生物化學簡明教程(第四版).doc

1、生物化學1.緒論1.1生物化學的研究內(nèi)容1、生物化學：是指用化學的理論和方法從分子水平來研究生物體的化學組成和生命過程中化學變化的規(guī)律的科學。(重點)2、研究范疇主要是：a、生物體的化學組成，生物分子的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)及功能。 b.生物分子的分解與合成，反應過程中的能量變化，及新陳代謝的調(diào)節(jié)與控制。 c.生物信息分子的合成及其調(diào)控，也就是遺傳信息的貯存、傳遞和表達。12生物化學發(fā)展簡史121蛋白質(zhì)的研究歷程122核酸的研究歷程13生物化學的知識框架和學習方法131生命物質(zhì)主要元素組成的規(guī)律132生物大分子組成的共同規(guī)律133物質(zhì)代謝與能量代謝的規(guī)律性134生物界遺傳信息傳遞的統(tǒng)一性2蛋白質(zhì)（重點）蛋

2、白質(zhì)的主要元素組成：C、H、O、N、S及P（主要元素）Fe、Cu、Zn、Mo、I、Se（微量元素）不同蛋白質(zhì)的氮含量很相近的，平均含量為16%，這是凱氏定氮法測蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)：蛋白質(zhì)含量=（總含氮量無機含氮量）*6。2521蛋白質(zhì)的分類（重點）211根據(jù)分子形狀分類1、球狀蛋白質(zhì)2、纖維狀蛋白質(zhì)3、膜蛋白質(zhì)212根據(jù)分子組成分類1、簡單蛋白質(zhì)（僅由肽鏈組成，不包含其他輔助成分的蛋白質(zhì)稱簡單蛋白質(zhì)。）如：清蛋白2、結(jié)合蛋白質(zhì)（又稱綴合蛋白質(zhì)。由簡單蛋白質(zhì)和輔助成份組成，其輔助成分通常稱為輔基/輔助因子）213根據(jù)功能分類酶 調(diào)節(jié)蛋白 貯藏蛋白質(zhì) 轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì) 運動蛋白 防御蛋白和毒蛋白 受體

3、蛋白支架蛋白 結(jié)構(gòu)蛋白 異常蛋白22蛋白質(zhì)的組成單位氨基酸1、蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物為氨基酸，說明氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。2、氨基酸是指分子中既有氨基又有羧基的化合物。3、生物體用于合成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，除脯氨酸外（不是氨基酸，而是亞氨基酸），其余19種都是氨基位于碳原子上的氨基酸。221氨基酸的結(jié)構(gòu)通式（重點）1、結(jié)構(gòu)通式： 0從結(jié)構(gòu)上看：除甘氨酸外，所有氨基酸分子中的碳原子都為不對稱的碳原子。因此，除甘氨酸外的所有氨基酸均有旋光性。每種氨基酸都有D型和L型兩種異構(gòu)體。 222氨基酸的分類1、按R基的極性不同來分類非極性R基氨基酸：A、含脂肪烴R基：Gly、Val、Ala、Leu、Il

4、eB、含芳香環(huán)及雜環(huán)R基：Phe、Trp、Pro極性R基氨基酸：A、不帶電荷的極性R基：Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys B、帶正電荷的極性R基：Lys、His、Arg C、帶負電荷的極性R基：Asp、Glu2、按R基的化學結(jié)構(gòu)不同來分類脂肪族氨基酸：A、含一氨基一羧基的中性氨基酸：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Cys、Met B、含羥基的氨基酸：Ser、Thr、C、含酰基的氨基酸：Asn、GlnD、含一氨基二羧基的酸性氨基酸：Asp、GluE、含二氨基一羧基的堿性氨基酸：Lys、Arg芳香族氨基酸：Phe、Tyr雜環(huán)族氨基酸：Trp、His、Pro甘(Gly）、丙(A

5、la)、纈(Val)、亮(Leu)、異（Ile）絲(Ser)、蘇(Thr)、天(Asp)、天(Asn)、谷(Glu)谷(Gln)、精(Arg)、賴(Lys)、組(His)、半(Cys)甲(Met)、苯(Phe)、酪(Tyr)、色(Trp)、脯(Pro)酸性氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸堿性氨基酸：精氨酸、賴氨酸、組氨酸223氨基酸的理化性質(zhì)pH = pI： 蛋白質(zhì)處于中性環(huán)境，兩邊解離趨勢相等而成兼性離子pH pI：蛋白質(zhì)處于堿性環(huán)境，羧基解離趨勢大于氨基而成負離子pH pI： 蛋白質(zhì)處于酸性環(huán)境，氨基解離趨勢大于羧基而成正離子氨基酸等電點的計算公式：pH=(pKn+pKn+1)/2（1）兩性解離和

6、等電點1）氨基酸具有兩個特點：熔點高，能溶于水而不溶于有機溶劑。2）兩性離子：在同一個氨基酸分子上帶有能放出質(zhì)子的NH3+正離子，和能接受質(zhì)子的COO負離子。（兩性電解質(zhì)，也叫偶極離子或兩性離子。）3）等電點：調(diào)節(jié)溶液的pH，使氨基酸分子上的NH3+和COO-解離度完全相等，即氨基酸所帶凈電荷為零，主要以兩性離子存在時，在電場中，氨基酸既不移向陽極，又不移向陰極時，此時溶液的pH叫做該氨基酸的等電點。（主要以兩性離子存在）4）在不同pH的水溶液中氨基酸可以解離為正離子，偶極離子或負離子。對其進行電泳時，在強酸性溶液中氨基酸正離子向陰極移動，在強堿溶液中氨基酸負離子向陽極移動。5）等電點分離氨基

7、酸混合物兩種方法一、是利用在等電點時溶解度最小，可以將某氨基酸從混合溶液中沉演出來。二、是利用在同一pH不同的氨基酸所帶電荷的不同而進行分離。（2）氨基酸的理化性質(zhì)1）與水合茚三酮反應脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應產(chǎn)生黃色物質(zhì)，其余的-氨基酸與茚三酮反應均產(chǎn)生藍紫色物質(zhì)。2）與甲醛反應實驗室中常用甲醛滴定來測定氨基酸含量，這是利用氨基酸的氨基與中性甲醛反應，然后用NaOH來滴定氨基酸的NH3+上放出質(zhì)子。（氨基酸的甲醛滴定法）23 肽231 肽的結(jié)構(gòu)（概念）1）肽：氨基酸之間通過-氨基和-羧基脫水縮合以肽鍵相連的化合物稱為肽。2）肽鍵：就是氨基酸之間通過-氨基和-羧基縮合形成的共價鍵稱為肽鍵。3

8、）構(gòu)成肽的每一個氨基酸單位被稱為氨基酸殘基。各氨基酸殘基以肽鍵相連形成鏈狀結(jié)構(gòu)被稱為肽鏈。4）肽的分類和命名肽的命名和分類的主要依據(jù)是氨基酸殘基的數(shù)目而直呼其為幾肽。如：由兩個氨基酸縮合形成的稱為二肽。由2個10個氨基酸殘基組成的肽稱為寡肽。由11個50個氨基酸殘基組成的肽稱為多肽。由50個以上的氨基酸殘基組成的肽通常被稱為蛋白質(zhì)。232 生物活性肽的功能1）谷胱甘肽（簡稱GSH）：是一種重要的三肽，由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成。233 活性肽的來源234 活性肽的應用24 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)241 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：是指蛋白質(zhì)中的氨基酸按照特定的排列順序通過肽鍵連接起來的多肽結(jié)構(gòu)

9、。例：胰島素的一級結(jié)構(gòu)242 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)（1）維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的作用力主要是次級鍵。氫鍵：鹽鍵：疏水鍵：范德華力：二硫鍵：指二個硫原子之間的共價鍵（2）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈主鏈原子的局部空間排布，不包括側(cè)鏈的構(gòu)象。它主要有-螺旋，-折疊，-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲四種。1） 螺旋蛋白質(zhì)中常見的一種二級結(jié)構(gòu)，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋是靠鏈內(nèi)氫鍵維持的。每個氨基酸殘基（第n個）的羰基氧與多肽鏈C端方向的第4個殘基（第n+4個）的酰胺氮形成氫鍵。在典型的右手-螺旋結(jié)構(gòu)中，螺距為0.54nm，每一圈含有3.6個氨基酸

10、殘基，每個殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm。螺旋的半徑為0.23nm。1)影響-螺旋的因素:氨基酸的組成、序列、側(cè)鏈R基所帶電荷、大?。?） 折疊是蛋白質(zhì)中的常見的二級結(jié)構(gòu)，是由伸展的多肽鏈組成的。折疊片的構(gòu)象是通過一個肽鍵的羰基氧和位于同一個肽鏈或相鄰肽鏈的另一個酰胺氫之間形成的氫鍵維持的。氫鍵幾乎都垂直伸展的肽鏈，這些肽鏈可以是平行排列（走向都是由N到C方向）；或者是反平行排列（肽鏈反向排列）。折疊結(jié)構(gòu)類型有兩種：平行式和反平行式3）超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級結(jié)構(gòu)類型的：、3） 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子處于它的天然折疊狀態(tài)的三維構(gòu)象。三級結(jié)構(gòu)是在二級結(jié)構(gòu)的基礎上進一步盤繞、折疊形成的。三

11、級結(jié)構(gòu)主要是靠氨基酸側(cè)鏈之間的疏水相互作用、氫鍵范德華力和鹽鍵（靜電作用力）維持的。4） 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)多亞基蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。實際上是具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈（亞基）以適當方式聚合所呈現(xiàn)出的三維結(jié)構(gòu)。25 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系（2）分子病分子病是指某種蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序異常導致的遺傳病。如鐮刀形貧血病。26 蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離、分析技術(shù)261 蛋白質(zhì)的性質(zhì)（3）蛋白質(zhì)的變性（重點）蛋白質(zhì)的變性：指蛋白質(zhì)在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構(gòu)象被改變，從而導致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)變性。1、測定方法：考馬斯亮藍染色法、紫外線吸收法（由于蛋白質(zhì)中的酪氨酸、色氨

12、酸、苯丙氨酸在280nm左右有強烈的光吸收）、凱氏定氮法、雙縮尿法、酚試劑法262蛋白質(zhì)的分離和分析技術(shù)方法：透析及超過濾、沉淀法、電泳法、層析法、超速離心法1、電泳是分離蛋白質(zhì)常用的方法，其方向和速度由：電荷的正負性、電荷的多少、分子顆粒的大小決定。2何謂蛋白質(zhì)的變性與沉淀？二者在本質(zhì)上有何區(qū)別？解答：蛋白質(zhì)變性的概念：天然蛋白質(zhì)受物理或化學因素的影響后，使其失去原有的生物活性，并伴隨著物理化學性質(zhì)的改變，這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。變性的本質(zhì)：分子中各種次級鍵斷裂，使其空間構(gòu)象從緊密有序的狀態(tài)變成松散無序的狀態(tài)，一級結(jié)構(gòu)不破壞。蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)：?生物學活性消失； ?理化性質(zhì)改變：溶解度下

13、降，黏度增加，紫外吸收增加，側(cè)鏈反應增強，對酶的作用敏感，易被水解。蛋白質(zhì)由于帶有電荷和水膜，因此在水溶液中形成穩(wěn)定的膠體。如果在蛋白質(zhì)溶液中加入適當?shù)脑噭茐牧说鞍踪|(zhì)的水膜或中和了蛋白質(zhì)的電荷，則蛋白質(zhì)膠體溶液就不穩(wěn)定而出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。沉淀機理：破壞蛋白質(zhì)的水化膜，中和表面的凈電荷。蛋白質(zhì)的沉淀可以分為兩類：（1）可逆的沉淀：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著的變化，除去引起沉淀的因素，蛋白質(zhì)仍能溶于原來的溶劑中，并保持天然性質(zhì)。如鹽析或低溫下的乙醇（或丙酮）短時間作用蛋白質(zhì)。（2）不可逆沉淀：蛋白質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變，蛋白質(zhì)變性而沉淀，不再能溶于原溶劑。如加熱引起蛋白質(zhì)沉淀，與重金屬或某些酸類的

14、反應都屬于此類。蛋白質(zhì)變性后，有時由于維持溶液穩(wěn)定的條件仍然存在，并不析出。因此變性蛋白質(zhì)并不一定都表現(xiàn)為沉淀，而沉淀的蛋白質(zhì)也未必都已經(jīng)變性。3、核酸（重點）31 核酸的組成成份1、核苷（核糖+堿基）2、核苷酸（核苷+磷酸）33 DNA的二級結(jié)構(gòu)DNA的二級結(jié)構(gòu)：DNA雙鏈的螺旋形空間結(jié)構(gòu)稱DNA的二級結(jié)構(gòu)。34 DNA的高級結(jié)構(gòu)1、環(huán)狀DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)有1）松馳形DNA2）解鏈環(huán)形DNA3）超螺旋DNA36 RNA的結(jié)構(gòu)和功能RNA是短的含不完全螺旋區(qū)的多核苷酸單鏈一、RNA 的分類及功能1、核糖體RNA（rRNA)蛋白質(zhì)生物合成的場所-核糖體的主要成分2、轉(zhuǎn)移RNA（t RNA）轉(zhuǎn)移活

15、化的氨基酸3、信使RNA（m RNA ）轉(zhuǎn)錄DNA上的遺傳信息，并指導蛋白質(zhì)的生物合成361 tRNAt RNA的三葉草型二級結(jié)構(gòu)（重點）t的三葉草型結(jié)構(gòu)中，長臂叫做氨基酸臂，與長臂相對的環(huán)叫做反密碼環(huán)，這個環(huán)上有三個相連續(xù)的被稱為反密碼子。tRNA的三葉草型結(jié)構(gòu)中有二氫尿嘧啶環(huán)、反密碼環(huán)、附加/額外環(huán)和T 、C環(huán)，還有氨基酸臂。24、tRNA的三葉草型結(jié)構(gòu)中，其中氨基酸臂的功能是接受活化的氨基酸，反密碼環(huán)的功能是辨認密碼子。t RNA的倒L型三級結(jié)構(gòu)37 核酸的性質(zhì)二、紫外吸收性質(zhì)在260nm處有一最大吸收峰值三、核酸的變性和復性1、變性1）定義：核酸的變性是指核酸雙螺旋區(qū)的多聚核苷酸鏈間的

16、氫鍵斷裂，變成單鏈結(jié)構(gòu)的過程。2、復性1）定義：變性核酸的互補鏈在適當條件下重新締合成雙螺旋的過程稱為復性。復性核酸復性時需綬慢冷卻，故又稱退火。復性后，核酸的紫外吸收降低，這種效應被稱為減色效應。3、核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性1）堿基對間的氫鍵2）堿基堆積力3）環(huán)境中的正離子4、糖類1、糖類化合物包括：單糖、寡糖、多糖及糖復合物 按其組成分為：單糖、寡糖和糖復合物2、寡糖：兩個至若干個單糖以糖苷鍵連接起來的物質(zhì)稱為寡糖。常見的寡糖是二糖、蔗糖、乳糖、麥芽糖3、多糖：更多個單糖以糖苷鍵連接起來的物質(zhì)稱為多糖。多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水，有的與水形成膠體溶液。4、葡萄糖、果糖、單糖的鏈

17、式結(jié)構(gòu)和環(huán)式結(jié)構(gòu)？5、脂質(zhì)與生物膜1、必需脂肪酸：在人體內(nèi)（或其它高等動物）不能自已合成，可是人體又需要它，因此必須從食物中獲取。亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸。2、膽固醇存在于血漿、膽汁、蛋黃中，兩性分子。血清中膽固醇含量可能會引起動脈硬化、心肌梗塞。 定性檢驗：氯仿溶液，加乙酸酐、濃硫酸，產(chǎn)生藍綠色。 定量檢驗：與毛地黃皂苷結(jié)合生成沉淀。3、生物膜的概念：生物膜是構(gòu)成細胞所有膜的總稱，包括圍在細胞質(zhì)外圍的質(zhì)膜和細胞器的內(nèi)膜（細胞核膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、溶酶體膜、高爾基體膜）系統(tǒng)。1）生物膜的結(jié)構(gòu)（重點）生物膜：由膜脂、膜蛋白、膜糖定向、定位排列、高度組織化的發(fā)展裝配體。其最基本的結(jié)構(gòu)骨架是雙

18、層的膜脂分子，簡稱脂雙層結(jié)構(gòu)。2）生物膜的特性A、膜分子結(jié)構(gòu)的不對稱性B、膜分子結(jié)構(gòu)的流動性3）生物膜的功能物質(zhì)運輸、保護作用、信息傳遞、細胞的識別作用、能量轉(zhuǎn)換6、酶（重點）1、酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。1）產(chǎn)生部位：活細胞2）作用：生物催化作用3）化學本質(zhì)：絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA4）酶是具有高效性與專一性的生物催化劑，具有一般催化劑的共性。2、酶的分類1）化學組成單純蛋白質(zhì)和綴合蛋白質(zhì)（全酶）兩類，全酶由脫輔酶與輔因子（包括輔酶與輔基、無機離子）兩部分組成。2）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)分為單體酶、寡聚酶和多酶復合體。3）按酶促反應的類型可分為：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類

19、、水解酶類、裂合酶類、異構(gòu)酶類和合成酶類。3、酶的專一性包括：結(jié)構(gòu)專一性（相對專一性和絕對專一性）和立體異構(gòu)專一性。4、酶的活性部位和必需基團（重點）1、酶的活性部位：酶分子中直接與底物結(jié)合，并和酶催化作用直接有關的區(qū)域叫酶的活性中心或活性部位。1）活性部位：結(jié)合部位、催化部位2、必需部位：參與構(gòu)成酶的活性中心和維持酶的特定構(gòu)象所必需的基團為酶分子的必需基團。1）必需部位：結(jié)合基團、催化基團、結(jié)構(gòu)基團作用：酶的必需基團包括活性中心內(nèi)的必需基團和活性中心外的必需基團?；钚灾行膬?nèi)的必需基團有結(jié)合基團和催化基團。結(jié)合基團結(jié)合底物和輔酶，使之與酶形成復合物。能識別底物分子特異結(jié)合，將其固定于酶的活性中

20、心。催化基團影響底物分子中某些化學鍵的穩(wěn)定性，催化底物發(fā)生化學反應，并最終將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物?；钚灾行耐獾谋匦杌鶊F為維持酶活性的空間構(gòu)象所必需 5）酶活力可調(diào)節(jié)控制如抑制劑調(diào)節(jié)、共價修飾調(diào)節(jié)、反饋調(diào)節(jié)、酶原激活及激素控制等。5、酶促反應動力學（重點）酶促反應速率：用來表示酶促反應的快慢程度，以單位時間內(nèi)底物濃度的減少量或產(chǎn)物濃度的增加量來表示。1、什么是酶促反應動力學，影響酶促反應速率的因素有哪些？（重點）答：酶促反應動力學是研究酶促反應速率及影響酶促反應速率各因素的科學。影響酶促反應速率的因素有酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑及激活劑等在在其他因素不變的情況下，底物濃度的變化對反應速率影響的

21、作圖時呈矩形雙曲線的底物足夠時，酶濃度對反應速率的影響呈直線關系溫度對反應速率的影響具有雙重性pH通過改變酶和底物分子解離狀態(tài)影響反應速率抑制劑可逆或不可逆的降低酶促反應速率激活劑可加快酶促反應速率 6、影響酶促反應速率的因素凡是使酶的必需基因或酶的活性部位中的基團的化學性質(zhì)改變而降低酶活力甚至使酶完全喪失活性的物質(zhì)，叫酶的抑制劑。類型：不可逆抑制劑：非專一性不可逆抑制劑、專一性不可逆抑制劑可逆抑制劑：競爭性抑制劑、非競爭性抑制劑、反競爭性抑制劑7、簡述何謂酶原與酶原激活的意義：一些酶在細胞合成時，沒有催化活性，需要經(jīng)一定的加工剪切才有活性。這類無活性的酶的前體稱為酶原。在合適的條件下和特定的

22、部位，無活性的酶原向有活性的酶轉(zhuǎn)化的過程稱為酶原的激活。酶原激活的意義：酶原形式的存在及酶原的激活有重要的生理意義。消化道蛋白酶以酶原形式分泌，避免了胰腺細胞和細胞外間質(zhì)的蛋白被蛋白酶水解而破壞，并保證酶在特定環(huán)境及部位發(fā)揮其催化作用。正常情況下血管內(nèi)凝血酶原不被激活，則無血液凝固發(fā)生，保證血流通暢運行。一旦血管破損，凝血酶原激活成凝血酶，血液凝固發(fā)生催化纖維蛋白酶原變成纖維蛋白阻止大量失血，起保護機體作用8、簡舉例說明什么是同工酶，有何意義：同工酶使指催化相同的化學反應，但酶分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及免疫學性質(zhì)等不同的一組酶 意義：同工酶可存在于不同個體的不同組織中，也可存在于同一個體同一組織中和

23、同一細胞中。它使不同的組織、器官和不同的亞細胞結(jié)構(gòu)具有不同的代謝特征。例如：LDH1和LDH5分別在心肌和肝臟高表達還可以作為遺傳標志，用于遺傳分析研究。在個體發(fā)育的不同階段，同一組織也可因基因表達不同而有不同的同工酶譜，即在同一個體的不同發(fā)育階段其同工酶亦有不同同工酶的測定對于疾病的診斷及預后判定有重要意義。如心肌梗死后36小時血中CK2活性升高，24小時酶活性到達頂峰，3天內(nèi)恢復正常水平 酶和一般催化劑比較有何異同：相同點：反應前后無質(zhì)和量的改變不改變反應的平衡點只催化熱力學允許的反應都是通過降低反應活化能而增加反應速率的 不同點酶的催化效率高酶對底物有高度特異性酶活性的可調(diào)節(jié)性，酶的催化

24、作用多受多種因素調(diào)節(jié)酶是蛋白質(zhì)，對反應條件要求嚴格，如溫度、pH等 簡述Km和Vmax的意義：Km的意義：Km等于反應速率為最大速率一半時的底物濃度一些酶的K2K3，Km可表示酶和底物的親和力Km值是酶的特征性常數(shù)，它與酶結(jié)構(gòu)，酶所催化的底物和反應環(huán)境如溫度、pH、離子強度等有關，而與酶濃度無關 Vmax的意義：Vmax是酶被底物完全飽和時的反應速率 金屬離子作為輔助因子的作用有哪些：作為酶活性中心的催化基因參加反應，傳遞電子作為連接酶與底物的橋梁，便于酶和底物密切接觸為穩(wěn)定酶的空間構(gòu)象中和陰離子，降低反應的靜電斥力 在生物體內(nèi)存在很多通過改變酶的結(jié)構(gòu)從而調(diào)節(jié)其活性的方法，請列舉這些方法并分別

25、舉例說明。 解答：（1）別構(gòu)調(diào)控：寡聚酶分子與底物或非底物效應物可逆地非共價結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象的改變，進而改變酶活性狀態(tài)，從而使酶活性受到調(diào)節(jié)。例如天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的部分催化肽鏈結(jié)合底物后，使酶的整體構(gòu)象發(fā)生改變，提高了其他催化肽鏈與底物的親和性，CTP可以與該酶的調(diào)節(jié)肽鏈結(jié)合，導致酶構(gòu)象發(fā)生改變，降低了催化肽鏈與底物的親和性，使酶活力降低，起別構(gòu)抑制劑的作用。 （2）酶原的激活：在蛋白水解酶的專一作用下，沒有活性的酶原通過其一級結(jié)構(gòu)的改變，導致其構(gòu)象發(fā)生改變，形成酶的活性部位，變成有活性的酶，這是一種使酶獲得活性的不可逆調(diào)節(jié)方法。例如在小腸內(nèi)，無催化活性的胰凝乳蛋白酶原在胰蛋白酶的作用下，特定

26、肽鍵被斷裂，由一條完整的肽鏈被水解為三段肽鏈，并發(fā)生構(gòu)象的改變，形成活性部位，產(chǎn)生蛋白水解酶活性。 （3）可逆的共價修飾：由其他的酶（如激酶、磷酸酶等）催化共價調(diào)節(jié)酶進行共價修飾或去除修飾基團，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而在活性形式和非活性形式之間相互轉(zhuǎn)變，以調(diào)節(jié)酶的活性。例如糖原磷酸化酶可以兩種形式存在，一種是Ser14被磷酸化的、高活力的糖原磷酸化酶a，一種是非磷酸化的、低活力的糖原磷酸化酶b，在磷酸化酶激酶的催化作用下，糖原磷酸化酶b的Ser14被磷酸化，形成高活力的糖原磷酸化酶a；在磷酸化酶磷酸酶的催化作用下，糖原磷酸化酶a的Ser14-PO32-被脫磷酸化，形成低活力的糖原磷酸化酶b。 （

27、4）對寡聚酶活性的調(diào)節(jié)可以通過改變其四級結(jié)構(gòu)來進行，這種作用既包括使無活性的寡聚體解離，使部分亞基獲得催化活性，也包括使無活性的單體聚合形成有催化活性的寡聚體。前者的例子是蛋白激酶A，該酶由2個調(diào)節(jié)亞基與2個催化亞基組成，是沒有酶活性的寡聚酶，胞內(nèi)信使cAMP與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合可導致寡聚酶解離成一個調(diào)節(jié)亞基復合體和兩個催化亞基，此時自由的催化亞基可獲得酶活性。后者的例子是表皮生長因子受體，其在細胞膜上通常以無活性的單體存在，當作為信使的表皮生長因子結(jié)合到受體的胞外部分之后，兩個單體結(jié)合形成二聚體，從而使酶被激活。7、維生素與輔酶維生素缺乏癥缺乏維生素A：視紫紅質(zhì)不足，對暗光適應能力減弱，發(fā)生夜盲癥

28、。影響人的正常生長發(fā)育：上皮組織結(jié)構(gòu)改變、干燥、呈角質(zhì)化、抵抗病菌能力下降、易感染。有的患者因腸胃黏膜表皮受損而引起腹瀉。長期缺乏維生素A可引起上皮組織干燥、增生和角質(zhì)化，產(chǎn)生干眼病、皮膚干燥、毛發(fā)脫落等。缺乏維生素D：兒童-佝僂?。壕S生素D攝食不足，不能維持鈣的平衡，骨骼發(fā)育不良，骨質(zhì)軟弱，膝關節(jié)發(fā)育不全，兩腿形成內(nèi)曲或外曲畸形。成人-軟骨病：產(chǎn)生骨骼脫鈣作用；孕婦和授乳婦女的脫鈣作用嚴重時導致骨質(zhì)疏松，患者骨骼易折，牙齒易脫落。缺乏維生素E：動物缺乏維生素E時其生殖器官發(fā)育受損甚至不育，但人類尚未發(fā)現(xiàn)因維生素E缺乏所致的不育癥。新生兒缺乏維生素E時可引起貧血。缺乏維生素K：血凝時間延長。服

29、用大劑量維生素K對身體有害：可引起動物貧血、脾腫大和肝腎傷害；對皮膚和呼吸道有強烈刺激，有時還引起溶血。缺乏維生素B：VB1：腳氣?。耗_氣病是一種多發(fā)性神經(jīng)炎疾病，患者的周圍神經(jīng)末梢及臂神經(jīng)叢均有發(fā)炎和退化現(xiàn)象，伴有心界擴大、心肌受累、四肢麻木、肌肉瘦弱、煩躁易怒和食欲不振等癥狀。同時因丙酮酸脫羧作用受阻，組織和血液中乳酸量大增，濕性腳氣病還伴有下肢水腫。中樞神經(jīng)和腸胃糖代謝失常：缺乏維生素B1不僅周圍神經(jīng)的結(jié)構(gòu)和功能受損，中樞神經(jīng)系統(tǒng)也同樣受害。因為神經(jīng)系統(tǒng)(特別的大腦)所需的能量，基本由血糖氧化供給，當糖代謝受阻時，神經(jīng)組織也就發(fā)生反?，F(xiàn)象。VB2：膳食中長期缺乏維生素B2，眼角膜和口角血

30、管增生，引起舌炎、口角炎、陰囊炎、眼角膜炎、角膜血管增生等。VB3：成人每天需要量為510mg，一般膳食的泛酸含量豐富。缺乏泛酸可引起皮炎。大白鼠缺乏泛酸，毛發(fā)變灰白，并自行脫落，毛與皮的色素形成可能與泛酸有關。VB5：膳食中長期缺乏，可引起癩皮病。在狗發(fā)生黑舌病。癩皮病患者的中樞及交感神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、胃、腸等皆受不良影響。主要癥狀為對稱性皮炎,消化道炎和神經(jīng)損害與精神紊亂，兩手及其裸露部位呈現(xiàn)對稱性皮炎。中樞神經(jīng)方面的癥狀為頭痛、頭昏、易刺激、抑郁等。 VB6：導致皮膚、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和造血機構(gòu)的損害。VB7：人體一般不會發(fā)生生物素缺乏。大白鼠嚴重缺乏時，后腳癱瘓，廣泛的皮膚病、脫毛和神經(jīng)過敏

31、。人類缺少生物素可能導致皮炎、肌肉疼痛、感覺過敏、怠倦、厭食、輕度貧血等。蛋清中含有抗生物素蛋白，能與生物素結(jié)合而使生物素成為不易被吸收的物質(zhì)，若較長時間吃生蛋清，會導致生物素缺乏。VB11：葉酸缺乏時，紅細胞的發(fā)育和成熟受到影響，造成巨紅細胞性貧血癥。VB12：造血器官功能失常，不能正常產(chǎn)生紅血細胞，導致惡性貧血；消化道上皮組織細胞失常；兒童及幼齡動物發(fā)育不良；髓磷脂的生物合成減少，引起神經(jīng)系統(tǒng)的損害，表現(xiàn)癥狀為手足麻木、刺痛、體位不易維持平衡、肌肉動作不協(xié)調(diào)、憂郁易怒、思想遲緩和健忘等。缺乏維生素C：壞血病創(chuàng)傷不易愈合；骨骼、牙齒易折斷或脫落；毛細血管通透性增大，皮下、粘膜、肌肉易出血維生

32、素來源維生素A主要來自動物性食品，以肝臟、乳制品及蛋黃中含量最多；維生素A原主要來自植物性食品，以胡蘿卜、綠葉蔬菜及玉米等含量較多。維生素D主要含于肝、奶及蛋黃中，魚肝油中含量最豐富。攝食過量會引起中毒。早期癥狀：乏力、疲倦、惡心、頭痛、腹瀉等。較嚴重時引起軟組織（包括血管、心肌、肺、腎、皮膚等）鈣化，導致重大病患.維生素E分布廣泛，主要存在于植物油中，尤以麥胚油、玉米油、花生油、大豆油、葵花籽油中含量最為豐富，豆類和蔬菜中含量也較多。維生素K在肝、魚、肉、苜蓿、菠菜等含量豐富，腸道細菌也可合成。 不同的維生素B的來源是不同的：VB1：酵母中含維生素B1最多，其他食物中含量多不高。五谷類多集中

33、在胚芽及種皮中。瘦肉和蛋類的含量也較多。酵母、細菌和高等植物能合成維生素B1。VB2：綠葉蔬菜、酵母、黃豆、動物的肝和心、蛋黃等含量豐富。動物體內(nèi)不能合成，須由食物供給。VB3：食物中含量相當充分，酵母、蜂王漿、肝、瘦肉、花生等含量較多，加之腸道細菌也能合成，供給人體需要，故極少發(fā)生缺乏癥。VB5：在自然界分布廣泛，肉類、谷物及花生含量豐富。在體內(nèi)色氨酸可轉(zhuǎn)變成尼克酰胺。VB6：在動植物中分布很廣，酵母、米糠、大豆、肝、蛋黃、肉中含量豐富，腸道細菌也可合成，人類很少發(fā)生缺乏癥。VB7：動植物中廣泛分布，韭菜、酵母、蛋黃、肝、腎等含有豐富的生物素，腸道細菌也能合成生物素供人體需要，一般不易發(fā)生缺

34、乏癥。VB11：在綠葉、肝、酵母中大量存在，腸道細菌也能合成葉酸，故人類一般不易發(fā)生缺乏病。VB12：肝、魚、肉、蛋、奶等富含B12，人體腸道細菌也能合成，故一般人不缺乏。硫辛酸：在自然界廣泛分布，肝和酵母中含量尤為豐富。維生素C廣泛存在于新鮮蔬菜和水果中。人體不能自己合成，必須由食物中攝取。8、新陳代謝總論與生物氧化（重點）1）高能化合物：在生化反應中，水解反應或基團轉(zhuǎn)移反應中可釋放出大量自由能（21千焦/摩爾）的化合物稱為高能化合物。高能磷酸化合物: 含高能磷酸鍵的化合物2）磷氧鍵型、氮磷鍵型、硫酯鍵型、甲硫鍵型3）生物氧化：有機物質(zhì)在細胞中進行氧化分解生成CO2和H2O，并釋放出能量的過

35、程，稱為生物氧化（biological oxidation）。其實質(zhì)是需氧細胞在呼吸代謝過程中所進行的一系列氧化還原反應過程。4）謝物脫下的成對氫原子（2H）通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈5）體內(nèi)生成ATP的方式有兩種，即：1、底物水平磷酸化2、電子傳遞水平磷酸化1、生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規(guī)律 進行廣泛的加水脫氫反應使物質(zhì)能間接獲得氧，并增加脫氫的機會，脫下的氫與氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，有機酸脫羧產(chǎn)生CO2。 NADH氧化呼吸鏈存在3個偶聯(lián)部位， P/O比值等于3，即產(chǎn)生2.5molATP。 琥珀

36、酸氧化呼吸鏈存在2個偶聯(lián)部位， P/O比值等于2，即產(chǎn)生1.5molATP。9、糖代謝（重點）糖酵解：反應部位：細胞液（一）糖酵解過程的4個階段1、葡萄糖 果糖-1，6-二磷酸2、果糖-1，6-二磷酸 2分子磷酸丙糖3、甘油醛-3-磷酸 丙酮酸4、丙酮酸 乳酸 己糖激酶 果糖磷酸激酶-1 (最重要) 丙酮酸激酶 糖酵解產(chǎn)生的能量：l 糖酵解時，1mol葡萄糖可經(jīng)底物水平磷酸化生成4molATP，在葡萄糖和6-磷酸果糖磷酸化時消耗2molATP，故凈生成2molATP。糖酵解的生理意義：l 1、 糖酵解最主要的生理意義是迅速提供能量，這l 對肌肉收縮更為重要。l 2、 當機體缺氧或劇烈運動肌肉局

37、部血流不足時，l 能量主要通過糖酵解獲得。l 3、紅細胞沒有線粒體，完全依賴糖酵解供應能量。l 4、 神經(jīng)、白細胞和骨髓等代謝極為活躍，即使不l 缺氧也常由糖酵解提供部分能量。 3. 三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic acid Cycle, TAC) 指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸的重復循環(huán)反應的過程。l 三羧酸循環(huán)的第一步是乙酰CoA與草酰乙酸縮合成6個碳原子的檸檬酸，然后檸檬酸經(jīng)一系列反應重新形成草酰乙酸，完成一輪循環(huán)。l 經(jīng)過一輪循環(huán)，乙酰CoA的2個碳原子被氧化成CO2，在循環(huán)中有1次底物水平磷酸化，可生成1分子ATP

38、。三羧酸循環(huán)中脫下的H進入呼吸鏈進行氧化磷酸化，生成H2O和ATP。乙酰CoA（2C）經(jīng)過三羧酸循環(huán)完全分解釋放2個CO2，同時生成3個NADH2，1個FADH2，1個GTP（或ATP）。 NADH2 和 FADH2 所攜帶的H原子來自循環(huán)中代謝中間物的脫氫。 在有氧條件下，每2個H原子可以通過呼吸鏈（電子傳遞系統(tǒng)）傳遞給1/2O2，生成H2O，并且有能量釋放用以合成ATP。 1分子NADH2 經(jīng)呼吸鏈生成1分子H2O和2.5個ATP 1分子FADH2 經(jīng)呼吸鏈生成1分子H2O和1.5個ATP磷酸戊糖途徑不依賴于有氧或無氧的葡萄糖分解途徑，約有30%的葡萄糖經(jīng)過這條途徑代謝，在胞液中進行，尤其

39、在合成代謝旺盛的組織中活躍。 從6-P-葡萄糖開始，經(jīng)過兩個階段： 1. 氧化階段 產(chǎn)生NADPH2、CO2和5-P-核酮糖； 2. 非氧化階段 通過基團的交換和分子內(nèi)部的重組，5-P-核酮糖又轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒禾?。l 催化第一步脫氫反應的6-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關鍵酶l 兩次脫氫脫下的氫均由NADP+接受生成NADPH+H+。l 反應生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物。糖原合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié)l 關鍵酶：l 糖原合成：糖原合酶l 糖原分解：糖原磷酸化酶三、糖異生的生理意義l （一）維持血糖濃度的相對恒定（最重要的生理作用）l 空腹或饑餓時依賴氨基酸、甘油等異生成葡萄糖，以維持

40、血糖水平恒定。l 正常成人的腦組織不能利用脂肪酸，主要依賴氧化葡萄糖供給能量。l 紅細胞沒有線粒體，完全通過乳酸酵解獲得能量。l 骨髓、神經(jīng)等組織由于代謝活躍，經(jīng)常進行乳酸酵解。10、脂質(zhì)代謝（重點）。1）脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的-碳原子上進行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個二碳單位，既乙酰CoA，該過程稱作-氧化。1、脫氫 脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶的催化下，在a-和b-碳原子上各脫去一個氫原子，生成反式a,b-烯脂酰CoA，氫受體是FAD。2、水化 在烯脂酰CoA水合酶催化下，a,b-烯脂酰CoA水化，生成L(+)-b-羥脂酰CoA。3、再脫氫 b-羥脂酰CoA在脫氫酶催化下，脫氫生

41、成b-酮脂酰CoA。反應的。氫受體為NAD+。此脫氫酶具有立體專一性，只催化L(+)-b-羥脂酰CoA的脫氫。4、硫解 在b-酮脂酰CoA硫解酶催化下，b-酮脂酰CoA與CoA作用，生成1分子乙酰CoA和1分子比原來少兩個碳原子的脂酰CoA。少了兩個碳原子的脂酰CoA ，3脂肪酸除-氧化途徑外，還有哪些氧化途徑? 解答：脂肪酸除主要進行-氧化作用外，還可進行另兩種方式的氧化，即-氧化與-氧化。 在-氧化途徑中長鏈脂肪酸的-碳在加單氧酶的催化下氧化成羥基生成-羥脂酸。羥脂酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橥?，然后氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€碳原子的脂肪酸。此外脂肪酸的末端甲基(-端)可經(jīng)氧化作用后轉(zhuǎn)變?yōu)?羥脂酸，然后再氧化成

42、-二羧酸進行-氧化，此途徑稱為-氧化。含奇數(shù)碳原子的脂肪酸也可進行-氧化,但最后一輪，產(chǎn)物是丙酰CoA和乙酰CoA。丙酰CoA經(jīng)代謝生成琥珀酰CoA。也可以經(jīng)其他代謝途徑轉(zhuǎn)變成乳酸及乙酰CoA進行氧化。11、蛋白質(zhì)的降解和氨基酸代謝1、氨基酸的共同分解代謝途徑包括：脫氨基作用和脫羧基作用兩個方面。氨基酸經(jīng)脫氨基作用生成：氨、-酮酸。氨基酸經(jīng)脫羧基作用生成：二氧化碳、胺。2、氨基酸脫氨基作用有哪幾種方式?氨基酸的脫氨基作用主要有氧化脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用和非氧化脫氨基作用。3、什么是鳥氨酸循環(huán)，有何實驗依據(jù)? 合成lmol尿素消耗多少高能磷酸鍵? 解答：尿素的合成不是一步完成，而

43、是通過鳥氨酸循環(huán)的過程形成的。此循環(huán)可分成三個階段：第一階段為鳥氨酸與二氧化碳和氨作用，合成瓜氨酸。第二階段為瓜氨酸與氨作用，合成精氨酸。第三階段精氨酸被肝中精氨酸酶水解產(chǎn)生尿素和重新放出鳥氨酸反應從鳥氨酸開始，結(jié)果又重新產(chǎn)生鳥氨酸，形成一個循環(huán)，故稱鳥氨酸循環(huán)(又稱尿素循環(huán))。合成1mol尿素需消耗4mol高能磷酸鍵。4、氨是有毒的，在不同動物體內(nèi)以不同形式排出，有排氨的。有排尿酸的和排尿素的。 人和哺乳動物是排尿素的，主要在肝中通過鳥氨酸循環(huán)形成尿素排出體外。12、核苷酸代謝1、不同生物分解嘌呤的代謝產(chǎn)物不同，但所有生物均可以通過氧化和脫氨基，將嘌呤轉(zhuǎn)化為尿酸。1）腺嘌呤的脫氨基主要在核苷和核苷酸水平進行。2）鳥嘌呤的脫氨基主要在堿基水平進行。3）植物和多數(shù)微生物將嘌呤分解為二氧化碳、氨和有機酸