生物化學筆記精要

1、生物化學：代謝部分每克樣品含氮克數(shù)×6.25×100100g樣品中蛋白質(zhì)含量（g%）Gly甘氨酸(G)Gln谷氨酰胺(Q)Glu谷氨酸(E)Ala丙氨酸(A)Arg精氨酸(R)Asn天冬酰胺(N)Asp天冬氨酸(D)Lys賴氨酸(K)Leu亮氨酸(L)Ile異亮氨酸(I)Ser絲氨酸(S)Thr蘇氨酸(T)Trp色氨酸(W)Tyr酪氨酸(Y)Cys半胱氨酸(C)Met蛋氨酸(M)Phe苯丙氨酸(F)Pro脯氨酸(P)His組氨酸(H)Val纈氨酸(V)含共軛雙鍵：色氨酸、酪氨酸。紫外吸收：280nm附近為最大峰。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)：螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲。模體是具有特殊功能

2、的超二級結(jié)構(gòu)，如鋅指。蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)域、分子伴侶、次級鍵（疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、Van der Waals力等）。蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中，各亞基間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。一分子Hb共結(jié)合4分子氧。Hb各亞基與O2結(jié)合呈正協(xié)同效應(yīng)。大于10個氨基酸的肽稱多肽。參與肽鍵形成的6個原子在同一平面上。B型DNA：右手螺旋，螺旋直徑2.37nm，每一螺旋的堿基對數(shù)目10.4，螺距3.54nm，相鄰堿基對之間的垂直間距0.34nm，反式糖苷鍵構(gòu)象，相鄰堿基對之間的轉(zhuǎn)角36°，使構(gòu)象穩(wěn)定的相對環(huán)境濕度92%，堿基對平面法線與主軸的夾角1°，大溝寬深，小溝窄深。Z型DNA左手螺旋。在所有

3、RNA中，mRNA的壽命最短。hnRNA（不均一核RNA）經(jīng)剪接成為成熟的mRNA。大部分真核細胞mRNA的起始結(jié)構(gòu)為5末端7甲基鳥嘌呤三磷酸核苷（m7GpppN），即帽結(jié)構(gòu)。真核生物mRNA的3末端有多聚A尾。tRNA含多種稀有堿基。tRNA二級結(jié)構(gòu)似三葉草。tRNA三級結(jié)構(gòu)倒L形。所有tRNA的3末端CCA以結(jié)束，氨基酸可通過酯鍵連接在A上。核酶：催化特定RNA降解。DNA紫外吸收值：最大在260nm附近（嘌呤和嘧啶都含有共軛雙鍵）。Tm(DNA解鏈溫度)：50%DNA雙鏈打開。GC含量越高，Tm值越高（GC）。DNA變性：雙鏈解離為單鏈。snmRNA(非mRNA小RNA)參與基因表達的調(diào)

4、控。單純酶結(jié)合酶（全酶酶蛋白輔助因子（金屬或輔酶）輔基：與酶蛋白共價結(jié)合的輔酶。同工酶催化相同化學反應(yīng)。Vmax表觀Km競爭性抑制不變增大非競爭性抑制降低不變反競爭性抑制降低降低酶分六大類：氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類。名稱輔酶或輔基輔酶A（CoA）泛酸磷酸吡哆醛（胺）Vit B6TPP(焦磷酸硫胺素)Vit B1（硫胺素）FMN(黃素單核苷酸)FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸)Vit B2（核黃素）NAD（輔酶，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）NADP（輔酶）尼克酰胺（VitPP之一）鈷胺素輔酶類Vit B12四氫葉酸葉酸生物素生物素米氏方程Na依賴型葡萄糖轉(zhuǎn)運體（SGL

5、T）主要存在于小腸黏膜和腎小管上皮細胞。血中葡萄糖進入細胞依賴一類葡萄糖轉(zhuǎn)運體GLUT，已發(fā)現(xiàn)5種，GLUT1主要存在于腦、肌、脂肪等組織中，GLUT2主要存在于肝和胰的細胞中，而GLUT4主要存在于脂肪和肌組織中。酶活性中心有的基團作為質(zhì)子的供體（酸）一般酸堿催化作用。提供電子 親核催化作用。糖無氧氧化反應(yīng)過程分為糖酵解途徑和乳酸生成兩階段。由葡萄糖分解成丙酮酸，稱糖酵解途徑。葡萄糖經(jīng)己糖激酶磷酸化為6磷酸葡萄糖，哺乳類動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4種己糖激酶同工酶，肝細胞中存在的是型，稱葡萄糖激酶，對葡萄糖親和力很低。糖酵解途徑中有3個非平衡反應(yīng)：己糖激酶（葡萄糖激酶）、6磷酸果糖激酶1和丙酮酸激酶催化

6、的反應(yīng)。6-磷酸果糖激酶-1對調(diào)節(jié)糖酵解途徑的流量最重要，ATP和檸檬酸是此酶的變構(gòu)抑制劑，變構(gòu)激活劑有：AMP、ADP、1,6二磷酸果糖和2,6二磷酸果糖（F2,6BP）（最強）。己糖激酶受其反應(yīng)產(chǎn)物6磷酸葡萄糖的反饋抑制，葡萄糖激酶分子內(nèi)不存在6磷酸葡萄糖的變構(gòu)部位，故不受6磷酸葡萄糖的影響。糖有氧氧化的反應(yīng)過程包括糖酵解途徑、丙酮酸氧化脫羧、三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化。丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA，此反應(yīng)由丙酮酸脫氫酶復合體催化，參與的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD、NAD及CoA。在真核細胞中，丙酮酸脫氫酶復合體存在于線粒體中，是由丙酮酸脫氫酶（E1），二氫硫辛酰

7、胺轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）和二氫硫辛酰胺脫氫酶（E3）三種酶按一定比例組合成多酶復合體，其組合比例隨生物體不同而異。8種營養(yǎng)必須氨基酸：亮、異亮、蘇、纈、賴、甲硫、苯丙、色氨酸。三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)，檸檬酸循環(huán)，Krebs循環(huán)）：首先由乙酰CoA（主要來自于三大營養(yǎng)物質(zhì)的分解代謝）與草酰乙酸縮合生成含3個羧基的檸檬酸，再經(jīng)4次脫氫、2次脫羧，生成4分子還原當量和2分子CO2,重新生成草酰乙酸的循環(huán)反應(yīng)。TCA循環(huán)本身每循環(huán)一次只能以底物水平磷酸化生成1個GTP。TCA循環(huán)中有3步不可逆反應(yīng)（3個關(guān)鍵酶）：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和酮戊二酸脫氫酶催化的反應(yīng)。TCA循環(huán)是3大營養(yǎng)素的最終代謝通路，是糖

8、、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。1分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化分解共生成10個ATP。TCA循環(huán)：（乙酰CoA草酰乙酸）檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸酮戊二酸琥珀酰輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸磷酸戊糖途徑生成NADPH和磷酸戊糖（胞質(zhì)中進行）。糖酵解：葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乳酸糖酵解兩次底物水平磷酸化：1,3-二磷酸甘油酸變成3-磷酸甘油酸，磷酸烯醇式丙酮酸變成丙酮酸。糖原合酶作用下，形成1,4糖苷鍵，糖鏈只能延長。分支酶將糖鏈以1,6糖苷鍵相接，形成分支。糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵

9、酶，糖原合酶a有活性，磷酸化成糖原合酶b后即失去活性。糖原磷酸化酶只能分解1,4糖苷鍵，1,6葡萄糖苷酶水解與糖鏈形成分支的葡萄糖基。糖原磷酸化酶是糖原分解的關(guān)鍵酶，磷酸化酶b磷酸化為磷酸化酶a時活性增強。糖原合成糖原分解1,4糖苷鍵糖原合酶糖原磷酸化酶活性a有活性b磷酸化活性增強ba磷酸化失去活性活性很低1,6糖苷鍵分支酶-1,6-葡萄糖苷酶糖原合成中，UDPG（尿苷二磷酸葡萄糖）充作葡萄糖供體。肝糖原分解最終產(chǎn)物中約85%為1磷酸葡萄糖，15%為游離葡萄糖。1磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?磷酸葡萄糖后，由葡萄糖-6-磷酸酶水解成葡萄糖入血。葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中。肌糖原不能補充血糖。乳酸循

10、環(huán)（Cori循環(huán)）：肌中產(chǎn)生的乳酸運輸至肝進行糖異生。三碳途徑（間接途徑）：攝入的相當一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物，然后再異生成糖原。糖異生途徑：從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。軟脂酸16：0，硬脂酸18：0.小腸上段是脂類消化的主要場所，脂類消化產(chǎn)物主要在十二指腸下段及空腸上段吸收。胰腺分泌如十二指腸中消化脂類的酶有胰脂酶、輔脂酶、磷脂酶A2、膽固醇酯酶。甘油三酯是脂酸的主要儲存形式，是機體的主要能量儲存形式。脂肪動員：儲存在脂肪細胞中的甘油三酯，被酯酶逐漸水解為游離脂肪酸（FFA）和甘油并釋放入血，通過血液運輸至其他組織氧化利用的過程。肝細胞的甘油激酶活性最高，脂肪動員產(chǎn)

11、生的甘油主要被肝細胞攝取利用。脂酸的活化形式為脂酰CoA，(長鏈) 脂酰CoA經(jīng)肉堿轉(zhuǎn)運進入線粒體。肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶是脂酸-氧化的限速酶。經(jīng)脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步連續(xù)反應(yīng)，一次氧化可產(chǎn)生1分子乙酰CoA、1分子FADH2、1分子NADHH和比氧化前少2個碳原子的脂酰CoA。除腦組織外，大多數(shù)組織均能氧化脂酸，但以肝及肌最活躍。長期饑餓、糖供應(yīng)不足時酮體可代替葡萄糖成為腦等組織的主要能源。酮體包括乙酰乙酸、丙酮、羥基丁酸。酮體：肝內(nèi)合成，尤其HMGCoA合成酶（羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶）；肝外利用。1分子FADH2通過呼吸鏈氧化產(chǎn)生1.5分子ATP，1分子NADHH氧化產(chǎn)生2.5分子A

12、TP，1分子乙酰CoA通過三羧酸循環(huán)氧化產(chǎn)生10分子ATP。脂酸活化時消耗2個高能磷酸鍵（相當于2個ATP）。1分子軟脂酸徹底氧化共生成108個ATP，凈生成106分子ATP。乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，主要來自葡萄糖。線粒體內(nèi)的乙酰CoA主要通過檸檬酸丙酮酸循環(huán)進入胞液。乙酰CoA羧化酶存在于胞液中，將乙酰CoA羧化為丙二酰CoA，是脂酸合成的限速酶，輔基為生物素，Mn為激活劑。檸檬酸、異檸檬酸可使其由無活性的單體聚合成有活性的多聚體，而軟脂酰及其他長鏈脂酰CoA則能使其解聚失活。乙酰CoA羧化酶可被一種依賴于AMP（不是cAMP）的蛋白激酶磷酸化而失活。脂酸合成，每次延長2個碳原子。大

13、約一半以上的甘油三酯水解至甘油一酯后即被吸收。腸黏膜細胞中由甘油一酯合成脂肪的途徑稱甘油一酯途徑。甘油二酯途徑是肝細胞及脂肪細胞合成甘油三酯的主要途徑。甘油三酯脂酶是脂肪動員的限速酶，又稱激素敏感性甘油三酯脂酶（HSL）。除紅細胞外，全身各組織均有合成PG的酶系?；ㄉ南┧峥珊铣蒔G、TX、LT(白三烯)。由鞘氨醇或二氫鞘氨醇構(gòu)成的磷脂稱鞘磷脂。神經(jīng)酰胺與磷酸膽堿結(jié)合生成神經(jīng)鞘磷脂。心磷脂（二磷脂酰甘油），是線粒體膜的主要脂質(zhì)，是僅有含雙甘油的磷脂。磷脂酰肌醇是第二信使的前體，被磷酸化生成磷脂酰肌醇-4,5-2磷酸（PIP2），PIP2可分解為二脂酰甘油（DAG）及三磷酸肌醇（IP3），二者均

14、為重要第二信使。甘油磷脂合成的基本原料為甘油、脂酸、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇等。CTP在磷脂合成中為合成CDP乙醇胺、CDP膽堿及CDP甘油二酯等活化中間物所必需。甘油磷脂的合成有甘油二酯合成途徑和CDP甘油二酯合成途徑兩條途徑。類固醇的母體結(jié)構(gòu)為環(huán)戊烷多氫菲。膽固醇僅存在于動物體內(nèi)。除成年動物腦組織及成熟紅細胞外，幾乎全身各組織均可合成膽固醇。膽固醇合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。HMGCoA還原酶催化HMGCoA還原生成甲羥戊酸（MVA），是合成膽固醇的限速酶。膽固醇合成：甲羥戊酸鯊烯膽固醇。磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰膽堿（卵磷脂）血脂：血漿所含脂類的統(tǒng)稱。apoB100是迄今世界

15、上闡明一級結(jié)構(gòu)的分子量最大的蛋白質(zhì)。CM由小腸黏膜細胞合成，運輸外源性甘油三酯至骨骼肌、心肌、脂肪等組織，運輸外源性膽固醇至肝。LDL主要由VLDL在人血漿中轉(zhuǎn)變而來，是轉(zhuǎn)運肝合成的內(nèi)源性膽固醇的主要形式。HDL主要功能是參與膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運（RCT），即將膽固醇從肝外組織轉(zhuǎn)運至肝。HDL及VLDL主要由肝細胞合成，小腸亦可合成部分。HDL主要含apoA及apoA，LDL幾乎只含apoB100；VLDL除含apoB100外，還有apoC、apoC、apoC及apoE；CM含apoB48，而不含apoB100.CM含脂最多，密度最低，電泳最慢。脂蛋白電泳：CM前密度：CMVLDLLDLHDLCM

16、及VLDL主要以甘油三酯為內(nèi)核，LDL及HDL主要以膽固醇酯（CE）為內(nèi)核。在血漿卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（LCAT）催化下，新生HDL轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒霩DL。HDL表面的apoA是LCAT的激活劑。LCAT在血漿中將膽固醇轉(zhuǎn)化為膽固醇酯以利運輸。LDL代謝中，游離膽固醇（FC）激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酰CoA膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（ACAT），使FC酯化成CE在胞液中儲存。LDL和VLDL具有致AS作用，HDL具有抗AS作用。合成1分子膽固醇需18分子乙酰CoA，16分子NADPH及36分子ATP。（前）極低密度脂蛋白。營養(yǎng)必需脂酸：亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸。脂肪即甘油三酯。NADH氧化呼吸鏈：NADH復合體(含F(xiàn)

17、MN)CoQ復合體(含Cytb，Cytc1)復合體(含Cyta，Cyta3)O2琥珀酸氧化呼吸鏈：琥珀酸復合體(含F(xiàn)AD)CoQ復合體復合體O2P/O比值：氧化磷酸化過程中，每消耗摩爾O2所生成ATP的摩爾數(shù)（或一對電子通過氧化呼吸鏈傳遞給氧所生成ATP分子數(shù)）。一對電子經(jīng)NADH氧化呼吸鏈傳遞，P/O比值約2.5；一對電子經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈傳遞，P/O比值約1.5。在復合體、內(nèi)，各存在一個ATP生成部位。氧化磷酸化偶聯(lián)部位在復合體、內(nèi)。氧化磷酸化將氧化呼吸鏈釋能與磷酸化生成ATP偶聯(lián)。魚藤酮、粉蝶霉素A、異戊巴比妥等是復合體的抑制劑。萎銹靈是復合體的抑制劑?？姑顾谹、粘噻唑菌醇是復合體抑制劑

18、。CN、N3、CO是復合體的抑制劑。解偶聯(lián)劑：二硝基苯酚（DNP）、棕色脂肪組織中的解偶聯(lián)蛋白（UCP1）。ATP合酶抑制劑：寡霉素、二環(huán)己基碳二亞胺（DCCP）。ADP是調(diào)節(jié)正常人體氧化磷酸化速率的主要因素。ATP是最重要的高能磷酸化合物。高能磷酸化合物包括：ATP、乙酰輔酶A、磷酸肌酸、1.3二磷酸甘油酸、氨基甲酰磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸。胞質(zhì)中NADH通過穿梭機制進入線粒體氧化呼吸鏈，磷酸甘油穿梭主要存在于腦和骨骼肌中，蘋果酸天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中。復合體（NADH泛醌還原酶）、復合體（琥珀酸泛醌還原酶）、復合體（泛醌細胞色素C還原酶）、復合體（細胞色素C氧化酶）胰液中蛋白酶：內(nèi)

19、肽酶包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶；外肽酶主要包括羧基肽酶A、羧基肽酶B。胰蛋白酶原在十二指腸由腸激酶激活。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶都是維生素B6的磷酸酯。ALT(丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶)：GPT(谷丙轉(zhuǎn)氨酶)AST(天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶)：GOT(谷草轉(zhuǎn)氨酶)肝組織中GPT的活性最高，心肌組織中GOT的活性最高。各種轉(zhuǎn)氨酶中，L谷氨酸和酮酸的轉(zhuǎn)氨酶最為重要。L谷氨酸是哺乳動物組織中唯一能以相當高的速率進行氧化脫氨反應(yīng)的氨基酸。L谷氨酸脫氫酶是唯一既能利用NAD又能利用NADP接受還原當量的酶，屬不需氧脫氫酶。心肌和骨骼肌中，氨基酸主要通過嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基。聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨酶與L谷氨酸脫氫酶（氧化脫氨基作用

20、）協(xié)同作用，把氨基酸轉(zhuǎn)變成NH3及相應(yīng)酮酸。聯(lián)合脫氨基作用是體內(nèi)主要的脫氨基途徑。生糖兼生酮氨基酸：異亮、苯丙、酪、蘇、色氨酸。生酮氨基酸：亮氨酸、賴氨酸。鳥氨酸循環(huán)合成尿素；鳥氨酸瓜氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸鳥氨酸（瓜氨酸在線粒體合成后，轉(zhuǎn)運到線粒體外）AGA（N乙酰谷氨酸）是CPS-（氨基甲酰磷酸合成酶）的變構(gòu)激活劑，NH3和CO2由CPS-催化生成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸是鳥氨酸循環(huán)啟動的限速酶，精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成啟動以后的限速酶。天冬氨酸提供尿素分子的第二個氮原子。谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成氨基丁酸。鳥氨酸脫羧酶是多胺生成的限速酶，多胺促進細胞增殖。四氫葉酸是一碳單位的運

21、載體。一碳單位主要來自絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色氨酸的分解代謝。一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成。含硫氨基酸：甲硫氨酸、半胱氨酸、胱氨酸。甲硫氨酸循環(huán)：SAM提供甲基后生成同型半胱氨酸，同型半胱氨酸再接受N5CH3FH4的甲基，重新生成甲硫氨酸。SAM（S腺苷甲硫氨酸）是體內(nèi)甲基最重要的直接供體，稱活性甲硫氨酸。半胱氨酸和胱氨酸可以互變，但兩者都不能轉(zhuǎn)變?yōu)榧琢虬彼?。甲硫氨酸合成酶的輔基是維生素B12，VitB12不足可引起巨幼紅細胞性貧血，同時同型半胱氨酸在血中濃度升高，可能是動脈粥樣硬化和冠心病的獨立危險因子。半胱氨酸可生成活性硫酸根PAPS（3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸）。苯丙酮酸尿

22、癥（PKU）：苯丙氨酸羧化酶缺陷。白化癥：酪氨酸酶缺乏。尿黑酸尿癥：對羥苯丙酮酸氧化酶缺乏。支鏈氨基酸：纈、亮、異亮氨酸。食物來源的嘌呤和嘧啶主要被分解而排出體外。ATP是核苷酸。核苷酸合成有兩條途徑：從頭合成途徑，補救合成（或重新利用）途徑。核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸類似物。6MP（6巰基嘌呤）與次黃嘌呤相似，氮雜絲氨酸及6重氮5氧正亮氨酸與谷氨酰胺相似，氨蝶呤及甲氨蝶呤（MTX）是葉酸類似物。5Fu（5氟尿嘧啶）與胸腺嘧啶相似。阿糖胞苷抑制CDP還原成dCDP。從頭合成不同點：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)的；嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖相連而

23、成的。PRPP（磷酸核糖焦磷酸）合成酶是嘧啶與嘌呤兩類核苷酸合成過程中共同需要的酶。嘌呤核苷酸從頭合成：原料：天冬氨酸（N1）、CO2(C6)、甘氨酸(N7、C4、C5)、谷氨酰胺(N3、N9)、甲?；?C2、C8)；反應(yīng)步驟：IMPAMP(腺嘌呤核苷酸)GMP(鳥嘌呤核苷酸)嘧啶核苷酸從頭合成：原料：天冬氨酸、谷氨酰胺CO2（胞液中生成氨基甲酰磷酸，不同于尿素循環(huán)）；反應(yīng)步驟：UMP(尿嘧啶核苷酸)CTP(三磷酸胞苷)TMP尿酸是人體嘌呤分解代謝的終產(chǎn)物。胞嘧啶降解成NH3、CO2及丙氨酸，胸腺嘧啶降解成氨基異丁酸。嘧啶分解后產(chǎn)生的氨基酸可隨尿排出或進一步代謝。肝組織進行嘌呤核苷酸從頭合成途

24、徑，腦、骨髓等則進行嘌呤核苷酸補救合成。補救合成過程比較簡單，消耗能量也少。兩種酶參與嘌呤核苷酸的補救合成：APRT(腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶)和HGPRT(次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶)。自毀容貌征（或LeschNyhan綜合征）由于基因缺陷而導致HGPRT完全缺失。體內(nèi)嘌呤核苷酸可以相互轉(zhuǎn)變。體內(nèi)有毒性氨的三個重要來源：氨基酸脫氨基作用和胺類分解，腸道細菌腐敗作用產(chǎn)氨，腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺。減少氨的吸收宜堿化。通過谷氨酰胺，氨從腦和肌肉等組織運往肝或腎。通過丙氨酸葡萄糖循環(huán)，氨從肌肉運往肝。腎是可進行糖異生和生成酮體的器官。腎髓質(zhì)無線粒體，主要由糖酵解供能，腎皮質(zhì)主要由脂酸及

25、酮體的有氧氧化供能。腦幾乎以葡萄糖為唯一供能物質(zhì)，長期饑餓血糖供應(yīng)不足時，腦可轉(zhuǎn)變利用由肝生成的酮體作為重要供能物質(zhì)。肌肉主要氧化脂肪酸，強烈運動產(chǎn)生大量乳酸（肌缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，肌糖原無氧酵解增強）。心肌正常優(yōu)先消耗脂酸。變構(gòu)調(diào)節(jié)和化學修飾調(diào)節(jié)為快速調(diào)節(jié)。變構(gòu)調(diào)節(jié)中，變構(gòu)抑制更多見。遲緩調(diào)節(jié)：改變細胞內(nèi)酶的含量。分布于胞液的多酶體系：糖原合成、脂酸合成、糖酵解、戊糖磷酸途徑、糖異生。分布于線粒體的多酶體系：三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化、呼吸鏈、脂酸氧化?；瘜W修飾調(diào)節(jié)效率常較變構(gòu)調(diào)節(jié)高（酶促級聯(lián)放大效應(yīng)）。酶蛋白的磷酸化由蛋白激酶催化，脫磷酸由磷蛋白磷酸酶催化。代謝組學：對某一生物或細胞所有低

26、分子量代謝產(chǎn)物進行定性和定量檢測，分析活細胞中代謝物譜變化的研究領(lǐng)域，以高通量的檢測實驗和大規(guī)模的計算為特征。應(yīng)激時糖、脂、蛋白質(zhì)代謝特點是分解代謝增強，合成代謝受抑制。短期進食調(diào)節(jié)激素主要包括生長激素釋放肽（刺激食欲）和膽囊收縮素（CCK，引起厭膩、飽脹感）。參與食欲、進食長期調(diào)節(jié)的激素包括胰島素和脂肪細胞分泌的瘦蛋白，兩者都抑制進食并促進能量消耗，是調(diào)節(jié)體內(nèi)脂肪儲存量兩種最主要的信號分子。肌肉中的氨基酸占總氨基酸代謝庫的50%以上，肝約占10%。長期饑餓時肌蛋白分解較短期饑餓下降。饑餓晚期腎糖異生作用較短期饑餓增強，生成約40g葡萄糖/d，幾乎和肝相等。生物化學：基因部分無論線性的真核生物

27、染色體或原核生物環(huán)狀的DNA，都采用雙向復制。雙向復制：復制時，DNA從起始點向兩個方向解鏈，形成兩個延伸方向相反的復制叉（Y字型結(jié)構(gòu)）。子鏈只能從5至3方向延伸。在同一復制叉上只有一個解鏈方向。復制的半不連續(xù)性：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復制而隨從鏈不連續(xù)復制。岡崎片段：復制中的不連續(xù)片段。真核生物是多復制子的復制，原核生物是單復制子（復制體）。復制子：從一個DNA復制起始點起始的DNA復制區(qū)。半保留復制是DNA復制的基本特征。DNA復制的參與：底物為dNTP(脫氧三磷酸核苷：dATP、dGTP、dCTP、dTTP)、DNApol(DNA聚合酶，全稱依賴DNA的DNA聚合酶)，引物提供3OH末端使dNTP可

28、以依次聚合等。原核生物的DNA聚合酶分三型，三種聚合酶都有53延長脫氧核苷酸鏈的聚合活性及35核酸外切酶活性，DNApol的小片段還有53核酸外切酶活性。Klenow片段：DNApol的大片段，具有DNA聚合酶活性和35核酸外切酶活性，是實驗室常用工具酶。在真核細胞至少發(fā)現(xiàn)有15種DNA聚合酶，5種常見真核生物的DNA聚合酶都有53核酸外切酶活性。DNApol是原核生物復制延長中真正起催化作用的酶，真核生物復制延長中主要起催化作用的是DNApol.DNApol主要是對復制中的錯誤進行校讀，對復制和修復中出現(xiàn)的空隙進行填補。DNApol在真核生物復制中起校讀、修復和填補引物缺口的作用。DNApo

29、l基因發(fā)生突變，細菌一人能存活。DNApol對模板的特異性不高。認為它參與SOS修復。DNApol的功能是低保真度的復制，可能參與SOS修復。DNApol是線粒體DNA復制的酶。DNApol的功能：起始引發(fā)，引物酶活性。DNApol核心酶中，亞基有53聚合活性，有35核酸外切酶活性及堿基選擇功能，兩邊的亞基起夾穩(wěn)模板鏈并使酶沿模板滑動的作用。PCNA（增殖細胞核抗原）：形成閉合環(huán)形的可滑動DNA夾子，并使pol獲得持續(xù)合成的能力，PCNA水平也是檢驗細胞增殖的重要指標。（類似DNApol的亞基）DNA復制的保真性至少要依賴三種機制：遵守嚴格的堿基配對規(guī)律；聚合酶在復制延長中對堿基的選擇功能；復

30、制出錯時有即時的校讀功能。原核生物復制起始的相關(guān)蛋白質(zhì)：DnaA辨認起始點，DnaB（解螺旋酶）解開DNA雙鏈，DnaC運送和協(xié)同DnaB ，DnaG（引物酶）催化RNA引物生成，SSB(單鏈DNA結(jié)合蛋白)在復制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護單鏈的完整，拓撲異構(gòu)酶（gyrA，B）理順DNA鏈。連接酶連接堿基互補基礎(chǔ)上的雙鏈中的單鏈切口（非單獨存在的DNA單鏈或RNA單鏈）。DNA聚合酶、拓撲酶、連接酶三者都催化3，5磷酸二酯鍵的生成。復制中的DNA分子會遇到正、負超螺旋及局部松弛等過渡狀態(tài)，拓撲酶使復制中的DNA能解結(jié)、連環(huán)或解連環(huán)，達到適度盤繞。岡崎片段的成因：隨從鏈的子鏈延長方向與解鏈的方

31、向相反。引發(fā)體：含有解螺旋酶（DnaB）、DnaC蛋白、引物酶（DnaG）和DNA的起始復制區(qū)域的復合結(jié)構(gòu)。引物：由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。復制延長中，在隨從鏈上要不斷生成引物，（這時）隨從鏈上引物的生成只需引物酶。在同一復制叉上，領(lǐng)頭鏈的復制先于隨從鏈，但兩鏈是在同一DNApol催化下進行延長的。解鏈方向就是酶的前進方向。復制的終止過程：引物的水解需靠細胞核內(nèi)的RNA酶，水解后留下空隙（去除引物），空隙的填補由DNApol催化，在原引物相鄰的子鏈片段提供3OH繼續(xù)延伸（換成DNA），留下相鄰的3OH和5P的缺口，缺口由連接酶連接。DNApol和DNApol分別兼有解螺旋酶和引物酶活性

32、?，F(xiàn)在認為pol主要催化合成引物。在復制叉及引物生成后，DNApol通過PCNA的協(xié)同作用，逐步取代pol，在RNA引物的3OH基礎(chǔ)上連續(xù)合成領(lǐng)頭鏈。隨從鏈引物也由pol催化合成。然后由PCNA協(xié)同，pol置換pol，繼續(xù)合成DNA子鏈。真核生物的引物除RNA外還有DNA片段作為組成成分。老化和端粒酶活性下降有關(guān)。端粒酶活性不一定與端粒的長度成正比。逆轉(zhuǎn)錄酶：全稱是依賴RNA的DNA聚合酶。逆轉(zhuǎn)錄酶有三種活性：RNA或DNA作模板的dNTP聚合活性和RNase活性。Zn2為輔助因子。RNA/DNA雜化雙鏈中的RNA被逆轉(zhuǎn)錄酶中有RNase活性的組分水解。端粒：真核生物染色體線性DNA分子末端的

33、結(jié)構(gòu)。染色體復制的終止需要端粒酶延伸端粒DNA。端粒結(jié)構(gòu)的共同特點：富含T，G短序列的多次重復。人端粒酶由三部分組成：人端粒酶RNA（hTR）、人端粒酶協(xié)同蛋白1（hTP1）、端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTRT）。端粒酶通過一種稱為爬行模型的機制維持染色體的完整。錨蛋白是CDK4的特異性抑制物，P21蛋白能抑制多種CDK（細胞周期蛋白依賴激酶），可阻止細胞進入S期進行復制。錨蛋白和P21蛋白被形容為細胞周期的檢查點。應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄酶獲取基因工程目的基因的方法稱cDNA法。cDNA（互補DNA）就是編碼蛋白質(zhì)的基因，通過轉(zhuǎn)錄又得到原來的模板RNA。噬菌體DNA按滾環(huán)方式復制。線粒體DNA（mtDNA）按D環(huán)方

34、式復制。D環(huán)復制的特點是復制起始點不在雙鏈DNA同一位點，內(nèi)、外環(huán)復制有時序差別。DNA突變也稱DNA損傷。缺失或插入均有可能導致框移突變?？蛞仆蛔儯喝?lián)體密碼的閱讀方式改變，造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變，其后果是翻譯出的蛋白質(zhì)可能完全不同。多態(tài)性：個體之間的基因型差別現(xiàn)象。大量的突變屬于自發(fā)突變，發(fā)生頻率只不過在109左右。紫外線可引起DNA鏈上相鄰的兩個嘧啶堿基發(fā)生共價結(jié)合，生成嘧啶二聚體（或稱環(huán)丁基環(huán)）。光修復酶可使嘧啶二聚體分解為原來的非聚合狀態(tài)。核苷酸切除修復系統(tǒng)是細胞內(nèi)最重要和有效的修復方式。轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復：因轉(zhuǎn)錄模板鏈損傷，RNA聚合酶暫停轉(zhuǎn)錄，參與切除修復的蛋白質(zhì)被募集于暫停

35、的RNA聚合酶，將修復酶集中于正在轉(zhuǎn)錄的DNA，使該區(qū)域的損傷盡快得以修復。重組修復系統(tǒng)能修復雙鏈斷裂損傷：由錯誤的模板復制的子鏈帶有錯誤甚至缺口，需以重組方式修復，重組蛋白RecA的核酸酶活性將另一股健康的母鏈與缺口部分進行交換，以填補缺口。真核轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復的核心是TFH，在核苷酸切除修復（包括轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復）時起DNA解旋酶的作用，其亞基包括XPA和XPD。SOS修復是DNA損傷廣泛而誘發(fā)的復雜反應(yīng)。mRNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板。結(jié)構(gòu)基因：能轉(zhuǎn)錄出RNA的DNA區(qū)段。模板鏈并非總是同一單鏈上。RNA的生物合成：原料為NTP(三磷酸核糖核苷酸)，Mg2和Mn2。核苷酸和核苷酸之間生成磷酸二酯

36、鍵是復制的基本化學反應(yīng)。復制和轉(zhuǎn)錄相同之處：合成方向53，聚合過程都是核苷酸之間生成3，5磷酸二酯鍵。翻譯時的讀碼方向只能是53，決定了多肽鏈中從氨基端（N-端）到羧基端（C-端）的氨基酸排列順序。不對稱轉(zhuǎn)錄（模板鏈轉(zhuǎn)錄）核心酶：2（）亞基全酶：亞基加上核心酶亞基的功能是辨認轉(zhuǎn)錄起始點。活細胞的轉(zhuǎn)錄起始，需要全酶。轉(zhuǎn)錄延長階段僅需核心酶。核心酶參與整個轉(zhuǎn)錄過程。電子顯微鏡下觀察原核生物的轉(zhuǎn)錄，可看到羽毛狀的圖形。同一DNA模板上，多個轉(zhuǎn)錄同時進行。轉(zhuǎn)錄尚未完成，翻譯已在進行，一條mRNA鏈連上多個多聚核糖體（圖上小黑點）。真核生物有核膜把轉(zhuǎn)錄和翻譯隔開，沒這種現(xiàn)象。轉(zhuǎn)錄空泡：（原核生物）由酶-

37、DNA-RNA形成的轉(zhuǎn)錄復合物。RAN聚合酶在合成RNA時，局部的DNA雙螺旋解開，形成所謂“轉(zhuǎn)錄泡”。DNA連接酶的催化作用需消耗ATP。操縱子：轉(zhuǎn)錄是不連續(xù)、分區(qū)段進行的，每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱操縱子。操縱子包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列。啟動子：RNA聚合酶在轉(zhuǎn)錄起始上游的結(jié)合序列，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。Pribnow盒：10區(qū)的一致性序列TATAAT。35區(qū)是RNApol對轉(zhuǎn)錄起始的辨認位點，亞基對其辨認結(jié)合后，酶向下游移動，達到Pribnow盒，酶已跨入了轉(zhuǎn)錄起始點，形成相對穩(wěn)定的酶-DNA復合物，開始轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄起始不需引物，原核生物RNA聚合酶可直接結(jié)合DNA模

38、板，真核生物RNA聚合酶需與輔助因子結(jié)合后才結(jié)合模板。mRNA是各種RNA中壽命最短、最不穩(wěn)定的，需經(jīng)常重新合成。原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為依賴(Rho)因子與非依賴因子兩大類。原核生物轉(zhuǎn)錄起始生成RNA的第一位，即5-端總是三磷酸嘌呤核苷GTP或ATP，又以GTP更常見。RNA鏈5-端結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)錄延長中一直保留，至轉(zhuǎn)錄完成。RNA脫落后，仍帶有這5-端的結(jié)構(gòu)（三個磷酸）。亞基若不脫落，RNA聚合酶則停留在起始位置，轉(zhuǎn)錄不繼續(xù)進行。第一個磷酸二酯鍵生成后，亞基即從轉(zhuǎn)錄起始復合物上脫落。順式作用元件：轉(zhuǎn)錄起始點上游的DNA序列。順式作用元件包括啟動子、啟動子上游元件等近端調(diào)控元件和增強子等遠隔序列。因子

39、能結(jié)合RNA，又以對polyC的結(jié)合力最強，因子有ATP酶活性和解螺旋酶活性。因子與RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，RNA聚合酶停頓，因子解螺旋酶活性使DNA/RNA雜化雙鏈拆離，產(chǎn)物釋放。近終止區(qū)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)是非依賴因子終止的普遍現(xiàn)象。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3末端，發(fā)現(xiàn)常有多個連續(xù)的U，連續(xù)的U區(qū)5-端上游的一級結(jié)構(gòu)，即接近終止區(qū)的一段堿基又可形成鼓槌狀的莖環(huán)或稱發(fā)夾形式的二級結(jié)構(gòu)。一串寡聚U是使RNA鏈從模板上脫落的促進因素。真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶，RNA聚合酶（RNA Pol）催化合成rRNA的前體（45S-rRNA），對鵝膏蕈堿耐受；RNA Pol轉(zhuǎn)錄生成hnRNA，對鵝膏蕈堿極敏感

40、；RNA Pol催化合成tRNA、5s-rRNA、snRNA，對鵝膏蕈堿中度敏感。CTD（羧基末端結(jié)構(gòu)域）：RNA聚合酶最大亞基的羧基末端有一段共有序列，為Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的重復序列片段，稱CTD。所有真核生物的RNA聚合酶都具有CTD。RNA聚合酶和RNA聚合酶沒有CTD。CTD對于維持細胞的活性是必需的，磷酸化的CTD能使開放復合體的構(gòu)象發(fā)生改變，啟動轉(zhuǎn)錄。TFH、CDK9使CTD磷酸化。反式作用因子：能直接、間接辨認和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄因子（TF，或稱通用轉(zhuǎn)錄因子）：直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的反式作用因子。相應(yīng)于RNApol、的T

41、F，分別稱TF、TF、TF。TBP(TATA-結(jié)合蛋白)：結(jié)合啟動子的TATA盒。TFD是由TBP和810個TAFs組成的復合物。TBP支持基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄但不支持誘導等所致的增強轉(zhuǎn)錄，但TFD中的TAFs對誘導引起的增強轉(zhuǎn)錄是必要的。真核生物轉(zhuǎn)錄延長可觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。上游因子和可誘導因子等在廣義上也可稱轉(zhuǎn)錄因子。輔激活因子可包括TAFs、中介子。PIC(轉(zhuǎn)錄起始前復合物)：D-A-B-DNA復合體RNA聚合酶和TFF組成的復合體TFE 和TFH最后加入。TFH：具解旋酶活性，能使轉(zhuǎn)錄起始點附近的DNA雙螺旋解開，使閉合的PIC成為開放復合體，啟動轉(zhuǎn)錄。TFH還具激酶活性，它的一個亞基能使

42、RNA聚合酶的CTP磷酸化。在核苷酸切除修復時起DNA解旋酶的作用。真核mRNA，除了組蛋白的mRNA，在3端都有多聚腺苷酸ploy(A)尾結(jié)構(gòu)。真核生物的轉(zhuǎn)錄終止和加尾修飾同時進行。ploy(A)尾的出現(xiàn)不依賴于DNA模板。前體mRNA上的斷裂點也是聚腺苷酸化的起始點，斷裂點上游有AAUAAA信號序列，斷裂點下游有富含G和U的序列。轉(zhuǎn)錄不是在polyA的位置上終止。先由核酸外切酶切去前體mRNA3末端的一些核苷酸，然后加入ploy(A)。RNA聚合酶缺乏有校讀功能的35核酸外切酶活性，錯誤率比復制高，但影響比復制小。前體mRNA在5-末端加入“帽”結(jié)構(gòu)（有7-甲基鳥嘌呤）。hnRNA（不均一

43、核RNA，雜化核RNA）：初級mRNA轉(zhuǎn)錄物，前體mRNA。斷裂基因：真核生物結(jié)構(gòu)基因去除非編碼區(qū)再連接后稱斷裂基因。外顯子：在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子：隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列。絕大多數(shù)脊椎動物的蛋白質(zhì)編碼基因含有內(nèi)含子。有些低等真核生物的蛋白質(zhì)編碼基因也缺乏內(nèi)含子。組蛋白基因沒有內(nèi)含子。二次轉(zhuǎn)酯反應(yīng)：剪接過程的化學反應(yīng)。剪接接口（或邊界序列）：5GUAG-OH-3。大多數(shù)內(nèi)含子都以GU為5端的開始，而其末端則為AG-OH-3。剪接體由snRNP(小分子核糖核蛋白)組成。每一種snRNP含有一種snRNA（核小RNA）。sn

44、RNA有5種：U1、U2、U4、U5、U6，分子中堿基以尿嘧啶含量最豐富故名。剪接體與hnRNA結(jié)合，使內(nèi)含子形成套索并拉近上、下游外顯子。真核生物前體mRNA分子經(jīng)剪切和剪接兩種模式可加工成不同的mRNA。mRNA編輯是對基因的編碼序列進行轉(zhuǎn)錄后加工。apoB48是apoB100基因產(chǎn)生的mRNA經(jīng)編輯后所得。真核生物前體tRNA的加工包括把核苷酸的堿基修飾為稀有堿基。RNA催化一些真核和原核基因內(nèi)含子的自剪接。密碼子存在于mRNA。起始密碼子：AUG終止密碼子：UAA、UAG、UGAORF（開放閱讀框架）：從mRNA5-端的起始密碼子AUG到3-端終止密碼子之間的核苷酸序列。多順反子mRN

45、A：原核細胞中，數(shù)個結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)排列而構(gòu)成一個轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)。單順反子mRNA：真核細胞的一個mRNA分子只編碼一種蛋白質(zhì)。遺傳密碼的簡并性：一種氨基酸可具有兩個或兩個以上的密碼子為其編碼（除甲硫氨酸和色氨酸只對應(yīng)1個密碼子外）。對減少基因突變對蛋白質(zhì)功能的影響具有一定的生物學意義。從簡單的病毒到高等的人類，幾乎使用同一套遺傳密碼，但動物細胞的線粒體和植物細胞的葉綠體內(nèi)所使用的遺傳密碼與“通用密碼”有差別。擺動配對：反密碼子與密碼子之間的配對并不嚴格遵守常見的堿基配對規(guī)律。擺動配對在反密碼子的第1位堿基與密碼子的第3位堿基之間最為常見。擺動配對能使1種

46、tRNA識別mRNA的13種簡并性密碼子。遺傳密碼具有的重要特點：方向性、連續(xù)性、簡并性、通用性、擺動性。核糖體循環(huán)：即肽鏈合成的延長階段，包括進位、成肽、轉(zhuǎn)位，這一階段是在核糖體上連續(xù)循環(huán)進行的。廣義的核糖體循環(huán)指翻譯的全過程。氨基酰-tRNA：氨基酸的活化形式，由氨基酸的-羧基與tRNA的3-CCA末端的羥基之間形成酯鍵連接。每個氨基酸活化需消耗2個高能磷酸鍵（1個ATP）。一種氨基酸雖然通?？膳c26種對應(yīng)的tRNA特異性結(jié)合，但一種tRNA只能轉(zhuǎn)運一種特定的氨基酸。蛋白質(zhì)生物合成需要：酶類：氨基酰-tRNA合成酶（胞液中）、轉(zhuǎn)肽酶（核糖體大亞基的組成成分）、轉(zhuǎn)位酶；非核糖體蛋白質(zhì)因子：I

47、F（起始因子）、EF（延長因子）、RF（釋放因子）；能源物質(zhì)：ATP、GTP；無機離子：Mn2、K等。真核生物起始氨基酰-tRNA是Met-tRNAiMet，原核生物是fMet-tRNAfMet(N-甲酰甲硫氨酰-tRNA)?；蚪M是一個生物體的整套遺傳物質(zhì)?；虮磉_是基因轉(zhuǎn)錄及翻譯的過程。核糖體對氨基酰-tRNA的進位有校正作用，EF-Tu-GTP僅存在數(shù)毫秒即被分解，錯誤氨基酰-tRNA因反密碼子-密碼子配對不能及時發(fā)生而從A位解離。氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性，將任何錯誤的氨基酰-AMP-E或氨基酰-tRNA的酯鍵水解，換上與密碼子相對應(yīng)的氨基酸。真核生物翻譯終止只有一種釋放因子e

48、RF。原核生物的肽鏈合成過程：IF-3、IF-1與30S小亞基結(jié)合，促進大、小亞基分離。mRNA在小亞基上定位結(jié)合。翻譯起始時A位被IF-1占據(jù)，不與任何氨基酰-tRNA結(jié)合。fMet-tRNAfMet與結(jié)合了GTP的IF-2一起，識別并結(jié)合對應(yīng)于小亞基P位的mRNA序列上的起始密碼子AUG。核糖體50S大亞基結(jié)合，結(jié)合于IF-2的GTP被水解釋放能量，促使3種IF釋放，形成翻譯起始復合物。EF-Tu結(jié)合GTP后與EF-Ts分離，氨基酰-tRNA與EF-Tu-GTP結(jié)合后以氨基酰-tRNA-Tu-GTP活性復合物形式進入并結(jié)合A位。EF-Tu有GTP酶活性，水解GTP釋能驅(qū)動EF-Tu和GDP

49、從核糖體釋出，重新形成Tu-Ts二聚體。在轉(zhuǎn)肽酶的催化下，成肽在A位上進行。延長因子EF-G有轉(zhuǎn)位酶活性，可結(jié)合并水解1分子GTP，使mRNA序列上的下一個密碼子進入核糖體的A位，而占據(jù)A位的氨基酰-tRNA移入P位，卸載的tRNA則移入E位。只有釋放因子能識別終止密碼子而進入A位并與終止密碼子結(jié)合，這一識別過程需要水解GTP。RF-1或RF-2結(jié)合終止密碼子后可觸發(fā)核糖體構(gòu)象改變，將轉(zhuǎn)肽酶活性轉(zhuǎn)變?yōu)轷ッ富钚?，水解新生肽鏈與結(jié)合在P位的tRNA之間的酯鍵，釋出合成的肽鏈，并促使mRNA、卸載的tRNA及RF從核糖體脫離。RF-3可結(jié)合核糖體其他部位，有GTP酶活性，能介導RF-1、RF-2與核

50、糖體的相互作用。真核生物mRNA5-端帽子結(jié)構(gòu)能與帽子結(jié)合蛋白復合物結(jié)合，在翻譯時參與mRNA在核糖體上的定位結(jié)合。原核生物核糖體上有3個位點：A位（結(jié)合氨基酰-tRNA的氨基酰位）、P位（結(jié)合肽酰-tRNA的肽酰位）、E位（排出卸載tRNA的排出位）。真核細胞核糖體沒有E位，轉(zhuǎn)位時卸載的tRNA直接從P位脫落。帽子結(jié)合蛋白復合物（eIF-4F復合物）：包括eIF-4E、eIF-4G、eIF-4A各組分，通過eIF-4E結(jié)合真核細胞mRNA5-帽子。eIF-4A具有RNA解螺旋酶活性，在eIF-4B作用下，通過消耗ATP將mRNA引導區(qū)的二級結(jié)構(gòu)解鏈，直到起始密碼子AUG與Met-tRNAiM

51、et反密碼子結(jié)合。S-D序列：在原核生物各種mRNA起始AUG上游約813個核苷酸部位，存在一段由49個核苷酸組成的一致序列，富含嘌呤堿基，如-AGGAGG-，稱Shine-Dalgarno序列（S-D序列），又稱核糖體結(jié)合位點（RBS）。小亞基中16SrRNA通過與S-D序列堿基互補而使mRNA與小亞基結(jié)合，是原核生物mRNA在核糖體小亞基上準確定位結(jié)合的兩種機制之一。Kozak共有序列：真核生物起始AUG周圍的一段短的通用序列，即ACCAUGG，該序列突變可降低核糖體的翻譯活性。E.coli的乳糖操縱子（lac操縱子）含Z、Y及A三個結(jié)構(gòu)基因，分別編碼-半乳糖苷酶、透酶和乙?；D(zhuǎn)移酶，還有

52、一個操縱序列Q、一個啟動序列P、一個調(diào)節(jié)基因I。I基因具有獨立的啟動序列（PI），編碼一種阻遏蛋白，后者與O序列結(jié)合，使操縱子受阻遏而處于關(guān)閉狀態(tài)。在啟動序列P上游還有一個CAP分解（代謝）物基因激活蛋白結(jié)合位點。在沒乳糖存在時，I序列在PI啟動序列作用下表達的Lac阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與P序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄啟動。（乳糖經(jīng)透酶催化、轉(zhuǎn)運進入細胞，再經(jīng)原先存在于細胞中的少數(shù)-半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘?。）半乳糖作為一種誘導劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白質(zhì)構(gòu)象變化，導致阻遏蛋白與O序列解離、發(fā)生轉(zhuǎn)錄。CAP分子內(nèi)有DNA結(jié)合區(qū)及cAMP結(jié)合位點，當沒有葡萄糖及cAMP濃度較高時，c

53、AMP與CAP結(jié)合，這時CAP結(jié)合在lac啟動序列附近的CAP位點，可刺激RNA轉(zhuǎn)錄活性。當有葡萄糖存在時，葡萄糖通過降低cAMP濃度阻礙cAMP與CAP結(jié)合而抑制lac操縱子轉(zhuǎn)錄（分解代謝阻礙），使細菌首先利用葡萄糖。當Lac阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時，CAP對該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用：但若無CAP存在來加強轉(zhuǎn)錄活性，即使阻遏蛋白從操縱序列上解聚仍幾無轉(zhuǎn)錄活性。Lac阻遏蛋白負性調(diào)節(jié)與CAP正性調(diào)節(jié)兩種機制協(xié)調(diào)合作。原核生物在翻譯水平的調(diào)節(jié)：自我控制（調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合mRNA靶位點阻斷翻譯）、反義控制（反義RNA結(jié)合mRNA翻譯起始部位與mRNA雜交，從而抑制翻譯起始）。原核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白分為三類：特異

54、因子、阻遏蛋白、激活蛋白。原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點：因子決定RNA聚合酶識別特異性，操縱子模型在原核基因表達調(diào)控中具有普遍性，原核基因調(diào)控普遍涉及特異阻遏蛋白參與的開、關(guān)機制。在真核基因表達調(diào)控中以正性調(diào)節(jié)占主導。DNA堿基被甲基化修飾的范圍與基因表達程度呈反比關(guān)系。按功能特性，真核基因順式作用元件分為啟動子、增強子及沉默子。一般來說，異（質(zhì)）二聚體比同（質(zhì)）二聚體具有更強的DNA結(jié)合能力。真核生物對翻譯起始因子活性的調(diào)節(jié)主要通過磷酸化修飾進行。RNA組學：研究細胞內(nèi)所有小分子RNA的種類、結(jié)構(gòu)和功能。RNA干涉：由siRNA（小干擾RNA）介導的基因表達抑制作用。siRNA是雙鏈分子，參與RIS

55、C（RNA誘導的沉默復合體）組成，與特異的靶mRNA完全互補結(jié)合，導致靶mRNA降解，阻斷翻譯過程。抑制轉(zhuǎn)座子活性和病毒感染。是生物體本身固有的一種對抗外源基因侵害的自我保護現(xiàn)象。miRNA（微小RNA）：由一段具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的單鏈RNA前體剪切形成，成熟的miRNA與其他蛋白質(zhì)一起組成RISC，通過與其靶mRNA分子的3端非編碼區(qū)域（3UTR）互補匹配，抑制該mRNA分子的翻譯。HIV基因的有效表達需要病毒蛋白Tat，它是一種抗終止蛋白，可使RNA Pol通過轉(zhuǎn)錄終止點，阻止HIV基因組轉(zhuǎn)錄過程的提早終止。干擾素抑制病毒的作用機制有兩方面：干擾素在某些病毒雙鏈RNA存在時，能誘導特異的蛋白激酶活化，該活化的蛋白激酶使eIF-2磷酸化而失活，從而抑制病毒蛋白質(zhì)的合成。干擾素能與雙鏈RNA共同活化特殊的25寡聚腺苷酸（25A）合成酶，催化ATP聚合，生成單核苷酸間以25磷酸二酯鍵連接的25A，經(jīng)25A活化核酸內(nèi)切酶RNaseL，后者可降解病毒mRNA，從而阻斷病毒蛋白質(zhì)合成。處于轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化：對核酸酶敏感、RNA聚合酶前方的轉(zhuǎn)錄區(qū)DNA拓撲結(jié)構(gòu)由負性超螺旋變?yōu)檎猿菪龢?gòu)象、DNA堿基的甲基化修飾、組蛋白變化(乙酰化、磷酸化、甲基化等)。同源重組是最基本的DNA重組方式。細菌的基因轉(zhuǎn)移與重組有四種方式：接合作用（質(zhì)粒DNA