（Pro）属于L-α-亚氨基酸 不同L-α-氨基酸，其R基侧链不同 除甘氨酸（Gly）外，都为L-α-氨基酸，有立体异构体 组成蛋白质的20种氨基酸分类 非极性氨基酸：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、 亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、脯氨酸（Pro） 极性中性氨基酸：丝氨酸（Ser）、半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met） 天冬酰胺（Asn）、谷氨酰胺（Gln）、苏氨酸（Thr） 芳香族氨基酸：苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr） 酸性氨基酸：天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu） 碱性氨基酸：赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His） 其中：含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸 四、氨基酸的理化性质 1、两性解离及等电点 ①氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基，能与酸或碱类物质结合成盐，故它是一种两性电解质。 ②氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。 ③（名解）等电点（pI点）：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。 pH
Pro含N16%，AA残基平均M=110，残基数<50称多肽。 主链构象角：肽键中N－Cα转动角为φ，Cα－C转动角为ψ；C－N转动角为ω。 肽链构象为反式构象ω=180 (脯氨酸除外)。Ramachandran图：φ和ψ角。 α-螺旋几乎都是右手，3.6残基/圈，第i残基C＝O和第i+4残基N-H形成氢键。Ala,Glu,Leu,Met 对螺旋有倾向，Pro,Gly,Ser不参加。//几乎所有β折叠片均存在链扭曲，大部分是右手。β-折叠片中，β-折叠股处于伸展状态，一股的C＝O与另一股的N-H形成氢键。所有β-折叠股有相同的N-C方向称为平行；相互靠近的两股有相反方向为反平行。 不规则二级结构：转角及环。规则的比不规则的稳定，新功能往往由不规 则的二级结构区域来体现，——蛋白质的“结合部位”或酶的“活性中心”。氨基酸残基序列——一级结构(共价键)；α-螺旋，β-折叠，环状区域——二级结构(氢键)； 超二级结构(花样)：TIM桶，β-回折片……其他各种未写明的；// TIM桶：αβ-barrel八个β被//八段α围绕，短的环连接交替的β和α。酶活中心的残基位于TIM桶β片的C端和连接α的环状区。结构域：一个Pro可包含一个或多个，是能够独立折叠成稳定的三级结构的多肽链的一部分或者全部。三级结构(二硫键等连接的多条多肽链)；四级结构(多亚基结构)；分子聚合体； 胃：胃蛋白酶。胰→小肠(肠激酶激活)：羧肽酶原，糜蛋白酶原，胰蛋白酶原，胰凝乳蛋白酶原。蛋白酶家族按照催化部位的残基分：巯基(半胱氨酸)蛋白酶家族；天冬氨酸~；丝氨酸~；金属~。 胰凝乳蛋白酶（丝氨酸蛋白酶家族）：共价修饰催化。水解位于C端，芳香基团或大侧链残基的肽键。 很多蛋白酶（枯草杆菌蛋白酶，小麦羧肽酶-II，乙酰胆碱酯酶及脂肪酶） 有催化三联体，特异性由三联体附近的亲水凹隙形成底物结合口袋决定。溶酶体和蛋白酶体：溶酶体涉及内吞作用到胞内的蛋白降解；蛋白酶体主要涉及细胞自身蛋白的降解。 (转录因子、病毒编码的蛋白、折叠错误的蛋白) 自噬泡with溶酶体：内为酸性，有半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、含锌金属蛋白酶等水解酶。 泛素with蛋白酶体：泛素——多肽，多泛素化的蛋白质被特异性识别并在蛋白酶体中迅速降解。 蛋白酶体：一个桶状结构的26S复合物。核心复合物20S，盖子结构19S。 泛素的C端连到泛素激活酶E1上(耗ATP)，然后转移到泛素结合酶E2的巯基，泛素连接酶E3转移被激活的泛素到一个被选择蛋白(E3识别)的赖氨酸侧链上。E3具有底物特异性，关系到N-end rule(蛋白半衰期与其N-端序列相关)。不断重复，Pro被绑了一批泛素分子，被运送到蛋白酶体中切成短链。 氨基酸的N代谢：脱氨基、氮原子代谢、最终形成尿素/尿酸。！谷氨酸有核心地位 ⑴氧化脱氨：(仅少数AA) 谷氨酸+NAD++H2O→NADH+NH4++α-酮戊二酸谷氨酸脱氢酶 //变构酶in MIT，ATP/GTP抑制剂，ADP/GDP激活剂。能利用NAD+/NADP+作电子受体。 ⑵联合脱氨：(主要) 转氨常与谷氨酸氧化脱氨偶联——由谷氨酸完成脱氨。 //转氨酶——催化氨基在氨基酸& α-酮酸之间可逆的转移。 ⑶其它途径：嘌呤核苷酸循环，丝氨酸脱水酶；过氧化物体中的氨基酸氧化酶。 高氨血症，NH+4浓度升高尤其对大脑有毒：将驱使谷氨酸→谷氨酰胺，耗尽神经递质谷氨酸；谷氨酸脱氢酶反方向催化α-酮戊二酸→谷氨酸，α-酮戊二酸的耗尽削弱了脑中能量代谢TCAC。氨以丙氨酸、谷氨酰胺形式运输；主要在肝脏合成尿素以解毒（或在肾合成铵盐）。 尿素循环{鸟氨酸循环by Krebs}（完整的尿素循环仅在肝脏）： 总：2NH3+CO2+4ATP+天冬AA→Urea+延胡索酸+4ADP+4Pi 线粒体内膜中有鸟氨酸/瓜氨酸转运体，瓜氨酸离开&鸟氨酸进入MIT基质。 0. 循环前的关键——氨基甲酰磷酸的合成：（HCO-3+NH3不可逆反应耗2ATP） 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（in MIT）是别构酶，N-乙酰谷氨酸是激活剂。 1. 鸟+氨基甲酰磷酸→瓜鸟氨酸转氨甲酰酶MIT 2. 瓜+天冬→精氨基琥珀酸精氨琥珀酸合酶胞质 3. 精氨基琥珀酸→精+延胡索酸精氨琥珀酸酶胞质 4. 精→尿素+鸟；精氨酸酶胞质 胰脂肪酶选择1,3位酯键水解为甘油单酯+脂肪酸，甘油单酯被甘油单酯脂肪酶水解得甘油+脂肪酸。甘油代谢：⑴甘油+ATP→α-磷酸甘油甘油激酶(in肝脏) ⑵α-磷酸甘油→二羟丙酮磷酸（糖酵解/糖异生）脱氢酶，脱氢 脂肪酸代谢：(脂肪动员：脂肪组织贮存的脂肪释放出游离脂肪酸并转移到肝脏) 长链脂肪酸的活化（内质网膜，线粒体外膜）：总：脂肪酸+ATP+HS-CoA→脂酰-CoA+AMP+2Pi ⑴脂肪酸+ATP→酰基腺苷酸+PPi ；PPi→2Pi //脂酰-CoA有高能硫酯键 ⑵酰基腺苷酸+HS-CoA→脂酰-CoA+AMP 脂酰-CoA合酶 脂酰-CoA能透过MIT外膜但不能透过内膜到基质，肉碱介导脂酰基转运到线粒体基质： 1.肉碱软脂酰转移酶I（在MIT外膜）：脂酰基从脂酰-CoA转移到肉碱→脂酰肉碱 2.线粒体内膜上的的运输体：介导内膜内外两个肉碱/脂酰肉碱的脂酰基交换 3.肉碱软脂酰转移酶II（在MIT基质）：脂酰基从肉碱转移到CoA→脂酰-CoA 脂肪酸的β-氧化（MIT基质）： ⑴脂酰-CoA脱氢酶：脂酰-CoA中的脂肪酸氧化出双键(C2=C3)，FAD→FADH2 ⑵烯酰-CoA水合酶：反式双键水合反应产生L-羟脂酰-CoA ⑶羟脂酰-CoA脱氢酶：氧化β位(C3)的羟基为酮基，NAD+→NADH ⑷β-酮脂酰硫解酶：硫解产物为乙酰-CoA及少了2C的脂酰-CoA（直到乙酰-CoA） 总：脂酰-CoA+FAD+NAD++HS-CoA→脂酰-CoA（少2C）+FADH2+NADH+H++乙酰-CoA 脂肪酸氧化的控制主要在脂酰基转运：丙二酸单酰-CoA（脂肪酸合成前体）抑制肉碱软脂酰转移酶I。低ATP高AMP时丙二酸单酰-CoA减少，则脂肪酸氧化增加：产生乙酰-CoA进入TCAC补充ATP。脂肪酸的合成（细胞溶胶）：合成时的H-载体是NADPH，增2C的直接前体是丙二酸单酰-CoA。 ⑴乙酰-CoA羧化酶：形成丙二酸单酰-CoA ⑵脂肪酸合酶：经历启动,装载,缩合,还原,脱水,还原,释放过程，加上2C。// 动物停在16C 血浆脂蛋白（用于运输脂类）：乳糜颗粒，LDL低密度脂蛋白，VLDL极低~，HDL高~。 LDL是胆固醇载体，在细胞表面与LDL受体结合并经内吞作用进入细胞。 高胆固醇血症（引起动脉粥样硬化，冠心病）：LDL受体合成缺陷；受体从内质网 到高尔基体的转运缺陷；LDL与受体的结合缺陷；细胞膜凹陷处受体不能聚集缺陷。