暑期生物化學(xué)奧賽理論培訓(xùn)課件

大家好1大家好12015年暑期生物化學(xué)奧賽理論培訓(xùn)輔導(dǎo)南京大學(xué)楊榮武22015年暑期生物化學(xué)奧賽理論培訓(xùn)輔導(dǎo)南京大學(xué)楊榮武2結(jié)構(gòu)生物化學(xué)氨基酸與蛋白質(zhì)核苷酸與核酸酶與核酶糖類與脂類激素與受體3結(jié)構(gòu)生物化學(xué)氨基酸與蛋白質(zhì)3一、氨基酸4一、氨基酸4氨基酸的結(jié)構(gòu)通式不同的側(cè)鏈基團(tuán)，不同的理化性質(zhì)5氨基酸的結(jié)構(gòu)通式不同的側(cè)鏈基團(tuán)，不同的理化性質(zhì)5蛋白質(zhì)氨基酸，即標(biāo)準(zhǔn)氨基酸——在蛋白質(zhì)生物合成中，由專門的tRNA攜帶，直接參入到蛋白質(zhì)分子之中共22種：20種常見+2種不常見非蛋白質(zhì)氨基酸——不能直接參入到蛋白質(zhì)分子之中，或者是蛋白質(zhì)氨基酸翻譯后修飾產(chǎn)物

例如：瓜氨酸、鳥氨酸和羥脯氨酸蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸6蛋白質(zhì)氨基酸，即標(biāo)準(zhǔn)氨基酸——在蛋白質(zhì)生物合成中，由專門的t根據(jù)側(cè)鏈基團(tuán)的水溶性，氨基酸可以分為：（1）疏水a(chǎn)a——非極性R基團(tuán)（2）親水a(chǎn)a——極性的R基團(tuán)根據(jù)對動(dòng)物的營養(yǎng)價(jià)值，氨基酸又可以分為：（1）必需aa（2）非必需aa氨基酸的分類7根據(jù)側(cè)鏈基團(tuán)的水溶性，氨基酸可以分為：氨基酸的分類7親水氨基酸，即極性氨基酸，其R基團(tuán)呈極性，一般能和水分子形成氫鍵，故對水分子具有一定的親和性。它們包括：Ser、Thr、Tyr、Cys、Sec、Asn、Gln、Asp、Glu、Pyl、Arg、Lys、His；疏水氨基酸，即非極性氨基酸，其R基團(tuán)呈非極性，對水分子的親和性不高或者極低，但對脂溶性物質(zhì)的親和性較高。它們包括：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe和Trp。親水氨基酸VS疏水氨基酸8親水氨基酸，即極性氨基酸，其R基團(tuán)呈極性，一般能和水分子形成詞記親水氨基酸與疏水氨基酸西湖景，紫竹為骨水潺潺

橫笛相伴，閑聽天簌靜思禪

流蘇落，心比雙絲郁中纏

親水氨基酸：西-硒代半胱氨酸；景-精氨酸；竹-組氨酸；骨-谷氨酸谷氨酰胺；伴-半胱氨酸；天-天冬氨酸

天冬酰胺；籟-賴氨酸；蘇-蘇氨酸；落-酪氨酸；比-吡咯賴氨酸；絲-絲氨酸

孤雁本色，一行斜去浮生轉(zhuǎn)

兩鬢白，異家龍井難為甘

疏水氨基酸：本-苯丙氨酸；色-色氨酸；斜-纈氨酸；浮-脯氨酸；兩-亮氨酸；鬢-丙氨酸；異-異亮氨酸；家-甲硫氨酸；甘-甘氨酸9詞記親水氨基酸與疏水氨基酸西湖景，紫竹為骨水潺潺

橫笛相伴，必需氨基酸VS非必需氨基酸必需氨基酸是指人體必不可少，而機(jī)體內(nèi)又不能合成、必須從食物中補(bǔ)充的氨基酸。如果飲食中經(jīng)常缺少它們，就會(huì)影響健康。必需氨基酸共有10種：Lys、Trp、Phe、Met、Thr、Ile、Leu、Val、Arg和His。人體雖能夠合成Arg和His，但合成的量通常不能滿足正常的需要，因此這兩種氨基酸又被稱為半必需氨酸。余下的氨基酸則屬于非必需氨基酸，動(dòng)物體自身可以進(jìn)行有效的合成，它們包括：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。一組（組氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨酸）住（組氨酸）亮（亮氨酸）涼（異亮氨酸）鞋（纈氨酸）10必需氨基酸VS非必需氨基酸必需氨基酸是指人體必不可少，而機(jī)體氨基酸的縮合反應(yīng)與肽的形成11氨基酸的縮合反應(yīng)與肽的形成11氨基酸的手性：D型與L型氨基酸22種蛋白質(zhì)氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含有一個(gè)不對稱碳原子，因此除甘氨酸以外的21種蛋白質(zhì)氨基酸都具有手性性質(zhì)。如果以L型甘油醛為參照物，具有不對稱碳原子的氨基酸就有D型和L型兩種對映異構(gòu)體。實(shí)驗(yàn)證明，蛋白質(zhì)分子中的不對稱氨基酸都是L型。D型氨基酸僅存在于一些特殊的抗菌肽和某些細(xì)菌的細(xì)胞壁成分之中，它們不能參入到在核糖體上合成的多肽或蛋白質(zhì)分子之中。氨基酸的構(gòu)型與其旋光方向沒有必然的聯(lián)系。12氨基酸的手性：D型與L型氨基酸22種蛋白質(zhì)氨基酸分子中，除了1313由于氨基酸既含有堿性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特殊的解離性質(zhì)，但氨基算的堿性和酸性分別弱于單純的胺和羧酸。一個(gè)氨基酸分子內(nèi)部的酸堿反應(yīng)使氨基酸能同時(shí)帶有正負(fù)兩種電荷，以這種形式存在的離子被稱為兼性離子或兩性離子。特殊的酸堿性質(zhì)與等電點(diǎn)14由于氨基酸既含有堿性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特對于任何一種氨基酸來說，總存在一定的pH值，使其凈電荷為零，這時(shí)的pH值被稱為等電點(diǎn)。pI是一個(gè)氨基酸的特征常數(shù)。在等電點(diǎn)pH時(shí)，氨基酸在電場中，不向兩極移動(dòng)，并且絕大多數(shù)處于兼性離子狀態(tài)，少數(shù)可能解離成陽離子和陰離子，但解離成陰、陽離子的趨勢和數(shù)目相等。等電點(diǎn)（pI）15對于任何一種氨基酸來說，總存在一定的pH值，使其凈電荷為零，氨基酸的主要反應(yīng)性質(zhì)16氨基酸的主要反應(yīng)性質(zhì)16所有氨基酸及具有游離α-氨基的肽與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)，只有脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì)。氨基酸與茚三酮的反應(yīng)17所有氨基酸及具有游離α-氨基的肽與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)與氨基酸側(cè)鏈有關(guān)的反應(yīng)性質(zhì)與苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸有關(guān)的紫外吸收與半胱氨酸有關(guān)的氧化還原，形成二硫鍵與親水氨基酸（特別是絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸）有關(guān)的磷酸化修飾與賴氨酸有關(guān)的乙酰化修飾與絲氨酸和天冬酰胺有關(guān)的糖基化修飾18與氨基酸側(cè)鏈有關(guān)的反應(yīng)性質(zhì)與苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸有關(guān)的紫芳香族氨基酸的紫外吸收性質(zhì)19芳香族氨基酸的紫外吸收性質(zhì)19半胱氨酸的氧化與二硫鍵的形成20半胱氨酸的氧化與二硫鍵的形成20二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)21二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)21組成的多樣性大小的多樣性結(jié)構(gòu)的多樣性功能的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性22組成的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性22蛋白質(zhì)可能含有一條或多條肽鏈一條多肽鏈-單體蛋白不止一條多肽鏈-寡聚蛋白:同源寡聚體-同種肽鏈異源寡聚體-兩種或多種不同的肽鏈;血紅蛋白是一種異源四聚體：2條α鏈，2條β鏈。蛋白質(zhì)可能含有非蛋白質(zhì)成分多肽鏈+可能是輔助因子（金屬離子、輔酶或輔基），也可能是其他修飾。例如，羧肽酶的輔助因子是Zn2+；乳酸脫氫酶的輔酶是輔酶I；血紅蛋白的輔基是血紅素。蛋白質(zhì)組成的多樣性23蛋白質(zhì)可能含有一條或多條肽鏈蛋白質(zhì)組成的多樣性23蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性24蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性24一級(jí)結(jié)構(gòu)

(1o):獨(dú)特的氨基酸序列，由基因決定。二級(jí)結(jié)構(gòu)

(2o):多肽鏈的主鏈骨架本身（不包括R基團(tuán)）在空間上有規(guī)律的折疊和盤繞，它是由氨基酸殘基非側(cè)鏈基團(tuán)之間的氫鍵決定的。三級(jí)結(jié)構(gòu)

(3o):是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步盤繞、卷曲和折疊，形成主要通過氨基酸側(cè)鏈以次級(jí)鍵以及二硫鍵維系的完整的三維結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)

(4o)具有兩條和兩條以上多肽鏈的寡聚蛋白質(zhì)或多聚蛋白質(zhì)才會(huì)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。其內(nèi)容包括亞基的種類、數(shù)目、空間排布以及亞基之間的相互作用。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次25一級(jí)結(jié)構(gòu)(1o):獨(dú)特的氨基酸序列，由基因決定。蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)的共價(jià)（肽鍵）結(jié)構(gòu)對于每一種蛋白質(zhì)而言，都是獨(dú)特的。由編碼它的基因的核苷酸序列決定。是遺傳信息的一種形式。書寫總是從N端到C端。例如，胰島素A鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)是：

Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)26是蛋白質(zhì)的共價(jià)（肽鍵）結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)26DNA:

GGCATT

GTGGAA

CAATGCTGTmRNA:

GGC

AUU

GUG

GAA

CAAUGCUGU蛋白質(zhì):

Gly-

Ile-

Val-

Glu

–

Gln

-

Cys-

Cys一種蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由編碼它的基因的核苷酸序列決定27DNA:GGCATTGTGGA具有部分雙鍵的性質(zhì)（40％），其鍵長為0.133nm，介于一個(gè)典型的單鍵和一個(gè)典型的雙鍵之間。具有雙鍵性質(zhì)的肽鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，與肽鍵相關(guān)的6個(gè)原子共處于一個(gè)平面，此平面結(jié)構(gòu)被稱為酰胺平面或肽平面與Cα相連的兩個(gè)單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角多為反式，但是X-Pro是例外。N帶部分正電荷，O帶部分負(fù)電荷。肽鍵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)28具有部分雙鍵的性質(zhì)（40％），其鍵長為0.133nm，介于一肽平面及二面角29肽平面及二面角29α螺旋及其他螺旋β折疊β轉(zhuǎn)角β突起環(huán)與無規(guī)則卷曲前四種二級(jí)結(jié)構(gòu)具有規(guī)律，反映在拉氏圖上具有相對固定的二面角蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)30α螺旋及其他螺旋蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)30親水α-螺旋疏水α-螺旋兩親α-螺旋α螺旋的種類31親水α-螺旋α螺旋的種類31肽段幾乎完全伸展，肽平面之間成鋸齒狀；肽段呈現(xiàn)平行排列，相鄰肽段之間的肽鍵形成氫鍵，其中的每一股肽段被稱為β股；側(cè)鏈基團(tuán)垂直于相鄰兩個(gè)肽平面的交線，并交替分布在折疊片層的兩側(cè)；肽段平行的走向有平行和反平行兩種，前者指兩個(gè)肽段的N-端位于同側(cè)，較為少見，后者正好相反。由于反平行折疊所形成的氫鍵N-H-O三個(gè)原子幾乎位于同一直線上，因此，反平行β-折疊更穩(wěn)定。β折疊的主要內(nèi)容32肽段幾乎完全伸展，肽平面之間成鋸齒狀；β折疊的主要內(nèi)容32兩種β折疊的結(jié)構(gòu)比較33兩種β折疊的結(jié)構(gòu)比較33肽鏈骨架以180

o回折而改變了肽鏈的方向；由肽鏈上四個(gè)連續(xù)的氨基酸殘基組成，其中n位氨基酸殘基的-C=O與n＋3位氨基酸殘基的-NH形成氫鍵；Gly和Pro經(jīng)常出現(xiàn)在這種結(jié)構(gòu)之中；有利于反平行β折疊的形成，這是因?yàn)棣罗D(zhuǎn)角改變了肽鏈的走向，促進(jìn)相鄰的肽段各自作為β股，形成β折疊。β轉(zhuǎn)角的主要內(nèi)容34肽鏈骨架以180

o回折而改變了肽鏈的方向；β轉(zhuǎn)角的主要內(nèi)容β凸起是由于β

折疊的1個(gè)β股中額外插入1個(gè)氨基酸殘基，使原來連續(xù)的氫鍵結(jié)構(gòu)被打破，從而使肽鏈產(chǎn)生的一種彎曲凸起結(jié)構(gòu)。β凸起主要發(fā)現(xiàn)在反平行β折疊之中，只有約5%出現(xiàn)在平行的β折疊結(jié)構(gòu)之中。β凸起也能輕微地改變多肽鏈的走向。β突起的主要內(nèi)容35β凸起是由于β折疊的1個(gè)β股中額外插入1個(gè)氨基酸殘基，使原在蛋白質(zhì)分子中，除了上述四種有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)以外，還有一些極不規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為無規(guī)則卷曲。一般說來，無規(guī)則卷曲無固定的走向，有時(shí)以環(huán)的形式存在，但也不是任意變動(dòng)的，它的2個(gè)二面角（ф,ψ）也有個(gè)變化范圍。將相鄰二級(jí)結(jié)構(gòu)連結(jié)在一起的環(huán)結(jié)構(gòu)（黃色）環(huán)與無規(guī)則卷曲36在蛋白質(zhì)分子中，除了上述四種有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)以外，還有一些極三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步盤繞、卷曲和折疊，形成主要通過氨基酸側(cè)鏈以次級(jí)鍵（有時(shí)還有二硫鍵和金屬配位鍵）維系的完整的三維結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)通常由模體和結(jié)構(gòu)域組成。穩(wěn)定三級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)37三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步盤繞、卷曲和折疊X-射線晶體衍射核磁共振影像（NMR）（少于120aa)。冷凍電鏡X射線衍射的電子密度圖蛋白質(zhì)晶體被還原出來的三維結(jié)構(gòu)確定蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的方法38X-射線晶體衍射X射線衍射的電子密度圖蛋白質(zhì)晶體被還原出來的是在一個(gè)蛋白質(zhì)分子內(nèi)的相對獨(dú)立的球狀結(jié)構(gòu)和/或功能模塊，是由若干個(gè)結(jié)構(gòu)模體組成的相對獨(dú)立的球形結(jié)構(gòu)單位，它們通常是獨(dú)自折疊形成的，與蛋白質(zhì)的功能直接相關(guān)。某些結(jié)構(gòu)域在同一個(gè)蛋白質(zhì)分子上被重復(fù)使用，某些蛋白質(zhì)由多個(gè)拷貝的一種和多種結(jié)構(gòu)域組成。根據(jù)占優(yōu)勢的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件的類型，結(jié)構(gòu)域可分為五類：（1）α結(jié)構(gòu)域—完全由α螺旋組成；（2）β結(jié)構(gòu)域—只含有β折疊、β轉(zhuǎn)角和不規(guī)則環(huán)結(jié)構(gòu)；（3）α/β結(jié)構(gòu)域—由β股和起連接的α螺旋片段組成；（4）α+β-結(jié)構(gòu)域—由獨(dú)立的α螺旋區(qū)和β折疊區(qū)組成；（5）交聯(lián)結(jié)構(gòu)域—缺乏特定的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件，但由幾個(gè)二硫鍵或金屬離子起穩(wěn)定作用。結(jié)構(gòu)域（domain）39是在一個(gè)蛋白質(zhì)分子內(nèi)的相對獨(dú)立的球狀結(jié)構(gòu)和/或功能模塊，是由具有兩條和兩條以上多肽鏈的寡聚或多聚蛋白質(zhì)才會(huì)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。組成寡聚蛋白質(zhì)或多聚蛋白質(zhì)的每一個(gè)亞基都有自己的三級(jí)結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括亞基的種類、數(shù)目、空間排布以及亞基之間的相互作用。四級(jí)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢四級(jí)結(jié)構(gòu)40具有兩條和兩條以上多肽鏈的寡聚或多聚蛋白質(zhì)才會(huì)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。組一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的折疊伴隨著自由能的降低；驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)（特別是球狀蛋白質(zhì)）折疊的主要作用力是疏水鍵，其他次級(jí)鍵也有作用；體內(nèi)絕大多數(shù)蛋白質(zhì)折疊需要分子伴侶的幫助蛋白質(zhì)的折疊41一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的折疊41幫助體內(nèi)球狀蛋白折疊的一類蛋白質(zhì)最常見的分子伴侶有HSP70和伴侶蛋白家族。HSP70通過與部分折疊的蛋白質(zhì)的疏水區(qū)域的臨時(shí)結(jié)合而促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊。伴侶蛋白則形成大的桶狀結(jié)構(gòu)容納部分折疊的蛋白質(zhì)完成折疊。一旦蛋白質(zhì)折疊好，分子伴侶即被釋放，然后再參與另一個(gè)新生蛋白質(zhì)的折疊。分子伴侶誰是分子伴侶？42幫助體內(nèi)球狀蛋白折疊的一類蛋白質(zhì)分子伴侶誰是分子伴侶？42海綿狀腦病囊性纖維變性阿爾茨海默氏病帕金森氏病與蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊相關(guān)的疾病43海綿狀腦病與蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊相關(guān)的疾病43SE是一種致命性神經(jīng)退化性疾病，因受感染的動(dòng)物在腦病某些部位出現(xiàn)海綿狀的空洞而得名。SE的致病因子是一種折疊異常的朊蛋白PrPsc

。正常動(dòng)物含有PrPc。兩者的一級(jí)結(jié)構(gòu)完全一樣，但構(gòu)象不同。如果正常PrPc折疊發(fā)生錯(cuò)誤，可變成PrPsc。PrPsc一旦形成后，自身可以作為模板，催化更多的PrPc向PrPsc轉(zhuǎn)變。PrPc

與PrPsc被認(rèn)為具有相同的能量狀態(tài)。但PrPc自發(fā)重折疊成PrPsc的可能性很低，這是因?yàn)閮烧叩霓D(zhuǎn)變需要非常大的活化能。家族型朊蛋白疾病是PrPc基因突變造成的。突變降低了PrPc重折疊成PrPsc的活化能。PrPc基因被敲除的小鼠不會(huì)再得SE。海綿狀腦?。⊿E）44SE是一種致命性神經(jīng)退化性疾病，因受感染的動(dòng)物在腦病某些部位小心近墨者黑！45小心近墨者黑！45三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)46三、蛋白質(zhì)的性質(zhì)46紫外吸收：最大吸收峰為280nm兩性解離：蛋白質(zhì)的pI值不能直接計(jì)算，只能使用等電聚焦等方法進(jìn)行測定膠體性質(zhì)沉淀反應(yīng)：鹽析、pI沉淀、有機(jī)溶劑引起的沉淀和重金屬鹽作用造成的沉淀變性、復(fù)性水解:酸水解、堿水解和酶促水解（胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的特異性）顏色反應(yīng)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)47紫外吸收：最大吸收峰為280nm蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)47蛋白質(zhì)受到某些理化因素的作用，其高級(jí)結(jié)構(gòu)受到破壞、生物活性隨之喪失的現(xiàn)象。導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性的物理因素有：加熱、冷卻、機(jī)械作用、流體壓力和輻射；化學(xué)因素有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高濃度鹽、尿素、重金屬鹽、疏水分子和有機(jī)溶劑。蛋白質(zhì)變性以后，其理化性質(zhì)發(fā)生一系列的變化。這些變化可以作為檢測蛋白質(zhì)變性的指標(biāo)。主要變化包括：（1）溶解度降低。（2）黏度增加。（3）生物活性喪失。（4）更容易被水解。（5）結(jié)晶行為發(fā)生變化。蛋白質(zhì)變性48蛋白質(zhì)受到某些理化因素的作用，其高級(jí)結(jié)構(gòu)受到破壞、生物活性隨蛋白質(zhì)的各種顏色反應(yīng)49蛋白質(zhì)的各種顏色反應(yīng)49四、核苷酸50四、核苷酸50嘧啶胞嘧啶(DNA,RNA)尿嘧啶(RNA)胸腺嘧啶(DNA)嘌呤

腺嘌呤(DNA,RNA)鳥嘌呤(DNA,RNA)

堿基51嘧啶堿基51堿基幾乎不溶于水，這與其芳香族的雜環(huán)結(jié)構(gòu)有關(guān)。互變異構(gòu)酸堿解離強(qiáng)烈的紫外吸收，其最大吸收值在260nm。堿基的性質(zhì)52堿基幾乎不溶于水，這與其芳香族的雜環(huán)結(jié)構(gòu)有關(guān)。堿基的性質(zhì)52堿基的互變異構(gòu)53堿基的互變異構(gòu)53D-核糖

存在于RNA2-脫氧-D-核糖

存在于DNA差別：-2'-OHvs2'-H這種差別影響到二級(jí)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。核糖和脫氧核糖54D-核糖存在于RNA核糖和脫氧核糖54核苷是由戊糖和堿基通過β-N糖苷鍵形成的糖苷。核苷中的戊糖有D-核糖和2-脫氧-D-核糖兩種。核苷中的糖苷鍵由戊糖的異頭體C原子與嘧啶堿基的N1或嘌呤堿基N9形成。為了避免堿基環(huán)上原子的編號(hào)與呋喃糖環(huán)上原子編號(hào)混淆，在呋喃環(huán)上各原子編號(hào)的阿拉伯?dāng)?shù)字后需加“′”。核苷55核苷是由戊糖和堿基通過β-N糖苷鍵形成的糖苷。核苷中的戊糖有核苷酸是核苷的戊糖羥基的磷酸酯。核糖核苷的磷酸酯為核糖核苷酸，脫氧核苷的磷酸酯為脫氧核苷酸。理論上，核苷的5′-OH、3′-OH和2′-OH均可以被磷酸化而分別形成核苷-5′-磷酸、核苷-3′-磷酸和核苷-2′-磷酸。但是，自然界的核苷酸多為核苷-5′-磷酸。核苷單磷酸（NMP）是指核苷的單磷酸酯。核苷單磷酸可以通過一次成酐反應(yīng)形成核苷二磷酸（NDP）。核苷二磷酸再通過一次成酐反應(yīng)生成核苷三磷酸（NTP）。為了將核苷二磷酸和核苷三磷酸上不同的磷酸根區(qū)分開來，將直接與戊糖5′-羥基相連的磷酸定為α磷酸根，其余兩個(gè)磷酸根從里到外依次被稱為β磷酸根和γ磷酸根。核苷酸56核苷酸是核苷的戊糖羥基的磷酸酯。核糖核苷的磷酸酯為核糖核苷酸環(huán)核苷酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)57環(huán)核苷酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)57能量貨幣，通常是ATP，有時(shí)使用UTP（糖原合成）、CTP（磷脂合成）和GTP（蛋白質(zhì)合成）；核酸合成的前體：NTP→RNA，dNTP→DNA；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，例如cAMP和cGMP作為某些激素的第二信使，鳥苷酸能夠調(diào)節(jié)G蛋白的活性；作為其他物質(zhì)的前體或輔酶/輔基的成分，如ADP為輔酶I和II的組分，鳥苷酸作為第一類內(nèi)含子的輔酶；活化的中間物，如UDPGlc和CDP-乙醇胺分別參與糖原和磷脂酰乙醇胺的合成；作為酶的別構(gòu)效應(yīng)物參與代謝的調(diào)節(jié)，如ATP為磷酸果糖激酶-1的負(fù)別構(gòu)效應(yīng)物，AMP作為糖原磷酸化酶的正別構(gòu)效應(yīng)物;調(diào)節(jié)基因表達(dá)。例如ppGpp和pppGpp參與調(diào)節(jié)原核細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成。核苷酸的生物功能58能量貨幣，通常是ATP，有時(shí)使用UTP（糖原合成）、CTP（五、核酸的結(jié)構(gòu)與功能59五、核酸的結(jié)構(gòu)與功能59DNA——一種類型，一種功能

RNA——多種類型，多種功能

編碼RNA和非編碼(NcRNA)核酸的分類DNA和RNA的結(jié)構(gòu)異同60DNA——一種類型，一種功能核酸的分類DNA和RNA的C自發(fā)脫氨基變成U修復(fù)酶能夠識(shí)別這些突變，以用C取代這些U。如何區(qū)分正常的U和突變而來的U?使用T就很容易解決以上問題。CU為什么DNA的第四個(gè)堿基通常是T?61C自發(fā)脫氨基變成UCU為什么DNA的第四個(gè)堿基通常是T?61RNA臨近的-OH使其更容易DNA缺乏2'-OH更加穩(wěn)定

遺傳物質(zhì)必須更加穩(wěn)定RNA需要的時(shí)候合成，不需要的時(shí)候需要迅速降解。為什么DNA2'-脫氧，RNA不是?62RNA臨近的-OH使其更容易為什么DNA2'-脫氧，RNARNA處于單鏈狀態(tài)，使其能夠自我折疊成可以和蛋白質(zhì)相媲美的各種類型的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，這是形成RNA結(jié)構(gòu)多樣性的基礎(chǔ)，否則所有的RNA與DNA一樣，只能形成千篇一律的雙螺旋。RNA在三維結(jié)構(gòu)的多樣性使其在細(xì)胞內(nèi)能行使多項(xiàng)生物學(xué)功能。DNA通常是雙鏈的，使其能夠充分地行使作為遺傳物質(zhì)這項(xiàng)唯一的功能為什么RNA通常單鏈，DNA通常雙鏈？63RNA處于單鏈狀態(tài)，使其能夠自我折疊成可以和蛋白質(zhì)相媲美的各不同類型的RNA的功能和分布64不同類型的RNA的功能和分布64不同類型的RNA的功能和分布65不同類型的RNA的功能和分布65定義：核苷酸或堿基的排列順序?qū)懛ǎ簭淖蟮接遥?'端到3'端意義：DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)貯存各種遺傳信息核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)66定義：核苷酸或堿基的排列順序核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)66DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是各種形式的螺旋，特別是B-型雙螺旋，此外還有A-型雙螺旋、Z-型雙螺旋、三鏈螺旋和四鏈螺旋等DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)67DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是各種形式的螺旋，特別是B-型雙螺旋，此DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式為Watson和Crick于1953年提出的B型雙螺旋，其主要內(nèi)容是：DNA由兩條呈反平行的多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈相互纏繞形成右手雙螺旋；組成右手雙螺旋的兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的，它們通過特殊的堿基對結(jié)合在一起，一條鏈上的A總是與另一條鏈的T，G總是和C配對。其中AT堿基對有二個(gè)氫鍵，GC堿基對有3個(gè)氫鍵；堿基對位于雙螺旋的內(nèi)部，并垂直于暴露在外的脫氧核糖磷酸骨架。堿基對之間通過疏水鍵和范德華力相互垛疊在一起，對雙螺旋的穩(wěn)定起一定的作用；雙螺旋的表面含有明顯的大溝和小溝（其寬度分別為2.2nm和1.2nm；雙螺旋的其他常數(shù)包括相鄰堿基對距離為0.34nm，并相差約36°。螺旋的直經(jīng)為2nm，每一轉(zhuǎn)完整的螺旋含有10個(gè)堿基對，其高度為3.4nm。B型雙螺旋68DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式為Watson和Crick于1953AT和GC堿基對的配對性質(zhì)69AT和GC堿基對的配對性質(zhì)69X射線衍射數(shù)據(jù)Chargaff規(guī)則堿基的互變異構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的證據(jù)70X射線衍射數(shù)據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的證據(jù)70氫鍵氫鍵固然重要，但它們主要決定堿基配對的特異性，而對雙螺旋穩(wěn)定的貢獻(xiàn)不是最重要的。對雙螺旋穩(wěn)定起決定性作用的是堿基的堆集力。堿基堆集力這是堿基對之間在垂直方向上的相互作用所產(chǎn)生的力。它包括疏水作用和范德華力。堿基間相互作用的強(qiáng)度與相鄰堿基之間環(huán)重疊的面積成正比。總的趨勢是嘌呤與嘌呤之間>嘌呤與嘧啶之間>嘧啶與嘧啶之間。另外堿基的甲基化能提高堿基的堆積力。陽離子或帶正電荷的化合物對磷酸基團(tuán)的中和雙螺旋穩(wěn)定的因素71氫鍵雙螺旋穩(wěn)定的因素71A型雙螺旋、B型雙螺旋和Z型雙螺旋的比較72A型雙螺旋、B型雙螺旋和Z型雙螺旋的比較72如果通過某種手段使得DNA雙螺旋每一圈的堿基對數(shù)目多于或少于10對，將導(dǎo)致DNA雙螺旋纏繞過多或纏繞不足；如果這時(shí)的DNA兩端被固定或者DNA本來是共價(jià)閉環(huán)的，則DNA會(huì)因張力無法釋放而自發(fā)地形成超螺旋結(jié)構(gòu)。DNA超螺旋分為正超螺旋和負(fù)超螺旋，其中正超螺旋為左手超螺旋，由DNA雙螺旋過度纏繞引起，負(fù)超螺旋為右手超螺旋，由DNA雙螺旋纏繞不足引起。DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)——超螺旋73如果通過某種手段使得DNA雙螺旋每一圈的堿基對數(shù)目多于或少于RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要取決于它的堿基組成，其二級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性可以和蛋白質(zhì)相媲美。少數(shù)病毒RNA由兩條互補(bǔ)的多聚核糖核苷酸鏈組成，它的二級(jí)結(jié)構(gòu)為A型雙螺旋。多數(shù)RNA僅由一條鏈組成，它們的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是由鏈內(nèi)堿基的互補(bǔ)性決定的：鏈內(nèi)互補(bǔ)的堿基可以相互作用形成鏈內(nèi)A型雙螺旋，非互補(bǔ)的堿基則游離在雙螺旋之外，形成各種二級(jí)結(jié)構(gòu)。在RNA雙螺旋內(nèi)常?？梢园l(fā)現(xiàn)GU堿基對。RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)RNA分子中的GU堿基對74RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要取決于它的堿基組成，其二級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性可RNA的多種二級(jí)結(jié)構(gòu)第八章

脂代謝75RNA的多種二級(jí)結(jié)構(gòu)第八章脂代謝75DNA+蛋白質(zhì)——染色質(zhì)

RNA+蛋白質(zhì)：snRNP、snoRNP、信號(hào)識(shí)別顆粒（SRP）、端粒酶、核糖體、核糖核酸酶P和RNA病毒

核酸與蛋白質(zhì)形成的復(fù)合物76DNA+蛋白質(zhì)——染色質(zhì)

RNA+蛋白質(zhì)：snRNP、sno從DNA雙螺旋到染色體77從DNA雙螺旋到染色體77六、核酸的性質(zhì)78六、核酸的性質(zhì)78紫外吸收酸堿解離變性復(fù)性和雜交核酸的理化性質(zhì)DNA的變性和復(fù)性79紫外吸收核酸的理化性質(zhì)DNA的變性和復(fù)性79定義：是指核酸受到加熱、極端的pH或離子強(qiáng)度降低等因素或特殊的化學(xué)試劑的作用，其雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，變成單鏈的過程。其中并不涉及共價(jià)鍵斷裂。表征：核酸在變性時(shí)，紫外吸收和浮力密度升高，黏度降低，生物活性不變、降低或喪失，其中紫外吸收增加的現(xiàn)象稱為增色效應(yīng)。Tm：雙鏈DNA熱變性是在很窄的溫度內(nèi)發(fā)生的，與晶體在熔點(diǎn)時(shí)突然熔化的情形相似，因此DNA也具有“熔點(diǎn)”，用Tm表示。Tm實(shí)際是DNA的雙螺旋有一半發(fā)生熱變性時(shí)相應(yīng)的溫度。DNA的Tm值受到DNA的均一性、G-C含量、離子強(qiáng)度和特殊的化學(xué)試劑的影響。變性80定義：是指核酸受到加熱、極端的pH或離子強(qiáng)度降低等因素或特殊核酸變性在一定條件下也是可逆的。當(dāng)各種變性因素不復(fù)存在的時(shí)候，變性時(shí)解開的互補(bǔ)單鏈全部或部分恢復(fù)到天然雙螺旋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為復(fù)性。熱變性DNA一般經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，此過程被稱為退火。伴隨著DNA復(fù)性的是其浮力密度和紫外吸收的減少、粘度的增加和生物活性的恢復(fù)，其中紫外吸收減少的現(xiàn)象被稱為減色效應(yīng)。影響DNA復(fù)性的因素有溫度、離子強(qiáng)度、DNA濃度和DNA序列的復(fù)雜度等。復(fù)性81核酸變性在一定條件下也是可逆的。當(dāng)各種變性因素不復(fù)存在的時(shí)候酸水解核酸分子內(nèi)的糖苷鍵和磷酸二酯鍵對酸的敏感性不同：糖苷鍵＞磷酸酯鍵；而嘌呤糖苷鍵＞嘧啶糖苷鍵堿水解RNA的磷酸二酯鍵對堿異常敏感，得到2′-或3′-核苷酸的混合物；DNA對堿的作用并不敏感，其抗堿水解的生理意義在于作為遺傳物質(zhì)的DNA應(yīng)更穩(wěn)定，不易水解。而RNA（主要是mRNA）是DNA的信使，完成任務(wù)后應(yīng)該迅速降解。酶促水解核酸的水解82酸水解核酸的水解82核酸的抽取兩種核蛋白的分離蛋白質(zhì)的去除核酸的沉淀電泳離心層析核酸的純度的檢測和定量核酸的分離、純化和定量83核酸的抽取核酸的分離、純化和定量83Sanger發(fā)明的末端終止法或雙脫氧法Maxam和Gilbert發(fā)明的化學(xué)斷裂法焦磷酸測序與深度測序DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的測定84Sanger發(fā)明的末端終止法或雙脫氧法DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的測定8除了焦磷酸測序法，近幾年來，科學(xué)家還發(fā)明了一些新的測序方法，例如單分子測序法。建立在這些新的測序方法基礎(chǔ)之上的高通量測序技術(shù)堪稱測序技術(shù)發(fā)展歷程的一個(gè)里程碑，該技術(shù)可以對數(shù)百萬個(gè)DNA分子同時(shí)進(jìn)行測序，操作極為簡便，大大節(jié)約了成本和時(shí)間。這使得對一個(gè)物種基因組和轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行細(xì)致全面的分析成為可能，因此也稱其為深度測序（deepsequencing）深度測序85除了焦磷酸測序法，近幾年來，科學(xué)家還發(fā)明了一些新的測序方法，七、酶與輔酶86七、酶與輔酶86酶就是由細(xì)胞合成的，在機(jī)體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑。沒有酶的反應(yīng)有酶催化的反應(yīng)酶的定義87酶就是由細(xì)胞合成的，在機(jī)體內(nèi)行使催化功能的生物催化劑。沒有酶主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA（核酶）。酶的化學(xué)本質(zhì)88主要是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNA（核酶）。酶的化學(xué)本質(zhì)88核酶實(shí)例核糖體核糖核酸酶P某些類病毒第一類和第二類內(nèi)含子某些snRNAHDV某些核開關(guān)89核酶實(shí)例核糖體89只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)反應(yīng)完成后本身不被消耗或變化，即可以重復(fù)使用對正反應(yīng)和逆反應(yīng)的催化作用相同不改變平衡常數(shù)，只加快到達(dá)平衡的速度或縮短到達(dá)平衡的時(shí)間。酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)90只能催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)酶與非酶催化劑的共同性質(zhì)90高效性酶在活性中心與底物結(jié)合專一性反應(yīng)條件溫和對反應(yīng)條件敏感，容易失活受到調(diào)控許多酶的活性還需要輔助因子的存在，作為輔助因子的多為維生素或其衍生物。酶特有的催化性質(zhì)91高效性酶特有的催化性質(zhì)91酶的活性中心也稱為活性部位，是指酶分子上直接與底物結(jié)合，并與催化作用直接相關(guān)的區(qū)域?；钚灾行挠山Y(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán)組成。前者負(fù)責(zé)與底物結(jié)合，決定酶的專一性，后者參與催化，負(fù)責(zé)底物舊鍵的斷裂和產(chǎn)物新鍵的形成，決定酶的催化能力。但也可能有某些基團(tuán)兩者兼而有之。酶的活性中心與酶促反應(yīng)的專一性92酶的活性中心也稱為活性部位，是指酶分子上直接與底物結(jié)合，并與屬于單純蛋白質(zhì)的酶為單純酶，屬于綴合蛋白質(zhì)的酶為綴合酶或結(jié)合酶。綴合酶除了蛋白質(zhì)以外，還結(jié)合某些對熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)小分子或金屬離子，它們統(tǒng)稱為輔助因子。喪失輔助因子的酶被稱為脫輔酶，與輔助因子結(jié)合在一起的酶被稱為全酶。輔助因子包括輔酶、輔基和金屬離子三類。輔酶專指那些與脫輔酶結(jié)合松散、使用透析的方法就容易去除的有機(jī)小分子。輔基專指那些與脫輔酶結(jié)合緊密、使用透析或超濾的方法難以去除的有機(jī)小分子。單純酶VS綴合酶93屬于單純蛋白質(zhì)的酶為單純酶，屬于綴合蛋白質(zhì)的酶為綴合酶或結(jié)合影響酶促反應(yīng)速率的主要因素包括：酶濃度、底物濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)介質(zhì)的pH和離子強(qiáng)度以及有無抑制劑的存在等。最重要的因素：酶濃度和底物濃度影響酶促反應(yīng)的因素94影響酶促反應(yīng)速率的主要因素包括：酶濃度、底物濃度、反應(yīng)溫度、米氏方程推導(dǎo)設(shè)定的3個(gè)條件：反應(yīng)速率為初速率，因?yàn)榇藭r(shí)反應(yīng)速率與酶濃度呈正比關(guān)系，避免了反應(yīng)產(chǎn)物以及其他因素的干擾酶底物復(fù)合物處于穩(wěn)態(tài)即ES濃度不發(fā)生變化符合質(zhì)量作用定律米氏方程

米氏反應(yīng)動(dòng)力學(xué)95米氏方程推導(dǎo)設(shè)定的3個(gè)條件：米氏反應(yīng)動(dòng)力學(xué)951.解讀米氏常數(shù)KmKm是酶反應(yīng)初速率為Vmax一半時(shí)底物的濃度。在一定條件下，可以使用它來表示酶與底物的親和力。一個(gè)酶的Km越大，意味著該酶與底物的親和力越低；反之，Km越小，該酶與底物的親和力越高。Km可以幫助判斷體內(nèi)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向。如果酶對底物的Km值小于對產(chǎn)物的Km值，則反應(yīng)有利于正反應(yīng)。否則，有利于逆反應(yīng)。2.解讀VmaxVmax也是酶的特征常數(shù)，但隨著酶濃度的變化而變化。3.解讀kcatkcat稱為酶的催化常數(shù)或轉(zhuǎn)換數(shù)或周轉(zhuǎn)數(shù)，具體是指在單位時(shí)間內(nèi)，一個(gè)酶分子將底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的分子總數(shù)。kcat的單位是s-1。如果一個(gè)酶遵守米氏方程，則kcat＝k2＝Vmax/Et。4.解讀kcat/Kmkcat/Km通常被用來衡量酶的催化效率,還可以反映一個(gè)酶的完美程度。大的kcat和（或）小的Km將給出大的kcat/Km值。解讀米氏方程961.解讀米氏常數(shù)Km解讀米氏方程96酶抑制劑的類型可逆性抑制劑。以次級(jí)鍵與酶可逆結(jié)合，使用透析或超濾就可去除它們，讓酶恢復(fù)活性；不可逆性抑制劑。也被稱為酶滅活劑，以強(qiáng)的化學(xué)鍵（通常是共價(jià)鍵）與酶不可逆結(jié)合，可導(dǎo)致酶有效濃度的降低，因此一旦失活就不可逆轉(zhuǎn)。如果想恢復(fù)酶的活性，唯一的手段只能是補(bǔ)充新酶。酶抑制劑對米氏酶動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的影響酶抑制劑作用的動(dòng)力學(xué)97酶抑制劑的類型酶抑制劑作用的動(dòng)力學(xué)97幾種常見的酶抑制劑藥物98幾種常見的酶抑制劑藥物98可分為競爭性、非競爭性和反競爭性抑制劑。競爭性抑制劑性質(zhì)：有兩類，一類與底物在結(jié)構(gòu)和化學(xué)上具有很強(qiáng)的相似

性；第二類與底物無結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的相似性。動(dòng)力學(xué)：Km值提高，但Vmax不變。非競爭性抑制劑性質(zhì)：既能與ES結(jié)合，又能與游離的酶結(jié)合。而一旦它們與E結(jié)合，將導(dǎo)致酶活性受到抑制。動(dòng)力學(xué)：Km不變,Vmax降低。反競爭性抑制劑性質(zhì)：只能與ES結(jié)合，但不能與游離的酶結(jié)合。一旦它們與ES結(jié)合，將導(dǎo)致與活性中心結(jié)合的底物不再能夠轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。動(dòng)力學(xué)：Km降低,Vmax降低?？赡嫘砸种苿?9可分為競爭性、非競爭性和反競爭性抑制劑?？赡嫘砸种苿?9不合適的表達(dá)或激活導(dǎo)致細(xì)胞的癌變或死亡！酶需要在正確的時(shí)間

和正確的地點(diǎn)有活性100不合適的表達(dá)或激活導(dǎo)致細(xì)胞的癌變或死亡！酶需要在正確的時(shí)間

別構(gòu)調(diào)節(jié)的原理在于一些酶除了活性中心以外，還含有別構(gòu)中心，該中心能夠結(jié)合一些特殊的配體分子（有時(shí)為底物）。當(dāng)別構(gòu)中心結(jié)合配體以后，酶構(gòu)象發(fā)生改變，從而影響到活性中心與底物的親和力，并最終導(dǎo)致酶活性發(fā)生變化。能夠進(jìn)行別構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱為別構(gòu)酶，與別構(gòu)中心結(jié)合調(diào)節(jié)酶活性的配體分子稱為別構(gòu)效應(yīng)物。起抑制作用的別構(gòu)效應(yīng)物稱為別構(gòu)抑制劑，起激活作用的別構(gòu)效應(yīng)物稱為別構(gòu)激活劑。由底物作為別構(gòu)效應(yīng)物產(chǎn)生的別構(gòu)效應(yīng)稱為同促效應(yīng)，否則，就稱為異促效應(yīng)。許多別構(gòu)酶具有多個(gè)別構(gòu)中心，能夠與不同的別構(gòu)效應(yīng)物結(jié)合。別構(gòu)調(diào)節(jié)101別構(gòu)調(diào)節(jié)的原理在于一些酶除了活性中心以外，還含有別構(gòu)中心，該是指酶活性因其分子內(nèi)的某些氨基酸殘基發(fā)生共價(jià)修飾而發(fā)生變化的過程。這種調(diào)節(jié)方式比別構(gòu)調(diào)節(jié)要慢。共價(jià)修飾的方式有：磷酸化、腺苷酸化、尿苷酸化、ADP-核糖基化和甲基化，其中磷酸化是最為常見的形式。酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)102是指酶活性因其分子內(nèi)的某些氨基酸殘基發(fā)生共價(jià)修飾而發(fā)生變化的蛋白質(zhì)的“可逆磷酸化”103蛋白質(zhì)的“可逆磷酸化”103大多數(shù)蛋白酶以無活性的酶原形式被合成，需要通過水解（由其他蛋白酶催化或自我催化）去除一些氨基酸序列以后才會(huì)有活性，這種調(diào)節(jié)酶活性的方式被稱為水解激活。實(shí)例：消化道內(nèi)的酶原激活和與細(xì)胞凋亡的Caspase的水解激活。水解激活104大多數(shù)蛋白酶以無活性的酶原形式被合成，需要通過水解（由其他蛋胰蛋白酶和其他蛋白酶的水解激活105胰蛋白酶和其他蛋白酶的水解激活105某些蛋白質(zhì)能夠作為配體與特定的酶結(jié)合而調(diào)節(jié)被結(jié)合酶的活性，這些調(diào)節(jié)酶活性的蛋白質(zhì)稱為調(diào)節(jié)蛋白，其中，激活酶活性的調(diào)節(jié)蛋白稱為激活蛋白，抑制酶活性的蛋白稱為抑制蛋白。抑制蛋白通常結(jié)合在酶的活性中心阻止底物與活性中心結(jié)合而達(dá)到抑制的效果。調(diào)節(jié)蛋白的激活或抑制106某些蛋白質(zhì)能夠作為配體與特定的酶結(jié)合而調(diào)節(jié)被結(jié)合酶的活性，這各種CDK與其周期蛋白搭檔107各種CDK與其周期蛋白搭檔107維生素、輔酶和缺乏癥108維生素、輔酶和缺乏癥108八、糖類或碳水化合物分類：單糖、寡糖和多糖。能判斷一直糖類化合物屬于哪一類糖類性質(zhì)：旋光性（絕大多數(shù)有），還原性（單糖都有，寡糖有的有，多糖都沒有），變旋（可以成環(huán)的有），顏色反應(yīng)糖蛋白（一般是分泌蛋白和細(xì)胞膜蛋白）、蛋白聚糖（動(dòng)物細(xì)胞外基質(zhì)主要成分）、肽聚糖(細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分）、糖脂（細(xì)胞膜的成分）和脂多糖（革蘭氏陰性細(xì)菌外膜的一種主要成分也是細(xì)菌內(nèi)毒素的主要成分）109八、糖類或碳水化合物分類：單糖、寡糖和多糖。能判斷一直糖類化常見二糖的名稱、結(jié)構(gòu)、來源和生理功能

110常見二糖的名稱、結(jié)構(gòu)、來源和生理功能110常見多糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)111常見多糖的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)111糖類的呈色反應(yīng)Molish（莫立許）反應(yīng)：糖類化合物與α-萘酚/乙醇在試管中混合，搖勻后沿管壁滴加濃硫酸，在兩液面交界處出現(xiàn)紫紅色環(huán)。使用此反應(yīng)，可以將非糖類與糖類化合物區(qū)分開。Seliwanoff（謝里瓦諾夫）反應(yīng)。糖類化合物與濃酸作用后再與間苯二酚反應(yīng)，若是酮糖就顯鮮紅色，若是醛糖就顯淡紅色。根據(jù)此反應(yīng)可鑒別酮糖和醛糖。間苯三酚反應(yīng)：戊糖與間苯三酚/濃鹽酸反應(yīng)生成朱紅色物質(zhì)，其他單糖與間苯三酚/濃鹽酸生成黃色物質(zhì)；此外，戊糖還可以和甲基間苯二酚即地衣酚/濃鹽酸反應(yīng)，生成藍(lán)綠色物質(zhì)。利用這兩個(gè)反應(yīng)可以將戊糖和其他單糖區(qū)分開來。112糖類的呈色反應(yīng)Molish（莫立許）反應(yīng)：糖類化合物與α-萘糖蛋白中寡糖基與蛋白質(zhì)之間的連接方式113糖蛋白中寡糖基與蛋白質(zhì)之間的連接方式113九、脂質(zhì)與生物膜必需脂肪酸與非必需脂肪酸；不飽和脂肪酸中的雙鍵一般是順式的；簡單脂、復(fù)脂和異戊二烯類脂脂肪、糖原和蛋白質(zhì)三大能源貯備之比較兩性脂類（磷脂、糖脂和膽固醇）與生物膜磷脂分子在水溶液中自組裝形成的幾種結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)和穩(wěn)定生物膜結(jié)構(gòu)形成的化學(xué)鍵三類膜蛋白與脂雙層結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式脂筏114九、脂質(zhì)與生物膜必需脂肪酸與非必需脂肪酸；不飽和脂肪酸中的雙磷脂分子在水溶液中自組裝形成的幾種結(jié)構(gòu)115磷脂分子在水溶液中自組裝形成的幾種結(jié)構(gòu)115膜蛋白膜蛋白是生物膜功能的主要執(zhí)行者，根據(jù)它們在膜上的性質(zhì)，可分成外周蛋白、內(nèi)在蛋白和脂錨定蛋白。內(nèi)在蛋白和脂錨定蛋白主要通過疏水鍵與膜脂結(jié)合116膜蛋白膜蛋白是生物膜功能的主要執(zhí)行者，根據(jù)它們在膜上的性質(zhì)，生物膜的性質(zhì)流動(dòng)性（取決于溫度和膜的組成）：溫度越高流動(dòng)性越高，不飽和脂肪酸含量越高以及磷脂疏水尾巴越短，膜流動(dòng)性越高；膽固醇是溫度膜流動(dòng)的緩沖劑。不對稱性結(jié)構(gòu)不對稱性功能不對稱性物質(zhì)的選擇透過性117生物膜的性質(zhì)流動(dòng)性（取決于溫度和膜的組成）：溫度越高流動(dòng)性越離子和小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

被動(dòng)運(yùn)輸：不消耗能量；順濃度梯度而行

(1)簡單擴(kuò)散(2)易化擴(kuò)散-需要蛋白質(zhì)介導(dǎo)的擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)方式

（3）通道運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸：消耗能量；逆濃度梯度而行

(1)ATP驅(qū)動(dòng)的初級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸(2)離子梯度驅(qū)動(dòng)的次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸118離子和小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸：不消耗能量；順濃度梯度運(yùn)輸方式載體蛋白飽和動(dòng)力學(xué)運(yùn)輸方向能量消耗簡單擴(kuò)散無無順濃度梯度無通道或孔有無順濃度梯度無易化擴(kuò)散有是順濃度梯度無初級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸有是逆濃度梯度直接消耗，通常是ATP的水解次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸有是逆濃度梯度間接消耗，為離子梯度跨膜運(yùn)輸?shù)膸追N方式的比較

119運(yùn)輸方式載體蛋白飽和動(dòng)力學(xué)運(yùn)輸方向能量消耗簡單擴(kuò)散無無順濃跨膜運(yùn)輸?shù)男》肿游镔|(zhì)的分類可以直接跨膜的各種氣體各種脂溶性小分子（如脂溶性激素和脂溶性維生素）極性的不帶電荷的小分子（如乙醇、尿素、水和甘油）不可以直接跨膜的離子極性的不帶電荷的小分子（各種己糖）帶電荷的小分子（如氨基酸和核苷酸）120跨膜運(yùn)輸?shù)男》肿游镔|(zhì)的分類可以直接跨膜的120

ATP驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸

（1）Na+/K+泵（2）質(zhì)子泵：分為在水解ATP的時(shí)候發(fā)生自我磷酸化的P型、水解ATP的時(shí)候不發(fā)生自我磷酸化的V型和使用質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力合成ATP的F型。屬于P型的有植物細(xì)胞膜上的H+泵和動(dòng)物胃壁細(xì)胞與分泌胃酸有關(guān)的H+-K+泵；屬于V型的存在于溶酶體膜、內(nèi)體和植物液泡膜；屬于F型的存在于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜和類囊體膜。（3）Ca2+泵：分布在動(dòng)、植物細(xì)胞質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、動(dòng)物肌肉細(xì)胞肌質(zhì)網(wǎng)膜（4）ABC運(yùn)輸體（ATP-bindingcassettetransporter）121ATP驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸（1）Na+/K+泵121離子梯度驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸

某一分子的逆濃度梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與另一種離子（通常是H+和Na+）的順濃度梯度的轉(zhuǎn)運(yùn)相偶聯(lián)122離子梯度驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸某一分子的逆濃度梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)與另一生物大分子的跨膜運(yùn)輸

整個(gè)過程包括局部細(xì)胞膜內(nèi)陷→包被附近的大分子→形成小囊泡→囊泡脫離細(xì)胞膜，進(jìn)入胞內(nèi)→囊泡與細(xì)胞內(nèi)膜融合（通常是溶酶體），將內(nèi)容物運(yùn)輸?shù)侥康牡?。完成?nèi)吞一般需要滿足三個(gè)條件：一是需要消耗能量；二是細(xì)胞外液中的鈣離子；三是細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。123生物大分子的跨膜運(yùn)輸整個(gè)過程包括局部細(xì)胞膜內(nèi)陷→包被附近的十、激素與受體各種各樣的信號(hào)分子脂溶性激素和水溶性激素受體與G蛋白第二信使與蛋白質(zhì)激酶常見激素的結(jié)構(gòu)與功能124十、激素與受體各種各樣的信號(hào)分子124各種各樣的信號(hào)分子激素、生長因子、神經(jīng)遞質(zhì)氣體信號(hào)分子：乙烯、NO、H2S、CO等。細(xì)菌的信號(hào)分子：cAMP；環(huán)二鳥苷酸（c-di-GMP）125各種各樣的信號(hào)分子125脂溶性激素和水溶性激素的性質(zhì)比較126脂溶性激素和水溶性激素的性質(zhì)比較126第二信使與蛋白質(zhì)激酶第二信使：cAMP、cGMP、IP3、Ca2+、甘油二酯（DAG）和神經(jīng)酰胺等蛋白質(zhì)激酶：PKA、PKC、PKG、CDK和RTK等127第二信使與蛋白質(zhì)激酶第二信使：cAMP、cGMP、IP3、C激素受體受體的定義與本質(zhì)：蛋白質(zhì)受體的分類細(xì)胞內(nèi)受體——細(xì)胞質(zhì)受體和核受體細(xì)胞表面受體G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）離子通道受體酶受體無酶活性但直接與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的TPK相聯(lián)系的受體128激素受體受體的定義與本質(zhì)：蛋白質(zhì)128所有的G蛋白與GDP結(jié)合的構(gòu)象不同于與GTP結(jié)合的構(gòu)象。與GTP結(jié)合的G蛋白才有活性異源三聚體G蛋白

小G蛋白某些翻譯起始因子、延伸因子和釋放因子（蛋白質(zhì)生物合成）Ras(生長因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）Rab(小泡定向和融合）ARF(形成小泡包被）Ran(蛋白質(zhì)進(jìn)入或離開細(xì)胞核）Rho(肌動(dòng)蛋白骨架的調(diào)節(jié)G蛋白的分類129所有的G蛋白與GDP結(jié)合的構(gòu)象不同于與GTP結(jié)合的構(gòu)象。與G腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)130腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)130代謝生物化學(xué)真核細(xì)胞代謝的分室化代謝中的能量考慮：NADH、FADH2、NADPH、通用的能力貨幣（ATP）和其他能量貨幣（UTP、CTP、GTP和NAD+）ATP合成的兩種方式：底物水平磷酸化（先形成其他高能生物分子，后合成ATP）-糖酵解和三羧酸循環(huán)；氧化磷酸化與光合磷酸化（先形成跨膜的質(zhì)子梯度，后合成ATP）-呼吸鏈和光合鏈幾種重要的代謝途徑：糖酵解、三羧酸循環(huán)、糖異生、磷酸戊糖途徑、脂肪酸β-氧化、脂肪酸生物合成、卡爾文循環(huán)、尿素循環(huán)、核苷酸代謝131代謝生物化學(xué)真核細(xì)胞代謝的分室化131代謝途徑的分室化光呼吸葉綠體、過氧化物酶體和線粒體132代謝途徑的分室化光呼吸呼吸鏈定義：生物氧化過程中從代謝物脫下來的氫和電子需要經(jīng)過一系列中間傳遞體，最后才與氧氣形成水，在其間能量逐步釋放。這種由一系列傳遞體構(gòu)成的鏈狀復(fù)合體稱為電子傳遞體系或簡稱為呼吸鏈。

呼吸鏈的類型及其在細(xì)胞中的定位和功能：按照生物氧化過程中最初的氫和電子受體的性質(zhì)，呼吸鏈可分為NADH呼吸鏈和FADH2呼吸鏈。它們位于原核細(xì)胞的細(xì)胞膜和真核細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜呼吸鏈的組分：非流動(dòng)的電子傳遞體（組成四個(gè)復(fù)合體）+流動(dòng)的電子傳遞體（穿梭于相鄰的復(fù)合體之間）133呼吸鏈定義：生物氧化過程中從代謝物脫下來的氫和電子需要經(jīng)過一呼吸鏈的組分NAD+及與NAD+偶聯(lián)的脫氫酶：NAD+是一種流動(dòng)的電子傳遞體黃素及與黃素偶聯(lián)的脫氫酶

輔酶Q：屬于一種流動(dòng)的電子傳遞體。鐵硫蛋白

細(xì)胞色素：細(xì)胞色素c是一種流動(dòng)的電子傳遞體氧氣134呼吸鏈的組分NAD+及與NAD+偶聯(lián)的脫氫酶：NAD+是一種氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制化學(xué)滲透學(xué)說：該學(xué)說由PeterMitchell于1961年提出，其核心內(nèi)容是電子在沿著呼吸鏈向下游傳遞的時(shí)候，釋放的自由能轉(zhuǎn)化為跨線粒體內(nèi)膜（或跨細(xì)菌質(zhì)膜）的質(zhì)子梯度，質(zhì)子梯度中蘊(yùn)藏的電化學(xué)勢能直接用來驅(qū)動(dòng)ATP的合成。驅(qū)動(dòng)ATP合成的質(zhì)子梯度通常被稱為質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力，它由化學(xué)勢能（質(zhì)子的濃度差）和電勢能（內(nèi)負(fù)外正）兩部分組成。1對電子經(jīng)FADH2和NADH呼吸鏈分別產(chǎn)生1.5和2.5ATP，135氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制化學(xué)滲透學(xué)說：該學(xué)說由PeterMit氧化磷酸化的抑制劑136氧化磷酸化的抑制劑136一條代謝途徑需要掌握的內(nèi)容發(fā)生地主要代謝物和產(chǎn)物限速步驟能量消耗：有無底物水平磷酸化抑制劑功能相關(guān)的代謝病137一條代謝途徑需要掌握的內(nèi)容發(fā)生地137糖酵解發(fā)生在所有的活細(xì)胞，有氧無氧都可以進(jìn)行位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)三步限速步驟：己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶底物水平磷酸化：兩步抑制劑：碘代乙酸和氟化物丙酮酸的三種命運(yùn)主要功能：產(chǎn)生ATP138糖酵解發(fā)生在所有的活細(xì)胞，有氧無氧都可以進(jìn)行138NADH和丙酮酸的去向

有氧還是無氧？？

在有氧狀態(tài)下NADH和丙酮酸的命運(yùn)（1）NADH的命運(yùn)：通過兩種穿梭系統(tǒng)進(jìn)入呼吸鏈被徹底氧化成H2O并產(chǎn)生更多的ATP。（2）丙酮酸的命運(yùn)：進(jìn)入線粒體基質(zhì)，被基質(zhì)內(nèi)的丙酮酸脫氫酶系氧化成乙酰-CoA

在缺氧狀態(tài)或無氧狀態(tài)下NADH和丙酮酸的命運(yùn)（1）乳酸發(fā)酵（2）酒精發(fā)酵139NADH和丙酮酸的去向

有氧還是無氧？？在有氧狀態(tài)下NADTCA循環(huán)

是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代謝途徑也稱為檸檬酸循環(huán)和Krebs循環(huán)，絕對需要氧氣

發(fā)生地：真核細(xì)胞線粒體；原核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)限速酶：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶代謝中間物：吵，您順意吵，（吵得）銅壺呼鹽瓶！底物水平磷酸化：一步抑制劑：氟代乙酸、砒霜和丙二酸主要功能：產(chǎn)生ATP；提供生物合成的原料；某些代謝中間物作為別構(gòu)效應(yīng)物調(diào)節(jié)其他代謝途徑140TCA循環(huán)

是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代謝途徑也稱為檸一分子葡萄糖徹底氧化過程中的ATP收支情況與ATP合成相關(guān)的反應(yīng)合成ATP的方式合成ATP的量糖酵解（包括氧化磷酸化）己糖激酶PFK-1磷酸甘油酸激酶丙酮酸激酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶（NADH）消耗ATP消耗ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化氧化磷酸化5或6或7－1－1＋2＋2＋3或＋4或＋5（取決于NADH通過何種途徑進(jìn)入呼吸鏈）丙酮酸脫氫酶系氧化磷氧化磷酸化酸化2×2.5＝5三羧酸循環(huán)異檸檬酸脫氫酶（NADH）α-酮戊二酸脫氫酶系（NADH）琥珀酰-CoA合成酶琥珀酸脫氫酶（FADH2）蘋果酸脫氫酶（NADH）氧化磷酸化氧化磷酸化底物水平磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化192.5×2＝52.5×2＝51×2＝21.5×2＝32.5×2＝5總ATP量30或31或32141一分子葡萄糖徹底氧化過程中的ATP收支情況與ATP合成相關(guān)磷酸戊糖途徑又名磷酸己糖支路或6-磷酸葡糖酸途徑發(fā)生地：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)限速酶：6-磷酸葡糖脫氫酶主要產(chǎn)物：核糖和NADPH功能：與核糖和NADPH有關(guān)代謝病：蠶豆?。?-磷酸葡糖脫氫酶缺乏）142磷酸戊糖途徑又名磷酸己糖支路或6-磷酸葡糖酸途徑142糖異生定義：泛指細(xì)胞內(nèi)由乳酸或其它非糖物質(zhì)凈合成葡萄糖的過程。發(fā)生地：主要發(fā)生在動(dòng)物的肝臟（80％）和腎臟（20％），是動(dòng)物細(xì)胞自身合成葡萄糖的唯一手段。植物和微生物也可以進(jìn)行糖異生。限速酶（以丙酮酸作為原料）：丙酮酸羧化酶（位于線粒體）、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、1,6-二磷酸果糖磷酸酶和6-磷酸葡糖磷酸酶（位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）能耗：以丙酮酸為原料，每合成1分子葡萄糖，需要消耗6個(gè)ATP143糖異生定義：泛指細(xì)胞內(nèi)由乳酸或其它非糖物質(zhì)凈合成葡萄糖的過程糖異生的底物(動(dòng)物)

丙酮酸,乳酸,甘油,生糖氨基酸，所有TCA循環(huán)的中間物偶數(shù)脂肪酸不行!因?yàn)榕紨?shù)脂肪酸氧化只能產(chǎn)生乙酰CoA，而乙酰CoA不能提供葡萄糖的凈合成144糖異生的底物(動(dòng)物)丙酮酸,乳酸,甘油,生糖氨發(fā)生地：主要是線粒體對氧氣的需要：絕對需要基本過程：脂肪酸的活化、脂酰-CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)、四步反應(yīng)的重復(fù)循環(huán)限速酶：脂酰-CoA:肉堿轉(zhuǎn)移酶I（肉堿作為長鏈脂?；妮d體）抑制劑：降糖胺酸（抑制脂酰-CoA脫氫酶）主要功能：與三羧酸循環(huán)及呼吸鏈偶聯(lián)產(chǎn)生ATP和代謝水；在饑餓的情況下通過形成酮體為腦細(xì)胞供能脂肪酸β-氧化145發(fā)生地：主要是線粒體脂肪酸β-氧化145β-氧化小結(jié)以1分子軟脂酸為例，需要經(jīng)過7輪β-氧化循環(huán)，共產(chǎn)生8分子乙酰-CoA、7分子FADH2和NADH，總反應(yīng)式為：軟脂酰-CoA＋7FAD＋7NAD＋＋7H2O→8乙酰-CoA＋7FADH2＋7NADH＋H＋其完全氧化可以產(chǎn)生106分子ATP146β-氧化小結(jié)以1分子軟脂酸為例，需要經(jīng)過7輪β-氧化循環(huán)，共酮體包括丙酮、乙酰乙酸和D-β-羥丁酸，其合成的場所位于肝細(xì)胞的線粒體基質(zhì)。是腦、心臟和肌肉的燃料是饑餓期間腦細(xì)胞的注意能源是脂肪酸可運(yùn)輸?shù)男问?147酮體包括丙酮、乙酰乙酸和D-β-羥丁酸，其合成的場所位于肝細(xì)除了植物在質(zhì)體內(nèi)，其他生物合成的場所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；從頭合成需要乙酰-CoA作為引物；丙二酸單酰-CoA作為活化的“二碳單位”供體；限速酶：乙酰-CoA羧化酶；丙二酸單酰-CoA的脫羧反應(yīng)和NADPH作為驅(qū)動(dòng)碳鏈延伸的動(dòng)力；軟脂酸通常是反應(yīng)的終產(chǎn)物；軟脂酸以外的脂肪酸通過修飾、延伸等反應(yīng)形成。脂肪酸的合成代謝

148除了植物在質(zhì)體內(nèi)，其他生物合成的場所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；脂肪酸的氨基酸代謝氨基的代謝：脫氨基（最重要的酶是位于線粒體的谷氨酸脫氫酶）、轉(zhuǎn)氨基（需要磷酸吡哆醛）和聯(lián)合脫氨基氨的解毒處理：取決于水的可得性碳骨架的代謝：生酮、生糖氨基酸及其衍生物的合成149氨基酸代謝氨基的代謝：脫氨基（最重要的酶是位于線粒體的谷氨酸直接排出體外（魚類和兩棲動(dòng)物蝌蚪期）植物將其轉(zhuǎn)變成Asn(Asn合成酶)動(dòng)物將其轉(zhuǎn)變成Gln(Gln合成酶)尿素或尿酸：兩棲動(dòng)物成體和哺乳動(dòng)物轉(zhuǎn)變成尿素；爬行類和鳥類轉(zhuǎn)變成尿酸氨的解毒150直接排出體外（魚類和兩棲動(dòng)物蝌蚪期）氨的解毒150尿素循環(huán)尿素在哺乳動(dòng)物體內(nèi)是通過尿素循環(huán)產(chǎn)生的，它發(fā)生在哺乳動(dòng)物的肝細(xì)胞（線粒體+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）。肝外組織氨基酸分解產(chǎn)生的氨主要通過Gln運(yùn)輸?shù)礁渭?xì)胞，但肌肉蛋白分解產(chǎn)生的Ala可經(jīng)血液循環(huán)進(jìn)入肝細(xì)胞。限速酶：氨甲酰磷酸合成酶I能耗，每合成1分子尿素，需要4ATP。151尿素循環(huán)尿素在哺乳動(dòng)物體內(nèi)是通過尿素循環(huán)產(chǎn)生的，它發(fā)生在哺乳C

骨架的命運(yùn)生糖氨基酸：其他生酮氨基酸:亮氨酸&賴氨酸生酮兼生糖氨基酸:異亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蘇氨酸和酪氨酸（一本色酥酪）152C骨架的命運(yùn)生糖氨基酸：其他152植物和微生物在有合適的N源時(shí)能夠從頭合成所有的20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸。而哺乳動(dòng)物只能制造其中的10種，這10種氨基酸被稱為非必需氨基酸，其余10種氨基酸必需從食物中獲取，被稱為必需氨基酸。任何氨基酸合成的前體都來自于糖酵解、TCA循環(huán)或磷酸戊糖途徑，其中N原子通過Glu或Gln進(jìn)入相關(guān)的合成途徑，而合成的場所有的在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，有的在線粒體。氨基酸的生物合成153植物和微生物在有合適的N源時(shí)能夠從頭合成所有的20種標(biāo)準(zhǔn)氨核苷酸代謝合成途徑：從頭合成和補(bǔ)救合成發(fā)生地：嘌呤核苷酸（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）；嘧啶核苷酸（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)+線粒體）從頭最先合成的核苷酸：嘌呤核苷酸是IMP（次黃苷酸），嘧啶核苷酸是OMP（乳清苷酸）細(xì)胞先合成核糖核苷酸，后合成脫氧核苷酸；先合成U，后合成T。核苷酸的分解：人類嘌呤核苷酸分解的終產(chǎn)物是尿酸（產(chǎn)生過多引起痛風(fēng)）154核苷酸代謝合成途徑：從頭合成和補(bǔ)救合成154各種代謝病及其有缺陷的基因155各種代謝病及其有缺陷的基因155大家好156大家好12015年暑期生物化學(xué)奧賽理論培訓(xùn)輔導(dǎo)南京大學(xué)楊榮武1572015年暑期生物化學(xué)奧賽理論培訓(xùn)輔導(dǎo)南京大學(xué)楊榮武2結(jié)構(gòu)生物化學(xué)氨基酸與蛋白質(zhì)核苷酸與核酸酶與核酶糖類與脂類激素與受體158結(jié)構(gòu)生物化學(xué)氨基酸與蛋白質(zhì)3一、氨基酸159一、氨基酸4氨基酸的結(jié)構(gòu)通式不同的側(cè)鏈基團(tuán)，不同的理化性質(zhì)160氨基酸的結(jié)構(gòu)通式不同的側(cè)鏈基團(tuán)，不同的理化性質(zhì)5蛋白質(zhì)氨基酸，即標(biāo)準(zhǔn)氨基酸——在蛋白質(zhì)生物合成中，由專門的tRNA攜帶，直接參入到蛋白質(zhì)分子之中共22種：20種常見+2種不常見非蛋白質(zhì)氨基酸——不能直接參入到蛋白質(zhì)分子之中，或者是蛋白質(zhì)氨基酸翻譯后修飾產(chǎn)物

例如：瓜氨酸、鳥氨酸和羥脯氨酸蛋白質(zhì)氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸161蛋白質(zhì)氨基酸，即標(biāo)準(zhǔn)氨基酸——在蛋白質(zhì)生物合成中，由專門的t根據(jù)側(cè)鏈基團(tuán)的水溶性，氨基酸可以分為：（1）疏水a(chǎn)a——非極性R基團(tuán)（2）親水a(chǎn)a——極性的R基團(tuán)根據(jù)對動(dòng)物的營養(yǎng)價(jià)值，氨基酸又可以分為：（1）必需aa（2）非必需aa氨基酸的分類162根據(jù)側(cè)鏈基團(tuán)的水溶性，氨基酸可以分為：氨基酸的分類7親水氨基酸，即極性氨基酸，其R基團(tuán)呈極性，一般能和水分子形成氫鍵，故對水分子具有一定的親和性。它們包括：Ser、Thr、Tyr、Cys、Sec、Asn、Gln、Asp、Glu、Pyl、Arg、Lys、His；疏水氨基酸，即非極性氨基酸，其R基團(tuán)呈非極性，對水分子的親和性不高或者極低，但對脂溶性物質(zhì)的親和性較高。它們包括：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe和Trp。親水氨基酸VS疏水氨基酸163親水氨基酸，即極性氨基酸，其R基團(tuán)呈極性，一般能和水分子形成詞記親水氨基酸與疏水氨基酸西湖景，紫竹為骨水潺潺

橫笛相伴，閑聽天簌靜思禪

流蘇落，心比雙絲郁中纏

親水氨基酸：西-硒代半胱氨酸；景-精氨酸；竹-組氨酸；骨-谷氨酸谷氨酰胺；伴-半胱氨酸；天-天冬氨酸

天冬酰胺；籟-賴氨酸；蘇-蘇氨酸；落-酪氨酸；比-吡咯賴氨酸；絲-絲氨酸

孤雁本色，一行斜去浮生轉(zhuǎn)

兩鬢白，異家龍井難為甘

疏水氨基酸：本-苯丙氨酸；色-色氨酸；斜-纈氨酸；浮-脯氨酸；兩-亮氨酸；鬢-丙氨酸；異-異亮氨酸；家-甲硫氨酸；甘-甘氨酸164詞記親水氨基酸與疏水氨基酸西湖景，紫竹為骨水潺潺

橫笛相伴，必需氨基酸VS非必需氨基酸必需氨基酸是指人體必不可少，而機(jī)體內(nèi)又不能合成、必須從食物中補(bǔ)充的氨基酸。如果飲食中經(jīng)常缺少它們，就會(huì)影響健康。必需氨基酸共有10種：Lys、Trp、Phe、Met、Thr、Ile、Leu、Val、Arg和His。人體雖能夠合成Arg和His，但合成的量通常不能滿足正常的需要，因此這兩種氨基酸又被稱為半必需氨酸。余下的氨基酸則屬于非必需氨基酸，動(dòng)物體自身可以進(jìn)行有效的合成，它們包括：Ala，Asn、Asp、Gln、Glu、Pro、Ser、Cys、Tyr和Gly。一組（組氨酸）笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨酸）住（組氨酸）亮（亮氨酸）涼（異亮氨酸）鞋（纈氨酸）165必需氨基酸VS非必需氨基酸必需氨基酸是指人體必不可少，而機(jī)體氨基酸的縮合反應(yīng)與肽的形成166氨基酸的縮合反應(yīng)與肽的形成11氨基酸的手性：D型與L型氨基酸22種蛋白質(zhì)氨基酸分子中，除了甘氨酸，均至少含有一個(gè)不對稱碳原子，因此除甘氨酸以外的21種蛋白質(zhì)氨基酸都具有手性性質(zhì)。如果以L型甘油醛為參照物，具有不對稱碳原子的氨基酸就有D型和L型兩種對映異構(gòu)體。實(shí)驗(yàn)證明，蛋白質(zhì)分子中的不對稱氨基酸都是L型。D型氨基酸僅存在于一些特殊的抗菌肽和某些細(xì)菌的細(xì)胞壁成分之中，它們不能參入到在核糖體上合成的多肽或蛋白質(zhì)分子之中。氨基酸的構(gòu)型與其旋光方向沒有必然的聯(lián)系。167氨基酸的手性：D型與L型氨基酸22種蛋白質(zhì)氨基酸分子中，除了16813由于氨基酸既含有堿性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特殊的解離性質(zhì)，但氨基算的堿性和酸性分別弱于單純的胺和羧酸。一個(gè)氨基酸分子內(nèi)部的酸堿反應(yīng)使氨基酸能同時(shí)帶有正負(fù)兩種電荷，以這種形式存在的離子被稱為兼性離子或兩性離子。特殊的酸堿性質(zhì)與等電點(diǎn)169由于氨基酸既含有堿性的氨基又含有酸性的羧基，因此氨基酸具有特對于任何一種氨基酸來說，總存在一定的pH值，使其凈電荷為零，這時(shí)的pH值被稱為等電點(diǎn)。pI是一個(gè)氨基酸的特征常數(shù)。在等電點(diǎn)pH時(shí)，氨基酸在電場中，不向兩極移動(dòng)，并且絕大多數(shù)處于兼性離子狀態(tài)，少數(shù)可能解離成陽離子和陰離子，但解離成陰、陽離子的趨勢和數(shù)目相等。等電點(diǎn)（pI）170對于任何一種氨基酸來說，總存在一定的pH值，使其凈電荷為零，氨基酸的主要反應(yīng)性質(zhì)171氨基酸的主要反應(yīng)性質(zhì)16所有氨基酸及具有游離α-氨基的肽與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)，只有脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì)。氨基酸與茚三酮的反應(yīng)172所有氨基酸及具有游離α-氨基的肽與茚三酮反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)與氨基酸側(cè)鏈有關(guān)的反應(yīng)性質(zhì)與苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸有關(guān)的紫外吸收與半胱氨酸有關(guān)的氧化還原，形成二硫鍵與親水氨基酸（特別是絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸）有關(guān)的磷酸化修飾與賴氨酸有關(guān)的乙?；揎椗c絲氨酸和天冬酰胺有關(guān)的糖基化修飾173與氨基酸側(cè)鏈有關(guān)的反應(yīng)性質(zhì)與苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸有關(guān)的紫芳香族氨基酸的紫外吸收性質(zhì)174芳香族氨基酸的紫外吸收性質(zhì)19半胱氨酸的氧化與二硫鍵的形成175半胱氨酸的氧化與二硫鍵的形成20二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)176二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)21組成的多樣性大小的多樣性結(jié)構(gòu)的多樣性功能的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性177組成的多樣性蛋白質(zhì)的多樣性22蛋白質(zhì)可能含有一條或多條肽鏈一條多肽鏈-單體蛋白不止一條多肽鏈-寡聚蛋白:同源寡聚體-同種肽鏈異源寡聚體-兩種或多種不同的肽鏈;血紅蛋白是一種異源四聚體：2條α鏈，2條β鏈。蛋白質(zhì)可能含有非蛋白質(zhì)成分多肽鏈+可能是輔助因子（金屬離子、輔酶或輔基），也可能是其他修飾。例如，羧肽酶的輔助因子是Zn2+；乳酸脫氫酶的輔酶是輔酶I；血紅蛋白的輔基是血紅素。蛋白質(zhì)組成的多樣性178蛋白質(zhì)可能含有一條或多條肽鏈蛋白質(zhì)組成的多樣性23蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性179蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性24一級(jí)結(jié)構(gòu)

(1o):獨(dú)特的氨基酸序列，由基因決定。二級(jí)結(jié)構(gòu)

(2o):多肽鏈的主鏈骨架本身（不包括R基團(tuán)）在空間上有規(guī)律的折疊和盤繞，它是由氨基酸殘基非側(cè)鏈基團(tuán)之間的氫鍵決定的。三級(jí)結(jié)構(gòu)

(3o):是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步盤繞、卷曲和折疊，形成主要通過氨基酸側(cè)鏈以次級(jí)鍵以及二硫鍵維系的完整的三維結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)

(4o)具有兩條和兩條以上多肽鏈的寡聚蛋白質(zhì)或多聚蛋白質(zhì)才會(huì)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。其內(nèi)容包括亞基的種類、數(shù)目、空間排布以及亞基之間的相互作用。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次180一級(jí)結(jié)構(gòu)(1o):獨(dú)特的氨基酸序列，由基因決定。蛋白質(zhì)是蛋白質(zhì)的共價(jià)（肽鍵）結(jié)構(gòu)對于每一種蛋白質(zhì)而言，都是獨(dú)特的。由編碼它的基因的核苷酸序列決定。是遺傳信息的一種形式。書寫總是從N端到C端。例如，胰島素A鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)是：

Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)181是蛋白質(zhì)的共價(jià)（肽鍵）結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)26DNA:

GGCATT

GTGGAA

CAATGCTGTmRNA:

GGC

AUU

GUG

GAA

CAAUGCUGU蛋白質(zhì):

Gly-

Ile-

Val-

Glu

–

Gln

-

Cys-

Cys一種蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由編碼它的基因的核苷酸序列決定182DNA:GGCATTGTGGA具有部分雙鍵的性質(zhì)（40％），其鍵長為0.133nm，介于一個(gè)典型的單鍵和一個(gè)典型的雙鍵之間。具有雙鍵性質(zhì)的肽鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，與肽鍵相關(guān)的6個(gè)原子共處于一個(gè)平面，此平面結(jié)構(gòu)被稱為酰胺平面或肽平面與Cα相連的兩個(gè)單鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角多為反式，但是X-Pro是例外。N帶部分正電荷，O帶部分負(fù)電荷。肽鍵的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)183具有部分雙鍵的性質(zhì)（40％），其鍵長為0.133nm，介于一肽平面及二面角184肽平面及二面角29α螺旋及其他螺旋β折疊β轉(zhuǎn)角β突起環(huán)與無規(guī)則卷曲前四種二級(jí)結(jié)構(gòu)具有規(guī)律，反映在拉氏圖上具有相對固定的二面角蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)185α螺旋及其他螺旋蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)30親水α-螺旋疏水α-螺旋兩親α-螺旋α螺旋的種類186親水α-螺旋α螺旋的種類31肽段幾乎完全伸展，肽平面之間成鋸齒狀；肽段呈現(xiàn)平行排列，相鄰肽段之間的肽鍵形成氫鍵，其中的每一股肽段被稱為β股；側(cè)鏈基團(tuán)垂直于相鄰兩個(gè)肽平面的交線，并交替分布在折疊片層的兩側(cè)；肽段平行的走向有平行和反平行兩種，前者