生物化學(xué)筆記

1、生物化學(xué)筆記（完整版）有點多，大家好翻頁。粘貼下來慢慢看、 當(dāng)然不建議的時候拿出來，因為太長了，不生物化學(xué)重點第一章 緒論一、生物化學(xué)的的概念：生物化學(xué)（biochemistry)是利用化學(xué)的原理與方法去探討生命的一門科學(xué)，它是介于化學(xué)、生物學(xué)及物理學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科。二、生物化學(xué)的發(fā)展：1敘述生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)發(fā)展的萌芽階段，其主要的工作是分析和物體的組成成分以及生物體的物和排泄物。2動態(tài)生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)蓬勃發(fā)展的時期。就在這一時期，人們基本上弄清了生物體內(nèi)各種主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。3分子生物學(xué)階段：這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。三、

2、生物化學(xué)研究的主要方面：1生物體的物質(zhì)組成：高等生物體主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類以及水、無機鹽等組成，此外還含有一些低分子物質(zhì)。2物質(zhì)代謝：物質(zhì)代謝的基本過程主要包括三大步驟：消化、吸收中間代謝排泄。其中，中間代謝過程是在細胞內(nèi)進行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過程，它包括互變，代謝調(diào)控，能量代謝幾方面的內(nèi)容。代謝，分解代謝，物質(zhì)3細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：細胞內(nèi)存在多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，而這些途徑之間通過一定的方式方式相互交織在一起，從而了非常復(fù)雜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控細胞的代謝、生理活動及生長分化。4生物分子的結(jié)構(gòu)與功能：通過對生物大分子結(jié)構(gòu)的理解，揭示結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。5遺傳與繁殖：對生物體遺傳與繁殖的分

3、子機制的研究，也是現(xiàn)研究的一個重要內(nèi)容。物化學(xué)與分子生物學(xué)第二章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、氨基酸：1結(jié)構(gòu)特點：氨基酸(amino acid)是蛋白質(zhì)分子的基本組成。天然蛋白質(zhì)分子的氨基酸約有 20 種，除脯氨酸為 -亞氨基酸、酸。酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均為 L-氨基2分類：根據(jù)氨基酸的 R 基團的極性大小可將氨基酸分為四類： 非極性中性氨基酸(8種)； 極性中性氨基酸(7 種)； 酸性氨基酸(Glu 和 Asp)； 堿性氨基酸(Lys、Arg 和 His)。二、 肽鍵與肽鏈：肽鍵(peptide bond)是指由一分子氨基酸的 -羧基與另一分子氨基酸的 -氨基經(jīng)脫水而形成的共價鍵(-CO

4、-NH-)。氨基酸分子在參與形成肽鍵之后，由于脫水而結(jié)構(gòu)不完整，稱為氨基酸殘基。每條多肽鏈都有兩端：即氨基端(N 端)與羧基端(C 端)，肽鏈的方向是 N 端C 端。三、肽鍵平面(肽)：肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能旋轉(zhuǎn)；組成肽鍵的四個原子及其相鄰的兩個 碳原子處在同一個平面上，為剛性平面結(jié)構(gòu)，稱為肽鍵平面。四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可人為分為一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)等層次。一級結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，二、三、四級結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。1一級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，其維系鍵是肽鍵。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。2二級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈主鏈骨架盤繞折疊而形成的構(gòu)象，借氫鍵維系。主要有以下幾

5、種類型：-螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為：主鏈骨架圍繞中心軸盤繞形成右手螺旋；螺旋每上升一圈是 3.6 個氨基酸殘基，螺距為 0.54nm； 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵； 側(cè)鏈基團位于螺旋的外側(cè)。影響 -螺旋形成的主要是： 存在側(cè)鏈基團較大的氨基酸殘基； 連續(xù)存在帶相同電荷的氨基酸殘基； 存在脯氨酸殘基。-折疊：其結(jié)構(gòu)特征為： 若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片； 所有肽鍵的C=O 和 N-H 形成鏈間氫鍵；側(cè)鏈基團分別交替位于片層的上、下方。-轉(zhuǎn)角：多肽鏈 180回折部分，通常由四個氨基酸殘基維系。，借 1、4 殘基之間形成氫鍵無規(guī)卷曲：主鏈骨架無規(guī)律盤繞的部分。3三級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈所有原子的空間排布

6、。其維系鍵主要是非共價鍵（次級鍵）：氫鍵、疏水鍵、力、離子鍵等，也可涉及二硫鍵。4四級結(jié)構(gòu)：指亞基之間的排布、接觸部位的布局等，其維系鍵為非共價鍵。亞基是指參與蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的而又具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。五、 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)：1兩性解離與等電點：蛋白質(zhì)分子中仍然存在游離的氨基和游離的羧基酸一樣具有兩性解離的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子所帶正、負(fù)電荷相等時溶液的電點。此蛋白質(zhì)與氨值稱為蛋白質(zhì)的等2蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個重要。3蛋白質(zhì)的紫外吸收：蛋白質(zhì)分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸殘基對紫外光有吸收，以色氨酸吸收最強，最大吸

7、收峰為 280nm。4蛋白質(zhì)的變性：蛋白質(zhì)在某些理化的作用下，其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變及生物活性喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。引起蛋白質(zhì)變性的有：高溫、高壓、電離輻射、超聲波、紫外線及性是不可逆的。、重金屬鹽、強酸強堿等。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子的變六、蛋白質(zhì)的分離與純化：1鹽析與沉淀：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時，溶液的在蛋白質(zhì)的等電點處效果最好。凡能與水以任意比例混合的，如乙醇、甲醇、等，均可引起蛋白質(zhì)沉淀。2電泳：蛋白質(zhì)分子在高于或低于其的溶液中帶凈的負(fù)或正電荷，因

8、此在電場中可以移動。電泳遷移率的大小主要取決于蛋白質(zhì)分子所帶電荷量以及分子大小。3透析：利用透析袋膜的超濾性質(zhì)，可將大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離開。4層析：利用混合物中各組分理化性質(zhì)的差異，在相互接觸的兩相（固定相與相）之間的分布不同而進行分離。主要有離子交換層析，凝膠層析，吸附層析及親和層析等，其中凝膠層析可用于測定蛋白質(zhì)的分子量。5超速離心：利用物質(zhì)密度的不同，經(jīng)超速離心后，分布于不同的液層而分離。超速離心也可用來測定蛋白質(zhì)的分子量，蛋白質(zhì)的分子量與其沉降系數(shù)S 成正比。七、氨基酸順序分析：蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸順序分析，即蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定，主要有以下幾個步驟：1. 分離純化蛋白質(zhì)，得到一

9、定量的蛋白質(zhì)純品；2. 取一定量的樣品進行完全水解，再測定蛋白質(zhì)的氨基酸組成；3. 分析蛋白質(zhì)的N-端和 C-端氨基酸；4. 采用特異性的酶（如胰凝乳蛋白酶）或化學(xué)試劑（如溴化 ）將蛋白質(zhì)處理為若干條肽段；5. 分離純化單一肽段；6. 測定各條肽段的氨基酸順序。一般采用 Edman 降解法，用異硫 酸苯酯進行反應(yīng)，將氨基酸降解后，逐一進定；7. 至少用兩種不同的方法處理蛋白質(zhì)，分別得到其肽段的氨基酸順序；8. 將兩套不同肽段的氨基酸順序進行比較，以獲得完整的蛋白質(zhì)分子的氨基酸順序。第三章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能一、核酸的化學(xué)組成：1含氮堿：參與核酸和核苷酸的含氮堿主要分為嘌呤堿和嘧啶堿兩大類。組成核

10、苷酸的嘧啶堿主要有三種-尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它們都是嘧啶的衍生物。組成核苷酸的嘌呤堿主要有兩種-腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G），它們都是嘌呤的衍生物。2戊糖：核苷酸中的戊糖主要有兩種，即 -D-核糖與 -D-2-脫氧核糖，由此分為核糖核苷酸與脫氧核糖核酸兩大類。的核苷酸也3核苷：核苷是由戊糖與含氮堿基經(jīng)脫水縮合而生成的化合物。通常是由核糖或脫氧核糖的 C1 -羥基與嘧啶堿 N1 或嘌呤堿 N9 進行縮合，故生成的化學(xué)鍵稱為 ，N 糖苷鍵。其中由 D-核糖生成者稱為核糖核苷，而由脫氧核糖生成者則稱為脫氧核糖核苷。由稀有堿基所生成的核苷稱為稀有核苷。假尿苷（）就是由 D-核糖的

11、 C1 與尿嘧啶的 C5 相連而生成的核苷。二、核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名：核苷酸是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包括核糖核苷酸和脫氧核糖核酸兩大類。最常見的核苷酸為 5-核苷酸（5 常被省略）。5-核苷酸又可按其在 5位縮合的磷酸基的多少，分為一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。此外，生物體內(nèi)還存在一些特殊的環(huán)核苷酸，常見的為環(huán)一磷酸腺苷（c）和環(huán)一磷酸鳥苷（cGMP），它們通常是作為激素作用的第二信使。核苷酸通常使用縮寫符號進行命名。第一位符號用小寫字母 d 代表脫氧，第二位用大寫字母代表堿基，第三位用大寫字母代表磷酸基的數(shù)目，第四位用大寫字母 P 代表磷酸。三、核酸的一

12、級結(jié)構(gòu)：核苷酸通過 3,5-磷酸二酯鍵連接起來形成的不含側(cè)鏈的多核苷酸長鏈化合物就稱為核酸。核酸具有方向性，5-位上具有端。磷酸基的末端稱為 5-端，3-位上具有羥基的末端稱為 3-DNA 由d、dGMP、dCMP 和 dTMP 四種脫氧核糖核苷酸所組成。DNA 的一級結(jié)構(gòu)就是指DNA 分子中脫氧核糖核苷酸的種類、數(shù)目、排列順序及連接方式。RNA 由，GMP，CMP，UMP 四種核糖核苷酸組成。RNA 的一級結(jié)構(gòu)就是指 RNA 分子中核糖核苷酸的種類、數(shù)目、排列順序及連接方式。四、DNA 的二級結(jié)構(gòu)：DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)是 DNA 二級結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是 Watson 和 Crick 兩位

13、科學(xué)家于 1953年提出來的一種結(jié)構(gòu)模型，其主要實驗依據(jù)是 Chargaff 研究小組對 DNA 的化學(xué)組成進行的分析研究，即 DNA 分子中四種堿基的摩爾百分比為 A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff 原則），以及由Wilkins 研究小組完成的 DNA 晶體X 線衍射圖譜分析。天然 DNA 的二級結(jié)構(gòu)以 B 型為主，其結(jié)構(gòu)特征為：為右手雙螺旋，兩條鏈以反平行方式排列；主鏈位于螺旋外側(cè)，堿基位于內(nèi)側(cè)；兩條鏈間存在堿基互補，通過氫鍵連系，且 A-T、G-C（堿基互補原則）； 螺旋的穩(wěn)定直徑為 2nm。為氫鍵和堿基堆砌力；螺旋的螺距為 3.4nm，五、DNA 的超螺旋結(jié)構(gòu)：雙螺旋的D

14、NA 分子進一步盤旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu)稱為 DNA 的三級結(jié)構(gòu)。絕大多數(shù)原核生物的 DNA 都是共價封閉的環(huán)狀雙螺旋，其三級結(jié)構(gòu)呈麻花狀。在真核生物中，雙螺旋的 DNA 分子圍繞一蛋白質(zhì)八聚體進行盤繞，從而形成特殊的串珠狀結(jié)構(gòu)，稱為核小體。核小體結(jié)構(gòu)屬于 DNA 的三級結(jié)構(gòu)。六、DNA 的功能：DNA 的基本功能是作為遺傳信息的載體，為生物遺傳信息板。以及信息的轉(zhuǎn)錄提供模DNA 分子中具有特定生物學(xué)功能的片段稱為（gene）。一個生物體的全部 DNA 序列稱為組（genome）。組的大小與生物的復(fù)雜性有關(guān)。七、RNA 的空間結(jié)構(gòu)與功能：RNA 分子的種類較多，分子大小變化較大，功能多樣化。RNA

15、 通常以單鏈存在，但也可形成局部的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1mRNA 的結(jié)構(gòu)與功能：mRNA 是單鏈核酸，其在真核生物中的初級產(chǎn)物稱為 HnRNA。大多數(shù)真核成mRNA 分子具有典型的 5-端的 7-甲基鳥苷三磷酸（m7GTP）帽子結(jié)構(gòu)和 3-端的多聚腺苷酸(polyA)尾構(gòu)。mRNA 的功能是為蛋白質(zhì)的提供模板，分子中帶有遺傳。mRNA 分子中每三個相鄰的核苷酸組成一組，在蛋白質(zhì)翻譯時代表一個特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為遺傳（coden）。2tRNA 的結(jié)構(gòu)與功能：tRNA 是分子最小，但含有稀有堿基最多的 RNA。tRNA 的二級結(jié)構(gòu)由于局部雙螺旋的形成而表現(xiàn)為三葉草形，故稱為三葉草結(jié)構(gòu)，可分為

16、五個部分：氨基酸臂：由 tRNA 的 5-端和 3-端的局部雙螺旋，3-端都帶有-CCA-OH 順序，可與氨基酸結(jié)合而攜帶氨基酸。DHU 臂：含有二氫尿嘧啶核苷，與氨基酰 tRNA酶的結(jié)合有關(guān)。反臂：其反環(huán)中部的三個核苷酸組成三聯(lián)體，在蛋白質(zhì)生物中，可以用來識別 mRNA 上相應(yīng)的，故稱為反促使 tRNA 與oden）。 TC 臂：含保守的 TC 順序，可以識別白體上的 rRNA，白體結(jié)合?？勺儽郏何挥?TC 臂和反臂之間，功能不詳。3rRNA 的結(jié)構(gòu)與功能：rRNA 是細胞中含量最多的 RNA，可與蛋白質(zhì)一起白體，作為蛋白質(zhì)生物的場所。原核生物中的 rRNA 有三種：5S，16S，23S。真

17、核生物中的 rRNA 有四種：5S，5.8S，18S，28S。八、核酶：具有自身催化作用的 RNA 稱為核酶（ribozyme），核酶通常具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，如錘頭結(jié)構(gòu)。九、核酸的一般理化性質(zhì)：核酸具有酸性；粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰為 260nm。十、DNA 的變性：在理化作用下，DNA 雙螺旋的兩條互補鏈松散而分開成為單鏈，從而導(dǎo)致 DNA 的理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為 DNA 的變性。引起 DNA 變性的主要有：高溫，強酸強堿，等。DNA 變性后的性質(zhì)改變：增色效應(yīng)：指 DNA 變性后對 260nm 紫外光的光吸收度增加的現(xiàn)象；旋光性下降；粘度降低；生物功能喪失或改

18、變。加熱 DNA 溶液，使其對 260nm 紫外光的吸收度突然增加，達到其最大值一半時的溫度，就是 DNA 的變性溫度（融解溫度，Tm）。Tm 的高低與 DNA 分子中 G+C 的含量有關(guān)，G+C 的含量越高，則 Tm 越高。十一、DNA 的復(fù)性與分子雜交：將變性 DNA 經(jīng)退火處理，使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程，稱為 DNA 的復(fù)性。兩條來源不同的單鏈核酸（DNA 或 RNA），只要它們有大致相同的互補堿基順序，以退火處理即可復(fù)性，形成新的雜種雙螺旋，這一現(xiàn)象稱為核酸的分子雜交。核酸雜交可以是 DNA-DNA，也可以是 DNA-RNA 雜交。不同來源的，具有大致相同互補堿基順序的核酸片段稱為

19、同源順序。常用的核酸分子雜交技術(shù)有：原位雜交、斑點雜交、Southern 雜交及 Northern 雜交等。在核酸雜交分析過程中，已知順序的核酸片段用放射性同位素或生物素進行標(biāo)記，這種帶有一定標(biāo)記的已知順序的核酸片段稱為探針。十二、核酸酶：凡是能水解核酸的酶都稱為核酸酶。凡能從多核苷酸鏈的末端開始水解核酸的酶稱為核酸外切酶，凡能從多核苷酸鏈中間開始水解核酸的酶稱為核酸內(nèi)切酶。能識別特定的核苷酸順序，并從特定位點水解核酸的內(nèi)切酶稱為限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）第四章 酶一、酶的概念：酶（enzyme）是由活細胞產(chǎn)生的生物催化劑，這種催化劑具有極高的催化效率和高度的底物特異性，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。酶

20、按照其分子結(jié)構(gòu)可分為單體酶、寡聚酶和多酶體系（多酶復(fù)合體和多功能酶）三大類。二、酶的分子組成：酶分子可根據(jù)其化學(xué)組成的不同，可分為單純酶和結(jié)合酶（全酶）兩類。結(jié)合酶則是由酶蛋白和輔助因子兩部分有關(guān)。，酶蛋白部分主要與酶的底物特異性有關(guān)，輔助因子則與酶的催化活性與酶蛋白疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機化合物稱為輔酶。與酶蛋白牢固結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機化合物稱為輔基。三、輔酶與輔基的來源及其生理功用：輔酶與輔基的生理功用主要是： 運載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。 運載反應(yīng)基團，如?；被?、烷基、羧基及一碳素。等，參與基團轉(zhuǎn)移。大部分的輔酶與輔基衍生于維生維生素（

21、vitamin)是指一類維持細胞正常功能所必需的，但在許多生物體內(nèi)不能自身須由食物供給的小分子有機化合物。而必維生素可按其溶解性的不同分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。脂溶性維生素有 VitA、VitD、VitE 和 VitK 四種；水溶性維生素有 VitB1，VitB2，VitPP，VitB6，VitB12，VitC，泛酸，生物素，葉酸等。1.TPP：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（Vit B1）焦磷酸化而生成，是脫羧酶的輔酶，在體內(nèi)參與糖代謝過程中 -酮酸的氧化脫羧反應(yīng)。2.FMN 和 FAD：即單核苷酸（FMN）和腺嘌呤二核苷酸（FAD），是核（VitB2）的衍生物。FMN 或 FAD 通

22、常作為脫氫酶的輔基，在酶促反應(yīng)中作為遞氫體（雙遞氫體）。3.NAD+和 N+：即酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，輔酶）和酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（N+，輔酶），是 Vit PP 的衍生物。NAD+和 N+主要作為脫氫酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起遞氫體的作用，為單遞氫體。4.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：是 Vit B6 的衍生物。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作為氨基轉(zhuǎn)移酶，氨基酸脫羧酶，半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。5.CoA：泛酸（遍多酸）在體內(nèi)參與輔酶A（CoA）。CoA 中的巰基可與羧基以高能硫酯鍵結(jié)合，在糖、脂、蛋白質(zhì)代謝中起傳遞?；淖饔茫酋；傅妮o酶。6.生物素：是羧化酶的輔基，在體內(nèi)參與 CO2 的固

23、定和羧化反應(yīng)。7. FH4：由葉酸衍生而來。四氫葉酸是體內(nèi)一碳基團轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶。8. Vit B12 衍生物：Vit B12 分子中含金屬元素鈷，故又稱為鈷胺素。Vit B12 在體內(nèi)有多種活性形式，如 5-脫氧腺苷鈷胺素、甲基鈷胺素等。其中，5-脫氧腺苷鈷胺素參與酶，甲基鈷胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。變位酶的輔四、金屬離子的作用：1. 穩(wěn)定構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象；酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與酶的活性中心；2.3. 連接作用：作為橋梁，將底物分子與酶蛋白螯合起來。五、酶的活性中心：酶分子上具有一定空間構(gòu)象的部位，該部位化學(xué)基團集中，直接參與將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)

24、物的反應(yīng)過程，這一部位就稱為酶的活性中心。參與酶的活性中心的化學(xué)基團，有些是與底物相結(jié)合的，稱為結(jié)合基團，有些是催化底物反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的，稱為催化基團，這兩類基團統(tǒng)稱為活性中心內(nèi)必需基團。在酶的活性中心以外，也存在一些化學(xué)基團，主要與維系酶的空間構(gòu)象有關(guān)，稱為酶活性中心外必需基團。六、酶促反應(yīng)的特點：1具有極高的催化效率：酶的催化效率可比一般催化劑高 1061020 倍。酶能與底物形成ES 中間復(fù)合物，從而改變化學(xué)反應(yīng)的進程，使反應(yīng)所需活化能閾大大降低，活化分子的數(shù)目大大增加，從而加速反應(yīng)進行。2具有高度的底物特異性：一種酶只作用于一種或一類化合物，以促進一定的化學(xué)變化，生成一定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)

25、象稱為酶作用的特異性。絕對特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對特異性，如琥珀酸脫氫酶。相對特異性：一種酶只能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類化學(xué)反應(yīng)，稱為相對特異性，如脂肪酶。異構(gòu)特異性：一種酶只能作用于一種異構(gòu)體，或只能生成一種異構(gòu)體，稱為異構(gòu)特異性，如 L-精氨酸酶。3酶的催化活性是可以調(diào)節(jié)的：如代謝物可調(diào)節(jié)酶的催化活性，對酶分子的共價修飾可改變酶的催化活性，也可通過改變酶蛋白的來改變其催化活性。七、酶促反應(yīng)的機制：1中間復(fù)合物學(xué)說與誘導(dǎo)契合學(xué)說：酶催化時，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶-底物復(fù)合物（ES），此復(fù)合物再分解出酶，并生成產(chǎn)物，即為中間復(fù)合

26、物學(xué)說。當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時，底物分子可以誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象以生改變，使之成為能與底物分子密切結(jié)合的構(gòu)象，這就是誘導(dǎo)契合學(xué)說。2與酶的高效率催化有關(guān)的：趨近效應(yīng)與定向作用；張力作用；酸堿催化作用；共價催化作用；酶活性中心的低介電區(qū)（表面效應(yīng)）。八、酶促反應(yīng)動力學(xué)：酶反應(yīng)動力學(xué)主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各種。在探討各種對酶促反應(yīng)速度的影響時，通常測定其初始速度來代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量k+2 時，Km=k-1/k+1=Ks。因此，Km 可以反映酶與底物親和力的大小，即 Km 值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小。Km 可用于判斷反應(yīng)級數(shù)：當(dāng)S100Km 時，=Vmax

27、，反應(yīng)為零級反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)；當(dāng) 0.01KmS20kJ/mol 的磷酸鍵稱為高能磷酸鍵，主要有以下幾種類1磷酸酐鍵：包括各種多磷酸核苷類化合物，如，ATP 等。2混合酐鍵：由磷酸與羧酸脫水后形成的酐鍵，主要有 1,3-二磷酸甘油酸等化合物。3烯醇磷酸鍵：見于磷酸烯醇式酸中。4磷酸胍鍵：見于磷酸肌酸中，是肌肉和腦組織中能量的形式。磷酸肌酸中的高能磷酸鍵不能被直接利用，而必須先將其高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給 ATP，才能供生理活動之需。這一反應(yīng)過肌酸磷酸激酶（CPK）催化完成。九、線粒體外 NADH 的穿梭：胞液中的 3-磷酸甘油醛或乳酸脫氫，均可產(chǎn)生 NADH。這些 NADH 可經(jīng)穿梭系統(tǒng)

28、而進入線粒體氧化磷酸化，產(chǎn)生H2O 和 ATP。1磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：這一系統(tǒng)以 3-磷酸甘油和磷酸二羥酸甘油脫氫酶的催化下，將胞液中 NADH 的氫原子帶入線粒體為載體，在兩種不同的 -磷給 FAD，再沿琥珀酸氧化呼吸鏈進行氧化磷酸化。因此，如 NADH 通過此穿梭系統(tǒng)帶一對氫原子進入線粒體，則只得到 2 分子 ATP。2蘋果酸穿梭系統(tǒng)：此系統(tǒng)以蘋果酸和氨酸為載體，在蘋果酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶的催化下。將胞液中 NADH 的氫原子帶入線粒體交給NAD+，再沿 NADH 氧化呼吸鏈進行氧化磷酸化。因此，經(jīng)此穿梭系統(tǒng)帶入一對氫原子可生成 3 分子 ATP第八章 氨基酸代謝一、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用：1蛋白

29、質(zhì)的生理功能：主要有：是組織細胞的重要成分；參與組織細胞的更新和修補；參與物質(zhì)代謝及生理功能的調(diào)控；氧化供能；其他功能：如轉(zhuǎn)運、凝血、免疫、識別等。2氮平衡：體內(nèi)蛋白質(zhì)的與分解處于動態(tài)平衡中，故氮量與排出量也維持著動態(tài)平衡，這種動態(tài)平衡就稱為氮平衡。氮平衡有以下幾種情況：氮總平衡：攝入氮量與排出氮量大致相等，表示體內(nèi)蛋白質(zhì)的量與分解量大致相等，稱為氮總平衡。此種情況見于正常成人。氮正平衡：攝入氮量大于排出氮量，表明體內(nèi)蛋白質(zhì)的量大于分解量，稱為氮正平衡。此種情況見于兒童、孕婦、病后恢復(fù)期。氮負(fù)平衡：攝入氮量小于排出氮量，表明體內(nèi)蛋白質(zhì)的量小于分解量，稱為氮負(fù)平衡。此種情況見于消耗性疾病患者（結(jié)

30、核、腫瘤），饑餓者。3必需氨基酸與非必需氨基酸：體內(nèi)不能，必須由食物蛋白質(zhì)供給的氨基酸稱為必需氨基酸。反之，體內(nèi)能夠自行，不必由食物供給的氨基酸就稱為非必需氨基酸。必需氨基酸一共有八種：賴氨酸（Lys）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（ e）、蛋氨酸（Met）、蘇氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、纈氨酸（Val）。酪氨酸和半胱氨酸必需以必需氨基酸為原料來，故被稱為半必需氨基酸。4蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值及互補作用：蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值高低的決定有： 必需氨基酸的含量； 必需氨基酸的種類； 必需氨基酸的比例，即具有與需求相符的氨基酸組成。將幾種營養(yǎng)價值較低的食物蛋白質(zhì)混合后食用，以提高其營養(yǎng)價

31、值的作用稱為食物蛋白質(zhì)的互補作用。二、蛋白質(zhì)的消化、吸收與1蛋白質(zhì)的消化：胃蛋白酶水解食物蛋白質(zhì)為多肽，再在小腸中完全水解為氨基酸。2氨基酸的吸收：主要在小腸進行，是一種主動轉(zhuǎn)運過程，需由特殊載體攜帶。除此之外，也可經(jīng)-谷氨酰循環(huán)進行。3蛋白質(zhì)在腸中的：主要在大腸中進行，是細菌對蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的分解作用，可產(chǎn)生物質(zhì)。三、氨基酸的脫氨基作用：氨基酸主要通過三種方式脫氨基，即氧化脫氨基，聯(lián)合脫氨基和非氧化脫氨基。1氧化脫氨基：反應(yīng)過程包括脫氫和水解兩步，反應(yīng)主要由 L-氨基酸氧化酶和谷氨酸脫氫酶所催化。L-氨基酸氧化酶是一種需氧脫氫酶，該酶在內(nèi)作用不大。谷氨酸脫氫酶是一種不需氧脫氫酶，以 NA

32、D+或 N+為輔酶。該酶作用較大，屬于變構(gòu)酶，其活性受 ATP，GTP 的抑制，受，GDP 的激活。2轉(zhuǎn)氨基作用：由轉(zhuǎn)氨酶催化，將 -氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到 -酮酸酮基的位置上，生成相應(yīng)的 -氨基酸，而原來的 -氨基酸則轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的-酮酸。轉(zhuǎn)氨酶以磷酸吡哆醛(胺)為輔酶。轉(zhuǎn)氨基作用可以在各種氨基酸與 -酮酸之間普遍進行。除 Gly，Lys，Thr，Pro 外，均可參加轉(zhuǎn)氨基作用。較為重要的轉(zhuǎn)氨酶有： 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT），又稱為轉(zhuǎn)氨酶（GPT）。催化丙氨酸與 -酮戊二酸之間的氨基移換反應(yīng)，為可逆反應(yīng)。該酶在肝臟中活性較高，在肝臟疾病時，可引起顯升高。中 ALT 活性明氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）

33、，又稱為谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）。催化氨酸與 -酮戊二酸之間的氨基移換反應(yīng)，為可逆反應(yīng)。該酶在心肌中活性較高，故在心肌疾患時，顯升高。中 AST 活性明3聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨基作用與氧化脫氨基作用聯(lián)合進行，從而使氨基酸脫去氨基并氧化為 -酮酸的過程，稱為聯(lián)合脫氨基作用?？稍诖蠖鄶?shù)組織細胞中進行，是體內(nèi)主要的脫氨基的方式。4嘌呤核苷酸循環(huán)（PNC）：這是存在于骨骼肌和心肌中的一種特殊的聯(lián)合脫氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中，腺苷酸脫氨酶的活性較高，該酶可催化脫氨基，此反應(yīng)與轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)相聯(lián)系，即嘌呤核苷酸循環(huán)的脫氨基作用。四、-酮酸的代謝：1再氨基化為氨基酸。2轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑耗承┌被崦摪被笊商钱惿?/p>

34、途徑的中間代謝物，故可經(jīng)糖異生途徑生成葡萄糖，這些氨基酸稱為生糖氨基酸。個別氨基酸如 Leu，Lys，經(jīng)代謝后只能生成乙酰 CoA或乙酰乙酰 CoA，再轉(zhuǎn)變?yōu)橹颍史Q為生酮氨基酸。而e，Tyr，Ile，Thr，Trp 經(jīng)分解后的產(chǎn)物一部分可生成葡萄糖，另一部分則生成乙酰 CoA，故稱為生糖兼生酮氨基酸。3氧化供能：進入三徹底氧化分解供能。五、氨的代謝：1血氨的來源與去路：血氨的來源：由腸道吸收；氨基酸脫氨基；氨基酸的酰胺基水解；其他含氮物的分解。血氨的去路：在肝臟轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩?；胺和谷氨酰胺；直接排出。氨基酸；其他含氮物；?氨在血中的轉(zhuǎn)運：氨在血液循環(huán)中的轉(zhuǎn)運，需以無毒的形式進行，如生成丙氨酸

35、或谷氨酰胺等，將氨轉(zhuǎn)運至肝臟或腎臟進行代謝。丙氨酸-葡萄糖循環(huán)：肌肉中的氨基酸將氨基轉(zhuǎn)給酸生成丙氨酸，后者液循環(huán)轉(zhuǎn)運至肝臟再脫氨基，生成的酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛笤僖貉h(huán)轉(zhuǎn)運至肌肉重新分解產(chǎn)生酸，這一循環(huán)過程就稱為丙氨酸-葡萄糖循環(huán)。谷氨酰胺的運氨作用：肝外組織，如腦、骨骼肌、心肌在谷氨酰胺酶的催化下，谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形式將氨基液循環(huán)帶到肝臟，再由谷氨酰胺酶將其分解，產(chǎn)生的氨即可用于尿素。因此，谷氨酰胺對氨具有、和解毒作用。3鳥氨酸循環(huán)與尿素的：體內(nèi)氨的主要代謝去路是用于尿素。尿素的主要器官是肝臟，但在腎及腦中也可少量。尿素是經(jīng)鳥氨酸循環(huán)的反應(yīng)過程來完成，催化這些反應(yīng)的酶存在于胞液和線粒

36、體中。其主要反應(yīng)過程如下：NH3+CO2+2ATP 氨基甲酰磷酸胍氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸尿素+鳥氨酸。尿素的特點：主要在肝臟的線粒體和胞液中進行；一分子尿素需消耗四分子 ATP；精氨酸代琥珀酸酶是尿素的關(guān)鍵酶；尿素分子中的兩個氮原子，一個來源于NH3，一個來源于氨酸。六、氨基酸的脫羧基作用：由氨基酸脫羧酶催化，輔酶為磷酸吡哆醛，產(chǎn)物為 CO2 和胺。1-氨基丁酸的生成：-氨基丁酸（GABA）是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，由 L-谷氨酸脫羧而產(chǎn)生。反應(yīng)由 L-谷氨酸脫羧酶催化，在腦及腎中活性很高。25-羥色胺的生成：5-羥色胺（5-HT）也是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，且具有縮作用，其原料是色氨酸。過程為：色

37、氨酸5 羥色氨酸5-羥色胺。3組胺的生成：組胺由組氨酸脫羧產(chǎn)生，具有促進平滑肌收縮，促進胃酸和作用。舒4多胺的生成：精脒和精胺均屬于多胺，它們與細胞生長繁殖的調(diào)節(jié)有關(guān)。鳥氨酸，關(guān)鍵酶是鳥氨酸脫羧酶。的原料為七、一碳的代謝：一碳是指只含一個碳原子的有機基團，這些基團通常由其載體攜帶參加代謝反應(yīng)。常見的一碳有甲基（-CH3）、亞甲基或甲烯基（-CH2-）、次甲基或甲炔基（=CH-）、甲酰基（-CHO）、亞氨甲基（-CH=NH）、羥甲基（-CH2OH）等。一碳通常由其載體攜帶，常見的載體有四氫葉酸（FH4）和 S-腺苷同型半胱氨酸，有時也可為 VitB12。常見的一碳的四氫葉酸衍生物有：N10-甲酰

38、四氫葉酸（N10-CHO FH4）；N5-亞氨甲基四氫葉酸（N5-CH=NH FH4）；N5,N10-亞甲基四氫葉酸 （N5,N10-CH2-FH4）；N5,N10-次甲基四氫葉酸 （N5,N10=CH-FH4）；N5-甲基四氫葉酸（N5-CH3 FH4）。蘇氨酸、絲氨酸酸和色氨酸代謝降解后可生成 N10-甲酰四氫葉酸，后者可用于嘌呤 C2原子的；蘇氨酸、絲氨酸、酸和組氨酸代謝降解后可生成 N5,N10-次甲基四氫葉酸，后者可用于嘌呤 C8 原子的；絲氨酸代謝降解后可生成 N5,N10-亞甲基四氫葉酸，后者可用于胸腺嘧啶甲基的。八、S-腺苷蛋氨酸循環(huán)：蛋氨酸是體內(nèi)許多重要化合物，如腎上腺素、膽

39、堿、肌酸和核酸等的甲基供體。其活性形式為S-腺苷蛋氨酸（SAM）。SAM 也是一種一碳衍生物，其載體可認(rèn)為是 S-腺苷同型半胱氨酸，攜帶的一碳是甲基。從蛋氨酸形成的S-腺苷蛋氨酸，在提供甲基以后轉(zhuǎn)變?yōu)橥桶腚装彼幔缓笤俜捶较蛑匦潞铣傻鞍彼?，這一循環(huán)反應(yīng)過程稱為S-腺苷蛋氨酸循環(huán)或活性甲基循環(huán)。九、芳香族氨基酸的代謝：在神經(jīng)組織細胞中的主要代謝過程為：苯丙氨酸酪氨酸多巴多巴胺去甲腎上腺素腎上腺素。多巴胺、去甲腎上腺素和腎上腺素統(tǒng)稱兒茶酚胺。在黑色素細胞中，多巴可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍１奖彼崃u化酶遺傳性缺陷可致苯酸尿癥，酪氨酸酶遺傳性缺陷可致白化病第九章 核苷酸代謝一、核苷酸類物質(zhì)的生理功用：核苷酸類

40、物質(zhì)在內(nèi)的生理功用主要有： 作為DNA。核酸的原料：如用 ATP，GTP，CTP，UTPRNA，用 dATP，dGTP，dCTP，dTTP 作為能量的和供應(yīng)形式：除 ATP 之外，還有GTP，UTP，CTP 等。 參與代謝或生理活動的調(diào)節(jié)：如環(huán)核苷酸 c和 cGMP 作為激素的第二信使。 參與分。酶的輔酶或輔基：如在 NAD+，N+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA 中均含有核苷酸的成 作為代謝中間物的載體：如用 UDP 攜帶糖基，用 CDP 攜帶膽堿，膽胺或甘油二酯，用腺苷攜帶蛋氨酸（SAM）等。二、嘌呤核苷酸的代謝：1從頭途徑：利用一些簡單的前體物，如 5-磷酸核糖，氨基酸，一碳及 CO2 等，逐步

41、嘌呤核苷酸的過程稱為從頭途徑。這一途徑主要見于肝臟，其次為小腸和胸腺。嘌呤環(huán)中各原子分別來自下列前體物質(zhì)：Asp N1；N10-CHO FH4 C2 ；Gln N3 和 N9 ；CO2 C6 ；N5,N10=CH-FH4 C8 ；Gly C4 、C5 和 N7。過分為三個階段： 次黃嘌呤核苷酸的：在磷酸核糖焦磷酸酶的催化下，消耗 ATP，由 5-磷酸核糖PRPP(1-焦磷酸-5-磷酸核糖)。然后再經(jīng)過大約 10 步反應(yīng)，酸（IMP）。第一個嘌呤核苷酸-次 腺苷酸及鳥苷酸的腺苷酸代琥珀酸（為受氫體，脫氫氧化為成鳥苷酸（GMP）。：IMP 在腺苷酸代琥珀酸酶的催化下，由氨酸提供氨基-S），然后裂解

42、產(chǎn)生；IMP 也可在 IMP 脫氫酶的催化下，以 NAD+酸（XMP），后者再在鳥苷酸酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合三磷酸嘌呤核苷的：/GMP 被進一步磷酸化，最后生成 ATP/GTP，作為RNA的原料。/GDP 則可在核糖核苷酸還原酶的催化下，脫氧生成 d/dGDP，然后再磷酸化為dATP/dGTP，作為DNA 的原料。2補救途徑：又稱再利用途徑。指利用分解代謝產(chǎn)生的嘌呤堿嘌呤核苷酸的過程。這一途徑可在大多數(shù)組織細胞中進行。其反應(yīng)為：A + PRPP GMMP。；G/I + PRPP 3抗代謝藥物對嘌呤核苷酸的抑制：能夠抑制嘌呤核苷酸的一些抗代謝藥物，通常是屬于嘌呤、氨基酸或葉酸的類似物，主

43、要通過對代謝酶的競爭性抑制作用，來干擾或抑制嘌呤核苷酸的，因而具有抗腫瘤治療作用。在臨應(yīng)用較多的嘌呤核苷酸類似物主要是 6-巰基嘌呤（6-MP）。6-MP 的化學(xué)結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤類似，因而可以抑制 IMP 轉(zhuǎn)變?yōu)榛?GMP，從而干擾嘌呤核苷酸的。三、嘌呤核苷酸的分解代謝：嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤堿，最后產(chǎn)生的 I 和X 經(jīng)黃嘌呤氧化酶催化氧化生成終產(chǎn)物尿酸。痛風(fēng)癥患者由于體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝異常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸鈉晶體沉積于軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織及腎臟，臨表現(xiàn)為皮下結(jié)節(jié)，關(guān)節(jié)疼痛等。可用別嘌呤醇予以治療。四、嘧啶

44、核苷酸的代謝：1從頭途徑：指利用一些簡單的前體物逐步嘧啶核苷酸的過程。該過程主要在肝臟的胞液中進行。嘧啶環(huán)中各原子分別來自下列前體物：CO2C2 ；GlnN3 ；Asp C4 、C5 、C6 、N1。嘧啶核苷酸的主要步驟為：尿苷酸的：在氨基甲酰磷酸酶的催化下，以 Gln，CO2，ATP 等為原料氨基甲酰磷酸。后者在氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的催化下，轉(zhuǎn)移一分子氨酸，從而氨甲酰氨酸，然后再經(jīng)脫氫、脫羧、環(huán)化等反應(yīng)，第一個嘧啶核苷酸，即 UMP。胞苷酸的：UMP 經(jīng)磷酸化后生成 UTP，再在胞苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP。酶的催化下，由 Gln 提供氨基 脫 氧 嘧 啶 核 苷 酸 的dCDPdCMPdUMPdTMPdT

45、DPdTTP。胸苷酸 N5,N10-亞甲基四氫葉酸。：CTPCDPdCDPdCTP。酶催化 dUMP 甲基化，甲基供體為2補救途徑：由分解代謝產(chǎn)生的嘧啶/嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)猷奏ず塑账岬倪^程稱為補救途徑。以嘧啶核苷的補救dTMP。途徑較重要。主要反應(yīng)為：UR/CR + ATP UMP/CMP；TdR + ATP 3抗代謝藥物對嘧啶核苷酸的抑制：能夠抑制嘧啶核苷酸的抗代謝藥物也是一些嘧啶核苷酸的類似物，通過對酶的競爭性抑制而干擾或抑制嘧啶核苷酸的。主要的抗代謝藥物是 5-氟尿嘧啶（5-FU）。5-FU 在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)?F-dUMP，其結(jié)構(gòu)與 dUMP 相似，可競爭性抑制胸苷酸酶的活性，從而抑制胸苷酸的

46、。五、嘧啶核苷酸的分解代謝：嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，產(chǎn)生的嘧啶堿可在體內(nèi)進一步分解代謝。不同的嘧啶堿其分解代謝的產(chǎn)物不同，其降解過程主要在肝臟進行。胞嘧啶和尿嘧啶降解的終產(chǎn)物為（-丙氨酸 + NH3 + CO2 ）；胸腺嘧啶降解的終產(chǎn)物為（-氨基異丁酸 + NH3 + CO2 ）。第十一章 DNA 的生物一、遺傳學(xué)的中心法則和心法則：DNA 通過將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)分子，從而決定生物的表現(xiàn)型。DNA 的、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就了遺傳學(xué)的中心法則。但在少數(shù) RNA中，其遺傳信息在 RNA 中。因此，在這些生物體中，

47、遺傳信息的流向是 RNA 通過，將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過反轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給 DNA，再由 DNA 通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞給蛋白質(zhì)，這種遺傳信息的流向就稱為心法則。二、DNA的特點：1半保留：DNA 在時，以親代 DNA 的每一股作模板，完全相同的兩個雙鏈子代 DNA，每個子代 DNA 中都含有一股親代 DNA 鏈，這種現(xiàn)象稱為 DNA 的半保留(semiconservative replication)。DNA 以半保留方式進行Stahl 所完成的實驗所證明。，是在 1958 年由 M. Meselson 和 F.2有一定的排列順序的片段，即生物中則為多個。起始點：DNA 在起始點（時

48、，需在特定的位點起始，這是一些具有特定核苷酸子）。在原核生物中，起始點通常為一個，而在真核3需要引物(primer)：DNA 聚合酶必須以一段具有 3端羥基（3-OH）的 RNA 作為引物，才能開始聚合子代 DNA 鏈。RNA 引物的大小，在原核生物中通常為 50100 個核苷酸，而在真核生物中約為 10 個核苷酸。4雙向：DNA也可進行單向。時，以起始點為中心，向兩個方向進行。但在生物中，5半不連續(xù)：由于 DNA 聚合酶只能以 53方向聚合子代 DNA 鏈，因此兩條親代 DNA鏈作為模板聚合子代 DNA 鏈時的方式是不同的。以 35方向的親代 DNA 鏈作模板的子代鏈在聚合時基本上是連續(xù)進行

49、的，這一條鏈被稱為領(lǐng)頭鏈(leading strand)。而以 53方向的親代 DNA鏈為模板的子代鏈在聚合時則是不連續(xù)的，這條鏈被稱為隨從鏈(lagging strand)。DNA 在時，由隨從鏈所形成的一些子代 DNA 短鏈稱為片段(Okazaki fragment)。片段的大小，在原核生物中約為 10002000 個核苷酸，而在真核生物中約為 100 個核苷酸。三、DNA的條件：1底物：以四種脫氧核糖核酸(deoxynucleotide triosate)為底物，即 dATP，dGTP，dCTP，dTTP。2模板(template)：以親代 DNA 的兩股鏈解開后，分別作為模板進行。3體

50、(primosome)和 RNA 引物(primer)：體由前體與引物酶（primase）組裝而成。前體是由若干蛋白因子聚合而成的復(fù)合體；引物酶本質(zhì)上是一種依賴 DNA 的 RNA 聚合酶（DDRP）。4DNA 聚合酶（DNA dependent DNA polymerase, DDDP）：種類和生理功能：在原核生物中，目前發(fā)現(xiàn)的 DNA 聚合酶有三種，分別命名為 DNA 聚合酶（pol ），DNA 聚合酶（pol ），DNA 聚合酶（pol ），這三種酶都屬于具有多種酶活性的多功能酶。pol 為單一肽鏈的大分子蛋白質(zhì)，具有 53聚合酶活性、35外切酶活性和 53外切酶的活性；其功能主要是去除

51、引物、填補缺口以及修復(fù)損傷。pol 具有 53聚合酶活性和 35外切酶活性，其功能 不明。pol 是由十種亞基組成的不對稱二聚體，具有 53聚合酶活性和 35外切酶活性，與 DNA功能有關(guān)。在真核生物中，目前發(fā)現(xiàn)的 DNA 聚合酶有五種。其中，參與DNA的是 pol （延長隨從鏈）和 pol （延長領(lǐng)頭鏈），參與線粒體 DNA的是 pol ，pol 與DNA 損傷修復(fù)、校讀和填補缺口有關(guān)，pol 只在其他聚合酶無活性時才發(fā)揮作用。DNA的保真性：為了保證遺傳的穩(wěn)定，DNA 的必須具有高保真性。DNA時的保真性主要與下列有關(guān)：遵守嚴(yán)格的堿基配對規(guī)律；在時對堿基的正確選擇；對過程中出現(xiàn)的錯誤及時進

52、行校正。5DNA 連接酶(DNA ligase)：DNA 連接酶可催化兩段 DN段之間磷酸二酯鍵的形成，而使兩段 DNA 連接起來。該酶催化的條件是： 需一段 DN段具有 3-OH，而另一段 DN段具有 5-基； 未封閉的缺口位于雙鏈 DNA 中，即其中有一條鏈?zhǔn)峭暾模?需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由 ATP 供能。6單鏈 DNA 結(jié)合蛋白（single strand binding protein, SSB）：又稱螺旋反穩(wěn)蛋白（HDP）。這是一些能夠與單鏈 DNA 結(jié)合的蛋白質(zhì)因子。其作用為：穩(wěn)定單鏈 DNA，便于以其為模板代 DNA； 保護單鏈 DNA，避免核酸

53、酶的降解。子7解螺旋酶（unwinding enzyme）：又稱解鏈酶或 rep 蛋白，是用于解開 DNA 雙鏈的酶蛋白，每解開一對堿基，需消耗兩分子 ATP。8拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)：拓?fù)洚悩?gòu)酶可將 DNA 雙鏈中的一條鏈或兩條鏈切斷，松開超螺旋后再將 DNA 鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。四、DNA 生物過程：1的起始：預(yù)：解旋解鏈，形成叉：由拓?fù)洚悩?gòu)酶和解鏈酶作用，使 DNA 的超螺旋及雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，形成兩條單鏈 DNA。單鏈 DNA 結(jié)合蛋白（SSB）結(jié)合在單鏈 DNA 上，形成叉。DNA時，局部雙螺旋解開形成兩條單鏈，這種叉狀結(jié)構(gòu)稱為叉。體組裝：由前體蛋白因子

54、識別起始點，并與酶一起組裝形成體。：在酶的催化下，以 DNA 鏈為模板，一段短的 RNA 引物。2的延長：聚合子代 DNA：由 DNA 聚合酶催化，以親代 DNA 鏈為模板，從 53方向聚合子代 DNA鏈。體移動：體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的叉，隨從鏈重新RNA 引物，繼續(xù)進行鏈的延長。3的終止：去除引物，填補缺口： RNA 引物被水解，缺口由 DNA 鏈填補，直到剩下最后一個磷酸酯鍵的缺口。連接片段：在 DNA 連接酶的催化下，將片段連接起來，形成完整的 DNA 長鏈。真核生物端粒（ omere）的形成：端粒是指真核生物線性 DNA 分子末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨大成粒狀。線性 DN

55、A 在完成后，其末端由于引物 RNA 的水解而可能出現(xiàn)縮短。故需要在端粒酶（ omerase）的催化下，進行延長反應(yīng)。端粒酶是一種 RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體，它可以其RNA 為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄過程對末端 DNA 鏈進行延長。五、DNA 的損傷：由自發(fā)的或環(huán)境的引起 DNA 一級結(jié)構(gòu)的任何異常的改變稱為 DNA 的損傷。常見的 DNA的損傷包括堿基脫落、堿基修飾、交聯(lián)，鏈的斷裂，重組等。引起 DNA 損傷的有：1自發(fā)：(1)自發(fā)脫堿基：由于 N-糖苷鍵的自發(fā)斷裂，引起嘌呤或嘧啶堿基的脫落。(2)自發(fā)脫氨基：C 自發(fā)脫氨基可生成 U，A 自發(fā)脫氨基可生成 I。(3)錯配：由于時堿基配對錯誤引起的損傷。

56、2物理：由紫外線、電離輻射、X 射線等引起的 DNA 損傷。其中，X 射線和電離輻射常常引起DNA 鏈的斷裂，而紫外線常常引起嘧啶二聚體的形成，如TT，TC，CC 等二聚體。3化學(xué)：(1)脫氨劑：如亞硝酸與亞硝酸鹽，可加速 C 脫氨基生成 U，A 脫氨基生成 I。(2)烷基化劑：這是一類帶有活性烷基的化合物，可提供甲基或其他烷基，引起堿基或磷酸基的烷基化，甚至可引起鄰近堿基的交聯(lián)。(3)DNA 加合劑：如苯并芘，在體內(nèi)代謝后生成四羥苯并芘，與嘌呤共價結(jié)合引起損傷。(4)堿基類似物：如 5-FU，6-MP 等，可摻入到 DNA 分子中引起損傷或突變。(5)斷鏈劑：如過氧化物，含巰基化合物等，可引

57、起 DNA 鏈的斷裂。六、DNA 突變的類型：1點突變：轉(zhuǎn)換-相同類型堿基的取代。顛換-不同類型堿基的取代。缺失-減少一個堿基。-增加一個堿基。2復(fù)突變：- 增加一段順序。缺失- 減少一段順序。倒位- 一段堿基順序發(fā)生顛倒。易位- 一段堿基順序的位置發(fā)生改變。重組- 一段堿基順序與另一段堿基順序發(fā)生交換。七、DNA 突變的效應(yīng)：1同義突變：突變導(dǎo)致 mRNA子第三位堿基的改變但不引起子意義的改變，其翻譯產(chǎn)物中的氨基酸殘基順序不變。2誤義突變：突變導(dǎo)致 mRNA子堿基被置換，其意義發(fā)生改變，翻譯產(chǎn)物中的氨基酸殘基順序發(fā)生改變。3無義突變：成的終止。突變導(dǎo)致 mRNA子堿基被置換而改變成終止暗碼子

58、，引起多肽鏈合4移碼突變：全部發(fā)生改變。突變導(dǎo)致 mRNA子堿基被置換，引起突變點之后的氨基酸殘基順序八、DNA 損傷的修復(fù)：DNA 損傷的修復(fù)方式可分為直接修復(fù)和取代修復(fù)兩大類。直接修復(fù)包括活、轉(zhuǎn)甲基作用和直接連接作用，均屬于無差錯修復(fù)。取代修復(fù)包括切除修復(fù)、重組修復(fù)和 SOS 修復(fù)，后二者屬于有差錯傾向修復(fù)。1活：由活酶識別嘧啶二聚體并與之結(jié)合形成復(fù)合物，在可見光照射下，酶獲得打開，使之完全修復(fù)。能量，將嘧啶二聚體的2轉(zhuǎn)甲基作用：在轉(zhuǎn)甲基酶的催化下，將DNA 上的被修飾的甲基去除。此時，轉(zhuǎn)甲基酶自身被甲基化而失活。3直接連接：DNA 斷裂形成的缺口，可以在DNA 連接酶的催化下，直接進行連

59、接而封閉缺口。4切除修復(fù)：這種修復(fù)機制可適用于多種DNA 損傷的修復(fù)。該修復(fù)機制可以分別由兩種不同的酶來發(fā)動，一種是核酸內(nèi)切酶，另一種是 DNA 糖苷酶。特異性的核酸內(nèi)切酶（如原核中的 UvrA、UvrB 和 UvrC）或 DNA 糖苷酶識別 DNA 受損傷的部位，并在該部位的 5端作一切口；由核酸外切酶（或 DNA 聚合酶）從 53端逐一切除損傷的單鏈；在 DNA 聚合酶的催化下，以互補鏈為模板，口。新的單鏈片段以填補缺口；由DNA 連接酶催化連接片段，封閉缺5重組修復(fù)：DNA時，損傷部位導(dǎo)致子鏈 DNA，形成空缺；此空缺誘導(dǎo)產(chǎn)生重組酶（重組蛋白 RecA），該酶與空缺區(qū)結(jié)合，并催化子鏈空缺

60、與對側(cè)親鏈進行重組交換；對側(cè)親鏈產(chǎn)生的空缺以互補的子鏈為模板，在DNA 聚合酶和連接酶的催化下，重新修復(fù)缺口；親鏈上的損傷部位繼續(xù)保留或以切除修復(fù)方式加以修復(fù)。6SOS 修復(fù)：這是一種在 DNA 分子受到較大范圍損傷并且使制，以 SOS 借喻細胞處于危急狀態(tài)。受到抑制時出現(xiàn)的修復(fù)機第十二章 RNA 的生物一、RNA 轉(zhuǎn)錄的特點：在 RNA 聚合酶的催化下，以一段 DNA 鏈為模板RNA，從而將 DNA 所攜帶的遺傳信息傳遞給 RNA 的過程稱為轉(zhuǎn)錄。經(jīng)轉(zhuǎn)錄生成的 RNA 有多種，主要的是 rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和 HnRNA。1轉(zhuǎn)錄的不對稱性：指以雙鏈 DNA 中的一條鏈作為