第14章_核酸的物理化学性质
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王镜岩《生物化学》第三版考研笔记(提要版本071页)内容提要:1、氨基酸与蛋白质氨基酸分类:常见蛋白质氨基酸,不常见蛋白质氨基酸,非蛋白氨基酸;氨基酸的酸碱化学,氨基酸两性解离,氨基酸的等电点;氨基酸的旋光性和紫外吸收。
蛋白质的共价结构:蛋白质的化学组成和分类,蛋白质功能,蛋白质的形状和大小,蛋白质构象和组织层次。
肽:肽键结构,肽的物理化学性质,活性多肽。
蛋白质一级结构测定:Sanger试剂,DNS及Edman降解,二硫桥位置确定。
蛋白质的三维结构:XRD原理;稳定蛋白质三维结构的作用力,肽平面和两面角;蛋白质的二级结构:α-螺旋,β-折叠片,β-转角;超二级结构和结构域;球状蛋白的三级结构;亚基缔合和四级结构。
蛋白质结构与功能的关系:肌红蛋白和血红蛋白的结构与功能,镰刀状细胞贫血病;免疫球蛋白。
蛋白质的分离、纯化和表征:蛋白质分子量测定,沉降分析及沉降系数,沉降系数单位,凝胶过滤及SDS-PAGE法测分子量;蛋白质的沉淀;电泳:区带电泳、薄膜电泳、等电聚焦电泳、毛细管电泳。
2、酶和辅酶酶催化作用特点:反应温合、高效、专一、可调节控制;酶活性调节控制:调剂酶浓度、激素调节、反馈抑制调节、抑制剂激活剂调节、别构调控、酶原激活,可逆共价修饰;酶的化学本质及其组成,辅酶和辅基,单体酶,寡聚酶和多酶复合体。
酶的命名和分类:习惯命名法;国际系统命名法及酶的编号,六大类酶的特征。
酶的专一性:“锁与钥匙”学说;诱导楔合假说;过渡态理论,过渡态类似物与医药和农药的设计,催化抗体。
酶的活力测定:酶活力单位,比活力。
酶工程:化学修饰酶,固定化酶,人工模拟酶。
酶促反应动力学:底物浓度与酶反应速度,酶促反应动力学方程式及推导,米氏常数的意义和求法。
酶的抑制作用:不可逆抑制和可逆抑制及动力学判断,一些重要的抑制剂,有机磷农药和磺胺药作用机制。
温度、PH、激活剂对酶反应影响。
酶的作用机制:酶活性部位及研究方法;影响酶催化效率的有关因素:临近和定向效应、底物形变和诱导契合、酸碱催化、共价催化、金属离子催化、多元催化和协同效应、微环境影响;溶菌酶作用机制和胰凝乳蛋白酶。
1Biochemistry. LuJie陆婕Lujie.jane@华中科技大学生命科学与技术学院生物物理与生物化学研究所生物化学BiochemistryBiochemistry. LuJieChapter 15Nucleic Acids:Properties and Techniques核酸的理化性质和研究方法2Biochemistry. LuJie核酸的化学结构和作为高聚物决定其理化性质:核酸的糖苷键和磷酸二酯键:可被水解;磷酸基和碱基:酸碱性质;碱基:紫外吸收特性;双螺旋结构:变性和复性。
3Biochemistry. LuJie核酸的性质溶解度:溶于水酸碱性:生理pH带负电荷分子量和形状:DNA 108~1012,d/l=10-7,“柔性棒”——高黏度不对称性——正旋光性紫外吸收——260nm有最大光吸收核酸的离心沉降DNA 的变性与复性4Biochemistry. LuJie一、核酸的水解二、核酸的酸碱性质三、核酸的紫外吸收四、核酸的变性、复性及杂交五、核酸的分离和纯化六、核酸序列的测定七、核酸的化学合成八、DNA微阵技术5Biochemistry. LuJie(一)酸水解糖苷键比磷酸酯键更易被酸水解,产生嘌呤和嘧啶碱(二)碱水解: RNA→2’-核苷酸,3’-核苷酸RNA的磷酸酯键更易被碱水解(RNA的核糖上有2’-OH,在碱作用下形成磷酸三酯,极不稳定易水解,产生核苷2’,3’-环磷酸酯,继续水解产生2’-核苷酸和3’-核苷酸)(三)酶水解(消化)专一水解核酸的磷酸二酯键的酶称为核酸酶(nuclease)。
能识别特定的核苷酸顺序,并从特定位点水解核酸的内切酶称为限制性核酸内切酶(限制酶)。
67Biochemistry. LuJie限制性DNA 内切酶: 专一性的核酸内切酶,能识别双链DNA 分子的特定序列,并可在该位置或其附近同时切断双链DNA 。
Biochemistry. LuJie核酸外切酶(endonuclease):从多核苷酸链的末端开始,逐个将核苷酸切下的酶,如:♦3’→5’外切酶(蛇毒磷酸二酯酶):在3’-OH与磷酸基之间断裂,其产物是5’-磷酸核苷酸或寡核苷酸,如(1);♦5’→3’外切酶(牛脾磷酸二酯酶):在5’-OH与磷酸基之间断裂,其产物是3’-磷酸核苷酸或寡核苷酸,如(2)。
338生物化学一、参考书目《生物化学》第三版,王镜岩,高等教育出版社二、考试题型与分值1.单项选择题:每小题1分,共30分2.填空题:每空1分,共20分3.是非题:每小题1分,共10分4.名词解释题:每小题4分,共20分5.简答题:每小题8分,共40分6.论述与实验题:每小题15分,共30分。
三、考试内容绪论1.熟练掌握什么是生物化学;了解生物化学的发展;掌握生物化学的研究方法第一章糖第一节旋光异构(了解)第二节单糖的结构(熟练掌握)第三节单糖的性质(了解)第四节重要的单糖和单糖衍生物(了解)第五节寡糖与多糖(掌握)第二章脂类第一节脂肪酸1.脂肪酸的种类(掌握)2.天然脂肪酸的结构特点(了解)第二节三酰甘油和蜡(了解)第三节磷脂1.甘油磷脂的结构(掌握)2.常见的甘油磷脂(掌握)第三章氨基酸第一节氨基酸——蛋白质的构件分子1.了解蛋白质的水解;熟练掌握α-氨基酸的一级结构第二节氨基酸的分类1.熟练掌握常见的蛋白质氨基酸不常见的蛋白质氨基酸;了解非蛋白质氨基酸第三节氨基酸的酸碱化学1.熟练掌握氨基酸的解离和氨基酸的等电点;了解氨基酸的甲醛滴定第四节氨基酸的化学反应1.掌握α-氨基、α-羧基、α-氨基和α-羧基共同参加的反应第五节氨基酸的光学活性和光谱性质1.了解氨基酸的光学活性和立体化学;掌握氨基酸的光谱性质第六节氨基酸混合物的分析分离1.熟练掌握分配层析的原理及操作方法;掌握离子交换层析的原理及操作;了解高效液相色谱简介;能够运用所学的知识解决实验问题第四章蛋白质的共价结构第一节蛋白质通论1.掌握蛋白质的化学组成和分类;了解蛋白质分子的形状和大小;熟练掌握蛋白质构象和蛋白质结构的组织层次;了解蛋白质功能的多样性第二节肽1.熟练掌握肽和肽键的结构;了解肽的物理和化学性质;掌握天然存在的活性肽第三节蛋白质一级结构的测定1.了解蛋白质测序的策略及蛋白质测序的具体步骤第四节蛋白质的氨基酸序列与生物功能1.掌握同源蛋白质的物种差异与生物进化(以细胞色素C为例);了解血液凝固与氨基酸序列的局部断裂第五节肽和蛋白质的人工合成1.了解肽的人工合成;了解胰岛素的人工合成第五章蛋白质的三维结构第一节研究蛋白质构象的方法1.了解X射线衍射法第二节稳定蛋白质三维结构的作用力1.熟练掌握稳定蛋白质三维结构的作用力:氢键、范德华力、疏水作用、盐键、二硫键第三节多肽主链折叠的空间限制1.掌握酰胺平面与α-碳原子的二面角;了解拉氏构象图第四节二级结构——多肽链折叠的规则方式1.熟练掌握蛋白质的二级结构α-螺旋、β-折叠片、β-转角和β-凸起、无规卷曲第五节纤维状蛋白质1.了解α-角蛋白、丝心蛋白和其他β-角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白第六节超二级结构和结构域1.掌握超二级结构和结构域的定义和分类第七节球形蛋白质与三级结构1.了解球形蛋白质的分类;了解球形蛋白质三维结构的特征第八节蛋白质折叠和结构预测1.熟练掌握蛋白质的变性;了解蛋白质结构的预测方法第九节亚基缔合和四级结构1.熟练掌握四级结构的概念;了解四级缔合的驱动力及亚基相互作用的方式第六章蛋白质结构与功能的关系第一节肌红蛋白的结构与功能1.熟练掌握肌红蛋白的三级结构;熟练掌握O2与肌红蛋白的结合及O2的结合改变肌红蛋白的构象;熟练掌握肌红蛋白结合氧的定量曲线第二节血红蛋白的结构与功能1.了解血红蛋白的结构2.熟练掌握氧结合引起的血红蛋白构象变化3.熟练掌握血红蛋白的协同性氧结合第三节血红蛋白分子病1.了解分子病的定义和举例;熟练掌握镰刀状细胞贫血病的发病机理及症状第四节免疫系统和免疫球蛋白1.了解免疫系统简介第五节肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩(了解)第六节蛋白质的结构与功能的进化(了解)第七章蛋白质的分离纯化和表征第一节蛋白质的酸碱性质(了解)第二节蛋白质分子的大小与形状1.熟练掌握蛋白质的相对分子质量的测定方法,并能运用所学知识解决实验问题第三节蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀(了解)第四节蛋白质分离纯化的原则与方法1.了解蛋白质分离纯化的原则;掌握蛋白质分离纯化的常用方法,并能运用所学知识解决实验问题第五节蛋白质的含量测定与纯度测定1.了解蛋白质含量和纯度测定方法,并能运用所学知识解决实验问题第八章酶通论第一节酶催化作用的特点1.熟练掌握酶和一般催化剂的比较;掌握酶作为生物催化剂的特点第二节酶的化学本质及其组成(掌握)第三节酶的命名和分类(掌握)第四节酶的专一性(掌握)第五节酶的活力测定和分离纯化1.熟练酶的活力测定方法,并能运用所学知识进行计算2.熟练掌握酶的分离纯化方法,并能运用所学知识解决实验问题第六节核酶1.熟练掌握核酶的定义;掌握核酶的种类;了解核酶的研究意义和应用前景第九章酶促反应动力学第一节化学动力学基础1.了解反应速率及其测定2.了解反应分子数和反应级数及各级反应的特征第二节底物浓度对酶反应速率的影响1.掌握中间络合物学说2.熟练掌握酶促反应的动力学方程式3.了解多底物的酶促反应动力学第三节酶的抑制作用1.了解抑制程度的表示方法2.熟练掌握抑制作用的类型3.了解可逆抑制和不可逆抑制的鉴别4.了解可逆抑制作用动力学5.了解一些重要的抑制剂第四节温度对酶反应的影响(掌握)第五节pH对酶反应的影响(掌握)第六节激活剂对酶反应的影响(了解)第十章酶的作用机制和酶的调节第一节酶的活性部位1.熟练掌握酶活性部位的特点2.了解研究酶活性部位的方法第二节酶催化反应的独特性质(了解)第三节影响酶催化效率的有关因素(了解)1.底物和酶的邻近效应和定向效应2.底物的形变和诱导契合3.酸碱催化4.共价催化5.金属离子催化6.多元催化和协同效应7.活性部位微环境的影响第四节酶催化反应机制的实例(了解)第五节酶活性的调节控制1.掌握别构调控的定义和举例2.掌握酶原的激活3.了解可逆的共价修饰第六节同工酶(了解)第十一章维生素与辅酶第一节维生素概论1.掌握维生素的概念;掌握维生素的分类与辅酶的关系;掌握常见维生素的生物学功能与缺乏症第十二章核酸通论第一节核酸的发现和研究简史(了解)第二节核酸的种类和分布(熟练掌握)1.脱氧核糖核酸(DNA)2.核糖核酸(RNA)第三节核酸的生物功能(熟练掌握)1.DNA是主要的遗传物质2.RNA参与蛋白质的生物合成3.RNA功能的多样性第十三章核酸的结构第一节核酸的共价结构(熟练掌握)1.核酸中核苷酸的连接方式2.DNA的一级结构3.RNA的一级结构第二节DNA的高级结构(熟练掌握)1.DNA碱基组成的Chargaff规则2.DNA的二级结构3.DNA的三级结构4.DNA与蛋白质复合物的结构第三节RNA的高级结构(熟练掌握)1.tRNA的高级结构2.rRNA的高级结构3.其他RNA的高级结构第十四章核酸的物理化学性质第一节核酸的水解(掌握)1.酸水解2.碱水解3.酶水解第二节核酸的酸碱性质(了解)第三节核酸的紫外吸收(掌握)第四节核酸的变性、复性及杂交(掌握)第十五章核酸的研究方法第一节核酸的分离、提纯和定量测定(掌握)第二节核酸的超速离心(了解)第三节核酸的凝胶电泳(掌握)第四节核酸的核苷酸序列测定(掌握)第五节聚合酶链式反应(熟练掌握)第六节DNA的化学合成(了解)第十六章新陈代谢总论一、分解代谢与合成代谢(掌握)二、新陈代谢的调节(了解)三、新城代谢中的高能化合物(掌握)第十七章生物能学一、热力学基本概念(了解)二、自由能的变化和意义(掌握)第十八章氧化磷酸化作用一、氧化还原电势(了解)二、电子传递和氧化呼吸链(熟练掌握)三、氧化磷酸化作用(熟练掌握)第二十章糖酵解作用一、糖酵解作用的研究历史(了解)二、糖酵解过程概述(熟练掌握)三、糖酵解与生醇发酵过程图解(熟练掌握)四、糖酵解反应机制(熟练掌握)五、糖酵解作用的能量计算与调控机制(熟练掌握)六、其它六碳糖进入糖酵解途径(了解)第二十一章柠檬酸循环一、柠檬酸循环途径(熟练掌握)二、柠檬酸循环的化学结算(熟练掌握)三、柠檬酸循环的调控(熟练掌握)四、柠檬酸循环的双重作用(掌握)五、柠檬酸循环的发现历史(了解)第二十二章戊糖磷酸途径一、戊糖磷酸途径的发现(了解)二、戊糖磷酸途径的主要反应(掌握)三、戊糖磷酸途径的调控及生物学意义(掌握)第二十三章糖异生和糖的其它代谢途径一、熟练掌握糖异生作用的定义、反应过程及生物学意义二、葡萄糖的转运(了解)三、乙醛酸途径(掌握)第二十四章糖原的分解和生物合成一、糖原的生物学意义(了解)二、糖原的降解(掌握)三、糖原的生物学合成(掌握)第二十五章脂质的代谢一、三酰甘油的消化、吸收和转运(了解)二、脂肪酸的氧化(熟练掌握)三、不饱和脂肪酸的氧化(掌握)四、酮体(熟练掌握)五、脂肪酸代谢的调节(了解)六、脂质的生物合成(掌握)第二十六章蛋白质降解和氨基酸的分解一、蛋白质的降解(了解)二、氨基酸分解代谢(掌握)三、尿素的形成(熟练掌握)四、氨基酸碳骨架的氧化途径(了解)五、生糖氨基酸和生酮氨基酸(掌握)六、由氨基酸衍生的其它重要物质(掌握)七、氨基酸代谢缺陷症(了解)第二十七章氨基酸的生物合成一、氨的同化作用(了解)二、氨基酸的生物合成(了解)三、氨基酸生物合成的调节(了解)四、氨基酸转化为其他氨基酸及其他代谢物(了解)第二十八章核酸的降解和核苷酸代谢一、核酸和核苷酸的分解代谢(熟练掌握)二、核苷酸的生物合成(了解)三、辅酶核苷酸的生物合成(了解)第二十九章新陈代谢的调节控制一、细胞代谢调节控制的基本原理(了解)二、酶活性和酶量的调节(掌握)三、细胞对代谢途径的分隔与控制(了解)四、代谢紊乱疾病(了解)第三十章基因和染色体一、基因和基因组的结构(了解)二、染色体的结构(掌握)第三十一章DNA的复制和修复一、DNA的复制(熟练掌握)二、DNA的损伤修复(掌握)三、DNA的突变(掌握)第三十二章RNA的生物合成和加工一、DNA指导下的RNA合成(熟练掌握)二、RNA的转录后加工(熟练)三、RNA指导下RNA和DNA的合成(了解)第三十三章蛋白质合成、加工和定位一、遗传密码(熟练掌握二、蛋白质合成有关RNA和装置(熟练掌握三、蛋白质合成的步骤(熟练掌握)四、蛋白质合成的忠实性(了解)五、蛋白质的定位(了解第三十四章基因表达调节一、基因表达调节的基本原理(掌握)二、原核生物基因表达调节(掌握)三、真核生物基因表达调节(了解)。