第三章蛋白质化学
蛋白质：是一类生物大分子，由一条或多条肽链构成，每条肽链都由一定数量的氨基酸以一定顺序以肽键连接形成。
芳香族R基氨基酸：这类氨基酸有三种，其R基都有苯环结构，所以称为芳香族氨基酸。酪氨酸是R基含羟基的第三种标准氨基酸。
茚三酮反应：氨基酸与水合茚三酮发生反应，生成蓝紫色化合物，该化合物在570nm波长附近存在吸收峰。茚三酮反应可以用于氨基酸定量分析。
氨基酸的两性解离与等电点：氨基酸是两性电解质，是指在溶液中既可以给出H+而表现酸性，又可以结合H+而表现碱性的电解质。在一定条件下，氨基酸是一种既带正电荷、又带负电荷的离子，这种离子被称为兼性离子。
肽键：存在于蛋白质和肽分子中，是有一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩合形成的化学键。
肽平面：肽键结构的六个原子构成一个肽单元，肽单元的六个原子处在同一个平面上，称为肽平面。
蛋白质的一级结构：通常描述为蛋白质多肽链中氨基酸的链接顺序，简称氨基酸序列。蛋白质的一级结构反应蛋白质分子的共价键结构。肽键是连接氨基酸的主要共价键，是维持其一级结构的主要化学键。
蛋白质的二级结构：是指蛋白质多肽链局部片段的构象，该片段的氨基酸序列是连续的，主构像通常是规则的。
蛋白质的三级结构:是指蛋白质分子整条肽链的空间结构，描述其所有原子的空间排布。共同特点：疏水基团主要位于分子内部，亲水基团则位于分子表面。
蛋白质的四级结构：许多蛋白质有不止一条肽链构成，每一条肽链都有特定且相对独立的三级结构，称为该蛋白的一个亚基，亚基与亚基通过非共价键结合，形成特定的空间结构，这一结构层次称为该蛋白质的四级结构。四级结构的稳定力来自不同亚基上一些氨基酸的相互作，包括疏水作用、氢键、离子键和范德华力等非共价键。
维持蛋白质结构的化学键：蛋白质的结构是由多种化学键共同维持的。这些化学键包括肽键、二硫键、疏水作用、氢键、离子键和范德华力，后四种属于非共价键，是维持蛋白质构象的主要化学键。
蛋白质的两性解离与等电点：蛋白质是两性电解质，因为它们既有羟基端的羧基、谷氨酸的γ-羧基和天冬氨酸的β-羧基，可以给出H+而带负电荷；又有氨基酸的氨基、赖氨酸的ε-氨基、精氨酸的胍基和组氨酸的咪唑基，可以结合H+而带正电荷。这些基团的解离状态决定着蛋白质的带电荷状态，而解离状态受溶液的PH值影响。在某一PH值条件下，蛋白质
的净电荷为零，则该PH值称为蛋白质的等电点。如果溶液PH＜PL，则蛋白质带正电荷，在电场中向负极移动；如果溶液PH＞PL，则蛋白质带负电荷，在电场中向正极移动。
变性与复性蛋白质变性：是指由于稳定蛋白质构象的化学键被破坏，造成其四级结构、三级结构甚至二级结构被破坏，结果其天然构象部分或全部改变，生物活性丧失。因为变性只破坏稳定蛋白质构象的化学键，所以只破坏其构想，不改变其氨基酸序列。
蛋白质沉淀：是指蛋白质从溶液中析出的现象。凡能破坏蛋白质溶液稳定因素的方法都可以使蛋白质分子聚集成颗粒并析出。
盐析：蛋白质的溶解度受PH、温度、离子强度等因素影响。在蛋白质溶液中加入大量中性盐以提高离子强度，会中和蛋白质表面电荷并破坏水化膜，导致蛋白质溶解度下降，从不饱和到过饱和而析出。
第四章核酸化学
核酸：核酸是核苷算的聚合物。通常把小于50nt（nt：核苷酸，这里代表单链核酸长度单位）的核酸称为寡核苷酸，更长的称为多核苷酸。寡核苷酸和多核苷酸统称为核酸。在核酸分子中一个核苷酸的3’-羟基与相邻和甘肃安德5’-磷酸基缩合，形成3’，5’-磷酸二酯键。核酸主链又称为骨架，有磷酸和戊糖交替连接构成
核酸的一级结构：是指核酸分子的核苷酸序列，由于核酸分子中核苷酸的区别主要在碱基，因此核苷酸序列又称碱基序列。
核酸的二级结构：是指核酸中规则稳定的局部空间结构。
核酸的三级结构：是指核酸在二级结构基础上进一步形成的超级结构，例如超螺旋结构、染色体结构。
DNA的二级结构：DNA典型的二级结构为右手双螺旋结构，此外还有局部左手双螺旋结构、十字形结构和三股螺旋结构等。
（1）Charaff 法则：①DNA的碱基组成有物种差异，没有组织差异，即不同物种DNA的碱基组成不同，同一个体不同组织DNA的碱基组成相同。②DNA的碱基组成不随个体的年龄、营养和环境改变而改变。③DNA的碱基组成存在以下物质的量关系：A=T，G=C,A+G=T+C
（2）右手双螺旋定则：①两股DNA链反向互补新城双链结构。②DNA双链进一步形成右手双螺旋结构。③氢键和碱基堆积力维系DNA双螺旋结构的稳定性。
信使RNA（mRNA）：是在蛋白质合成过程中负责传递遗传信息、直接指导蛋白质合成的RNA。其特点有
（1）含量少：占细胞内RNA总量的2%~5%
（2）种类多：可达10^5种。不同的基因表达不同的mRNA
（3）寿命短：细菌mRNA的平均半衰期约为1.5分钟，脊椎动物mRNA的平均半衰期约为三个小时。不同mRNA指导合成不同的蛋白质，完成使命后即被降解。
（4）大小差异大：哺乳动物mRNA大小范围5X10^2~1X10^5nt。
转移RNA（tRNA）：是在蛋白质合成过程中负责转运氨基酸、解读mRNA遗传密码的RNA。tNRA占细胞内RNA总量的10%~15%，绝大多数位于细胞质中。
核糖体RNA（rRNA）：与核糖体蛋白构成一种称为核糖体的核蛋白颗粒，原核生物和真核生物的核糖体都由一个大亚基和一个小亚基构成，两个亚基都由核糖体RNA和核糖体蛋白构成。核糖体、核糖体亚基及核糖体RNA的大小一般用沉降系数表示。特点有：
（1）含量多：核糖体RNA是细胞内含量最多的RNA，占细胞内RNA总量的80%~85%。（2）寿命长：核糖体RNA更新慢，寿命长。
（3）种类少：原核生物有5S、16S、23S三种核糖体RNA；真核生物有5S、5.8S、18S、28S四种。
变性与复性：在一定条件下（例如加热）断开双链核酸碱基对氢键，可以使其局部分解，甚至完全接力承担连，形成无规线团，称为核酸的溶解、变性。反之，如果两股单链核酸的序列部分互补甚至完全互补，则在一定条件下可以自发结合，形成双链结构，称为退火。同一来源变性核酸的退火称为复性。不同来源单链核酸的退火称为杂交。
增色效应：变性导致核酸紫外线吸收值增大的现象。
第五章酶
酶的活性中心：又称活性部位，是酶的分子结构中可以结合底物并催化其反应生成产物的部位。位于酶蛋白的特定结构域内形如裂缝或凹陷，多为由氨基酸的疏水侧链构成的疏水环境。
酶的必需基团：在酶的分子结构中，与酶活性密切相关，不可或缺的基团。一类维持酶活性构象（如二硫键）或参与活性调节（例如羟基）；另一类直接参与催化反应，如羟基、羧基、咪唑基。第二类必需基团集中在酶的活性中心。
酶促反应的特点：
①只催化热力学上允许的化学反应
②可以提高化学反应速度，但不改变化学平衡。
③在化学反应前后没有质和量的改变，并且极少量就可以有效的催化反应
④高效性：酶能将化学反应速度提高10^5~10^17倍
⑤特异性：酶对所催化反应的底物和反应类型具有更高的选择性，称为酶的特异性或
专一性，根据酶对其底物结构选择的特异程度不同，可以分为绝对特异性、相对特
异性和立体特异性。
（1）绝对特异性：具有绝对特异性的酶只能催化一种底物发生一种化学反应，如尿素酶只能催化尿素水解
（2）相对特异性：可以催化一类底物或一种化学键发生一种化学反应。例如：脂酰辅酶A合成酶可以催化软脂酸、硬脂酸、油酸等各种脂肪酸发生反应。
（3）立体特异性：具有立体特异性的酶能够识别立体异构体的构型，因而只催化特定构型的立体异构体发生反应。例如：延胡索酸酶只能催化延胡索酸
（而不是马来酸）水化生成L-苹果酸（而不是D-苹果酸）
⑥不稳定性：酶促反应条件温和，可在常温常压下进行。酶是蛋白质，对导致蛋白质
变性的因素（如高温、强酸、强碱等）非常敏感，极易受这些因素的印象而变性失
活。
⑦可调节性：生物体内存在着复杂而精细的代谢调节系统，即可通过改变酶蛋白的结
构来调节酶蛋白的活性，又可以通过改变酶蛋白的总量来调节酶的总活性，从而调
节酶促反应速度，以确保代谢活动的协调性和统一性，确保生命活动的正常进行。
不可逆抑制剂与不可逆抑制作用：有些抑制剂通过与酶的必需基团共价结合使酶失活，从而使酶促反应减慢甚至停止，而且用透析等物理方法不能将其除去，称为不可逆抑制剂。他们的抑制作用称为不可逆抑制作用。常见的不可逆抑制剂有丝氨酸酶抑制剂。
可逆抑制剂与可逆抑制作用：有些抑制剂通过与酶或酶-底物复合物的非共价结合抑制酶促反应，抑制效应的强弱取决于抑制剂与底物的浓度之比（[I]/[S]）以及它们与酶的亲和力之比。可以采用透析等物理方法将其除去，从而解除抑制，称为可逆抑制剂，他们的抑制作用称为可逆抑制作用。可逆抑制作用分为竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用。
竞争性抑制剂与竞争性抑制作用：有些抑制剂与底物结构相似，所以能与底物竞争酶的活性中心，抑制底物与酶的结合，从而抑制酶促反应，这类抑制剂称为竞争性抑制剂，这种抑制作用称为竞争性抑制作用。
竞争性抑制剂作用特点：
（1）抑制剂和底物的结构相似，都能与酶的活性中心结合
（2）抑制剂与第五存在竞争，既不能同时结合活性中心。
（3）抑制剂通过与活性中心结合抑制酶促反应。
（4）动力学特征是Km值增大，表观Vmax不变，因此提高底物浓度可以削弱甚至消除竞争性抑制剂的抑制作用。
例如：丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用属于典型的竞争性抑制作用。丙二酸、戊二酸等一些二元羧酸的结构与琥珀酸相似，能与琥珀酸脱氢酶的活性中心结合，抑制琥珀酸的结合与脱氧。
竞争性抑制剂作用意义：某些临床药物就是靶酶的竞争性抑制剂。
（1）许多抗肿瘤药物通过竞争性抑制作用干扰肿瘤细胞代谢，抑制其生长，例如氨甲喋呤。5-氟尿嘧啶。
（2）磺胺类药物和磺胺增效剂是通过竞争性抑制作用抑制细菌生长繁殖的典型代表。
磷酸化：指酶蛋白中特定基团（主要是特定部位丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸的羟基）与来自ATP的γ-磷酸基以酯键结合，反应由蛋白激酶催化。
酶原激活：酶原向酶转化的过程，实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。
酶异常导致疾病：
（1）先天性或遗传性酶异常（遗传病）：酪氨酸酶缺陷引起白化病，6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷引起蚕豆病，苯丙氨酸氢化酶缺陷导致苯丙酮酸尿症，胱硫醚合成酶缺陷导致同型胱氨酸尿症。
（2）酶活性被抑制：有机磷抑制乙酰胆碱酯酶活性，重金属离子抑制巯基酶活性，氰化物抑制细胞色素C氧化酶活性，巯基乙酸抑制脂酰辅酶A脱氢酶、琥珀酸脱氢酶。
（3）疾病导致酶异常：胆道梗阻导致血浆碱性磷酸酶增多，肝脏疾病导致血浆谷丙转氨酶增多，急性心肌炎导致血浆谷草转氨酶增多，急性心肌梗死导致血浆肌酸激酶同工酶CK2增多。
第七章生物氧化
呼吸链：指位于真核生物线粒体内膜或原核生物细胞膜上的一组排列有序的递氢体和递电子体，其作用是接收营养物质释出的氢原子（还原当量），并将电子传递给氧分子，生成水，因为这是一个通过连续反应有序传递电子的过程，所以又称为电子传递链。
NADH氧化呼吸链：线粒体内的NADH把氢原子送入呼吸链，并通过以下途径把电子传递给氧分子生成水
NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→Q2
这一传递途径称为NADH氧化呼吸链。生物氧化中大多数脱氢酶都是以NAD+为辅酶把氢原子送入该呼吸链的，例如苹果酸脱氢酶，β-羟丁酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶等。
琥珀酸氧化呼吸链：线粒体内的琥珀酸把氢原子送入呼吸链，并通过以下途径把电子传递给氧分子生成水：
琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→Q2
这一类传递途径称为琥珀酸氧化呼吸链。生物氧化中部分脱氢酶以与琥珀酸脱氢酶类似的方式催化氢原子传递给FAD（黄素蛋白），FAD吧电子传递给泛醌，例如脂酰辅酶A脱氢酶、
底物水平磷酸化：简称底物磷酸化，是指有营养物质通过分解代谢生成高能化合物，通过高能基团转移推动合成ATP（GTP）。
氧化磷酸化：使之有营养物质氧化分解释放的能量推动ADP与磷酸缩合生成ATP：
ADP+Pi→ATP+H2O。氧化磷酸化在线粒体内进行，合成的ATP约占ATP总和的80%。
第十章蛋白质的分解代谢
必需氨基酸：异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸。
转氨基：指将氨基酸的α-氨基酸转移到一个α-酮酸的羧基位置上，生成相应的α-酮酸和一个新的α-氨基酸，反应由转氨酶，又称氨基转移酶催化。
氧化脱氨基：指在酶的催化下，氨基酸氧化脱氢、水解脱氨基，生成氨和α-酮酸，反应在线粒体内进行。
联合脱氢基：通常是指氨基酸转氨基与谷氨酸氧化脱氨基的联合，即氨基酸将氨基转移给α-酮戊二酸，生成谷氨酸，谷氨酸在氧化脱氨基生成氨。
其他非氧化脱氨基：
（1）丝氨酸可以进行脱水脱氨基，生成酮氨酸。
（2）半胱氨酸可以进行脱硫化氢脱氨基，生成丙酮酸。
（3）天冬氨酸可以进行裂解脱氨基，生成延胡索酸。
一碳单位：使部分氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的活性基团，其转移或转化的过程称为一碳单位代谢或一碳代谢。
苯丙氨酸羟化酶：催化苯丙氨酸羟化成酪氨酸的关键酶
儿茶酚胺：由酪氨酸代谢生成的多巴胺，去甲肾上腺素都是具有儿茶酚结构的胺类物质。酪氨酸合成黑色素：先天性缺乏酪氨酸梅导致白化病。
第十三章DNA的生物合成
半保留复制：指DNA复制时，两股亲代DNA链解开，分别作为模板，按照剑姬配对原则指导合成新的的互补链，最后形成与亲代DNA相同的两个子代DNA分子，每个子代DNA分子都含一股亲代DNA链，是DNA复制最重要的特征。
半不连续复制：在复制叉上先合成前导链，再合成后随链的DNA复制。后随链片段称为冈崎片段。
逆转录：是以RNA为模板，以dNTP为原料，在逆转录酶的催化下合成DNA的过程。这是一个从RNA向DNA传递遗传信息的过程，与从DNA下个RNA传递遗传信息的转录过程正好相反。
第十四章RNA的生物合成
转录：是遗传信息由DNA向RNA传递的过程，即一股DNA的碱基序列按照碱基配对原则知道RNA聚合酶合成与之序列互补RNA的过程。
中心法则：核心内容就是有DNA指导合成mRNA，再由mRNA指导合成蛋白质。合成蛋白质的过程还需要tRNA和rRNA的参与，所以转录是中心法则的关键。
选择性转录：指细胞在不同的生长发育阶段，根据生存条件和代谢需要表达的不同基因，因而表达的只是基因组的一部分，相比之下，DNA复制时全部染色体DNA的复制。
不对称转录：指DNA的每一个转录区都只有一股链可以被转录，称为模板链，因序列与转录产物互补，又称负链、反义链；另一股链通常不被转录，称为编码链，因序列与转录产物一致，称为正链，有义链。
大肠杆菌RNA的转录合成：分为起始、延长、终止和后加工四个阶段。起始阶段需要RNA 聚合酶全酶催化，其所含的σ因子协助核心酶识别并结合启动子元件，延长阶段需要核心酶催化，终止阶段有的需要ρ因子参与。
启动子：是RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列，具有方向性。其结构影响其余RNA聚合酶的结合，从而影响其所控制基因的表达效率。
生物转化的特点：连续性和多样性，解读致毒两重性。
第六章糖代 糖(carbohydrates)即碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类： 单糖：葡萄糖（G）、果糖（F），半乳糖（Gal），核糖 双糖：麦芽糖（G-G），蔗糖（G-F），乳糖（G-Gal） 多糖：淀粉，糖原（Gn），纤维素 结合糖: 糖脂，糖蛋白 其中一些多糖的生理功能如下： 淀粉：植物中养分的储存形式 糖原：动物体葡萄糖的储存形式 纤维素：作为植物的骨架 一、糖的生理功能 1. 氧化供能 2. 机体重要的碳源 3. 参与组成机体组织结构，调节细胞信息传递，形成生物活性物质，构成具有生理功能的糖蛋白。 二、糖代概况——分解、储存、合成
各种组织细胞 门静脉 肠粘膜上皮细胞 体循环 小肠肠腔 三、糖的消化吸收 食物中糖的存在形式以淀粉为主。 1.消化 消化部位：主要在小肠，少量在口腔。 消化过程：口腔 胃 肠腔 肠黏膜上皮细胞刷状缘 吸收部位：小肠上段 吸收形式：单糖 吸收机制：依赖Na+依赖型葡萄糖转运体（SGLT ）转运。 2.吸收 吸收途径： SGLT 肝脏
过程 四、糖的无氧分解 第一阶段：糖酵解 第二阶段：乳酸生成 反应部位：胞液 产能方式：底物水平磷酸化 净生成ATP 数量：2×2-2= 2ATP E1 E2 E3 调节：糖无氧酵解代途径的调节主要是通过各种变构剂对三个关键酶进行变构 调节。 E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD + 乳 酸 NADH+H +
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 生理意义： 五、糖的有氧氧化 1、反应过程 ○1糖酵解途径（同糖酵解，略） ②丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。 总反应式: 关键酶 调节方式 ? 糖无氧氧化最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌收缩更为重要。 ? 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞 第一阶段：糖酵解途径 G （Gn ） 丙酮酸 乙酰CoA ATP ADP 胞液 线粒体 丙酮酸 乙酰CoA NAD + , HSCoA CO 2 , NADH + H + 丙酮酸脱氢酶复合体
生物反应工程原理复习资料 生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。 生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。 酶和酶的反应特征 酶是一种生物催化剂，具有蛋白质的一切属性；具有催化剂的所有特征；具有其特有的催化特征。 酶的来源：动物、植物和微生物 酶的分类：氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶 酶的性质：1）催化共性：①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常数。 2)催化特性：①较高的催化效率 ②很强的专一性 ③温和的反应条件 易变性和失活 3）调节功能：浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等 固定化酶的性质 固定化酶：在一定空间呈封闭状态的酶，能够进行连续反应，反应后可以回收利用。 与游离酶的区别： 游离酶----一般一次性使用（近来借助于膜分离技术可实现反复使用） 固定化酶--能长期、连续使用（底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响；一般情况下稳定性有所提高；以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后，可添加新鲜酶溶液，使有活性的酶再次固定，“再生”活性） 固定化对酶性质的影响：底物专一性的改变 、稳定性增强 、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化 单底物均相酶反应动力学 米氏方程 快速平衡法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3） 为快速平衡， 为整个反应的限速阶段，因此ES 分解成产物不足以 破坏这个平衡 稳态法假设：（1）CS>>CE ，中间复合物ES 的形成不会降低CS （2）不考虑 这个可逆反应（3）中间复合物ES 一经分解，产生的游离酶立即与底物结合，使中间复合物ES 浓度保持衡定，即 P E ES S E k k k +→+?-2 1 1 P E ES +←ES S E ?+P E ES +→P E ES +←0=dt dC ES
生物化学实验知识点整理 实验一 还原糖的测定、实验二 粮食中总糖含量的测定 1.还原糖测定的原理 3,5-二硝基水杨酸与还原糖溶液共热后被还原成棕色的氨基化合物,在550nm 处测定光的吸收增加量，得出该溶液的浓度，从而计算得到还原糖的含量 2.总糖测定原理 多糖为非还原糖，可用酸将多糖和寡糖水解成具有还原性的单糖，在利用还原糖的性质进行测定，这样就可以分别求出总糖和还原糖的含量 3.电子天平使用 4.冷凝回流的作用： 使HCl 冷凝回流至锥形瓶中，防止HCl 挥发，从而降低HCl 的浓度。 5.多糖水解方法： 加酸进行水解 6.怎样检验淀粉都已经水解： 加入1-2滴碘液，如果立即变蓝则说明没有完全水解，反之，则说明已经完全水解。 7.各支试管中溶液的浓度计算 8.NaOH 用量：HCl NaOH n n = 9.不能中途换分光光度计,因为不同的分光光度计的光源发光强度不同 10.分光光度计的原理：在通常情况下，原子处于基态，当通过基态原子的某辐射线所具有的能量（或频率）恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需的能量（或频率）时，该基态原子就会从入射辐射中吸收能量，产生原子吸收光谱。原子的能级是量子化的，所以原子对不同频率辐射的吸收也是有选择的。这种选择吸收的定量关系服从式/E h hc νλ?==。 实验证明，在一定浓度范围内，物质的吸光度A 与吸光样品的浓度c 及厚度L 的乘积成正比，这就是光的吸收定律，也称为郎伯-比尔定律 分光光度计就是以郎伯比尔定律为原理，来测定浓度 11.为什么要水解多糖才能用DNS 因为DNS 只能与还原糖溶液在加热的条件下反应生成棕红色的氨基化合物，不能与没有还原性的多糖反应。 12.为什么要乘以0.9 以0.9才能得到多糖的含量。 13.为什么要中和后再测？ 因为DNS 要在中性或微碱性的环境下与葡萄糖反应 实验三 蛋白质的水解和纸色谱法分离氨基酸、实验四 考马斯亮蓝法测定蛋白质浓度 1.纸色谱分离氨基酸分离原理 由于各氨基酸在固定相（水）和流动相（有机溶剂）中的分配系数不同，从而移动速度不同，经过一段时间后，不同的氨基酸将存在于不同的部位，达到分离的目的。 2.天然氨基酸为L 型 3.酸式水解的优点是：是保持氨基酸的旋光性不变，原来是L 型，水解后还是L 型，由于甘氨酸所有的R 基团是氢原子，所以它不是L 型
绪论 1.生物技术产品的生产过程主要由哪四个部分组成？ （1）原材料的预处理； （2）生物催化剂的制备； （3）生化反应器及其反应条件的选择和监控； （4）产物的分离纯化。 2.什么是生化反应工程,生化反应工程的研究的主要内容是什么 定义：以生化反应动力学为基础，运用传递过程原理及工程学原理与方法，进行生化反应过程的工程技术分析、开发以及生化反应器的设计、放大、操作控制等综合边缘学科。 主要内容：生物反应动力学和生物反应器的设计，优化和放大 3. 生物反应过程的主要特点是什么？ 1.采用生物催化剂，反应过程在常温常压下进行，可用DNA重组及原生质体融合技术制备和改造 2.采用可再生资源 3.设备简单，能耗低 4.专一性强，转化率高，制备酶成本高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复杂，较难控制，反应液杂质较多，给提取纯化带来困难。 4. 研究方法 经验模型法、半经验模型法、数学模型法；多尺度关联分析模型法（因次分析法）和计算流体力学研究法。 第1章 1. 酶作为生物催化剂具有那些催化剂的共性和其独特的催化特性？谈谈酶反应专一性的机制。 催化共性:降低反应的活化能，加快生化反应的速率；反应前后状态不变. 催化特性:高效的催化活性;高度的专一性; 酶反应需要辅因子的参与;酶的催化活性可被调控;酶易变性与失活。 机制：锁钥学说；诱导契合学说 2. 什么叫抑制剂？ 某些物质，它们并不引起酶蛋白变性，但能与酶分子上的某些必需基团（主要是指活性中心上的一些基团）发生化学反应，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速率降低，能引起这种抑制作用的物质称为抑制剂。 3. 简单酶催化反应动力学（重点之重点） 4．酶动力学参数的求取方法(L-B法、E-H法、H-W法和积分法) L-B法: E-H法： H-W法： 积分法： S S ) (1) S c mI s m s s I I m i K C K ↓ ?++
主要培养基的配制 LB液体培养基 胰蛋白胨10 g，酵母浸出物 5 g，氯化钠10 g，蒸馏水1000 ml，用 1 mol/L HCl 调节pH 至7.4，121℃高压灭菌20 min。如果需要加抗生素，则待灭过菌的培养基温度降到55℃以下后加入适量的抗生素储存液。 LB 固体培养基 在LB液体培养基中加入2%琼脂。 DMEM细胞培养基 DMEM溶液90%(v/v)，FBS 10%(v/v)，青霉素100U/ml，链霉素100 μg/ml McCoy’s 5A细胞培养基 McCoy’s 5A溶液90%(v/v)，FBS 10%(v/v),青霉素100 U/ml，链霉素100 μg/ml
实验试剂及药品的配制 1 mol/L Tris-HCl (pH8.0) 在800 ml的双蒸水中溶解Tris(三羟甲基氨基甲烷)121.1 g，用浓盐酸调pH 至8.0，用双蒸水定容至1000 ml。121℃高压灭菌15 min，备用。 TE 缓冲液(pH8.0) 1 mol/L Tris-HCl(pH8.0)10 ml和500 mmol/L EDTA(pH8.0)溶液 2 ml，用双蒸水定容至1000 ml。121℃高压灭菌15 min，备用。 500 mmol/L 乙二铵四乙酸二钠(EDTA)溶液(pH8.0) 在800 mL 的双蒸水中加入18.6 g 乙二铵四乙酸二钠，充分溶解后，用10 mol/L NaOH 溶液调pH 至8.0，用双蒸水定容到1000 ml。121℃高压灭菌15 min，备用。 溴化乙锭(EB) 1 g EB，加入100 ml 灭菌双蒸水中，磁力搅拌数h以确保其完全溶解，然后转入棕色瓶中，4℃保存。 TAE 电泳缓冲液(50×) 242 g Tris碱，57 ml冰乙酸，100 ml 0.5M EDTA，加灭菌去离子水定容至1000 ml，使用时稀释50倍。 10% SDS 将10 g高纯度的SDS置于烧杯中，加入约80 ml的ddH2O，68℃加热溶解，滴加盐酸调节pH值至7.2，定容至100 ml后，室温保存。 G418 (Neomycin) 用PBS (pH 7.4) 配成浓度为50 mg/ml的原液，0.22 m滤膜过滤除菌，分装储于-20℃备用。
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。
第一章 蛋白质的元素组成（克氏定氮法的基础） 碳、氢、氧、氮、硫（C、H、O、N、S ） 以及磷、铁、铜、锌、碘、硒 蛋白质平均含氮量（N%）：16% ∴蛋白质含量=含氮克数×6.25（凯氏定氮法） 基本组成单位 氨基酸 熟悉氨基酸的通式与结构特点 ● 1. 20种AA中除Pro外，与羧基相连的α-碳原子上都有一个氨基，因而称α-氨 基酸。 ● 2. 不同的α-AA，其R侧链不同。氨基酸R侧链对蛋白质空间结构和理化性质有 重要影响。 ● 3. 除Gly的R侧链为H原子外，其他AA的α-碳原子都是不对称碳原子，可形成 不同的构型，因而具有旋光性。 ● 氨基酸分类P9 按侧链的结构和理化性质可分为： 非极性、疏水性氨基酸 极性、中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸 等电点概念 在某一溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，呈电中性，此时该溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelectric point，pI )。 紫外吸收性质 含有共轭双键的芳香族氨基酸Trp(色氨酸), Tyr（酪氨酸）的最大吸收峰在280nm波长附近。 氨基酸成肽的连接方式 两分子脱水缩合为二肽，肽键
由10个以氨基酸相连而成的肽称为寡肽。 而更多的氨基酸相连而成的肽叫做多肽；多肽链有两端，其游离a-氨基的一端称氨基末端或N-端，游离a-羧基的一端称为羧基末端或C-端。 肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基。 蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。 谷胱甘肽GSH GSH是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽。 (1) 体重要的还原剂保护蛋白质和酶分子中的巯基免遭氧化，使蛋白质处与活性状态。 (2) 谷胱甘肽的巯基作用可以与致癌剂或药物等结合,从而阻断这些化合物与DNA、RNA 或蛋白质结合，保护机体免遭毒性损害。 蛋白质1~4级结构的定义及维系这些结构稳定的作用键 蛋白质是氨基酸通过肽键相连形成的具有三维结构的生物大分子 蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。主要化学键是肽键，有的还包含二硫键。 蛋白质二级结构是指多肽链的主链骨架中若干肽单元，各自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为主要次级键而形成的有规则或无规则的构象，如α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲等。蛋白质二级结构一般不涉及氨基酸残基侧链的构象。 二级结构的主要结构单位——肽单元（peptide unit）[肽键与相邻的两个α-C原子所组成的残基，称为肽单元、肽单位、肽平面或酰胺平面(amide plane)。它们均位于同一个平面上，且两个α-C原子呈反式排列。] 二级结构的主要化学键——氢键(hydrogen bond) 蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上,由于氨基酸残基侧链R基的相互作用进一步盘曲或折迭而形成的特定构象。也就是整条多肽链中所有原子或基团在三维空间的排布位置。蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键，包括氢键、盐键、疏水键以及德华力等。此外，某些蛋白质中二硫键也起着重要的作用。 由两个或两个以上亚基之间彼此以非共价键相互作用形成的更为复杂的空间构象，称为蛋白质的四级结构。[亚基(subunit)：由一条或几条多肽链缠绕形成的具有独立三级结构的蛋白质。] 蛋白质二级结构的基本形式？重点掌握α-螺旋、β-折叠的概念 α-螺旋(α-helix) β-折叠(β-pleated sheet) β-转角(β–turn or β-bend) 无规卷曲(random coil) α-helix ①多个肽平面通过Cα的旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。 ②主链螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距0.54nm。肽平面和螺旋长轴平行。 ③相邻两圈螺旋之间借肽键中羰基氧(C＝O)和亚氨基氢(NH)形成许多链氢键，即每一
生物化学与分子生物学实验 1.分光光度计 （1）基本原理：溶液溶质在其一定波长的吸收光中，其吸光度值与液层厚度和溶液浓度的乘积成正比，即遵循朗伯—比尔定律，通过也在一定 液体厚度时测定其吸光度来与标准曲线比较从而测得待测液溶质浓 度。 （2）吸光度与液层厚度和溶液浓度的乘积成正比，称为朗伯—比尔定律，简称比尔定律，即光的吸收定律。其数学表达式为： A＝-lgT＝εbc A：吸光度，又称光密度“O.D”； ε：吸光系数（L·mol－1·cm－1）；比例常数，称吸光系数 b：样品光程（cm），通常使用1.0cm 的吸收池，则b=1cm； c：样品浓度（mol/L）。 吸光度“A”具有加和性,即混合物的总吸光度等于溶液中的各组份各自在该波长下吸光度的算术和。这是多元混合物分光光度法定量分析的基础。 若溶液中各溶质的吸光系数ε相同，则各溶质吸光度的大小与溶质浓度成比例。 例：尿嘧啶核苷酸溶液用1cm石英吸收池测定260nm的吸光度为0.650，用同一吸收池测定纯溶剂的吸光度为0.070，已知其摩尔吸光系数= 8.2×103 M-1cm，计算其摩尔浓度. ∵A＝εbC ∵A＝（溶剂加样品的吸光度）－（溶剂的吸光度） ∴A＝0.650－0.070＝0.580 ∵b＝1cm ∴C==7.1×10-5 mol / L （2）等电点的计算方法； 标准曲线的制作 （1）配置一系列浓度不同的标准溶液。 （2）在测定条件相同的情况下，分别测定其吸光度。 （3）以标准溶液浓度为横坐标（不必考虑显色剂等引起的浓度变化），以相应的吸光度为纵坐标，绘制A-C关系图。 （4）在相同条件下测出样品溶液的吸光度，从标准曲线上查出浓度。
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，
1补料分批培养主要应用在哪些情况中？ ①生长非偶联型产物的生产②高密度培养③产物合成受代谢物阻遏控制④利用营养缺陷型菌株合成产物⑤补料分批培养还适用于底物对微生物具有抑制作用等情况。⑥此外，如果产物黏度过高或水分蒸发过大使传质受到影响时，可以补加水分降低发酵液黏度或浓度。 2比较理想酶反应器CSTR型与CPFR型的性能？ 答： A停留时间的比较： 在相同的工艺条件下进行同一反应，达到相同转化率时，两者所需的停留时间不同，CSTR型的比CPFR型反应器的要长，也就是前者所需的反应器体积比后者大。另外，以对两反应器的体积比作图可知，随反应级数的增加，反应器的体积比急剧增加。 B酶需求量的比较： 对一级动力学： 转化率越高，CSTR中所需酶的相对量也就越大。另外，比值还依赖于反应级数，一级反应时其比值最大，0级反应时其比值最小。 C酶的稳定性：0级反应时，CSTR与CPFR内酶活力的衰退没有什么区别。但如果反应从0级增至一级，那么，两种反应器转化率下降的差别就变得明显。CPFR产量的下降要比CSTR快得多，因而CPFR中酶的失活比CSTR中更为敏感。但是，如上所述，在某些场合，操作条件相同，要得到同样的转化率，CSTR所需酶的数量远大于CPFR所需的量。 D反应器中的浓度分布： CSTR与CPFR中的底物浓度分布。由图可知，在CPFR中，虽然出口端浓度较低，但在进口端，底物浓度较高；CSTR中底物总处于低浓度范围。如果酶促反应速率与底物的浓度成正比，那么对于CSTR而言，由于整个反应器处于低反应速率条件下，所以其生产能力也低。
3试着分析目前连续式操作难以大规模应用的原因？ 连续培养的工业生产应用的受限原因（连续培养的应用主要集中在研究领域）。 (1)杂菌污染问题。因连续培养以长期、稳定连续运转为前提，在整个培养过程中，必需不断地供给无菌的新鲜培养基，好氧发酵时，必需同时供给大量的无菌空气，这两种供给的过程中极易带来杂菌的污染，长期保持连续培养的无菌状态非常困难。 (2)变异问题。因工业化生产所用菌株大都是通过人工诱变处理的高度变异株，在长期的连续培养过程中容易使回复突变菌株逐渐积累，最后取得生长优势。 (3)成本问题，为降低成本,其一要使原料以最大的转化率和最大的产率转化为产物；是使发酵终了液中含有尽可能高的产物浓度，以缩小产物分离提取系统的规模和操作的费用。一些发酵过程其产物的分离提取费用约占生产总成本的40%以上；而对于大多数抗生素和精细化学品的发酵生产，其本身就是一个高成本分离过程的生产过程。而在连续培养过程中，流出的发酵液中产物浓度一般比分批培养、流加培养的低，结果加重了分离提取的负荷，在生产成本上没有竞争力。 4简述动植物细胞培养的特点难点，并与微生物细胞培养相比较 动植物细胞培养： 是一项将动植物的组织、器官或细胞在适当的培养基上进行无菌培养的技术。 动物细胞培养的特性 许多基因产物不能在原核细胞内表达，它们需要经过真核细胞所特有的翻译后修饰，以及正确的切割、折叠后，才能形成与自然分子一样的功能和抗原性。这就使动物细胞一跃成为一种重要的宿主细胞，用以生成各种各样的生物制品。动物细胞体外培养具有明显的表达产物的优点，为传统微生物发酵所无法取代。
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生物化学知识点整理 注： 1.此材料根据老师的PPT及课堂上强调需掌握的内容整理 而成，个人主观性较强，仅供参考。（如有错误，请以课本为主） 2.颜色注明：红色：多为名解、简答（或较重要的内容） 蓝色：多为选择、填空 第八章脂类代谢 第一节脂类化学 脂类：包括脂肪和类脂，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为 机体利用的有机化合物。 脂肪：三脂肪酸甘油酯或甘油三酯。 类脂：胆固醇、胆固醇酯、磷脂、糖脂。 第二节脂类的消化与吸收
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）
生物化学知识点486 时间：2011-8-10 18:04:44 点击： 、大多数的蛋白质都是由（碳）、（氢）、（氧）、（氮）等主要1生物化学一、填空题核心提示：折、蛋白质二级结构的主形式是（a-螺旋）、（B-元素组成的，组成蛋白质的基本单位是（氨基酸）。2（疏3、维行蛋白质的空间结稳定的化 学键主要有（氢键）、（盐键）、叠）（B-转角）（无规则卷曲）。... 水键）、（范德华力）等生物化学 一、填空题 、大多数的蛋白质都是由（碳）、（氢）、（氧）、（氮）等主要元素组成的，组成蛋白1 质的基本单位是（氨基酸）。 转角）（无规则卷曲）。、蛋白质二级结构的主形式是（a-螺旋）、（B-折叠）（B-2、维行蛋白质的空间结稳定的化学键主要有（氢键）、（盐键）、（疏水键）、（范德华3 力）等非共价键和（二硫键）。 、使蛋白质沉淀常用的方法有（盐析法）、（有机溶剂沉淀法）、、4 （重金 属盐沉淀法）。、核酸分（核糖核酸）和（脱氧核糖核酸）两大类。构成核酸的基本单位是（氨基酸），5 核酸彻底水解的最终产物是（碳酸）、（戊糖）、（含氮碱），此即组成核酸的基本成分。）、CA）和（鸟嘌呤B）两种，嘧啶碱主要有（胞嘧啶6、核酸中嘌呤碱主要有（腺嘌呤）和（胸腺嘧啶T）三种。（尿嘧啶U、酶是指（由活细胞产生的能够在体内外起催化作用的生物催化剂），酶所催化的反应称7 为（酶促反应），酶的活性是指（酶的催化能力）。 8、酶促反应的特点有（催化效率高）、（高度专一性）（酶活性的不稳定性）。 、酶促反应速度受许多因素影响，这些因素主要有（酶浓度）、（底物浓度）、（温度）、9 ）、（激活剂）、（抑制剂）（PH），糖的来源有（食物中糖的消化吸收）、3.9-6.1mmol/L10、正常情况下空腹血糖浓度为（（肝糖原的分解）、（糖异生作用），糖的正常去路有（氧化供能）、（合成糖原）、（转化成脂肪等），异常去路有（尿糖）。，反应在（线12）分子ATP411、三羧酸循环中有（2）次脱羧（）次脱氧反应，共生成（酮戊二酸脱氢酶粒）中进行，三种关键酶是（柠檬酸合成酶）、（异柠檬酸脱氢酶）、（a- 系）。、由于糖酵解的终产物是（乳酸），因此，机体在严重缺氧情况下，会发生（乳酸）中12 毒。 、糖的主要生理功能是（氧化供能），其次是（构成组织细胞的成分），人类食物中的13 糖主要是（淀粉）。、糖尿病患者，由于体内（胰岛素）相对或绝对不足，可引起（持续）性（高血糖），14 1 甚至出现（糖尿）），并释放能量的过程称（生H2O、营养物质在（生物体）内彻底氧化生成（CO2）和（15 物氧化），又称为（组织呼吸）或（细胞呼吸）。琥珀酸氧化呼吸链），两FADH2、体内重要的两条呼吸链是（NADH氧化呼吸链）和（16 2ATP）。条呼吸链ATP的生成数分别是（3ATP）和（）H2O17、氧化磷酸化作用是指代谢物脱下的（氢）经（呼吸链）的传递交给（氧）生成（ATP）的过程相（偶联）的作用。的过程与（ADP）磷酸化生成（ATP的主 要方式为（氧化磷酸化），其次是（底物水平磷酸化）。18、体内生成脱a-CO2是通过（有机物）的脱羧反应生成的，根据脱羧的位置不同，可分为（19、体内脱羧）。羧）和（B-氧化过程包括（脱氢）、（加水）、（再脱氢）、（硫解）四个步每一次B-20、脂酰CoA ）。）和比原来少2
填空题 1理想的酶反应器主要有两种：CPFR和CSTR 2养的传递有串联模型和并联模型（不好这样说） 3KLa中a大小取决于所设计的空气分布器，空气流动速率，反应器的体积和空气泡的直径等且空气泡的直径越小，越有利于传递 4的物理意义是最大反应速率和最大传质速率之比。Da准数越小，固定化酶表面浓度[S]s越是接近主题浓度[S],辨明最大传质速率越是大于最大反应速率，为反应控制。Da准数越小，越好。 5内部扩散与催化反应是同时进行的，二者相互影响，外扩散通常是先于反应。 6影响固定化酶促反应的蛀牙因素是：分子构象的改变，位阻效应，微扰效应，分配效应和扩散效应 7有效电子数：当1mol碳源完全氧化时，所需要氧的摩尔系数的4倍称为基质的有效电子数若碳源为葡萄糖，其完全燃烧是每摩尔葡萄糖需要 6mol，所以有效电子数是24，氧化一个有效电子伴随着焓值变化109.0KJ.即 8通过对细胞和环境之间能量的交换关系的研究，为培养基中（组分）的选择提供参考 9影响酶催化反应的环境因素有（温度），（pH），浓度等。影响酶催化反应的浓度因素有（底物浓度）和（效应物浓度）。影响酶催化反应的最基本的因素是（浓度）。 10反应器放大的目的是使产品的（质优）和（成本低效益好）；必须使菌体在大中小型反应器中所处的外界环境（相同）。 11若要消除外扩散限制效应，最常用的方法是（）；若是要消除内扩散限制效应，最常用的方法是（）。 12影响机械通气搅拌发酵过程中体系溶氧系数的因素有（操作变量），（培养液的理化性质），（反应器的结构）。 13根据Garden模型，如果产物和细胞的速率-时间曲线的变化趋势同步，则该产物的生成模型是（）。 15对米氏方程的讨论 当CS<
单选题 1：合成脂酸的亚细胞部位是1 2：DNA复制过程中连续合成是的哪条链？1 3：一个生物样品的含氮量为5%，它的蛋白质含量为5 4：每循环一次进位、成肽和转位三个步骤（狭义核糖体循环）的产物是1 5：胸腺嘧啶（T）不存在于1 6：转氨酶的辅酶3 7：核苷类似物5 8：结构与叶酸相似，竞争抑制二氢叶酸还原酶的活性4 9：转录后需要加工的mRNA 是1 10：DNA半保留复制2 11：真核生物的mRNA 5 12：决定氧化磷酸化速率的最主要的因素是1 13：关于核苷酸的功能叙述错误的是3 14：脂酸β-氧化的终产物是2 15：抗叶酸类4 16：体内还原型辅酶Ⅱ（NADPH+H+）主要产生于2 17：蛋白质生物合成的模板是2 18：以下不能促进脂肪动员的激素是4 19：在糖元分解中起始步骤是生成2 20：原核生物DNA的高级结构是2
1：生物大分子主要是指5 2：下列哪一个不是一碳单位5 3：糖异生最重要的生理意义是2 4：巴斯德效应是指氧供给充足时4 5：脂肪最主要的生理功能是1 6：嘌呤核苷酸的从头合成的特点是1 7：体内生成ATP的最主要方式是2 8：转录时涉及2 9：在肠道细菌作用下生成的胆汁酸属于2 10：尿嘧啶（U）不存在于2 11：DNA合成需要的原料是3 12：抗嘌呤类2 13：关于转氨基作用，描述错误的是3 14：翻译过程的终止是因为4 15：Tm值是指3 16：氮杂丝氨酸是下列哪种氨基酸类似物4 17：糖异生的关键酶4 18：前列腺素是下列何种物质的衍生物2 19：人体内各种活动的直接能量供给者是3
20：以下不能促进脂肪动员的激素是4 1：DNA复性是指2 2：关于酶的不可逆性抑制正确的是3 3：合成磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）的活化碱基是1 4：转运内源性胆固醇3 5：S-腺苷甲硫氨酸的重要作用是5 6：冈崎片段产生的原因是4 7：糖原分子中的一个葡萄糖单位酵解成乳酸时净生成的ATP的摩尔数是2 8：酰基转移酶的辅酶1 9：合成脂酸的亚细胞部位是1 10：关于酶的非竞争性抑制作用正确的是2 11：抗谷氨酰胺类1 12：体内氨的储存和运输形式是3 13：DNA双螺旋结构模型是1 14：原核生物DNA的高级结构是2 15：脂蛋白的基本组成不包括5 16：转录后需要加工的mRNA 是1 17：Km值是3 18：转运内源性甘油三酯1 19：巴斯德效应是指氧供给充足时4
第二章蛋白质的结构和功能 第一节蛋白质分子组成 一、组成元素： N为特征性元素，蛋白质的含氮量平均为16%.-----测生物样品蛋白质含量：样品含氮量×6.25 二、氨基酸 1.是蛋白质的基本组成单位，除脯氨酸外属L-α-氨基酸，除了甘氨酸其他氨基酸的α-碳原子都是手性碳原子。 2.分类：（1）非极性疏水性氨基酸：甘、丙、缬、亮、异亮、苯、脯，甲硫。（2）极性中性氨基酸：色、丝、酪、半胱、苏、天冬酰胺、谷氨酰胺。（3）酸性氨基酸：天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu。（4）（重）碱性氨基酸：赖氨酸Lys、精氨酸Arg、组氨酸His。 三、理化性质 1.两性解离：两性电解质，兼性离子静电荷+1 0 -1 PH〈PI PH=PI PH〉PI 阳离子兼性离子阴离子等电点：PI=1/2（pK1+pK2） 2.紫外吸收性质：多数蛋白质含色氨酸、酪氨酸（芳香族），最大吸收峰都在280nm。 3.茚三酮反应：茚三酮水合物与氨基酸发生氧化缩合反应，成紫蓝色的化合物，此化合物最大吸收峰为570nm波长。此反应可作为氨基酸定量分析方法。 四、蛋白质分类：单纯蛋白、缀合蛋白（脂、糖、核、金属pr） 五、蛋白质分子结构 1.肽：氨基酸通过肽键连接构成的分子肽肽键：两个氨基酸α氨基羧基之间缩合的化学键（—CO—NH—） 2.二肽：两分子氨基酸借一分子的氨基与另一分子的羧基脱去一分子的水缩合成 3.残基：肽链中的氨基酸分子因脱水缩合而残缺，故被称为氨基酸残基。 4.天然存在的活性肽： （1）谷胱甘肽GSH：谷，半胱，甘氨酸组成的三肽 ①具有还原性，保护机体内蛋白质或酶分子免遭氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。②在谷胱甘肽过氧化物酶催化下，GSH可还原细胞内产生的过氧化氢成为水，同时，GSH被氧化成氧化性GSSG，在谷胱甘肽还原酶作用下，被还原为GSH③GSH的硫基具有噬核特性，能与外源性的噬电子毒物（如致癌物，药物等）结合，从而阻断，这些化合物与DNA,RNA或蛋白质结合，以保护机体（解毒） （2）多肽类激素及神经肽 ①促甲状腺激素释放激素TRH②神经肽：P物质（10肽）脑啡肽（5肽）强啡肽（17肽）
生化知识点梳理 蛋白质水解 （1）酸水解：破坏色胺酸，但不会引起消旋，得到的是L-氨基酸。（2）碱水解：容易引起消旋，得到无旋光性的氨基酸混合物。 （3）酶水解：不产生消旋，不破坏氨基酸，但水解不彻底，得到的是蛋白质片断。（P16） 酸性氨基酸：Asp（天冬氨酸）、Glu（谷氨酸） 碱性氨基酸：Lys（赖氨酸）、Arg(精氨酸）、His（组氨酸) 极性非解离氨基酸：Gly（甘氨酸）、Ser(丝氨酸）、Thr（苏氨酸）、Cys（半胱氨酸），Tyr（酪氨酸）、Asn（天冬酰胺）、Gln（谷氨酰胺） 非极性氨基酸：Ala（丙氨酸）、Val（缬氨酸）、Leu（亮氨酸）、Ile（异亮氨酸）、Pro（脯氨酸）、Phe（苯丙氨酸）、Trp（色氨酸）、Met（甲硫氨酸） 氨基酸的等电点调整环境的pH，可以使氨基酸所带的正电荷和负电荷相等，这时氨基酸所带的净电荷为零。在电场中既不向阳极也不向阴极移动，这时的环境pH称为氨基酸的等电点（pI）。 酸性氨基酸：pI= 1/2×（pK1+pKR） 碱性氨基酸：pI=1/2×（pK2+pKR） 中性氨基酸：pI= 1/2×（pK1+pK2） 当环境的pH比氨基酸的等电点大，氨基酸处于碱性环境中，带负电荷，在电场中向正极移动；当环境的pH比氨基酸的等电点小，氨基酸处于酸性环境中，带正电荷，在电场中向负极移动。 除了甘氨酸外，所有的蛋白质氨基酸的α-碳都是手性碳，都有旋光异构体，但组成蛋白质的都是L-构型。带有苯环氨基酸（色氨酸）在紫外区280nm波长由最大吸收 蛋白质的等离子点：当蛋白质在某一pH环境中，酸性基团所带的正电荷预见性基团所带的负电荷相等。蛋白质的净电荷为零，在电场中既不向阳极也不向阴极移动。这是环境的pH称为蛋白质的等电点。 盐溶：低浓度的中性盐可以促进蛋白质的溶解。 盐析：加入高浓度的中性盐可以有效的破坏蛋白质颗粒的水化层，同时又中和了蛋白质分子电荷，从而使蛋白质沉淀下来。 分段盐析：不同蛋白质对盐浓度要求不同，因此通过不同的盐浓度可以将不同种蛋白质沉淀出来。 变性的本质：破坏非共价键（次级键）和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。蛋白质的二级结构：多肽链在一级结构的基础上借助氢键等次级键叠成有规则的空间结构。组成了α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲等二级结构构象单元。α-螺旋α-螺旋一圈有3.6个氨基酸，沿着螺旋轴上升0.54nm，每一个氨基酸残基上升0.15nm，螺旋的直径为2nm。当有脯氨酸存在时，由于氨基上没有多余的氢形成氢键，所以不能形成α-螺旋。 β-折叠是一种相当伸展的肽链结构，由两条或多条多肽链侧向聚集形成的锯齿状结构。有同向平行式和反向平行式两种。以反向平行比较稳定。 β-转角广泛存在于球状蛋白中，是由于多肽链中第n个残基羰基和第n+3个氨基酸残基的氨基形成氢键，使得多肽链急剧扭转走向而致 超二级结构：指多肽链上若干个相邻的二级结构单元（α-螺旋、β-折叠、β-转角）彼此相互作用，进一步组成有规则的结构组合体（p63 ）。主要有αα，
生化实验整理
1. 氨基酸的分离鉴定——纸层析法 一、实验目的 ? 了解层析技术的一般原理 ? 掌握纸层析的方法和原理，学会分析未知样品的氨基酸成分 二、实验原理 ? 层析法亦称色谱法，是利用混合物中各组分的物理、化学及生物学特性的差异，使各组分以不同程度分布在两个相中，即固定相和流动相，当流动相流过加有样品的固定相时，各组分所受固定相的阻滞作用和受流动相的推动作用的影响各不相同，从而使各组分以不同速度移动而达到分离的目的 ? 固定相：是由层析基质组成的，可以是固体物质（如吸附剂、凝胶、离子交换剂等），也可以是液体物质（如固定在纤维素或硅胶上的溶液），这些基质能与待分离的化合物进行可逆的吸附、溶解、交换等作用 ? 流动相：是在层析过程中，推动固定相上待分离的物质向一定方向移动的液体、气体或超临界体。柱层析中一般称为洗脱液，薄层层析时称为展层剂 ? 分配系数：是指在一定的条件下，某一组分在固定相和流动相中含量（浓度）的比例，常用K 来表示，它是层析中分离纯化物质的重要依据 ? 迁移率：是指在一定条件下，某一组分在相同的时间内，在固定相移动的距离与流动相本身移动的距离之比值，常用R f 来表示 分配系数或迁移率的差异程度是决定几种物质采用层析方法能否分离 的先决条件，差异越大，分离效果越理想 ? 层析根据不同的标准可以分为多种类型：如按固定相基质的形式不同可分为纸层析、薄层层析和柱层析；按流动相的形式不同可分为液相层析、气相层析和超临界层析；按分离的原理不同可分为吸附层析、分配层析、凝胶过滤层析、离子交换层析等 ? 纸层析是以滤纸作为惰性支持物的分配层析，滤纸纤维上的羟基具有亲水性，吸附一层水作为固定相，有机溶剂为流动相。有机相流经固定相支持物时，与固定相之间连续抽提，使物质在两相间不断分配而得到分离。溶质在滤纸上的移动速度用R f 值表示： 在一定条件下，某种物质的R f 值是常数。R f 值的大小与物质的 结构、性质、溶剂系统、层析滤纸的质量和层析温度等因素有关 ? 氨基酸显色反应——茚三酮反应原理： 所有的α-氨基酸及一切蛋白质都能和茚三酮反应生成蓝紫色物质， 除了脯氨酸、羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质 该反应分为两步：第一步是氨基酸被氧化形成CO 2、NH 3和醛，水合 茚三酮被还原成还原型茚三酮；第二步是所形成的还原型茚三酮结合另一分子水合茚三酮和氨缩合生成有色物质 三、实验器材 大试管及塞子，大头针，三角薄层喷瓶，毛细管，吹风机，层析滤纸（新 f R