生物化学知识点

生物化学名词解释及基本概念整理

第一章蛋白质化学

Ⅰ基本概念

1、等电点（pI）：使氨基酸离解成阳性离子和阴性离子的趋势和程度相等，总带电荷为零（呈电中性）

时的溶液pH值.

A溶液pH

B pH=pI，氨基酸所带总电荷为零，在电泳时不移动；

C pH>pI,氨基酸带负电荷，在电泳时向正极运动。

2、修饰氨基酸（稀有氨基酸）：蛋白质合成后，氨基酸残基的某些基团被修饰后形成的氨基酸。没有

相应的密码子,如甲基化、乙酰化、羟基化、羧基化、磷酸化等。

3、肽键（peptide bond）：合成肽链时，前一个氨基酸的α－羧基与下一个氨基酸的α－氨基通过脱

水作用形成的酰胺键，具有部分双键性质。

4、肽键平面（酰胺平面）：参与肽键的六个原子位于同一平面，该平面称为肽键平面。肽键平面不能

自由转动。

5、蛋白质结构：

A一级结构：是指多肽链从N端到C端的氨基残基种类、

数量和顺序。主要的化学键：肽键,二硫键。

B 二级结构：是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，

即蛋白质主链原子的局部空间排布（不涉及侧链原子的位置）。

分α-螺旋( α -helix)：较重要，为右手螺旋，每圈螺旋含3.6个

氨基酸残基（13个原子），螺距为0.54nm、β-片层（β-折叠，

β-pleated sheet）、β-转角(β-turn )、无规则卷曲（random

coil）、π-螺旋(π -helix )。维持二级结构的化学键：氢键。

模体：蛋白质分子中，二级结构单元有规则地聚集在一起形成

混合或均有的空间构象，又称超二级结构。

C 结构域：蛋白质三级结构中，折叠紧凑、可被分割成独立的球状或纤维状，具有特定功能的

区域，称为结构域。为构成三级结构的基本单元。

D三级结构：是指整条多肽链中所有氨基酸残基的相对空间位置(肽链上所有原子的相对空间位

置).化学健：疏水键和氢键、离子键、范德华力等来维持其空间结构的相对稳定。

E 四级结构：蛋白质分子中几条各具独立三级结构的多肽链间相互结集和相互作用，排列形成

的更高层次的空间构象。作用力：亚基间以离子键、氢键、疏水力连接。此外，范德华力、二

硫键(如抗体）。

6、分子伴侣：一类在序列上没有相关性但有共同功能，在细胞中能够帮助其他多肽链（或核酸）折

叠或解折叠、组装或分解的蛋白称为分子伴侣。如热休克蛋白。

7、一级结构是形成高级结构的分子基础，蛋白质一级结构的改变，可能引起其功能的异常或丧失（“分

子病”）；同功能蛋白质序列具有种属差异与保守性。

蛋白质分子的空间结构是其发挥生物学活性的基础，蛋白质分子构象的改变影响生物学功能或

导致疾病的发生，蛋白质一级结构不变，但由于折叠错误，导致蛋白质构象改变而引起的疾病，

称为蛋白质构象病（折叠病）。

8、蛋白质变性：在某些理化因素的作用下，特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活

性丧失的过程。为非共价键和二硫键断裂，物理（高温、高压、紫外线），化学（强酸碱、有机溶剂、重金属盐）等因素导致。

9、20种AA名称及缩写：

A 非极性疏水性AA：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、

苯丙氨酸（Phe）、脯氨酸（Pro）、蛋氨酸（Met）

B 极性中性AA: 色氨酸（Trp）、丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、半胱氨酸（Cys）天冬酰胺（Asn）、

谷氨酰胺（Gln）、苏氨酸（Thr）

C 酸性AA: 天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）

D 碱性AA: 赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His）

E 芳香族AA: 苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）、丝氨酸（Ser）

10、蛋白质理化性质：两性电离及等电点（多接近5.0，少数为碱性）、亲水胶体性质（具有水化层、

双电层，保持其胶体稳定）、紫外吸收峰在280nm波长、显色反应（茚三酮反应、双缩脲反应）。

11、蛋白质的分离纯化：利用不同蛋白质分子的溶解性（solubility）、分子大小（size）、带电情况（charge）、

亲和能力等的不同将其提纯。

粗提：透析、盐析、沉淀法等；

精提：层析法（凝胶过虑层析、离子交换层析、亲和层析）、电泳法（蛋白质分子在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒，在电场中能向正极或负极移动，如薄膜电泳、SDS-PAGE电泳、凝胶电泳）、离心法（不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法）。

第二章酶

1、酶：一类由活细胞合成的、对其特异底物具有高效催化能力的蛋白质或核酸。

2、酶活性中心：酶分子中与底物结合并与催化活性直接有关的化学基团所构成的特殊空间区域，具

底物结合位点和催化位点。

3、诱导契合学说：当底物与酶接近时，能诱导酶的构象发生有利于底物与之结合的变化，使酶与底

物特异结合，催化反应的进行。

4、酶分类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类、合成酶类。

5、辅助因子：分辅酶和辅基、辅酶与酶蛋白结合不紧密，辅基与酶蛋白结合牢固。

6、酶促反应动力学：研究底物浓度、酶E浓度、pH值、温度、激活剂和抑制剂等因素对酶促反应

速度影响。

7、米-曼式方程：。Km（米氏常数）等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度,单位为mol/L.V max是酶

完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。

8、酶的转换数：当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。用于比较

每单位酶的催化能力。

9、酶的抑制剂：能使酶活性下降而不引起酶蛋白变性的物质。分可逆性抑制和不可逆性抑制，

可逆性抑制：抑制剂与酶通过不太稳定的非共价键结合，分竞争性抑制（均能与酶的底物中心结合，抑制作用的强弱取决于I与S的浓度比,增大底物浓度可解除抑制作用，如丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶）、非竞争性抑制（抑制剂与底物结合中心以外的位点结合，不可转化为产物，增加底物浓度不能解除非竞争性抑制剂的抑制作用，磺胺类药物抑菌作用）、反竞争性抑制（I只能与ES复合物结合生成ESI 后酶失去催化活性）。

不可逆性抑制：抑制剂与酶的必需基团以共价键(或非常稳定的非共价键）结合，如有机磷中毒及重金属盐中毒。

V max是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。

K m等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度,单位为mol/L.

12、酶结构调节：通过对现有酶分子结构的影响来改变酶催化活性的调节方式，为快速调节。形式：

酶原激活、变构、共价修饰调控。

酶原激活:无活性的酶原去掉一个或几个特定肽键后转变为有活性酶的过程。构象发生改变，活

性中心暴露或形成。

酶的变构调节：调节物通过非共价键与酶分子上的调节位点结合，使酶的构象发生改变而调节

酶的活性。

关键酶（限速酶）：可以通过改变其催化活性而使整个代谢途径的速度或方向发生改变的酶。

共价修饰调控：酶分子上的某些基团在另一种酶的催化下发生可逆的共价修饰，从而引起酶活

性的改变。有(去)磷酸化，(去)尿苷酸化等形式。

13、同功酶：分子结构、底物亲和力、抑制剂等不相同但催化相同化学反应的一组酶。

14、酶活力:酶催化一定化学反应的能力。

15、LDH:乳酸脱氢酶，体内具五种形式，同功酶类。

第三章维生素

1、TPP(硫胺素焦磷酸)、FMN(黄素单核苷酸)、FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)、NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷

酸）、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）、辅酶A（CoA－SH)、四氢叶酸(FH4）、磷酸吡哆醛（PLP）

第四章生物氧化

1、氧化磷酸化：呼吸链中电子的传递过程偶联ADP磷酸

化，生成ATP的过程。

①底物磷酸化（次要方式）：高能键断裂偶联ADP磷酸化为ATP（或GDP/GTP) 的过程。

②偶联部位：NADH与CoQ之间（复合体Ⅰ）、CoQ与Cytc之间（复合体Ⅲ）、Cytc与O2之间（复合体Ⅳ）。

③化学渗透学说：电子沿呼吸链传递时，泵出H+形成跨膜电化学梯度，H+ 顺电化学梯度回流，释放能量会偶联ATP的生成。

H+由ATP合成酶的F0亚单位回流时才会偶联ATP的生成。

④影响磷酸化的因素：Ⅰ抑制剂：a、呼吸链抑制剂：鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥（复合体Ⅰ）；抗霉素A（Ⅲ）；CO、CNˉ、H2S（Ⅳ）。b、解偶联剂：使H+不经ATP合酶的F0回流，2,4-二硝基苯酚。c、氧化磷酸化抑制剂：寡霉素。Ⅱ AD的调节作用；Ⅲ甲状腺激素：诱导细胞膜上Na+，K+–ATP酶的生成，解偶联蛋白基因表达增加。

2、呼吸链：代谢物脱下的氢原子通过多种酶所催化的连锁反应逐步

传递，最终与氧结合生成水的传递链,也叫电子传递链。

A、递氢体：传递氢的酶或辅酶，亦可以作为电子传递体。

B、电子传递体：传递电子的酶或辅基/辅酶。

C、呼吸链组成：4种复合体、CoQ、Cytc组成两条主要的呼吸链（NADH氧化呼吸链、琥珀酸氧

化呼吸链（FADH2氧化呼吸链））

D、复合体组成：复合体Ⅰ（NADH-CoQ还原酶）：是NADH + H＋的电子进入呼吸链的入口，FMN

为其辅基,传递途径为[NADH—FMN，Fe-S—CoQH2]；复合体Ⅱ（琥珀酸-辅酶Q还原酶），FAD 为

其辅基，传递途径为[琥珀酸--FAD，Fe-S簇—CoQH2]；复合体Ⅲ（CoQ-CytC还原酶）接受CoQ

传递来的电子，并泵出4个H+/2e－,传递途径为CoQH2--Cytb，Fe-S，Cytc1—Cytc，血红素为其

辅基；复合体Ⅳ（Cytc氧化酶）将电子从Cyt c传递给分子氧，催化分子氧还原为H2O, 泵出2

个H＋/2e－，Fe－Cu中心等为其辅基，传递途径为[Cytc--Cu A--Cyt aa3--Cu B--O2]。每传递一对电子，

复合体I、Ⅲ、Ⅳ分别泵出4、4、2个H+

E、呼吸链组份排序确定：根据标准氧化还原电位的高低；检

测电子传递体氧化的顺序；体外将呼吸链的各复合体进行拆分和重组；利用阻断剂研究

分析。

3、P/O比值：物质氧化时，每消耗1mol氧原子所消耗无机磷酸的

mol数。

4、胞液中NADH＋H+穿梭形式：α－磷酸甘油穿梭（NADH＋H+--FADH2

生成1.5molATP）、苹果酸-天冬氨酸穿梭(NADH＋H+--NADH＋H+生成

2.5molATP)。

第五章糖代谢

1、糖酵解：通过一系列酶促反应将葡萄糖降解为丙酮酸的过程。（各组织器官的细胞液中均进行）

①能量：第一阶段为1—5步，共消耗2molATP（1和3步）形成两分子磷酸丙糖；第二阶段为6—10步，共生成4molATP，均为底物水平磷酸化，由磷酸丙糖氧化为丙酮酸，6步发生一次氧化还原反应生成2分子NADH+H +。

②酶调节：a、第一步：己糖激酶（HK)[肝脏中为葡萄糖激酶（GK）]：变构抑制剂为G-6-P，GK则为F-6-P；

b、第三步：磷酸果糖激酶-I (PFK-I)：变构抑制剂为ATP、柠檬酸、H+，变构激活剂为F-2,6-BP、AMP、ADP；

c、第十步：丙酮酸激酶：变构调节：抑制剂为ATP、乙酰辅酶A、长FFA、Ala(肝脏），激活剂为F-1，6-BP ；共价修饰：磷酸化修饰活性降低。

③反应式：葡萄糖＋2ADP＋2NAD＋＋2Pi→2丙酮酸＋2ATP＋2NADH＋2H＋＋2H2O

④生理意义：糖有氧氧化的第一阶段；缺氧时迅速提供能量；红细胞仅以此途径获能；一些中间产物是氨基酸（如丙酮酸）、脂类（如磷酸二羟丙酮）等合成的前体

2、丙酮酸还原为乳酸的意义：使NADH+H+重新氧化为NAD+，保证无氧条件下，糖酵解可以继续进行。

3、糖的有氧氧化：G →丙酮酸（胞浆）、丙酮酸→乙酰辅酶A（线粒体）、TCA 循环（线粒体）、氧化磷酸化（线粒体）。

①丙酮酸→乙酰辅酶A：线粒体基质中进行，丙酮酸脱氢酶系催化（辅基及辅酶有TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2＋），总反应为：

②三羧酸循环（TCA）:生物体内糖类、脂肪和氨基酸等的氧化产物乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，柠檬酸再通过一系列氧化步骤产生CO2、NADH+H+及FADH2，并重新生成草酰乙酸，从而降解乙酰基并产生能量的代谢过程，在线粒体基质里完成。

Ⅰ能量：乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→CoA-SH+3(NADH+H+)+FADH2+2CO2+GTP

一分子乙酰CoA彻底氧化所生成的能量为10ATP,一分子G彻底氧化产生的总ATP为30~32，Ⅱ酶调节：a、丙酮酸脱氢酶系：变构调节抑制剂为ATP、乙酰辅酶A、NADH，激活剂为AMP；共价修饰磷酸化失活。

b、柠檬酸合成酶：变构抑制剂为柠檬酸、 NADH、琥珀酰CoA，抑制剂为ADP。

c、异柠檬酸脱氢酶：变构抑制剂为ATP、NADH、琥珀酰CoA，激活剂为ADP、NAD+、 Ca2＋。

d、α-酮戊二酸脱氢酶系：变构抑制剂为ATP、 NADH、琥珀酰CoA，激活剂为ADP、NAD+、 Ca2＋。

Ⅲ生理意义：氧化供能；糖、脂、蛋白质等彻底氧化分解的共有途径；中间代谢物是许多生物合成的前体物。

4、巴斯德（Pasteur）效应：在有氧的条件下，糖的有氧氧化抑制无氧酵解的现象。

反Pasteur效应：在某些代谢旺盛的正常组织或肿瘤细胞中，即使在有氧的条件下，仍然以糖的无氧酵解为产生ATP的主要方式的现象。

5、磷酸戊糖途径：G-6-P经一系列反应生成NADPH+H+和5-磷酸核糖，并完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖转换的代谢途径，在胞浆进行。

分氧化阶段（G-6-P氧化为5-磷酸核酮糖，生成2NADPH＋H＋）和非氧化阶段（生成5-磷酸核糖，完成5C/3C/7C/4C/6C糖的相互转换，利用转醛醇酶和转酮醇酶）。

生理意义：提供生物合成的原料（戊糖和NADPH）；为细胞提供还原态的环境：NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶；为戊糖的利用及3C（甘油醛-3-磷酸）、4C、5C、6C（F-6-P）、7C糖互相转换提供通路。

6、糖异生作用：由非糖物质（生糖氨基酸、甘油、乳酸、丙酮酸、丙酸等）合成G或糖原的过程称为糖异生，反应器官主要在肝脏、肾脏，反应场所为线粒体及胞浆（动物不能将乙酰辅酶A转化为丙酮酸）。

①反应途径：糖异生并不是糖酵解的逆转，但多数反应相同，

Ⅰ丙酮酸→草酰乙酸→PEP：第一步以丙酮酸羧化酶（生物素）催化，消耗1ATP，在线粒体进行；

第二步以PEP羧激酶催化，消耗1GTP，在线粒体及胞浆进行。

ⅡF-1，6-BP→F-6-P：果糖-1，6-二磷酸酶，消耗1ATP。

ⅢG-6-P→G:葡萄糖-6-磷酸酶,消耗1ATP。

②反应式：2丙酮酸＋4ATP＋2GTP＋2NADH＋2H+＋4H2O→葡萄糖＋4ADP＋2GDP＋6Pi＋2NAD +，共消耗

6ATP和2NADH+ H+

③生理意义：饥饿时维持血糖浓度的相对恒定（主要）；乳酸再利用；降低原尿的H+，缓解酸中毒（肾

脏）；反刍动物血糖的主要来源：丙酸异生为葡萄糖。

7、糖原合成与分解：

①糖原合成：由G合成糖原的过程，糖原为带有分枝的高分子葡萄糖聚合物，化学键形式有α－1，4－糖苷键、α－1，6－糖苷键。主要在肝脏和肌肉的胞浆中合成。

Ⅰ反应途径：G→G-6-P→G-1-P+UTP→UDP-G（尿苷二磷酸葡萄糖）+糖原（n）→糖原（n＋1）＋UDP,最后一步以糖原合酶催化，UDP-G为G残基供体，每加一个G残基，消耗2ATP.

糖原合酶：仅催化链的延伸，形成α－1，4－糖苷键，不催化其从头合成。

糖原的分支以糖原分支酶催化，分支处为α－1，6－糖苷键。

②糖原降解：糖原(n)+Pi→糖原(n-1)+ G-1-P，由糖原磷酸化酶催化，仅作用于α－1，4－糖苷键，还有糖原脱支酶。

G-1-P→G-6-P→G（葡萄糖-6-磷酸酶催化，肌肉中无此酶，G-6-P直接进入糖酵解，肝肾中可形成G）

④酶的调节：Ⅰ糖原磷酸化酶：原理：磷酸化活性高，去磷酸化活性降低；共价修饰：肾上腺激素和

胰高血糖素升高，活性增强；变构调节：肌肉中激活剂为AMP,抑制剂为ATP 、G-6-P；肝脏中抑制剂为G.

Ⅱ糖原合成酶：原理：磷酸化活性低，去磷酸化活性增高；共价修饰：肾上腺激素降低其活性；变构调节：激活剂为G-6-P。

8、共有的代谢产物:主要的为乙酰辅酶A,G-6-P,在糖的循环中较为重要，乙酰辅酶A在脂肪代谢中也有利用，将脂肪代谢和糖代谢相互联系，另外a-酮戊二酸在核苷酸代谢中有重要作用，与糖代谢相互联系。

第六章脂肪代谢

1、β－氧化：脂肪酸氧化时，每次脂酰基羧基端β－ C被氧化为酮基，然后裂解一分子的乙酰辅酶A,因此脂肪酸的氧化称为β－氧化。

2、脂类：脂肪及类脂、衍生脂类的总称，其主要功能有：细胞的结构成分；能量的贮存形式；生理调节作用，如激素（性激素）、第二信使（甘油二酯）；共价修饰蛋白质；保温作用；物质运输和消化相关；调节机体密度。

3、脂肪酸的合成与氧化分解：

Ⅰ合成：在肝、脂肪、乳腺、脑等的胞液中，原料为乙酰CoA、 NADPH+H+，产物主要以C16饱和脂肪酸为主

a、乙酰CoA由线粒体转运进胞液中，利用柠檬酸－丙酮酸转运系统共消耗2ATP和2NADPH+H+

b、合成过程及能量消耗：乙酰CoA→丙二酸单酰CoA，乙酰CoA羧化酶进行催化，消耗1ATP，生成一分子16c的棕榈酸需要8分子乙酰CoA（7分子转化为丙二酸单酰CoA），（8-16+7）ATP, 14NADPH+H+。

合成过程中利用脂肪酸合酶进行催化，哺乳类中共有7种酶活性，酰基载体蛋白（ACP）为其中一种，较为重要。合成过程中重复缩合、加氢、脱水、加氢的合成过程，每重复一次，增加一个二碳单位。

c、合成调节：乙酰CoA羧化酶：变构调节：激活剂为柠檬酸、异柠檬酸，抑制剂为脂酰CoA、棕榈酰CoA；共价调节：其磷酸化时活性降低，如胰岛素可以使其去磷酸化活性增高，胰高血糖素、肾上腺素和生长激素使其磷酸化，活性降低，与糖原合酶的共价调节类似；诱导调节：调节乙酰CoA羧化酶合成。

Ⅱ氧化分解：

①活化：脂肪酸→脂酰CoA，在胞浆中进行，共消耗2ATP，由脂酰CoA合成酶催化。

②脂酰CoA的转运：进入线粒体，由肉碱进行携带，肉碱脂酰转移酶（Ⅰ、Ⅱ）及肉碱-脂酰肉碱转位酶催化。

③脂肪酸的β－氧化：线粒体中进行，产物为乙酰辅酶A，FADH2,NADH+H+，重复脱氢－水化－再脱氢－硫解过程，逐步生成乙酰辅酶A，如16C则β－氧化7次，生成7FADH2，7NADH＋H+，

④酮体：脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物（乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮），生成部位主要在肝的线粒体基质中，原料为来自脂肪酸氧化的乙酰辅酶A。

酮体在肝内生成，在肝外组织（线粒体中）利用，均为糖异生或TCA循环的原料如乙酰乙酸→乙酰辅酶A、丙酮→丙酮酸或乳酸、β-羟丁酸→乙酰乙酸。

生理意义：酮体是肝输出能源的一种形式；是肌肉、脑组织在饥饿等状态下的重要能源。

4、甘油三酯的合成与分解：以甘油和乙酰辅酶A为材料，在肝脏及脂肪组织（甘油二脂途径）中或小肠黏膜细胞（甘油一酯途径）合成。

甘油三酯的水解发生在脂肪细胞的胞浆中，分解成为甘油和脂肪酸（FFA），FFA由载脂蛋白经过血浆进行运输，激素敏感酯酶（HSL）为其限速酶。

调节：经共价修饰调节，磷酸化活性升高，胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素等可通过第二信使使其活性升高，胰岛素和前列腺素使其活性降低。

甘油去向：直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生，脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。

5、甘油磷脂：由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等（如丝氨酸）组成。主要作用有构成生物膜脂质双分子层；乳化剂，促进脂类的消化吸收与转运。

其合成主要在肝肾肠的滑面内质网上，途径有CDP-甘油二酯途径和甘油二酯途径，可在多种磷脂酶（PL）作用下水解。

6、胆固醇：主要肝脏（占80%），其次是小肠粘膜上皮、皮肤的胞浆和内质网上以乙酰CoA、NADPH+H+、ATP 为原料合成。

HMGCoA还原酶（羟甲基戊二酸单酰CoA）是限速酶，胆固醇在体内可以转化为类固醇激素、7-脱氢胆固醇或胆汁酸，亦可组成膜结构。

7、脂蛋白：载脂蛋白与脂类以非共价键形成的球状复合物。分四种乳糜微粒CM（运输外源性甘油三酯及胆固醇）、极低密度脂蛋白VLDL（运输内源性甘油三酯及胆固醇）、低密度脂蛋白LDL（运输内源性胆固醇回肝脏或至肝外组织）、高密度脂蛋白HDL（肝外组织的胆固醇运回肝脏）。

第七章氨基酸代谢

1、来源与去路：

EAA指必需氨基酸，体内不能合成，Lys、Met、Trp、Val、Leu、Ile、Thr、Phe、His、Arg，Tyr和Cys 为条件必需AA。

2、AA的脱氨基作用：有转氨基、氧化脱氨基、联合脱氨基、非氧化脱氨基等方式。

Ⅰ转氨基作用：在转氨酶催化下，α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基上，生成另一种氨基酸和另一种α-酮酸的过程。体内最为重要的两种转氨酶为谷丙转氨酶（GPT：肝中活性最强）和谷草转氨酶（GOT：心脏中活性最强）。

意义：动物体合成非必氨基、联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。

Ⅱ氧化脱氨基作用：关键酶有L-氨基酸氧化酶（辅基FMN）、

D-氨基酸氧化酶（辅基FAD+）。

主要为L-谷氨酸的氧化脱氨，反应场所主要为肝脏的线粒体基质中，L-谷氨酸+H2O→α-酮戊二酸+NH4++NADH （NADPH）+H+。关键酶为L-谷氨酸脱氢酶，变构抑制剂为GTP 、ATP，激活剂为ADP、GDP。

Ⅲ联合脱氨基作用：氨基酸的氨基经转氨基作用转移给α-酮戊二酸生成L-谷氨酸， L-谷氨酸再经氧化脱氨基作用生成α-酮戊二酸和游离氨的过程。反应主要在肝脏的线粒体基质中进行。在骨骼肌中进行嘌呤核苷酸循环，快速利用AA，其中有次黄嘌呤核苷酸（IMP）的参与。

3、AA脱羧：氨基酸脱羧酶的辅酶为PLP，脱羧形成相应的胺，体内的胺有γ-氨基丁酸（GABA）、牛磺酸、组胺、5-羟色胺（5-HT）等，为体内生理活性物质。

4、氨的代谢：体内氨的来源主要为AA脱氨作用，去路：在肝脏内可进行生物合成或合成尿素；肝外组织中可进行生物合成或者转运入肝形成尿素或进入肾脏形成铵盐。

肝外组织产生的NH3主要是以无毒的谷氨酰胺（Gln：脑和肌肉中，Glu结合氨形成Gln，在转运到肝及肾中）及丙氨酸（Ala：骨骼肌中进行）两种形式运输到肝脏或肾脏。

5、尿素形成（鸟氨酸循环）：主要发生在肝脏的线粒体及胞液中，

过程：NH3→氨甲酰磷酸+鸟AA→瓜AA+Asp→精氨酸代琥珀酸→Arg（+延胡索酸）→尿素+鸟AA，继续循环。总反应：CO2+NH3+3ATP+Asp＋2H2O→尿素＋2ADP＋2Pi＋AMP+PPi＋延胡索酸。共消耗4个高能磷酸键，Asp 是氨的中间传递体，延胡索酸和Asp将尿素循环和TCA联系起来。尿素分子中一个N来自于NH3，另一个来自于Asp。

调节：第一步反应的酶为氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ（CPS-Ⅰ）。第三步酶为精氨酸代琥珀酸合成酶。（高血氨症）

6、动物体氨基酸的合成：

①α－酮酸氨基化：Ala：丙酮酸；Asp（Asn）：草酰乙酸；Glu（Gln）：α－酮戊二酸；

②其他AA转化：Gly：Ser；Cys: Ser与Met；Pro:Glu；Tyr: Phe；

③尿素循环：Arg。

7一碳单位：某些氨基酸（Ser、Gly、His和Trp、Met）在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，如-CH3、-CH2-、-CHO，四氢叶酸（FH4）一碳基团转移酶的辅酶，是一碳单位的载体；功能部位是N5和N10。生理功能：合成嘌呤和嘧啶等的原料、为体内的甲基化反应间接提供甲基。

8、芳香族AA代谢：包括Phe、Tyr、Trp（色AA），主要在肝脏中代谢。Tyr代谢可产生儿茶酚胺类物质，酪氨酸羟化酶为其合成的限速酶（缺乏得白化病），Phe代谢产生苯丙酮酸（苯丙酮酸尿症PUK），Trp代谢合成褪黑素及5－羟色胺。

第八章核苷酸代谢

1、核苷酸：是核酸的构件分子，有核糖、碱基及磷酸三个组成成分，紫外吸收（260nm）。

生物学功能：核酸的基本组成单位；参与能量的转移：ATP/GTP/UTP；第二信使:cAMP和cGMP；是重要物质（如辅酶、SAM等）的构成成分；某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质: UDP—葡萄糖和CDP—甘油二酯。

2、嘌呤核苷酸的从头合成途径：利用简单的前体分子合成核苷酸的途径，在肝、小肠、胸腺等的胞液中合成。先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMP，IMP的合成是在磷酸核糖的基础上合成嘌呤环。

①合成原料：R-5-P、Gln、Gly、N10-甲酰四氢叶酸、CO2、Asp，

消耗ATP.

②简单过程：R-5-P转化为PRPP(活化)，磷酸核糖焦磷酸合成酶

催化该反应，再以PRPP为基础进行合成IMP。共消耗1分子PRPP、2分子谷氨酰胺、1分子甘氨酸、 1分子天冬氨酸和1分子CO2和2个甲酰基（ N10－甲酰四氢叶酸)，消耗了7 分子ATP。

关键酶为PRPP酰胺转移酶（变构酶）。

③AMP和GMP的生成：

IMP+Asp→腺苷酸代琥珀酸(AMPS)→延胡索酸+AMP，第一步由

AMPS合成酶催化，第二步由AMPS裂解酶催化，消耗1GTP。

IMP→黄嘌呤核苷酸（XMP）→GMP，第一步由IMP脱氢酶催化，生成1NADH+H+，第二步由GMP合成酶催化，消耗2ATP.

④合成特点：PRPP是5-磷酸核糖的活性供体；嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的；先合成 IMP，再转变成 AMP或GMP。

⑤调节：主要受反馈抑制调节。PRPP合成酶：受变构调节（嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸为其抑制剂）；PRPP 酰胺转移酶：受变构调节（抑制剂： IMP /AMP /GMP，激活剂： PRPP）

3、嘌呤核苷酸的补救合成：碱基与PRPP直接合成。

①腺嘌呤+PRPP→AMP+PPi；

②次黄嘌呤(或鸟嘌呤）＋PRPP→IMP（GMP)，次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）进行催化。HGPRT 不足时为高尿酸尿症和高尿酸血症，完全缺乏时为自毁容貌症。

4、嘧啶核苷酸的从头合成：

①特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖连接。

②原料：Gln、 HCO3-、Asp、 PRPP。

③过程：先合成UMP（氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ为该反应的限速酶，UMP为其抑制剂），再以UTP合成CTP （是以UMP在三磷酸水平上转化而来的UMP→UTP，消耗2ATP,UTP+Gln→CTP+Glu，消耗1ATP），以dUMP合成dTMP。

5、嘧啶核苷酸的补救合成：尿嘧啶+PRPP→UMP＋PPi

6、补救合成的意义：简单，消耗ATP少，节省AA；脑主要以补救合成途径合成核苷酸。

7、脱氧核糖核苷酸的合成：由相应的NDP（二磷酸水平）还原生成（除dTMP），NDP→dNDP，消耗1NADPH+H+，核糖核苷酸还原酶（RR)催化该反应进行，受变构调节：激活剂为ATP，抑制剂为dATP、dTTP、dCTP。dTMP的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的，以dUMP直接合成或补救合成。

8、核苷酸合成的抗代谢物：

①碱基类似物：6-巯基嘌呤（IMP的类似物）竞争抑制HGPRT，抑制嘌呤核苷酸的补救合成途径，可用作抗癌药物；5-氟尿嘧啶抑制dTMP的合成；

②氨基酸类似物：氮杂丝氨酸（Gln类似物）抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径；抑制UMP及CTP的合成；

③叶酸类似物：叶酸还原酶和二氢叶酸还原酶的抑制剂，可做抗肿瘤药物；

④核苷酸类似物：如阿糖胞苷（胞苷类似物），抑制CDP还原为dCDP。

9、嘌呤核苷酸的分解代谢：终产物为尿酸，疾病有腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷，导致重症联合免疫缺陷病；痛风症。

10、嘧啶核苷酸的分解代谢：终产物为嘧啶碱。

第十章核酸的化学

1、核酸：核酸是由核苷酸通过3ˊ,5ˊ-磷酸二酯键聚合而成的生物大分子，包括DNA和RNA。

2、DNA与RNA的区别：

3、B型DNA双螺旋结构模型要点：

1)两条链反向平行，围绕同一中心轴构成右手双螺旋。

2)螺旋表面有大沟和一个小沟；

3)每圈螺旋含10个碱基对(bp)，螺旋直径2nm，螺距为3.4nm；

4)磷酸-脱氧核糖骨架位于螺旋外侧；碱基平面伸入内侧，与纵轴垂直；糖环平面与纵轴平行；

5)两条单链通过碱基间的氢键相连，A与T配对，形成两个氢键，C对G配对，形成三个氢键；

6)影响双螺旋稳定的作用力：碱基堆积力、氢键、疏水相互作用和静电排斥力。

4、DNA碱基组成的Chargaff法则：

1)DNA的碱基组成具有种属特异性；

2)DNA的碱基组成无组织和器官特异性,组成稳定；

3)一种生物DNA的碱基组成不受年龄、环境和营养等的影响；

4)碱基配对遵循当量规律：所有双链DNA分子中，A＝T，G＝C（摩尔数相等），A＋G＝T＋C。

5、染色质的基本包装单位--核小体：DNA-组蛋白的复合体，也叫10nm 纤维，为念珠状结构。由核心颗粒（由8聚体蛋白质复合体[H2A、H2B、H3和H4各2个]与缠绕在蛋白质8聚体上的146bp DNA构成）、连接DNA、1分子H1构成。

6、基因（gene）:编码某一多肽链或RNA所必需的全部核苷酸序列。

基因组（genome）:一个生物所携带的遗传信息总和。

包括：核基因组（单倍体细胞核内的全部DNA分子）

线粒体基因组（线粒体内的单个DNA分子）

叶绿体基因组（叶绿体内的单个DNA分子）

7、tRNA：转运氨基酸的一类RNA，约占总RNA的15%。

结构特点：

1)一级：共70－95个核苷酸残基；约10%的碱基为修饰碱基；3′-末端都具有-CCA-OH的结构。

2)二级：四臂五环，AA臂3’-末端为—CCA-OH，携带AA，反密码环:7个碱基组成，正中的3个核苷酸

残基为反密码子。

3)三级：倒L型

8、mRNA：占总ＲＮＡ的１％－５％，是蛋白质生物合成（翻译）的模板。

一级结构特点：

1)原核生物：多顺反子（一个mRNA分子往往含有几个功能上相

关蛋白质的编码序列），分子大小不一；

2)真核生物：为单顺反子（一个mRNA分子只编码一条多肽链），

5’端有帽子结构，3’端有poly（A）尾。

9、rRNA：占总RNA的80%左右，与几十种蛋白质一起形成核糖体：蛋白质合成的场所。

原核生物：5S、16S和23S rRNA；真核生物：5S、5.8S、18S和28S rRNA

10、核酸的性质：具有两性性质，等电点为酸性。

11、DNA变性：在温度升高、极端pH值、变性剂等条件下，DNA双链中的氢键被破坏，两条单链部分或全部分开。Tm为溶解温度，一般在70-850C。

增色效应：DNA在变性后，紫外吸收值增加的现象。

12、DNA复性：在变性条件消除后，两条彼此分开的单链可以重新形成双螺旋DNA的过程。

退火：热变性的DNA在溶液冷却后的复性。

减色效应：DNA在复性后，紫外吸收值降低的现象。

影响因素：温度、浓度、碱基组成、片段大小。

13、核算杂交：具有互补序列的不同来源的两条单链核酸分子，按碱基配对原则结合在一起形成双链分子称为杂交（hybridization），有DNA-DNA、RNA-RNA、DNA－RNA。

十一章核酸的生物合成

1、DNA复制：以一个亲代DNA分子为模板合成两个子代DNA分子的过程。

1）一般原则：半保留复制（以母链为模板合成的子代DNA分子，其一条链是来自亲代的DNA链，另一条链是新合成的链，指导互补链合成的DNA称为模板链，也叫做无意义链）；复制是起始于起始位点的双向复制（复制叉：DNA复制时，亲代DNA解旋，DNA新链合成的部位形成的Y形结构）；半不连续复制（DNA的合成是5ˊ→3ˊ方向的聚合；前导链：复制叉处，以亲代DNA分子的3′→5′链为模板的新链以5′→3′方向连续合成的DNA链；在复制叉处以5′→3′链为模板的新链合成方向与模板的解链方向相反，该链的

合成以不连续方式一段一段合成，短片称为岗崎片段，这条不连续合成的新链为滞后链）；DNA的合成消耗能量（聚合：dNTP+(dNMP)n →(dNMP)n+1+PPi）；

2）原核生物DNA的复制：

Ⅰ参与DNA合成的主要物质：底物：dNTPs，模板：亲代DNA分子,酶及蛋白类：

Ⅱ复制过程：

a)起始：复制是在基因组中特殊序列开始的，该特殊序列为复制的

起始点，原核生物染色体、病毒和核外DNA只有一个复制起始点。

DnaA识别和结合起始点，并使之解链→合成RNA引物（解旋酶、

引物酶参与）→引物被DNA pol Ⅲ识别，前导链开始合成→解链至1kb左右,2条滞后链的模板指导合成引物，滞后链的合成起始

b)延伸：解旋酶、拓扑异构酶、SSB、引物酶、DNA聚合酶、连接

酶等参与。

前导链合成：边解链边聚合。

滞后链延伸：合成引物→合成岗崎片段（DNA聚合酶III）→切除引物（RNAse H 和DNA pol I）→缺口平移（DNA pol I）→连接岗崎片段（DNA连接酶）。

c)终止：具有终止区（Ter）（顺时针复制叉陷阱和反时针复制叉陷阱），Ter+终止子利用物质（Tus）形

成复合物，阻止解旋，仅阻断一个方向的复制叉，当两个复制叉相遇时，DNA复制终止。

d)子代DNA分离：DNA拓扑异构酶Ⅳ。

3）真核生物的DNA复制：DNA聚合酶α、β、γ、δ和ε

Ⅰ特点及参与物质：多复制起点、复制起始点比原核生物短，结合速度较慢。有DNA聚合酶α（引物酶活性）、 DNA聚合酶δ（解旋酶活性）、拓扑酶、复制因子RF等参与。

Ⅱ起始：G1期形成前复制复合物，（G1）-S期形成活性的复制叉，复制起始。

Ⅲ终止：端粒：线性染色体的两个末端，维持染色体的稳定性，短序列（TG丰富）的串联重复。

端粒酶：蛋白质和RNA组成，含逆转录酶（依赖RNA的DNA聚合酶），RNA（450bases，其中-AAUCCCAAU-为合成端粒-TTAGGG-的模板）。

4）DNA损伤和修复：复制时的错配、自发、环境因素（化学诱变剂、紫外辐射、电离辐射）可以引发。DNA损伤形式：形成胸腺嘧啶二聚体（辐射）、胞嘧啶脱氨--尿嘧啶（亚硝酸盐）、嘌呤核苷酸残基自发脱嘌呤、缺失和插入、重排。

修复方式：光修复、切除修复、重组修复、SOS修复。

2、RNA的生物合成

Ⅰ转录：以DNA为模板合成RNA分子的过程

Ⅱ与DNA复制的区别：原料为NTP；是基因序列的转录；可连续转录多copy；不需要引物；只有一条链作为模板；转录的精确性低。

Ⅲ原核生物RNA的合成：

a)参与物质：RNA聚合酶（细菌只有一种RNA聚合酶α2ββ′ωζ，

ζ亚基识别启动子，无3 ′→5′外切酶活性，所以转录保真性不高）。

功能：DNA的解链、聚合核苷酸，形成3’→5’磷酸二酯键、校正功能、DNA链的复性、RNA链从模板上释放。

b)启动子：基因转录起始区域内与RNA聚合酶结合并起始转录的一

段DNA序列，具两个高度保守DNA序列，与聚合酶的ζ相互作用的部位。

c)起始：RNA聚合酶（ζ亚基）识别并结合启动子，形成封闭式复

合体→聚合酶构象改变，-10区的序列解链，形成开放性复合体，转录开始→启动子逃逸，ζ脱离全酶，聚合酶离开启动子区。

d)延伸：RNA聚合酶沿DNA链移动，聚合核苷酸，进入转录延伸阶

段。

e)终止：至转录终止子序列时，RNA－DNA杂和体分离，DNA恢复为

双链，RNA聚合酶、RNA链从DNA模板上释放出来。

机制：不依赖ρ因子的终止（两个特殊序列：自我互补序列，可形成发卡；高度保守的4－8A序列）：发卡的形成能断裂A=U碱基对，破坏RNA与模板、RNA聚合酶之间的相互作用，导致转录复合体的解体而终止转录。

依赖ρ因子的终止：终止序列富含CA的序列，ρ因子和RNA上的特殊位点（rut位点）结合，并滑行至终止序列，使RNA释放出来。

Ⅳ真核生物RNA的合成：

a）RNA聚合酶：RNA pol Ι（rRNA合成）、RNA pol Ⅱ（mRNA合成）、RNA pol Ⅲ（tRNA和小RNA）

b)转录因子：TFⅡD（TBP，识别TATA盒，为启动子序列）、TFⅡA、TFⅡB、TFⅡE、TFⅡF、TFⅡH等。

c)起始：TBP（ TATA盒结合蛋白）识别TATA盒，在启动子部位结合多种TF，形成closedcomplex→DNA解旋→opencomplex→RNApol Ⅱ的C-末端结构域被磷酸化修饰→转录起始。

d）终止：转录终止与3′加poly A尾紧密联系。

酶复合体结合到mRNA上的剪切信号序列→切除mRNA的3’端末端序列，形成poly A尾→聚合酶与模板分离，一次转录终止

e)转录后加工：mRNA5′－带帽、剪接（将初始转录产物中内含子去除，并把外显子连接为成熟的mRNA分子的过程，边转录边剪接。）、3′端的切除及加poly A尾

核内不均一ＲＮＡ（HnRNA）：真核生物ＤＮＡ转录生成mRNA的初级转录物和各种剪接中间体的混合物。外显子：基因中的编码序列及与翻译相关的序列。

内含子：在转录加工过程中，从最初的转录产物中切除的基因内部的核苷酸序列。

tRNA转录后加工：剪切和拼接、碱基修饰、加3ˊ－CCA

选择性剪接：是指一个pre-mRNA可以剪接成多个成熟mRNA的现象。3、DNA和RNA合成过程中精确性保证：有DNA聚合酶具有校读功能。

DNA：

①严格的碱基互补配对原则（ 1/104-5)

②DNA聚合酶能区别碱基（1/105):可区别NTP和dNTP

③DNA聚合酶有校读功能(准确率提高102-3 )：3ˊ→5ˊ外切酶活性

④复制后的修复机制。

第十二章蛋白质的生物合成

1、密码子：mRNA链上决定蛋白质中一个特定氨基酸的相邻的三个碱基，以及开始或终止蛋白质合成的相邻的三个碱基。亦称三联体。共有64个，包括一个起始密码子AUG和三个终止密码子UAA、UAG、UGA。特点：简并性（可以降低碱基突变造成的有害效应）、通用性、密码子有方向性（5′→3′）、mRNA中密码子间无间隔，不重叠。

开放阅读框：mRNA 5′端起始密码子开始到3′端终止密码子之间连续的、无重叠的一连串密码子组成的蛋白质编码区。

2、tRNA：氨基酸的“搬运工具”、识别mRNA的密码子。具有摇摆性：反密码子的第1位与密码子第3位配对时，不严格遵循碱基配对原则的现象。

起始tRNA：为肽链起始密码子携带Met的tRNA，真核为tRNA i met，原核为tRNA i fmet

普通tRNA：如tRNA e met，为肽链延伸中携带Met。

3、核糖体：原核（70s）：30S小亚单位为16S rRNA和21种蛋白质，50S大亚单位为5S rRNA、23S rRNA、~32种蛋白质；真核（80S）：40S小亚单位：18SrRNA＋~33蛋白质，60S大亚单位:28SrRNA、5SrRNA、5.8SrRNA+49蛋白质。

4、核糖体重要位点：氨基酰-tRNA位点（A site）、肽酰-tRNA位点（P site）、tRNA退出位点（E site）。

5、蛋白质的合成：

Ⅰ氨酰-tRNA的合成：氨基酸＋tRNA ＋ATP→氨基酰-tRNA＋AMP＋PPi，由氨基酰-tRNA合成酶（每一种AA 都只有一种特定的氨基酰-tRNA合成酶；具有校读功能）催化。

Ⅱ肽链合成的起始：mRNA模板的方向：5′→ 3′、蛋白质的合成方向：N端→ C端。

1）原核生物：参与的物质：30S和50S亚单位mRNA 、fMet－tRNA i fMe、三种起始因子、GTP、Mg2+，起始过程是将30S亚单位和fMet－tRNA i fMet、mRNA 、50S亚单位组装成70S起始复合物的过程。

mRNA在30S亚单位上定位→定位fMet－tRNA i fMet→结合50S大亚单位，形成70S复合物，消耗1GTP

SD序列: mRNA分子中紧靠起始密码子上游,能够16srRNA互补配对的一段8－13核苷酸的序列，又称为核蛋白体结合位点。

起始因子作用：

a、IF1:防止氨基酰-tRNA进入A site；

b、IF2：引导fMet－tRNA i fMet进入 P site；

c、IF3：防止30S结合50S亚单位。

2）真核生物：是将40S亚单位和Met－tRNA i Met、mRNA 、60S亚单位组装成80S起始复合物的过程。

形成43S 复合物→mRNA在小亚单位上的定位→80S复合物的形成

3）真核与原核生物肽链合成起始的主要区别：

①更多的起始因子参与；

②Met－tRNA i Met先定位到核糖体上；

③mRNA结合多种起始因子后才与核糖体结合；

④小核糖体通过Met－tRNA i Met的反密码子与mRNA起始密码子之间互补配对而准确定位。

Ⅲ延伸：进位（只有与密码子正确互补配对的氨基酰-tRNA才能进入A位点：维持蛋白质合成准确性的另一个机制）→成肽（转肽酶：催化肽键形成的酶，属RNA酶）→转位

Ⅳ终止：终止密码子为信号，停止翻译，肽链脱离

Ⅴ能量消耗：消耗不少于4NTP的高能磷酸键。

Ⅵ多肽链折叠及加工：

一级结构：N端fMet或Met的切除、特定氨基残基的修饰、多肽链的切割。

空间结构：二硫键的形成、亚基聚合、辅基连接、糖基化修饰、疏水脂链的连接

中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程。

6、蛋白质的靶向输送：蛋白质合成加工后通过复杂机制定向输送到内质网或发挥生物功能的目标位置的过

程。

信号序列：新合成的蛋白质分子中引导蛋白质输送到细胞靶部位的特异氨基酸序列，包括信号肽（内质网）、核定位序列（核）、前导肽（线粒体）。

信号肽：引导新合成的蛋白质转移到内质网上的一段氨基酸序列，一般位于新合成肽链的N端。信号肽识别颗粒（SRP）

7、蛋白质生物合成的干扰和抑制：如抗生素类、干扰素等