蛋白质一级结构测定的原理
1.氨基酸组成的分析
（1）蛋白质样品的纯化：
（2）蛋白质分子中多肽链数目的测定：根据末端分析测定蛋白质末端氨基酸残基数和蛋白质的分子量可以确定蛋白质分子中多肽链的数目。
（3）氨基酸组成的分析：
2.N末端氨基酸的分析
（1）二硝基氟苯法（DNFB）：蛋白质或多肽的N末端氨基与DNFB反应，生成DNP 多肽衍生物。由于DNP基团与氨基形成的键对酸的稳定性比肽键高，因此，当
DNP肽用酸水解时，所有肽键被水解生成相应的氨基酸和DNP末端氨基酸，这
样好像给N末端氨基酸以标记，以区别水解液中非N-末端氨基酸。
（2）二甲氨基萘磺酰氯（DNS-Cl）：方法的原理与DNFB法相同。
（3）Edman降解法：该法标记并仅仅水解释放多肽链N末端残基，留下其他所有完整的肽链。
（4）氨肽酶法：这是一类肽链外切酶，能从N-末端开始逐个切掉氨基酸。
3.C末端氨基酸的分析
（1）肼解法：多肽与无水肼加热发生肼解，C-末端氨基酸以自由形式释放出，而其他氨基酸则生成相应的酰肼化合物。
（2）羧肽酶法：羧肽酶是一类肽链外切酶，能特异地从C-末端将氨基酸依次水解下来。
4.大分子多肽氨基酸顺序的确定：先将大分子多肽裂解为小的肽片，经分离纯化后，分别
测定各肽片的顺序。一般常用化学裂解法和酶解法对肽链进行有控制的部分裂解，可从已测出氨基酸顺序的小肽片段中找到关键性的“重叠顺序”，即可确定各小肽片在整个大分子肽链中的位置，从而推导出该大分子肽链的氨基酸顺序。
5.核酸推导法：只要测出核酸的核苷酸顺序，即可根据三个核苷酸确定一个氨基酸的密码
推导出蛋白质的氨基酸顺序。
维持蛋白质构象的化学键
（1）氢键是由一个电负性大的原子上的氢与另一个电负性大的原子相互作用而形成。
一般多肪链中主链骨架上拨基的氧原子与亚氨基的氢原子所生成的氢键是维持蛋白质二级结构的主要次级键。而侧链间或主链骨架间所生成的氢键则是维持蛋白质三、四级结构所需的
（2）疏水键是由两个非极性基团因避开水相而群集在一起的作用力。蛋自质分子中一些疏水基团因避开水相而互相粘附并藏于蛋白质分子内部，这种相互薪附形成的疏水键是维持蛋白质三、四级结构的主要次级键。
（3）盐键又叫离子键。它是蛋白质分子中带正电荷基团和负电荷基团之间静电吸引所形成的化学键。
（4）配位键它是两个原子、由单方面提供共用电子对所形成的化学键, 参与维持蛋白质的三、四级结构
(5) 二硫键它是由两个硫原子间所形成的化学键。在蛋白质分子中它是两个半耽氨酸侧链的琉基脱氢形成。
(6). 范德华引力这是原子、基团或分子间的一种弱的相互作用力。维持蛋白质分子的高级结构
蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构是指多肤链的主链骨架中若干肤单位，各自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为主要的次级键而形成有规则的构象,蛋白质的二级结构一般不涉及氨基酸残基侧链的构象。
1肤单位肽键与相邻的a两个碳原子所组成的基团，称为肽单位(peptide snit)或肽平面。
肽单位具有以下特性:
(1)肽键具有部分双键的性质，不能自
由旋转。
(2)肽单位是刚性平面(rigid plane)结
构。即肽单位上的六个原子都位于同一个
平面，称为肽键平面
(3)肽单位中与C一N相连的氢和氧
原子与两个α碳原子呈反向分布
2. α螺旋(a-helix) 蛋白质分子中多个肤键平面通过氨基酸。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。
α螺旋具有下列特征
(1)螺旋的方向为右手螺旋，每3.6个氨基酸旋转一周，螺距为0.54nm,每个
氨基酸残基的高度为0. 15nm,肽键平面与螺旋长轴平行。
(2)氢键是α螺旋稳定的主要次级键。相邻的螺旋之间形成链内氢键，即一
个肽单位的N上氢原子与第四个肚单位羰基上的氧原子生成氢键。α螺旋构象允许所有肽键参与链内氢键的形成。
(3)肽链中氨基酸残基的R基侧链分布在螺旋的外侧，其形状、大小及电荷
等均影响a螺旋的形成和稳定性。如多肽中连续存在酸性或碱性氨基酸，由于所带电荷而同性相斥，阻止链内氢键形成趋势而不利于α螺旋的生成;较大的氨基酸残基的R侧链因空间阻碍的影响也不利于α螺旋的生成;脯氨酸或羟脯氨酸残基的存在则不能形成α螺旋。
3. β折叠结构(R pleated sheet -c-)又称β片层结构。β折叠中多肪链
的主链相对较伸展，多肤链的肤平面之间呈手风琴状折叠
β折叠特征:
(1)肽链的伸展使肽键平面之间一般折叠成锯齿状。
(z)两条以上肽链平行排列，相邻肽链之间的肤键相互交替形成许多氢键.
是维持这种结构的主要次级键
(3)肽链平行的走向有顺式和反式两种，肚链的N端在同侧为顺式，两残基
间距为0. 65nm;不在同侧为反式，两残基间距为0.70nm。反式较顺式平行折叠更加稳定。
(4)肽链中氨基酸残基的R侧链分布在片层的上下。
4. β折角(p bend或p mm)伸展的肚链形成180°的回折，即U型转折结构。它
是由四个连续氨基酸残基构成，第一个氨基酸残基的羰基与第四个氨基酸残基的亚
氨基之间形成氢键以维待其构象
5.无规线[f7( random -i1) 蛋白质二级结构中除上述有规则的构象外，尚存在
因肽键平面不规则排列的无规律构象，称为自由折叠或无规线团。
(三}超二级结构(super-sec oudury so-ueture)
超二级结构又称模块或模序是指在多肽内顺序上相邻的二级结构常常在空间折叠中靠近.彼此相互作用，形成有规则的二级结构聚集体。以α螺旋组合(αα)、
β折叠组合(βββ)和a螺旋β折叠组合（βαβ）
超二级结构的形成，主要是组成它们的氨基酸残基侧链基团相互作用的结果。
（四) 结构域
结构域是位于超二级结构和三级结构间的一个层次。结构域是在蛋白质的三级结构内的独立折叠单元，其通常都是几个超二级结构单元的组合。
(五)蛋白质的三级结构
具有二级结构、超二级结构或结构域的一条多肽链，由于其序列上相隔较远的氮基酸残荃侧链的相互作用，而进行范围更广泛的盘曲与折叠，形成包括主、
侧链在内的空间排列，这种在一条多肽链中所有原子或基团在三维空间的整体排布
称为三级结构。各R基团间相互作用生成的次级键是稳定三级结构的主要化学键，
如疏水键、氢键、盐键等。
(六)蛋白质的四级结构
许多有生物活性的蛋白质由两条或多条肚链构成，肚链与肤链之间并不是通过共价键相连，而是由非共价键维系。每条肽链都有自己的一、二和三级结构。
这种蛋白质的每条肽链被称为一个亚基。由两个或两个以上的亚基之间相互作用，
彼此以非共价键相连而形成更复杂的构象，称为蛋白质的四级结构。
亚基间的结合力维持蛋自质四级结构的主要化学键是疏水键.
蛋白质一级结构与功能的关系
1.一级结构不同、生物学功能各异
2.一级结构中“关键”部分相同，其功能也相同
3.一级结构“关键”部分的变化，其生物活性也改变
4.一级结构的变化与疾病的关系由遗传突变引起的、在分子水平上仅存在微
观差异而导致的疾病，称为分子病
蛋白质空间构象与功能的关系
1 蛋白质前体的活化生物体中有许多蛋白质是以无活性的蛋白质原的形式在体内合成，分泌。
2.蛋白质的变构现象一些蛋内质由于受某些因素的影响，其一级结构不变而空
间构象发生一定的变化，导致其生物学功能的改变，称为蛋白质的变构效应或别构作用。
测定蛋白质分子量
1.分子筛层析法又名凝胶过滤法。它以具有一定大小孔径的凝胶为支持物，起分子筛的作用·蛋白质分子直径小于凝胶孔径者可进人胶粒内部，大于胶孔者则排阻其外·当用洗脱液洗脱时，大分子移动速度高于小分子而先流出柱外。
2. SDS-聚丙烯酞胺凝胶电泳(SDS-PAGE)蛋白质由于所带电荷和分子大小不同，在电场中的电泳速度各异。如在电泳系统中加人十二烷基硫酸钠(SDS)和少量的琉基乙醇.则蛋白质的电泳速度主要取决于它的分子量而与电荷无关。SDS是一种阴离子表面活性剂
3.生物质谱。
二、蛋白质的变性
某些物理的和化学的因素使蛋白质分子的空间构象发生改变或破坏，导致
其生物活性的丧失和一些理化性质的改变.这种现象称为蛋白质的变性作用1变性的本质。蛋白质变性作用的本质是破坏了形成与稳定蛋白质分子空间构象的次级键从而导致蛋白质分子空间构象的改变或破坏，而不涉及一级结构的改变或肽键的断裂。生物活性的丧失是变性的主要表现。构象的破坏是蛋白质变性的结构基础
2变性作用的特征
(1)生物活性的丧失: 这是蛋白质变性的主要特征。蛋白质的生物活性是指蛋白质表现其生物学功能的能力，
(2)某些理化性质的改变变性可引起球状蛋白不对称性增加、黏度增加、扩散系数降低
3.变性作用的因素和程度
物理因素：高温、紫外线、X一射线、超声波和剧烈振荡
化学因素：强酸、强碱、尿素、去污剂、重金属、三氯醋酸、浓乙醇等
由于蛋白质分子空间构象的形成与稳定的基本因素是各种次级键，显然蛋自质的变性作用实质上是外界因素破坏这些次级键的形成与稳定结果导致了蛋白质分子空间构象的改变或破坏。
4变性作用的意义
实践中对蛋白质的变性作用有不同的要求，有时必须尽力避免，而有时则必须充分利用。如
使细菌蛋白变性而失去活性;中草药有效成分的提取或其注射液的制备也常用变性的方法(加热、浓乙醇等)除去杂蛋白
在制备有生物活性的酶、蛋白质、激素或其他生物制品(疫苗、抗毒素等)时，要求所需成分不变性，而不需要的杂蛋白应使其变性或沉淀除去。
三、蛋白质的两性电离与等电点
使蛋白质所带正负电荷相等，净电荷为零时溶液的pH,称为蛋白质的等电点
四、蛋白质的胶体性质
蛋白质形成亲水胶体有两个基本的稳定因素:
1.蛋白质表面具有水化层亲水的极性基团易与水起水合作用，使蛋白质颗粒表面形成较厚的水化层。水化层的存在使蛋白质颗粒相互隔开，限止其聚集而沉淀2蛋白质表面具有同性电荷在非等电点状态时，蛋白质颗粒皆带有同性电荷，即在酸性溶液为正电荷.碱性溶液中为负电荷。同性电荷相互排斥，使蛋白质颗粒不致聚集而沉淀
五、蛋白质的沉淀反应
蛋白质分子聚集而从溶液中析出的现象，称为蛋白质的沉淀。
蛋白质沉淀可能是变性也可能是未变性，
1.中性盐沉淀反应蛋白质溶液中加人中性盐后.因盐浓度的不同可产生不同的反应。
低盐浓度可使蛋白质溶解度增加，称为盐溶作用。因为，低盐浓度可使蛋白质表面吸附某种离子，导致其颗粒表面同性电荷增加而排斥加强，同时与水分子作用也增强，从而提高了蛋白质的溶解度;
高盐浓度时，因破坏蛋白质的水化层并中和其电荷，促使蛋白质颗粒相互聚集而沉淀，这称为盐析作用。
2.有机溶剂沉淀反应在蛋白质溶液中加人一定量的与水可互溶的有机溶剂，能使蛋白质表面失去水化层相互聚集而沉淀。在等电点时，加人有机溶剂更易使蛋自质沉淀。本法有时可引起蛋白质变性，这与有机溶剂的浓度、与蛋白质接触的时间，以及沉淀的温度有关。
3.加热沉淀反应加热可使蛋白质变性沉淀。在等电点时最易沉淀，而偏酸或偏碱时，蛋白质虽加热变性也不易沉淀
4重金属盐沉淀反应蛋白质在PH大于PI的溶液中皇负离子，可与重金属离子结合成不溶性蛋自盐而沉淀。
5生物碱试剂的沉淀反应蛋白质在pH小于PI时呈正离子，可与一些生物碱试剂结合成不溶性的盐而沉淀。
蛋白质变性和沉淀反应是两个不同的概念，变性不一定沉淀，沉淀不一定变性。
六、蛋白质的颜色反应
1茚三酮反应在pH 5 -7时.蛋白质与茚三酮丙酮液加热可产生蓝紫色。凡具有氨基、能放出氨的化合物几乎都有此反应；
2双缩脲反应蛋白质在碱性溶液中可与Cu,产生紫红色反应。肽键越多反应颜色越深。氨基酸无此反应。水解越完全则颜色越浅。
3酚试剂反应在碱性条件下，蛋白质分子中的酪氨酸、色氨酸可与酚试剂(含磷钨酸一磷钥酸化合物)生成蓝色化合物。蓝色的强度与蛋白质的量成正比。
七、蛋白质的免疫学性质
凡能刺激机体免疫系统产生免疫应答，并能与相应的抗体和(或)致敏淋巴细胞受体发生特异性结合的物质，统称为抗原。
抗原刺激机体产生能与相应抗原特异结合并具有免疫功能的免疫球蛋自，称为抗体。
一些小分子物质本身不具抗原性，但与蛋白质结合后而具有抗原性，这类小分子物质称为半抗原
抗体的特异性取决于抗原分子表面的特殊化学基团称为抗原决定簇各抗原分子具有许多抗原决定簇。因此，由它免疫动物所产生的抗血清实际上是多种抗休的混合物，称为多克隆抗体
单克隆抗体是针对一个抗原决定簇、又是由单一的B淋巴细胞克隆产生的抗体。
蛋白质的分离与纯化
（一）根据溶解度不同的分离纯化方法
1等电点沉淀。蛋白质在等电点时溶解度最小。
2盐析沉淀。一定浓度的中性盐可破坏蛋白质胶体的稳定因素而使蛋白质盐析沉淀。盐析沉淀的蛋白质一般保持着天然构象而不变性。有时不同的盐浓度可有效地使蛋白质分级沉淀。
3.低温有机溶剂沉淀法。在一定量的有机溶剂巾，蛋白质分子间极性基团的静电引力增加，而水化作用降低，促使蛋白质聚集沉淀。
4温度对蛋白质溶解度的影响。一般在0--40℃之间，多数球状蛋白质的溶解度随温度的升高而增加;40-50℃以上，多数蛋白质不稳定并开始变性。
（二）根据分子大小不同的分离纯化方法
1.透析和超滤。透析法是利用蛋白质大分子对半透膜的不可透过
性而与其他小分子物质分开。
超滤法其原理是利用超滤膜在一定的压力或离心力的作用下，大分子物质被截留而小分子物质则滤过排出
2分子排阻层析。又名分子筛层析，其原理是利用蛋白质分子量的差异，通过具有分子筛性质的凝胶而被分离在层析洗脱时，大分子受阻小而最先流出;小分子受阻大而最后流出。
3.密度梯度离心质最和密度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降得快，并且每种蛋白质颗粒沉降到与自身密度相等的介质梯度时，
即停滞不前，可分步收集进行分析。
（三）根据电离性质不同的分离纯化方法
1.电泳法。带电质点在电场中向电荷相反的方向移动.这种性质称为电泳
(1)醋酸纤维薄膜电泳:
(2)聚丙烯酸胺凝胶电泳
(3)等点聚焦电泳
(4)免疫电泳
(5)二维电泳
2.离子交换层析。蛋白质是两性化合物，可用离子交换技术进行分离精制
(1)离子交换纤维素=
(2)离子交换凝胶
(3)大孔型离子交换树脂
(四)根据配基特异性的分离纯化方法
亲和层析法(idfinity chmmetagraphy)又名选择层析、功能层析或生物特异吸附层
析。蛋白质能与其相对应的化合物(称为配基)具有特异结合的能力，即亲和力。这种
亲和力具有下列重要特性:
1.高度特异性
2.可逆性具有特异亲和力的化合物之间能可逆结合与解离的性质建立的层析方法，称为亲和层析。
亲和层析的步骤，
以抗原纯化为例说明如下:
(I)配基的固相化:选用与抗原(Ag)相应的抗体(Ah)为配基，用化学方法使与固
相载体相连接。
(2)抗原的吸附:将连有抗体的固相载体装人层析柱，使含有抗原的混合物通过
此柱，相应的抗原被抗体特异地结合.而非特异的抗原等杂质不能被吸附而直接流出层
析柱。
(3)抗原的洗脱:将层析柱巾的杂质洗净，改变条件使Ag一Ab复合物解离，此时洗
脱液中的抗原即为纯化抗原，经冷冻干燥于低温保存。
核酸的结构与功能
1. DNA的一级结构
核酸的一级结构是指构成核酸的各个单核苷酸之间连接键的性质以及组成中单核苷酸的数目和排列顺序(碱基排列顺序)
DNA分子的连接方式是：一个核苷酸的脱氧核糖的5'位碳原子上的磷酸基与相邻的核昔酸的脱氧核糖的第3'位碳原子上的羟基结合。通过3，5磷酸二酯键将许多核苷酸连接在一起，形成多核苷酸链。DNA没有侧链
2.真核细胞染色质DNA与原核生物DNA的一级结构特点
原核细胞染色质DNA比较在一级结构上真核细胞DNA具有以下显著特点:
(1)重复顺序：真核细胞染色质DNA具有许多重复排列的核昔酸序列，称为重复
顺序。按重复程序不同可分为高度重复顺序，中度重复顺序和单-顺序三种
1)高度重复顺序: 许多真核细胞染色质DNA都含有高度重复顺序。这种重复顺序结构的“基础顺序”短，含5一100bp，重复次数可高达几百万次,高度重复顺序结构中。G-C 含量高，进而CsCl梯度离心时常在DNA主峰旁显示一个或多个小峰，这些小峰称为卫星峰，这部分DNA又称为卫星DNA。
2)中度重复顺序: 这种结构的“基础顺序”长，可达300bp或更长，重复次数从几百到几千不等。组蛋白基因,rRNA基因(rDNA)及tRNA基因(tDNA)大多数为中度重复顺序。
3)单一顺序:又称单拷贝顺序，真核细胞中，除组蛋白外.其他所有蛋白质都是由DNA 中单一序列决定的。
(2)间隔顺序与插人顺序一些片段不编码任何蛋白质和RNA，它们可以存在于基因与基因之间，也可以存在于基因之内。前者称为间隔顺序，后者称为插人顺序。通常把基因的插人顺序称为内含子。把编码蛋白质的基因顺序称为外显子。
(3)回文结构：脱氧核苷酸的排列在DNA两条链中的顺读与倒读意义是一样的，
脱氧核苷酸以一个假想的轴成为180°旋转对称。这种结构称为回文结构。
原核生物DNA顺序组织具有以下不同特点:
(1)原核生物在DNA顺序组织上的最大特点是基因重叠，就是说在同一DNA序列中，常包括不同的基因区，这些重叠在一起的基因，使用的编码组序不同，因此虽然是同样的DNA顺序区段内，都可翻译出不同的蛋自质。
由于基因的重叠，在重叠部位一个碱基的突变将影响两个或三个蛋白质的表达。
(2)原核生物DNA顺序的另一个特点是功能上相关的结构基因转录在同一个mRNA 分子上。
(3)原核生物DNA顺序所含有的结构基因是连续的，一般不含有插人或间隔序
列，而且在转录调控区的DNA顺序的组织形式是多种多样的，调控区的不同组织形式与不同的生物功能有明显关系
DNA双螺旋结构模型的要点:
1) DNA分子由两条脱氧多核苷酸链构成，两条链都是右手螺旋，这两条链反向平
行。链之间的螺旋形成一条大沟和一条小沟。多核苷酸链的方向取决于核昔酸间的磷酸二酯链的走向
2)磷酸基和脱氧核糖在外侧，彼此之间通过磷酸二酯链相连接，形成DNA的骨架。碱基连接在糖环的内侧。糖环平面与碱基平面相互垂直。
3)双螺旋的直径为2nm。顺轴方向，每隔0.34nm有一个核苷酸，两个相邻核苷
酸之问的夹角为36°。每一圈双螺旋有10对核苷酸，每圈高度为3. 4nm,
4)两条链由碱基间的氢链相连
5)沿螺旋轴方向观察，配对的碱基并不充满双螺旋的全部空间。在双螺旋的表面形成两个凹下去的槽，一个槽大些，另一个槽小些，分别称为大沟和小沟。
DNA双螺旋结构的稳定因素:
主要有三种作用力使DNA双螺旋结构维持稳定。
1）第一种作用力是互补碱基之间的氢键，是使DNA双螺旋结构稳定的主要作用力。
2）第二种是碱基堆积力是由于杂环碱基的.电子之间相互作用所引起的。
3）第三种磷酸基的负电荷与介质中的阳离子的正电荷之间形成的离子
键。它可以减少DNA分子双链间的静电斥力，因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。
4. DNA的三级结构
在DNA双螺旋二级结构荃础上，双螺旋的扭曲或再次螺旋就构成了DNA的三级结构。
如果使正常的双螺旋DNA分子额外地多转几圈或少转几圈，这就会使双螺旋内的原子偏离正常位置。对应在双螺旋分子中就存在额外张力。如果双螺旋宋端是开放的.这种张力可以通过链的转动而释放出来，DNA将恢复到正常的双螺旋状态。如果DNA两端是以某种方式固定的，或是成环状DNA分子.这些额外的张力不能释放到分子之外，而只能在DNA内部使原子的位置重排，这样DNA本身就会扭曲，这种扭曲就称为超螺旋。环状DNA都是超螺旋。如果将这种超螺旋用DNA内切酶使其切断一条链，螺旋反转形成的张力释放.超螺旋则能恢复到低能的松弛状态}O
5.染色质与染色体
具有三级结构的DNA和组蛋白紧密结合组成染色质构成真核细胞的染色体物质称为“染色质”(ehmm,tiD )。细胞准备有丝分裂时，染色质凝集，并组装成因物种不同而数目和形状特异的染色体
真核细胞染色质中，双链DNA是线状长链，以核小体(nucleosome)的形式串联存在。核小体是由组蛋白H2A,H3B,H3和H4各两分子组成的八聚体，外绕DNA,长约
145碱基对，形成所谓的核心颗粒.实际上需再由组蛋白H2与DNA两端连接，使DNA 围成两圈左手超螺旋，共约166碱基对。与组蛋白皆以盐链相连，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个核小体为1圈,H1组蛋自在内侧相互接触，形成直径为30.m的螺旋筒(solenoid)结构，组成染色质纤维(图5-8)。在形成染色单体时，螺旋筒再进一步卷曲、折叠。人休每个细胞中长约1.7.m的DNA双螺旋链，最终压缩了8400多倍，分布于各染色单体中;46个染色单体总长仅200um左右储于细胞核中
在30.m的核小体纤维中，DNA获得上百倍的包装比，而且染_色体。NA的某一些部分和核骨架相连接。产谬滩叮力
这些骨架相连接的部分把染色体DNA分隔成许多长度不同的DNA环，每个DNA环有相对独立性。当一个环被打断或被核酸酶所松弛时，其他环仍可保持超螺旋状态。实验还证实真核染色体，还有更多层次的组织形式.每个层次都使染色休的包装变得更致密。因此真核染色体DNA包装是一个缠绕再接一次更高级的缠绕和包装.这种高层次包装的模式
6.基因与基因组
基因是在染色体上占有一定空间的特定DNA片段。二倍体细胞每一个基因也是成对存在的，每一对基因分别位于来自双亲的染色体的同一位置上，此位置称基因座(locus)，一对同源染色体在同一基因座上的一对基因称为一对等位基因。每一个体的每一基因座上只有两个等位基因、可是在一个群体中，每个基因座上可以有两个以上等位基因，这就是复等位基因(multiple ellele) a
当一个等位基因决定生物性状的作用强于另一等位基因并使生物
只表现出其自身的性状时，就出现显隐性关系，作用强的是显性，作用被掩盖而不能表
现的为隐性，显性完全掩盖隐性的是完全显性(complete dominance)，两者相互作用而
出现介于两者的中间性状的是不完全显性(in-plele dominance)
基因组DNA序列按其结构和功能可分成以下几类:
l基因序列和非基因序列基因序列指基因组决定蛋白质(或RNA产物)的DNA序列，一端为ATG起始密码子，另一端则是终止密码子。非基因序列则是基因组中除基因序列以外的所有DNA序列
2.编码序列和非编码序列编码序列指编码RNA和蛋白质的DNA序列。内含子是基因内的非蛋白编码序列。所以内含子序列以及居间序列统称为非蛋白质编码序列。
3单一序列和重复序列单一序列是基因组里只出现一次的DNA序列。重复序
列指在基因组里重复出现的DNA序列。
RNA的类型
(1)核糖体RNA(rRNA)
核糖体(ribosome)又称为核蛋白体或核糖核蛋白体。原核生物核糖体中蛋白质约占1/3,rRNA约占2/3;真核生物核糖体中蛋白质和rRNA各占一半。核糖体由两个亚基组成一个称为大亚基，另一个称为小亚基，两个亚基都含有rRNA和蛋白质，但其种类和数量却不相同。
(2)转运RNA (tRNA) : tRNA是细胞中一类最小的RNA,
tRNAo tRNA的沉降系数为4S。tRNA约占细胞中RNA总量的15%。在蛋白质生物
合成中tRNA起携带氨基酸的作用。
(3)信使RNA(mRNA):mRNA在细胞中含量很少，占RNA总量的3% -5%
除上述三类RNA以外，细胞内还有一些其他类型的RNA,如细胞核内的不均一核
RNA(hnRNA),核小RNA(snRNA)和染色体RNA等
小的干涉RNA和微小RNA
1)小的干涉RNA(siRNA) ;细胞内的siRNA系由双链RNA(d6RNAW特异RNA(dsRNA)
家族的Dicer核酸酶切割形成的19 -21个碱基左右的双链RNA,这种小分子dsRNA可
以促使与其互补的.RNA被核酸酶切割降解，从而有效的定向抑制靶基因的表达。将
由dsRNA诱导的这种基因沉默效应定义为RNAi(RNA干涉,RNA interfence)，属于基
因转录后调控，其过程需要ATP参与。
一般分为两个阶段①dsRNA进人细胞后，由依赖ATP的Dicer核酸酶切割，将其分解成具有19 -21个碱基左右的双链siRNA; ②RISC (RNA诱导的沉默复合物)识别并降解mRNA, RISC是一种蛋白核酸酶复合物(A,gene-是目前唯一已知参与复合物形成的一种蛋白)，RISC能够与，siRNA互补的mRNA结合，一方面使mRNA被RNA酶裂解，另一方面以siRNA作为引物，以mRNA为模板，在RdRp〔依赖于RNA的RNA聚合酶)作用下合成mRNA的互补链。结果.RNA形成双链RNA，此dsRNA在Dicer核酸酶作用下也裂解成SiRNA，这些新生成的siRNA也具有诱发RNAi的作用，通过这种聚合酶链式反应，细胞内的，iRNA大大扩增，显著增加了对基因表达的抑制。从而使目的基因沉默.产生RNA 干涉作用。
2)微小RNA(miRNA) miRNA是一类含19一25单核苷酸的单链RNA在3.端有1 -2个
碱基长度变化，不编码任何蛋白，本身不具有开放阅读框架(open read frame,DRF);
具有保守性、时序性和组织特异性，即在生物发育的不同阶段有不同的miRNA表达，在不同组织中表达不同类型的miRNAo成熟的miRNA5'端为磷酸基，3'端为轻基，它
们可以和上游或下游序列不完全配对而形成基环结构。miRNA是通过与靶mRNA3'-UTR碱基配对的方式来执行对靶.RNA的转录翻译抑制的功能。
细胞内miRNA的合成及作用机制
在细胞核内编码miRNA的基因转录成pri-miRNA,在Drosha Rnact作用下，pri-miRNA被剪切成约70个核苷酸长度的miRNA前体(pro-miRNA)。pre-miRN^在转运蛋白Exporti5作用下，从核内转运到胞质中。在Dicer酶作用下.miRNA前体被剪切成21一25个核昔酸长度的双链miRNA。成熟miRNA与其互补的miRNA结合形成双螺旋结构(miRNA miRNA' ), 随后，双螺旋解旋，其中一条结合到RNA诱导的基因沉默复合物(RISC )中，形成RISC 复合物。此复合物结合到靶mRNA上，平链miRNA与靶.RNA的3'-UTR不完全互补配对，从而阻断该基因的翻译过程。
2.RNA的结构特征
(1) RNA的基本组成单位是AMP,GMP,CMP及UMP。
(2)每分子RNA中约含有几十个至数千个NMP，与DNA相似，彼此通过3‘.5诊一磷酸二醋键连接而成多核昔酸链。
(3) RNA主要是单链结构，但局部区域可卷曲形成双链螺旋结构或称发夹结构。
双链区有些不参与配对的碱基往往被排斥在双链外，形成环状突起
(4) RNA与DNA对碱的稳定性不同，RNA易被碱水解，使5'-磷酸酚键断开，形成
3'-磷酸醋键的单核普酸。
tRNA的结构:每一种氮基酸都有2一6种相应的tRNA，分散于胞液中。
1)一级结构: tRNA皆由70-90个核昔酸组成，有较多的稀有碱基核普酸,3'一末
端为一C一C一AOH,沉降系数都在4S左右。
2)二级结构: 根据碱基排列模式，呈三叶草式(cloverleaf)。双链互补区构成三叶
草的叶柄，突环(loop)好像三片小叶。大致分为氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TψC环等5部分
①氨基酸臂: 由7对碱基组成.富含鸟嘌呤，末端为-CCA，蛋白质生物合成时用于连
接活化的相应氨基酸;
②二氢尿嘧啶环(DhU loop): 由8一12个核苷酸组成，含有二氢尿嘧啶，故称为二氢
尿嘧啶环;
③反密码环: 由7个核苷酸组成，环的中间是反密码子，由3个碱基组成，次黄嘌
呤核苷酸常出现于反密码子中;
④额外环：由3一18个核苷酸组成。不同的tRNA，其环大小不一，是tRNA分类
的指标;
⑤TψC环: 由7个核苷酸组成。因环中含有T-ψ-C碱基序列，故名。
3）三级结构酵母tRNA呈倒L形的三级结构。其他tRNA也类似。氨基酸臂与TψC臂形成一个连续的双螺旋区，构成字母L下面的一横，二氢尿尿嘧啶与反密码臂及反密码环共同构成L的一竖。二氢尿嘧啶环中的某些碱基与TψC环及额外环中的某些碱基之间可形成一些额外的碱基对，维持了tRNA的三级结构。
(2)mRNA的结构
1)分子量大小不一，由几百至几千个核苷酸组成。
2)极大多数真核乡胞.RNA在3'末端有一段长约200 个碱基的多聚腺苷（polyA）
3)真核mRNA的5'末端有一特殊结构:7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸，称为帽子结构，与蛋白质生物合成的起始有关
4) mRNA分子中有编码区和非编码区。编码区是所有mRNA分子的主要结构，该区域编码特定蛋白质分子的一级结构，非编码区与蛋白质合成的调控有关
5)每分子mRNA可与几个至几十个核糖体结合成串珠样的多核糖体
原核细胞的.RNA具有下列结构特点
①包括细胞和病毒的原核细胞mRNA一般都为多顺反子结构，即一个单链mRNA
分子可作为多种多肽和蛋白肽链合成的模板。
②原核细胞mRNA的转录与翻译是耦合的，即mRNA分子一边进行转录，同时一
边进行翻译。
③原核细胞mRNA分子包含有先导区、翻译区和非翻译区，即在两个顺反子之间
有不参加翻译的插人顺序
真核细胞.RNA的结构具有以下明显不同特点:
①大多数真核细胞二RNA的3，末端有一段多聚腺普酸( polyA * )，其长度约200
个腺苷酸。原核细胞mRNA3‘末端一般不含polyA.顺序。
真核细胞5段通常有三种类型m7G5ppp5Np,m7G'ppp5N5mpNp和m7G5ppp5N'mpNmp)这种结构简称帽子结构，原核生物.RNA无帽子结构。
②真核细胞mRNA一般为单顺反子(即一个.RNA分子只为一种多肤编码)
③真核细胞mRNA的转录与翻译是分开进行的，先在核内转录产生前体mRNA(核不
均一mRNA,即HnRNA),转运到胞质内后，再在核外加工为成熟mRNA，然后起翻译们佣
rRNA结构
RNA分子大小不均一。真核细胞的,RNA有4种.其沉降系数,分别为28S,5.8S,5S和ISS，大约与70种蛋白质结合而存在于细胞质的核糖体的大小两个亚基中。5S ,RNA与,RNA相似，具有类似三叶草型的二级结构。r RNA分子中形成的发片结构是RNA具有的最普遍的二级结构形式。氢键是RNA三维结构的另一种维持作用力。
核酸的理化性质
1、核酸的分子大小
2、核酸的溶解度与猫度
RNA和DNA都是极性化合物，都微溶于水，而不溶于乙醉、乙醚、氯仿等有机溶
剂。
高分子溶液比普通溶液粘度要大得多，不规则线团分子比球形分子的钻度大，而线
性分子的黏度更大。由于天然DNA具有双螺旋结构.。即使是极稀的DNA溶液，黏度也极大。RNA呈无定形不像DNA那样呈纤维状，可用粘度作为DNA变性的指标
3、核酸的酸碱性质
可以把核酸看成是多元酸，具有较强的酸性。核酸的等电点较低
4、核酸的紫外吸收
核酸也有强烈的紫外吸收，最大吸收值在260nm处
以每升的核酸溶液中1克原子磷为标准来计算核酸的消光系数，就叫克原子磷消光系
e(p) e(p)=30.98A/WL 式中:A为吸收值，C为每升溶液中磷的克原子数,L为比色杯内径的厚度。
核酸在变性时，e(p)值显著升高，此现象称为增色效应(hypemhmmic effect)图5-19)。在一定条件下，变性核酸可以复性，此时e(p)值又回复至原来水平，这一现象叫减色效应(hypoehromic effect)。所以e(p)值可作为核酸复性的指标。减色效应是由于在DNA双螺旋结构中堆积的碱基之间的电子相互作用，而减低了对紫外光的吸收。
5、核酸的变性、复性和杂交
(一)变性
有些理化因素会破坏氢键和碱基堆积力，使核酸分子的空间结构改变，从而引起
核酸理化性质和生物学功能改变.这种现象称为核酸的变性。核酸变性时，其双螺旋结
构解开，但并不涉及核昔酸间共价键的断裂，因此变性作用并不引起核酸分子量降低。
多核昔酸链的磷酸二酷键的断裂称为降解。伴随核酸的降解，核酸分子量降低DNA热变性的过程不是一种“渐变，’，而是一种”跃变”
通常把以e(p)值达到最高值的1/2时的温度称为“熔点”或熔解温度Tm
DNA的几值与其分子中的G一C含量呈正比关系，G一C对含量越多，Tm值就越高
(G+C)% =(T--69.3) x2.44
（二）复性
变性DNA在适当条件下，可使两条彼此分开的链重新由氢键连接而形成双螺旋结构，这一过程称为复性(rennlurelion )。将热变性DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性，而在缓慢冷却时才可以复性。
（三)核酸的杂交
在复性时，如异源DNA之间在某些区域有相同的序列，则会形成杂交DNA分子。
Southern印迹法(Southern blotting) 就是将捉胶电泳分离的DNA片段转移至硝酸纤维素膜上后，再进行杂交。
Northern印迹法(Nonhem blotting) 将RNA经电泳变性后转移至纤维素膜上再进行杂交的方法称
Weetem印迹法(Western blotting) 根据抗体与抗原可以结合的原理，用类似方法也可以分析蛋白质的方法
DNA的分离纯化
因为DNA蛋白不溶于。14mol/L氯化钠溶液，而RNA蛋自溶于0. 14mol/L氯化钠溶液。DNA蛋白的蛋白部分可用下列方法除去:
①用苯酚提取:
②用三氯甲烷一戊醇提取
③去污剂法:用十二烷基硫酸钠(SDS)等去污剂可使蛋白质变性。
④酶法用广谱蛋白酶使蛋白质水解。DNA制品中有少量RNA杂质，可用核糖核酸
酶除去。
⑤柠檬酸钠(枸橼酸钠)有抑制脱氧核糖核酸酶（DNase）的作用。
不同构象的DNA分离
①蔗糖梯度区带超离心，可按DNA分子的大小和形状进行分离。
②氯化铯密度梯度平衡超离心，可按DNA的浮力密度不同进行分离。
③羟甲基磷灰石和甲基清蛋白硅藻土柱层析也是常用的纯化DNA的方法。
④RNA-DNA杂交体仍有游离的变性DNA区，所以也能被吸附。洗脱不吸附的
DNA、RNA等杂质，再分别将变性DNA和杂交RNA-DNA洗脱下来
RNA的分离纯化
从核搪体分离tRNA，从多聚核糖体分离mRNA,从线粒体分离线粒体DNA和RNA。从细胞核可以分离核内RNA,从细胞质可以分离各种tRNA,
蛋白质的方法有以下几种:
(1)在10%氯化钠溶液中加热至901C，离心除去不溶物加乙醇使RNA沉淀，或
者调节pH至等电点使RNA沉淀。
(2)用盐酸胍〔最终浓度2muVL)可溶解大部分蛋白质，冷却，RNA即沉淀析出。
粗制品再用三氯甲烷除去少量残余蛋白质。
(3)去污剂法，常用的为十二烷基硫酸钠(5D5)，使蛋白质变性。
(4)苯酚法，可用90%苯酚提取，离心后，蛋白质和DNA留在酚层.而RNA在层水相内
RNA制品中往往混有链长不等的多核昔酸。
可以采用下列方法加以进一步纯化，得到均一的RNA制品:
蔗糖梯度区带超离心，可将18S,28S,4S RNA分开。
聚丙烯酰胺凝胶电泳，可将不同类型的RNA分开。
甲基清蛋白硅藻土柱、羟基磷灰石柱、各种纤维素往，都常用来分级分离各种类型的RNA。
二、核酸含量测定的原理
（一）定磷法
①根据元素分析获知RNA的平均含磷量为9.4%,DNA的平均含磷量为9.9%，因此，可从样品中测得的含磷量来计算RNA或DNA的含量。
②用强酸(如10mol/L硫酸)将核酸样品消化，使核酸分子中的有机磷转变为无机
磷，无机确与铝酸反应生成碑钥酸，磷铝酸在还原剂作用下还原成钼蓝。可用比色法测定RNA样品中的含磷量。
（二）定糖法
RNA含有核塘,DNA含有脱氧核糖，根据这两种据的颜色反应可对RNA和DNA 进行定量测定。
①核糖的测定RNA分子中的核糖和浓盆酸或浓硫酸作用脱水生成糠醛。糖醛
与某些酚类化合物缩合而生成有色化合物。
②脱氧核糖的测定DNA分子中的脱氧核糖和浓硫酸作用，脱水生成ω-经基-γ--
酮基戊醛，与二苯胺反应生成蓝色化合物。
(三)紫外吸收法
测得样品DNA或RNA溶液的A260值，即可计算出样品中核酸的含量
第六章酶
三、酶的分类与命名
(一)酶的分类
依据国际酶学委员会(IEC )的规定，按催化反应的类型可分六大类
(1)氧化还原酶类(oxidoreduclases)催化氧化还原反应
(2)转移酶类(transleraees)催化功能基团的转移
(3)水解酶类(( hydrolases)催化水解的反应
(4)裂合酶类(ly-s)催化水、氨或二氧化碳的去除或加入
(5)异构酶类(isome-)催化各种类型的异构作用。
(6)合成酶类(lig.es)催化消耗ATP的成键反应。
根据酶蛋白的特点和分子大小又把酶分成三类:
1单体酶：单体酶只有一条多肤键。
2寡聚酶这类醉由几条至几十条多肤链亚基组成，这些多肚链或相同，或不同。多肚键之间不是共价结合
3多酶体系多酶体系是由几种酶彼此嵌合形成的复合体。在脂肪酸合成中的脂肪酸合成复合体就是一种多酶体系。
二、酶蛋白的结构
酶的催化活性不仅与酶分子的一级结构有关，而且与其高级结构有关。如果酶蛋白变性或解离成亚单位，则酶的催化活性通常会丧失，如果酶蛋自分解成其组成的氨基酸，则其催化活性会完全丧失。所以酶具有完整的一、二、三级和四级结构是维持其催化活性所必需的。
这些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称为酶的活性中心( activecenter)，所以酶的活性中心是酶与底物结合并发挥其催化作用的部位。一般处于酶分子的表面或裂隙中，酶的活性中心的化学基团，实际上是某些氨基酸残基的侧链或肽链的末端氨基和羧基，主要依靠酶分子的二级和三级结构的形成(即肚链的盘曲和折叠)才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，，又称“活性部位.. (active site) .
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，故称为活性中心内的必需基团(essential group)。但酶活性中心外还有一些基团虽然不与底物直接作用.却与维持整个分子的空问构象有关，这些基团可使活性中心的各个有关基团保持最适的空间位置、间接地对酶的催化作用发挥其必不可少的作用，这些基团称为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，又可分为底物结合部位和催
化部位。底物结合部位是与底物特异结合的有关部位，因此也叫特异性决定部
位。
底物结合部位的作用，不单单是固定底物，而且要使底物处于被催化的最优位置。
具有相似催化作用的酶往往有相似的活性中心。
三、酶的辅助因子与功能
酶的辅助因了包括辅酶和辅荃。与酶蛋白结合比较疏松(一般为非共价结合)并可用透析方法除去的称为辅酶。与酶蛋白结台牢固(一般以玫价键结合)，不能用透析方法除去的称为辅基(pmsthetie gmup)
辅酶及辅基从其化学本质来看可分为三类:
一类为无机金属元素，如铜、锌、镁、锰、铁等
另一类为小分子的有机物，多数维生素及其衍生物在活细胞中主要是构成许多酶的辅酶或辅基
还有一类是蛋白质辅酶
通常一种酶蛋白只能与一种辅酶结合而成为一种专一性结合酶。但一种辅酶往往能与不同的酶蛋白构成许多不同专一性的结合酶。可见决定酶催化作用的专一性和高效率是酶蛋白部分，辅酶和辅基在酶促反应中主要起着递氢、传递电子或转移某些化学基团作用。
(一)无机离子对酶的作用
酶本身不含金属离子，必须加人金属离子才有活性，称金属活化酶。此种金属离子也常称为激活剂:
(1)无机离子维持酶分子活性构象，甚至参与活性中心
(2)无机离子在酶分子中通过本身的氧化还原而传递电子
(3)无机离子在酶与底物之间起桥梁作用
(4)利用离子的电荷影响酶的活性
〔二)维生素与辅酶的关系
维生素(vilam互n)是一类维持细胞正常功能所必需的小分子有机化合物
(三)蛋自质类辅酶
某些蛋白质起辅酶作用.它们自身不起催化作用，但为某些酶所必需。这些辅酶称基团转移蛋白(gocp transfer proteins)或蛋白质类辅酶。
蛋白质类辅酶参与墓团转移反应或氧化还原反应，主要是通过递氢或递电子而起作用。
四、酶的结构与功能
(一j酶的活性中心与酶作用的专一性
酶作用的专一性主要取决于酶活性中心的结构特异性。
（二}空间结构与催化活性
酶的活性不仅与一级结构有关，并且与其空间结构紧密相关。因为活性中心需借助于一定的空间结构才得以维持。只要酶活性中心各基团的空间位置得以维持就能保持全酶的活性，而一级结构的轻微改变并不影响酶活性。
{三)酶原的激活
某些酶(绝大多数是蛋白酶)在细胞内合成或初分泌时没有活性，这些无活性的酶的前身称为酶原(zymogen)，使酶原转变为有活性酶的作用称为酶原激活(zymogenactivation) o酶的激活机制主要是分子内肽链的一处或多处断裂，同时使分子构象发生一定程度的改变，从而形成酶活性中心所必需的构象。
酶原激活的生理意义在于避免细胞产生的蛋自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，保证体内代谢的正常进行
酶的作用机制
一、酶能显著降低反应活化能
能引起反应的最低的能量水平称反应能阈(energy threshold)，分子由常态转变为活化状态所需的能量称为活化能(activation energy)
催化剂的作用是降低反应所需的活化能以致相同的能量能使更多的分子活化，从而为速反应的进行。
二、中间复合物学说和酶作用的过渡态
酶的活性中心不仅与底物结合，而且与过渡态中间物结合，其结合作用比底物与活性中心的结合更紧
三、酶作用高效率的机制
（一)底物的“趋近”和“定向”效应
“趋近”效应(appmximauon)系指A和B一狭小的局部区域，其反应基团互相靠近，这种效应称为“趋近”效应。“趋近”两个底物分子结合在酶分子表面的某从而降低了进人过渡态所需的活化能，效应大大增加了底物的有效浓度。
可使反应物在其表面对着特定的基团几何地定向，即具有“定向’效应
{二)底物变形与张力作用
酶与底物结合后，使底物的某些敏感键发生“变形”(distortion)从而使底物分子接近于过渡态，降低了反应的活化能，由于底物的诱导，酶分子的构象也会发生变
化，并对底物产生张力作用(main)使底物扭曲，促进ES进人过渡状态。
（三)共价催化作用
1.亲核催化作用亲核催化是指具有一个非共用电子对的基团或原子，攻击缺少
电子具有部分正电性的原子，并利用非共用电子对形成共价键催化反应。酶分子中具有催化功能的亲核基团主要是:组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基及半胱氨酸的巯基。
2.亲电子催化作用亲电子催化剂从底物中吸取一个电子对。
(四)酸碱催化作用
酸碱催化剂有两种，一是狭义的酸碱催化剂，即H'与OH-。
二是广义的酸碱催化剂作用，即质子受体与质子供体的催化影响酸碱催化反应速度的因素有两个:
第一个因素是酸碱的强度。
第二个因素是这些功能基供出质子或接受质子的速度
四、核酶与抗体酶的催化作用
（一)核酶
核酶又称催化RNA，核糖酶，类酶，酶性RNA。
核酶是具有生物催化活性的RNA,其功能是切割和剪接RNA 。其作用特点是切割效率低，易被RNase破坏
核酶有以下几类:
1.切割反应第一类切割反应发生在RNA前体的成熟过程中，核酶切割3'-OH
和5'-磷酸末端;
第二类切割反应发生在植物类病毒的环状单链卫星RNA和线性卫星RNA的复制过程中，在滚环式的RNA复制过程中的最后一步，这些RNA进行自我催化的裂解切割反应
2剪接反应剪接反应包括了RNA的切割和连接.第一类内含子
自我剪接反应;第二类内含子自我剪接反应和核mRNA前体的剪接反应。
（二）抗体酶
用人工合成的半抗原免疫动物，以杂交瘤细胞技术生产针对人工合成半抗原的单克隆抗体，这种抗体具有与半抗原特异结合的抗体特性又具有催化半抗原进行化学反应的酶活性，将这种既有酶活性又有抗体活性的模拟酶称抗体酶。
第四节酶促反应的动力学
一、底物浓度对酶反应速度的影响
{一)米氏方程及其推导
(二)米氏常数Km的意义和应用
(1) Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。不
(2〕已知某个酶的Km，可计算出在某一底物浓度时，某反应速度相当于Vmax的百分率。
(3)一般[S]值需为Km值的10倍以上。
(4)催化可逆反应的酶，对正逆两向底物的K，往往是不同的。测定这些Km值的差别以及细胞内正逆两向底物的浓度，可以大致推测该酶催化正逆两向反应的效率，
(5)能确定各种酶的Km及其相应底物的浓度，还有助于寻找代谢过程的限速步骤。
(6)了解酶的Km值及其底物在细胞内的浓度，可以推知该酶在细胞内是否受到
底物浓度的调节。
(7)测定不同抑制剂对某个酶Km及Vmax的影响，可以区别该抑制剂是竞争性还
是非竞争性抑制剂
（三）米氏常数的求法
1. Lineweever Burk方程(双倒数作图法)
2.Hanes作图法
二、pH的影响与最适PH
pH对酶反应速度的影响，主要有下列原因:
1.影响酶和底物的解离
2影响酶分子的构象过高过低的pH会改变酶的活性中心的构象.
三、温度的影响与最适温度
化学反应的速度随温度增高而加快，但酶是蛋白质，可随温度的升高而变性。在温
度较低时，前一影响较大，反应速度随温度的升高而加快。但温度超过一定数值后，酶受热变性的因素占优势，反应速度反而随温度上升而减慢，形成倒U形曲线。在达到此曲线顶点所代表的温度时，反应速度最大，称为酶的最适温度(optimum tempereture)
四、酶浓度的影响
在一定条件下，酶的浓度与反应初速度成正比，当底物浓度大大超过酶浓度时反应达到最大速度，这时增加酶浓度可增加反应速度，反应速度与酶浓度成正比关系
五、激活剂的影响
凡能提高酶的活性.加速酶促反应进行的物质都称为激活剂( activator)
激活作用可能有这几方面的机制:
①与酶分子中的氨基酸侧链基团结合，稳定酶催化作用所需的空间结构
②作为底物或辅酶，与酶蛋白之间联系的桥梁;
③作为辅酶或辅基的一个组成部分协助酶的催化作用
六、抑制剂的影响
酶分子中的必需基团的性质受到某种化学物质的影响而发生改变，导致酶活性的降低或丧失称为抑制作用。抑制剂通常对酶有一定的选择性，一种抑制剂只能引起某一类或某几类酶的抑制。抑制作用不同于失活作用。
（一)不可逆抑制
抑制剂与酶的必需基因以共价键结合而引起酶活性丧失，不能用透析，超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶活力。
1．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，不论是必需基团与否，皆进行共价结合。
2专一性不可逆抑制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。
有些专一性不可逆抑制剂在与酶作用时，通过酶的催化作用，其中某一基团被活化，使抑制剂与酶发生共价结合从而抑制了酶活性，如同酶的自杀，此类抑制剂称为自杀底物（二）可逆抑制
抑制剂与酶以非共价键结合而引起酶活性的降低或丧失，可用透析等物理方法除去抑制剂，恢复酶的活性。
通常分为三种类型:
1竞争性抑制(competitive inhibition)。它是指抑制剂(I)和底物(S)对游离酶（E）的结合有竞争作用，互相排斥，酶分子结合S就不能结合I，结合I就不能结合S。
竞争性抑制的特点：①底物、抑制剂作用在酶活性中心同一部位
②底物与抑制剂结构
③抑制剂作用强弱取决于酶与底物或抑制剂的相对亲和力
④随着底物浓度的增加，抑制作用减弱至消失
竟争性抑制动力学特点为: ①当有I存在时，Km增大而Vmax不变，故Km/Vmax也增大;
②表观Km随[I]的增加而增大;
③抑制程度与[I]成正比，而与[S]成反比，故当底物浓度极大时同样可达到最大反应速度。即抑制作用可以解除。
竞争性抑制的经典例子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制。
磺胺类药物也是典型的竞争性抑制剂。磺胺类药物与对氛基苯甲酸结构类似，竞争占据细菌体内二氢叶酸合成脑，从而抑制细菌生长所必需的二氢叶酸的合成。使细菌核酸的合成受阻，从而抑制了细菌的生长和繁殖而人体能从食物中直接利用叶酸，故其代谢不受磺胺影响。
抗菌增效剂TMP可增强磺胺药的药效，因为它的结构与二氢叶酸有类似之处，是细菌二氢叶酸还原酶的强烈抑制剂，它与磺胺药配合使用，可使细菌的四氢叶酸合成受到双重阻碍.因而严重影响细菌的核酸及蛋白质合成。
2非竟争性抑制是指底物S和抑制I与酶的结合互不相关，既不排斥，也不促进，.S 可与游离E结合，也可和El复合体结合。
非竞争性抑制的特点：①抑制剂与活性中心以外的其他基团结合
②抑制剂与底物结构不同
③抑制剂与酶结合后还可再与底物结合
④抑制剂作用强弱取决于抑制剂浓度以及抑制剂与酶的亲和力，与底物浓度无关
非竞争性抑制的动力学特点为:①当有I存在时，Km不变而Vmax减小，Km/Vmax增大; ②表观Vmax随[ I ]的加大而减小
③抑制程度只与[I]成正比，而与[S]无关
3.反竞争性抑制作用为抑制剂I不与游离酶E结合，却和ES中间复合体结合成EIS,但EIS不能释出产物。
这种情况恰巧和竟争性抑制剂相反，故称为反竟争性抑制。
反竟争性抑制的动力学特点为:①当I存在时，Km和Vmax都减小，而Km/Vmax不变;
②有I时的表观Km和表观Vmax都随[I]的增加而减小;
③抑制程度既与[I]成正比，也和[s]成正比。
名词解释： 1.糖：糖类是自然界存在的一大类具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。它由碳、氢及氧3种元素组成，其分子式是（CH2O）n。一般把糖类看作是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。 2.单糖：凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。 3.寡糖：是由单糖缩合而成的短链结构（一般含2~6个单糖分子） 4.多糖：有许多单糖分子缩合而成的长链结构，分子量大，在水中不能成真溶液，均无甜味，无还原性。有旋光性，无变旋现象。 5.构象：在分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排布叫构象。 6.构型：在立体异构体中的原子或取代基团的空间排列关系叫构型。 7.变旋现象：当一种旋光异构体，如糖溶于水中转变为几种不同旋光异构体的平衡混合物时发生的旋光变化现象，叫做变旋现象。 8.旋光性：当光通过含有某物质的溶液时，使经过此物质的偏振光平面发生旋转的现象。 9. 脂类：是脂肪及类脂的总称，其化学本质为脂肪酸(多是4碳以上的长链一元羧酸)和醇(包括甘油醇、鞘氨醇、高级一元醇和固醇)等所组成的酯类及其衍生物。 10.皂化值：完全皂化1g油或脂所消耗的KOH毫克数。 11.皂化作用：脂酰甘油的碱水解作用称为皂化作用。 12. 酸败：脂肪长期暴露于潮湿闷热的空气中，受到空气的作用，游离脂肪酸被氧化、断裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，产生难闻的恶臭味，称之酸败。13.酸值：中和1g油脂中游离脂肪酸所消耗KOH的mg数，称为酸值（酸价），可表示酸败的程度。 14.卤化作用：油脂中不饱和双键与卤素发生加成反应，生产卤代脂肪酸，称为卤化作用。 15.碘值：100g油脂所能吸收的碘的克数—碘价（碘化值），可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。 16.氢化：Ni的作用下，甘油酯中的不饱和双键可以与H2发生加成反应，油脂被饱和，液态变为固态，可防止酸败。 17.必须脂肪酸：多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合 成，需从食物摄取，故称必需脂酸。 18.维生素（vitamin）：是机体维持正常生理功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。 19：维生素原：本身不是维生素，但是可以转化成维生素的物质。 20.核酸（nucleic acid）：是含有磷酸基团的重要生物大分子，因最初从细胞核分离获得，又具有酸性，故称为核酸。 21.核苷：碱基和核糖（脱氧核糖）通过N-糖苷键连接形成糖苷称为核苷（脱氧核苷）。 22.核苷酸：核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 23. DNA一级结构：指构成核酸的各个单核苷酸之间连接键的性质以及组成中单核苷酸的数目和排列顺序（碱基排列顺序） 24.DNA的变性：有些理化因素会破坏氢键和碱基堆积力，使核酸分子的空间结构改变，从而引起核酸理化性质和生物学功能改变，这种现象称为核酸的变性。 25.Tm值：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收
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。
医学生物化学各章节知识点习题详解 单项选择题 第一章蛋白质化学 1. .盐析沉淀蛋白质的原理是( ) A. 中和电荷，破坏水化膜 B. 与蛋白质结合成不溶性蛋白盐 C. 降低蛋白质溶液的介电常数 D. 调节蛋白质溶液的等电点 E. 使蛋白质溶液的pH值等于蛋白质等电点 提示：天然蛋白质常以稳定的亲水胶体溶液形式存在，这是由于蛋白质颗粒表面存在水化膜和表面电荷……。具体参见教材17页三、蛋白质的沉淀。 2. 关于肽键与肽，正确的是( ) A. 肽键具有部分双键性质 B. 是核酸分子中的基本结构键 C. 含三个肽键的肽称为三肽 D. 多肽经水解下来的氨基酸称氨基酸残基 E. 蛋白质的肽键也称为寡肽链 提示：一分子氨基酸的α－羧基和一分子氨基酸的α－氨基脱水缩合形成的酰胺键，即-CO-NH-。氨基酸借肽键联结成多肽链。……。
具体参见教材10页蛋白质的二级结构。 3. 蛋白质的一级结构和空间结构决定于( ) A. 分子中氢键 B. 分子中次级键 C. 氨基酸组成和顺序 D. 分子内部疏水键 E. 分子中二硫键的数量 提示：多肽链是蛋白质分子的最基本结构形式。蛋白质多肽链中氨基酸按一定排列顺序以肽键相连形成蛋白质的一级结构。……。具体参见教材20页小结。 4. 分子病主要是哪种结构异常（） A. 一级结构 B. 二级结构 C. 三级结构 D. 四级结构 E. 空间结构 提示：分子病由于遗传上的原因而造成的蛋白质分子结构或合成量的异常所引起的疾病。蛋白质分子是由基因编码的，即由脱氧核糖核酸（DNA）分子上的碱基顺序决定的……。具体参见教材15页。 5. 维持蛋白质三级结构的主要键是( ) A. 肽键 B. 共轭双键
各种组织细胞 体循环小肠肠腔 第六章糖代谢 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：动物体内葡萄糖的储存形式 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、糖代谢概况——分解、储存、合成 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：
过程 2 H 2 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：糖无氧酵解代谢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。 生理意义： 五、糖的有氧氧化 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 + 关键酶 ① 己糖激酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶 调节方式 ① 别构调节 ② 共价修饰调节 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 第一阶段：糖酵解途径 G （Gn ） 丙酮酸胞液
生物化学最核心的知识点总结 1）竞争性抑制：抑制剂的结构与底物结构相似，共同竞争酶的活性中心。抑制作用大小与抑制剂和底物的浓度比以及酶对它们的亲和力有关。此类抑制作用最大速度Vmax不变，表观Km值升高。 2）非竞争性抑制：抑制剂与底物结构不相似或完全不同，只与酶的活性中心以外的必需基团结合。不影响酶在结合抑制剂后与底物的结合。该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关。此类抑制作用最大速度Vmax下降，表观Km值不变。 3）反竞争性抑制：抑制剂只与酶-底物复合物结合，生成的三元复合物不能解离出产物。此类抑制作用最大速度Vmax和表观Km值均下降。 2.线粒体内生成的NADPH可直接参加氧化磷酸化过程，但在胞浆中生成的NADPH不能自由透过线粒体内膜，故线粒体外NADPH所带的氢必须通过某种转运机制才能进入线粒体，然后再经呼吸链进行氧化磷酸化过程。这种转运机制主要有α-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭两种机制。 （1）α-磷酸甘油穿梭：这种穿梭途径主要存在于脑和骨骼肌中，胞浆中的NADH在磷酸甘油脱氢酶催化下，使磷酸二羟丙酮还原成α-磷酸甘油，后者通过线粒体外膜，再经位于线粒体内膜近胞浆侧的磷酸甘油脱氢酶催化下氧化生成磷酸二羟丙酮和FADH2，磷酸二羟丙酮可穿出线粒体外膜至胞浆，参与下一轮穿梭，而FADH2则进入琥珀酸氧化呼吸链，生成2分子ATP （2）苹果酸-天冬氨酸穿梭：这种穿梭途径主要存在于肝和心肌中，胞浆中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原为苹果酸，后者通过线粒体外膜上的α-酮戊二酸转运蛋白进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的作用下重新生成草酰乙酸和 NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。 可见，在不同组织，通过不同穿梭机制，胞浆中的NADH进入线粒体的过程不一样，参与氧化呼吸链的途径不一样，生成的ATP数目不一样。 3. 1）作为酶活性中心的催化基团参加反应； 2）作为连接酶与底物的桥梁，便于酶对底物起作用； 3）为稳定酶的空间构象所必需； 4）中和阴离子，降低反应的静电斥力。 4.肽链延长在核蛋白体上连续性循环。（1）进位：氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位；（2）转肽酶催化成肽；（3）转位：由EF-G转位酶催化，新生肽酰-tRNA-mRNA位移入P位，A 位空留，卸载tRNA移入E位并脱离。 成熟的真核生物mRNA的结构特点是：（1）大多数真核mRNA在5′-端以m7GpppN为分子的起始结构。这种结构称为帽子结构。帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核糖体与mRNA的结合，加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA的稳定性；（2）在真核mRNA的3′末端，大多数有一段长短不一的多聚腺苷酸结构，通常称为多聚A尾。一般有数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。因为在基因内没有找到它相应的序列，因此认为它是在RNA生成后才加上去的。随着mRNA存在的时间延续，这段多聚A尾巴慢慢变短。因此，目前认为这种3′-末端结构可能与mRNA从细胞核向细胞质的转位及mRNA的稳定性有关。 2.（1）TAC中有4次脱氢、2次脱羧及1次底物水平磷酸化。（2）TAC中有3个不可逆反应、3个关键酶（异柠檬酸脱氢酶、α—酮戊二酸脱氢酶系、柠檬酸合酶）。（3）TAC的中
一、糖类化学 1、糖的概念与分类 糖是多羟基的醛或酮及其缩聚物和某些衍生物。 单糖是最简单的糖，不能再被水解为更小的单位。 寡糖是由2~10个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。 低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物 多糖是由多个单糖分子缩合而成。 多糖中由相同的单糖基组成的称同多糖，不相同的单糖基组成的称杂多糖。 按其分子中有无支链，则有直链、支链多糖之分 按其功能不同，可分为结构多糖、贮存多糖、抗原多糖等 按其分布来说，则又有胞外多糖、胞多糖、胞壁多糖之别 如果糖类化合物含有非糖物质部分，则称糖缀合物或复合糖类，例如糖肽、糖脂、糖蛋白等。 2、单糖的构型、结构、构象 1）构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键的断裂和重新形成。★2）单糖的D-、L-型：以距羰基最远的不对称碳原子为准，羟基在左面的为L构型，羟基在右面为D构型。 3）环状结构——葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释: 葡萄糖不似醛发生NaHSO3和Schiff试剂的加成反应；葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，只能与一分子醇反应；葡萄糖溶液有变旋现象。 4）一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖，不在同一侧的称为β-葡萄糖。 5) 构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而改变分子中基团在空间的排布位置，而产生不同的排列方式。 3、寡糖 寡糖是少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。 低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物。 4、多糖 多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。 多糖完全水解时，糖苷键裂断而成单糖。 4.1 淀粉 1）直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4）糖苷键缩合而成的多糖链。可溶于热水、250~300个糖分子、遇碘呈紫蓝色 2）支链淀粉：由多个较短的1、4-苷键直链结合而成，不可溶于热水、可溶于冷水、＞6000个糖分子、遇碘呈紫红色 3）淀粉的降解：在酸或淀粉酶作用下被降解，终产物为葡萄糖： 淀粉→红色糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖 4.2 糖原：α-D-葡萄糖多聚物 1）结构：同支链淀粉；区别在于分支频率及分子量为其二倍。 2）分布：主要存在于动物肝、肌肉中。 3）特点：遇碘呈红色。 4）功能：同淀粉，亦称动物淀粉。其合成与分解取决于血糖水平 4.3 纤维素--植物细胞壁结构多糖 1）结构：由D-葡萄糖以β（1-4）糖苷键连接起来的无分支线形聚合物。
8.试述胆固醇与胆汁酸之间的代谢联系 答：①胆汁酸由胆固醇在肝C内合成的 ②胆汁酸的合成受肠道向肝脏胆固醇转运量的调节，从肠吸收至肝脏内的胆固醇增多，则胆汁酸的合成亦增多 ③胆固醇的消化、吸收和排泄均受胆汁酸盐的影响
1.简述DNA双螺旋模型的要点 答：①两条反向平行的互补多核苷酸链围绕中心轴，盘旋成右手双螺旋结构 ②碱基间形成氢键，使两条链相连，A=T，G C。氢键与碱基堆砌力是维持DNA二级结 构稳定的重要因素。 ③每10个碱基对能使螺旋上升一圈，螺距3.4nm，螺旋直径为2nm。 ④磷酸和脱氧核糖构成股价，位于螺旋外侧，碱基位于内侧。碱基平面与中心轴垂直。 2.糖代谢与脂代谢使通过那些反应联系起来的？ 答：①糖酵解过程重产生的磷酸二羟丙酮可转变为3－磷酸甘油，可作为脂肪合成的原料和脂肪酸进一步合成TG。 ②糖有？氧氧化进程重产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。 ③脂肪酸分解产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化 ④酮体氧化产生的乙酰CoA最终也进入三羧酸循环氧化 ⑤甘油经磷酸甘油激酶作用，最终转变为磷酸二羧丙酮进入糖酵解或糖的有氧氧化过程 3.三羧酸循环有何特点？为什么说三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质在体内氧化的共同途径何相互联系的枢纽？ 答：⑴特点：①循环中CO2的生成方式是两次脱羧 ②循环中多个反应是可逆的，但由于柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶和α－酮戊 二酸脱氢酶系催化的反应不可逆，故循环只能单向进行 ③循环中4次脱氢，其中三对氢原子以NAD＋为受氢体，一对以FAD为受氢体 ④循环中各产物不断地被消耗和补充，使循环处于动态平衡中 ⑤释放大量能量 ⑵三羧酸循环的起始物乙酰CoA不仅由糖的氧化分解产生，也由甘油、脂肪酸和AA氧 化分解产生，因此该循环实际上是糖、蛋白质及脂肪在体内氧化的共同途径 ⑶糖和甘油代谢生成的α－酮戊二酸和草酰乙酸等中间产物可转变成某些AA；儿许多 AA分解的产物又是循环的中间产物，可敬糖异生变成糖或甘油。可见三羧酸循环使三大营养物质相互联系的枢纽 4.胆固醇可在体内转变成哪些物质？合成胆固醇的基本原料和关键酶各是什么？ 答：胆固醇在体内可转变为：⑴胆汁酸⑵类固醇激素⑶7－脱氢胆固醇 原料：乙酰CoA、ATP、NADH+H＋ 关键酶：HMG CoA还原酶 5.何谓酮体？试述酮体生成及氧化中的主要酶类及酮体代谢特点和生理意义。 答：⑴酮体是脂肪酸在肝内分解代谢产生的一类特殊中间产物，包括：乙酸乙酰，β－羟丁酸和丙酮 酮体在肝内生成，其限速酶是HMGCoA合成酶；酮体在肝外组织被氧化利用，其主要酶类为琥珀酰CoA转硫酶和乙酰乙酸硫激酶。 ⑵酮体代谢的特点是：肝内生成肝外氧化利用；其生理意义是肝脏为肝外组织提供了另一种能源物质，是心、肾、脑、肌肉等重要脏器在糖利用出现障碍时可利用的一种能源。6.试以脂类代谢及代谢紊乱的理论分析酮症、脂肪肝和动脉粥样硬化的病因。 答：⑴酮症：在糖尿病或糖供给等病理情况下，胰岛素分泌减少或作用低下而胰高血糖素、肾上腺素等分泌上升，导致了脂肪动员增强，脂肪酸在肝内的分解增多，酮体的 生成也增多；同时，由于主要来源于糖代谢的丙酮酸减少，因此使草酰乙酸减少， 导致了乙酰CoA的堆积；此时肝外组织的酮体氧化利用减少，结果就出现了酮 体过多积累在血中的现象。 ⑵脂肪肝：肝C内的脂肪来源多、去路少导致脂肪堆积。原因有：①肝功能低下，导致 肝内脂肪运出障碍。②糖代谢障碍导致脂肪动员增强，进入肝内的脂肪酸增多。 ③肝C内用于合成脂蛋白的磷脂缺乏。④急性肝炎后，活动过少使能量消耗减
生物化学复习题 第一章绪论 1. 名词解释 生物化学： 生物化学指利用化学的原理和方法，从分子水平研究生物体的化学组成，及其在体的代谢转变规律，从而阐明生命现象本质的一门科学。其研究容包括①生物体的化学组成，生物分子的结构、性质及功能②生物分子的分解与合成，反应过程中的能量变化③生物信息分子的合成及其调控，即遗传信息的贮存、传递和表达。生物化学主要从分子水平上探索和解释生长、发育、遗传、记忆与思维等复杂生命现象的本质 2. 问答题 （1）生物化学的发展史分为哪几个阶段？ 生物化学的发展主要包括三个阶段：①静态生物化学阶段（20世纪之前）：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的排泄物和分泌物②动态生物化学阶段（20世纪初至20世纪中叶）：是生物化学蓬勃发展的阶段，这一时期人们基本弄清了生物体各种主要化学物质的代谢途径③功能生物化学阶段（20世纪中叶以后）：这一阶段的主要研究工作是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。（2）组成生物体的元素有多少种？第一类元素和第二类元素各包含哪些元素？ 组成生物体的元素共28种 第一类元素包括C、H、O、N四中元素，是组成生命体的最基本元素。第二类元素包括S、P、Cl、Ca、Na、Mg，加上C、H、O、N是组成生命体的基本元素。 第二章蛋白质 1. 名词解释 （1）蛋白质：蛋白质是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物 （2）氨基酸等电点：当氨基酸溶液在某一定pH时，是某特定氨基酸分子上所带的正负电荷相等，称为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH即为该氨基酸的等电点 （3）蛋白质等电点：当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离形成正负离子的趋势相等，即称为兼性离子，净电荷为0，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点 （4）N端与C端：N端（也称N末端）指多肽链中含有游离α-氨基的一端，C端（也称C 末端）指多肽链中含有α-羧基的一端（5）肽与肽键：肽键是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的化学键，许多氨基酸以肽键形成的氨基酸链称为肽 （6）氨基酸残基：肽链中的氨基酸不具有完整的氨基酸结构，每一个氨基酸的残余部分称为氨基酸残基 （7）肽单元（肽单位）：多肽链中从一个α-碳原子到相邻α-碳原子之间的结构，具有以下三个基本特征①肽单位是一个刚性的平面结构②肽平面中的羰基与氧大多处于相反位置③α-碳和-NH间的化学键与α-碳和羰基碳间的化学键是单键，可自由旋转 （8）结构域：多肽链的二级或超二级结构基础上进一步绕曲折叠而形成的相对独立的三维实体称为结构域。结构域具有以下特点①空间上彼此分隔，具有一定的生物学功能②结构域与分子整体以共价键相连，一般难以分离（区别于蛋白质亚基）③不同蛋白质分子中结构域数目不同，同一蛋白质分子中的几个结构域彼此相似或很不相同 （9）分子病：由于基因突变等原因导致蛋白质的一级结构发生变异，使蛋白质的生物学功能减退或丧失，甚至造成生理功能的变化而引起的疾病 （10）蛋白质的变构效应：蛋白质（或亚基）因与某小分子物质相互作用而发生构象变化，导致蛋白质（或亚基）功能的变化，称为蛋白质的变构效应（酶的变构效应称为别构效应）（11）蛋白质的协同效应：一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应，其中具有促进作用的称为正协同效应，具有抑制作用的称为负协同效应 （12）蛋白质变性：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质分子的特定空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失，变性的本质是非共价键和二硫键的破坏，但不改变蛋白质的一级结构。造成变性的因素有加热、乙醇等有机溶剂、强碱、强酸、重金属离子和生物碱等，变形后蛋白质的溶解度降低、粘度增加，结晶能力消失、生物活性丧失、易受蛋白酶水解 （14）蛋白质复性：若蛋白质的变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可部分恢复其原有的构象和功能，称为复性 2. 问答题 （1）组成生物体的氨基酸数量是多少？氨基酸的结构通式、氨基酸的等电点及计算公式？ 组成生物的氨基酸有22种，组成人体和大多数生物的为20种，结构 通式如右图。氨基酸的等电点指当氨基酸溶液在某一定pH时，是某特定氨 基酸分子上所带的正负电荷相等，称为两性离子，在电场中既不向阳极也 文案大全
组成蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸。 细胞;几乎一切生活着的组织的结构和功能单位。 第一章生物化学与细胞 1、原核细胞与真核细胞的概念及区别 a原核细胞没有清楚界定的细胞核，而真核细胞有一双层膜将核与细胞其他部分分开。 b原核细胞仅有一层（细胞）膜，真核细胞内有一完善的膜系统。 c真核细胞含有膜包被的细胞器，原核细胞没有。 d真核细胞通常比原核细胞大 f原核生物是单细胞有机体，真核生物可能是单细胞，也可能是多细胞。 第二章到第四章氨基酸、多肽和蛋白质 1、α-氨基酸概念 α-氨基酸分子中的α-碳（分子中的第二个碳）结合着一个氨基和一个酸性的羧基，，α-碳还结合着一个H原子和一个侧链基团。 2、确定氨基酸的构型L-型D-型规则 a-COO-画在顶端，垂直画一个氨基酸，然后与立体化学参照化合物甘油醛比较，a-氨基位于a-C左边的是L-异构体，位于右边的为D-异构体，氨基酸的一对镜像异构体分别为L-型D-型异构体。 3、酸碱性氨基酸的名称及总体特点 4、含有的巯基的氨基酸 （含S基团的氨基酸）半胱氨酸（α-氨基-β-巯基丙酸）侧链上含有一个（-SH）巯基，又称巯基丙氨酸。-SH是一个高反应性集团。因为S原子时可极化原子，巯基能与O和N形成弱的氢键。 5、氨基酸在酸碱中的两性电离，等电点 所有氨基酸都处于电离状态。 在任意ph下，[共轭碱]/ [共轭酸]（[A-]/ [HA] ）可用Henderson-hasselbalch方程式ph=pk+lg（[A-]/ [HA] ） 等电点：氨基酸的正负电荷相互抵消，对外表现净电荷为零时的pH值。 6、氨基酸的几个特征化学反应及用途 由a-氨基参加的反应 （1）与亚硝酸反应用途：Van Slyke法定量测定氨基酸的基本反应。 （2）与甲醛发生羟甲基化反应用途：可以用来直接测定氨基酸的浓度。 （3）和2,4—二硝基氟苯的反应用途：用于蛋白质中氨基酸的鉴定。 （4）和丹磺酰氯的反应用途：用于蛋白质中氨基酸的鉴定。 （5）和苯异硫氰酸酯的反应用途：用于蛋白质中氨基酸的鉴定。 由a-氨基和羧基共同参加的反应 （1）与茚三酮反应用途：常用于氨基酸的定性或定量分析。 （2）成肽反应 7、肽键：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合，除去一份子水形成的酰胺键。肽：两个或两个以上氨基酸通过肽键共价连接形成的聚合物。 8、肽平面的定义 肽平面又称肽单位，使肽链主链上的重复结构。是由参与肽键形成的氮原子、碳原子和它们的四个取代成分：羰基氧原子、酰胺氢原子和两个相邻的α-碳原子组成的一个平面单位。 9、蛋白质二级结构概念及三种二级结构的特点
医学生物化学复习大纲 第一章蛋白质化学 【考核内容】 第一节蛋白质的分子组成 第二节蛋白质的分子结构 第三节蛋白质分子结构与功能的关系 第四节蛋白质的理化性质 【考核要求】 1.掌握蛋白质的重要生理功能。 2.掌握蛋白质的含氮量及其与蛋白质定量关系；基本结构单位——是20种L、α－氨 基酸，熟悉酸性、碱性、含硫、含羟基及含芳香族氨基酸的名称。 3.掌握蛋白质一、二、三、四、级结构的概念；一级结构及空间结构与功能的关系。 4.熟悉蛋白质的重要理化性质――两性解离及等电点；高分子性质（蛋白质的稳定因 素――表面电荷和水化膜）；沉淀的概念及其方式；变性的概念及其方式；这些理化性质在医学中的应用。 第二章核酸化学 【考核内容】 第一节核酸的一般概述 第二节核酸的化学组成 第三节 DNA的分子结构 第四节RNA的分子结构 第五节核酸的理化性质 【考核要求】 1.熟悉核酸的分类、细胞分布及其生物学功能。 2.核酸的分子组成：熟悉核酸的、平均磷含量及其与核酸定量之间的关系。核苷酸、核 苷和碱基的基本概念。熟记常见核苷酸的缩写符号。掌握两类核酸（ＤＮＡ与ＲＮＡ）分子组成的异同。熟悉体内重要的环核苷酸——cAMP和cGMP。 3.核酸的分子结构：掌握多核苷酸链中单核苷酸之间的连接方式——磷酸二酯键及多核 苷酸链的方向性。掌握ＤＮＡ二级结构的双螺旋结构模型要点、碱基配对规律；了解ＤＮＡ的三级结构——核小体。熟悉ｒＲＮＡ、ｍＲＮＡ和ｔＲＮＡ的结构特点及功能。熟悉ｔＲＮＡ二级结构特点——三叶草形结构及其与功能的关系。 4.核酸的理化性质：掌握核酸的紫外吸收特性，ＤＮＡ变性、Tm、高色效应、复性及杂 交等概念。 第三章酶 【考核内容】 第一节、酶的一般概念 第二节、酶的结构与功能
第19章代谢总论 1、分解代谢：有机营养物，不管是从环境获得的，还是自身储存的，通过一系列反应步骤变为较小的，较简单的物质的过程称为分解代谢。 2、合成代谢：又称生物合成，是生物体利用小分子或大分子的结构原件建造成自身大分子的过程。 3、ATP储存自由能为生物体的一切生命活动提供能量。满足以下四方面的需要：①生物合成、②肌肉收缩、③营养物逆浓度梯度跨膜运送、④在DNA、RNA、蛋白质能生物合成中，以特殊方式起递能作用。 4、能够直接提供自由能推动生物体多种化学反应的核苷酸类分子除ATP外，还有GTP，UTP，CTP。GTP对G蛋白的活化，蛋白质的生物合成，蛋白质的寻靶作用，蛋白质的转运等等都作为推动力提供自由能。 5、FMN，黄素腺嘌呤单核苷酸，FAD，黄素腺嘌呤二核苷酸，它们是另一类在传递电子和氢原子中起作用的载体。FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子，它们在氧化还原反应中，特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用。 6、辅酶A，简写为CoA，分子中含有腺嘌呤、D-核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺。在水解时释放出大量的自由能。 7、遗传缺欠症缺乏尿黑酸氧化酶，导致酪氨酸的代谢中间物尿黑酸不能氧化而随尿排出体外，在空气中使尿变成黑色。苯丙酮尿症，是苯丙氨酸发生异常代谢的结果，这是尿中出现苯丙氨酸。但酪氨酸的代谢仍然正常。通过以上两种不正常的代谢现象，是苯丙氨酸的代谢途径得到了阐明。 第20章生物能学 1、高能磷酸化合物的类型①碳氧键型②氮磷键型-如胍基磷酸化合物。1.磷酸肌酸。2.磷酸精氨酸。③硫酯键型-活性硫酸基。1. 3’-腺苷磷酸5’-磷酰硫酸。2. 酰基辅酶A。 ④甲硫键型-活性甲硫氨酸 2、ATP水解释放的自由能收到许多因素的影响。当ph升高时ATP释放的自由能明显升高。还受到Mg2+等其他一些2价阳离子的复杂的影响。 3、ATP在磷酸基团转移中作为中间递体而起作用。 4、磷酸肌酸：神经和肌肉等细胞活动直接供能物质是ATP。但ATP在细胞中的含量很低。在哺乳动物的脑和肌肉中约3-8mmoal/kg。而肌肉和脑中的磷酸肌酸含量都远远超过ATP。磷酸肌酸是细胞内首先供应ADP使之再合成ATP的能源物质。 5、人体肌肉中磷酸肌酸的含量及其再合成速度是运动员速度素质的物质基础。 6、磷酸精氨酸是某些无脊椎动物例如蟹和龙虾等肌肉中的储能物质。 7、磷酸精氨酸和磷酸肌酸以高能磷酸集团作为储能物质又统称磷酸原。有些微生物以聚偏磷酸作为储能物质。 8、ATP系统的动态平衡：ATP的周转非常迅速，细胞内ATP的产生和利用都处在一个相对稳定的平衡状态。 9、能荷：细胞所处的能量状态用ATP，ADP和AMP之间的关系式来表示，成为能荷。能荷是细胞所处能量状态的一个指标。 第21章糖酵解作用 1、糖酵解作用：在无氧条件下，葡萄糖进行分解，形成2分子丙酮酸并提供能量的过程。糖酵解过程可以说，是真核细胞以及细菌摄入体内的葡萄糖最初经历的酶促分解过程。也是
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 第一章 一、蛋白质的生理功能 蛋白质是生物体的基本组成成分之一，约占人体固体成分的45%左右。蛋白质在生物体内分布广泛，几乎存在于所有的组织器官中。蛋白质是一切生命活动的物质基础，是各种生命功能的直接执行者，在物质运输与代谢、机体防御、肌肉收缩、信号传递、个体发育、组织生长与修复等方面发挥着不可替代的作用。 二、蛋白质的分子组成特点 1.蛋白质的基本组成单位是氨基酸 编码氨基酸:自然界存在的氨基酸有300余种，构成人体蛋白质的氨基酸只有20种，且具有自己的遗传密码。 2. 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 每100mg样品中蛋白质含量（mg%）：每克样品含氮质量（mg）×6.25×100。 3. 氨基酸的分类 所有的氨基酸均为L型氨基酸（甘氨酸）除外。 根据侧链基团的结构和理化性质，20种氨基酸分为四类。 （1）非极性疏水性氨基酸：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、脯氨酸（Pro）。 （2）极性中性氨基酸：色氨酸（Trp）、丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）、天冬酰胺（Asn）、谷胺酰胺（gln）、苏氨酸（Thr）。 （3）酸性氨基酸：天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）。 （4）碱性氨基酸：赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His）。 ?含有硫原子的氨基酸：蛋氨酸（又称为甲硫氨酸）、半胱氨酸（含有由硫原子构成的巯基－SH）、胱氨酸（由两个半胱氨酸通过二硫键连接而成）。 ?芳香族氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。 ?唯一的亚氨基酸：脯氨酸，其存在影响α-螺旋的形成。 ?营养必需氨基酸：八种，即异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸。可用一句话概括为“一家写两三本书来”，与之谐音。 氨基酸的理化性质 1. 氨基酸的两性解离性质：所有的氨基酸都含有能与质子结合成NH4＋的氨基；含有能与羟基结合成为COO－的羧基，因此，在水溶液中，它具有两性解离的特性。在某一pH环境溶液中，氨基酸解离生成的阳郭子及阴离子的趋势相同，成为兼性离子。此时环境的pH值称为该氨基酸的等电点（pI），氨基酸带有的净电荷为零，在电场中不泳动。pI值的计算如下：pI＝1/2（pK1 + pK2）,(pK1和pK2分别为α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数值)。 2. 氨基酸的紫外吸收性质 （1）吸收波长：280nm （2）结构特点：分子中含有共轭双键 （3）光谱吸收能力：色氨酸＞酪氨酸＞苯丙氨酸 （4）呈色反应：氨基酸与茚三酮水合物共加热，生成的蓝紫色化合物在570nm波长处有最大吸收峰；蓝紫色化合物＝（氨基酸加热分解的氨）＋（茚三酮的还原产物）＋（一分子茚三酮）。 肽的相关概念 (1)寡肽：小于10分子氨基酸组成的肽链。 (2)多肽：大于10分子氨基酸组成的肽链。 (3)氨基酸残基：肽链中因脱水缩合而基团不全的氨基酸分子。 (4)肽键：连接两个氨基酸分子的酰胺键。 (4)肽单元：参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，组成肽单元。 三、蛋白质分子结构特点 见表1-1。 第一章蛋白质的结构与功能 第一节蛋白质的分子组成 一、组成蛋白质的元素 1、主要有C、H、O、N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。 2、蛋白质元素组成的特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 3、由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量， 就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量 ( g % )= 每克样品含氮克数× 6.25×100 二、氨基酸——组成蛋白质的基本单位 （一）氨基酸的分类 1.非极性氨基酸（9）：甘氨酸（Gly）丙氨酸（ Ala）缬氨酸（Val）亮 氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）苯丙氨酸（Phe）脯氨酸（Pro）色氨酸（Try） 蛋氨酸（Met） 2、不带电荷极性氨基酸（6）：丝氨酸（Ser）酪氨酸(Try) 半胱氨 酸 (Cys) 天冬酰胺 (Asn) 谷氨酰胺(Gln ) 苏氨酸(Thr ) 3、带负电荷氨基酸（酸性氨基酸）（2）: 天冬氨酸(Asp ) 谷氨酸(Glu) 4、带正电荷氨基酸（碱性氨基酸）（3）:赖氨酸(Lys) 精氨酸(Arg) 组氨酸( His) （二）氨基酸的理化性质 1. 两性解离及等电点 等电点 :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值称为该氨基酸的等电点。 2. 紫外吸收 (1)色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。 （2）大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸 收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。 3. 茚三酮反应 氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。 由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法 三、肽 （一）肽 1、肽键是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的 化学键。 一、蛋白质化学 蛋白质的特征性元素（N），主要元素：C、H、O、N、S，根据含氮量换算蛋白质含量：样品蛋白质含量=样品含氮量*6.25 （各种蛋白质的含氮量接近，平均值为16%）， 组成蛋白质的氨基酸的数量（20种），酸性氨基酸/带负电荷的R基氨基酸：天冬氨酸（D）、谷氨酸（E）； 碱性氨基酸/带正电荷的R基氨基酸：赖氨酸（K）、组氨酸（H）、精氨酸（R） 非极性脂肪族R基氨基酸：甘氨酸（G）、丙氨酸（A）、脯氨酸（P）、缬氨酸（V）、亮氨酸（L）、异亮氨酸（I）、甲硫氨酸（M）； 极性不带电荷R基氨基酸：丝氨酸（S）、苏氨酸（T）、半胱氨酸（C）、天冬酰胺（N）、谷氨酰胺（Q）； 芳香族R基氨基酸：苯丙氨酸（F）、络氨酸（Y）、色氨酸（W） 肽的基本特点 一级结构的定义：通常描述为蛋白质多肽链中氨基酸的连接顺序，简称氨基酸序列（由遗传信息决定）。维持稳定的化学键：肽键（主）、二硫键（可能存在）， 二级结构的种类：α螺旋、β折叠、β转角、无规卷曲、超二级结构， 四级结构的特点：肽键数≧2，肽链之间无共价键相连，可独立形成三级结构，是否具有生物活性取决于是否达到其最高级结构 蛋白质的一级结构与功能的关系：1、蛋白质的一级结构决定其构象 2、一级结构相似则其功能也相似3、改变蛋白质的一级结构可以直接影响其功能因基因突变造成蛋白质结构或合成量异常而导致的疾病称分子病，如镰状细胞贫血（溶血性贫血），疯牛病是二级结构改变 等电点（pI）的定义：在某一pH值条件下，蛋白质的净电荷为零，则该pH值为蛋白质的等电点（pI）。 蛋白质在不同pH条件下的带电情况（取决于该蛋白质所带酸碱基团的解离状态）：若溶液pH 生物化学总结归纳 第一节蛋白质结构和功能 一、蛋白质的分子组成 1.蛋白质元素组成的特点:平均为16%。 1克样品中蛋白质的含量=每克样品含氮克数×6.25(1/16%) 2.氨基酸的结构特点： ⑴蛋白质的基本组成单位：氨基酸 ⑵组成人体蛋白质的氨基酸都是: L-α-氨基酸（甘氨酸、脯氨酸除外） 3.氨基酸的分类: ⑴极性中性氨基酸（7个） 甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷胺酰胺 ⑵非极性疏水性氨基酸（8个）(甲硫氨酸=氮氨酸) 4.多肽链中氨基酸的连接方式：肽键（—CO—NH—，酰胺键） 二、蛋白质的分子结构 1.蛋白质的一级结构： ⑴蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。 ⑵基本化学键：肽键 2.蛋白质的二级结构： ⑴概念：局部主链 ⑵主要的化学键：氢键 ⑶基本结构形式：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲 3.蛋白质的三级结构： ⑴概念：一条多肽链内所有原子的空间排布，包括主链、侧链构象内容。 ⑵化学键：疏水作用力、离子键、氢键和范德华力。（次级键） 4.蛋白质的四级结构 ⑴亚基：由二条或二条以上具有独立三级结构的多肽链组成，其中每条多肽链称之。亚基单独存在没有生物学活性。 ⑵蛋白质四级结构：蛋白质分子中各亚基之间的空间排布及相互接触关系。 ⑶亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。 三、蛋白质的结构与功能的关系（结构决定功能） 1.蛋白质一级结构与功能的关系： ⑴蛋白质一级结构的改变：镰刀形红细胞贫血（分子病）（六月，携镰刀割谷子） 注：第六个氨基酸，谷氨酸→缬氨酸 四、蛋白质的性质 1.蛋白质的两性解离： ⑴蛋白质分子是两性电解质。生物化学总结
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