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文檔簡介
1、PAGE PAGE 45二O一四 大連工業(yè)(gngy)大學(xué)338 生物化學(xué)(shn w hu xu)一、糖與糖代謝(dixi)1、葡萄糖的構(gòu)型、旋光性、變旋現(xiàn)象。 葡萄糖構(gòu)型: 旋光性: 當(dāng)一束平面偏振光通過某種物質(zhì)的溶液后,其偏振面發(fā)生了偏轉(zhuǎn)時(shí),即稱這種物質(zhì)為旋光性物質(zhì)。能使偏振光的振動(dòng)面向右旋轉(zhuǎn)(順時(shí)針方向)的物質(zhì)稱為右旋(+)光性物質(zhì),能使偏振光的振動(dòng)面向左旋轉(zhuǎn)(逆時(shí)針方向)的物質(zhì)稱為左旋(-)光性物質(zhì)。 變旋現(xiàn)象: 當(dāng)把葡萄糖溶解在水中時(shí),三種結(jié)構(gòu)形式的葡萄糖在水溶液種可以互相自由轉(zhuǎn)換,并逐漸達(dá)到平衡狀態(tài)。2、糖苷鍵的定義。 環(huán)狀單糖的半縮醛(或半縮酮)羥基與另一化合物發(fā)生縮合形成的縮
2、醛(或縮酮)稱為糖苷或苷。糖苷分子中提供半縮醛羥基的糖部分稱糖基,與之縮合的“非糖”部分稱為糖苷配基或配基,這兩部分之間的連鍵稱糖苷鍵?!?綠皮P19】 【-課件】 單糖分子中的半縮醛羥基易與醇或酚上的羥基發(fā)生脫水反應(yīng)而形成縮醛衍生物,亦即糖苷。這兩部分之間的連鍵稱糖苷鍵。3、葡萄糖、半乳糖、乳糖、蔗糖、麥芽糖等重要單雙糖的結(jié)構(gòu)式;乙酰輔酶A、丙酮酸、草酰乙酸、蘋果酸的結(jié)構(gòu)式。葡萄糖結(jié)構(gòu)式: 半乳糖: 乳糖(r tn)結(jié)構(gòu)式: 麥芽糖結(jié)構(gòu)式:果糖(gutng)結(jié)構(gòu)式: 4、還原(hun yun)糖與非還原糖的定義及其鑒別。 還原(hun yun)糖:能使氧化劑還原的糖稱還原糖。 常用檢測(ji
3、n c)試劑3,5-二硝基水楊酸法(DNS):還原糖斐林試劑法:還原糖【用菲林試劑鑒定還原糖與菲林試劑反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀能夠還原斐林試劑或托倫斯試劑(銀氨溶液)的糖稱為還原糖,所有的單糖,不論醛糖、酮糖都是還原糖。大部分雙糖也是還原糖,蔗糖例外】非還原糖:不能還原斐林試劑或托倫斯試劑的糖。蔗糖是非還原糖。多糖的還原鏈末端反應(yīng)性極差,實(shí)際上也是非還原糖。單糖、雙糖或寡糖在與苷元生成糖苷后,也成為非還原糖。檢測方法:是將非還原糖分解為還原糖,然后用檢測還原糖的方法檢測5、丙酮酸羧化支路及其生理意義。【李憲臻版P351】丙酮酸羧化支路:在糖異生途徑中,由丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化丙酮酸
4、經(jīng)草酰乙酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸的過程稱為丙酮酸羧化支路。丙酮酸羧化支路消耗 ATP 是丙酮酸繞過“能障”生成磷酸烯醇式丙酮酸進(jìn)入糖異生途徑丙酮酸羧化支路(zh l)丙酮酸的降解除了通過乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)外,還有在循環(huán)外的相互轉(zhuǎn)化(zhunhu),這些轉(zhuǎn)化形成的產(chǎn)物為循環(huán)中的中間產(chǎn)物提供補(bǔ)充。在動(dòng)物組織(zzh)及酵母細(xì)胞內(nèi),丙酮酸通過線粒體中的丙酮酸羧化酶(含生物堿的蛋白質(zhì))催化轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。這個(gè)反應(yīng)需要ATP提供能量。乙酰CoA是丙酮酸羧化酶必需的變構(gòu)激活劑,乙酰CoA的存在將酶激活,并使草酰乙酸維持在一個(gè)足夠高的水平,以保證三羧酸循環(huán)的有效進(jìn)行。該反應(yīng)是由羧酸丙酮酸羧化酶催化,這
5、個(gè)酶在動(dòng)物組織或真菌中沒有發(fā)現(xiàn)過。該酶不利用生物素作輔基,它不僅在補(bǔ)充三羧酸循環(huán)中有重要作用,而且在C4植物的H-S途徑中是CO2固定反應(yīng)開始的一個(gè)酶。丙酮酸還可以在蘋果酸梅的作用下,生成L-蘋果酸,進(jìn)入三羧酸循環(huán)。以上三種(sn zhn)代謝途徑都很重要,既可以補(bǔ)充三羧酸循環(huán)因其它代謝而消耗的草酰乙酸和蘋果酸,同時(shí)也是糖代謝的輔助(fzh)途徑。生理(shngl)意義:糖異生,丙酮酸克服能壘經(jīng)兩次羧化反應(yīng)經(jīng)草酰乙酸成為磷酸烯醇式丙酮酸,最終異生成糖。6、同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵、酵母酒精發(fā)酵和細(xì)菌酒精發(fā)酵的異同點(diǎn)。同型乳酸發(fā)酵與異性乳酸發(fā)酵的異同點(diǎn):酵母酒精發(fā)酵和細(xì)菌酒精發(fā)酵的異同點(diǎn):同:
6、都是將糖轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭虲O2的過程。異:酵母酒精發(fā)酵是釀酒酵母通過EMP途徑進(jìn)行同型酒精發(fā)酵過程,即由EMP途徑代謝產(chǎn)生的丙酮酸經(jīng)過脫羧放出CO2,同時(shí)生成乙醛,乙醛接受糖酵解過程中釋放的NADH+H+被還原成乙醇,這是一個(gè)低效的產(chǎn)能過程,大量能量仍然貯存于乙醇中;細(xì)菌酵母發(fā)酵是某些細(xì)菌通過HMP途徑進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、乙醇和CO2等,例如腸膜明串珠菌進(jìn)行的異型乙醇發(fā)酵總反應(yīng)式: 葡萄糖+ADP+Pi乳酸(r sun)+乙醇+CO2+ATP7、糖酵解的定義、過程;以糖酵解途徑為基礎(chǔ)的發(fā)酵;為什么不同微生物的發(fā)酵產(chǎn)物不同;酵母的甘油(n yu)發(fā)酵生產(chǎn)?!纠顟椪镻333】【舊書(jish)下
7、冊(cè)P67】 糖酵解的定義:糖酵解作用:在無氧條件下,葡萄糖進(jìn)行分解形成2分子的丙酮酸并提供能量。這一過程稱為糖酵解作用。是一切有機(jī)體中普遍存在的葡萄糖降解途徑,也是葡萄糖分解代謝所經(jīng)歷的共同途徑。也稱為EMP途徑。 糖酵解的過程:以糖酵解途徑為基礎(chǔ)(jch)的發(fā)酵:為什么不同微生物的發(fā)酵(f jio)產(chǎn)物不同:根據(jù)微生物營養(yǎng)類型的不同,產(chǎn)能方式也不同,有的靠光能(gungnng),有的靠化學(xué)能,而且因營養(yǎng)物是有機(jī)物或無機(jī)物而不同?;墚愷B(yǎng)微生物的產(chǎn)能途徑包括發(fā)酵和呼吸,呼吸又分有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。所以不同微生物對(duì)同一種物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵所獲得的產(chǎn)物也不一樣。酵母的甘油發(fā)酵生產(chǎn):葡萄糖二磷酸果
8、糖磷酸二羥基丙酮2-磷酸甘油甘油8、自然發(fā)酵和代謝調(diào)控發(fā)酵的區(qū)別,舉例說明?!纠顟椪镻353】(不是區(qū)別,區(qū)別自己總結(jié)吧,這是兩者的定義和應(yīng)用舉例)自然發(fā)酵:在生產(chǎn)過程中,利用微生物在特定條件下的固有代謝規(guī)律,自然積累某種產(chǎn)品的發(fā)酵方法稱為自然發(fā)酵法,例如乙醇、乳酸等產(chǎn)品可用自然發(fā)酵法生產(chǎn)。代謝調(diào)控(dio kn)發(fā)酵:用人工誘變的方法,有意識(shí)地改變微生物的代謝(dixi)途徑,最大限度地積累產(chǎn)物,這種發(fā)酵形象地稱為代謝控制發(fā)酵,最早在氨基酸發(fā)酵中得到成功應(yīng)用。 代謝控制(kngzh)發(fā)酵研究的主要對(duì)象是為人類生產(chǎn)大量的抗生素、酶、氨基酸、有機(jī)酸、溶劑、醇類、多糖、維生素、蛋白質(zhì)、生理活性物質(zhì)
9、、色素等有用產(chǎn)物的工業(yè)微生物及培養(yǎng)技術(shù),主要是細(xì)菌、放線菌、酵母、霉菌等,當(dāng)然現(xiàn)在又?jǐn)U大到藻類、病毒、植物、動(dòng)物等的培養(yǎng)技術(shù)9、NADH在有氧條件下如何再生?無氧條件下如何再生?【不確定】(1)有氧條件下,丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴]o酶A,同時(shí)產(chǎn)生1分子NADH+H+。乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán),最后氧化為CO2和H2O。 (2)在厭氧條件下,可生成乳酸和乙醇。同時(shí)NAD+得到再生,使酵解過程持續(xù)進(jìn)行。10、以淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的生化過程,以及工藝控制要點(diǎn)。11、糖異生及其關(guān)鍵(gunjin)酶?!揪G皮下冊(cè)P156】【李憲臻版P361】糖異生途徑(tjng):在糖酵解途徑中,葡萄糖降解為
10、丙酮酸;而在糖異生作用中,丙酮酸合成為葡萄糖。但糖異生作用并非是簡單的糖酵解的逆向反應(yīng),糖酵解的某些(mu xi)反應(yīng)是可逆的,但有三步反應(yīng)是不可逆的。因此,要使該過程逆轉(zhuǎn)為合成葡萄糖,則必須采用額外的酶催化,繞過這三個(gè)不可逆反應(yīng)。 關(guān)鍵酶: 6-磷酸(ln sun)葡萄糖磷酸酯酶,1,6-二磷酸果糖酶,丙酮酸羧化酶,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。12、三羧酸循環(huán)的定義、過程以及(yj)調(diào)控?!纠顟椪镻346】【舊書(jish)下冊(cè)P92】三羧酸循環(huán)的定義:在有氧的情況下,葡萄糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧形成乙酰CoA。乙酰CoA經(jīng)一系列氧化、脫羧,最終生成C2O和H2O并產(chǎn)生能量的過程。 因?yàn)樵谘h(huán)
11、的一系列反應(yīng)中,關(guān)鍵的化合物是檸檬酸,所以稱為檸檬酸循環(huán),又因?yàn)樗腥齻€(gè)羧基,所以亦稱為三羧酸循環(huán),簡稱TCA循環(huán)過程:調(diào)控(dio kn):【綠皮P108】【李憲臻P349】 三羧酸循環(huán)存在著自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制,其循環(huán)中的每一步反應(yīng)(fnyng)都受到嚴(yán)格的控制。從乙酰CoA開始進(jìn)入三羧酸循環(huán),共存在著三個(gè)不可逆反應(yīng),它們分別是由檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶系催化的反應(yīng),其調(diào)控機(jī)制(jzh)如下: 檸檬酸合成酶是一個(gè)變構(gòu)酶,其催化的反應(yīng)是三羧酸循環(huán)中的第一步,可調(diào)節(jié)總反應(yīng)速度,是關(guān)鍵反應(yīng)步驟,因此該酶又稱為限速酶。在高能荷的情況下,ATP降低檸檬酸合成酶對(duì)乙酰CoA的親和力,酶活
12、力下降;此外,NADH、酯酰CoA、琥珀酰CoA都對(duì)該酶有抑制作用,反應(yīng)產(chǎn)物檸檬酸對(duì)該酶有反饋抑制作用。草酰乙酸的有效濃度同樣保證三羧酸循環(huán)的正常進(jìn)行。 異檸檬酸脫氫酶受到Ca 和ADP的別構(gòu)激活,ADP能增強(qiáng)(zngqing)異檸檬酸脫氫酶與異檸檬酸之間的親和力。而ATP、NADH則對(duì)該酶的活性有抑制作用。 -酮戊二酸脫氫酶系中的二氫硫辛酸琥珀酰轉(zhuǎn)移酶是使三羧酸進(jìn)入二羧酸的關(guān)鍵酶,也是其它代謝產(chǎn)物進(jìn)入三羧酸循環(huán)(xnhun)的關(guān)鍵,它能調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的正常運(yùn)行,并限制外來的-酮戊二酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)。該酶的活性受其產(chǎn)物琥珀酰CoA的反饋(fnku)抑制,NADH對(duì)該酶的活性有抑制作用。 此外,
13、由于細(xì)胞中的草酰乙酸濃度很低,故三羧酸循環(huán)得以正常進(jìn)行。因此,草酰乙酸的濃度也是決定三羧酸循環(huán)速度的最重要因素之一。當(dāng)細(xì)胞的能荷水平高時(shí)(產(chǎn)生過量的ATP),檸檬酸循環(huán)的速率下降,乙酰CoA開始積累,在這種條件下,乙酰CoA參與脂肪酸的合成或酮體的合成。13、糖代謝、脂肪代謝以及三羧酸循環(huán)的關(guān)系(重點(diǎn)在三羧酸循環(huán)和糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝中的作用) 三羧酸循環(huán)在三大物質(zhì)代謝中的作用:因?yàn)樗侨鬆I養(yǎng)素的最終代謝通路,糖,脂肪和蛋白質(zhì)在分解代謝過程都先生成乙酰輔酶A,乙酰輔酶A與草酰乙酸結(jié)合進(jìn)入三羧酸循環(huán)而徹底氧化。所以三羧酸循環(huán)是糖、脂肪和蛋白質(zhì)分解的共同通路。三羧酸循環(huán)另一重要功能是為其他
14、合成代謝提供小分子前體。 -酮戊二酸和草酰乙酸分別是合成谷氨酸和天冬氨酸的前體;草酰乙酸先轉(zhuǎn)變成丙酮酸再合成丙氨酸;許多氨基酸通過草酰乙酸可異生成糖。所以三羧酸循環(huán)是糖、脂肪酸(不能異生成糖)和某些氨基酸相互轉(zhuǎn)變的代謝樞紐。三羧酸循環(huán)是乙酰CoA最終氧化為H2O和CO2的途徑;糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化;脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過糖有氧氧化進(jìn)入三羧酸循環(huán)循環(huán)氧化,脂肪酸經(jīng)-氧化產(chǎn)生乙酰COA進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化;蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸脫氨后碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化,同時(shí),三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受氨基合成非必需氨基酸。所以,三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝共同通路。 二
15、、脂肪與脂類代謝1、脂肪的皂化價(jià)、碘價(jià)、酸敗和酸值。皂化價(jià):皂化1g油脂所需的KOHmg數(shù)稱為皂化值(價(jià))。碘價(jià):100g油脂鹵化時(shí)所吸收碘的克數(shù)。酸?。禾烊挥椭L時(shí)間暴露在空氣中會(huì)產(chǎn)生難聞的氣味,這種現(xiàn)象稱為酸敗。酸值:酸值即是中和1g油脂中的游離脂肪酸所需的KOHmg數(shù)。2、油酸、亞油酸、亞麻酸、硬脂酸和磷脂的結(jié)構(gòu)式。 油酸:CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 亞油酸:CH 3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH 亞麻酸:CH3(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH 硬脂酸:CH3(CH2)16COOH磷脂(ln zh): 3、氧化的定義、基本(jbn)
16、過程,飽和脂肪酸氧化的能量(nngling)計(jì)算。氧化定義:氧化是指進(jìn)入線粒體的脂酰CoA在酶的作用下,從脂肪酸的-碳原子開始,依次對(duì)兩個(gè)碳原子進(jìn)行水解的過程。 基本過程:-氧化的步驟包括4個(gè)連續(xù)反應(yīng),即氧化(通過FAD實(shí)現(xiàn))、水合、氧化(通過NAD+實(shí)現(xiàn))及硫解。這4步反應(yīng)構(gòu)成脂肪酸降解的一個(gè)輪回。其具體反應(yīng)過程如下: 脂酰COA的氧化脫氫作用 脂酰COA在脂酰COA脫氫酶的作用下,在C2和C3之間脫氫,生成2-反式烯脂酰COA。脫氫酶的輔基是FAD。 2-反式烯脂酰COA的水化 2-反式烯脂酰COA在烯脂酰COA水化酶的作用下水化,生成L-羥脂酰COA。烯脂酰COA水化酶具有立體異構(gòu)專一性
17、,專一性催化2-不飽和脂酰COA的水化,催化反式雙鍵生成L-羥脂酰COA,催化順式雙鍵生成D-羥脂酰COA。 L-羥脂酰COA的氧化脫氫 L-羥脂酰COA在L-羥脂酰COA脫氫酶的作用下,C3位脫氫生成L-酮脂酰COA。L-羥脂酰COA脫氫酶的輔酶是NAD+,該酶也具有高度立體異構(gòu)專一性,只催化L-型羥脂酰COA的脫氫反應(yīng)。 L-酮脂酰COA的硫解 L-酮脂酰COA在-酮硫解酶的催化作用下發(fā)生斷裂式硫解,形成乙酰COA和一個(gè)縮短了2個(gè)碳原子的脂酰COA。由于該反應(yīng)是高度放能反應(yīng),使反應(yīng)趨于裂解方向進(jìn)行。少了2個(gè)碳原子的脂酰COA繼續(xù)重復(fù)上述-氧化的四步反應(yīng),循環(huán)往復(fù)直到全部氧化成乙酰COA。能
18、量計(jì)算:1分子FADH2可生成1.5分子ATP,1分子NADH可生成2.5分子ATP,故一次-氧化循環(huán)可生成4分子ATP。1分子乙酰CoA經(jīng)徹底氧化分解可生成10分子ATP。以16C的軟脂酸為例來計(jì)算,則生成ATP的數(shù)目為:軟脂酰COA+7HS-COA+7FAD+7NAD+7H2O8乙酰COA+7FADH2+7NADH+7H+7次-氧化分解產(chǎn)生47=28分子ATP;8分子乙酰CoA可得108=80分子ATP軟脂酸經(jīng)-氧化作用完全氧化生成(shn chn)CO2和H2O生成108個(gè)ATP。由于軟脂酸轉(zhuǎn)化為軟脂酰COA時(shí)消耗1分子ATP中的兩個(gè)高能磷酸鍵的能量,因此凈生成ATP的數(shù)量為108-2=
19、106個(gè)。106個(gè)ATP水解的標(biāo)準(zhǔn)自由能為106(-30.54)kj=-3237kj,軟脂酸的標(biāo)準(zhǔn)自由能是-9790.56kj。因此,軟脂酸氧化時(shí)約有33%的能量(nngling)換成高能磷酸鍵。4.脂肪的降解過程(guchng)、脂肪酸合成代謝和氧化的分解代謝的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)脂肪的降解過程:在肝細(xì)胞中,甘油在甘油激酶的催化下被磷酸化,形成3-磷酸甘油,進(jìn)而在磷酸甘油脫氫酶的作用下被氧化生成磷酸二羥丙酮,磷酸二羥丙酮異構(gòu)化生成3-磷酸甘油醛。磷酸二羥丙酮還可被還原成3-磷酸甘油,再被磷酸酶水解又生成甘油。 甘油在肝細(xì)胞中的代謝有兩種途徑:一種是進(jìn)入糖酵解途徑轉(zhuǎn)變成丙酮酸,然后進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底
20、氧化;另一種是進(jìn)入糖異生途徑合成葡頭糖。脂肪酸合成代謝和氧化的分解代謝的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)區(qū)別要點(diǎn) 合成 -氧化細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位 胞液 線粒 體 ?;d體 ACP-SH COA-SH二碳單位參與或斷裂 丙二酸單酰ACP 乙酰COA電子供體或受體 NADPH+H+ FAD,NAD -羥?;虚g物的立體構(gòu)型不同 D型 L型對(duì)HCO3-和檸檬酸的需要 需要 不需要 所需酶 7種 4種(P209)能量需求或放出 消耗7ATP及14NADPH+H+ 產(chǎn)生129或106ATP5.生物體內(nèi)糖、脂代謝的相互關(guān)系。為什么人體攝入過多糖分會(huì)導(dǎo)致發(fā)胖 相互關(guān)系糖變脂肪:生物體內(nèi)糖轉(zhuǎn)化為脂肪的作用很普遍,糖分解代謝的中間產(chǎn)
21、物磷酸甘油醛,可經(jīng)還原生成-磷酸甘油;中間產(chǎn)物乙酰CoA,可經(jīng)一系列反應(yīng)逐步縮合成長鏈脂酰CoA;脂酰CoA與-磷酸甘油酯化即可生成脂肪。脂肪(zhfng)變糖:生物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)化為糖的作用不夠顯著。脂肪水解得到的甘油(n yu),先與ATP作用生成-磷酸甘油,經(jīng)氧化生成磷酸二羥丙酮后,可經(jīng)糖元異生作用轉(zhuǎn)化為糖。脂肪酸在-氧化作用中分解產(chǎn)生的乙酰CoA,通過三羧酸循環(huán),經(jīng)草酰乙酸可轉(zhuǎn)化成丙酮酸,再經(jīng)糖元異生作用也可生成糖。攝入過多糖分發(fā)胖原因:因?yàn)樘欠衷谌梭w內(nèi)水解為葡萄糖,葡萄糖再氧化為H2O和CO2同時(shí)釋放能量供生命活動(dòng)的需要,如果攝入過多,則釋放的能量就會(huì)超過(chogu)人體需要的能量,這
22、些多余的能量就會(huì)以脂肪的形式儲(chǔ)存在人體內(nèi),進(jìn)而導(dǎo)致肥胖。6.生物膜的結(jié)構(gòu)以及生物膜的主動(dòng)運(yùn)輸 結(jié)構(gòu):細(xì)胞膜由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。其中脂質(zhì)包括磷脂(兩層,構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架)糖脂和膽固醇。 蛋白質(zhì)由糖蛋白(識(shí)別,信號(hào)傳遞)蛋白質(zhì)(作為載體負(fù)責(zé)物質(zhì)運(yùn)輸)。主動(dòng)運(yùn)輸詳見P281主動(dòng)運(yùn)輸特點(diǎn):專一性運(yùn)送速度可以達(dá)到“飽和”狀態(tài)方向性選擇性抑制需要提供能量。 小分子物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸大多數(shù)是通過專一性運(yùn)送蛋白的作用來實(shí)現(xiàn)的。如果只是運(yùn)送一種分子由膜的一側(cè)到另一側(cè),稱為單向運(yùn)送;如果一種物質(zhì)的運(yùn)送與另一種物質(zhì)的運(yùn)送相關(guān)而且方向相同,稱為同向運(yùn)輸,方向相反則稱為反向運(yùn)輸,這兩者又統(tǒng)稱為協(xié)同運(yùn)送。下面介紹兩種小分
23、子主動(dòng)運(yùn)送體系。NA+/K+-ATP酶驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)送CA2+驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸三、蛋白質(zhì)及其代謝1、蛋白質(zhì)的亞基、結(jié)構(gòu)域。蛋白質(zhì)的亞基:有些蛋白質(zhì)是由兩條或多條多肽鏈構(gòu)成,其中每條多肽鏈稱為亞基或亞單位【綠皮P159】寡聚蛋白分子中的每個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)單位稱為一個(gè)亞基或亞單位?!菊n件】結(jié)構(gòu)域:多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)或超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū),它是相對(duì)獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體【綠皮P222】2、蛋白質(zhì)的等電點(diǎn),蛋白質(zhì)的鹽析、變性。蛋白質(zhì)的等電點(diǎn):到達(dá)一定PH時(shí),蛋白質(zhì)分子主要以兩性離子形式存在,所帶正負(fù)電荷數(shù)相等,其靜電荷為零,這時(shí)溶液的PH成為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(P131)蛋白質(zhì)的鹽析:向蛋白質(zhì)溶液中
24、加入大量的中性鹽后,蛋白質(zhì)溶解度下降,發(fā)生絮結(jié)沉淀【P133】變性(binxng):天然蛋白質(zhì)分子受到某些理化因素的作用,有序的空間結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致生物活性喪失,并伴隨發(fā)生理化性質(zhì)的異常變化【P132】3、氨基酸殘基,人體(rnt)必需氨基酸。氨基酸殘基:肽鏈中的氨基酸由于參加肽鍵的形成已經(jīng)不是(b shi)原來完整的分子【綠皮P163】人體必需氨基酸:甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸4、氨基酸結(jié)構(gòu)通式;LAla(丙氨酸)、LGlu(谷氨酸)結(jié)構(gòu)式。氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:LAla: LGlu: 5、離子交換、凝膠分離蛋白質(zhì)及其實(shí)例。離子交換:這是一種以離子交換劑
25、作為支持物和固定相,以不同pH和離子強(qiáng)度的緩沖液作為流動(dòng)相的層析技術(shù)?!菊n件】實(shí)例:應(yīng)用離子交換技術(shù)將硬化水轉(zhuǎn)化成軟化水來供人們使用凝膠分離蛋白質(zhì):可分為凝膠過濾和凝膠電泳兩種方法。1.凝膠過濾:凝膠過濾法又稱分子排阻法, 這是一種高效分離純化蛋白質(zhì)的方法。原理是不同的蛋白質(zhì)分子對(duì)固定化在載體上的特殊配基具有不同的識(shí)別和結(jié)合能力。選擇與待純化蛋白質(zhì)具有特殊識(shí)別和結(jié)合作用的配基,然后應(yīng)用化學(xué)方法將該配基與載體共價(jià)鏈接。將這種有配基的載體裝入層析柱中,當(dāng)含有待純化的蛋白質(zhì)溶液通過層析柱時(shí),該蛋白質(zhì)即與配基發(fā)生特異性結(jié)合而被吸附在層析柱上,而其他蛋白質(zhì)則流出柱外。被特異性結(jié)合在層析柱上的蛋白質(zhì),可以
26、用適當(dāng)?shù)呐潴w洗脫液洗脫實(shí)例:蛋白質(zhì)的分離,生物大分子的純化,分子量測定,脫鹽及去除小分子雜質(zhì),去熱源物質(zhì),溶液的濃縮,蛋白質(zhì)的復(fù)性。2.凝膠電泳:當(dāng)一種分子被放置在電場(din chng)當(dāng)中時(shí),它們就會(huì)以一定的速度移向適當(dāng)?shù)碾姌O , 這種電泳分子在電場(din chng)作用下的遷移速度,叫做電泳的遷移率。它同電場的強(qiáng)度(qingd)和電泳分子本身所攜帶的凈電荷數(shù)成正比。也就是說 ,電場強(qiáng)度越大、電泳分子所攜帶的凈電荷數(shù)量越多 ,其遷移的速度也就越快,反之則較慢。由于在電泳中使用了一種無反應(yīng)活性的穩(wěn)定的支持介質(zhì),如瓊脂糖凝膠和聚丙烯酰胺膠等,從而降低了對(duì)流運(yùn)動(dòng),故電泳的遷移率又是同分子的摩擦
27、系數(shù)成反比的。已知摩擦系數(shù)是分子的大小、極性及介質(zhì)粘度的函數(shù) , 因此根據(jù)分子大小的不同、構(gòu)成或形狀的差異,以及所帶的凈電荷的多少,便可以通過電泳將蛋白質(zhì)或核酸分子混合物中的各種成分彼此分離開來實(shí)例:大的DNA或者RNA分子通常利用 HYPERLINK /view/63549.htm t _blank 瓊脂糖凝膠電泳分離。6、常用蛋白質(zhì)分離純化的方法與原理。1.利用分子大小透析:利用蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì),蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜的,而有機(jī)小分子、無機(jī)離子等都能自由通過半透膜超過濾:對(duì)樣品溶液施加一定的壓力,在壓力作用下迫使小分子和水透過超濾膜,而蛋白質(zhì)等大分子由于不能通過超濾膜而被阻擋在膜內(nèi)凝膠過
28、濾層析:當(dāng)不同分子大小的蛋白質(zhì)混合物流進(jìn)凝膠層析柱時(shí),分子質(zhì)量大于分級(jí)范圍上限的分子被排阻在凝膠顆粒外,從間隙通過,阻力小流程短,因此首先從層析柱中洗脫下來;分子質(zhì)量低于分級(jí)范圍下限的分子完全進(jìn)入凝膠顆粒內(nèi)部,阻力大流程長,則最后從層析柱中被洗脫;處于分級(jí)范圍內(nèi)的分子,依據(jù)分子大小不同程度的進(jìn)入凝膠顆粒,按分子質(zhì)量不同,分子質(zhì)量大先被洗脫,分子質(zhì)量小后被洗脫密度梯度離心:蛋白質(zhì)在離心過程中,由于密度大于水而發(fā)生沉降,并且沉降的速度與分子的大小和密度有關(guān)2.利用溶解度不同鹽析法:不同蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀所需鹽濃度(離子強(qiáng)度)不同,相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)在較低鹽濃度發(fā)生沉淀,相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)在較高
29、鹽濃度發(fā)生沉淀有機(jī)溶劑分級(jí)法:極性有機(jī)溶劑的存在會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀3.根據(jù)電荷不同電泳法:蛋白質(zhì)分子在非等電荷條件下將帶上電荷,在電場作用下,由于所帶電荷種類、數(shù)量及分子大小和形狀不同,導(dǎo)致遷移方向和速率不同,由此得到分離(或者在外電場的作用下,帶電顆粒將向電性相反的電極移動(dòng),這種現(xiàn)象稱為電泳,利用這種現(xiàn)象對(duì)不同分子進(jìn)行分離的)離子交換層析:分子帶電荷種類和數(shù)量不同,與離子交換劑的結(jié)合能力不同,在層析過程中被洗脫順序不同4.根據(jù)生物學(xué)特性不同親和層析:能與某種蛋白質(zhì)特異性結(jié)合的分子稱為配基,由于配基與蛋白質(zhì)結(jié)合具有專一性,除目的(md)蛋白之外,其他雜蛋白在層析時(shí)均不發(fā)生吸附,從而有效分離目
30、的蛋白【總結(jié)教材】(注:課件中只介紹(jisho)了透析、超濾、鹽析(yn x)、層析、電泳)7 、SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳與聚丙烯酰胺凝膠電泳的原理以及應(yīng)用。SDSPAGE原理:電泳前,先用SDS(巰基乙醇和十二烷基硫酸鈉)處理待測樣品。巰基乙醇是還原劑,能打開蛋白質(zhì)分子中的二硫鍵,SDS使蛋白質(zhì)變性并且以其烴鏈和蛋白質(zhì)結(jié)合。SDS解離會(huì)帶負(fù)電荷,大量的SDS分子結(jié)合在蛋白質(zhì)上使得蛋白質(zhì)分子帶有很多負(fù)電荷,相對(duì)分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)結(jié)合SDS多,所帶負(fù)電荷也多,反之則少,即不同蛋白質(zhì)的荷質(zhì)比相同。分子大小不同的蛋白質(zhì)電泳過程中在凝膠中發(fā)生遷移時(shí)所受阻力不同,從而遷移速度不同。(蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量
31、越大,發(fā)生遷移時(shí)在凝膠網(wǎng)孔中受到阻力就越大)【P141】 應(yīng)用:是常用的測定相對(duì)分子質(zhì)量及對(duì)蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行純度鑒定的方法?!窘滩摹康鞍着cSDS形成聚合體,消除了蛋白本身的電荷,統(tǒng)一帶負(fù)電,那么在電泳中它的泳動(dòng)速度只跟分子量大小有關(guān)。從而能達(dá)到分離不同分子量蛋白的目的。主要用在檢定蛋白混合物中的目的蛋白含量,或是電泳后用于WB分析。有時(shí)候會(huì)用來做微量蛋白回收。PAGE原理:聚丙烯酰胺凝膠為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有分子篩效應(yīng)。它有兩種形式:非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳及SDS-聚丙烯酰胺凝膠;非變性聚丙烯酰胺凝膠,在電泳的過程中,蛋白質(zhì)能夠保持完整狀態(tài),并依據(jù)蛋白質(zhì)的分子量大小、蛋白質(zhì)的形狀及其所附帶的電荷量而
32、逐漸呈梯度分開。應(yīng)用:用于蛋白質(zhì)和核酸的分離。8、三種支鏈氨基酸的結(jié)構(gòu)及其主要功效。支鏈氨基酸包括以下三種1.L-亮氨酸結(jié)構(gòu):主要(zhyo)功效:屬必需氨基酸,成年男子需要量2.2g/d,為嬰兒正常(zhngchng)生長及成人維持正常氮平衡所必需。該品作為營養(yǎng)增補(bǔ)劑,配制氨基酸輸液及綜合氨基酸制劑,降血糖劑,植物生長促進(jìn)劑??捎米飨懔?。作為氨基酸輸液及綜合氨基酸制劑。用于幼兒特發(fā)性高血糖的診斷和治療(zhlio)。并適用于糖代謝失調(diào)、伴有膽汁分泌減少的肝病、貧血、中毒、肌萎縮癥、脊髓灰質(zhì)炎后遺癥、神經(jīng)炎及精神病。2.L-異亮氨酸的結(jié)構(gòu):主要功效:氨基酸類藥。 為營養(yǎng)添加劑,用作氨基酸注射液
33、,復(fù)合氨基酸輸液。3.L-纈氨酸的結(jié)構(gòu):主要功效:屬必需氨基酸。如缺乏可引起神經(jīng)障礙、停止發(fā)育、體重下降、貧血等。作為營養(yǎng)增補(bǔ)劑,可與其他必需氨基酸共同配制氨基酸輸液、綜合氨基酸制劑。能改善食品風(fēng)味。氨基酸類藥。營養(yǎng)增補(bǔ)劑,可作 HYPERLINK /view/15155.htm t _blank 氨基酸輸液、綜合氨基酸制劑的主要成分。9、蛋白質(zhì)的一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為共價(jià)結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中的氨基酸的排列順序?!菊n件】二級(jí)結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈借助氫鍵有規(guī)則的卷曲折疊成沿一維方向具有周期性結(jié)構(gòu)的構(gòu)象?!菊n件】三級(jí)結(jié)構(gòu):球狀蛋白質(zhì)在一
34、級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行三維多向性盤曲形成近似球狀的構(gòu)象被稱為蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)?!菊n件】四級(jí)結(jié)構(gòu):是指寡聚蛋白質(zhì)中各亞基之間在空間上的相互關(guān)系和結(jié)合方式【綠皮P160】10、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(jigu)和功能的關(guān)系。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要,可以說,是一級(jí)結(jié)構(gòu)決定(judng)了高級(jí)結(jié)構(gòu),一級(jí)結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的生物功能。 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)中各個(gè)氨基酸殘基的地位和作用并不是等同的。實(shí)驗(yàn)表明,一級(jí)結(jié)構(gòu)中有些位點(diǎn)上的氨基酸殘基可以(ky)被其它氨基酸殘基取代,甚至成片缺失,并不影響或很少影響蛋白質(zhì)的生物功能,這些位點(diǎn)的氨基酸稱為可變氨基酸;而一級(jí)結(jié)構(gòu)中另一些位點(diǎn)上的氨基酸殘基的
35、保守性很強(qiáng),一旦被取代或缺失,將導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性的嚴(yán)重降低甚至喪失,這些位點(diǎn)的氨基酸稱為保守氨基酸。蛋白質(zhì)多種多樣的功能與各種蛋白質(zhì)特定的空間構(gòu)象密切相關(guān),蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象是其功能活性的基礎(chǔ),構(gòu)象發(fā)生變化,其功能活性也隨之改變。蛋白質(zhì)變性時(shí),由于其空間構(gòu)象被破壞,故引起功能活性喪失,變性蛋白質(zhì)在復(fù)性后,構(gòu)象復(fù)原,活性即能恢復(fù)。在生物體內(nèi),當(dāng)某種物質(zhì)特異地與蛋白質(zhì)分子的某個(gè)部位結(jié)合,觸發(fā)該蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生一定變化,從而導(dǎo)致其功能活性的變化,這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的別構(gòu)效應(yīng)。蛋白質(zhì)(或酶)的別構(gòu)效應(yīng),在生物體內(nèi)普遍存在,這對(duì)物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)和某些生理功能的變化都是十分重要的。11、丙氨酸葡萄糖循環(huán)的過
36、程,以及生物學(xué)意義。生物學(xué)意義:肌肉中的氨基酸將氨基轉(zhuǎn)給丙酮酸生成丙氨酸,后者經(jīng)血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟再脫氨基,生成的丙酮酸經(jīng)糖異生合成葡萄糖后再經(jīng)血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肌肉重新分解產(chǎn)生丙酮酸,通過這一循環(huán)反應(yīng)過程即可將肌肉中氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到肝臟進(jìn)行處理。這一循環(huán)反應(yīng)過程就稱為丙氨酸-葡萄糖循環(huán)。 意義:使肌肉的氨以無毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁?。【課件】12、蛋白質(zhì)分子在等電點(diǎn)和等電點(diǎn)以外環(huán)境中的解離特性、電泳移動(dòng)特點(diǎn)以及鹽析時(shí)不同帶電量蛋白質(zhì)的沉淀(chndin)順序。存在(cnzi)疑問解離(ji l)特性:蛋白質(zhì)在溶液中有兩性電離現(xiàn)象。假設(shè)某一溶液中含有一種蛋白質(zhì)。當(dāng)pI=pH時(shí)該蛋白質(zhì)極性基團(tuán)解離的
37、 HYPERLINK /view/2625238.htm 正負(fù)離子數(shù)相等,凈荷為0,此時(shí)的該溶液的是pH值是該蛋白質(zhì)的 HYPERLINK /view/835390.htm pI值。某一蛋白質(zhì)的pI大小是特定的,與該 HYPERLINK /view/380971.htm 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān),而與環(huán)境pH無關(guān)。在某一pH溶液中當(dāng)pHpI時(shí)該蛋白質(zhì)帶 HYPERLINK /view/532077.htm 負(fù)電荷。反之pHpI時(shí)該蛋白質(zhì)帶正電荷。pH=pI時(shí)該蛋白質(zhì)不帶電荷。圖解:電泳移動(dòng)特點(diǎn):蛋白質(zhì)分子是典型的兩性電解質(zhì)分子。它在大于其等電點(diǎn)的pH環(huán)境中解離成帶負(fù)電荷的陰離子,向電場的正極泳動(dòng),在小于
38、其等電點(diǎn)的pH環(huán)境中解離成帶正由荷的陽離子,向電場的負(fù)極泳動(dòng)。這種泳動(dòng)只有在等于其等電點(diǎn)的pH環(huán)境中,即蛋白質(zhì)所帶的凈電荷為零時(shí)才能停止。13、 蛋白質(zhì)的變性作用、沉淀作用的定義,以及兩者的區(qū)別與聯(lián)系。蛋白質(zhì)的變性作用:天然蛋白質(zhì)分子受到某些理化因素的作用,有序的空間結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致生物活性喪失,并伴隨發(fā)生理化性質(zhì)的異常變化被稱為變性作用。(蛋白質(zhì)的變性作用涉及蛋白質(zhì)二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)的喪失,但一級(jí)結(jié)構(gòu)保持不變,肽鍵不發(fā)生斷裂,所以蛋白質(zhì)變性前后分子量不變。)【課件】蛋白質(zhì)的沉淀作用:蛋白質(zhì)膠體溶液在通常情況下雖然比較穩(wěn)定,但這種穩(wěn)定性是相對(duì)的,需要滿足帶同種電荷及形成水化層這兩個(gè)條件,一旦
39、環(huán)境條件發(fā)生改變破壞了蛋白質(zhì)分子的表面電荷或水化層,膠體穩(wěn)定性就會(huì)變差,發(fā)生絮結(jié)沉淀,這就是蛋白質(zhì)的沉淀作用。【課件】區(qū)別與聯(lián)系:區(qū)別:變性作用中蛋白質(zhì)空間構(gòu)象破壞,已失活;沉淀作用中蛋白質(zhì)依然存有活性。蛋白質(zhì)變性是不可逆的,而蛋白質(zhì)的沉淀則是可逆的。聯(lián)系:兩者都使蛋白質(zhì)沉淀,兩者中蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)都維持不變。四、酶及其應(yīng)用(yngyng)1、酶原(mi yun)及其激活體內(nèi)(t ni)合成出的蛋白質(zhì),有時(shí)不具有生物活性,經(jīng)過蛋白水解酶專一作用后,構(gòu)象發(fā)生變化,形成酶的活性部位,變成活性蛋白。這個(gè)不具生物活性的蛋白質(zhì)為前體。如果活性蛋白質(zhì)是酶這個(gè)前體成為酶原。酶原激活:無活性的酶前體即酶原轉(zhuǎn)變成
40、活性酶的過程。2、氨肽酶和羧肽酶氨肽酶:一種蛋白酶。屬于肽鏈端解酶??墒拱被釓亩嚯逆湹腘-末端順序逐個(gè)地游離出來。羧肽酶:催化水解多肽鏈含羧基末端氨基酸的酶。3、組成型酶和誘導(dǎo)型酶(百度)組成型酶:合成只受細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的控制。誘導(dǎo)型酶:在環(huán)境中有誘導(dǎo)物存在的情況下,由誘導(dǎo)物誘導(dǎo)而生成的酶。4、單體酶和寡聚酶單體酶:只有一條多肽鏈的酶,一般都是催化水解反應(yīng)的酶。具有完整生物功能的 具獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。如:溶菌酶 胰蛋白酶。寡聚酶:有一條以上多肽鏈的酶。它以四級(jí)結(jié)構(gòu)作為完整生物功能分子結(jié)構(gòu)形式。亞基之間不是共價(jià)結(jié)合,彼此之間容易分開。如3-磷酸甘油醛脫氫酶。許多寡聚酶都是調(diào)節(jié)酶,即它們
41、可通過與效應(yīng)物的結(jié)合改變構(gòu)象,進(jìn)而改變活性,從而調(diào)節(jié)代謝的速度。5、激酶是一類從高能供體分子如ATP轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán)到特定靶分子(底物)的酶。最大的激酶族群是蛋白激酶。6、以淀粉為原料生產(chǎn)葡萄糖的合理選酶。參考 發(fā)酵工程原理作答7、酶的反應(yīng)速度及其影響因素。酶的反應(yīng)速度可用單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的生成量來表示。酶反應(yīng)速度隨時(shí)間降低的可能的原因1、底物濃度的減少2、產(chǎn)物濃度的增加加速了逆反應(yīng)的進(jìn)行3、產(chǎn)物的抑制作用4、時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致酶本身的失活。影響因素:底物濃度、PH、溫度、酶濃度、激活劑、抑制劑8、變構(gòu)酶和調(diào)節(jié)酶;變構(gòu)酶的定義、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和調(diào)節(jié)機(jī)制。調(diào)節(jié)酶:對(duì)代謝(dixi)途徑的反應(yīng)速度起
42、調(diào)節(jié)作用的酶。變構(gòu)酶:具有別構(gòu)效應(yīng),能快速(kui s)改變酶活性的寡聚酶。結(jié)構(gòu)(jigu)特點(diǎn):1、它由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基構(gòu)成,各亞基之間靠共價(jià)結(jié)合,具有四級(jí)結(jié)構(gòu),分子質(zhì)量較大。2、不僅具有活性中心,還有調(diào)節(jié)中心,當(dāng)調(diào)解中心與調(diào)節(jié)因子結(jié)合后,便立刻引起酶分子構(gòu)象和活性的變化即別構(gòu)效應(yīng)。3變構(gòu)酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的特征不遵守米氏動(dòng)力學(xué)關(guān)系,其vS曲線不是雙曲線,而是呈S形曲線。調(diào)節(jié)機(jī)制:9、米型公式及其應(yīng)用;Vmax、Km值的含義;在具體酶催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,底物濃度變化及其反應(yīng)速度變化之間能夠建立響應(yīng)關(guān)系,從該關(guān)系中學(xué)會(huì)計(jì)算器Vmax和Km值。對(duì)一個(gè)反應(yīng)體系中改變底物濃度和酶濃度時(shí),對(duì)其Vmax、
43、Km值如何影響。米氏公式: 應(yīng)用:Vmax含義:酶的理論最大反應(yīng)速度,也是一個(gè)動(dòng)力學(xué)常數(shù),也可作為酶的特征性常數(shù)。Km含義:當(dāng)酶反應(yīng)速度達(dá)最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度,單位mol/L.五、核酸(h sun)1、cAMP和cDNAcAMP;環(huán)化腺苷酸,一種(y zhn)環(huán)狀核苷酸,簡寫(jinxi)為cAMP,是由三磷酸腺苷(ATP)脫掉兩個(gè)磷酸縮合而成的。cDNA:互補(bǔ)脫氧核糖核酸為具有與某m HYPERLINK /view/759.htm RNA(信使RNA)鏈呈互補(bǔ)的 HYPERLINK /view/24576.htm 堿基序列的 HYPERLINK /view/782794.htm 單鏈
44、DNA即complementary DNA之縮寫,或此 HYPERLINK /view/758.htm DNA鏈與具有與之互補(bǔ)的堿基序列的DNA鏈所形成的DNA雙鏈。減色效應(yīng):若變性DNA復(fù)性形成雙螺旋結(jié)構(gòu)后,其260nm紫外吸收會(huì)降低,這種現(xiàn)象叫減色效應(yīng)。增色效應(yīng):是指因高分子結(jié)構(gòu)的改變,而使摩爾吸光系數(shù) 增大的現(xiàn)象。還有另外一種說法,即由于獲得有序結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生減色效應(yīng)的高分子,變性成為無規(guī)則卷曲時(shí),減色效應(yīng)消失的現(xiàn)象叫增色效應(yīng)。3、Tm值:就是DNA熔解溫度,指把DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)降解一半時(shí)的溫度。不同序列的DNA,Tm值不同。DNA中GC含量越高,Tm值越高,成正比關(guān)關(guān)系4、 5磷酸核糖的
45、結(jié)構(gòu)式。AMP和ATP的結(jié)構(gòu)及其生理意義。 AMP:是某些輔酶(NAD+、NADP+、FAD、輔酶A)的組成成分。ATP:生物體的直接供能物質(zhì)6、 RNA有哪幾種存在形式,它們的比例如何。RNA分子共有三類,即信使RNA(mRNA)、核糖體RNA(rRNA)和轉(zhuǎn)移RNA(tRNA),此外,真核細(xì)胞中還含有少量的核內(nèi)小RNA(snRNA)。三種RNA在細(xì)胞中所占比例分別位5、80和15。、DNA的變性與復(fù)性,DNA與NA的合成過程。 DNA變性:雙鏈DNA分子在熱、酸、或堿等因素作用下,氫鍵被破壞,成為單股螺旋現(xiàn)象。 DNA復(fù)性:當(dāng)逐漸降溫時(shí),變性(binxng)的DNA的兩條鏈重新締合形成原來
46、的雙螺旋結(jié)構(gòu)并恢復(fù)其原有的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性。DNA與NA的合成(hchng)過程:DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(jigu)的穩(wěn)定因素。1兩條DNA鏈之間堿基配對(duì)形成的氫鍵2堿基堆積力3 DNA分子磷酸殘基上的負(fù)電荷可與介質(zhì)中的陽離子之間形成離子鍵、質(zhì)粒和線粒體的主要區(qū)別。、核苷酸是構(gòu)成核酸的重要結(jié)構(gòu)單位,它們?cè)谏矬w內(nèi)完成或參與哪些功能。能量物質(zhì): ATP等;酶輔助因子:NAD+、 NADP + 和FAD 等;信號(hào)傳導(dǎo): 環(huán)腺苷酸( cyclic AMP, cAMP),環(huán)鳥苷酸(cyclic GMP, cGMP)六、分子遺傳基礎(chǔ)1、遺傳密碼的定義及其特點(diǎn)。密碼:作為指導(dǎo)蛋白質(zhì)生物合成的模板。mRNA
47、中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體,代表一個(gè)氨基酸的信息,此三聯(lián)體就稱為密碼。特點(diǎn):a 連續(xù)性 b 簡并性 c 通用性 d 方向性 e 擺動(dòng)性 f 起始密碼子AUG 終止子UAA UGA UAG2、密碼子的簡并性和偏好性。簡并性:同一種氨基酸具有兩個(gè)或更多個(gè)密碼子的現(xiàn)象偏好性:編碼同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子 3、啟動(dòng)子和終止子。啟動(dòng)子:是指RNA聚合酶識(shí)別 結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列終止子:提供轉(zhuǎn)錄停止信號(hào)的DNA序列4、反密碼子。RNA鏈經(jīng)過折疊,看上去像三葉草的葉形,其一段是攜帶氨基酸的部位。每個(gè)tRNA的這三個(gè)堿基可以與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì),因而叫反密碼子5、滯后鏈和前導(dǎo)鏈。
48、前導(dǎo)鏈:順著解鏈方向生成的子鏈,復(fù)制(fzh)是連續(xù)進(jìn)行的,這股鏈稱為前導(dǎo)鏈。滯后(zh hu)鏈:復(fù)制方向與解鏈方向相反,不能順著解鏈方向連續(xù)延長,這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為滯后鏈6、的半保留復(fù)制(fzh)和半不連續(xù)復(fù)制。半保留復(fù)制:DNA生物合成時(shí),母鏈DNA解開為兩股單鏈,各自作為模板,按堿基配對(duì)規(guī)律,合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA,一股單鏈從親代完整接受過來,另一股單鏈則完全重新合成,兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致,這種復(fù)制方式為半保留復(fù)制。半不連續(xù)復(fù)制:半不連續(xù)復(fù)制是指DNA復(fù)制時(shí), HYPERLINK /view/29583.htm 前導(dǎo)鏈上DNA的合成是連續(xù)的,
49、 HYPERLINK /view/29592.htm 后隨鏈上是不連續(xù)的,故稱為半不連續(xù)復(fù)制。7、遺傳學(xué)的中心法則。8、原核生物蛋白質(zhì)的合成過程;已知的模板序列,求的順序、翻譯的肽鏈順序。例如:按下列單鏈: 5TCGTCGACGATGATCATCGGCTACTCG3試寫出 DNA復(fù)制時(shí),另一種單鏈的序列; 轉(zhuǎn)錄成的mRNA序列;合成的多肽序列。答: DNA復(fù)制時(shí),另一種單鏈的序列:CGAGTAGCCGATGATCATCGTCGACGA 轉(zhuǎn)錄成的mRNA序列:UCGUCGACGAUGAUCAUCGGCUACUCG合成的多肽序列:1 UCG UCG ACG AUG AUC AUC GGC UAC
50、UCG 271 S S T M I I G Y S 若按第2閱讀框翻譯,中間有終止密碼子,故不可能按這種方式合成多肽。3 GUC GAC GAU GAU CAU CGG CUA CUC 260 V D D D H R L L 7蛋白質(zhì)的生物合成過程,就是將DNA傳遞給mRNA的遺傳信息,再具體的解譯為蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的過程,這一過程被稱為翻譯(translation)。 翻譯:翻譯(translation):mRNA分子(fnz)中的遺傳信息轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)的氨基酸排列順序。蛋白質(zhì)生物合成過程(guchng)包括三大步驟:氨基酸的活化(huhu)與搬運(yùn);活化氨基酸在核糖體上的縮合;多肽鏈合成
51、后的加工修飾。 9、復(fù)制過程中如何讓保持高度的忠實(shí)性(即保證復(fù)制過程中母鏈和子鏈的一致),前導(dǎo)鏈和后滯鏈的忠實(shí)性會(huì)有區(qū)別嗎?通過堿基互補(bǔ)配對(duì)保持忠實(shí)性,DNA復(fù)制具有保真性至少要依賴三種機(jī)制:1.親代DNA為模板,嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)規(guī)律;2.復(fù)制延長時(shí)聚合酶對(duì)堿基的選擇功能;3.復(fù)制出錯(cuò)時(shí)DNA-pol的即時(shí)校讀功能;4.錯(cuò)配修復(fù)機(jī)制。 修復(fù)的主要類型光修復(fù)(light repairing);切除修復(fù)(excision repairing);重組修復(fù)(recombination repairing);SOS修復(fù)10、基因的克隆與表達(dá)。DNA克隆即將DNA的限制酶切片段插入克隆載體,導(dǎo)入宿主細(xì)胞,
52、經(jīng)過無性繁殖,以獲得相同的DNA擴(kuò)增分子。DNA克隆為分子克隆。酶:DNA限制酶與連接酶步驟:DNA分子克隆是指將DNA的限制性酶切片段插入克隆載體,導(dǎo)入宿主細(xì)胞,經(jīng)無性繁殖,以獲得相同的DNA擴(kuò)增分子。DNA分子克隆包括切割DNA分子、將外源DNA導(dǎo)入載體、將外源DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞以及宿主細(xì)胞的無性繁殖等步驟?;虮磉_(dá)的調(diào)控元件:1 啟動(dòng)子 2 核糖體的結(jié)合位點(diǎn) 3 終止信號(hào)將重組DNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)方法,它們的原理? 根據(jù)重組DNA時(shí)所采用的載體性質(zhì)不同,導(dǎo)入重組DNA分子有轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染、感染和注射等不同手段。轉(zhuǎn)化,用質(zhì)粒作載體所常用的方法。轉(zhuǎn)染,用噬菌體DNA作載體所用的方法,這里所用的噬菌體
53、DNA并沒有包上它的外殼。轉(zhuǎn)導(dǎo),用噬菌體作載體所用的方法,這里所用的噬菌體DNA被包上了它的外殼,不過這外殼并不是在噬菌體感染過程中包上,而是在離體情況下包上的,所以稱為離體包裝。注射,如果宿主是比較大的動(dòng)植物細(xì)胞則可以用注射方法把重組DNA分子導(dǎo)入。PCR原理,用途聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法,為最常用的分子生物學(xué)技術(shù)之一。典型的PCR由(1)高溫變性模板;(2)引物與模板退火;(3)引物沿模板延伸三步反應(yīng)組成一個(gè)循環(huán)(xnhun),通過多次循環(huán)反應(yīng),使目的DNA得以迅速擴(kuò)增。其主要步驟是:將待擴(kuò)增的模板DNA置高溫下(通常為93-94)使其變性解成單鏈;人工合成的兩個(gè)寡核苷酸引物在其合適的復(fù)性溫度下分別與目的基因兩側(cè)的兩條單鏈互補(bǔ)(h b)結(jié)合,兩個(gè)引物在模板上結(jié)合的位置決定了擴(kuò)增片段的長短;耐熱的DNA聚合酶(Taq酶)在7
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