核酸的代谢王镜岩生物化学全

第19章代谢总论⒈怎样理解新陈代谢？答：新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。

它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。

新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。

新陈代谢的功能可概括为五个方而：①从周围环境中获得营养物质。

②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。

③将结构元件装配成自身的大分子。

④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。

⑤提供机体生命活动所需的一切能量。

⒉能量代谢在新陈代谢中占何等地位？答：生物体的一切生命活动都需要能量。

生物体的生长、发育，包括核酸、蛋白质的生物合成，机体运动，包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等，都需要消耗能量。

如果没有能量来源生命活动也就无法进行．生命也就停止。

⒊在能量储存和传递中，哪些物质起着重要作用？答：在能量储存和传递中，ATP（腺苷三磷酸）、GTP（鸟苷三磷酸）、UTP（尿苷三磷酸）以及CTP（胞苷三磷酸）等起着重要作用。

⒋新陈代谢有哪些调节机制？代谢调节有何生物意义？答：新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平：分子水平、细胞水平和整体水平。

分子水平的调节包括反应物和产物的调节（主要是浓度的调节和酶的调节）。

酶的调节是最基本的代谢调节，包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。

酶的数量不只受到合成速率的调节，也受到降解速率的调节。

合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。

在酶的活性调节机制中，比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。

细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径得到分隔控制。

多细胞生物还受到在整体水平上的调节。

这主要包括激素的调节和神经的调节。

高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官，而使新陈代谢受到合理的分工安排。

人类还受到高级神经活动的调节。

除上述各方面的调节作用外，还有来自基因表达的调节作用。

代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。

第六章 核酸核酸是遗传物质1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。

间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。

直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coliDNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。

第一节核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。

结构层次：核酸核苷酸组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成一、 碱基1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶P331 结构式3. 修饰碱基植物中有大量5-甲基胞嘧啶。

E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。

稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。

DNA由A、G、C、T碱基构成。

RNA由A、G、C、U碱基构成。

二、 核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。

核酸中的核苷均为β-型核苷P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷DNA 的戊糖是：脱氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、 核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。

1、构成DNA、RNA的核苷酸P333表5-32、细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5’-多磷酸化合物A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。

②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP） cGMP（3’，5’-cGMP）它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。

③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、 NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。

GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。

第十九章代谢调空第一节代谢途径之间的联系一、代谢网络（一）糖、脂和蛋白质的关系：通过6－磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰辅酶A三个中间物相互联系。

脂类中的甘油、糖类和蛋白质之间可互相转化，脂肪酸在植物和微生物体内可通过乙醛酸循环由乙酰辅酶A合成琥珀酸，然后转变为糖类或蛋白质，而动物体内不存在乙醛酸循环，一般不能由乙酰辅酶A生成糖和蛋白质。

（二）核酸与代谢的关系：核酸不是重要的碳源、氮源和能源，但核酸通过控制蛋白质的合成可影响细胞的组成成分和代谢类型。

许多核苷酸在代谢中起着重要作用，如ATP、辅酶等。

另一方面，核酸的代谢也受其他物质，特别是蛋白质的影响。

（三）各种物质在代谢中是彼此影响、相互转化和密切联系的。

三羧酸循环不仅是各种物质共同的代谢途径，而且是他们互相联系的渠道。

二、分解代谢与合成代谢的单向性虽然酶促反应是可逆的，但在生物体内，代谢过程是单向的。

一些关键部位的代谢是由不同的酶催化正反应和逆反应的。

这样可使两种反应都处于热力学的有利状态。

一般a酮酸脱羧的反应、激酶催化的反应、羧化反应等都是不可逆的。

这些反应常受到严密调控，成为关键步骤。

三、能量的代谢（一）ATP是通用的能量载体（二）NADPH以还原力的形式携带能量（三）ATP、还原力和构造单元用于生物合成第二节酶活性的调节一、前馈和反馈（一）前馈即底物对反应速度的影响，有正负作用。

一般起促进作用，有时为避免代谢途径过分拥挤，当底物过量时有负前馈。

此时过量底物可转向其他途径。

如高浓度的乙酰辅酶A是其羧化酶的变构抑制剂，可避免丙二酸单酰辅酶A合成过多。

（二）反馈一般起抑制作用，包括变构调节；也有反馈激活，如磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的调节：其产物草酰乙酸是合成天冬氨酸和嘧啶核苷酸的前体，嘧啶核苷酸的反馈抑制使天冬氨酸积累，从而减少草酰乙酸的合成。

而草酰乙酸对三羧酸循环是必须的，为维持三羧酸循环，产生了三种正调节：嘧啶核苷酸和乙酰辅酶A的反馈激活和二磷酸果糖的前馈激活。

王镜岩《生物化学》笔记（完整版）第一章蛋白质化学教学目标：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。

2核酸化学1 考试大纲涉及王镜岩版生物化学第11、12、27章 + 分子生物学（一）核酸的结构与功能1生物大分子有四类：核酸、蛋白质、多糖和脂质。

最重要的生物大分子是DNA、RNA和蛋白质。

2核酸的研究史：（1）1868年，瑞士青年科学家F.Miescher由脓细胞分离得到细胞核，并从中提取出一种含磷酸很高的酸性物质，称为核素。

他又转向研究鲑鱼精子头部的物质，除了分离到酸性高含磷酸化合物外，还提取出一种碱性化合物称为鱼精蛋白。

Miescher被认为是细胞核化学的创始人和DNA的发现者。

（2）R.Altmann他发展了从酵母和动物组织中制备不含蛋白质的核酸的方法，核酸这个名称是由他在1889年最先提出来的。

（3）胸腺的细胞核特别大，酵母的细胞质很丰富，这是两种容易提取核酸的材料，因此这两种核酸也就研究的最多。

（4）核酸中的碱基大部分是由A.Kossel及其同事所鉴定的，1910年，因其在核酸化学研究中的成就而被授予诺贝尔医学奖，但他却认为决定染色体功能的是蛋白质，在获奖后转而研究染色体蛋白质。

（5）1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型。

（6）1956年A.Kornbery发现了DNA聚合酶可以在体外复制DNA。

（7）1958年，Crick总结了当时分子生物学的成果，提出了中心法则，即及遗传信息从DNA传到RNA，再传到蛋白质，一旦传递给蛋白质就不再传递。

（8）W.Arber最早发现细菌细胞中存在DNA限制性内切酶。

DNA重组技术的出现。

（9）1981年T.Cech发现四膜虫rRNA前体，能够通过自我剪切切除内含子，表明RNA也具有催化功能称为核酶。

（10）1983年R.Simons和T.Mizuno发现反义RNA，表明RNA具有调节作用。

（11）1986年W.Gilbert提出RNA世界的假说，这对DNA中心的观点是一次有力的冲击。

1987年，阐述了核糖体移码，说明遗传信息的解码也是可以改变的。

《⽣物化学》（王镜岩版）课后习题详细解答⽣物化学（第三版）课后习题详细解答第三章氨基酸1.写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、⾕氨酰氨、⾕氨酸、苯丙氨酸、⾊氨酸和酪氨酸。

[见表3-1]表3-1 氨基酸的简写符号2、计算赖氨酸的εα-NH320%被解离时的溶液PH。

[9.9]解：pH = pKa + lg20% pKa = 10.53 (见表3-3，P133)pH = 10.53 + lg20% = 9.833、计算⾕氨酸的γ-COOH三分之⼆被解离时的溶液pH。

[4.6]解：pH = pKa + lg2/3% pKa = 4.25pH = 4.25 + 0.176 = 4.4264、计算下列物质0.3mol/L溶液的pH：(a)亮氨酸盐酸盐；(b)亮氨酸钠盐；(c)等电亮氨酸。

[(a)约1.46,(b)约11.5, (c)约6.05]5、根据表3-3中氨基酸的pKa值，计算下列氨基酸的pI值：丙氨酸、半胱氨酸、⾕氨酸和精氨酸。

[pI:6.02;5.02;3.22;10.76]解：pI = 1/2（pKa1+ pKa2）pI(Ala) = 1/2（2.34+9.69）= 6.02pI(Cys) = 1/2（1.71+10.78）= 5.02pI(Glu) = 1/2（2.19+4.25）= 3.22pI(Ala) = 1/2（9.04+12.48）= 10.766、向1L1mol/L的处于等电点的⽢氨酸溶液加⼊0.3molHCl，问所得溶液的pH是多少？如果加⼊0.3mol NaOH以代替HCl 时，pH将是多少？[pH：2.71；9.23]7、将丙氨酸溶液（400ml）调节到pH8.0，然后向该溶液中加⼊过量的甲醛，当所得溶液⽤碱反滴定⾄Ph8.0时，消耗0.2mol/L NaOH溶液250ml。

问起始溶液中丙氨酸的含量为多少克？[4.45g]8、计算0.25mol/L的组氨酸溶液在pH6.4时各种离⼦形式的浓度（mol/L）。