生物化学第六章酶化学
第一节概述
一、酶的概念
1、酶的概念---酶是生物催化剂
（1）所有酶均由生物体产生
几乎所有的生物都能合成酶，甚至病毒也能合成或含有某些酶。
（2）酶和生命活动密切相关
几乎所有的生命活动或过程都有酶参加
A 执行具体的生理机制，如乙酰胆碱酯酶和神经冲动有关。
B 参与消除药物毒物转化的过程，如限制性核酸内切酶能特异性地水解外源DNA,防止异种生物遗传物质的侵入。
C 协同激素等物质起信号转化、传递与放大作用，如细胞膜上的腺苷酸环化酶。
D 催化代谢反应，在生物体内建立各种代谢途径，形成相应的代谢体系。
◆酶的组成和分布是生物进化与组织功能分化的基础。
不同生物，有各自相应的酶系和辅酶；即使同类生物，酶的组成与分布也有明显的种属差异,例如精氨酸酶只在排尿素动物的肝脏内，在排尿酸的动物中没有；例如，肝脏是氨基酸代谢与尿素形成的主要场所，因此，精氨酸酶几乎全部集中在肝脏内。
◆在生物的长期进化过程中，为适应各种生理机能的需要，为适应外界条件的千变万化，还形成了从酶的合成到酶的结构和活性各种水平的调节机制。
2、酶的化学本质---大多数酶都是蛋白质
（1）酶的相对分子质量很大,如胃蛋白酶的相对分子质量为36000.
（2）酶由氨基酸组成，将酶制剂水解后可得到氨基酸。
（3）酶具有两性性质
（4）酶的变性失活与水解一切可以使蛋白质失活变性的因素同样可以使酶变性。酶都是蛋白质？核酶不是
二、酶的催化特性
1、高效率酶的催化效率比一般化学剂高106—1013倍
2、专一性
一种酶只能作用于一类或某一种物质的性质称为酶作用的专一性或特异性。
蔗糖酶只能催化蔗糖等。
三、酶的组成及分类
1、酶的组成—根据组成分为单纯酶和结合酶
单纯酶：由简单蛋白质构成，如水解酶（淀粉酶、蛋白酶等）
结合酶：结构中含有蛋白质和非蛋白成分，结合酶分为酶蛋白或脱辅基酶蛋白，非蛋白成分称为辅因子，辅因子又分为辅酶（与酶蛋白结合疏松，可用透析法除去）和辅基（不能用透析法去除）两类。
辅酶及辅基从化学本质来看分为两类：一类为无机金属元素（铜/锌/镁/锰等），另一类为小分子有机物，如维生素。
酶蛋白决定酶的专一性。
2、酶的命名
3、酶的分类—酶按其催化的反应分类
◆氧化还原酶类
这类酶催化氧化还原反应，如脱氢酶、氧化酶、还原酶。
◆转移酶类
催化基团转移反应，大多数需要辅酶参与
◆水解酶类
催化加水分解反应
◆裂合酶类
催化从底物上移去基团形成双键
◆异构酶类
催化单底物单产物的反应，催化底物结构的异构化反应。
◆合成酶类
催化两个底物分子反应生成一个分子，大多数需要提供能量才能进行。
第二节酶的结构与功能的关系
一、酶的一级结构与催化功能的关系
1、必需基团-酶分子中只有少数几个氨基酸侧链基团与活性直接相关
定义：关系到酶催化作用的化学基团称为酶的必需基团。常见的有组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基等。
必需基团分为两类：能与底物结合的必需基团称为结合基团；能促进底物发生化学变化的必需基团为催化基团。
2、酶原激活---切去部分片段是酶原激活的共性
有些酶原的激活过程是通过去掉分子中的部分肽段，引起酶分子空间结构的变化，从而形成或暴露出活性中心。如凝血过程中酶原的激活过程。
另外一些酶当其肽链在细胞内合成之后，即可自发盘曲折叠成一定的三维结构，立即表现出全部酶活性。
3、共价修饰---改变一定基团可使酶活性改变
应用化学试剂可与某些氨基酸侧链基团发生结合、氧化或还原等反应，生成共价修饰物，使酶分子的一些基团发生结构和性质的变化。
不同氨基酸侧链基团可用不同的修饰剂，同一侧链基团可用几种修饰剂来修饰。酶共价修饰的基本要求：
（1）修饰剂的要求
相对分子质量小、对蛋白质吸附有良好的生物相容性和水溶性、表面有较多的反应活性基团、修饰剂上反应基团的活化方法和活化条件以及修饰后酶科学研究的半衰期越长越好。
（2）酶的要求
熟悉酶反应的最适条件和稳定性条件，酶的活性部位的情况以及酶分子侧链基的化学性质以及反应的活性等。
（3）反应条件的确定
选择的条件尽可能少的破坏酶活性必需基团，一般二硫键的断裂将使酶变性而丧失其催化功能。
二、酶的活性与其高级结构的关系
1、活性中心---酶分子中只有很小的结构域与活性直接相关
活性中心：通常把酶分子上必需基团比较集中并构成一定空间构象、与酶的活性直接相关的结构区域称为酶的活性中心。
活性中心包括结合中心和催化中心。
2、牛胰核糖核酸酶拆合实验----二级结构、三级结构与酶活性的关系
以枯草杆菌蛋白酶水解RNase分子中的Ala20-Ser21间的肽键产生的影响为例，图6-1
S肽与S蛋白单独存在时没有活性，但将两者按1:1 的比例混合，则能恢复酶活性，虽然第20位与第21位之间的肽键并未恢复。这是因为S肽通过氢键及疏水作用与S蛋白结合，使His12和His119在空间位置上互相靠近而重新形成了活性中心。
可见，只要酶分子保持一定的空间构象，使活性中心必需基团的相对位置保持恒定，一级结构中个别肽键的断裂，甚至某些区域的小片段的去处并不影响酶的活性。
3、聚合与解聚----四级结构与酶活性的关系
具有四级结构的酶，按其功能分为两类：一类与催化作用有关，另一类与代谢密切相关。
四级结构完整时，酶的催化功能才会充分发挥出来，当四级结构被破坏时，亚基被分离，若采用的分离方法适当，被分离的亚基仍保留着各自的催化功能，但用强烈的条件破坏其四级结构形成的亚基则没有催化功能，如天冬氨酸转氨甲酰酶。
4、同工酶---高级结构与酶活性关系的典型
（1）同工酶的概念
指的是能催化相同的反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成不同的一组酶。（2）同工酶的结构与功能
同工酶的结构主要表现在非活性中心部分不同或所含亚基组合情况不同。
乳酸脱氢酶（LDH）
说明：同一种组织或同一细胞中所含的同一种酶可在结构上显示出器官特异性或细胞部位特异性。LDH有5种同工酶，LDH1主要分布在心肌中，LDH5主要分布在骨骼肌中。
（3）研究同工酶的意义
◆同工酶具有组织器官特异性和细胞部位特异性，在体内调节上具有重要意义。
◆同工酶的研究为细胞分化、发育、遗传等方面提供了分子基础。（相对比例发生变化）
◆同工酶分析法在农业上开始用于优势杂交组合的预测
在临床上可用同工酶作某些病变的诊断指标，如骨骼肌损伤、急性肝炎及肝癌患者LDH5增高。
第三节酶催化反应的机制
一、酶促反应的本质
1、酶是催化剂—只影响反应速率而不改变反应平衡点
◆能加速化学反应速率
◆只能加速在热力学上有可能进行的化学反应
◆只能缩短化学反应达到平衡所需要的时间,不改变化学反应的平衡点。
◆催化可逆反应的酶对可逆反应的正反应和逆反应都有催化作用。
2、加速反应的本质----降低活化能
3、中间产物学说---酶的工作方式
学说认为在酶促反应中，底物先与酶结合成不稳定的中间产物，然后再分解释放出酶与产物。
解释：当底物和酶结合成过渡态的中间物时，要释放一部分结合能，这部分能量的释放，使得过渡态的中间物处于比E+S更低的能级，因此使整个反应的活化能降低，使反应大大加速。
中间产物可以被证明存在，如有些可以直接用电镜观察或X射线衍射而证实其存在。
二、酶反应机制
1、酶作用专一性的机制---诱导契合学说
诱导契合学说认为（1）酶分子具有一定的柔顺性（2）酶的作用专一性不仅取决于酶与底物的结合，也取决于酶的催化基团有正确的取位。
2、酶作用高效性的机制---共价催化与酸碱催化
共价催化是指：亲核催化剂或亲电子催化剂分别放出电子或吸收电子并作用于底物的缺电子中心或负电中心，迅速形成不稳定的共价中间配合物，这个中间物很容易变成转变态，因此，反应活化能大大降低，底物可以越
过较低的能阈而形成产物。
酸碱催化：是通过瞬时地向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态、加速反应的一种催化机制。有两种酸碱催化剂，狭义的酸碱催化剂，即H离子和OH离子和广义酸碱催化剂，即质子供体和质子受体。
第四节酶促反应动力学
一、酶促反应的基本动力学
1、底物浓度的影响---底物浓度对酶促反应速率的影响是非线性的
2、米氏方程—定量表达底物浓度与酶反应速率的关系
米氏方程：（P112）
：米氏常数为酶促反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度
K
m
3、Vmax和Km---动力学基本参数
（1）Km值的求法
利用v-Cs图求，
Linweaver-Burk作图
Eadie-Hofstee 和Hanes作图
（2）米氏常数是酶学研究中的重要数据
◆ Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶的浓度无关。
◆ Km的应用是有条件的（在一定的温度、pH值等条件下）
◆ Km值可以反映酶同底物的亲和力
如果一个酶对某底物的Km值越大，说明反应速率达到最大反应速率一半的时候所需底物浓度高，表明酶同底物的亲和力小。
（3）酶的Km值在实际应用中的重要意义
◆鉴定酶通过测定Km值，可鉴别不同来源或相同来源但在不同发育阶段、不同生理状态下催化相同反应的酶是否属于同一种酶。
◆判断酶的最适底物一种酶可能作用于多个底物，就有多个Km值，Km值最小的就是最适底物。
◆计算一定速率下的底物浓度
◆了解酶的底物在体内具有的浓度水平
◆判断反应方向或趋势（正逆两向的Km值常常不同）
◆判断抑制类型测定不同抑制剂对某个酶的Km及Vmax的影响，可以判断该抑制剂作用类型。
◆推测代谢途径，一种物质在体内有不同的代谢途径，根据Km判断催化的不同途径。如丙酮酸的转化方向判断。
二、酶浓度对酶反应速率的影响
当底物浓度大于酶浓度条件下，pH、温度一定时，反应速度与酶浓度成正比三、温度对酶反应速率的影响
温度每升高10度所增加的反应速率称为温度系数（ Q
10 ）。一般化学反应的Q
10
为2-3（提高2-3倍）。同一种酶最适宜的温度不是一定的，跟底物浓度、激活剂、抑制剂等因素有关。
四、pH值对酶反应速率的影响
（1）酶反应具有各自的最适pH值，并且最适pH往往与等电点不一致。
（2）经过部分修饰的酶，其最适pH通常不变
（3）最适pH值主要和活性中心侧链基团的解离直接相关，并不是作用于整
个酶分子，而是改变了酶活性中心或与之相关的基团的解离状态。
五、激活剂对酶反应速率的影响
激活剂或活化剂：凡能提高酶的活性，加速酶促反应进行的物质称为激活剂或活化剂。
酶的激活与酶原的激活不同，酶激活是使已具有活性的酶的活性加强，使活性变
大；酶原激活是使本来无活性的酶原变成有活性的酶。
有些酶的激活剂是金属离子或某些阴离子，如许多激酶需要Mg2+。
激活剂的作用是相对的，一种酶的激活剂对另一种酶来说，也可能是一种抑制剂。不同浓度的激活剂对酶活性的影响也不同。
六、抑制剂对酶反应速率的影响
1、抑制所用的概念---抑制作用不同于失活作用和去激活作用
（1）失活作用：指酶蛋白分子受到一些物理或化学因素的影响后次级键被破坏，部分或全部改变了酶分子的空间构象，从而引起酶活性的降低或丧失，这是酶蛋白变性的结果。
（2）抑制作用：指酶的必需基团（包括辅因子）的性质受到某种化学性质的影响而发生改变，导致酶活性的降低或丧失。这时酶蛋白一般并未变性。
（3）去激活作用：某些酶只有在金属离子存在下才能很好的表现其活性，如果用金属螯合剂去除金属离子，会引起酶活性的降低或丧失。
2、抑制作用的类型----可逆抑制与不可逆抑制
（1）不可逆抑制：这类抑制作用通常指抑制剂与酶活性中心必需基团以共价键结合，引起酶活性丧失，包括非专一不可逆抑制和专一性不可逆抑制。
（2）可逆抑制：这类抑制作用是指抑制剂与酶蛋白以非共价键结合，具有可逆性，可用透析、超滤、凝胶过滤等方法将抑制剂除去。
◆竞争性抑制：某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而与底物竞争性地
同酶活性中心结合，当抑制剂与活性中心结合后，底物就不能再与活性中心结合，反之，如果酶活性中心已被底物占据，则抑制剂也不能同酶结合，所以，这种抑制作用的强弱取决于抑制剂与底物浓度的比例。这种抑制可以通过增大底物浓度的方法来消除。
◆非竞争性抑制：酶可以同时与底物及抑制剂结合，两者没有竞争作用。
不能用增大底物浓度的方法来消除抑制作用。非竞争性通常与酶的非活性中心部位结合，这种结合引起酶分子构象变化，致使活性中心的催化作用降低。非竞争性抑制作用的强弱取决于抑制剂的绝对浓度，因而不能用增大底物浓度的方法来消除抑制作用。
第五节酶的制备
一、酶的制备及纯化
1、制备战略---活性蛋白提取的一般原则
应尽量低温下操作；
大多数酶在pH小于4或大于10时不稳定，避免过酸过碱；
酶容易在溶液表面或界面处形成薄膜而变性，故操作中应尽量避免泡沫形成；重金属、有机溶剂、微生物污染以及蛋白质存在能使酶失活。
包括抽提、纯化和制剂制备
第一步是将酶从原料中抽提出来制成酶溶液；然后纯化，即选择性地将酶从溶液中分离出来或者选择性地从酶溶液中移除，最后制剂制备，即将纯化的酶做成一定形式的制剂。
2、酶提取纯化的方法---不同目的选用不同的方法
（1）预处理和破碎细胞（植物、动物、现多为微生物材料）
胞外酶不用细胞破碎，胞内酶需要；
动植物用绞肉制成组织糜、或高速研磨；微生物材料用丙酮，能有效破坏细胞壁、
同时溶解脂肪，溶菌酶和盐振荡方法等。
（2）抽提（考虑的因素，pH、盐、温度、其他）
过酸过碱不可；低浓度盐溶液中溶解度较大，一般用等渗溶液；温度一般控制在0-4度
（3）浓缩：蒸发、超过滤、凝胶过滤、冰冻浓缩、其他
蒸发（真空条件下好）；超过滤（允许小分子和水分子通过微孔超滤膜，没有热破坏）；凝胶过滤（利用葡聚糖凝胶Sephadex能吸水膨润、而酶分子排阻于凝胶外的原理进行的）；冰冻浓缩（原理：溶液相对于纯水熔点升高，冰点降低）（4）酶的纯化（纯化的含义、纯化方法的选择）
纯化方法：根据溶解度（盐析法、有机溶剂沉淀法等）根据分子大小（凝胶过滤，超过滤和离心）；解离电学性质（离子交换色谱法）；利用稳定性差异（如选择热变性法、碱变性法等）；基于酶和底物、辅助因子以及抑制剂间具有专一的亲和性作用的特点，如亲和色谱法。
二、酶活性的测定
1、定性测定---根据酶催化的反应判断
检查某一个酶是否存在，利用该酶所催化的化学反应特征，将所提取的酶液与它所催化的底物在一定条件下进行反应，如有产物产生，并且一经煮沸此种活性即消失，就可以证明提取液中有此酶的存在。
2、活力单位----表示酶量的指标
酶活力：酶催化一定化学反应的能力称为酶活力。
酶活力单位：表示酶活力大小的单位，是根据某种酶在最适条件下，单位时间内酶作用的底物的减少量或产物的生成量来表示，所以，反应速率的单位为：浓度/单位时间
3、比活力---表示酶纯度的指标
比活力：是指每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数（有时也用每克酶制剂或每毫升制剂含多少活力单位来表示）。即
比活力=活力单位数/毫克酶蛋白（氮)
4、转换数---另一种表示酶催化能力大小的方法
酶的转换数表示酶的催化中心的活性，它是每秒内每一催化中心（或活性中心）所能转换的底物分子数，或每微摩尔酶活性中心每秒转换底物的物质的量。
5、酶活力的定量测定方法---不同酶选用不同方法
（1）化学分析法：根据酶的最适温度和最适pH，从加进酶液后即开始反应，每隔一定时间，分几次取出一定容积的反应液，停止作用，然后分析底物的消耗量和产物的生成量。
（2）分光光度计量法
利用底物和产物光吸收性质的不同，在整个反应过程中可不断的测定其吸收光谱的变化。
（3）量气法
当酶促反应中底物或产物之一为气体时，可以测定反应系统中气相或压力的改变。（4）pH值测量法
使酶反应在较稀的缓冲液中进行，然后用pH计测定反应进行过程中溶液的pH 的改变。
（5）氧和过氧化氢的极谱测定：用阴极极化的铂电极进行氧的极谱测定，可以记录在氧化酶作用过程中溶解于溶液内的氧浓度的降低。
第六节酶的多样性
一、核酶和蛋白质的自我剪接
核酶能催化RNA分子中一定部位的磷酸二酯键，DNA、直链淀粉的分支反应。二、调节酶
调节酶：这种在体内活性可发生改变并调节代谢速度的酶，称为调节酶。通过酶分子本身的结构变化来改变酶的活性。
1、共价修饰酶
共价修饰或化学修饰：酶蛋白分子肽链上某些氨基酸基团，在另一种酶的催化下，发生可逆的化学修饰，使酶分子共价连接（或脱掉）一定的化学基团，称为共价修饰或化学修饰。
2、别构酶
变构酶：不是通过共价键的变化（化学基团），而是通过酶分子构象的变化来改变酶的活性。
别构酶具有两个空间上彼此独立并分开的特异部位，即活性部位和调节部位。
前者是底物结合部位，后者为效应物（或调节物，常常为代谢产物）的结合部位。当底物与活性部位结合时，酶即催化底物转变为产物；当效应物同调节部位结合时，可引起酶分子的构想变化，从而引起酶活性的改变。
3、聚合解聚调节酶
这类调节酶中，有的是亚基聚合后才有活性，有的则相反，解聚后才是有活性的，聚合后是无活性的（或活性降低）。
三、多功能酶
多功能酶是指结构上仅为一条肽链，却具有两种或两种以上功能的酶蛋白。
四、人工酶
1、抗体酶
抗体酶是将抗体（免疫球蛋白）的高度选择性（专一性）与酶的高效催化能力融为一体的特殊蛋白质，它既具有酶的催化特性，又能与特异性抗原相结合。
人工合成的半抗原免疫动物，使该动物产生抗体，这种抗体即具有酶的催化功能和抗体专一性。
2、突变酶
利用蛋白质工程技术将天然酶的活性基团进行改造所得到的酶称为突变酶。
3、模拟酶
利用有机化学的方法合成比酶分子结构简单得多的具有催化功能的非组蛋白，这种分子模拟天然酶对底物结合和催化过程，既具有酶催化作用的高效率和专一性，又具有比天然酶稳定的特性。
模拟分为3个层次：
（1）合成具有类似酶活力的简单化合物
（2）酶活性部位模拟
（3）整个酶分子模拟
第七节酶在工业上的应用及酶工程
一、酶在食品工业中的应用
1、淀粉加工
常用的淀粉加工的酶由α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、葡萄糖异构酶和脱支酶
等。
2、乳品工业
用到的酶有：凝乳酶用于制造干酪；过氧化氢酶用于牛奶消毒；溶菌酶用于婴儿奶粉中；乳糖酶用于分解乳糖；脂肪酶用于黄油增香。
3、果蔬加工
如葡萄糖氧化酶去除脱水蔬菜糖分，可防止储藏过程中发生褐变。
4、酿酒工业
5、制糖工业
6、肉类和鱼类加工
7、面包等烤焙食品制造
8、酶在轻化工业中的应用
二、酶在化工、轻工方面的应用
1、有机酸的酶法合成
酶法合成的有机酸有苹果酸、酒石酸和长链二羧酸等。
2、酶在氨基酸生产上的应用
表6-7中列举了用酶反应生产的氨基酸
3、酶在轻化工业中的应用
用于洗涤剂的制造，增强去垢力；
用于制革工业原料皮的脱毛；
用于化妆品生产，去除肤屑、洁净皮肤等。
三、酶在医药工业中的应用
1、药用酶
（1）促进消化酶类
（2）消炎酶类如蛋白酶中的胰蛋白的溶栓作用。治疗静脉血栓炎。
（3）与纤维蛋白溶解作用有关的酶类（血液凝固作用）
（4）抗肿瘤的酶
谷氨酰胺酶治疗白血病、腹水瘤
（5）其他药用酶
如青霉素酶能分解青霉素，治疗青霉素引起的过敏
2、诊断用酶(132页）
临床医生鉴别受损伤组织、了解损伤程度、估价治疗效果及预告提供有用资料。当细胞受损时，酶逸出并进入细胞外液，于是细胞外液酶活性增高。测定这些酶活性增高的程度、类型及持续时间，可为临床医生鉴别受损组织、了解损伤程度等。
四、固定化酶
1、概述
2、固定化酶的制备方法
（1）吸附法是使酶分子吸附于不溶性载体上。
（2）载体偶联法让酶通过化学反应以共价键偶联于适当的载体上的方法。（3）交联法
（4）包埋法
3、研究固定化酶的意义
五、酶工程
酶工程是工业上有目的地设计一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在
常温常压下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其他目的地一门应用技术，也就是把酶或细胞直接应用于化学工业的技术系统。主要包括酶的基因定点突变、酶功能基团的化学修饰、酶和细胞的固定化技术、反应器、反应的检测和控制等。
第六章酶化学
1、酶原激活
2、活性中心
3、同工酶
4、诱导契合学说
5、抑制作用的类型及其作用的方式是？
6、比活力
7、酶工程
生物化学习题 蛋白质 —、填空题 1. 氨基酸的等电点（pl）是指—水溶液中，氨基酸分子净电荷为0时的溶液PH值。 2. 氨基酸在等电点时，主要以_兼性一离子形式存在,在pH>pI的溶液中，大部分以负/阴离子形式存在,在pH 第一章糖类 提要 糖类是四大类生物分子之一，广泛存在于生物界，特别是植物界。糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源，复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程，并因此出现一门新的学科，糖生物学。 多数糖类具有(CH2O)n的实验式，其化学本质是多羟醛、多羟酮及其衍生物。糖类按其聚合度分为单糖，1个单体；寡糖，含2-20个单体；多糖，含20个以上单体。同多糖是指仅含一种单糖或单糖衍生物的多糖，杂多糖指含一种以上单糖或加单糖衍生物的多糖。糖类与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称复合糖或糖复合物。 单糖，除二羟丙酮外，都含有不对称碳原子(C*)或称手性碳原子，含C*的单糖都是不对称分子，当然也是手性分子，因而都具有旋光性，一个C*有两种构型D-和L-型或R-和S-型。因此含n个C*的单糖有2n个旋光异构体，组成2n-1对不同的对映体。任一旋光异构体只有一个对映体，其他旋光异构体是它的非对映体，仅有一个C*的构型不同的两个旋光异构体称为差向异构体。 单糖的构型是指离羧基碳最远的那个C*的构型，如果与D-甘油醛构型相同，则属D系糖，反之属L 系糖，大多数天然糖是D系糖Fischer E论证了己醛糖旋光异构体的立体化学，并提出了在纸面上表示单糖链状立体结构的Fischer投影式。许多单糖在水溶液中有变旋现象，这是因为开涟的单糖分子内醇基与醛基或酮基发生可逆亲核加成形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。这种反应经常发生在C5羟基和C1醛基之间，而形成六元环砒喃糖(如砒喃葡糖)或C5经基和C2酮基之间形成五元环呋喃糖(如呋喃果糖)。成环时由于羰基碳成为新的不对称中心，出现两个异头差向异构体，称α和β异头物，它们通过开链形式发生互变并处于平衡中。在标准定位的Hsworth式中D-单糖异头碳的羟基在氧环面下方的为α异头物，上方的为β异头物，实际上不像Haworth式所示的那样氧环面上的所有原子都处在同一个平面，吡喃糖环一般采取椅式构象，呋喃糖环采取信封式构象。 单糖可以发生很多化学反应。醛基或伯醇基或两者氧化成羧酸，羰基还原成醇；一般的羟基参与成脂、成醚、氨基化和脱氧等反应；异头羟基能通过糖苷键与醇和胺连接，形成糖苷化合物。例如，在寡糖和多糖中单糖与另一单糖通过O-糖苷键相连，在核苷酸和核酸中戊糖经N-糖苷键与心嘧啶或嘌呤碱相连。 生物学上重要的单糖及其衍生物有Glc, Gal，Man, Fru,GlcNAc, GalNAc,L-Fuc,NeuNAc (Sia),GlcUA 等它们是寡糖和多糖的组分,许多单糖衍生物参与复合糖聚糖链的组成，此外单糖的磷酸脂，如6-磷酸葡糖，是重要的代谢中间物。 蔗糖、乳糖和麦芽糖是常见的二糖。蔗糖是由α-Gla和β- Fru在两个异头碳之间通过糖苷键连接而成，它已无潜在的自由醛基，因而失去还原，成脎、变旋等性质，并称它为非还原糖。乳糖的结构是Gal β(1-4)Glc，麦芽糖是Glcα(1-4)Glc,它们的末端葡萄搪残基仍有潜在的自由醛基，属还原糖。环糊精由环糊精葡糖基转移酶作用于直链淀粉生成含6,7或8个葡萄糖残基，通过α-1,4糖苷键连接成环，属非还原糖，由于它的特殊结构被用作稳定剂、抗氧化剂和增溶剂等。 淀粉、糖原和纤维素是最常见的多糖，都是葡萄糖的聚合物。淀粉是植物的贮存养料，属贮能多糖，是人类食物的主要成分之一。糖原是人和动物体内的贮能多糖。淀粉可分直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉分子只有α-1,4连键，支链淀粉和糖原除α-1,4连键外尚有α-1,6连键形成分支，糖原的分支程度比支链淀粉高。纤维素与淀粉、糖原不同，它是由葡萄糖通过β糖苷键连接而成的，这一结构特点使纤维素具有适于作为结构成分的物理特性，它属于结构多糖。 肽聚糖是细菌细胞壁的成分，也属结构多糖。它可看成由一种称胞壁肽的基本结构单位重复排列构成。胞壁肽是一个含四有序侧链的二糖单位，G1cNAcβ(1-4)MurNAc，二糖单位问通过β-1,4连接成多糖，链相邻的多糖链通过转肽作用交联成一个大的囊状分子。青霉素就是通过抑制转肽干扰新的细胞壁形成而起抑菌作用的。磷壁酸是革兰氏阳性细菌细胞壁的特有成分;脂多糖是阴性细菌细胞壁的特有成分。 糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质。许多膜内在蛋白质加分泌蛋白质都是糖蛋白糖蛋白和糖脂中的寡糖链，序列多变，结构信息丰富，甚至超过核酸和蛋白质。一个寡搪链中单糖种类、连接位置、异头碳构型和糖环类型的可能排列组合数目是一个天文数字。糖蛋白中寡糖链的还原端残基与多肽链氨基酸残基之间的连接方式有:N-糖太键，如β- GlcNAc-Asn和O-糖肽链，如α-GalNAc-Thr/Ser, β-Gal-Hyl, β-L-Araf-Hyp,N-连接的寡糖链(N-糖链)都含有一个共同的结构花式称核心五糖或三甘露糖基核心，N-糖链可分为复杂型、高甘露糖型和杂合型三类，它们的区别王要在外周链,O-糖链的结构比N-糖链简单，但连 生物化学第一章蛋白质化学测试题 一、单项选择题 1．测得某一蛋白质样品的氮含量为0．40g，此样品约含蛋白质多少？B(每克样品*6.25) A．2．00g B．2．50g C．6．40g D．3．00g E．6．25g 2．下列含有两个羧基的氨基酸是：E A．精氨酸B．赖氨酸C．甘氨酸 D．色氨酸 E．谷氨酸 3．维持蛋白质二级结构的主要化学键是：D A．盐键 B．疏水键 C．肽键D．氢键 E．二硫键(三级结构) 4．关于蛋白质分子三级结构的描述，其中错误的是：B A．天然蛋白质分子均有的这种结构 B．具有三级结构的多肽链都具有生物学活性 C．三级结构的稳定性主要是次级键维系 D．亲水基团聚集在三级结构的表面 E．决定盘曲折叠的因素是氨基酸残基 5．具有四级结构的蛋白质特征是：E A．分子中必定含有辅基 B．在两条或两条以上具有三级结构多肽链的基础上，肽链进一步折叠，盘曲形成 C．每条多肽链都具有独立的生物学活性 D．依赖肽键维系四级结构的稳定性 E．由两条或两条以上具在三级结构的多肽链组成 6．蛋白质所形成的胶体颗粒，在下列哪种条件下不稳定：C A．溶液pH值大于pI B．溶液pH值小于pI C．溶液pH值等于pI D．溶液pH值等于7．4 E．在水溶液中 7．蛋白质变性是由于：D A．氨基酸排列顺序的改变B．氨基酸组成的改变C．肽键的断裂D．蛋白质空间构象的破坏E．蛋白质的水解 8．变性蛋白质的主要特点是：D A．粘度下降B．溶解度增加C．不易被蛋白酶水解 D．生物学活性丧失 E．容易被盐析出现沉淀 9．若用重金属沉淀pI为8的蛋白质时，该溶液的pH值应为：B A．8 B．＞8 C．＜8 D．≤8 E．≥8 10．蛋白质分子组成中不含有下列哪种氨基酸？E A．半胱氨酸 B．蛋氨酸 C．胱氨酸 D．丝氨酸 E．瓜氨酸二、多项选择题 1．含硫氨基酸包括：AD A．蛋氨酸 B．苏氨酸 C．组氨酸D．半胖氨酸2．下列哪些是碱性氨基酸：ACD A．组氨酸B．蛋氨酸C．精氨酸D．赖氨酸 3．芳香族氨基酸是：ABD A．苯丙氨酸 B．酪氨酸 C．色氨酸 D．脯氨酸 4．关于α-螺旋正确的是：ABD A．螺旋中每3．6个氨基酸残基为一周 B．为右手螺旋结构 C．两螺旋之间借二硫键维持其稳定（氢键） D．氨基酸侧链R基团分布在螺旋外侧 5．蛋白质的二级结构包括：ABCD A．α-螺旋 B．β-片层C．β-转角 D．无规卷曲 6．下列关于β-片层结构的论述哪些是正确的：ABC A．是一种伸展的肽链结构 B．肽键平面折叠成锯齿状 C．也可由两条以上多肽链顺向或逆向平行排列而成 D．两链间形成离子键以使结构稳定(氢键) 7．维持蛋白质三级结构的主要键是：BCD A．肽键B．疏水键C．离子键D．范德华引力 8．下列哪种蛋白质在pH5的溶液中带正电荷？BCD(>5) A．pI为4．5的蛋白质B．pI为7．4的蛋白质 C．pI为7的蛋白质D．pI为6．5的蛋白质 9．使蛋白质沉淀但不变性的方法有：AC A．中性盐沉淀蛋白 B．鞣酸沉淀蛋白 C．低温乙醇沉淀蛋白D．重金属盐沉淀蛋白 第七章酶化学 一、填空题 1.全酶由________________和________________组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中________________决定酶的专一性和高效率，________________起传递电子、原子或化学基团的作用。 2.酶是由________________产生的，具有催化能力的________________。 3.酶的活性中心包括________________和________________两个功能部位，其中________________直接与底物结合，决定酶的专一性，________________是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。 4.常用的化学修饰剂DFP可以修饰________________残基，TPCK常用于修饰________________残基。 5.酶促动力学的双倒数作图(Lineweaver-Burk作图法)，得到的直线在横轴上的截距为________________，纵轴上的截距为________________。 6.磺胺类药物可以抑制________________酶，从而抑制细菌生长繁殖。 7.谷氨酰胺合成酶的活性可以被________________共价修饰调节；糖原合成酶、糖原磷酸化酶等则可以被________________共价修饰调节。 二、是非题 1.[ ]对于可逆反应而言，酶既可以改变正反应速度，也可以改变逆反应速度。 2.[ ]酶活性中心一般由在一级结构中相邻的若干氨基酸残基组成。 3.[ ]酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。 4.[ ]Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关。 5.[ ]当[S]>> Km时，v 趋向于Vmax，此时只有通过增加[E]来增加v。 6.[ ]酶的最适温度与酶的作用时间有关，作用时间长，则最适温度高，作用时间短，则最适温度低。 7.[ ]增加不可逆抑制剂的浓度，可以实现酶活性的完全抑制。 8.[ ]正协同效应使酶促反应速度增加。 9.[ ]竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。 10.[ ]酶反应的最适pH只取决于酶蛋白本身的结构。 三、选择题 1.[ ]利用恒态法推导米氏方程时，引入了除哪个外的三个假设？ A.在反应的初速度阶段，E+P→ES可以忽略 B.假设［S］>>［E］，则［S］-［ES］≈［S］ C.假设E+S→ES反应处于平衡状态 D.反应处于动态平衡时，即ES的生成速度与分解速度相等 2.[ ]用动力学的方法可以区分可逆、不可逆抑制作用，在一反应系统中，加入过量S和一定量的I，然后改变［E］，测v，得v～［E］曲线，则哪一条曲线代表加入了一定量的可逆抑制剂？ A.1 B.2 C.3 D.不可确定 第二章糖类 1、判断对错，如果认为错误，请说明原因。 （1）所有单糖都具有旋光性。 答：错。二羟酮糖没有手性中心。 （2）凡具有旋光性的物质一定具有变旋性，而具有变旋性的物质也一定具有旋光性。 答：凡具有旋光性的物质一定具有变旋性：错。手性碳原子的构型在溶液中发生了 改变。大多数的具有旋光性的物质的溶液不会发生变旋现象。 具有变旋性的物质也一定具有旋光性：对。 （3）所有的单糖和寡糖都是还原糖。 答：错。有些寡糖的两个半缩醛羟基同时脱水缩合成苷。如：果糖。 （4）自然界中存在的单糖主要为D-型。 答：对。 （5）如果用化学法测出某种来源的支链淀粉有57 个非还原端，则这种分子有56 个分支。 答：对。 2、戊醛糖和戊酮糖各有多少个旋光异构体（包括α-异构体、β-异构体）？请写出戊醛糖的开链结构式（注明构型和名称）。 答：戊醛糖：有3 个不对称碳原子，故有2 3 =8 种开链的旋光异构体。如果包括α-异构体、 β-异构体，则又要乘以2=16 种。 戊酮糖：有2 个不对称碳原子，故有2 2 =4 种开链的旋光异构体。没有环状所以没有α-异 构体、β-异构体。 3、乳糖是葡萄糖苷还是半乳糖苷，是α-苷还是β-苷？蔗糖是什么糖苷，是α- 苷还是β -苷？两分子的D-吡喃葡萄糖可以形成多少种不同的二糖？ 答：乳糖的结构是4-O-（β-D-吡喃半乳糖基）D-吡喃葡萄糖[β-1，4]或者半乳糖β（1→4） 葡萄糖苷，为β-D-吡喃半乳糖基的半缩醛羟基形成的苷因此是β-苷。 蔗糖的结构是葡萄糖α（1→2）果糖苷或者果糖β（2→1）葡萄糖，是α-D-葡萄糖的半缩 醛的羟基和β- D -果糖的半缩醛的羟基缩合形成的苷，因此既是α苷又是β苷。两分子的D-吡喃葡萄糖可以形成19 种不同的二糖。4 种连接方式α→α，α→β，β→α， β→β，每个5 种，共20 种-1 种（α→β，β→α的1 位相连）=19。 4、某种α-D-甘露糖和β-D-甘露糖平衡混合物的[α]25 D 为+ °，求该平衡混合物中α-D- 甘露糖和β-D-甘露糖的比率（纯α-D-甘露糖的[α]25 D 为+ °，纯β-D-甘露糖的[α]25 D 为- °）； 解：设α-D-甘露糖的含量为x,则 (1-x)= X=% 该平衡混合物中α-D-甘露糖和β-D-甘露糖的比率:= 5、请写出龙胆三糖[β-D-吡喃葡萄糖（1→6）α-D-吡喃葡萄糖（1→2）β-D-呋喃果糖] 的 结构式。. 6、水解仅含D-葡萄糖和D-甘露糖的一种多糖30g,将水解液稀释至平衡100mL。此水解液 在10cm 旋光管中测得的旋光度α为+ °，试计算该多糖中D-葡萄糖和D-甘露糖的物质的 量的比值(α/β-葡萄糖和α/β-甘露糖的[α]25 D 分别为+ °和+ °）。 解：[α]25 D= α25 D /cL×100= ( 30×1)×100= 设D-葡萄糖的含量为x,则 +(1-x)= X=% 1 / 23 第三章酶. 三、典型试题分析 1．一个酶作用于多种底物时，其天然底物的Km值应该是(1995年生 化考题) A．最大B．与其他底物相同C．最小 D．居中E．与K3相同 [答案]C 2.下列关于酶的活性中心的叙述哪些是正确的（1996年生化考题） A.所有的酶都有活性中心 B.所有的酶活性中心都含有辅酶 C.酶的必需基团都位于活性中心之内 D.所有抑制剂都作用于酶的活性中心 E.所有酶的活性中心都含有金属离子 [答案]A 3.乳酸脱氢酶经透析后，催化能力显著降低，其原因是（1997年生化考题） A.酶蛋白变形 B.失去辅酶 C.酶含量减少 D.环境PH值发生了改变 E.以上都不是 2 / 23 [答案]B 4.关于酶的化学修饰，错误的是 A.酶以有活性（高活性），无活性（低活性）两种形式存在 B.变构调节是快速调节，化学修饰不是快速调节 B.两种形式的转变有酶催化 D.两种形式的转变由共价变化 E.有放大效应 [答案]B 5.．测定酶活性时，在反应体系中，哪项叙述是正确的 A．作用物的浓度越高越好B．温育的时间越长越好 C．pH必须中性D．反应温度宜以3713为佳 E．有的酶需要加入激活剂 [答案]E 6．下列关于酶活性中心的叙述哪些是正确的(1999年生化试题) A．是由一条多肽链中若干相邻的氨基酸残基以线状排列而成B．对于整个酶分子来说，只是酶的一小部分 C.仅通过共价键与作用物结合D．多具三维结构 (答案]B和D 7．酶的变构调节 A．无共价键变化B．构象变化 C．作用物或代谢产物常是变构剂 3 / 23 D．酶动力学遵守米式方程 (答案)A、B和C 8.酶原之所以没有活性是因为(2000年生化试题) A.酶蛋白肽链合成不完全B．缺乏辅酶或辅基 C.活性中心未形成或未暴露 D.酶原是已经变性的蛋白质 E.酶原是普通的蛋白质 [答案]C 四、测试题 (一)A型题 1，下列对酶的叙述，哪一项是正确的? A．所有的蛋白质都是酶B，所有的酶均以有机化合物作为底物 C.所有的酶均需特异的辅助因子 D．所有的酶对其底物都是有绝对特异性 E．少数RNA具有酶一样的催化活性 2．在常温常压及中性pH条件下，酶比一般催化剂的效率可高A．10～102倍B．102～104倍巳104～108倍 D．108～1012倍E．1020倍以上 3．以下哪项不是酶的特点 A．多数酶是细胞制造的蛋白质 4 / 23 B．易受pH，温度等外界因素的影响 1 绪论 1．生物化学研究的对象和内容是什么？ 解答：生物化学主要研究: （1）生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能； （2）生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化； （3）生物遗传信息的储存、传递和表达； （4）生物体新陈代谢的调节与控制。 2．你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。 提示：生物化学是生命科学的基础学科，注意从不同的角度，去理解并运用生物化学的知识。 3．说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。 解答：生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。碳原子具有特殊的成键性质，即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键，碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。氮、氧、硫、 磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基（—NH2）、羟基（—OH ）、羰基（C O ）、羧基（—COOH ）、巯基（—SH ）、磷酸基（—PO4 ）等功能基团。这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。 生物大分子在结构上也有着共同的规律性。生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状，其主链骨架呈现周期性重复。构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。氨基酸之间通过肽键相连。肽链具有方向性（N 端→C 端）,蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复；核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连，核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖（或脱氧核糖）”重复；构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱，其非极性烃长链也是一种重复结构；构成多糖的构件是单糖，单糖间通过糖苷键相连，淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。 2 蛋白质化学 1．用于测定蛋白质多肽链N 端、C 端的常用方法有哪些？基本原理是什么？ 解答：（1） N-末端测定法：常采用2,4―二硝基氟苯法、Edman 降解法、丹磺酰氯法。 ①2,4―二硝基氟苯(DNFB 或FDNB)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与2,4―二硝基氟苯（2,4―DNFB ）反应（Sanger 反应），生成DNP ―多肽或DNP ―蛋白质。由于DNFB 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNP ―多肽经酸水解后，只有N ―末端氨基酸为黄色DNP ―氨基酸衍生物，其余的都是游离氨基酸。 ② 丹磺酰氯(DNS)法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯（DNS ―Cl ）反应生成DNS ―多肽或DNS ―蛋白质。由于DNS 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定，因此DNS ―多肽经酸水解后，只有N ―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS ―氨基酸，其余的都是游离氨基酸。 ③ 苯异硫氰酸脂（PITC 或Edman 降解）法：多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯（PITC ）反应（Edman 反应），生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。在酸性有机溶剂中加热时，N ―末端的PTC ―氨基酸发生环化，生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来，除去N ―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。 ④ 氨肽酶法：氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶，能从多肽链的N 端逐个地向里切。根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量，按反应时间和残基释放量作动力学曲线，就能知道该蛋白质的N 端残基序列。 （2）C ―末端测定法：常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。 肼解法：蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解，反应中除C 端氨基酸以游离形式存 在外，其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。 5 糖类分解代谢 一、名词解释 1、糖酵解途径：是在无氧条件下，葡萄糖进行分解，形成2分子丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应。 2、柠檬酸循环：是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化生成CO2的酶促反应的循环系统，该循环的第一步反应是由乙酰CoA和草酰乙酸缩合形成柠檬酸。 3、糖的有氧氧化：糖的有氧氧化指葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程。是糖氧化的主要方式。 4、磷酸戊糖途径：是指机体某些组织（如肝、脂肪组织等）种一个葡萄糖-6-磷酸经代谢产生NADPH和核糖-5-磷酸的途径。该途径包括氧化和非氧化两个阶段，在氧化阶段，葡萄糖-6-磷酸转化为核酮糖-5-磷酸和CO2,并生成两分子的NADPH；在非氧化阶段，核酮糖-5-磷酸异构化生成核糖-5-磷酸或转化为酵解中的两个中间代谢物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。 5、发酵：厌氧有机体把糖酵解生成NADH中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛，使之生成乙醇的过程称之为乙醇发酵。如果将氢交给丙酮酸生成乳酸则叫乳酸发酵。 二、填空 1、糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应，这些酶是磷酸果糖激酶、己糖激酶和丙酮酸激酶。 2、3-磷酸甘油醛脱氢酶酶催化的反应是EMP途径中的第一个氧化反应。 3、糖酵解中催化作用物水平磷酸化的两个酶是磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶。 4、在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成A TP的高能化合物是1,3-二磷酸甘油酸和PEP。 5、糖酵解在细胞的细胞质中进行，该途径是将葡萄糖转变为丙酮酸，同时生成ATP和NADH的一系列酶促反应。 6、丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH来自于3-磷酸甘油醛的氧化。 7、TCA循环的第一个产物是柠檬酸。由柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，和α-酮戊二酸脱氢酶所催化的反应是该循环的主要限速反应。 8、TCA循环中有二次脱羧反应，分别是由异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶催化。脱去的CO2中的C原子分别来自于草酰乙酸中的C1和C4。 9、TCA循环中大多数酶位于线粒体基质，只有琥珀酸脱氢酶位于线粒体内膜。 10、丙酮酸脱氢酶系由丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰转乙酰基酶和二氢硫辛酸脱氢酶组成。三羧酸循环过程中有4次脱氢和2次脱羧反应。三羧酸循环过程主要的关键酶是柠檬酸合酶；每循环一周可生成1个A TP。 11、磷酸戊糖途径可分为2阶段，分别称为氧化脱羧和非氧化的分子重排，其中两种脱氢酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄酸糖脱氢酶，它们的辅酶是NADP＋。 12、在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为转酮醇酶，其辅酶为TPP（焦磷酸硫胺素）；催化由酮糖向醛糖转移三碳单位的酶为转醛醇酶。转酮醇酶(transketolase)就是催化含有一个酮基、一个醇基的二碳基团(羟乙酰基)转移的酶。其接受体是醛，辅酶是TPP。转醛醇酶(transaldolase)是催化含有一个酮基、二个醇基的三碳基团(二羟丙酮基团)转移的酶.其接受体是醛,但不需要TPP. 13、植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是α-淀粉酶，β-淀粉酶，脱支酶，麦芽糖酶。 14、淀粉的磷酸解过程通过淀粉磷酸化酶降解α–1，4糖苷键，靠转移酶和脱支酶降解α–1，6糖苷键。 三、单项选择题 1、丙酮酸脱氢酶系是个复杂的结构，包括多种酶和辅助因子。下列化合物中哪个不是丙酮酸脱氢酶组分？ A、TPP B、硫辛酸 C、FMN D、Mg2＋ E、NAD＋ 2、丙酮酸脱氢酶系受到哪些因素调控？ A、产物抑制、能荷调控、磷酸化共价调节 B、产物抑制、能荷调控、酶的诱导 C、产物抑制、能荷调控 D、能荷调控、磷酸化共价调节、酶的诱导 E.能荷调控、酶的诱导 3、下述那种情况可导致丙酮酸脱氢酶系活性升高？ A、ATP/ADP比值升高 B、CH3COCoA/CoA比值升高 C、NADH/ NAD＋比值升高 D、能荷升高 E、能荷下降 4、三羧酸循环中有底物水平磷酸化的反应是： A、柠檬酸→α-酮戊二酸 B、琥珀酰CoA→琥珀酸（琥珀酸硫激酶） C、琥珀酸→延胡索酸 D、延胡索酸→草酰乙酸 E. 苹果酸→草酰乙酸 5、糖代谢中间产物中含有高能磷酸键的是： A、6-磷酸葡萄糖 B、6-磷酸果糖 C、1，6-二磷酸果糖 D、3-磷酸甘油醛 E、1，3-二磷酸甘油酸 6、1分子葡萄糖酵解时净生成多少个ATP？ A、1 B、2 C、3 D、4 E、5 7、磷酸果糖激酶的最强变构激活剂是： A、AMP B、ADP C、ATP D、2，6-二磷酸果糖 E、1，6-二磷酸果糖 8、糖的有氧氧化的最终产物是： A、CO2+H2O+ATP B、乳酸 C、丙酮酸 D、乙酰CoA A、磷酸戊糖途径 B、糖异生 C、糖的有氧氧化 D、糖原合成与分解 E、糖酵解 10、三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是： A、糖异生 B、糖酵解 C、三羧酸循环 D、磷酸戊糖途径 E、糖的有氧氧化 14．生物素是哪个酶的辅酶： A、丙酮酸脱氢酶 B、丙酮酸羧化酶 C、烯醇化酶 D、醛缩酶 E、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 15、三羧酸循环中催化琥珀酸形成延胡索酸的酶是琥珀酸脱氢酶，此酶的辅因子是 A、NAD+ B、CoASH C、FAD D、TPP E、NADP+ 16、丙二酸能阻断糖的有氧氧化，因为它： A、抑制柠檬酸合成酶 B、抑制琥珀酸脱氢酶 C、阻断电子传递 D、抑制丙酮酸脱氢酶 17、在厌氧条件下，下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累？ 一、名词解释 1 核酶 答案: 具有催化活性的RNA。 2 酶 答案: 酶是生物体内活细胞合成的一种生物催化剂。 3 酶的竞争性抑制剂 答案: 抑制剂与底物化学结构相似，能与底物竞争占据酶的活性中心，形成EI复合物，而阻止ES复合物的形成从而抑制了酶的活性。 4 辅基 答案: 与酶蛋白结合牢固，催化反应时，不脱离酶蛋白，用透析、超滤等方法不易与酶蛋 白分开。 5 辅酶 答案: 与酶蛋白结合松散，催化反应时，与酶蛋白可逆结合，用透析、超滤等方法易与酶 蛋白分开。 6 酶的活性中心 答案: 酶与底物结合，并参与催化的部位。 7 酶原 答案: 没有催化活性的酶前体 8 米氏常数 答案: 酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。 9 酶的激活剂 答案: 能提高酶活性，加速酶促反应进行的物质。 10 酶的抑制剂 答案: 虽不引起蛋白质变性，但能与酶分子结合，使酶活性下降，甚至完全丧失活性，这 种使酶活性受到抑制的特殊物质，称为酶的抑制剂。 11 酶的不可逆抑制剂 答案: 与酶的必需基团共价结合，使酶完全丧失活性，不能用透析、超滤等物理方法解除 的抑制剂。 12 酶的可逆抑制剂 答案: 能与酶非共价结合，但可以用透析、超滤等简单的物理方法解除，而使酶恢复活性的抑制剂。 13 酶的非竞争性抑制剂 答案: 抑制剂与底物化学结构并不相似，不与底物抢占酶的活性中心，但能与酶活性中心 外的必需基团结合，从而抑制酶的活性。 14 酶活力 答案: 指酶加速化学反应的能力，也称酶活性。 15 比活力 答案: 每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数(U/mg)，也称比活性或简称比活。 二、填空题 1 酶的化学本质大部分是，因而酶具有蛋白质的性质和结构。 答案: 蛋白质，理化性质，各级结构 2 目前较公认的解释酶作用机制的学说分别是、、和。 生物化学 第四章 酶 1、什么是酶?(酶的定义是什么)?酶的化学本质是什么? (1)酶是由活细胞产生的对特异底物具有高效催化作用的蛋白质和核酸 (2) 化学本质：蛋白质 2、什么是单体酶?寡聚酶?多酶复合体?多功能酶? 单体酶：由一条多肽链构成的酶，溶菌酶； 寡聚酶：由多个相同或不同亚基以非共价键连接的酶，磷酸化酶a ； 多聚复合体：由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成。可一次催化连锁反应的复合体，丙酮酸脱氢酶系； 多功能酶：一条多肽链上同时具有多种不同催化活性的酶，生物进化中基因融合的产物，DNA 聚合酶 3、简述酶的分类?单纯酶、结合酶的定义是什么?酶蛋白、辅助因子的作用? 酶的分类：单体酶、寡聚酶、多酶复合体及多功能酶 单纯酶：仅由多肽链组成，如淀粉、脲酶、核糖核酸酶等 结合酶：由蛋白质部分和非蛋白质部分组成，其催化作用依赖于两部分的共同参与，如氨基转移酶、碳酸酐酶、乳酸脱氢酶等。 酶蛋白的作用：决定反应专一性 辅助因子的作用：决定反应的种类与性质 4、辅助因子的分类及分类依据是什么?各自(辅酶、辅基)的作用分别由哪些? 辅助因子的分类：辅酶和辅基。分类依据：按照其与酶蛋白结合的紧密程度及作用特点不同 辅酶的作用：与酶蛋白共价键结合紧密，不可用透析、超滤方法除去 辅基的作用：与酶蛋白非共价键结合不牢固，可用透析、超滤方法除去 5、什么是酶的活性中心?酶的活性中心包括哪些基团?这些基团的功能是什么? 酶的活性中心：酶分子中必需基团相对集中，形成一个与底物特异性结合并催化其反应生成产物的具有特定三维结构的区域。 活性中心的基团 (1)结合基团：可与底物结合 (2)催化基团：催化底物发生化学反应 6、什么是酶原?什么是酶原激活?酶原激活的机制是什么?简述酶原激活的生理意义? 酶原：是细胞内合成或初分泌时处于无活性状态的酶的前体 酶原激活：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)酶原是酶的安全转运形式，避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并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)酶原是酶的安全储存形式，在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。 7、什么是同工酶?乳酸脱氢酶同工酶有哪几种?血清中同工酶活性改变有何临床意义? 同工酶：催化同一化学反应，但酶蛋白分子结构、理化性质和免疫学性质不同的一组酶。 乳酸脱氢酶同工酶:1LDH 、2LDH 、3LDH 、4LDH 、5LDH 血清中同工酶活性改变的临床意义：疾病诊断 8、根据酶促反应的类型，酶可以分为哪几类? 六、综合题 1、物质代谢是相互联系的。结合糖代谢和代谢的知识，讨论糖在体内转变为脂肪的大体反应途径 2、有人给肥胖者提出下列减肥方案，该方案包括两点：①严格限制饮食中脂肪的摄入，脂肪的摄入量是越少越好；②不必限制饮食中蛋 白质和糖的量。试用所学生物化学知识分析，该方案是否可行，并写下你的推理过程。 答：此方案不可行。这是因为： ①严格限制饮食中脂肪的摄入是对的，脂肪的摄入但并非越少越好，人体需要的必需脂肪酸必须靠食物中的脂肪提供。许多脂溶性维生素也溶解在油脂中，食用一定量的脂肪也有助于脂溶性维生素的吸收。 ②物质代放谢是相互联系的，通过限制脂肪的摄入，而不限制饮食中的蛋白质和糖的量，是永远达不到目的，减肥，意欲减少体内脂肪，如果不限制蛋白质和糖的摄入，糖和脂肪在体内很容易转变为脂肪，不但不能减肥，可能还会增加体重。 ③减肥应通过脂肪动员来实现，而脂肪动员的条件是供能不足，只有在食物总热量低于人体所需的总热量时才能进行脂肪动员。限制饮食总热量时得提供足够的蛋白质，以保持体内的氮平衡。热量低于人体所需的总热量时才能进行脂肪动员。限制饮食总热量时得提供足够的蛋白质，以保持体内的氮平衡。 3、一位农家小女孩，尽管有着正常的平衡膳食，但也患有偶然的轻度酮症。你作为一名学过生化的学生，当发现她的奇数脂肪酸的代谢不及偶数脂肪酸的代谢好， 并得知她每天早上偷偷地摸到鸡舍去拿生鸡蛋吃，你打算下结论说，她患有某种先天性的糖代谢的酶缺陷？试就她的病症提出另一种合理的解释。 该女孩并未患某种先天性的糖代谢的酶缺陷。这是因为：①如果患有某种先天性的糖代谢缺陷。那么小孩在正常平衡膳食时不会是偶然的轻度酮症；②该小女孩常去拿生鸡蛋吃，因为生鸡蛋清中有一种抗生物素蛋白，它与生物素结合后影响了生物素的吸收，导 致她出现生物素的缺乏，而生物素是所有需ATP 的羧化酶催化的反应所必需。下列酶的活性受到影响： 位。 G-3-P DHAP 脂肪 , 以及各主要反应阶段发生在细胞内何部 不必考虑病理状态和遗传因素） 答： 酶 （一）名词解释 值） 1．米氏常数（K m 2．底物专一性（substrate specificity） 3．辅基（prosthetic group） 4．单体酶（monomeric enzyme） 5．寡聚酶（oligomeric enzyme） 6．多酶体系（multienzyme system） 7．激活剂（activator） 8．抑制剂（inhibitor inhibiton） 9．变构酶（allosteric enzyme） 10．同工酶（isozyme） 11．诱导酶（induced enzyme） 12．酶原（zymogen） 13．酶的比活力（enzymatic compare energy） 14．活性中心（active center） （二）英文缩写符号 1．NAD+（nicotinamide adenine dinucleotide） 2．FAD（flavin adenine dinucleotide） 3．THFA（tetrahydrofolic acid） 4．NADP+（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）5．FMN（flavin mononucleotide） 6．CoA（coenzyme A） 7．ACP（acyl carrier protein） 8．BCCP（biotin carboxyl carrier protein） 9．PLP（pyridoxal phosphate） （三）填空题 1．酶是产生的，具有催化活性的。2．酶具有、、和等催化特点。3．影响酶促反应速度的因素有、、、、和。 4．胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有、、和基，三者构成一个氢键体系，使其中的上的成为强烈的亲核基团，此系统称为系统或。 5．与酶催化的高效率有关的因素有、、、 、等。 6．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的抑制剂。 7．变构酶的特点是：（1），（2），它不符合一般的，当以V对[S]作图时，它表现出型曲线，而非曲线。它是酶。 8．转氨酶的辅因子为即维生素。其有三种形式，分别为、、，其中在氨基酸代谢中非常重要，是、和的辅酶。 9．叶酸以其起辅酶的作用，它有和两种还原形式，后者的功能作为载体。 10．一条多肽链Asn-His-Lys-Asp-Phe-Glu-Ile-Arg-Glu-Tyr-Gly-Arg经胰蛋白酶水解可得到个多肽。 11．全酶由和组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中决定酶的专一性和高效率，起传递电子、原子或化学基团的作用。12．辅助因子包括、和等。其中与酶蛋白结合紧密，需要除去，与酶蛋白结合疏松，可以用除去。13．T．R．Cech和S.Alman因各自发现了而共同获得1989年的诺贝尔奖（化学奖）。 14．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类、、、、、和。 蛋白质降解及氨基酸代谢： 1.氨基酸脱氨基后C链如何进入TCA循环.（30分） P315 图30-13 2.说明尿素形成机制和意义（40分） P311-314 概括精要回答 3.提高Asp和Glu的合成会对TCA循环产生何种影响?细胞会怎样应付这种状况？（30分） 参考答案： 核苷酸代谢及蛋白质合成题目及解答精要： 1.生物体内嘌呤环和嘧啶环是如何合成的？有哪些氨基酸直接参与核苷酸的合成？ 嘌呤环（Gln+Gly+Asp）嘧啶环（Gln+Asp） 2.简要说明糖、脂肪、氨基酸和核苷酸代谢之间的相互联系？ 直接做图，并标注连接点 生物氧化及电子传递题目及解答精要： 名词解释：（60分，10分一题） 甘油-3-磷酸穿梭：P139 需概括 苹果酸-天冬氨酸穿梭：P139 需概括 电子传递链：P119 解偶联剂：P137 化学渗透假说：P131 生物氧化：P114 两个出处，总结概括 问答题：（10分） 1.比较底物水平磷酸化和氧化磷酸化两者的异同？ 参考答案： 也可自己概括 2.以前有人曾经考虑过使用解偶联剂如2，4-二硝基苯酚（DNP）作为减肥药，但不久即放弃使用，为什么？（10分） 参考答案： 3.已知有两种新的代谢抑制剂A和B：将离体的肝线粒体制剂与丙酮酸、氧气、ADP和无机磷酸一起保温，发现加入抑制剂A，电子传递和氧化磷酸化就被抑制；当既加入A又加入抑制剂B的时候，电子传递恢复了，但氧化磷酸化仍不能进行，请问：①.抑制剂A和B属于电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂，还是解偶联剂？②.给出作用方式和A、B类似的抑制剂？（20分） 参考答案： 糖代谢及其他途径： 题目及解答精要： 1.为什么糖原讲解选用磷酸解，而不是水解？（50分） P178 2.糖酵解、TCA循环、糖异生、戊糖磷酸途径和乙醛酸循环之间如何联系？（50分） 糖酵解（无氧），产生丙酮酸进入TCA循环（有氧）（10分） 糖异生糖酵解逆反应（1，3，10步反应单独代谢流程）（10分） TCA循环中草酰乙酸可进入唐异生（10分） 戊糖磷酸途径是糖酵解中G-6-P出延伸出来并又回去的一条戊糖支路（10分） 乙醛酸循环是TCA循环在延胡羧酸和L-苹果酸间的一条捷径（10分） 糖酵解题目及解答精要： 1.名词解释（每个10分） 糖酵解：P63 激酶：P68 底物水平磷酸化：笔记 2.问答题 ①为什么砷酸是糖酵解作用的毒物？（15分） P75 ②糖酵解中两个耗能阶段是什么？两个产能阶段是什么？三个调控位点在哪里？（15分） P80 表22-1 ③糖酵解中磷酸基团参与了哪些反应？（20分） 在1，3，6，7，8，10步参加了反应 ④当肌肉组织激烈活动时，与休息时相比需要更多的ATP。在骨骼肌里，例如兔子的腿肌或火鸡的飞行肌，需要的A TP几乎全部由厌氧酵解反应产生的。假设骨骼肌缺乏乳酸脱氢酶，它们能否进行激烈的体力活动，即能否借 第六章 生物氧化 一、课后习题 1．用对或不对回答下列问题。如果不对，请说明原因。 （1）不需氧脱氢酶就是在整个代谢途径中并不需要氧参加的生物氧化酶类。 （2）需氧黄酶和氧化酶都是以氧为直接受体。 （3）ATP是所有生物共有的能量储存物质。 （4）无论线粒体内或外，NADH+H+用于能量生成，均可产生2.5个ATP。 （5）当有CO存在时，丙酮酸氧化的P/O值为2。 2．在由磷酸葡萄糖变位酶催化的反应G-1-P G-6-P中，在PH7.0，25℃下，起始时[G-1-P] 为0.020mol/L,平衡时[G-1-P]为0.001mol/L，求△G0?值。 3.当反应ATP+H2O→ADP+Pi在25℃时，测得ATP水解的平衡常数为250000，而在37℃时，测得ATP、ADP和Pi的浓度分别为0.002、0.005和0.005mol/L.求在此条件下ATP水解的自由能变化。 4.在有相应酶存在时，在标准情况下，下列反应中哪些反应可按箭头所指示的方向进行？ （1）丙酮酸+NADH+H+→乳酸+NAD+ （2）琥珀酸+CO2+NADH+H+→α-酮戊二酸+NAD+ （3）乙醛+延胡索酸→乙酸+琥珀酸 （4）丙酮酸+β-羟丁酸→乳酸+乙酰乙酸 （5）苹果酸+丙酮酸→草酰乙酸+乳酸 5.设ATP（相对分子质量510）合成，△G0?=41.84kJ/mol,NADH+ H+→H2O, △G0?=－217.57 kJ/mol,成人基础代谢为每天10460 kJ。问成人每天体内大约可合成多少（千克）ATP？ 6.在充分供给底物、受体、无机磷及ADP的条件下，并在下列情况中肝线粒体的P/O值各为多少（见下表）？ 底物 受体 抑制剂 P/O 苹果酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 O2 O2 O2 O2 O2 ---------- ---------- 戊巴比妥 KCN 抗霉素A 解析： 1.（1）错误，只是不以氧为直接受氢体，但有氧的参与。（2）正确。（3）错误，ATP是细胞内反应间的能量偶联剂，是能量传递的中间载体，不是能量的储存物质。（4）错误，线粒体内是产生 2.5个ATP。（5）正确。 2.根据△G=△G+RTln[产物]/[反应物]进行计算，在平衡时△G=0，由此得到△G。。 3. 首先计算△G。=-RTlnKeq=-30799.9KJ·mol-1，再根据△G=△G。+RTln[产物]/[反应物]进 生物化学试题及答案( 4) 第四章糖代谢 【测试题】 一、名词解释 1．糖酵解( glycolysis ) 2．糖的有氧氧化 3．磷酸戊糖途径 4．糖异生( glyconoegenesis) 5．糖原的合成与分解6．三羧酸循环( krebs 循环) 7．巴斯德效应(Pastuer 效应) 8．丙酮酸羧化支路 9．乳酸循环( coris 循环) 10．三碳途径 二、填空题 21．葡萄糖在体内主要分解代谢途径有22．糖酵解反应的进行亚细胞定位是在23．糖酵解途径中仅有的脱氢反应是在底物水平磷酸化反应分别由 11．糖原累积症 12．糖酵解途径 13．血糖(blood sugar) 14．高血糖(hyperglycemin) 15．低血糖 (hypoglycemin) 16．肾糖阈 17．糖尿病 18．低血糖休克 19．活性葡萄糖 20．底物循环 、和 ，最终产物为。酶催化下完成的，受氢体是酶和酶催化。 24．肝糖原酵解的关键酶分别是、和丙酮酸激酶。 25．6—磷酸果糖激酶—1最强的变构激活剂是，是由6—磷酸果糖激酶— 2 催化生成，该酶是一双功能酶同时具有和两种活性。 26．1 分子葡萄糖经糖酵解生成分子ATP，净生成分子ATP，其主要生理意义在于。 27．由于成熟红细胞没有，完全依赖供给能量。 28．丙酮酸脱氢酶复合体含有维生素、、、和。 29．三羧酸循环是由与缩合成柠檬酸开始，每循环一次有次脱氢、 - 次脱羧和次底物水平磷酸化，共生成分子ATP。 30．在三羧酸循环中催化氧化脱羧的酶分别是和。 31．糖有氧氧化反应的进行亚细胞定位是和。1 分子葡萄糖氧化成CO2和H2O 净生 成或分子ATP。 32．6—磷酸果糖激酶—1有两个ATP结合位点，一是ATP 作为底物结合，另一是与 ATP亲和能力较低，需较高浓度ATP才能与之结合。 33．人体主要通过途径，为核酸的生物合成提供。 34．糖原合成与分解的关键酶分别是和。在糖原分解代谢时肝主要受的调控， 而肌肉主要受的调控。 35．因肝脏含有酶，故能使糖原分解成葡萄糖，而肌肉中缺乏此酶，故肌糖原分解增强时，生 成增多。 36．糖异生主要器官是，其次是。 37．糖异生的主要原料为、和。 38．糖异生过程中的关键酶分别是、、和。 39．调节血糖最主要的激素分别是和。生物化学课后习题解答[1]
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