生化復習重點

1、生化復習重點二院09影像級委資料整理目錄第二章2第三章6第四章13第五章21第六章22第七章26第八章33第九章36第十章41第十一章45第十二章51第十三章57第十四章60第十五章66第十六章69第二十章71第二十一章75第二十三章76第十六章69第二章蛋白質的結構和功能第一節(jié)蛋白質分子組成一、組成元素：1.主要有碳（50%55%），氫，氧，氮和硫2.有些蛋白質還含有少量磷或金屬元素，鐵，銅，鋅，錳，鈷等3.個別蛋白質含有碘4.各種蛋白質的含氮量接近，約為16%5.每克樣品含氮克數*6.25*100=100g樣品中的蛋白質二、氨基酸1.是蛋白質的基本組成單位，人體只有20種。COO除甘氨酸外

2、，其他19種均為L-a-氨基酸 H3N C H R L-a-氨基酸的結構通式（左旋）2.分類：（1）非極性疏水性氨基酸：甘、丙、纈、亮、異亮、苯、脯，甲硫（2）極性中性氨基酸：色、絲、酪、半胱、蘇、天冬酰胺、谷氨酰胺（3）（重）酸性氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸（4）（重）堿性氨基酸：賴，組，精三、理化性質1.兩性解離：H H H + H+ R C COOH R C COO R C COO +NH3 +NH3 NH3靜電荷 +1 0 -1 PHPI PH=PI PHPI 陽離子 兼性離子 陰離子等電點：PI=1/2（pK1+pK2）2.紫外吸收性質：多數蛋白質含色氨酸、酪氨酸，利用該原理可測定蛋白質

3、含量，蛋白質分子中色氨酸和酪氨酸最大吸收峰都在280nm。3.茚三酮反應：茚三酮水合物與氨基酸共同加熱后被還原，其還原物與氨基酸加熱分解的氨結合，再與一分子茚三酮縮合成紫藍色的化合物，此化合物最大吸收峰為570nm波長。此反應可作為氨基酸定量分析方法。四、肽1.肽：氨基酸可相互結合成肽肽鍵：兩個氨基酸之間產生的酰胺鍵（CONH）2.二肽：兩分子氨基酸借一分子的氨基與另一分子的羧基脫去一分子的水縮合成3.殘基：肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而殘缺，故被稱為氨基酸殘基。4.天然存在的活性肽：（1）谷胱甘肽GSH：谷，半胱，甘氨酸組成的三肽具有還原性，保護機體內蛋白質或酶分子免遭氧化，使蛋白質或酶處于

4、活性狀態(tài)。在谷胱甘肽過氧化物酶催化下，GSH可還原細胞內產生的過氧化氫成為水，同時，GSH被氧化成氧化性GSSG，在谷胱甘肽還原酶作用下，被還原為GSHGSH的硫基具有噬核特性，能與外源性的噬電子毒物（如致癌物，藥物等）結合，從而阻斷，這些化合物與DNA,RNA或蛋白質結合，以保護機體（解毒）（2）多肽類激素及神經肽促甲狀腺激素釋放激素TRH1）由下丘腦分泌，促進垂體釋放甲狀腺素2）特殊結構的三肽N端的谷氨酸環(huán)化成焦谷氨酸 C端的脯氨酸酰化為脯氨酰胺神經肽：神經傳導過程中起信號轉導作用的肽類。P物質（10肽）腦啡肽（5肽）強啡肽（17肽）第二節(jié)蛋白質的分子結構一級二級三級四級定義蛋白質中氨基酸

5、的數目及排列順序蛋白質分子中多肽鏈骨架中原子的局部空間排列二級結構進一步盤曲折疊成具有一定規(guī)律的三維空間結構亞基與亞基間呈特定的三維空間排布，并以非共價鍵相連接形式a-螺旋，-折疊-轉角，無規(guī)卷曲結構域：蛋白質構象中特定的區(qū)域。是由多肽鏈上相鄰的超二級結構的緊密相聯）。形成的結構區(qū)域）亞基（完整的三級結構）鍵肽鍵（主）二硫鍵（次）氫鍵疏水作用，離子氫鍵，范德華力疏水作用，鹽鍵和氫鍵意義是蛋白質空間構象和特異性生物學功能的基礎，但不是決定空間構象的唯一因素由一級結構決定，發(fā)揮特殊生理功能短距離效應相對分子質量大的蛋白質常分為多個結構域執(zhí)行不同功能長距離效應蛋白質的分類：1.根據組分：（1）單純蛋

6、白質（2）結合蛋白質（非蛋白部分為結合蛋白的輔基）2.形狀和空間構象：（1）纖維狀：長軸和短軸之比大于10，不溶于水，韌性（2）球狀：水溶性較好，結構更復雜第三節(jié)蛋白質結構與功能的關系一、一級結構是空間構象的基礎1.空間構象遭破壞的核糖核酸酶只要一級結構未被破壞，就可能恢復到原來的三級結構，功能依然存在。2.一級結構是功能的基礎。相似的一級結構具有相似的功能。3.一級結構改變與分子病分子?。旱鞍踪|分子發(fā)生變異所導致的疾病，為基因突變導致。鐮刀形貧血：谷氨酸纈氨酸酸性中性水溶性血紅白鐮刀狀，易碎二、蛋白質空間結構與功能的關系1.蛋白質的功能依賴于特定的空間結構2.Hb氧解離曲線：Hb第一個亞基與

7、氧氣結合促進第二、三個亞基與氧氣結合，前三個與氧氣結合，大大促進了第四個亞基與氧氣集合。這種一個亞基與配體結合后，能影響蛋白質分子中另一個亞基與配體結合能力的效應稱協同效應。一個氧分子與Hb亞基結合后引起亞基構象變化的效應稱變構效應。3.血紅蛋白和肌紅蛋白都是含有血紅素輔基的蛋白質。血紅素是鐵卟啉化合物，它是由4個吡咯環(huán)通過4個甲炔基相連成一個環(huán)形，Fe2+居于環(huán)中。（1）肌紅蛋白（Mb）是一個只有三級結構的單鏈蛋白質，有8段a-螺旋結構。整條多肽鏈結合成緊密球狀分子，氨基酸上的疏水側鏈大多在分子內部，極性及電荷則在分子表面。Mb分子內部有一個袋狀室血，血紅素居于其中。血紅素輔基與蛋白質部分穩(wěn)

8、定結合。（2）血紅蛋白（Hb）具有4個亞基組成的四級結構，每個亞基結構中間有一個疏水局部，可結合1個血紅素并結合1分子氧，因此1分子Hb共結合4分子氧成年人紅細胞中的Hb主要由兩條a-肽鏈，兩條-肽鏈組成，a鏈含141個氨基酸殘基，鏈含146個氨基酸殘基。胎兒期主要為2, 2，胚胎期為2,2Hb亞基之間通過8對鹽健，使4個亞基緊密結合而形成親水的球狀蛋白三、蛋白質空間的結構改變與疾病1.因蛋白質折疊錯誤或折疊不能導致構象變化引起的疾病，成為蛋白質構象病2.朊病毒：查不到任何核酸，對各種理化作用有很強抵抗力，傳染性極強的蛋白質顆粒。（1）細胞型（正常型）：表達于脊椎動物細胞表面，存在于a-螺旋。

9、（2）瘙癢性（致病型）：是PrPc異構體，可脅迫PrPc轉化為PrPSc，實現自我復制，并產生病理效應。四、蛋白質的理化性質：兩性解離兩端氨基和羧基+側鏈某些基因解離若溶質pH<pI蛋白質帶正電荷若溶液pH>pI蛋白質帶負電荷若溶液pH=pI，為兼性離子，電荷為0等電點體內蛋白質的各種PI不同，多接近5.0紫外吸收280nm處吸光度的測定常用于蛋白質的定量雙縮脲反應呈紫色反應，用于檢測蛋白質的水解程度變性破壞共價鍵和二硫鍵，若一級結構未被破壞，輕微變性后可因去除變性因素而恢復活性（復性）沉淀除去蛋白質的水化膜并中和其電荷，可發(fā)生沉淀凝固蛋白質被強酸強堿變性后，仍能溶于強酸或強堿溶液

10、中，若將強酸或強堿溶液的PH值調至等電點，變性蛋白質結成不溶絮狀物，稱結絮。若再加熱紫狀物變得更為堅固，不易再溶于強酸強堿中。（凝固）變性的蛋白質不一定沉淀，沉淀的蛋白質不一定變性，但變性的蛋白質易沉淀，凝固的蛋白質均已變性，而且不再溶解。四補充一、氨基酸分類1.帶脂肪烴側鏈的氨基酸：丙，纈，亮，異亮都含有共軛雙鍵紫外光吸收性質2.含芳香環(huán)：苯丙芳香族：酪，色3.含硫：甲硫氨酸含疏基：半胱氨酸4.亞氨基酸：脯氨酸含羥基：絲蘇5.含酰胺基：谷氨酰胺，天冬酰胺含羧基（酸性帶負電）：天冬氨酸，谷氨酸二、肽1.多肽鏈兩端：自由氨基（氨基末端，N端），羧基（羧基末端，C端）2.多肽命名：N端C端3.多肽

11、中肽鏈4個原子（C,O,N,H）和相鄰兩個a碳原子等6個原子位于同一酰胺平面，構成肽單元（Peptide Unit）4.抗生素肽：抑制，殺死細菌的多肽 Eg:：短桿菌肽A，短桿菌素S，纈氨霉素等三、蛋白質的分子結構1.超二級結構：即模體（motif），指在多肽鏈內順序上相互臨近的二級結構常常在空間折疊中靠近，彼此相互作用，形成規(guī)則的二級結構聚合體。2.組合：a a a ，a(最常見)3.Eg：鋅指結構：螺旋突環(huán)螺旋四、蛋白質空間結構與功能的關系1.血紅蛋白的構象變化與結合氧（1）Hb與Mb一樣可逆地與氧氣結合，氧含Hb占總Hb的百分數隨氧氣濃度變化而變化。（2）Hb與Mb的氧解離曲線，前者為S

12、狀曲線，后者為直角雙曲線。（3）Mb易與氧氣結合，Hb與氧氣結合在氧氣分壓較低時難。（4）Hb的氧解離曲線Hb與氧氣結合的S形曲線提示Hb的4個亞基與4個氧氣結合時平衡常數并不相同。Hb中最后一個亞基與氧氣結合后時平衡常數最大Hb中第一個亞基與氧氣結合后，促進第二三個亞基與氧氣結合，既而大大促進第四個亞基與氧氣結合，該效應稱為正協同效應。協同效應定義：是指一個亞基與其配體（Hb中的配體稱為氧氣）結合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結合能力。促進正協同效應，抑制負協同效應。五、蛋白質的分離與純化：1.提取：破碎組織和細胞，將蛋白質溶解于溶液中的過程稱為蛋白質的提取。2.純化：將溶液中的蛋白質

13、相互分離而取得單一蛋白質組分的過程。3.改變蛋白質溶解度使其沉淀的方法：（1）鹽析：用高濃度的中性鹽將蛋白質從溶液中析出。Eg：硫酸銨硫酸鈉氯化鈉原理：奪取蛋白質周圍的水化膜，破壞其穩(wěn)定性。（2）加入有機溶劑 Eg：丙酮正丁醇乙醇甲醇原理：降低溶液的介電常數，使蛋白質相互吸引。六、蛋白質的理化性質：1.“沉淀的蛋白質一定變性” X 不一定。2.“變性的蛋白質易沉淀，沉淀的蛋白質不一定變性。”兩者作用因素不一樣。第三章核酸的結構和功能核酸是一類含磷的生物大分子化合物，攜帶和傳遞遺傳信息，為生命的最基本物質之一。根據組成不同，可分為核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）。核酸DNARNAmRN

14、AtRNArRNA第一節(jié)核酸的化學組成及一級結構核酸分子的元素組成為C，H，O，N和P，基本單位為核苷酸。（也稱單核苷酸）單核苷酸磷酸核苷（脫氧核苷）戊糖（脫氧戊糖）堿基（嘌呤堿，嘧啶堿）核酸一、核苷酸核苷酸完全水解可釋放出等摩爾量的含氮堿基，戊糖（脫氧戊糖）和磷酸。1.堿基嘌呤腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）嘧啶尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）（1）存在于DNA分子中：A，T，C，G；存在于RNA中：A，U，C，G。（2）此外，核酸還含有一些含量很少的堿基，種類很多，大多數為甲基化堿基。2.戊糖（1）核糖構成RNA，脫氧核糖構成DNA；（2）RNA分子較DNA分子更易發(fā)生水解，因此不如DNA穩(wěn)

15、定。3.核苷（1）堿基和核糖（脫氧核糖）通過糖苷鍵連接成核苷（脫氧核苷）。（2）核苷：AR，GR，UR，CR（3）脫氧核苷：Dar，dGR, dTR, dCR.4.單核苷酸（1）核苷（脫氧核苷）和磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）核苷酸：AMP，GMP，UMP，CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP.重要的核苷酸衍生物多磷酸核苷酸：NTP（三核酸核苷），NDPC（二磷酸核苷）環(huán)化核苷酸：cAMP（3,5-環(huán)腺甘酸）cGMP（3,5-環(huán)鳥苷酸）二、核酸的一級結構1.定義：核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基的不同，所以也稱為堿基序列。2.核苷酸之間以磷酸二酯鍵

16、連接形成多核苷酸鏈，且多核苷酸鏈是有方向性的。AGTTPPPPPOH53G5PAPCPTPGPCPT-OH35ACTGCT3書寫方法：左端標出5末端，右側為3末端，例如：第二節(jié) DNA的空間結構和功能一、DNA的二級結構雙螺旋結構模型DNA雙螺旋結構的特點1.DNA分子由兩條反向平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，兩鏈以一脫氧核苷酸-磷酸，為骨架，以右手螺旋方式繞同一公共軸盤螺旋，直徑為2nm，形成大溝和小溝相間，堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內側，與對側堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T，C=G），相鄰堿基平面距離0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10對堿基。2.DNA雙螺旋結構的穩(wěn)定主

17、要由互補堿基對之間的氫鍵和堿基堆積力來維持。氫鍵主持雙鏈橫向穩(wěn)定性，堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性。3.DNA雙螺旋結構的多樣性DNA雙螺旋結構是DNA分子在水性環(huán)境和生理環(huán)境下最穩(wěn)定的結構，但當改變溶液的離子濃度或相對溫度時，DNA結構會發(fā)生改變。二、DNA的超螺旋結構及其在染色質中的組裝1.DNA超雙螺旋結構（1）超螺旋結構：DNA雙螺旋鏈再盤繞成超螺旋結構；（2）正超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方向相同（2）負超螺旋：盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反2.原核生物DNA是環(huán)狀超螺旋結構3.真核生物DNA在核內的組裝真核生物染色體由DNA和蛋白質構成，其基本單位是核小體，核心顆粒連接區(qū)DNA（約

18、146bp）組蛋白八聚休連接區(qū)DNA（約60bp）H1核小體（1）核心顆粒：由長146bp的雙螺旋DNA以超螺旋方式纏繞組蛋白八聚休1.8圈組成。（2）連接區(qū)：由連接區(qū)DNA和組蛋白H1組成（3）連接區(qū)DNA：連接相鄰兩個核心顆粒。（4）組蛋白組蛋白種類：H1，H2A，H2B，H3，H4組蛋白八聚體（核心組蛋白）由各2分子H2A，H2B，H3，H4組成八聚體（5）真核生物染色體DNA組裝不同層次的結構（6）染色體是由DNA和蛋白質構成的不同層次纏繞線和螺線管結構三、DNA的功能1.DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板。它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的

19、信息基礎。2.基因就是指在染色體上占有一定位置的遺傳的基本單位或單元。3.基因組是指來自一個遺傳體系的一整套遺傳信息。4.此外，真核細胞還有線粒體和葉綠體，分別含有線粒體DNA和葉綠體DNA，屬于核外遺傳物質。第三節(jié) RNA的功能和結構RNA的種類、分布和功能細胞核和胞液線粒體功能核蛋白體RNArRNAmt rRNA核蛋白體組分信使RNAmRNAmt rRNA蛋白質合成模板核內不均一RNAHnRNA成熟mRNA的前體核內小RNASnRNA參與HnRNA的剪接、轉運核仁小RNASnoRNArRNA的加工、修飾胞漿小RNAScRNA/TSL-RNA蛋白質肉質網定位合成的信號識別體組分轉運RNAtR

20、NAmt tRNA轉運氨基酸一、信使RNA的結構與功能mRNA的結構特點1.大多數真核mRNA的5末端均在轉錄后加上一個甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的C2也是甲基化，形成帽子結構。2.大多數真核mRNA的3末端有一個多聚腺苷酸（polyA）結構，稱為多聚A尾5m7GpppAUGUAGAAUAAApoly(A)35非翻譯區(qū)3非翻譯區(qū)編碼區(qū)3.帽子結構和多聚A尾的功能（1）mRNA核內向胞質的移位（2）mRNA的穩(wěn)定性維系（3）翻譯超始的調控4.mRNA的功能：轉錄核內DNA遺傳信息的堿基排列順序，并攜帶至細胞質，指導蛋白質合成的氨基酸排列順序。原核細胞：真核細胞：外顯子內含子hnRNA轉錄細胞核D

21、NADNA轉錄mRNA轉錄后剪接轉運翻譯翻譯mRNA蛋白質蛋白質二、轉運RNA的結構和功能1.tRNA分子中含有較多的稀有堿基，含10-20%稀有堿基，如DHU，3末端為-CCA-OH，5末端大多數為G2.tRNA二級結構三葉草氨基酸臂，DHU環(huán)，反密碼環(huán)，額外環(huán)，TC環(huán)3.tRNA的三級結構倒L形4.tRNA的功能：搬運氨基酸到核糖體和識別密碼子，參與蛋白質的翻譯三、核蛋白休RNA的結構和功能1.rRNA與核糖體蛋白共同構成核蛋白體或稱為核糖體，核糖體均由易于解聚的大小兩個亞基組成。2.rRNA的功能：參與組成核蛋白體，作為蛋白質生物合成的場所。3.rRNA的種類：（根據沉降系數）真核生物原

22、核生物5srRNA5srRNA28srRNA23srRNA5.8srRNA16srRNA18srRNA原核生物（大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為全例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質21種占總量的40%33種占總量的50%大亞基50S60S rRNA23S2940個核苷酸28S4718個核苷酸5S120個核苷酸5.8S160個核苷酸5S120個核苷酸蛋白質36種占總量的30%49%占總量的35%四、其它小分子RNA及RNA組學1.SnmRNAs：除上述三種RNA外，細胞的不同部位存在的許多其它種類的小分子RNA，統稱為非mRNA小RNA（

23、SnmRNAs）2.SnmRANs的種類：核內小RNA，核仁小RNA，胞質小RNA，催化性小RNA，小片段干涉性RNA3.SnmRNAs的功能：參與hnRNA和rRNA的加工和轉運。第四節(jié)核酸的理化性質一、核酸的一般理化性質1.核酸分子中有末端磷酸和許多連接核苷的磷酸殘基，為多元酸，具有較強的酸性。2.核酸分子中還有含氮堿基上的堿性基團，故為兩性電解質，各種核酸分子大小及所帶電荷不同，電泳和離子法來分離不同的核酸。3.A260的應用：（1）DNA或RNA的定量A260=1.0相當于40g/ml單鏈DNA（或RNA）50g/ml雙鏈DNA20g/ml 寡核苷酸（2）判斷核酸樣品的純度DNA純品：

24、A260/A2801.8RNA純品：A260/A2802.0二、DNA的變性1.定義：在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程。變性并不涉及核苷酸共鍵（磷酸二脂鍵）的斷裂。2.方法：過量酸、堿、加熱、變性試劑如尿素、酰胺以及某些有機溶劑如乙醇、丙酮等。3.變性后其它理化性質變化：DNA變性的本質是雙鏈間氫鍵的斷裂變性引起紫外吸收值的改變4.增色效應：DNA變性時其溶液A260增高的現象5.Tm：變性是在一個相當窄的溫度范圍內完成，在這一范圍內，紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱熔解溫度，或熔點。6.Tm值與下列因素有關：（1）DNA的均一性：DNA

25、的均一性較高，那么DNA鏈各部分的氫鍵斷裂所需的能值較接近，Tm值范圍較窄，所之亦然，由于可見Tm值可作為衡量DNA樣品均一性的指標。（2）C-G堿基對含量：G-C堿基對為3對氫鍵，而A-T堿基對只有2對氫鍵，所以破壞G-C間氫鍵較A-T間氫鍵需要更多的能量。因此Tm值大小與G+C含量成正比，也可通過Tm值推算出DNA堿基的百分組成。X%（G+C）=（Tm-69.3）*2.44（3）介質中離子強度：離子強度低，DNA的Tm值較低。三、DNA的復性與分子雜交1.DNA復性定義：在適當條件下，變性DNA的兩條互補鏈可恢復天然的雙螺旋構象，這一現象稱為復性。（1、足夠的鹽濃度消除磷酸基的靜電斥力，2

26、、足夠高的溫度破壞無規(guī)則的鏈內氫鍵）2.熱變性的DNA經緩慢冷卻后即可復性，這一過程稱為退火。3.減色效應：DNA復性時，其溶液A260降低。4.核酸分子雜交：在DNA變性后的復性過程中，如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關系，在適宜的條件（溫度及離子強度）下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈。5.這種雜化雙鏈可以在不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成，這種現象稱為核酸分子雜交。6.核酸分子雜交的應用（1）研究DNA分子中某一種基因的位置（2）定兩種核酸分子間的序列相似性（3）

27、檢測某些專一序列在待檢樣品中存在與否（4）是基因芯片技術的基礎第五節(jié)核酸的分離和純化一、核酸分離與純化的一般原則采用溫和條件，防止過酸、過堿，避免劇烈攪拌，抑制核酸酶的活性，防止核酸分子被降解和變性，核酸的分離和純化，酚抽提法，超速離心法，凝膠電泳法，層析法分離法二、核酸含量測定與純度鑒定1.含量測定常用此外分光光度計法，定磷法，定糖法，高效液相色譜分析法等。2.電泳分離也常用于測定核酸的大小和檢查核酸的純度三、核酸序列分析1.DNA的酶法測序2.DNA的化學法測序3.DNA序列分析已經實現自動化第六節(jié)核酸酶一、核酸酶是指所有可以水解核酸的酶二、分類1.依據底物不同（1）DNA酶專一降解DNA

28、（2）RNA酶專一降解RNA2.依據切割部位不同（1）核酸內切酶：分為限制性核酸內切酶和非特異性（2）核酸外切酶：5-3或3-5核酸外切酶3.核酸酶的功能：|（1）生物體內的核酸酶負責細胞內外催化核酸的降解（2）參與DNA的合成與修復及RNA合成后的剪接等重要基本復制和基因表達過程（3）負責清除多余的結構和功能異常的核酸，同時也可以清除侵入細胞的外源性核酸（4）在消化液中降解食物中的核酸以及吸收（5）體外重組DNA技術中的重要工具酶。第四章酶一、 酶的概念：酶是指由活細胞產生的具有催化作用的蛋白質。1、命名：習慣命名：分解脂肪的酶脂肪酶據其催化的底物命名催化脫氫反應酶脫氫酶據其催化的反應類型命

29、名系統命名2、分類：氧化還原酶類轉移酶類水解酶類 裂解酶類 異構酶類 合成酶類（或連接酶類） 3、化學本質：據化學本質將酶分兩類，即：蛋白脂類的酶核酸類的酶二、酶的分子結構與功能1、分子組成：單純酶和結合酶。酶蛋白：結合酶中的蛋白質部分。輔助因子：結合酶中的非蛋白質部分。全酶：酶蛋白與輔助因子結合形成的復合物稱全酶，只有全酶才有催化作用。金屬酶：金屬離子如果與酶結合緊密，在提取的過程中不會丟失，這類酶稱為金屬酶。如：羧肽酶（含Zn2+）黃嘌呤氧化酶（含Mo2+）金屬離子作用：維持酶分子的構象；傳遞電子；在酶與底物間起橋梁作用；中和陰離子降低反應的靜電斥力。根據輔助因子與酶蛋白結合的牢固程度不同

30、將其分為輔基或輔酶。注：輔基大多為金屬離子一種酶蛋白只能與一種輔助因子結合，但是一種輔助因子可與不同酶蛋白結合。單純酶：僅含單純酶：僅含-氨基酸的蛋白質分類結合酶：蛋白質+非蛋白質部分（即輔酶分子）（即酶蛋白）酶蛋白決定反應的特異性小分子有機化學物結合成復合物全酶（只有全美才具有催化作用）輔酶因子金屬離子在酶促反應中1、 維持酶分子的構象2、 傳遞電子3、 在酶與底物間起橋梁作用4、 中和陰離子，降低反應的靜斥力輔酶：與蛋白質結合疏松輔酶因子  參與酶活性中心的組成輔基：與酶蛋白結合牢固酶活性中心（active center）：指酶分子中能與底物結合并催化底物轉變?yōu)楫a物的特定的空間結

31、構區(qū)域。酶活性中心內結合集團：結合底物和輔酶，使之成為復合物的必需基團催化基團：影響底物中某些化學鍵的穩(wěn)定性，催化底物轉變成為產物2、酶的活性中心概念：酶分子中與酶活性密切相關的化學基因稱為必需基因，這些必需基因在一級結構上可能相距很遠，必需基團在空間結構上彼此靠近，組成具有特定空間結構的區(qū)域，能與底物特異結合并將底物轉化為產物，這區(qū)域稱為酶的活性中心或活性部位。分類：酶活性中心內的必需基團：結合基因和催化基因酶活性中心外的必需基團：組氨酸的咪唑基，絲氨酸的羥基等。三、酶促反應的特點與機制1、酶與催化劑相比較：共同點：A催化作用；B反應前后酶質與量不變；C不改變反應平衡常數不同點：A極高的催化

32、效率 B高度的特異性：1、絕對特異性 2、相對特異性 3、立體異構特異性 C可調節(jié)性2、酶促反應的機制誘導契合假說酶：與底物相互接近時，其結構相互誘導、相互變形和相互適應，進而相互結合。這一過程稱為酶-底物結合的誘導契合假說。鄰近效應與定向排列：提高反應速率多元催化：同一種酶常兼有酸、堿雙重催化作用。表面效應：四、酶促反應動力學影響酶促反應因素:酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑等。1、底物濃度對反應速度的影響在酶量恒定的情況下，酶促反應的速度主要取決于底物的濃度在底物濃度較低時，反應速度隨底物濃度的增加而上升，加大底物濃度，反應速度趨緩，底物濃度進一步增高，反應速度不再隨底物濃度的

33、增加而加快，達最大反應速度，此時酶的活性中心被底物飽和。如右圖所示：底物底物濃度S（mmol/l)初速度Vmax濃度對酶促反應速度的影響。 2、米-曼氏方程式中間產物學說：酶（E）與底物（S）形成酶底物復合物（中間產物ES）,此復合物再分解為產物(P)和游離的酶。E + S k1k2k3ESE + P酶底物中間產物產物（式中k1、k2、k3、分別為各自反應的速度常數）米氏方程式：V= VmaxSA米氏方程式Km值等于酶促反應速度為最大反應速度一半時的底物濃度。B、Km值酶對底物的親和力C、Km是酶的特征性常數之一，只與酶的結構，酶所催化的底物和反應環(huán)境如溫度、PH、離子強度有關，與酶的濃度無關

34、（同一底物，不同的酶有不同的Km值）D、Vmax是酶完全被底物所飽和時的反應速度，與酶濃度成正比。km值和Vmax值的測定：雙倒數作圖法第一步： VmaxS Km+SV = 兩邊同取倒數得+ 1/V=KmVmax 1/Vmax 1/S 以1/V對1/S作圖，縱軸截距=1/Vmax, 橫軸截距=-1/kmHanes作圖法:S/V=Km/Vmax + S/Vmax 以S/V對S作圖，縱軸截距=-km, 直線k=1/Vmax-1/Km 1/Vmax 1/V 1/S S S/V -Km Km/Vm K=1/Vmax3、酶濃度對反應速度的影響0 V 酶濃度（當Skm，酶可被底物飽和的情況下，反應速度與酶

35、濃度成正比。當SE時，km忽略不計）4、溫度對反應速度的影響溫度升高，酶促反應速度升高溫度升高，可引起酶的變性失活。最適溫度：酶促反應速度最快時的環(huán)境溫度稱為酶促反應的最適溫度。（酶的最適溫度不是酶的特征性常數，與反應時間有關）注：臨床應用：低溫麻醉、低溫保存菌種。酶活性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 溫度 ºC 5、pH對反應速度的影響酶活性受其反應環(huán)境的PH影響，且不同的酶對不同的PH有不同要求。最適pH ：酶催化活性最大時的環(huán)境pH胃蛋白酶最適PH值是1.8；肝精氨酸酶是9.8；多數酶是中性（最適pH不是酶的特征性常數，受底物濃度，緩沖液種類與濃

36、度，以及酶的純度等因素影響）0酶活性 pH pH對某些酶活性的影響 胃蛋白酶 淀粉酶 膽堿酯酶 2468106、抑制劑對酶促反應速度的影響 抑制劑：凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質統稱為酶的抑制劑。 抑制劑多與酶的活性中心內、外必需基因相結合，從而抑制酶的催化活性。分類： 不可逆性抑制劑：以共價鍵與酶活性中心上的必需基因相結合，使酶失活，此種抑制劑不可用透析、超濾等方法去除。 可逆性抑制劑：抑制劑與酶以非共價鍵方式結合，使酶活性降低或消失，可采用透析、超濾的方法解除，是一種可逆性結合。A 競爭性抑制作用：與底物競爭酶的活性中心，從而阻礙酶與底物結合成中間復合物。（可逆的） 比如：

37、丙二酸與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶，磺胺藥物與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶）Vmax不變，Km值B 非競爭性抑制作用：與酶活性中心外的必需基因結合，底物與抑制劑之間無競爭關系。Vmax，Km值不變C.反競爭性抑制作用：抑制劑不與酶結合，反與酶和底物形成的中間產物（ES）結合，使中間產物ES的量下降。Vmax，Km值7、激活劑對酶促反應速度的影響 激活劑：使酶從無活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|。 酶的激活劑大多為金屬離子，如：Mg+、K+、Mn2+等。 必需激活劑：大多數金屬離子激活劑對酶促反應是不可缺少的。非必需激活劑：激活劑不存在時，酶仍有一定的催化活性。8、酶活性測定與酶活性單位 酶的活

38、性指酶的催化化學反應能力，其衡量標準是酶促反應速度。 酶的比活力：比活力是表示酶純度的較好指標。（每分鐘催化1umol底物轉化為產物所需的酶濃度）五酶的調節(jié)酶活性調節(jié)（快）酶含量調節(jié)（慢）調節(jié)對象：關鍵酶調節(jié)方式：1、酶活性調節(jié)酶原與酶原的激活 酶原：無活性的酶的前體。酶原的激活：由無活性的酶原變成有活性的酶的過程稱酶原的激活 酶原的激活一般通過某些蛋白質酶的作用，水解一個或幾個特定的肽鍵，致使蛋白質構象發(fā)生改變而使酶原具有活性，其實質是酶的活性中心形成或暴露的過程（其過程不可逆）-保護細胞本身的蛋白質不受蛋白酶的水解破壞；-保證了合成的酶在特定部位和環(huán)境中發(fā)揮生理作用。 生理意義：變構酶（別

39、構酶） 變構調節(jié)：酶分子活性中心外的某一部分可以與體內一些代謝物可逆地結合，使酶發(fā)生變構并改變其催化活性，這種調節(jié)酶活性的方式稱為變構調節(jié)。 變構效應劑：引起變構效應的代謝物稱為變構效應劑。 變構效應劑引起酶活性的增強或減弱，分別稱變構激活作用或變構抑制作用。酶的共價修飾調節(jié) 共價修飾（化學修飾）：酶蛋白肽鏈上的一些基因可與某些化學基因發(fā)生可逆的共價結合，從而改變酶活性，這一過程稱酶的共價修飾。 酶共價修飾包括：磷酸化與去磷酸化、乙酰化與去乙?；?、SH與SS、甲基化與去甲基化、腺苷化與去腺苷化。2. 酶的調節(jié)酶蛋白合成的誘導與阻遏 酶蛋白的合成量主要調節(jié) 誘導劑：能促進酶蛋白的基因轉錄，增加酶

40、蛋白生物合成的物質為誘導劑（輔阻遏劑則相反）酶降解的調控-溶酶體蛋白酶降解途徑（不依賴ATP）-非溶酶體蛋白酶降解途徑（依賴ATP和泛素）酶蛋白質降解途徑3同工酶同工酶：指催化相同的化學反應，而酶蛋白分子結構、理化性質、免疫學性質不同的一組酶。同工酶是由不同基團或等位基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質。翻譯后經修飾生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一種屬或同一個體的不同組織或同一細胞的不同亞細胞結構中。LD1(H4)、LD2(H3M)LD3(H2M2)、LD4(HM3)LD5(M4)H型（心肌型）M型（骨骼肌型）乳酸脫氫酶是四聚體蛋白

41、M型（肌型）CK3(MM型)B型(腦型) CK1(BB型)（CK2、MB型反見于心?。┘∷峒っ甘嵌垠w酶備注：參與組成輔酶的維生素轉移基因輔酶或輔基所含維生素氫原子NAD+、NADP+FAN、FAD尼克酰胺（維生素PP）維生素B2醛基TPP維生素B1酰基輔酶A、硫辛酸泛酸、硫辛酸烷基鈷胺美輔酶類維生素B12CO2生物素生物素氨基磷酸吡哆醛吡哆醛（維生素B6）甲基等一碳單位四氫葉酸葉酸第五章維生素與微量元素第一節(jié)維生素一、概論1.維生素：是維護人體健康，促進生長發(fā)育，和維持細胞正常生理功能所必需的一類低相對分子質量有機化合物。2.特點：（1）日需量少，但大部分由食物供給。（2）是重要的營養(yǎng)素，但

42、不能供能，也不是細胞組織的結構成分。（3）多數是構成某些酶的輔酶或輔基成分。（4）長期缺乏會引起供能障礙或出現生理功能紊亂即維生素缺乏病。二、脂溶性維生素維生素主要功能活性形式缺乏癥A參與視黃醇合成，參與糖蛋白的合成，維持上皮結構的完整性，促進生長發(fā)育11-順視黃醛，視黃醛，視黃酸夜盲癥，干眼病，皮膚干燥D促進鈣磷代謝，是1,25-（OH2）P3的前體1,25-（OH2）P3佝僂病，軟骨病E重要的抗氧化劑，對抗氧自由基，促進血紅素合成，維護生殖功能生育酚未發(fā)現K維持體內第II,VII,IX,X凝血因子在正常水平2-甲基-1,4-茶醌易出血三、水溶性維生素維生素主要功能活性形式缺乏癥B1轉酮酶的

43、輔酶，轉酮基反應，抑制膽堿酯酶的活性TPP腳氣病，末梢神經炎B2世稱核黃素，黃素蛋白酶的輔酶，參與體內氧化體素FMN,FAD口角炎，舌炎，唇炎，陰囊炎B6氨基酸代謝中轉氨酶，脫羧酶的輔酶，ALA合成酶的輔酶磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺未發(fā)現B12構成甲基轉移酶的輔酶，參與甲基化，促進DNA的合成，促進紅細胞合成甲鈷胺素，鈷胺素進行性脫髓鞘病PP煙酸，構成脫氫酶輔酶，參與生物氧化體系NAD+,NADP+癩皮病C水溶性抗氧化劑，促進膠原蛋白合成，參與芳香族氨基酸代謝，促進鐵的吸收抗環(huán)血酸壞血病維生素主要功能活性形式缺乏癥泛酸構成CoA及?；d體蛋白ACP的成分，參與體內?；D移CoA，ACP未發(fā)現葉酸以

44、四氫葉酸形式參與一碳集團轉運；與蛋白質核酸合成，紅細胞白細胞的成熟有關FH4巨幼紅細胞性貧血生物素幾種羧化酶的輔酮，參與CO2的固定羧化酶輔酮脫屑性紅皮病第二節(jié)微量元素指人體中日需量在100Mg以下或含量占體重0.01%以下的元素，總共只占體重的0.05%左右。第三補充1.維生素E又稱生育酚，以a-生育酚在自然界分布最為廣泛，且生物活性最強。2.維生素C保護疏基作用：維生素C作為供氫體能使許多疏基分子上的疏基保持在還原狀態(tài)，發(fā)揮其催化作用。正常成人每日維生素C的需要量是60mg。第六章生物氧化第一節(jié)構成ATP的氧化體系一、呼吸鏈1.概論（1）定義：代謝物脫下的成對氫離子（2H）通過多種酶和輔酶

45、所翠花的連鎖反應，逐步傳遞最終與氧結合成水。由于此過程與細胞呼吸有關，所以將此傳遞鏈稱為呼吸鏈。（2）在呼吸鏈中，酶和輔酶按一定順序排列在線粒體內膜上。（3）傳遞氫的酶或輔酶稱之為遞氫體。（4）傳遞電子的酶或輔酶稱之為電子傳遞體。（5）無論遞氫體還是電子傳遞體都起傳遞電子的作用，所以呼吸鏈又稱電子傳遞鏈。2.呼吸鏈的組成：（1）煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或稱輔酶I（CoI）。生理PH條件下，煙酰胺中的吡啶氮為五價氮，它能可逆地接受電子而成為三價氮，與氮對胃的氫鍵也較活潑，能可逆地加氫還原，故可視為遞氫體。NAD+2H NADP+H+（2）黃素蛋白（FP）有兩種輔基：黃素單核苷酸（FMN）

46、黃素腺嘌呤二核苷酸FMN +2H FAD氧化型（） （）還原型 FAD H2- FAD （3）鐵硫蛋白（Fe-S）分子中含鐵原子和硫原子，鐵和無機硫原子和蛋白質多肽鏈上半胱氨酸殘基的硫相結合。 Fe2+ Fe3+ + Fe 單電子傳遞（4）泛醌（UQ）又稱輔酶Q（CoQ）脂溶性的苯醌類化合物，分子中帶有一很長的側鏈，由多個異戊二烯組成。 H+e H+e 泛醌 泛醌H 二氫泛醌 (醌型或氧化型) （半醌型）（氫醌型或還原型）（5）細胞色素類（Cyt）位于線粒體內膜的電子傳遞體，輔基為鐵卟啉。作用：將電子從呼吸鏈傳遞到氧的專一酶。（6）人體線粒體呼吸鏈復合酶：-復合體酶名稱多肽鏈數目輔基INADH

47、-泛醌還原酶43FMN Fe-SII琥珀酸-泛醌還原酶4FAD Fe-SIII泛醌-細胞色素C還原11鐵卟啉 Fe-SIV細胞色素C氧化酶13鐵卟啉 Cu細胞色素C1鐵卟啉3.主要的呼吸鏈（1）NADH氧化呼吸鏈：生物氧化中大多數脫氫酶如乳酸脫氫酶,蘋果酸脫氫酶都是以NAD+為輔酶NADH氧化呼吸鏈的組成和作用 2H+SH2 NAD+ UQ 2Cyt-Fe2+ 1/2O2S NADH+H+ UQH2 2Cyt-Fe3+ O2 H2O（2）琥珀酸氧化呼吸鏈（FADH2氧化呼吸鏈）呼吸酸脫氫酶催化脫下的2H經復合體II使CoQ形成CoQH2，再往下的傳遞與NADH氧化呼吸鏈相同。(琥珀酸脫氫酶,鏻

48、酸甘油脫氫酶,脂閑CoA脫氫酶)琥珀酸 FAD(Fe-S) UQH2 2Cyt-Fe3+ O2延胡索酸 FADH2(Fe-S) UQ 2Cyt-Fe2+ 1/2O2 2H+二、氧化磷酸化（1）定義：代謝氧化物脫氫經呼吸鏈傳遞給氧生成水的同時，釋放能量使ADP磷酸化生成ATP，由于代謝物的氧化反應與ADP磷酸化反應耦聯反應故稱氧化磷酸化。（2）氧化磷酸化是體內生成ATP的主要方式，另一種生成ATP的方式是底物水平磷酸化。1.氧化磷酸化的耦聯部位：（1）P/0比值的測定：消耗1mol氧原子所需消耗的無機磷的摩爾數。（2）自由能變化：Go=-nFEo n=傳遞電子數；F為法拉第常數96.5kJ/(mol·V)2. 氧化磷酸化的耦聯機制（1）化學滲透假說:電子經過呼吸鏈傳遞釋放的能量可以將H+從線粒體內膜的基質側弄到膜間隙，因此產生了電化學梯度，當質子順濃度梯度經過ATP何梅F0回流，能生成ATP )實驗證明：遞氫體和電子傳遞體在線粒體內膜上交