王鏡巖《生物化學(xué)》考研考點講義

目錄綜述及緒論 (1)第一章糖類 (8)第二章脂類與生物膜 (21)第三章蛋白質(zhì)生物化學(xué) (30)第四章酶學(xué) (71)第五章核酸的化學(xué) (88)第六章維生素、激素和抗生素 (101)第七章代謝總論與生物能學(xué) (108)第八章糖代謝 (121)第九章脂代謝 (137)第十章蛋白質(zhì)降解和氨基酸代謝 (157)第十一章核酸降解與核苷酸代謝 (171)第十二章DNA的復(fù)制、損傷修復(fù)及重組 (183)第十三章RNA生物合成(轉(zhuǎn)錄) (218)第十四章蛋白質(zhì)的生物合成 (240)第十五章細(xì)胞代謝與基因表達(dá)調(diào)控 (259)第十六章基因工程和蛋白質(zhì)工程 (279)《生物化學(xué)》考點精講綜述及緒論考研專業(yè)課《生物化學(xué)》王鏡巖版考試輔導(dǎo)課程旨在幫助考生通過系列課程的學(xué)習(xí)，利用最短的時間，取得最有益的成績，從而達(dá)到最終的教學(xué)目標(biāo)。教材特點要根據(jù)報考學(xué)校的專業(yè)側(cè)重點對學(xué)習(xí)內(nèi)容有一定的取舍。不一定面面俱到。個別課后題難度較高，只要理解解題思路即可，不一定需要全部熟練記憶。根據(jù)報考學(xué)校的專業(yè)特點注意側(cè)重的內(nèi)容，如報考醫(yī)學(xué)院校，就要側(cè)重與疾病發(fā)生密切相關(guān)的生化過程，如脂蛋白與高血脂癥、轉(zhuǎn)氨酶與肝炎、脂質(zhì)過氧化、自由基與細(xì)胞損傷、一些激素與疾病的關(guān)系等考點分析分為糖的生物化學(xué)(約5~10％)、脂類的生物化學(xué)(約5~10％)、蛋白質(zhì)的生物化學(xué)、酶生物化學(xué)(約30％)、核酸的生物化學(xué)(約10~20％)、糖代謝(約10~20％)、脂代謝(約10％)、蛋白質(zhì)(氨基酸)代謝(約10％)、核苷酸代謝(約5~10％、核酸的生物合成(約10、代謝的調(diào)控(約10％)等模塊，每個模塊在考查中所占比例不同，在復(fù)習(xí)中要注意。專業(yè)：考研專業(yè)課《生物化學(xué)》王鏡巖版考試輔導(dǎo)系列課程：—2—2．名校真題及典型題精講精練 (一)試卷結(jié)構(gòu) (二)考題類型考研題的分類：基礎(chǔ)知識：各種題型出現(xiàn)，教材上可以找到明確的答案，往往是教學(xué)的重點內(nèi)容，只要認(rèn)真閱讀教材，掌握教學(xué)內(nèi)容，此類試題一般會獲得較高分值，此類考題在試題所占分值也較高。(包括基本理)這類知識需要記憶的比較多，譬如一些基本的定義，分子結(jié)構(gòu)特點、代謝的途徑，代謝的調(diào)控模式理解的前提下記憶，比較容易)分析總結(jié)類題目：往往是給出相關(guān)的實驗現(xiàn)象或者相應(yīng)的問題，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)的專業(yè)知識分析推理，從而提相互合適解釋或者給出合理的實驗方案，一般高水平的大學(xué)此類題目所占比例較高，甚至可以達(dá)到50％的分值，此類題目可以考查學(xué)生對知識的運用能力和分析推理能力，一般以問答題的形式出現(xiàn)。這一類試題由于答案不是完全統(tǒng)一的，不同的答案可能有不同的合理性，所以評分標(biāo)準(zhǔn)相對難以制定，在統(tǒng)考試卷中出現(xiàn)概率相對較低，一般在30％左右。分析總結(jié)類題目：有一類題目是將教材中不同的知識模塊有機的聯(lián)系在一起考察，如代謝的調(diào)控一章，脂代謝、蛋白質(zhì)代謝、糖代謝既相互獨立但有密切相關(guān)，一些激素如胰島素、甲狀腺素、胰高血糖素、腎上腺素等即可以調(diào)控糖代謝，也參與脂代謝、蛋白質(zhì)代謝的調(diào)控，既可以反映在酶水平，也可以反映在基因水平，所以可以將不同知識模塊結(jié)合在一起考察，需要學(xué)生對不同模塊知識又很好地總結(jié)歸納能力。舉例：1．假如你從某一動物組織提取一份總RNA樣品，可采用一些什么方法檢測他的質(zhì)量(完整性)純度和濃度，并說明判斷的依據(jù)。(2009年中山大學(xué)考研題)2．假定某蛋白分子量為180Kd，其一級結(jié)構(gòu)可能是直線式的也可能是環(huán)式的，試分析是否有可能用簡單的合理的方法加以鑒別．(2009年中山大學(xué)考研題)3．編碼ATP合成酶基因的一突變型已經(jīng)被鑒定，具有該突變的患者呈現(xiàn)肌無力，運動紊亂、色盲—3—《生物化學(xué)》考點精講性(結(jié)果如下表示)，(2011年中國科技大學(xué)試題) t1．實驗中加入琥珀酸的目的是什么？2．該突變對于琥珀酸－偶聯(lián)ATP合成體系有什么影響？同時將亞線粒體在加入了ATP，但缺乏琥珀酸的緩沖液中孵育測定ATP酶的活性，結(jié)果如下圖所示：第三類題目，就是緊扣生命科學(xué)發(fā)展的前沿的重要事件，或者重要的新技術(shù)，在研究中已經(jīng)廣泛運用，而教科書上上沒有細(xì)致論述的，考察學(xué)生對生命科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的了解程度，一方面了解學(xué)生對生命科學(xué)的興趣，另一方面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，這一類題目在教科書上也沒有答案，完全是學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中、日常的交流中獲取的一些信息。一般以問答題的形式出現(xiàn)。這一類試題由于答案不是完全統(tǒng)一的，不同的答案可能有不同的合理性，所以評分標(biāo)準(zhǔn)相對難以制定，在統(tǒng)考試卷中出現(xiàn)概率：1．舉出兩項因有關(guān)蛋白質(zhì)或者核酸研究而獲得諾貝爾獎的成果及獲獎?wù)摺?2011年中國科技大學(xué)試題)2．什么是RNA干擾(RNAinterference)？該技術(shù)用于基因功能研究與傳統(tǒng)的基因敲除方法有什么區(qū)別？(2012年中國科技大學(xué)試題)3．論述轉(zhuǎn)基因的基本操作步驟及其應(yīng)用意義，并介紹你所了解的我國動、植物基因工程近年研究進(jìn)展(可根據(jù)自身專業(yè)背景任選動物或植物開展論述)(2012年中國科學(xué)院研究生院考研試題)—4—4．填空題：2009年諾貝爾化學(xué)獎的主要研究成果是，諾貝爾生理學(xué)獎的主要研究成果是 5．核糖開關(guān)的結(jié)構(gòu)及機制(2012年武漢大學(xué)考研題)己去圖解反應(yīng)途徑，分子的調(diào)控模型等。3．要用基本的生物學(xué)觀點去理解和思考生命現(xiàn)象中的相關(guān)問題：效率和經(jīng)濟(jì)的觀點，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。生物是在漫長的進(jìn)化中產(chǎn)生的，經(jīng)過長期的自然選擇所產(chǎn)生的可以有效適應(yīng)環(huán)境的生命形態(tài)，其代謝途徑，調(diào)控模式在理論上應(yīng)該是最經(jīng)濟(jì)有效的，合理的模式。如三羧酸循環(huán)循環(huán)是獲取能量的重要途徑，可以有效地將氨基酸代謝、糖代謝以及脂代謝聯(lián)系起來，只有幾種簡單的小分子物質(zhì)就可以實現(xiàn)物質(zhì)的合理的轉(zhuǎn)化，糖攝入過多可以儲存為脂肪，糖攝入不足，脂類可以分解，蛋白質(zhì)也可以分解，其調(diào)控的只要分子種類如ATP，能荷可以迅速有效地調(diào)控代謝的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點是貫穿于生命科學(xué)的所有學(xué)科，不僅僅是形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)，也體現(xiàn)在分子結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)上；甚至代謝行為、宏觀的行為與功能的適應(yīng)如RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致其理化穩(wěn)定性的不同，而這個與他們承擔(dān)的生物學(xué)功能也是相適應(yīng)的，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)有效的保證他作為遺傳物質(zhì)實現(xiàn)自我復(fù)制的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的柔性，空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系也保證它的功能可以有效地被調(diào)控。如血紅蛋白與肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)的區(qū)別可以在功能上反映出來。結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)也可以體現(xiàn)在代謝行為與功能的適應(yīng)性上，如植物的向光性、本能的形成等等，松鼠會在冬天來臨之前儲存堅果。很多的鳥類會在冬天來臨之前遷徙到南方來躲避北方寒冷的冬季。土撥鼠會在冬季來臨、食物變少時進(jìn)入冬眠?！?—《生物化學(xué)》考點精講緒論生物化學(xué)是介于生物與化學(xué)之間的邊緣學(xué)科，是利用化學(xué)的理論和方法研究生物的一門學(xué)科，其任務(wù)是闡述構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)(生物大分子—糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其在生命活動(如生長、生殖、代謝、運動等)過程中的變化規(guī)律(物質(zhì)代謝和能量代謝)。研究對象是生物大分子研究目標(biāo)：揭示生命現(xiàn)象。具體的內(nèi)容包括：靜態(tài)生物化學(xué)：組成生物體的各種分子如糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸的結(jié)構(gòu)特點，及其生物學(xué)功能。 (注意生物大分子適應(yīng)于其相關(guān)的生物學(xué)功能的結(jié)構(gòu)特點，生物大分子的柔性，次級鍵的功能等。相關(guān)的研究技術(shù)，如分離純化，生物大分子的基本性質(zhì)等。)核代謝部分的核心也是了解代謝的調(diào)控，代謝調(diào)控是生物體適應(yīng)環(huán)境、實現(xiàn)自身生理狀態(tài)或者內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的內(nèi)在因素，調(diào)控主要是基于生物大分子的功能的調(diào)控(通過各種方式利用小分子結(jié)合、修飾，亞基構(gòu)象變化實現(xiàn)酶活性的控制)生物大分子研究的方法，和相關(guān)技術(shù)原理，如蛋白質(zhì)分離純化的技術(shù)原理等。學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在規(guī)律性，側(cè)重對知識的理解： (一)生物體的組成物質(zhì)復(fù)雜性組成物質(zhì)多；分子大；空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性預(yù)示著功能的復(fù)雜性；空間結(jié)構(gòu)多為次級鍵決定，所以結(jié)構(gòu)變化影響因素多。規(guī)律性元素→構(gòu)件小分子→聚合物(生物大分子)；結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。 (二)物質(zhì)和能量代謝·復(fù)雜性·多步化學(xué)反應(yīng)構(gòu)成代謝途徑；·多條代謝途徑相互交織成網(wǎng)；—6—·物質(zhì)代謝和能量代謝相互交織；·調(diào)節(jié)控制有條不紊·規(guī)律性·反應(yīng)類型不多；·反應(yīng)機理符合有機化學(xué)理論；·調(diào)節(jié)控制與生物學(xué)功能相適應(yīng)。 (三)信息分子的生物合成·復(fù)雜性·合成過程復(fù)雜；·調(diào)節(jié)控制復(fù)雜；·與生命現(xiàn)象的關(guān)系復(fù)雜?！ひ?guī)律性·遺傳密碼已經(jīng)破譯；基因表達(dá)的基本過程已經(jīng)清楚；·生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系逐漸明晰；生物化學(xué)的建立源于化學(xué)的發(fā)展，在無機化學(xué)、有機化學(xué)逐漸發(fā)展的過程中，對于生物有機體的化學(xué)組成有了逐漸深入的認(rèn)識，逐漸認(rèn)識到生物有機體在化學(xué)組成、物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律上與無機自然界遵循相同的理化規(guī)律，生命現(xiàn)象的實質(zhì)是各種復(fù)雜的反應(yīng)的結(jié)果。生物化學(xué)發(fā)展史上的重要事件年Buchner發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞裂解液能使糖發(fā)酵1944年Avery等人證明遺傳信息在核酸上早期生物化學(xué)研究的重心是代謝研究和結(jié)構(gòu)研究。Perutz體結(jié)構(gòu)1972年DNA重組技術(shù)的建立1978年DNA雙脫氧測序法的成功1年完成?，F(xiàn)在的研究側(cè)重蛋白質(zhì)、核酸的生物學(xué)功能研究，信息傳遞及調(diào)控。生物化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的線索之一：生命體組成的物質(zhì)轉(zhuǎn)化代謝途徑和規(guī)律；(動態(tài)生物化學(xué)的研究—7—《生物化學(xué)》考點精講內(nèi)容)各種生物大分子的結(jié)構(gòu)特點及其生物學(xué)功能。(靜態(tài)生物化學(xué)，著重從結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性去理解結(jié)構(gòu)特點，結(jié)構(gòu)特點同時蘊含了生物大分子的研究技術(shù))線索二：大分子研究技術(shù)及其原理。五、生物化學(xué)的生物化學(xué)中的關(guān)鍵技術(shù)及其原理·電泳(1923)生物大分子的分離、分析·超離心(1925)蛋白質(zhì)、細(xì)胞亞器官的分離；分子量的確定·同位素標(biāo)記(1934)物質(zhì)代謝途徑、生物大分子結(jié)構(gòu)測定·層析(1944)生物大分子的分離純化·分子雜交技術(shù)·基因工程相關(guān)技術(shù)六、生物化學(xué)在生命科學(xué)中的學(xué)科地位全稱是生物化學(xué)與分子生生物學(xué)，。在碩士入學(xué)考試中，生物化學(xué)的內(nèi)容是包含了分子生物學(xué)相關(guān)內(nèi)容的。尤其是基因工程相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用的內(nèi)容。生物化學(xué)是生命科學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科，工具性學(xué)科，生命科學(xué)發(fā)展到今天，對生命現(xiàn)象的理解已經(jīng)從原來的形態(tài)學(xué)觀察、非定量的描述性的科學(xué)逐漸發(fā)展到可以定量的、通過實驗進(jìn)行精確研究的科學(xué)，側(cè)重于從生物大分子功能的角度去解釋相關(guān)的生命現(xiàn)象。生物化學(xué)的學(xué)習(xí)為研究和理解生物大分子功能研究提供了相應(yīng)的技術(shù)手段，包括生物大分子的分離純化、結(jié)構(gòu)、功能及其調(diào)控的，酶學(xué)研究技術(shù)、分子生物學(xué)研究技術(shù)。生物化學(xué)與分子生物學(xué)是生物學(xué)的最深層次，是從分子水平認(rèn)識生命現(xiàn)象的學(xué)科，為其他學(xué)科提供了相應(yīng)的研究技術(shù)手段。所以生物化學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，是研究的工具。教學(xué)內(nèi)容中，不僅要注意其基本的理論，而且要特別注意相關(guān)的研究技術(shù)及原理的理解，第一章糖類知識要點結(jié)構(gòu)。3．熟悉細(xì)菌雜多糖、糖蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)多樣性和各自的主要生物學(xué)功能；了解糖鏈結(jié)構(gòu)分析的基本方法。一、糖類的生物學(xué)作用綠色植物的皮、桿等的多糖(纖維素、半纖維素和果膠物質(zhì)等)；昆蟲、蟹、蝦等外骨骼糖(幾丁質(zhì))；結(jié)締組織中的糖(肝素、透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等)；細(xì)菌細(xì)胞壁糖稱作結(jié)構(gòu)多糖；—結(jié)構(gòu)物質(zhì)糧食及塊根、塊莖中的多糖(淀粉)；動物體內(nèi)的貯藏多糖(糖元)是重要的能源物質(zhì)；—能源儲存物質(zhì)糖蛋白(蛋白聚糖)中的糖；細(xì)胞膜及其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的糖如血型糖；活性糖分子是重要的信息分子；—信息分子)；食用菌中的糖(香菇多糖、茯苓多糖、靈芝多糖、昆布多糖等)可以作為藥物使用；—特殊生理活性糖類是重要的中間代謝物，可以轉(zhuǎn)化為氨基酸、核苷酸和脂類。—中間代謝物通式：(CH2O)n，但僅從通式上并不能判斷某分子是否就是糖，即：符合通式的不CHO 糖類可以定義為：多羥基醛；多羥基酮；多羥基醛或多羥基酮的衍生物；可以水解為多羥基醛或多羥基酮或它們的衍生物的物質(zhì)?！?—《生物化學(xué)》考點精講酸皮膚素等。乙酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等；葡萄糖及絕大多數(shù)糖都有使平面偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的能力，即糖的旋光性，是因為糖都具有手性碳。糖的旋光性和旋光度由糖分子中的所有手性碳上的羥基方向所決定。糖的旋光性以右旋(以d或＋表示)或左旋(以l或－表示)。8．構(gòu)型是指一個分子由于其各原子特有的空間排列而使該分子具有特定的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)。當(dāng)一個物質(zhì)由一種構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)型時，要求有共價鍵的斷裂或重新形成。表明一個物質(zhì)應(yīng)有其特定的構(gòu)型。對映體結(jié)構(gòu)的示意圖糖的構(gòu)型與旋光性之間不一定相對應(yīng)，即D型不一定代表右旋、L型也不一定代表左旋，因為兩 D9．構(gòu)象指一個分子中，不改變共價鍵結(jié)構(gòu)，僅靠單鍵的旋轉(zhuǎn)或扭曲而改變分子中基團(tuán)在空間的排《生物化學(xué)》考點精講布位置，而產(chǎn)生不同的排列方式。根據(jù)X－射線晶體分析，葡萄糖吡喃環(huán)與環(huán)己烷的椅式結(jié)構(gòu)相似，b－葡萄糖的可能構(gòu)象有2種椅式(A，B)和6種船式，主要是A椅式。的縮寫12．糖苷是以酚類，固醇類，含氮堿等為配基的單糖或寡糖衍生物，大多有苦味或香氣，不少有毒，但少量使用有藥理作用．狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)疏水，外側(cè)親水，可以使疏水物質(zhì)形成水溶性的包含絡(luò)合物，增加被包含物質(zhì)的穩(wěn)定性。由許多單糖或單糖衍生物聚合而成，縮合時單糖分子以糖苷鍵相連，一般無甜味、無還原性、酸或糖和雜多糖。18．糖原：有動物淀粉之稱，細(xì)菌細(xì)胞中也有存在，動物組織內(nèi)主要的貯藏多糖。肝臟、肌肉中含II高壓和酸，人體消化酶不能水解纖維素，食草動物利用腸道寄生菌分泌的纖維素酶(cellulase)將部分纖維素水解為葡萄糖。對分子質(zhì)量平均在75000左右的為高分子右旋糖酐。高分子右旋糖酐是一種血漿代用品，用于提高血漿膠體滲透壓，能將組織的水分滲透到血中，維持血容量，臨床用于出血性休克和創(chuàng)傷性休克。相對分子質(zhì)量在20000－40000的為低分子量右旋糖酐，主要用于降低血液粘滯度，防止血栓形exNDb鍵縮合而成，分子線狀不分支?！渡锘瘜W(xué)》考點精講品和化妝品制造等。木質(zhì)素后，用螯合劑如草酸銨水溶液提取獲得。果膠物質(zhì)通常由聚半乳糖醛酸或聚鼠李糖半乳糖醛酸構(gòu)成主鏈，阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖等構(gòu)成側(cè)鏈；羧基的甲基化大于45％稱高甲氧基果膠，小于45％稱低甲氧基果膠，羧基大部分被甲基化的為果膠酯酸，與纖維素半纖維素等結(jié)合成水不溶的原果膠，經(jīng)稀酸或果膠酶(聚半乳糖醛酸酶)去甲基化后，水溶性增強，果實變軟。可用于食品加工?？刂乒z酶可延長果品蔬菜的保藏期。木葡聚糖的總稱。常有側(cè)鏈和修飾基團(tuán)。木質(zhì)素是酚類形成的聚合物，不屬于糖類。6－脫水－L－吡喃半乳糖交替組成的線形鏈。瓊脂可用于食品工業(yè)，瓊脂膠的糖基不同程度地被硫酸基、甲氧基、丙酮酸等修飾。瓊脂糖可形成左手雙螺旋，再聚集成束，形成剛性的交聯(lián)凝膠網(wǎng)，可用做電泳和層析的支持物。酶；人造海蜇)、樹膠等主要在食品、制藥、印染等領(lǐng)域26．凝集素(lectin)凝集素可定義為能與糖類專一性非共價結(jié)合，并能夠凝集細(xì)胞和沉淀寡糖及其復(fù)合物的非抗體蛋白質(zhì)或糖蛋白。 (凝集素可分為很多類，(植物凝集素，動物凝集素、微生物凝集素)豆類根瘤菌與宿主之間的選擇性是由凝集素介導(dǎo)的。微生物對宿主的感染也是由凝集素介導(dǎo)的，細(xì)菌凝集素存在于細(xì)菌表面的菌毛上，與靶細(xì)胞的黏著具有物種和器官的專一性。動物凝集素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，與炎癥、腫瘤轉(zhuǎn)1．革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁由多層網(wǎng)狀的肽聚糖和磷壁酸組成，革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁由單層肽。2．革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁由多層肽聚糖與磷壁酸組成，肽聚糖二糖四肽重復(fù)單位的四肽側(cè)鏈之間由1－5個氨基酸組成的肽交聯(lián)橋連接3．肽聚糖是由二糖四肽重復(fù)單位連接成的網(wǎng)狀的囊形結(jié)構(gòu)。也可看成殼多糖的單糖殘基交替地被乳酸取代，并通過它連接四肽形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。4．磷壁酸：革蘭氏陽性菌的磷壁酸主鏈由醇和磷酸交替排列而成，可分為核糖醇磷壁酸和甘油磷壁酸?？邕^肽聚糖連接于質(zhì)膜寡糖基的稱脂磷壁酸，與肽聚糖的N－乙酰胞壁酸連接的稱壁磷壁酸，與細(xì)胞的生長和抗原性有關(guān)。的重要原因。包含兩個部分。脂質(zhì)A：和雜多糖共價結(jié)合而成。雜多糖又可以分為核心寡糖和O－特異鏈。脂質(zhì)A：兩分子D－葡糖氨通過糖苷鍵連接的二糖單位重復(fù)而成，二糖單位兩端端C1和C4各有一個磷酸基，重復(fù)單位通過C1和C4間的焦磷酸橋連接；二糖單位的其他碳位被脂肪酸酯化。原端通過中性七碳糖與中性糖構(gòu)成的外核心相連，核心寡糖可作為噬菌體的受體，還與細(xì)菌的抗原性有關(guān)。原性，故可稱為O－抗原，含有O－特異鏈脂多糖的細(xì)菌在瓊脂板上可長成光滑菌落，稱作S－型細(xì)1．糖蛋白：糖鏈作為蛋白質(zhì)的輔基的一類蛋白質(zhì)。(糖鏈較短，一般小于15個單糖單位，稱寡糖2．糖胺聚糖：(glycosaminoglycan，GAG)：是胞外基質(zhì)的重要成分，由己糖醛酸和己糖胺重復(fù)二糖單位構(gòu)成，二糖單位常被帶負(fù)電荷的羧基或硫酸基修飾，因此呈酸性。(糖胺聚糖的主要作用有：保持結(jié)締組織的水分；調(diào)節(jié)陽離子在組織中的分布；對關(guān)節(jié)的保護(hù)和潤滑作用；促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的作用。糖連接而成，糖的含量高于蛋白質(zhì)，糖部分主要是不分支的糖胺聚糖，存在于細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞表面及細(xì)胞內(nèi)的分泌顆粒中。字，由4種不同的單糖可形成36864種不同的4聚糖異構(gòu)體。即β－構(gòu)型的N－乙酰葡糖胺異頭碳與天冬酰胺的γ－酰胺N原子形成的糖苷鍵，在血漿蛋白和糖蛋白中分布廣泛．O－糖肽鍵：即單糖的異頭碳與羥基氨基酸的羥基氧原子形成的共價鍵。包括：乙酰半乳糖胺與絲氨酸或蘇氨酸形成的糖肽鍵，主要存在于黏液蛋白和某些球蛋白。半乳糖胺與羥賴氨酸形成的糖肽鍵，主要存在于膠原蛋白。呋喃阿拉伯糖與羥脯氨酸形成的糖肽鍵，主要存在于植物，包括細(xì)胞壁的伸展蛋白和凝集素等。6．糖蛋白的生物學(xué)作用A．促進(jìn)新生肽鏈的正確折疊：基因定點突變法獲得的一些去糖基化糖蛋白不能正常折疊，也不能形成正常的聚合體，基因工程中真核細(xì)胞表達(dá)的糖蛋白因含有糖鏈而不發(fā)生聚集，可分泌到胞外，原核生物的表達(dá)產(chǎn)物不能糖基化而聚集成包含體。B．促進(jìn)分泌蛋白的分泌及其穩(wěn)定性。C．參與分子識別和細(xì)胞識別。如血漿中老蛋白質(zhì)的清除：不少血清糖蛋白含有以唾液酸殘基為末端的N－糖鏈糖蛋白，當(dāng)末端的唾液酸殘基被血管壁上的唾液酸酶切除，暴露出半乳糖殘基后，可被肝細(xì)胞膜上的受體識別，通過胞吞被肝細(xì)胞內(nèi)溶酶體降解。末端唾液酸殘基被切除的速率與蛋白質(zhì)本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，決定著蛋白質(zhì)的壽命。精子和卵子的識別：哺乳動物卵子外層的糖蛋白透明帶上的糖鏈能與精子表面的凝集素受體識別，引發(fā)精子頭部的頂體釋放蛋白酶和透明質(zhì)酸酶使透明帶水解，精子核進(jìn)入卵內(nèi)。糖鏈與細(xì)胞黏著：組織中細(xì)胞與細(xì)胞之間充滿由糖蛋白、蛋白聚糖和透明質(zhì)酸組成的胞外基質(zhì) 似的機制，腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和歸巢與黏著蛋白介導(dǎo)的黏著行為有關(guān)．D．糖鏈與糖蛋白的生物活性有些酶是糖蛋白，糖基對酶的活性的影響因酶而異。一些蛋白類激素如促卵泡激素(FSH)、促黃體激素(LH)、促甲狀腺激素(TSH)、紅細(xì)胞生成素 (EPO)等均為糖蛋白，糖蛋白糖鏈對激素的活性及壽命的影響因激素而異。IgG是含糖鏈的蛋白，糖鏈缺失可以引起相關(guān)的自身免疫病。紅細(xì)胞表面的血型抗原稱凝集原；血清中含有的凝集原的抗體稱凝集素，而凝集原的基因凝集原的血型決定族是寡糖，血型基因是一些專一性糖基轉(zhuǎn)移酶。構(gòu)成，二糖單位常被帶負(fù)電荷的羧基或硫酸基修飾，因此呈酸性。糖胺聚糖的生物學(xué)作用有：保持結(jié)締組織的水分；調(diào)節(jié)陽離子在組織中的分布；對關(guān)節(jié)的保護(hù)和潤滑作用；促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的作用。高于蛋白質(zhì)，糖部分主要是不分支的糖胺聚糖，存在于細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞表面及細(xì)胞內(nèi)的分泌顆粒中。大分子聚集型胞外基質(zhì)蛋白聚糖：存在于胞外基質(zhì)，主要存在于軟骨，小分子富含亮氨酸胞外基質(zhì)蛋白聚糖：主要存在于胞外基質(zhì)，分子較小．跨膜胞內(nèi)蛋白聚糖：存在于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)，種類繁多，結(jié)構(gòu)和功能各異。六、糖鏈結(jié)構(gòu)分析及與糖相關(guān)的反應(yīng)用分離蛋白質(zhì)的方法純化糖蛋白；用酶法或化學(xué)法斷裂糖苷鍵，釋放聚糖；用超離心、電泳、高效凝膠滲透層析等方法鑒定聚糖純度；用酸或無水甲醇分解聚糖，用色譜法鑒定單糖種類；用多種方法部分分解聚糖，分別用質(zhì)譜法等方法測序，推斷拼接出聚糖序列。2．用于糖鏈結(jié)構(gòu)測定的一些方法1．用高碘酸氧化和Smith降解，不同的糖苷鍵位置產(chǎn)生不同的降解產(chǎn)物，降解產(chǎn)物可用氣液色譜或薄層色譜鑒定；(高碘酸可以選擇性地氧化和斷裂糖分子中連二羥基或連三羥基處，生成相應(yīng)的多糖醛、甲醛或甲酸。反應(yīng)定量地進(jìn)行，每開裂—個C－C鍵消耗一分子高碘酸。通過測定高碘酸消耗量及甲酸的釋放量，可以判斷多糖分子中糖苷鍵的位置、類型、多糖的分枝數(shù)目和取代情況等。高碘酸及其鹽可以定量地氧化斷裂鄰二羥基、α－羥基醛等的碳－碳鍵，生成相應(yīng)的羰基化合物，順式鄰二羥基化合物比反式的氧化速度快。Smith降解是將高碘酸氧化產(chǎn)物用硼氫化合物(如硼氫化鉀或硼氫化鈉)還原成穩(wěn)定的多羥基化合物。然后進(jìn)行適度的酸水解，用紙層析鑒定水解產(chǎn)物，由水解產(chǎn)物可以推斷多糖各組分的連接方式及次序)進(jìn)行定性定量分析，確定糖基的連接位置；3．綜合使用外切糖苷酶和內(nèi)切糖苷酶推斷寡糖序列；4．用紅外光譜、拉曼光譜或質(zhì)譜法(快速原子轟擊質(zhì)譜，F(xiàn)AB－MS)分析糖鏈結(jié)構(gòu)?？?．葡萄糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)的證據(jù)A．Schiff化反應(yīng)不靈敏，不能使被H2SO3漂白的品紅轉(zhuǎn)呈紅色；B．不能與NaHSO3起加成反應(yīng)C．葡萄糖水溶液有變旋現(xiàn)象醛糖的C1或酮糖的C2能產(chǎn)生a－和b－一對差向異構(gòu)體，在水溶液中很快互相轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌衔铮慈芙膺^程會發(fā)生旋光度的改變，即為變旋現(xiàn)象，這是a和b異頭物自發(fā)互變所導(dǎo)致的。新配制的葡萄Schiff如加成、氧化等則可通過平衡移動完成。單糖鏈狀結(jié)構(gòu)的的證據(jù)：A．葡萄糖可與Fehling試劑或其他醛試劑反應(yīng)T醛基B．葡萄糖與乙酸酐結(jié)合，產(chǎn)生有5個乙?；难苌颰5個羥基存在C．葡萄糖與鈉汞齊(Na、Hg的合金)作用，被還原為一種具有6個羥基的山梨醇(Sorbitol，gloci-證明葡萄糖的結(jié)構(gòu)是六個碳連成直鏈的分子。單糖的化學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在多羥基醛、或多羥基酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征上，具有一切羥基及多羥基的反應(yīng)，如氧化、酯化、縮醛反應(yīng)；也有醛基或羰基的反應(yīng)；同時還有基團(tuán)間相互影響而產(chǎn)生的一些特殊的反應(yīng)。4．糖的還原性主要體現(xiàn)在其醛基上，所以無醛基的糖不表現(xiàn)出明顯的還原性，果糖在堿性溶液中可以異構(gòu)化形成醛糖而具有還原性。麥芽糖有游離的半縮醛羥基，所以具有還原性，而蔗糖是由一分從非還原端開始降解(很多酶的作用特點)。5．淀粉的顯色特性：淀粉—紅糊精－無色糊精－麥芽糖－葡萄糖改變分子中基團(tuán)在空間的排布位置，而產(chǎn)生不同的排列方式。根據(jù)X－射線晶體分析，葡萄糖吡喃環(huán)與環(huán)己烷的椅式結(jié)構(gòu)相似，葡萄糖的可能構(gòu)象有2種椅式(A，B)和6種船式，主要是A椅式。2．淀粉和纖維素都是有葡萄糖組成的？為什么人只能消化淀粉而同為輔乳動物的牛羊等食草動物卻能以纖維素為食？(廣東海洋大學(xué)2009)哺乳動物缺乏分解纖維素的酶，所以人只能……，食草動物腸道細(xì)菌可分泌……3．變旋性新配置的溶液的旋光度會發(fā)生改變的現(xiàn)象稱作，實質(zhì)是由于分子的立體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的原因。4．淀粉有還原性。(判斷正誤)5．果膠為同聚多糖。(判斷正誤)6．肝素屬于糖胺聚糖(判斷正誤)(糖胺聚糖主要有透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素、肝素等。不同種類單糖殘基連接鍵、硫酸基的位置及數(shù)目不一樣)7．直鏈淀粉是由通過糖苷鍵連接而成的大分子。8．蔗糖沒有還原性而麥芽糖有還原性，果糖沒有還原性(判斷正誤)。(青島科技大學(xué)，2012))9．血型是由糖酯的特性決定的(判斷正誤)。10．細(xì)胞膜上的糖蛋白，其糖基均位于膜外一側(cè)(？)—20—11．蛋白質(zhì)糖基化位點一般是羥基氨基酸或酰胺氨基酸殘基()12．麥芽糖是由兩個葡萄糖分子縮合、失水形成的，其糖苷鍵類型為α(1→4)，麥芽糖分子內(nèi)有一個游離的半縮醛羥基，具有還原性。和 。14．糖原分解過程中磷酸化酶催化磷酸解的鍵是()15．下列多糖中屬于雜多糖的是(昆明理工大學(xué)2010)16．ABO血型決定簇抗原是紅細(xì)胞表面的(中國科技大學(xué)，2010)17．O－糖肽鍵：即單糖的異頭碳與羥基氨基酸的羥基氧原子形成的共價鍵。18．1．N－糖肽鍵β－構(gòu)型的N－乙酰葡糖胺異頭碳與天冬酰胺的γ－酰胺N原子形成的糖苷鍵，在血漿蛋白和糖蛋白中分布廣泛．19．異頭物：單糖形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)時，原來的羰基轉(zhuǎn)變成羥基時形成的兩種不同構(gòu)型(α或β)的同分異構(gòu)體。異頭物是指在羰基(carbonyl)碳原子上的構(gòu)型彼此不同的單糖同分異構(gòu)體形式。D－glu-cose的α－和β－型即是一對異頭物．它們是非對映異構(gòu)體。(中國科學(xué)院研究生院2012)20．下列有關(guān)糖苷性質(zhì)的敘述正確的是(中國科學(xué)院研究生院2012)B．在稀NaOH21．下列糖不具有變旋現(xiàn)象的是(中國科學(xué)院研究生院2012)AB．乳糖C．淀粉D．半乳糖24．下列糖分子中那一對互為差向異構(gòu)體(24．下列糖分子中那一對互為差向異構(gòu)體()(中國科學(xué)院研究生院2012))D．L)(中國科學(xué)院研究生院2012))、下列不屬于同多糖的是()ABC、下列不屬于同多糖的是()26．糖蛋白上的寡糖鏈有何功能(中山大學(xué)，2005)—21—第二章脂類與生物膜知識要點結(jié)構(gòu)；脂肪的基本性質(zhì)；生物膜的基本結(jié)構(gòu)與功能。2．熟悉脂肪酸的命名，常見脂肪酸的書寫方式和命名規(guī)則；磷脂的生物學(xué)功能和常見磷脂的結(jié)構(gòu)3．熟悉脂質(zhì)過氧化的化學(xué)過程；脂質(zhì)過氧化對機體的損傷；抗氧化劑保護(hù)機制；了解鞘磷脂的結(jié)構(gòu)特點和生物學(xué)功能。4．具備研究脂類及其衍生物、生物膜結(jié)構(gòu)與功能的基本素質(zhì)和能力。脂質(zhì)的定義及其生物學(xué)作用1．脂質(zhì)的定義：脂質(zhì)是低溶于水，高溶于非極性溶劑的有機分子。(化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性) (天然脂肪酸的雙鍵多為順式，少數(shù)為反式)2．必須多不飽和脂肪酸(PUFA)：亞油酸是ω－6家族PUFA的原初成員，也是二十碳烷化合物前體，α－亞麻酸是ω－3家族PUFA的原初成員，ω－6家族PUFA可降低血清膽固醇，ω－3家族PUFA可顯著降低血清甘油三酯，防治神經(jīng)、視覺和心臟疾病，人類可能缺乏ω－3家族PUFA。EPA (20碳五稀酸)和DHA(22碳六稀酸)有保健價值。類二十碳烷類二十碳烷是由20碳PUFA衍生而成的，包括前列腺素、凝血烷和白三烯等，合成的前體主要是花生四烯酸。前列腺素存在廣泛，種類較多，不同的前列腺素或同一前列腺素作用于不同的細(xì)胞，產(chǎn)生不同的凝血烷最早從血小板分離獲得，能引起動脈收縮，誘發(fā)血小板聚集，促進(jìn)血拴形成。白三烯最早從白細(xì)胞分離獲得，能促進(jìn)趨化性，炎癥和變態(tài)反應(yīng)?！?2—阿司匹林消炎、鎮(zhèn)痛、退熱的原因是抑制前列腺素的合成，也抑制凝血烷合成，因而有抗凝血作用。用 RS是R，逆時針就是S；如果最小基團(tuán)在橫線上，其它基團(tuán)由大到小是順時針，就是S，逆時針就是R。甘油取代物的構(gòu)型：以手性碳原子為中心，S(反時針)－原羥甲基(增加該基團(tuán)優(yōu)先性時，手性原中心為S－構(gòu)型)為1位，R(順時針)－原羥甲基(增加該基團(tuán)優(yōu)先性時，手性原中心為R－構(gòu)型)為3位，稱作立體后順序，如在排列最后的原子或原子團(tuán)“”的對面去觀察其余三個基團(tuán)的排列順序，從最優(yōu)先的基團(tuán)到第二優(yōu)先的基團(tuán)到第三優(yōu)先的基團(tuán)即，如果它們是按順時針方向排列，那么這個構(gòu)型稱為型，如果它們逆時針方向排列，那么這個構(gòu)型稱為型如)。1．三酰甘油能在酸、堿或酶作用下水解成脂肪酸和甘油，堿水解稱作皂化，皂化1g油脂所需的2．油脂中的雙鍵氫化可制造人造黃油；油脂中的雙鍵還可與碘反應(yīng)，100g油脂所能吸收的碘的克數(shù)稱作碘值；1g油脂中乙?；尫诺囊宜崴璧腒OHmg數(shù)稱作乙酰價；作酸價；5．蠟是長鏈脂肪酸和長鏈一元醇或固醇形成的酯，天然蠟是多種蠟酯的混合物。(蠟分子含一個很弱的極性頭和一個非極性尾，因此完全不溶于水，蠟的硬度由烴鏈的長度和飽和度決定。1．自由基：含有奇數(shù)價電子并因此在一個軌道上有一個未成對電子的原子或原子團(tuán)，反應(yīng)活性極2．自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：有少數(shù)自由基誘導(dǎo)產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)過程可以產(chǎn)生更多的自由基，使反應(yīng)加速，最終完成反應(yīng)。包括引發(fā)、增長、終止三個階段。(反應(yīng)性足夠強的起始自由基抽去脂質(zhì)分子的氫原等一種或幾種方式生成更多的脂質(zhì)自由基，這種反應(yīng)反復(fù)進(jìn)行，即成為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。終止：兩個自由基3．脂質(zhì)過氧化：即脂質(zhì)的自動氧化，或者多不飽和脂肪酸的或脂質(zhì)的氧化變質(zhì)。(化劑或自由基清除劑可以抑制脂質(zhì)過氧化的發(fā)生，常見的抗氧化劑：超氧化物歧化酶(superoxidedis-—23—包括甘油磷脂和鞘磷脂兩類胺、絲氨酸、肌醇、甘油、磷脂磷脂酰甘油等極性頭與磷酸連接。(磷脂酰膽堿(卵磷脂)，磷脂酰乙醇胺 (腦磷脂)等)2．甘油磷脂屬于兩親分子，在水中能形成雙分子微囊，可構(gòu)成生物膜。用堿或酶可水解成脂肪酸、甘油和含氮堿，酶水解的一些中間物如溶血甘油磷脂是強表面活性劑，可使細(xì)胞膜溶解?！?4—4．鞘磷脂：即鞘氨醇磷脂，在腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中含量豐富。由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿組成。成6．鞘磷脂：即神經(jīng)酰胺的1－位羥基被磷酰膽堿或磷酰乙醇胺酯化形成的化合物。被硫酸化的稱硫酸鞘糖脂或硫苷脂；糖基含唾液酸的稱唾液酸鞘糖脂，又稱神經(jīng)節(jié)苷脂，—25—有平伏狀的。2．膽固醇可轉(zhuǎn)化為雄激素、雌激素、糖皮質(zhì)激素、鹽皮質(zhì)激素和維生素D。膽固醇在肝臟中可轉(zhuǎn)漿脂蛋白的分類：各類血漿脂蛋白的組成如表所示．乳糜微粒由小腸上皮細(xì)胞合成，主要功能是從小腸轉(zhuǎn)運三酰甘油、膽固醇及其它脂質(zhì)到血漿和其他組織；VLDL在肝細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成，主要功能是從肝臟運載內(nèi)源性三酰甘油和膽固醇至各組織；LDL的主要功能是轉(zhuǎn)運膽固醇至外圍組織，并調(diào)節(jié)這些部位膽固醇的從頭合成；HDL新生的前體形式在肝和小腸中合成，改型中吸收死細(xì)胞和其它脂蛋白，將膽固醇酯化后快速地轉(zhuǎn)送到VLDL或LDL；血漿中LDL水平高而HDL水平低的個體容易患心血管疾病。1．生物膜由蛋白質(zhì)和極性脂質(zhì)組成，少量的碳水化合物也是糖蛋白或糖脂的一部分。2．所有生物膜擁有共同的基本特征：對多數(shù)極性分子或帶電分子不通透，允許非極性分子通透；約5－8nm厚，橫切電鏡照片近似三層結(jié)構(gòu)。脂類與水相共存時會迅速形成一種脂雙分子層結(jié)構(gòu)而避開水的作用，生物膜的厚度(電鏡測定為5－8nm)是由3nm的脂雙分子層和蛋白的厚度決定的，所有證據(jù)都支持生物膜由脂雙分子層構(gòu)成。—26—3．膜脂的多態(tài)性：膜流動的程度依賴于脂的組成及溫度，低溫下的運動相對較少，脂雙分子層幾乎呈晶態(tài)(類晶體、半晶體)排列；溫度升到一定高度時，運動增加，膜由晶態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變。(雖然脂雙層結(jié)構(gòu)的本身是穩(wěn)定的，但單個的磷脂和固醇可在脂質(zhì)平面內(nèi)有很大的運動自由，它們的橫向運動很快，幾秒之內(nèi)單個脂分子就可環(huán)繞紅細(xì)胞的一周。)胞與細(xì)胞的相互作用l—27—生物膜中兼性的磷脂和固醇形成一個脂質(zhì)雙分子層，非極性部分相對構(gòu)成雙分子層的核心，極性的頭部朝外；脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)中，球狀蛋白以非正規(guī)間隔埋于其中；另一些蛋白則伸出(突出)膜的一面或另一面；還有一些蛋白跨越整個膜。蛋白質(zhì)在脂雙分子層中的方向是不對稱的，表現(xiàn)為膜蛋白功能的不對稱。脂質(zhì)與蛋白質(zhì)之間構(gòu)成一個流動的鑲嵌結(jié)構(gòu)。7．生物膜的功能：內(nèi)外屏障；物質(zhì)交換、細(xì)胞間通訊；(生物膜的形成對于生物的物質(zhì)貯存及細(xì)胞間的通訊起著關(guān)鍵作用。) (一)選擇題1．關(guān)于油脂的化學(xué)性質(zhì)的敘述錯誤的為()A．油脂的皂化值大時說明所含脂肪酸分子??；B．酸值低的油脂其質(zhì)量也差；C．向油脂中加入抗氧化劑是為了除去分子氧；D中所含的羥基也多；E．氫化作用可防止油脂的酸敗2．關(guān)于甘油磷脂的敘述錯誤的為()A．在pH7時卵磷脂和腦磷脂以兼性離子狀態(tài)存在；B．用弱堿水解甘油磷脂可生成脂肪酸鹽；C．甘油磷脂可用丙酮提??；D．將甘油磷脂置于水中，可形成微團(tuán)結(jié)構(gòu)；E．甘油磷脂與鞘磷脂的主要差別在于所含醇基不同3．神經(jīng)節(jié)苷脂是一種()類型的物質(zhì))—28—5．生物膜的主要成分是脂和蛋白質(zhì)，他們主要通過()鍵相連。6．脂雙層是許多物質(zhì)的通透屏障，能自由通透的極性物質(zhì)是C．所有的極性物質(zhì)7．肝臟合成的血漿脂蛋白主要有8．下列哪種功能不是細(xì)胞膜所具有的C．保護(hù)功能D．能量轉(zhuǎn)換9．跨膜蛋白與膜脂在膜內(nèi)結(jié)合部分的氨基酸殘基A．大部分是酸性B．大部分是堿性C．大部分是疏水性D．大部分是糖基化蛋白是： (二)填空題1．血漿脂蛋白的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是以作用方式結(jié)合的3．膜蛋白跨膜區(qū)域有水性側(cè)鏈的含量比較高，膠原蛋白中氨基酸殘基含量較高。高5．神經(jīng)節(jié)苷脂是一類含有—唾液酸的鞘糖脂 (三)判斷題1．生物膜具有流動性，膜蛋白可以從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層。()2．物質(zhì)從高濃度一側(cè)通過膜運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)的過程被稱為被動運輸。()3．生物膜是由極性脂和蛋白質(zhì)通過非共價鍵形成的片狀聚集體，膜脂和膜蛋白都可以自由地進(jìn)行側(cè)向擴(kuò)散和翻轉(zhuǎn)擴(kuò)散。4．生物膜是由極性脂和蛋白質(zhì)通過非共價鍵形成的片狀聚集體，膜脂和膜蛋白都可以自由地進(jìn)行側(cè)向擴(kuò)散和翻轉(zhuǎn)擴(kuò)散。()5．胰蛋白酶只斷裂賴氨酸和酪氨酸殘基參與形成的肽鍵()。6．各類生物膜的極性脂均為磷脂、糖脂和膽固醇。()7．脂肪酸的碳鏈愈長，脂肪酸的溶解度愈大8．自然界中的單不飽和脂肪酸的雙鍵的位置一般在第9－10碳原子之間。9．生物膜的基本結(jié)構(gòu)是以脂肪為主的脂雙層結(jié)構(gòu)。—29—10．水刻意透過脂雙層膜，而質(zhì)子卻不能任意通透脂雙層膜。 四)問答題1．生物膜受到機械破壞后，為什么會很快的自動進(jìn)行自我封合？ (1)請簡單解釋磷脂中的脂肪酸結(jié)構(gòu)與細(xì)胞膜的流動性有何關(guān)系？膽固醇的含量、結(jié)構(gòu)與心血管疾病有何關(guān)系？ (2)細(xì)胞膜的主要功能是生物物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，請問，主動轉(zhuǎn)運有哪些特點？ (3)請簡單解釋細(xì)胞膜的不對成性?！?0—第三章蛋白質(zhì)生物化學(xué)第一講氨基酸質(zhì)中常見氨基酸的結(jié)構(gòu)特點、分類方法，熟記20種氨基酸的結(jié)構(gòu)特點，三字母符號和單字母符號，了解蛋白質(zhì)中不常見的氨基酸和非蛋白質(zhì)氨基酸的典型例子及其作用。公式計算氨基酸溶液中各種離子比例或濃度的能力。掌握用甲醛滴定法測定氨基酸含量的方法。3．掌握氨基酸α－氨基參加的各種反應(yīng)及用途；α－羧基參加的各種反應(yīng)及其用途；α－氨基和α－羧基共同參加的反應(yīng)及其用途；熟悉R基參加的一些重要反應(yīng)及其用途。4．掌握氨基酸的立體化學(xué)和旋光性，熟記芳香族氨基酸的最大紫外吸收峰，了解核磁共振在氨基酸結(jié)構(gòu)研究中的作用。5．掌握用紙層析、離子交換層析、高效液相色譜(HPLC)分離和分析氨基酸的基本原理。氨基酸是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物是氨基酸，有酸水解、堿水解及酶解。其中1．常見的蛋白質(zhì)氨基酸共二十種。2．按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為脂肪族、芳香族和雜環(huán)族三類。3．按R－基的極性分為非極性R－基氨基酸、不帶電荷的極性R－基氨基酸、帶正電荷的極性R－基氨基酸、帶負(fù)電荷的極性R－基氨基酸四類。4．也可將氨基酸分為非極性脂肪族R－基氨基酸、非極性芳香族R－基氨基酸、不帶電荷的極性R－基氨基酸、帶正電荷的極性R－基氨基酸、帶負(fù)電荷的極性R－基氨基酸五類。氨基酸的三字符號要記清楚?！?1——32—1．氨基酸在晶體狀態(tài)和水溶液中均以兼性離子形式存在。等電點的計算對于R基無解離基團(tuán)的氨基酸：對于R基有解離基團(tuán)的氨基酸：pI等于等電形式兩側(cè)的pK值之和的一半，以等電形式為中心，另一個pK值為第二級解離，可以忽略不計。—33—根據(jù)pH＝pKa＋log{[質(zhì)子受體]／[質(zhì)子供體]}小的pK值之和的一半。等電點的計算方法可以外推至其他的有機分子以及多肽等分子。滴定終點由12左右降到9左右，可以用酚酞為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定。1．α－氨基和α－羧基共同參加的反應(yīng)：與茚三酮的反應(yīng)與環(huán)己二酮發(fā)生縮合反應(yīng)，曾被用于氨基酸序列分析；色氨酸可被N－溴代琥珀酰亞胺氧化，生成有色化合物，可用于色氨酸定量測定；半胱氨酸可生成烷基衍生物，可用于巰基的保護(hù)；巰基可與重金屬—34—生成鹽，使蛋白質(zhì)失活；巰基在空氣中可被氧化，金屬離子對此有催化作用；．胱氨酸的二硫鍵可被還原為兩個巰基。也可以被過甲酸氧化成兩個磺酸基。的光學(xué)活性和光譜性質(zhì)，所有組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是D－氨基酸。氨基酸的光譜性質(zhì)：芳香族氨基酸的紫外吸收光譜如圖所示，這一性質(zhì)可用于蛋白質(zhì)的定量測定。六、氨基酸混合物的分析分離紙層析紙層析—35—紙層析的實質(zhì)是分配層析—36—真題講解1組成蛋白質(zhì)的基本單位是：()2．關(guān)于氨基酸的說明哪個是不正確的()A．酪氨酸和苯丙氨酸都含有苯環(huán)；B絲氨酸都含有羥基；C．亮氨酸和纈氨酸都是分枝氨基酸；E．組氨酸和色氨酸都是雜環(huán)氨基酸3．下列那種氨基酸溶液不能引起偏振光的旋轉(zhuǎn)？()4．屬于亞氨基酸的是())1．組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸都有一個不對稱性的α－碳原子，所以都有旋光性。nm3．亮氨酸的疏水性比丙氨酸強。4．組成蛋白質(zhì)的氨基酸均是L－型氨基酸，除甘氨酸外都是左旋的。5．自由在很高或很低pH值時，氨基酸才主要以非離子化形式存在。6．溶液的pH可以影響氨基酸的等電點。1．組成蛋白質(zhì)的氨基酸中含硫的氨基酸有和。能形成二硫鍵的氨基酸是。 。氨基酸有、、和；酸性氨基酸有和 和解離常數(shù)分別為：—37—氨基酸pK3(R基)問：(1)四種氨基酸的等電點分別是多少？(2)四種氨基酸在pH7的電場中如何移動？pHpH時，消3．組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中，哪些是極性的，哪些是非極性的，哪一種不能參與形成真正的肽鍵？第二講蛋白質(zhì)通論知識要點1．熟記蛋白質(zhì)分類的常用方法和蛋白質(zhì)的生理功能。2．掌握肽鍵的結(jié)構(gòu)特點和肽類的有關(guān)概念，熟悉肽類的物理和化學(xué)性質(zhì)，具備計算短肽鏈等電點和凈電荷量的能力。熟悉活性肽的種類和典型例子。3．熟悉多肽鏈氨基酸序列測定的基本方法。包括N－末端和C－末端分析的常用方法；二硫橋斷裂的方法；氨基酸組成分析的方法；肽鏈部分分解的方法；肽段氨基酸序列的測定方法；肽段拼接的方法；確定二硫橋位置的方法。具備利用實驗數(shù)據(jù)推測短肽鏈氨基酸序列的能力。4．熟悉同源蛋白質(zhì)物種差異與生物進(jìn)化的關(guān)系。5．熟悉肽鏈人工合成的基本方法。6．了解研究蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的常用方法。7．掌握維持蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力。念，熟悉拉氏構(gòu)象圖。9．掌握蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的含義，α－螺旋，β－折疊片、β－轉(zhuǎn)角、β－凸起、無規(guī)卷曲等二級結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)特點，熟悉α－角蛋白、絲心蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白、肌球蛋白和肌動蛋白等纖維狀蛋白的結(jié)構(gòu)特點。10．掌握超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域的概念和主要的結(jié)構(gòu)類型。11．掌握球狀蛋白三級結(jié)構(gòu)的特征。熟悉膜蛋白的結(jié)構(gòu)特點。12．掌握蛋白質(zhì)變性和復(fù)性的有關(guān)概念和蛋白質(zhì)折疊的基本規(guī)律，了解預(yù)測蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的基本方法。13．掌握蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的含義，四級結(jié)構(gòu)的主要特點，及四級締合在結(jié)構(gòu)和功能方面的優(yōu)越性?！?8—機制、熟悉常見的血紅蛋白分子病。、ELISA、免疫印跡測定 Westernblot、單克隆抗體制備等免疫生化分析方法的基本步驟。熟悉肌肉收縮的分子機制。17．掌握蛋白質(zhì)等電點的概念及等電點在蛋白質(zhì)研究工作中的意義。18．熟悉測定蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的常用方法，具備利用實驗數(shù)據(jù)計算蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的能力。力法、IES－PAGE雙向電泳法等方法分離分析蛋白蛋的基本原理和基本步驟，熟悉測定蛋白質(zhì)含量的常用方法。 (一)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和分類完全由氨基酸組成，不含非蛋白成分。根據(jù)溶解性的不同，可將簡單蛋白分為7類：清蛋白(溶于水)、球蛋白(溶于稀鹽溶液)、谷蛋白 (溶于稀酸或稀堿)、醇溶蛋白(溶于70％－80％的乙醇)、組蛋白(溶于水或稀酸，可用稀氨水沉淀)、精蛋白(溶于水或稀酸，不溶于氨水)和硬蛋白(只能溶于強酸)。由蛋白質(zhì)和非蛋白成分組成，后者稱為輔基。根據(jù)輔基的不同，可將結(jié)合蛋白分為以下7類：核3．按蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能分類 (1)催化功能生物體內(nèi)的酶都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，沒有酶，生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)就無法正常進(jìn)行。 (2)結(jié)構(gòu)功能蛋白質(zhì)可以作為生物體的結(jié)構(gòu)成分。高等動物的膠原蛋白是主要的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)蛋白，占蛋白總內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等膜系統(tǒng)都是由蛋白質(zhì)與脂類組成的；動物的毛發(fā)和指甲都是由角蛋白構(gòu)成的。 (3)運輸功能脊椎動物的血紅蛋白和無脊椎動物的血藍(lán)蛋白起著運輸氧氣的作用；血液中的載脂蛋白可運輸脂肪，轉(zhuǎn)鐵蛋白可轉(zhuǎn)運鐵；一些脂溶性激素的運輸也需要蛋白，如甲狀腺素要與甲狀腺素結(jié)合球蛋白—39—結(jié)合才能在血液中運輸。4)貯存功能某些蛋白質(zhì)的作用是貯存氨基酸作為生物體的養(yǎng)料和胚胎或幼兒生長發(fā)育的原料。此類蛋白質(zhì)包括蛋類中的卵清蛋白、奶類中的酪蛋白和小麥種子中的麥醇溶蛋白等。肝臟中的鐵蛋白可將血液中多余的鐵儲存起來，供缺鐵時使用。 (5)運動功能肌肉中的肌球蛋白和肌動蛋白是運動系統(tǒng)的必要成分，它們構(gòu)象的改變引起肌肉的收縮，帶動機體運動。細(xì)菌中的鞭毛蛋白有類似的作用，它的收縮引起鞭毛的擺動，從而使細(xì)菌在水中游動。 (6)防御功能高等動物的免疫反應(yīng)是機體的一種防御機能，它主要也是通過蛋白質(zhì)(抗體)來實現(xiàn)的。凝血與素等，也擔(dān)負(fù)著防御和保護(hù)功能。 (7)調(diào)節(jié)功能某些激素、一切激素受體和許多其他調(diào)節(jié)因子都是蛋白質(zhì)。 (8)感覺功能生物體對信息的識別與傳遞過程也離不開蛋白質(zhì)。例如，感受味道需要味覺蛋白，視覺信息的傳遞要有視紫紅質(zhì)參與。視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)，只需1個光子即可被激發(fā)，產(chǎn)生視覺。 (9)遺傳調(diào)控功能遺傳信息的儲存和表達(dá)都與蛋白質(zhì)有關(guān)。DNA在在染色體中是纏繞在蛋白質(zhì)(組蛋白)上的。有些蛋白質(zhì)，如阻遏蛋白，與特定基因的表達(dá)有關(guān)。β－半乳糖苷酶基因的表達(dá)受到一種阻遏蛋白的抑制，當(dāng)需要合成β－半乳糖苷酶時經(jīng)過去阻遏作用才能表達(dá)。 (10)其他功能某些生物能合成有毒的蛋白質(zhì)，用以攻擊或自衛(wèi)。白喉毒素可抑制真核生物的蛋白質(zhì)合成。 (二)蛋白質(zhì)的形狀和大小按蛋白質(zhì)的形狀和溶解度可將蛋白質(zhì)分為：纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量差別很大?！?0— (三)蛋白質(zhì)構(gòu)象和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的組織層次蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可分為不同的結(jié)構(gòu)層次：2．二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈借助氫鍵形成的有規(guī)則的局部結(jié)構(gòu)，如α螺旋、β折疊等。3．三級結(jié)構(gòu)：球狀蛋白質(zhì)在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，借助次級鍵形成的相對獨立的完整結(jié)構(gòu)。4．四級結(jié)構(gòu)：具有三級結(jié)構(gòu)的組成單位(亞基)之間的聚合方式。 (四)蛋白質(zhì)功能的多樣性蛋白質(zhì)序列的多樣性(P160)決定了其功能的多樣性。如：20種氨基酸形成的二十肽(每種氨基酸只用1次)可以形成的異構(gòu)體為：又如：相對分子質(zhì)量為34000的蛋白質(zhì)含12種氨基酸，假定在肽鏈的任一位置，12種氨基酸出 (一)脹和脹鍵的結(jié)構(gòu)—41—面內(nèi)兩個Cα多處于反式構(gòu)型。 (二)肽的物理和化學(xué)性質(zhì)肽的等電點計算需先分別判斷各解離基團(tuán)的帶電荷情況，再統(tǒng)計凈電荷的量(P166表4－6)。肽的化學(xué)反應(yīng)與氨基酸類似，同時，由于肽鍵的存在，肽可以進(jìn)行雙縮脲反應(yīng)。 (三)天然存在的活性肽3．活性肽特點：含異常肽鍵，生理活性強，的測定 (一)蛋白質(zhì)測序的策略1．確定蛋白質(zhì)的純度在97％以上。2．測定多肽鏈的數(shù)目。3．拆分多肽鏈。4．分析每一條多肽鏈的氨基酸組成。5．鑒定多肽鏈的N—末端和C—末端氨基酸殘基。6．用兩種以上方法裂解多肽鏈成較小的肽段。7．測定各肽段的氨基酸序列。8．拼接各肽段成完整的多肽鏈。9．確定二硫鍵的位置。 C (1)二硝基氟苯(DNFB)法(Sanger法)：2，4－二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈N－端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物(DNP)。在酸性條件下水解，得到黃色DNP－氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提分離。不同的DNP－氨基酸可以用色譜法進(jìn)行鑒定。 (2)丹磺酰氯法：在堿性條件下，丹磺酰氯(二甲氨基萘磺酰氯)可以與N－端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰－氨基酸。此法的優(yōu)點是丹磺酰－氨基酸有很強的熒光吸收，檢測靈敏度可以達(dá)到—42—考 (3)異硫氰酸苯酯(PITC)法：N末端氨基酸生成相應(yīng)的PTH(苯乙內(nèi)酰硫脲)—AA，并脫離肽鏈，可連續(xù)測定N末端氨基酸，廣泛應(yīng)用于肽鏈的的氨基酸序列測定。 (4)氨肽酶法：氨肽酶是一種肽鏈外切酶，它能從多肽鏈的N－端逐個水解肽鏈，釋放氨基酸。根據(jù)不同的反應(yīng)時間測出酶水解所釋放出的氨基酸種類和數(shù)量，按反應(yīng)時間和氨基酸殘基釋放量作動力學(xué)曲線，可以確定蛋白質(zhì)的N－末端殘基。 (2)肼解法。多肽與肼在無水條件下加熱，可以斷裂所有的肽鍵，除C末端氨基酸外，其他氨基酸都轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的酰肼化合物。肼化物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C－端氨基酸分離，C末端氨基酸可用紙層析鑒定。但精氨酸會變成鳥氨酸，半胱氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺被破壞。 (3)羧肽酶法。將蛋白質(zhì)在pH8．0，30℃與羧肽酶一起保溫，按一定時間間隔取樣，用紙層析測定釋放出來的氨基酸，根據(jù)氨基酸的量與時間的關(guān)系，就可以知道C末端氨基酸的排列順序。目前常AC常將二者混合使用。羧肽酶Y可作用于任何氨基酸，因而，除用來測定C末端氨基酸外，還可以用來測定氨基酸的排列順序。 (三)二硫橋的斷裂—43— (四)氨基酸組成的分析氨基酸混合物，再分離測定氨基酸。目前用氨基酸自動分析儀，2－4小時即可完成。酸水解中，色氨酸破壞，絲氨酸蘇氨酸酪氨酸部分破壞，天冬酰胺和谷氨酰胺中的酰胺基被水解。堿水解很多氨基酸破壞，但色氨酸保存。 (五)多肽鏈的部分裂解和肽段混合物的分離純化胰蛋白酶trypsin水解產(chǎn)物：以賴氨酸精氨酸的羧基為末端的肽—44—甲硫氨酸羧基參與的肽鍵 (六)肽段氨基酸序列的測定1．Edman化學(xué)降解法：利用PITC(異硫氰酸苯酯)特異的從肽鏈氨基末端逐次降解，并測定，獲得肽段序列的方法。包括三步反應(yīng)。用此原理已制成蛋白質(zhì)序列分析儀。若每次循環(huán)的準(zhǔn)確度為 —45—2．降解法：可用氨肽酶和羧肽酶，只能測出末端的幾個氨基酸。羧肽酶Y可作用于任何氨基酸，有可能以此為基礎(chǔ)開發(fā)出新的氨基酸的順序測定儀。3．根據(jù)核苷酸序列推定法：分離mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄測定cDNA的核苷酸序列，再用遺傳密碼推定氨基酸序列。撞池被裂解成離子碎片，在第二臺質(zhì)譜儀中測出各個離子碎片的譜線，推算出短肽的氨基酸序列。在蛋白質(zhì)組學(xué)中應(yīng)用廣泛，但不能區(qū)分亮氨酸和異亮氨酸。 (七)二硫橋位置的確定泳—46— (八)蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫1．歐洲生物信息中心研究所和瑞士生物信息研究所共同管理的SWISS－PROT有10多萬條肽鏈的信息；2．美國國家生物醫(yī)學(xué)基金會主持的PIR有近30萬條肽鏈的信息，但多數(shù)由核酸信息翻譯而來，有些未經(jīng)嚴(yán)格檢驗。3．美國政府支持的GenBank和歐洲的EMBL有大量的基因序列信息，從其閱讀框可以得到蛋白質(zhì)序列的不少信息。四、蛋白質(zhì)的氨基酸序列與生物功能 (一)同源蛋白質(zhì)—不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)有序列同源性，有保守區(qū)與非保守區(qū)域，利用同源蛋白質(zhì)非保守區(qū)域氨基酸殘基的變化可以分析物種的進(jìn)化位置，繪制進(jìn)化樹。同源蛋白質(zhì)有共同的進(jìn)化起源，一些功能差異很大的蛋白質(zhì)：如溶菌酶和α－乳清蛋白功能差異很大，但有序列同源性。蛋白質(zhì)家族的形成可能有趨同進(jìn)化和趨異進(jìn)化兩種機制。 (二)蛋白質(zhì)氨基酸序列的局部斷裂可以產(chǎn)生相應(yīng)的生物活性如血液凝固過程cascadeamplification用稱為級聯(lián)放大作用。如某些激素如腎上腺素以10e－8—10e－5M的濃度到達(dá)靶細(xì)胞，幾秒鐘就可使糖原磷酸化酶的活性達(dá)最大值。其反應(yīng)之迅速乃因激素與膜表面上的激素受體結(jié)合，激活腺苷酸環(huán)化酶迅速合—47—凝血酶作用去掉血纖蛋白上的部分小肽段，使得血纖蛋白之間的靜電斥力降低，從而促進(jìn)聚集。集機體中的纖溶酶：專一斷裂血纖蛋白棒狀鏈接區(qū)中的肽鍵。蛋白質(zhì)的人工合成氨基和羧基的保護(hù)與活化，1965年，我國完成了牛胰島素的全合成。 (一)研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法X射線衍射法(獲得電子密度圖)，紫外差光譜(檢測共軛基團(tuán)在不同微環(huán)境中的吸收變化，推測其空間位置和蛋白構(gòu)象)，熒光和熒光偏振，圓二色性(蛋白質(zhì)上的手性分子與偏振光的作用推測其構(gòu) (二)穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力氫鍵(方向性、飽和性)、范德華力(定向效應(yīng)、誘導(dǎo)效應(yīng)、分散效應(yīng))疏水作用(熵效應(yīng))、鹽鍵、二硫鍵。多肽鏈中氨基酸殘基的組成和排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，連接一級結(jié)構(gòu)的鍵是肽鍵。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)主鏈原子的局部空間結(jié)構(gòu)，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈構(gòu)象，二級結(jié)構(gòu)的種類有α－螺旋、β－折疊、β－轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲。氫鍵是維系二級結(jié)構(gòu)最主要的鍵。三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈主鏈和側(cè)鏈原子的空間排布。次級鍵維持其穩(wěn)定，最主要的鍵是疏水鍵。四級結(jié)構(gòu)是指兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈之間締合在一起的結(jié)構(gòu)。其中每條具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基，一般具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)才有生物學(xué)活性。維持其穩(wěn)定的是次級鍵，如氫 (三)多肽主鏈折疊的空間限制酰胺平面—由于肽鍵是一個共振雜化體，所以肽鍵具部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)，肽鍵上面二面角：酰胺平面之間的位置可以任意取向，可允許的φ和ψ值—48— α螺旋的結(jié)構(gòu)多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0．肽鏈內(nèi)形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，每一個氨基酸殘基的酰胺基團(tuán)的－NH基與其后第四個氨基酸殘基酰胺基團(tuán)的－CO基形成氫鍵。蛋白質(zhì)分子為右手α－螺旋。 (．影響α螺旋形成的因素：R基太小使鍵角自由度過大，帶同種電荷的R基相互靠近，β碳原子上有分支均不利于形成α螺旋，含脯氨酸的肽段不能形成α螺旋。)—280—DNA：來自同一始祖的相同副本或拷貝的集合?？寺』韩@取同一拷貝的過程。應(yīng)用酶學(xué)方法，在體外將外源性遺傳性物質(zhì)與載體結(jié)合成重組DNA分子，繼而通過轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞、篩選出含有目的基因的轉(zhuǎn)化子細(xì)胞，再進(jìn)行擴(kuò)增、提取獲得大量同一DNA分子的過程。也限制性核酸內(nèi)切酶·DNA聚合酶Ⅰ·逆轉(zhuǎn)錄酶·T4DNA連接酶·堿性磷酸酶·末端轉(zhuǎn)移酶·TaqDNA聚合酶—281—，具有識別自身DNA或異源DNA的功能，通過切割破壞或限制異源DNA分子侵入宿主細(xì)胞來保護(hù)自身。點或其周圍切割雙鏈DNA的一類內(nèi)切酶。2)作用：與甲基化酶共同構(gòu)成細(xì)菌的限制修飾系統(tǒng)，限制外源DNA，保護(hù)自身DNA識別特性：具有雙鏈對稱的回文結(jié)構(gòu)3)命名：第一個字母取自產(chǎn)生該酶的細(xì)菌屬名，用大寫；第二、第三個字母是該細(xì)菌的種名，用小寫；第四個字母代表株；用羅馬數(shù)字表示發(fā)現(xiàn)的先后次序。4)限制性修飾酶分為三類根據(jù)限制酶的結(jié)構(gòu)，輔因子的需求切位與作用方式，可將限制酶分為三種類型，分別是第一型 (TypeI)、第二型(TypeII)及第三型(TypeIII)。Ⅰ型限制性內(nèi)切酶既能催化宿主DNA的甲基化，又催化非甲基化的DNA的水解；III型限制性內(nèi)切酶同時具有修飾及認(rèn)知切割的作用。Ⅰ型，III型的切割位點是隨機的，不特異。Ⅱ型限制性內(nèi)切酶只催化非甲基化的DNA的水解?；蚬こ讨兄饕玫氖洽蛐拖拗菩詢?nèi)切酶，Ⅱ類酶識別序列特點—回文結(jié)構(gòu)(palindrome)5)作用特點：所謂星活性又稱Star活性。是指由于反應(yīng)條件不同而產(chǎn)生的切斷與原來認(rèn)識序列不同的位點的現(xiàn)象，也就是說產(chǎn)生Star活性后，不但可以切斷特異性的識別位點，還可以切斷非特異性的位點。產(chǎn)生Star活性的結(jié)果是酶切條帶增多?！?82—使用相同的粘性末端進(jìn)行重組，會有較多的載體自身環(huán)化，或目的基因串聯(lián)，目的基因的定向連接常使用兩種限制酶，產(chǎn)生兩種不同的粘性末端?？梢栽谳d體和目的基因的兩端連接接頭(引入限制酶切點)，或銜接物(含有粘性末端)，再連接載體和目的基因。因工程中，大腸桿菌連接酶只連接黏性末端，而T4連接酶既可連接黏性末端，又可連接平末端。大特點是熱穩(wěn)定(95℃以上高溫半小時不失活)，最適反應(yīng)溫度高(70~75℃)。因此，其主要用途是PCR及DNA測序(具有二級結(jié)構(gòu)的DNA)?！?83—①5’→3’聚合酶活性。逆轉(zhuǎn)錄酶能以RNA或DNA為模板合成DNA分子，但是后者的合成很慢；末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶(末端轉(zhuǎn)移酶)末端轉(zhuǎn)移酶能在二價陽離子作用下，催化DNA的聚合作用，但不需要模板，將脫氧核糖核苷酸加脫氧核糖核酸酶IseIDNA生成具有5’－磷酸末端的寡核苷酸。作用特點：②降解單鏈DNA或RNA，但降解DNA的速度大于降解RNA的速度(7倍)；③降解方式為內(nèi)切和外切，內(nèi)切為主；用途：①切掉DNA片段的單鏈突出末端產(chǎn)生平頭末端；②在雙鏈cDNA合成時切除發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)；③S1核酸酶作圖分析。如內(nèi)含子的數(shù)目、大小、位置分析及轉(zhuǎn)錄起始位點與終止位點分析等。1．定義：基因載體是把基因?qū)爰?xì)胞的工具，他的作用是①運載目的基因進(jìn)入宿主細(xì)胞，②使之能得到復(fù)制和進(jìn)行表達(dá)。(攜帶目的基因、并實現(xiàn)目的基因的無性繁殖或表達(dá)有意義的蛋白質(zhì)所采用的一些DNA分子。載體。 (1)能自主復(fù)制；(2)具有一種或多種限制性內(nèi)切酶的單一切割位點，并在位點中插入外源基因后，不影響其復(fù)制功能；(3)具有1~2個篩選標(biāo)記；(4)克隆載體必須是安全的，不應(yīng)含有對受體細(xì)胞有害的基因，并且不會任意轉(zhuǎn)入其他生物細(xì)胞；(5)易于操作，轉(zhuǎn)化效率高?，F(xiàn)用的載體都是通過改造構(gòu)建而成的。主細(xì)胞的基本條件是：DNA力；易于生長和篩選；符合安全標(biāo)準(zhǔn)?？寺≥d體(cloningvector)：為使插入的外源DNA序列被擴(kuò)增而特異設(shè)計的載體稱為克隆載體?！?84—考expressionvector插入的外源DNA序列可轉(zhuǎn)錄翻譯成多肽鏈而特異設(shè)計的載體稱為表達(dá)載體。載體的選擇標(biāo)準(zhǔn)：能自主復(fù)制；具有兩個以上的遺傳標(biāo)記物，便于重組體的篩選和鑒定；有克隆位點(外源DNA插入點)，常具有多個單一酶切位點，稱為多克隆位點；分子量小，以容納較大的外源特點：能在宿主細(xì)胞內(nèi)獨立自主復(fù)制；帶有某些遺傳信息，會賦予宿主細(xì)胞一些遺傳性狀。有氨芐青霉素和四環(huán)素兩種抗藥性標(biāo)記。pBR322共有24種限制性內(nèi)切酶的單一識別位點，其中7 (ClaI，HindⅢ)的識別位點存在于這個基因的啟動子內(nèi)部。所以在這9個限制性位點上插入外源DNA通常都會導(dǎo)致抗四環(huán)素基因(tetr)的失活。3種酶(scaI，PvuI，PstI)在氨芐青霉素抗性基因(am-pr)內(nèi)具單一的識別位點，在這3個位點插入外源DNA則會導(dǎo)致ampr基因的失活。若將外源基因插入tetr基因，將構(gòu)成的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入對四環(huán)素和氨芐青霉素均敏感的受體菌，則在含氨芐青霉素的平面培養(yǎng)基上生長，而在含四環(huán)素的平面培養(yǎng)基上不生長的菌落均含有外源基因?！?85—6．噬菌體載體：可通過轉(zhuǎn)染方式將其DNA送入細(xì)菌體內(nèi)進(jìn)行增殖。常用的為人工構(gòu)建的λ噬菌體載體。噬菌體兩端的片段對于其包裝是必需的，因而應(yīng)予保留；而其中間部分則可進(jìn)行改造或置換，使之具有某種單一的限制酶切點。目的基因與噬菌體DNA進(jìn)行重組λ噬菌體DNA改造系統(tǒng)EMBL系列(置換型，適用基因組克隆) 從染色體DNA中分離人工合成基因文庫超聲波處理基因組DNA可得到300bp左右的隨機片段，高速組織搗碎器，控制一定的條件也能—286—由機械處理產(chǎn)生的DNA片段末端不一，斷點隨機，條件難以掌握，所以目前較少使用這種方法。NAⅡ型限制性內(nèi)切酶可專一識別并切割特定的DNA順序，產(chǎn)生不同類型的DNA末端。若載體DNA與插入片段用同一種內(nèi)切酶消化，可以直接進(jìn)行連接。內(nèi)切酶識別的DNA順序長短與降解后DNA產(chǎn)生的片段大小有直接關(guān)系。若識別順序為4個堿DNA的機率為44，即在堿基隨機排列的前提下，每256個堿基對就有一個切點。對于識別6個核苷酸的限制性內(nèi)切酶，其順序出現(xiàn)的頻率為46(4096)，可獲得較大的DNA片真核生物基因組DNA中重復(fù)順序和假基因占有很大比重，克隆完整的基因比較困難。用mRNAA表達(dá)。除建立cDNA文庫以外，對于一些高豐度表達(dá)、容易純化的蛋白質(zhì)，可以直接通過該蛋白質(zhì)的單克隆抗體純化該基因的核糖體，再分離該蛋白質(zhì)的特異mRNA，直接反轉(zhuǎn)錄成cDNA，進(jìn)行基因克隆，從而直接獲得該特定基因的克隆，這是用染色體DNA難以達(dá)到的克隆效果。隨著體外合成DNA的技術(shù)日漸完善，合成DNA的長度不斷加長。一些小分子生物活性多肽，可以通過人工合成編碼順序插入載體后，轉(zhuǎn)化細(xì)菌進(jìn)行表達(dá)。分子較大的基因，可以通過分段合成，然商業(yè)產(chǎn)品。5．聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增特定基因片段對于有部分了解或完全清楚的基因，可以通過PCR反應(yīng)，直接從染色體DNA或cDNA上高效快速地擴(kuò)增出目的基因片段，然后進(jìn)行克隆操作。唯一的要求是，對基因片段兩側(cè)的序列了解清楚?！?87—入宿主細(xì)胞：1．外源基因?qū)朐思?xì)胞的常用方法有：1)轉(zhuǎn)染，即用冰冷的CaCl2處理后瞬間加熱，將含有外源DNA的質(zhì)粒導(dǎo)入感受態(tài)的宿主細(xì)胞。2)轉(zhuǎn)化，即用噬菌體將外源DNA導(dǎo)入感受態(tài)的宿主細(xì)胞。3)電穿孔法，即用脈沖高壓電瞬間擊穿細(xì)胞膜，將含有外源DNA的質(zhì)粒導(dǎo)入宿主細(xì)胞。4)λ噬菌體的體外包裝，將含有外源DNA的λ噬菌體DNA與外殼蛋白在體外包裝成噬菌體，可以大幅度提高轉(zhuǎn)化率，包裝蛋白有商品出售。外源基因?qū)虢湍讣?xì)胞的常用方法有：2．外源基因?qū)雱游锛?xì)胞的常用方法有：1)磷酸鈣共沉淀法；2)DEAE－葡聚糖或聚陽離子促進(jìn)吸收法；3)脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法；4)電穿孔法；5)病毒轉(zhuǎn)染法；6)顯微注射法。3．外源基因?qū)胫参锛?xì)胞的常用方法有：1)用纖維素酶消化細(xì)胞壁，制成原生質(zhì)體，再用CaCl2和聚乙二醇處理，促進(jìn)重組DNA的吸收，也可使用電穿孔法和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法。2)將外源DNA插入Ti質(zhì)粒的T－DNA，借助土壤農(nóng)桿菌將外源DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞。3)基因槍微彈射擊法。4)顯微注射法。感受態(tài)細(xì)胞：細(xì)胞受理化因素等處理后，膜通透性發(fā)生變化，處于易于接受外源DNA的狀態(tài)，稱作感受態(tài)細(xì)胞。DNA重組體的篩選與鑒定1．根據(jù)重組載體的表型進(jìn)行篩選3．利用核酸雜交和放射自顯影進(jìn)行鑒定．直接選擇法 (1)抗藥性標(biāo)記選擇 (3)分子雜交法—288—原位雜交抗藥性篩選法：重組DNA載體上攜帶有受體細(xì)胞敏感的抗生素抗性基因時，通常可以取用轉(zhuǎn)化體系涂布含該抗生素的選擇培養(yǎng)平板的方法進(jìn)