生物化学要点

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第○章绪论

一、生物化学概念

生物化学是运用化学的原理和方法,研究生物体的物质组成和遵循化学规律所发生的一系列化学变化,进而深入揭示生命现象本质的一门科学,有生命的化学之称。

二、生物化学研究内容

1. 生物体物质的化学组成、结构、性质和功能

2. 生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调控

3. 生物体的信息代谢

4. 运用生物化学原理和方法,为农业、工业、医药卫生、环境保护等服务,开拓富有经济价值的生物资源(酶制剂、药品、食品添加剂、杀虫剂……)

三、生物化学的发展

1 静态生物化学时期(二十世纪二十年代以前):研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。

2 动态生物化学时期(二十世纪前半叶):物质代谢途径及动态平衡、能量转化,光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢

3 机能生物化学及分子生物学时期(二十世纪五十年代以后):生命的本质和奥秘:运动、神经、内分泌、生长、发育、繁殖等的分子机理

第一章蛋白质化学

一.蛋白质的生物学意义

生物体的组成成分;酶;运输;运动;抗体;干扰素;遗传信息的控制;细胞膜的通透性;高等动物的记忆、识别机构。

二.蛋白质的元素组成

C(50~55%)、H(6~8%)、O(20~23%)、N(15~18%)、S(0~4%)、…

列决定的。一级结构中包含的共价键主要指肽键和二硫键。

(二)蛋白质的空间结构

是指蛋白质分子中所有原子在三维空间的排列分布和肽链的走向。由于羰基碳-氧双键的靠拢,允许存在共振结构,碳与氮之间的肽键有部分双键性质,由CO-NH构成的肽单元呈现相对的刚性和平面化,肽键中的4个原子和它相邻的两个α-碳原子多处于同一个平面上。

蛋白质构象稳定的原因:(1)酰胺平面;(2)侧链基团R的影响。

1. 蛋白质的二级结构:指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。

(1)α-螺旋:Pauling和Corey于1965年提出。

结构要点:1)螺旋的每圈有3.6个氨基酸,螺旋间距离为0.54nm,每个残基沿轴旋转100°。2)每个肽键的羰基氧与远在第四个氨基酸氨基上的氢形成氢键,氢键的走向平行于螺旋轴,所有肽键都能参与链内氢键的形成。3)R侧链基团伸向螺旋的外侧。4)Pro的N上缺少H,不能形成氢键,经常出现在α-螺旋的端头,它改变多肽链的方向并终止螺旋。

(2)β-折叠结构:是一种肽链相当伸展的结构。肽链按层排列,依靠相邻肽链上的羰基和氨基形成的氢键维持结构的稳定性。肽键的平面性使多肽折叠成片,氨基酸侧链伸展在折叠片的上面和下面。β-折叠片中,相邻多肽链平行或反平行(较稳定)。

(3)β-转角:为了紧紧折叠成紧密的球蛋白,多肽链常常反转方向,成发夹形状。一个氨基酸的羰基氧以氢键结合到相距的第四个氨基酸的氨基氢上。

(4)自由回转:没有一定规律的松散肽链结构。酶的活性部位。

2. 蛋白质的三级结构

指多肽链上的所有原子(包括主链和侧链)在三维空间的分布。

3. 蛋白质的四级结构

多肽亚基的空间排布和相互作用。亚基间以非共价键连接。

(三)蛋白质结构中的共价健和次级键

六.蛋白质分子结构与功能的关系

蛋白质分子具有多样的生物学功能,需要一定的化学结构,还需要一定的空间构象。

(一)蛋白质一级结构与功能的关系

1. 种属差异

蛋白质一级结构的种属差异十分明显,但相同部分氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据蛋白质结构上的差异,可以断定它们在亲缘关系上的远近。

2. 分子病

蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与正常有所不同的遗传病。

(二)蛋白质构象与功能的关系

别(变)构作用:含亚基的蛋白质由于一个亚基的构象改变而引起其余亚基和整个分子构象、性质和功能发生改变的作用。因别构而产生的效应称别构效应。如血红蛋白是别构蛋白,O2结合到一个亚基上以后,影响与其它亚基的相互作用。

七.蛋白质的性质

(一)蛋白质的相对分子量

蛋白质相对分子量在10 000~1 000 000之间。测定分子量的主要方法有渗透压法、超离心法、凝胶过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。最准确可靠的方法是超离心法(Svedberg于1940年设计):蛋白质颗粒在25~50×104 g离心力作用下从溶液中沉降下来。沉降系数的单位常用S,1S=1×10-13(s)

(二)蛋白质的两性电离及等电点

蛋白质在偏酸溶液中带正电荷,在偏碱溶液中带负电荷,在等电点时为两性离子。

电泳:带电颗粒在电场中移动的现象。分子大小不同的蛋白质所带净电荷密度不同,迁移率即异,在电泳时可以分开。

(三)蛋白质的胶体性质

布郎运动、丁道尔现象、电泳现象,不能透过半透膜,具有吸附能力。

蛋白质溶液稳定的原因:1)表面形成水膜(水化层);2)带相同电荷。

(四)蛋白质的变性

天然蛋白质受物理或化学因素的影响,其共价键不变,但分子内部原有的高度规律性的空间排列发生变化,致使其原有性质发生部分或全部丧失,称为蛋白质的变性。

变性蛋白质主要标志是生物学功能的丧失。溶解度降低,易形成沉淀析出,结晶能力丧失,分子形状改变,肽链松散,反应基团增加,易被酶消化。

变性蛋白质分子互相凝集为固体的现象称凝固。

有些蛋白质的变性作用是可逆的,其变性如

不超过一定限度,经适当处理后,可重新变为天然蛋白质。

第二章核酸的化学

一.核酸的概念和重要性

1869年,Miescher从脓细胞的细胞核中分离出了一种含磷酸的有机物,当时称为核素(nuclein),后称为核酸(nucleic acid);此后几十年内,弄清了核酸的组成及在细胞中的分布。1944年,Avery 等成功进行肺炎球菌转化试验。1952年,Hershey等的实验表明32P-DNA可进入噬菌体内,证明DNA是遗传物质。

除少数病毒(RNA病毒)以RNA作为遗传物质外,多数有机体的遗传物质是DNA。不同有机体遗传物质(信息分子)的结构差别,使得其所含蛋白质(表现分子)的种类和数量有所差别,有机体表现出不同的形态结构和代谢类型。RNA的主要作用是从DNA转录遗传信息,并指导蛋白质的合成。

二.核酸的组成成分

碱基(熟记腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶的结构式)、戊糖(核糖或脱氧核糖)、磷酸。

各种核苷三磷酸和脱氧核苷三磷酸是体内合成RNA和DNA合成的直接原料。

在体内能量代谢中的作用:ATP——能量“货币”;UTP——参加糖的互相转化与合成;CTP——参加磷脂的合成;GTP——参加蛋白质和嘌呤的合成。

第二信使——cAMP、cGMP。

三.DNA的结构

(一)DNA的一级结构

因为DNA的脱氧核苷酸只在它们所携带的碱基上有区别,所以脱氧核苷酸的序列常被认为是碱基序列。通常碱基序列由DNA链的5′→3′方向写。DNA中有4种类型的核苷酸,有n 个核苷酸组成的DNA链中可能有的不同序列总数为4n。

(二)DNA的双螺旋结构

1953年,Watson 和Crick 提出。

DNA的双螺旋模型特点:(1)两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成。(2)磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧,作为可变成分的碱基位于内侧,链间碱基按A—T,G—C配对(碱基

配对原则,Chargaff定律)。(3)螺旋直径2nm,相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对(bp)重复一次,间隔为3.4nm。(4)碱基平面与纵轴垂直,糖环平面与纵轴平行;(5)两条核苷酸链之间依靠碱基间的氢链结合在一起(G-C三个氢键,A-T二个氢键);(6)螺圈之间主要靠碱基平面间的堆积力维持。

DNA的双螺旋结构的意义:该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征,最有价值的是确认了碱基配对原则,这是DNA复制、转录和反转录的分子基础,亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是20世纪生命科学的重大突破之一,它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。

DNA双螺旋的构象类型:B-DNA、A-DNA、Z-DNA。

四.DNA与基因组织

基因是DNA片段的核苷酸序列,DNA分子中最小的功能单位。包括结构基因与调节基因。基因组是指细胞内遗传信息的携带者-DNA的总体。

基因组的特点:

1. 原核生物基因组的特点:(1)DNA大部分为结构基因,每个基因出现频率低。(2)功能相关基因串联在一起,并转录在同一mRNA中(多顺反子)。(3)有基因重叠现象。

2. 真核生物基因组的特点:(1)具有重复序列。(2)有断裂基因(由于内含子有存在)。内含子(intron):基因中不为多肽编码,不在mRNA中出现。外显子(exons):为多肽编码的基因片段。例外:组蛋白基因和干扰素基因没有内含子。)。

五.RNA的结构与功能

RNA分子是含短的不完全的螺旋区的多核苷酸链。

(一)tRNA

tRNA约占RNA总量的15%,主要作用是转运氨基酸用于合成蛋白质。

tRNA分子量为4S,1965年Holley 测定AlatRNA一级结构,提出三叶草二级结构模型。主要特征:1.四臂四环;2.氨基酸臂3′端有CCA OH的共有结构;3.D环上有二氢尿嘧啶(D);

4.反密码环上的反密码子与mRNA相互作用;

5.可变环上的核苷酸数目可以变动;

6.TψC环含有T和ψ;

7.含有修饰碱基和不变核苷酸。(二)rRNA

占细胞RNA总量的80%,与蛋白质(40%)共同组成核糖体。

(三)mRNA与hnRNA

mRNA约占细胞RNA总量的3~5%,是蛋白质合成的模板。

真核生物mRNA的前体在核内合成,包括整个基因的内含子和外显子的转录产物,形成分子大小极不均匀的hnRNA。

(四)RNA的其它功能

1981年,Cech发现RNA的催化活性,提出核酶(ribozyme)。大部分核酶参加RNA的加工和成熟,也有催化C-N键的合成。23SrRNA 具肽酰转移酶活性。

六.核酸的性质

(一)一般理化性质:(1)为两性电解质,通常表现为酸性。(2)DNA为白色纤维状固体,RNA 为白色粉末,不溶于有机溶剂。(3)DNA溶液的粘度极高,而RNA溶液要小得多。(4)RNA 能在室温条件下被稀碱水解而DNA对碱稳定。(5)利用核糖和脱氧核糖不同的显色反应鉴定DNA与RNA。

(二)核酸的紫外吸收性质:核酸的碱基具有共扼双键,因而有紫外吸收性质,吸收峰在260nm (蛋白质的紫外吸收峰在280nm)。

核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少30~40%,当核酸变性或降解时光吸收值显著增加(增色效应),但核酸复性后,光吸收值又回复到原有水平(减色效应)。

(三)核酸的的变性:双螺旋区氢键断裂,空间结构破坏,形成单链无规线团状,只涉及次级键的破坏。DNA变性是个突变过程,类似结晶的熔解。将紫外吸收的增加量达到最大增量一半时的温度称熔解温度(T m)。

(四)分子杂交:在退火条件下,不同来源的DNA互补区形成氢键,或DNA单链和RNA链的互补区形成DNA-RNA杂合双链的过程。七.核酸的序列测定

目前多采用Sanger的酶法和Gilbert的化学法(双脱氧核苷酸法)。

第三章糖类的结构与功能

一.糖类的结构与功能

最初,糖类化合物用C n(H2O)m表示(有例外),统称碳水化合物。糖类是多羟基的醛或多

羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。

糖类的生物学意义:(1)是一切生物体维持生命活动所需能量的主要来源;(2)是生物体合成其它化合物的基本原料;(3)充当结构性物质;(4)糖链是高密度的信息载体,是参与神经活动的基本物质;(5)糖类是细胞膜上受体分子的重要组成成分,是细胞识别和信息传递等功能的参与者。

二.多糖

多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。多糖没有还原性和变旋现象,无甜味,大多不溶于水。多糖的结构包括单糖的组成、糖苷键的类型、单糖的排列顺序3个基本结构因素。

多糖的功能:(1)贮藏和结构支持物质。(2)抗原性(荚膜多糖)。(3)抗凝血作用(肝素)。(4)为细胞间粘合剂(透明质酸)。(5)携带生物信息(糖链)。

三.多糖代表物

(一)淀粉与糖原

天然淀粉由直链淀粉(以α-(1,4)糖苷键连接)与支链淀粉(分支点为α-(1,6)糖苷键)组成。淀粉与碘的呈色反应与淀粉糖苷链的长度有关:链长小于6个葡萄糖基,不能呈色;链长为20个葡萄糖基,呈红色;链长大于60个葡萄糖基,呈蓝色。

糖原又称动物淀粉,与支链淀粉相似,与碘反应呈红紫色。

(二)纤维素与半纤维素

纤维素是自然界最丰富的有机化合物,是一种线性的由D-吡喃葡萄糖基借β-(1,4)糖苷键连接的没有分支的同多糖。微晶束相当牢固。

半纤维素是指除纤维素以外的全部糖类(果胶质与淀粉除外)。

四.糖复合物

——是糖类的还原端和其他非糖组分以共价键结合的产物。

(一)糖蛋白与蛋白多糖

两种不同类型苷键:N-糖苷键(肽链上的Asn的氨基与糖基上的半缩醛羟基形成);O-糖苷键(肽链上的Ser或Thr的羟基与糖基上的半缩醛羟基形成)。

糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型。

O型:Fuc(岩藻糖)

A型:Fuc和GNAc(乙酰氨基葡萄糖)

B型:Fuc和Gal(半乳糖)

(二)糖脂与脂多糖

——脂类与糖(或低聚糖)结合的一类复合糖。

1. 甘油醇糖脂:甘油二酯与己糖(半乳糖、甘露糖和脱氧葡萄糖)结合而成。

2. N-酰基神经醇糖脂

第四章脂类和生物膜

一.脂类

不溶于水,但能溶于非极性有机溶剂。主要包括脂肪(可变脂),磷脂、糖脂、固醇(基本脂)。

(一)脂肪(三酰甘油)

1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(熟悉“必需脂肪酸”概念和种类)。

(二)甘油磷酸酯类

磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。(三)鞘脂类

——由1分子脂肪酸,1分子鞘氨醇或其衍生物,以及1分子极性头基团组成。可分为三类:鞘磷脂类、脑苷脂类(糖鞘脂)、神经节苷脂类。(四)固醇(甾醇)类

固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。

二.生物膜

——电镜下表现出大体相同的形态、厚度6~9nm左右的3片层结构。

真核细胞由于生物膜的分化形成细胞器。

膜的化学组成:(1)膜脂:主要是磷脂、固醇和鞘脂。当磷脂分散于水相时,可形成脂质体。(2)膜蛋白。(3)膜糖类。

膜的结构:

?双层脂分子构成(E. Gorter,

F.Grendel, 1925)

?三明治式结构模型(H.Davson, J.F.Danielli, 1935)

?单位膜模型(J.D.Robertson, 1959)

?流动镶嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972)

膜的流动镶嵌模型结构要点:(1)膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。(2)脂质双分子层具有流动性。(3)内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。(4)外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。(5)双分子层中的脂质

分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。(6)膜蛋白可作横向运动。

第五章 酶

一.酶的概念 定义:酶是生物体内进行新陈代谢不可缺少的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。 酶具有一般催化剂的特征:1.只能进行热力学上允许进行的反应;2.可以缩短化学反应到达平衡的时间,而不改变反应的平衡点;3.通过降低活化能加快化学反应速度。 酶的催化特点:高效性、专一性、反应条件温和、活力受多种因素调控。 二.酶的分类与命名 1961年国际酶学委员会(Enzyme Committee, EC )根据酶所催化的反应类型和机理,把酶分成6大类:(1)氧化还原酶类;(2)转移酶类;(3)水解酶类;(4)裂解酶类;(5)异构酶;(6)合成酶类。用EC X 1.X 2.X 3.X 4来表示。 酶的命名有两种方法:系统名、惯用名。 系统名:包括所有底物的名称和反应类型。 惯用名:只取一个较重要的底物名称和反应类型。 对于催化水解反应的酶一般在酶的名称上省去反应类型。 三.酶的化学本质 (一)大多数酶是蛋白质 1926年J.B.Sumner 首次从刀豆制备出脲酶结晶,证明其为蛋白质,并提出酶的本质就是蛋白质的观点。 1982年T.Cech 发现了第1个有催化活性的天然RNA ——ribozyme (核酶),以后Altman 和Pace 等又陆续发现了真正的RNA 催化剂。 核酶的发现不仅表明酶不一定都是蛋白质,还促进了有关生命起源、生物进化等问题的进一步探讨。 (二)酶的辅因子 酶从其组成上可分为单体酶和结合酶(全酶)。结合酶由酶蛋白和辅因子组成。辅因子包括辅基、辅酶和金属激活剂。 酶的催化专一性主要决定于酶蛋白部分,辅因子通常是作为电子、原子或某些化学基团的载体。 (三)单体酶、寡聚酶和多酶复合物

1.单体酶:仅有一条具有活性部位的多肽链,全部参与水解反应。

2.寡聚酶:由几个或多个亚基组成,亚基牢固地联在一起,单个亚基没有催化活性。亚基之间以非共价键结合。

3.多酶复合物:几个酶镶嵌而成的复合物。这些酶催化将底物转化为产物的一系列顺序反应。四.酶的结构与功能的关系

(一)活性部位和必需基团

必需基团:这些基团若经化学修饰使其改变,则酶的活性丧失。

活性部位:酶分子中直接与底物结合,并和酶催化作用直接有关的部位。包括结合部位(决定酶的专一性)和催化部位(决定酶的催化性质)。

(二)酶原的激活

没有活性的酶的前体称为酶原。酶原转变成有活性的酶的过程称为酶原的激活。这个过程实质上是酶活性部位形成和暴露的过程。

在组织细胞中,某些酶以酶原的形式存在,可保护分泌这种酶的组织细胞不被水解破坏。(三)同工酶

——能催化相同的化学反应,但在蛋白质分子的结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。如乳酸脱氢酶。

五.酶作用的专一性

包括结构专一性和立体异构专一性。前者又分为基团专一性和绝对专一性。

六.酶的作用机理

酶和一般催化剂的作用就是降低化学反应所需的活化能,从而使活化分子数增多,反应速度加快。

中间产物学说。

诱导嵌合学说(Koshland,1958):酶活性中心的结构有一定的灵活性,当底物(激活剂或抑制剂)与酶分子结合时,酶蛋白的构象发生了有利于与底物结合的变化,使反应所需的催化基团和结合基团正确地排列和定向,转入有效的作用位置,这样才能使酶与底物完全吻合,结合成中间产物。

使酶具有高催化效率的因素:

(1)底物和酶的邻近效应与定向效应

邻近效应:酶与底物形成中间复合物后使底物之间、酶的催化基团与底物之间相互靠近,提高了反应基团的有效浓度。

定向效应:由于酶的构象作用,底物的反应

基团之间、酶与底物的反应基团之间正确取向的效应。

酶把底物分子从溶液中富集出来,使它们固定在活性中心附近,反应基团相互邻近,同时使反应基团的分子轨道以正确方位相互交叠,反应易于发生。

(2)底物的形变和诱导契合

酶中某些基团可使底物分子的敏感键中某些基团的电子云密度变化,产生电子张力,降低了底物的活化能。①酶从低活性形式转变为高活性形式,利于催化。②底物形变,利于形成ES 复合物。③底物构象变化,过度态结构,大大降低活化能。

(3)酸碱催化

酶分子的一些功能基团起瞬时质子供体或质子受体的作用。影响酸碱催化反应速度的两个因素: ①酸碱强度(pK值)。组氨酸咪唑基的解离常数为6,在pH6附近给出质子和结合质子能力相同,是最活泼的催化基团。②给出质子或结合质子的速度。咪唑基(His)最快,半寿期小于10-10秒

(4)共价催化

酶作为亲核基团或亲电基团,与底物形成一个反应活性很高的共价中间物。催化剂通过与底物形成反应活性很高的共价过渡产物,使反应活化能降低,从而提高反应速度的过程,称为共价催化。

(5)活性部位微环境的影响

①疏水环境:介电常数低,加强极性基团间的作用。②电荷环境:在酶活性中心附近,往往有一电荷离子,可稳定过渡态的离子

七.酶促反应的速度和影响酶促反应速度的因素(一)酶反应速度的测量

用一定时间内底物减少或产物生成的量来表示酶促反应速度。测定反应的初速度。研究酶促反应速度,以酶促反应的初速度为准。因为底物浓度降低、酶部分失活、产物抑制和逆反应等因素,会使反应速度随反应时间的延长而下降。(二)酶浓度对酶作用的影响

在有足够底物和其他条件不变的情况下:v = k [E]

(三)底物浓度对酶作用的影响

1. 底物浓度对酶反应速度的影响

用中间产物学说解释底物浓度与反应速度关系曲线的二相现象:

底物浓度很低时,有多余的酶没与底物结

合,随着底物浓度的增加,中间络合物的浓度不断增高。当底物浓度较高时,溶液中的酶全部与底物结合成中间产物,虽增加底物浓度也不会有更多的中间产物生成。

2. 米氏方程式

3. 米氏常数的意义及测定

k m= [S]

(1)k m是酶的一个基本的特征常数。其大小与酶的浓度无关,而与具体的底物有关,且随着温度、pH和离子强度而改变。(2)从k m 可判断酶的专一性和天然底物。K m最小的底物,通常就是该酶的最适底物,也就是天然底物。(3)当k2》k3时,k m的大小可以表示酶与底物的亲和性。(4)从k m的大小,可以知道正确测定酶活力时所需的底物浓度。(5)k m还可以推断某一代谢物在体内可能的代谢途径。

米氏常数可根据实验数据作图法直接求得:先测定不同底物浓度的反应初速度,从v与[S]的关系曲线求得V,然后再从1/2 V求得相应的[S]即为k m(近似值)。通常用Lineweaver-Burk 作图法(双倒数作图法)。

(四)pH对酶作用的影响

虽然大部分酶的pH-酶活曲线是钟形,但也有半钟形甚至直线形。pH对酶作用的影响机制:1.环境过酸、过碱使酶变性失活;2.影响酶活性基团的解离;3.影响底物的解离。

(五)温度对酶作用的影响

两种不同影响:1.温度升高,反应速度加快;

2.温度升高,热变性速度加快。

(六)激活剂对酶作用的影响

——凡能提高酶活力的物质都是酶的激活剂。如Cl-是唾液淀粉酶的激活剂。

(七)抑制剂对酶作用的影响

1.不可逆的抑制作用

抑制剂与酶活性中心(外)的必需基团共价结合,使酶的活性下降,无法用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。

2.可逆的抑制作用

抑制剂与酶蛋白非共价键结合,可以用透折、超滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活。

(1)竞争性抑制:抑制剂具有与底物类似的结构,竞争酶的活性中心,并与酶形成可逆的EI复合物,阻止底物与酶结合。可以通过增加底物浓度而解除此种抑制。

Vmax不变,Km变大,而且随[I]浓度的增大而增大。

(2)非竞争性抑制:底物和抑制剂可以同时与酶结合,但是,中间的三元复合物ESI不能进一步分解为产物,因此,酶的活性降低。抑制剂与酶活性中心以外的基团结合,其结构可能与底物无关。不能通过增加底物浓度的办法来消除非竞争性抑制作用。

Km不变,Vmax降低。

(3)反竞争性抑制:酶只有在与底物结合后,才能与抑制剂结合。常见于多底物的酶促反应中。

E+S→ES+I →ESI≠P

Km及Vmax都变小。

(八)酶的变(别)构效应

——有些酶具有类似血红蛋白那样的别构效应,称为别构酶。

特点:1.一般是寡聚酶;2.具有别构效应;

3.v对[S]不呈直角双曲线。ATCase。

八.酶的制备与活力的测定

——酶活力是指酶催化某一化学反应的能力。

酶(活力)单位:在一定条件下,一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。(U/g,U/ml)

在最适的反应条件(25℃)下,每分钟内催化一微摩尔底物转化为产物的酶量定为一个酶活力单位,即1IU=1μmol/min 在最适条件下,每秒钟内使一摩尔底物转化为产物所需的酶量定为1kat单位,即

1kat=1mol/s 酶的纯度:

比活力= 活力单位数/ 毫克蛋白(氮)

第六章维生素和辅酶

掌握三方面内容:辅酶形式、功能部位、缺乏症。

维生素是维持生物正常生命过程所必需的一类小分子有机物,需要量很少,但对维持健康十分重要。维生素不能供给机体热能,也不能作为构成机体组织的物质,其主要功能是通过作为酶的辅酶成分调节机体代谢。长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病(维生素缺乏症)。

医疗上用维生素防治维生素不足而引起的疾病。长期大量使用维生素A和维生素D会引

起中毒;维生素B1用量过多会引起周围神经痛觉缺失;长期大量使用维生素B12会引起红细胞过多;口服维生素C过多可破坏膳食中维生素B12而引起贫血。

水溶性维生素:维生素B族(B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸,B12)和维生素C等。

脂溶性维生素:维生素A、D、E、K等。一.维生素B1

维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成,又称硫胺(素)。维生素B1在活体组织中可经硫胺素激酶催化与ATP作用转化成硫胺素焦磷酸(TPP)。TPP是脱羧酶、脱氢酶的辅酶。功能部位在噻唑环的C2上。

二.维生素B2和黄素辅酶

维生素B2又称核黄素,是一种含核糖醇基的黄色物质,在自然界多与蛋白质结合存在,这种结合体称黄素蛋白。维生素B2由异咯嗪与核糖醇所组成。自然界中,维生素B2在机体内与ATP作用转化为核黄素磷酸,即黄素单核苷酸(简称FMN)。后者再经ATP作用进一步磷酸化即产生黄素腺嘌呤二核苷酸(简称FAD)。FMN与FAD是许多脱氢酶的辅酶,是很重要的递氢体。可促进生物氧化作用,对糖、脂和氨基酸的代谢都很重要。

三.泛酸(维生素B3)和辅酶A

泛酸是β-丙氨酸与α,γ-二羟-β-二甲基丁酸结合而成的化合物。分子中有一肽键。在机体内泛酸与ATP和半胱氨酸经一系列反应可合成辅酶A(CoA)。泛酸的生物功能是以CoA形式参加代谢,是酰基的载体,是体内酰化酶的辅酶,对糖、脂、蛋白质代谢过程中的乙酰基转移有重要作用。

四.维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ

维生素PP过去称抗赖皮病维生素或维生素B5,包括尼克酸(烟酸)和尼克酰胺。可转变为NAD+与NADP+,皆是脱氢酶的辅酶。抗结核药异烟肼的结构与尼克酰胺类似,两者有拮抗作用,长期服用异烟肼时应注意补充尼克酰胺。五.维生素B6和磷酸吡哆醛

维生素B6又称吡哆素,包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。作为辅酶参加多种代谢反应,包括脱羧、转氨、氨基酸内消旋、Trp代谢(包括Trp →nicotinamide)、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。

六.生物素

生物素(维生素B7)为含硫维生素,其结构可视为由尿素与硫戊烷环结合而成,并有一个C5酸枝链。尿素环上的一个N可与CO2结合。生物素是多种羧化酶的辅酶,在CO2固定反应中起重要作用。

七.叶酸和叶酸辅酶

叶酸(folic acid)即维生素B11,由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成。叶酸的5、6、7、8位置,在NADPH+H+存在下,可被还原成四氢叶酸(FH4或THFA)。四氢叶酸的N5和N10位可与多种一碳单位结合作为它们的载体。THFA是转一碳基团酶系的辅酶。

八.维生素B12和B12辅酶

维生素B12是含钴的化合物,又称钴胺素。维生素B12的发现是多年研究恶性贫血症(即巨初红细胞症)的结果。维生素B12的吸收需要一种胃壁细胞分泌的糖蛋白(称为内因子),两者结合后才能被小肠吸收。恶性贫血患者的胃液中常缺乏内因子,须注射维生素B12治疗。

九.维生素C

维生素C能防治坏血病,又称抗坏血酸。促进各种支持组织及细胞间粘合物的形成。是脯氨酸羟化酶的辅酶。对生物氧化有重要作用,是强力抗氧化剂。

十.维生素A

维生素A又名视黄醇,只存在于动物性食物中,包括A1和A2两种。A1即一般所说的视黄醇,主要存在于咸水鱼的肝脏;A2即3-脱氢视黄醇,主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物和动物中普遍存在的β-胡萝卜素可转变为2分子视黄醇。在视觉过程中维生素A的变化。维生素A 较易被正常肠道吸收,但不直接随尿排泄,因而摄取过量是有害的。

十一. 维生素D

维生素D具有抗佝偻病作用,又称抗佝偻病维生素。已确知有4种,即维生素D2、D3、D4、D5,均为类固醇衍生物,其中D2和D3较为重要。只在动物体内含有维生素D,鱼肝油中含量最丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固醇类物质,经紫外光照射可转变为维生素D。目前尚不能用人工方法合成,只能用紫外光照射维生素D元的方法来制造。维生素D调节钙、磷代谢,维持血液正常的钙、磷浓度,从而促进钙化,使牙齿、骨骼发育正常。机体只能从胆汁排出过多的维生素D,维生素D如摄食过量则会中毒。

十二. 维生素E

维生素E又称生育酚或抗不育维生素。由于维生素E的强抗氧化性质,能保护不饱和脂酸使其不被氧化成脂褐色素及自由基,从而维护细胞的完整和功能,故有一定的抗衰老作用。

十三. 维生素K

维生素K是一类能促进血液凝固的萘醌衍生物。维生素K的主要作用是促进血液凝固,因维生素K是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素。大剂量维生素K可引起动物贫血、脾肿大和肝肾伤害。对皮肤和呼吸道有强烈刺激,有时还引起溶血。

第七章生物氧化

一.生物氧化的特点和方式

糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化,其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的一系列氧化还原反应过程。

生物氧化的特点:(1)反应条件温和,多步反应,逐步放能。(2)生物氧化在活细胞中进行,pH中性,反应条件温和,一系列酶和电子传递体参与氧化过程,逐步氧化,逐步释放能量,转化成ATP。(3)真核细胞,生物氧化多在线粒体内进行,在不含线粒体的原核细胞中,生物氧化在细胞膜上进行。

CO2的生成:糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的中间化合物,然后在酶催化下脱羧而生成CO2。

H2O的生成:代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体(NAD+、NADP+、FAD、FMN 等)所接受,再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O。

二.线粒体电子传递体系

线粒体基质是呼吸底物氧化的场所,底物在这里氧化所产生的NADH和FADH2将质子和电子转移到内膜的载体上,经过一系列氢载体和电子载体的传递,最后传递给O2生成H2O。这种由载体组成的电子传递系统称电子传递链,因为其功能和呼吸作用直接相关,亦称为呼吸链。

氧化电子传递链位于原核生物的质膜上,真核生物中位于线粒体的内膜上。

呼吸链的种类、组成及传递体的排列顺序,偶联ATP的部位和特异抑制剂。

三.氧化磷酸化作用

代谢物在生物氧化过程中释放出的自由能用于合成ATP(即ADP+Pi→ATP),这种氧化放能和ATP生成(磷酸化)相偶联的过程称氧化磷酸化。有底物水平磷酸化和电子传递水平磷酸化两种类型。

电子传递水平磷酸化:电子沿着氧化电子传递链传递的过程中所伴随的将ADP磷酸化为ATP的作用,或者说是ATP的生成与氧化电子传递链相偶联的磷酸化作用。

底物水平磷酸化:是指ATP的形成直接与一个代谢中间物(如PEP)上的磷酸基团转移相偶联的作用。糖酵解中1,3-二磷酸甘油酸,磷酸烯醇丙酮酸。

呼吸过程中无机磷酸(Pi)消耗量和原子氧(O)消耗量的比值称为磷氧比。由于在氧化磷酸化过程中,每传递一对电子消耗一个氧原子,而每生成一分子ATP消耗一分子Pi,因此P/O 的数值相当于一对电子经呼吸链传递至原子氧所产生的ATP分子数。NADH呼吸链:P/O~ 3。FADH2呼吸链:P/O~ 2。

氧化磷酸化的偶联机理:

化学偶联假说(1953年,Edward Slater)

构象偶联假说(1964年,Paul Boyer )

化学渗透假说(1961年,Peter Mitchell)

电子传递的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙,从而形成H+跨线粒体内膜的电化学梯度,这个梯度的电化学势( ΔμH+ )驱动ATP的合成。

线粒体外NADH的氧化磷酸化作用:磷酸甘油穿梭系统;苹果酸—天冬氨酸穿梭系统。

第八章糖代谢

一.葡萄糖的主要代谢途径

(一)糖酵解

糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应,是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。该途径也称作Embden-Meyethof-Parnas途径,简称EMP途径。

熟悉糖酵解途经不可逆反应、能量变化步骤、ATP计算。

总反应式:

C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi ?

2C3H4O3+2NADH +2H++2ATP+2H2O

能量计算:氧化1分子葡萄糖净生成

2ATP

2NADH

→6ATP 或4ATP (?)

生物学意义:

★是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径,通过糖酵解,生物体获得生命活动所需要的能量;

★形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂类合成提供碳骨架;

★为糖异生提供基本途径。

(二)丙酮酸的有氧氧化及葡萄糖的有氧分解

1. 丙酮酸脱氢酶系。

2. 三羧酸循环(柠檬酸循环、TCA循环、Krebs 循环)

(1)总反应式:

丙酮酸 + 4NAD+ + FAD + GDP → 4NADH + 4H+ + FADH2 + GTP + 3CO2 + H2O

乙酰CoA + 3NAD+ + FAD + GDP → 3NADH +3H+ + FADH2 + GTP + 2CO2 + H2O

(2)一次底物水平的磷酸化、二次脱羧反应,三个调节位点,四次脱氢反应。3NADH、FADH2进入呼吸链。

(3)三羧酸循环中碳骨架的不对称反应

同位素标记表明,乙酰CoA上的两个C原子在第一轮TCA上并没有被氧化。被标记的羰基碳在第二轮TCA中脱去。在第三轮TCA中,两次脱羧,可除去最初甲基碳的50%,以后每循环一次,脱去余下甲基碳的50%。

三羧酸循环的能量计量。

三羧循环的生物学意义:

?是有机体获得生命活动所需能量的主要途径

?是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽

?形成多种重要的中间产物

?是发酵产物重新氧化的途径

3. 乙醛酸循环

2乙酰CoA+NAD++2H2O →琥珀

酸 + 2CoA+NADH+H+

生物学意义:

过量的草酰乙酸可以糖异生成Glc,因此,乙醛酸循环可以使脂肪酸的降解产物乙酰CoA 经草酰乙酸转化成Glc,供给种子萌发时对糖的需要。

生物化学知识点总整理

一、蛋白质 1.蛋白质的概念:由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物,由C、H、O、N、S元素组成,N的含量为16%。 2.氨基酸共有20种,分类:非极性疏水R基氨基酸、极性不带电荷R基氨基酸、带正电 荷R基氨基酸(碱性氨基酸)、带负电荷R基氨基酸(酸性氨基酸)、芳香族氨基酸。 3.氨基酸的紫外线吸收特征:色氨酸和酪氨酸在280纳米波长附近存在吸收峰。 4.氨基酸的等电点:在某一PH值条件下,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相同,溶液中氨基酸的净电荷为零,此时溶液的PH值称为该氨基酸的等电点;蛋白质等电点: 在某一PH值下,蛋白质的净电荷为零,则该PH值称为蛋白质的等电点。 5.氨基酸残基:氨基酸缩合成肽之后氨基酸本身不完整,称为氨基酸残基。 6.半胱氨酸连接用二硫键(—S—S—) 7.肽键:一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸α-氨基脱水缩合形成的化学键。 8.N末端和C末端:主链的一端含有游离的α氨基称为氨基端或N端;另一端含有游离的 α羧基,称为羧基端或C端。 9.蛋白质的分子结构:(1)一级结构:蛋白质分子内氨基酸的排列顺序,化学键为肽键和二硫键;(2)二级结构:多肽链主链的局部构象,不涉及侧链的空间排布,化学键为氢键, 其主要形式为α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲;(3)三级结构:整条肽链中,全部氨基 酸残基的相对空间位置,即肽链中所有原子在三维空间的排布位置,化学键为疏水键、离子键、氢键及范德华力;(4)四级结构:蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和 相互作用。 10.α螺旋:(1)肽平面围绕Cα旋转盘绕形成右手螺旋结构,称为α螺旋;(2).螺旋上升一圈,大约需要3.6个氨基酸,螺距为0.54纳米,螺旋的直径为0.5纳米;(3).氨基酸的R基分布在 螺旋的外侧;(4).在α螺旋中,每一个肽键的羰基氧与从该羰基所属氨基酸开始向后数第五个氨基酸的氨基氢形成氢键,从而使α螺旋非常稳定。 11.模体:在许多蛋白质分子中可发现两个或三个具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象,被称为模体。 12.结构域:大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域,折叠得较为紧密,各行使其功能,称为结构域。 13.变构效应:蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化,称为变构效应。 14.蛋白质胶体结构的稳定因素:颗粒表面电荷与水化膜。 15.什么是蛋白质的变性、复性、沉淀?变性与沉淀关系如何?导致蛋白质的变性因素?举 例说明实际工作中应用和避免蛋白质变性的例子? 蛋白质的变性:在理化因素的作用下,蛋白质的空间构象受到破坏,其理化性质发生改变,生物活性丧失,其实质是蛋白质的次级断裂,一级结构并不破坏。 蛋白质的复性:当变性程度较轻时,如果除去变性因素,蛋白质仍能恢复或部分恢复其原 来的构象及功能,这一现象称为蛋白质的复性。

浙江工业大学生物化学期末复习知识重点

1.糖异生和糖酵解的生理学意义: 糖酵解和糖异生的代谢协调控制,在满足机体对能量的需求和维持血糖恒定方面具有重要的生理意义。 2.简述蛋白质二级结构定义及主要类别。 定义:指多肽主链有一定周期性的,由氢键维持的局部空间结构。 主要类别:α-螺旋,β-折叠,β-转角,β-凸起,无规卷曲 3.简述腺苷酸的合成途径. IMP在腺苷琥珀酸合成酶与腺苷琥珀酸裂解酶的连续作用下,消耗1分子GTP,以天冬氨酸的氨基取代C-6的氧而生成AMP。 4.何为必需脂肪酸和非必需脂肪酸?哺乳动物体内所需的必需脂肪酸有哪些? 必需脂肪酸:自身不能合成必须由膳食提供的脂肪酸常见脂肪酸有亚油酸、亚麻酸非必须脂肪酸:自身能够合成机单不饱和脂肪酸 5.简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性? 共性:能显著的提高化学反应速率,是化学反应很快达到平衡 个性:酶对反应的平衡常数没有影响,而且酶具有高效性和专一性 6.简述TCA循环的在代谢途径中的重要意义。 1、TCA循环不仅是给生物体的能量,而且它还是糖类、脂质、蛋白质三大物质转化的枢纽 2、三羧酸循环所产生的各种重要的中间产物,对其他化合物的生物合成具有重要意义。 3、三羧酸循环课供应多种化合物的碳骨架,以供细胞合成之用。 7.何为必需氨基酸和非必需氨基酸?哺乳动物体内所需的必需氨基酸有哪些? 必需氨基酸:自身不能合成,必须由膳食提供的氨基酸。(苏氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸) 8.简述蛋白质一级、二级、三级和四级结构。 一级:指多肽链中的氨基酸序列,氨基酸序列的多样性决定了蛋白质空间结构和功能的多样性。 二级:指多肽主链有一定周期性的,由氢键维持的局部空间结构。 三级:球状蛋白的多肽链在二级结构、超二级结构和结构域等结构层次的基础上,组装而成的完整的结构单元。 四级:指分子中亚基的种类、数量以及相互关系。 9.脂肪酸氧化和合成途径的主要差别? β-氧化:细胞内定位(发生在线粒体)、脂酰基载体(辅酶A)、电子受体/供体(FAD、NAD+)、羟脂酰辅酶A构型(L型)、生成和提供C2单位的形式(乙酰辅酶A)、酰基转运的形式(脂酰肉碱) 脂肪酸的合成:细胞内定位(发生在细胞溶胶中)、脂酰基载体(酰基载体蛋白(ACP))、电子受体/供体(NADPH)、羟脂酰辅酶A构型(D型)、生成和提供C2单位的形式(丙二酸单酰辅酶A)、酰基转运的形式(柠檬酸) 10.酮体是如何产生和氧化的?为什么肝中产生酮体要在肝外组织才能被利用? 生成:脂肪酸β-氧化所生成的乙酰辅酶A在肝中氧化不完全,二分子乙酰辅酶A可以缩合成乙酰乙酰辅酶A:乙酰辅酶A再与一分子乙酰辅酶A缩合成β-羟-β-甲戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA),后者分裂成乙酰乙酸;乙酰乙酸在肝线粒体中可还原生成β-羟丁酸,乙酰乙酸还可以脱羧生成丙酮。 氧化:乙酰乙酸和β-羟丁酸进入血液循环后送至肝外组织,β-羟丁酸首先氧化成乙酰乙酸,然后乙酰乙酸在β-酮脂酰辅酶A转移酶或乙酰乙酸硫激酶的作用下,生成乙酰乙酸内缺乏β-酮脂酰辅酶A转移酶和乙酰乙酸硫激酶,所以肝中产生酮体要在肝外组织才能被

生物化学知识点汇总

生物化学知识点486 时间:2011-8-10 18:04:44 点击: 、大多数的蛋白质都是由(碳)、(氢)、(氧)、(氮)等主要1生物化学一、填空题核心提示:折、蛋白质二级结构的主形式是(a-螺旋)、(B-元素组成的,组成蛋白质的基本单位是(氨基酸)。2(疏3、维行蛋白质的空间结稳定的化 学键主要有(氢键)、(盐键)、叠)(B-转角)(无规则卷曲)。... 水键)、(范德华力)等生物化学 一、填空题 、大多数的蛋白质都是由(碳)、(氢)、(氧)、(氮)等主要元素组成的,组成蛋白1 质的基本单位是(氨基酸)。 转角)(无规则卷曲)。、蛋白质二级结构的主形式是(a-螺旋)、(B-折叠)(B-2、维行蛋白质的空间结稳定的化学键主要有(氢键)、(盐键)、(疏水键)、(范德华3 力)等非共价键和(二硫键)。 、使蛋白质沉淀常用的方法有(盐析法)、(有机溶剂沉淀法)、、4 (重金 属盐沉淀法)。、核酸分(核糖核酸)和(脱氧核糖核酸)两大类。构成核酸的基本单位是(氨基酸),5 核酸彻底水解的最终产物是(碳酸)、(戊糖)、(含氮碱),此即组成核酸的基本成分。)、CA)和(鸟嘌呤B)两种,嘧啶碱主要有(胞嘧啶6、核酸中嘌呤碱主要有(腺嘌呤)和(胸腺嘧啶T)三种。(尿嘧啶U、酶是指(由活细胞产生的能够在体内外起催化作用的生物催化剂),酶所催化的反应称7 为(酶促反应),酶的活性是指(酶的催化能力)。 8、酶促反应的特点有(催化效率高)、(高度专一性)(酶活性的不稳定性)。 、酶促反应速度受许多因素影响,这些因素主要有(酶浓度)、(底物浓度)、(温度)、9 )、(激活剂)、(抑制剂)(PH),糖的来源有(食物中糖的消化吸收)、3.9-6.1mmol/L10、正常情况下空腹血糖浓度为((肝糖原的分解)、(糖异生作用),糖的正常去路有(氧化供能)、(合成糖原)、(转化成脂肪等),异常去路有(尿糖)。,反应在(线12)分子ATP411、三羧酸循环中有(2)次脱羧()次脱氧反应,共生成(酮戊二酸脱氢酶粒)中进行,三种关键酶是(柠檬酸合成酶)、(异柠檬酸脱氢酶)、(a- 系)。、由于糖酵解的终产物是(乳酸),因此,机体在严重缺氧情况下,会发生(乳酸)中12 毒。 、糖的主要生理功能是(氧化供能),其次是(构成组织细胞的成分),人类食物中的13 糖主要是(淀粉)。、糖尿病患者,由于体内(胰岛素)相对或绝对不足,可引起(持续)性(高血糖),14 1 甚至出现(糖尿)),并释放能量的过程称(生H2O、营养物质在(生物体)内彻底氧化生成(CO2)和(15 物氧化),又称为(组织呼吸)或(细胞呼吸)。琥珀酸氧化呼吸链),两FADH2、体内重要的两条呼吸链是(NADH氧化呼吸链)和(16 2ATP)。条呼吸链ATP的生成数分别是(3ATP)和()H2O17、氧化磷酸化作用是指代谢物脱下的(氢)经(呼吸链)的传递交给(氧)生成(ATP)的过程相(偶联)的作用。的过程与(ADP)磷酸化生成(ATP的主 要方式为(氧化磷酸化),其次是(底物水平磷酸化)。18、体内生成脱a-CO2是通过(有机物)的脱羧反应生成的,根据脱羧的位置不同,可分为(19、体内脱羧)。羧)和(B-氧化过程包括(脱氢)、(加水)、(再脱氢)、(硫解)四个步每一次B-20、脂酰CoA )。)和比原来少2

生物化学复习重点

绪论 掌握:生物化学、生物大分子和分子生物学的概念。 【复习思考题】 1. 何谓生物化学? 2. 当代生物化学研究的主要内容有哪些 蛋白质的结构与功能 掌握:蛋白质元素组成及其特点;蛋白质基本组成单位--氨基酸的种类、基本结构及主要特点;蛋白质的分子结构;蛋白质结构与功能的关系;蛋白质的主要理化性质及其应用;蛋白质分离纯化的方法及其基本原理。 【复习思考题】 1. 名词解释:蛋白质一级结构、蛋白质二级结构、蛋白质三级结构、蛋白质四级结构、肽单元、模体、结构域、分子伴侣、协同效应、变构效应、蛋白质等电点、电泳、层析 2. 蛋白质变性的概念及本质是什么有何实际应用? 3. 蛋白质分离纯化常用的方法有哪些其原理是什么? 4. 举例说明蛋白质结构与功能的关系 核酸的结构与功能 掌握:核酸的分类、细胞分布,各类核酸的功能及生物学意义;核酸的化学组成;两类核酸(DNA与RNA)分子组成异同;核酸的一级结构及其主要化学键;DNA 右手双螺旋结构要点及碱基配对规律;mRNA一级结构特点;tRNA二级结构特点;核酸的主要理化性质(紫外吸收、变性、复性),核酸分子杂交概念。 第三章酶 掌握:酶的概念、化学本质及生物学功能;酶的活性中心和必需基团、同工酶;酶促反应特点;各种因素对酶促反应速度的影响、特点及其应用;酶调节的方式;酶的变构调节和共价修饰调节的概念。 第四章糖代谢 掌握:糖的主要生理功能;糖的无氧分解(酵解)、有氧氧化、糖原合成及分解、糖异生的基本反应过程、部位、关键酶(限速酶)、生理意义;磷酸戊糖途径的生理意义;血糖概念、正常值、血糖来源与去路、调节血糖浓度的主要激素。 【复习思考题】 1. 名词解释:.糖酵解、糖酵解途径、高血糖和糖尿病、乳酸循环、糖原、糖异生、三羧酸循环、活性葡萄糖、底物水平磷酸化。 2.说出磷酸戊糖途径的主要生理意义。 3.试述饥饿状态时,蛋白质分解代谢产生的丙氨酸转变为葡萄糖的途径。

大学微生物学期末考试必考学习知识重点

微生物学期末考试知识点 第六章微生物的生长繁殖及其控制 1. 生长曲线:细菌接种到定量的液体培养基中,定时取样测定细胞数量,以培养时间为横座标,以菌数为纵座标作图,得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线。 2. 二次生长:当培养基中同时含有快速碳源(氮源)或迟效碳源(氮源)这两类碳源(或氮源)时,微生物在生长过程中会形成二次生长现象。

3.同步培养:使群体中的细胞处于比较一致的,生长发育均处于同一阶段上,即大多数细胞能同时进行生长或分裂的培养方法。 4.分批(封闭)培养:是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后,接入少量微生物菌种进行培养,使微生物生长繁殖,在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。 5. 连续培养:在微生物的整个培养期间,通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续生长下去的一种培养方法。 连续培养的两种类型: 6. 环境对微生物生长的影响: 1. 营养物质: 碳源、氮源、无机盐等 2. 水的活性 3. 温度 4. pH 5. 氧 7.酵母的生殖方式 (一)无性繁殖:芽殖 裂殖 无性孢子 (二)有性繁殖:酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行有性繁殖的。 8.微生物生长控制中的常见名词解释 消毒:杀死或灭活病原微生物(营养体细胞) 灭菌:杀死包括芽孢在内的所有微生物 防腐:防止或抑制霉腐微生物在食品等物质上的生长 化疗:杀死或抑制宿主体内的病原微生物 抑制:生长停止,但不死亡 死亡:生长能力不可逆丧失 9.两种重要的选择性抗微生物剂 抗代谢物:有些化合物在结构上与生物体所必需的代谢物很相似,以至可以和特定的酶结合,从而阻碍了酶的功能,干扰了代谢的正常进行,这些物质称为抗代谢物。 举例:叶酸对抗物(磺胺)、嘌呤对抗物(6-巯基嘌呤)、苯丙氨酸对抗物(对氟苯丙氨酸)、尿嘧啶对抗物(5-氟尿嘧啶)胸腺嘧啶对抗物(5-溴胸腺嘧啶)等等

生物化学知识点整理

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生物化学知识点整理 注: 1.此材料根据老师的PPT及课堂上强调需掌握的内容整理 而成,个人主观性较强,仅供参考。(如有错误,请以课本为主) 2.颜色注明:红色:多为名解、简答(或较重要的内容) 蓝色:多为选择、填空 第八章脂类代谢 第一节脂类化学 脂类:包括脂肪和类脂,是一类不溶于水而易溶于有机溶剂,并能为 机体利用的有机化合物。 脂肪:三脂肪酸甘油酯或甘油三酯。 类脂:胆固醇、胆固醇酯、磷脂、糖脂。 第二节脂类的消化与吸收

脂类消化的主要场所:小肠上段 脂类吸收的部位:主要在十二指肠下段及空肠上段 第三节三酰甘油(甘油三酯)代谢 一、三酰甘油的分解代谢 1.1)脂肪动员:储存在脂肪细胞中的脂肪,被肪脂酶逐步水解为 脂肪酸及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 2)关键酶:三酰甘油脂肪酶 (又称“激素敏感性三酰甘油脂肪酶”,HSL) 3)脂解激素:能促进脂肪动员的激素,如胰高血糖素、去甲肾 上腺素、肾上腺素等。 4)抗脂解激素:抑制脂肪动员,如胰岛素、前列腺素、烟酸、 雌二醇等。 2.甘油的氧化 甘油在甘油激酶的催化下生成3-磷酸甘油,随后脱氢生成磷酸二羟丙酮,再经糖代谢途径氧化分解释放能量或经糖异生途径生成糖。 3.脂肪酸的分解代谢 饱和脂肪酸氧化的方式主要是β氧化。 1)部位:组织:脑组织及红细胞除外。心、肝、肌肉最活跃; 亚细胞:细胞质、线粒体。 2)过程: ①脂酸的活化——脂酰CoA的生成(细胞质)

生物化学知识点梳理

生化知识点梳理 蛋白质水解 (1)酸水解:破坏色胺酸,但不会引起消旋,得到的是L-氨基酸。(2)碱水解:容易引起消旋,得到无旋光性的氨基酸混合物。 (3)酶水解:不产生消旋,不破坏氨基酸,但水解不彻底,得到的是蛋白质片断。(P16) 酸性氨基酸:Asp(天冬氨酸)、Glu(谷氨酸) 碱性氨基酸:Lys(赖氨酸)、Arg(精氨酸)、His(组氨酸) 极性非解离氨基酸:Gly(甘氨酸)、Ser(丝氨酸)、Thr(苏氨酸)、Cys(半胱氨酸),Tyr(酪氨酸)、Asn(天冬酰胺)、Gln(谷氨酰胺) 非极性氨基酸:Ala(丙氨酸)、Val(缬氨酸)、Leu(亮氨酸)、Ile(异亮氨酸)、Pro(脯氨酸)、Phe(苯丙氨酸)、Trp(色氨酸)、Met(甲硫氨酸) 氨基酸的等电点调整环境的pH,可以使氨基酸所带的正电荷和负电荷相等,这时氨基酸所带的净电荷为零。在电场中既不向阳极也不向阴极移动,这时的环境pH称为氨基酸的等电点(pI)。 酸性氨基酸:pI= 1/2×(pK1+pKR) 碱性氨基酸:pI=1/2×(pK2+pKR) 中性氨基酸:pI= 1/2×(pK1+pK2) 当环境的pH比氨基酸的等电点大,氨基酸处于碱性环境中,带负电荷,在电场中向正极移动;当环境的pH比氨基酸的等电点小,氨基酸处于酸性环境中,带正电荷,在电场中向负极移动。 除了甘氨酸外,所有的蛋白质氨基酸的α-碳都是手性碳,都有旋光异构体,但组成蛋白质的都是L-构型。带有苯环氨基酸(色氨酸)在紫外区280nm波长由最大吸收 蛋白质的等离子点:当蛋白质在某一pH环境中,酸性基团所带的正电荷预见性基团所带的负电荷相等。蛋白质的净电荷为零,在电场中既不向阳极也不向阴极移动。这是环境的pH称为蛋白质的等电点。 盐溶:低浓度的中性盐可以促进蛋白质的溶解。 盐析:加入高浓度的中性盐可以有效的破坏蛋白质颗粒的水化层,同时又中和了蛋白质分子电荷,从而使蛋白质沉淀下来。 分段盐析:不同蛋白质对盐浓度要求不同,因此通过不同的盐浓度可以将不同种蛋白质沉淀出来。 变性的本质:破坏非共价键(次级键)和二硫键,不改变蛋白质的一级结构。蛋白质的二级结构:多肽链在一级结构的基础上借助氢键等次级键叠成有规则的空间结构。组成了α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲等二级结构构象单元。α-螺旋α-螺旋一圈有3.6个氨基酸,沿着螺旋轴上升0.54nm,每一个氨基酸残基上升0.15nm,螺旋的直径为2nm。当有脯氨酸存在时,由于氨基上没有多余的氢形成氢键,所以不能形成α-螺旋。 β-折叠是一种相当伸展的肽链结构,由两条或多条多肽链侧向聚集形成的锯齿状结构。有同向平行式和反向平行式两种。以反向平行比较稳定。 β-转角广泛存在于球状蛋白中,是由于多肽链中第n个残基羰基和第n+3个氨基酸残基的氨基形成氢键,使得多肽链急剧扭转走向而致 超二级结构:指多肽链上若干个相邻的二级结构单元(α-螺旋、β-折叠、β-转角)彼此相互作用,进一步组成有规则的结构组合体(p63 )。主要有αα,

福州大学考研生物化学笔记知识讲解

绪论 一、生物化学的的概念: 生物化学(biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学,它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。 二、生物化学的发展: 1.叙述生物化学阶段:是生物化学发展的萌芽阶段,其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。 2.动态生物化学阶段:是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期,人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。 3.分子生物学阶段:这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。 三、生物化学研究的主要方面: 1.生物体的物质组成:高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成,此外还含有一些低分子物质。 2.物质代谢:物质代谢的基本过程主要包括三大步骤:消化、吸收→中间代谢→排泄。其中,中间代谢过程是在细胞内进行的,最为复杂的化学变化过程,它包括合成代谢,分解代谢,物质互变,代谢调控,能量代谢几方面的内容。 3.细胞信号转导:细胞内存在多条信号转导途径,而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起,从而构成了非常复杂的信号转导网络,调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。 4.生物分子的结构与功能:通过对生物大分子结构的理解,揭示结构与功能之间的关系。5.遗传与繁殖:对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究,也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。 四、生物化学的应用 1.农业 2.医药 3.营养 4.临床化学 5.药理学 6.毒理学 第一章糖 第一节概述 一、定义 糖类(carbohydrate)是一类多元醇的醛衍生物或酮衍生物,或者称为多羟醛或多羟酮的聚合物。实际上糖类包括多羟醛、多羟酮、它们的缩聚物及其衍生物。

生物化学知识点整理

生物化学知识点整理 注: 1.此材料根据老师的PPT及课堂上强调需掌握的内容整理 而成,个人主观性较强,仅供参考。(如有错误,请以课本为主) 2.颜色注明:红色:多为名解、简答(或较重要的内容) 蓝色:多为选择、填空 第八章脂类代谢 第一节脂类化学 脂类:包括脂肪和类脂,是一类不溶于水而易溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机化合物。 脂肪:三脂肪酸甘油酯或甘油三酯。 类脂:胆固醇、胆固醇酯、磷脂、糖脂。

第二节脂类的消化与吸收 脂类消化的主要场所:小肠上段 脂类吸收的部位:主要在十二指肠下段及空肠上段 第三节三酰甘油(甘油三酯)代谢 一、三酰甘油的分解代谢 1.1)脂肪动员:储存在脂肪细胞中的脂肪,被肪脂酶逐步水解为 脂肪酸及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 2)关键酶:三酰甘油脂肪酶 (又称“激素敏感性三酰甘油脂肪酶”,HSL) 3)脂解激素:能促进脂肪动员的激素,如胰高血糖素、去甲肾

上腺素、肾上腺素等。 4)抗脂解激素:抑制脂肪动员,如胰岛素、前列腺素、烟酸、 雌二醇等。 2.甘油的氧化 甘油在甘油激酶的催化下生成3-磷酸甘油,随后脱氢生成磷酸二羟丙酮,再经糖代谢途径氧化分解释放能量或经糖异生途径生成糖。 3.脂肪酸的分解代谢 饱和脂肪酸氧化的方式主要是β氧化。 1)部位:组织:脑组织及红细胞除外。心、肝、肌肉最活跃; 亚细胞:细胞质、线粒体。 2)过程: ①脂酸的活化——脂酰CoA的生成(细胞质) 脂肪酸 脂酰 消耗了2 ②脂酰CoA进入线粒体 酶:a.肉碱酰基转移酶 I(脂肪酸氧化分解的关键酶、限速酶) b.肉碱酰基转移酶Ⅱ c.脂酰肉碱——肉碱转位酶(转运体) ③脂酸的β氧化 a.脱氢:脂酰

02634生物化学大纲

02634生物化学大纲 02634生物化学(二) 江南大学编 江苏省高等教育自学考试委员会办公室

一、课程性质及其设置目的与要求 (一)课程性质和特点 生物化学(二)是江苏省高等教育自学考试食品科学与工程专业的一门必修基础课。课程全面、系统地介绍与食品有关的生物化学基本理论、基本技术和方法,使学生掌握生物大分子的结构、功能和性质,以及它们之间的关系,掌握各类生物大分子在生物体内的代谢和调节方式,同时及时反映国内外有关生物化学的先进理论和成就。本课程在加强基础理论的同时,又强调基本技能的训练,以培养学生分析、解决问题的能力。其教学目的是使学生借助于生物化学的理论和研究方法,解决自己所学的专业和今后在生产实践、科研中所遇到的问题。 人类为了维持生命,必须从外界取得物质和能量。人经口摄入体内的含有营养素(如蛋白质、碳水化合物、脂质、矿物质、水分等)的物料统称为食物或食料。绝大多数的人类食物都是经过加工以后才食用的。经过加工以后的食物称为食品。人是生物体,人类的食物也主要来源于其它生物。食品科学是一门以生物学、化学、工程学等为主要基础的综合学科。为了最大限度地满足人体的营养需要和适应人体的生理特点,食品资源的开发、加工手段与方法的研究等都必须建立在对人及其食品的化学组成、性质和生物体在内、外各种条件下的化学变化规律了解的基础上。 (二)本课程的基本要求 生物化学涉及的范围很广,学科分支越来越多。根据研究的生物对象之不同,可分为动物生物化学、植物生物化学、微生物生化、昆虫生化等等。随着生化向纵深发展,学科本身的各个组成部分常常被作为独立的分科,如蛋白质生化、糖的生化、核酸、酶学、能量代谢、代谢调控等等。按照生物化学应用领域的不同,分为工业生化、农业生物化学、医学生物化学、食品生物化学。 食品生物化学是食品科学的一个重要的分支,是应用生物化学之一。概括地说,食品生物化学研究的对象与范围就是人及其食品体系的化学及化学过程。食品生物化学不仅涵盖生物化学的一些基本内容,而且还包括再食品生产和加工过程中与食品营养和感官质量有关的化学及生物化学知识。 本课程选用国内最具权威的生化教材(生物化学,王镜岩等主编,第三版),全书有40章,教材篇幅很大,为便于自学考生学习,首先说明考生不要求掌握的章节,但括号内的内容要求掌握: 第六章蛋白质结构与功能的关系(了解肌红蛋白和血红蛋白的结构特点) 第十五章核酸的研究方法 第十六章抗生素

生物化学知识重点

生物化学知识重点文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

生物化学知识重点 第一章绪论 1.生物化学的发展过程大致分为三阶段:叙述生物化学、动态生物化学和机能生物化学。 2.生物化学研究的内容大体分为三部分: ①生物体的物质组成及生物分子的结构与功能②代谢及其调节③基因表达及其调控 第二章糖类化学 1.糖类通常根据能否水解以及水解产物情况分为单糖、寡糖和多糖。 2.单糖的分类: ①按所含C原子的数目分为:丙糖、丁糖...... ②按所含羰基的特点分为:醛糖和酮糖。 3.葡萄糖既是生物体内最丰富的单糖,又是许多寡糖和多糖的组成成分。 4.甘油醛是最简单的单糖。 5.两种环式结构的葡萄糖: 6.核糖和脱氧核糖的环式结构:(见下图) CH 2OH CH 2 OH O O OH HOCH 2 O OH HOCH 2 O OH HO OH OH HO OH OH OH OH OH OH H

α-D-(+)-砒喃葡萄糖β-D-(+)-砒喃葡萄糖β-D-核糖 β-D-脱氧核糖 7.单糖的重要反应有成苷反应、成酯反应、氧化反应、还原反应和异构反应。 8.蔗糖是自然界分布最广的二糖。 9.多糖根据成分为:同多糖和杂多糖。同多糖又称均多糖,重要的同多糖有淀粉、糖原、纤维素等; 杂多糖以糖胺聚糖最为重要。 10.淀粉包括直链淀粉和支链淀粉。糖原分为肝糖原和肌糖原。 11.糖胺聚糖包括透明质酸、硫酸软骨素和肝素。 第三章脂类化学 1.甘油 脂肪脂肪酸短链脂肪酸、中链脂肪酸和长链脂肪酸(根据C原子数目分类) 脂类饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(根据是否含有碳-碳双键分类) 类脂:磷脂、糖脂和类固醇 2.亚油酸、α亚麻酸和花生四烯酸是维持人和动物正常生命活动所必必需的脂肪酸,是必需脂肪酸。 3.类花生酸是花生四烯酸的衍生物,包括前列腺素、血栓素和白三烯。 4.脂肪又称甘油三酯。右下图是甘油三酯、甘油和脂肪酸的结构式: 5.皂化值:水解1克脂肪所消耗KOH的毫克数。 CH2- OH CHOOC-R 1

大学生物化学复习资料

一、名词解释 1、血液:血液中的葡萄糖称为血糖。 2、糖原合成与分解:由单糖合成糖原的过程称为糖原合成。 糖原分解成葡萄糖的过程称为糖原的分解。 3、糖异生:由非糖物质合成葡萄糖的过程叫糖异生。 4、有氧氧化:指糖、脂肪、蛋白质在氧的参与下分解为二氧化碳和水,同时释放大量能量,供二磷酸腺苷(ADP)再合成三磷酸腺苷(ATP)。 5、三羧酸循环(TAC循环):由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸, 柠檬酸经一系列反应, 一再氧化脱羧, 经α酮戊二酸、琥珀酸, 再降解成草酰乙酸。而参与这一循环的丙酮酸的三个碳原子, 每循环一次, 仅用去一分子乙酰基中的二碳单位, 最后生成两 分子的CO2 , 并释放出大量的能量。反应部位在线粒体基质。 6、糖酵解:是指细胞在细胞质中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程。(在供氧不足时,葡萄糖在胞液中分解成丙酮酸,丙酮酸再进一步还原乳酸。) 7、血脂:血中的脂类物质称为血脂。 8、血浆脂蛋白:指哺乳动物血浆(尤其是人)中的脂-蛋白质复合物。(脂类在血浆中的存在形式和转运形式) 9、脂肪动员:指在病理或饥饿条件下,储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离脂酸(FFA)及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用,该过程称为脂肪动员。 (补充知识:脂肪酶—催化甘油三酯水解的酶的统称。甘油三酯脂肪酶—脂肪分解的限速酶。)10、酮体:在肝脏中,脂肪酸的氧化很不完全,因而经常出现一些脂肪酸氧化分解的中间产物,这些中间产物是乙酰乙酸、β-羟基丁酸及丙酮,三者统称为酮体。(知识补充:酮体是脂肪分解的产物,而不是高血糖的产物。进食糖类物质也不会导致酮体增多。)

(完整版)生物化学知识点重点整理

一、蛋白质化学 蛋白质的特征性元素(N),主要元素:C、H、O、N、S,根据含氮量换算蛋白质含量:样品蛋白质含量=样品含氮量*6.25 (各种蛋白质的含氮量接近,平均值为16%), 组成蛋白质的氨基酸的数量(20种),酸性氨基酸/带负电荷的R基氨基酸:天冬氨酸(D)、谷氨酸(E); 碱性氨基酸/带正电荷的R基氨基酸:赖氨酸(K)、组氨酸(H)、精氨酸(R) 非极性脂肪族R基氨基酸:甘氨酸(G)、丙氨酸(A)、脯氨酸(P)、缬氨酸(V)、亮氨酸(L)、异亮氨酸(I)、甲硫氨酸(M); 极性不带电荷R基氨基酸:丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、半胱氨酸(C)、天冬酰胺(N)、谷氨酰胺(Q); 芳香族R基氨基酸:苯丙氨酸(F)、络氨酸(Y)、色氨酸(W) 肽的基本特点 一级结构的定义:通常描述为蛋白质多肽链中氨基酸的连接顺序,简称氨基酸序列(由遗传信息决定)。维持稳定的化学键:肽键(主)、二硫键(可能存在), 二级结构的种类:α螺旋、β折叠、β转角、无规卷曲、超二级结构, 四级结构的特点:肽键数≧2,肽链之间无共价键相连,可独立形成三级结构,是否具有生物活性取决于是否达到其最高级结构 蛋白质的一级结构与功能的关系:1、蛋白质的一级结构决定其构象 2、一级结构相似则其功能也相似3、改变蛋白质的一级结构可以直接影响其功能因基因突变造成蛋白质结构或合成量异常而导致的疾病称分子病,如镰状细胞贫血(溶血性贫血),疯牛病是二级结构改变 等电点(pI)的定义:在某一pH值条件下,蛋白质的净电荷为零,则该pH值为蛋白质的等电点(pI)。 蛋白质在不同pH条件下的带电情况(取决于该蛋白质所带酸碱基团的解离状态):若溶液pHpI,则蛋白质带负电荷,在电场中向正极移动。(碱性蛋白质含碱性氨基酸多,等电点高,在生理条件下净带正电荷,如组蛋白和精蛋白;酸性蛋白质含酸性氨基酸多,等电点低,在生理条件下净带负电荷,如胃蛋白酶), 蛋白质稳定胶体溶液的条件:(颗粒表面电荷同性电荷、水化膜), 蛋白质变性:指由于稳定蛋白质构象的化学键被破坏,造成其四级结构、三级结构甚至二级结构被破坏,结果其天然构象部分或全部改变。实质:空间结构被破坏。变性导致蛋白质理化性质改变,生物活性丧失。变性只破坏稳定蛋白质构象的化学键,即只破坏其构象,不破坏其氨基酸序列。变性本质:破坏二硫键 沉降速度与分子量及分子形状有关沉降系数:沉降速度与离心加速度的比值为一常数,称沉降系数 沉淀的蛋白质不一定变性变性的蛋白质易于沉淀 二、核酸化学 核酸的特征性元素:P,组成元素:C、H、O、N、P,核苷酸的组成成分:一分子磷酸、一分子戊糖、一分子碱基(腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T、尿嘧啶U),

生物化学-样章

前言 生物化学是在分子水平上探索生命奥秘的一门学科,是一门重要的医学基础课程,开设生物化学的目的主要是为后续专业课程的学习提供必要的基础知识。本教材的编写根据目前高职高专学生现有的入学基础及生物化学学科特点,紧紧围绕专业培养目标,力求适应学生身心健康发展和职业能力培养,满足课程教学目标和保证专业人才培养质量的需要,按“需用为准、够用为度、实用为先”的原则,贯穿“任务驱动,项目导向”的模式和思路安排教学内容,以体现高职高专教育特色,尽量做到概念清楚,重点突出,深入浅出,由繁到简,由抽象到具体,循序渐进,并注重教材内容的连贯性、衔接性,使学生能够较扎实地掌握生物化学的基本理论、基本知识和基本技能,为学生后续课程的学习和终身学习奠定良好基础。 本书按高中毕业生入学54学时,初中毕业生入学72学时编写,除绪论外还有:蛋白质的结构与功能,酶,核酸化学,生物氧化,糖代谢,脂类代谢,氨基酸代谢,基因信息的传递,水、无机盐代谢与酸碱平衡,肝的生物化学等10章内容。每章列出“学习目标”,章中采用了大量图表、插入“知识卡片”,章后附有“知识导图”和“思考与训练”,这些将有助于学生明确学习要求、拓宽学习视野、提高学习兴趣、培养归纳分析能力,便于理解掌握,达到学习本课程之目的。为培养学生动手能力和提高学生操作技能,书后还编排了生物化学实验,供教师在安排教学时选用。 本教材供高职高专护理、助产、药学、医学检验技术、医学影像技术、医疗美容技术等专业教学使用,也可作为卫生专业技术人员执业资格考试、自学考试的学习用书。 本书在编写过程中,得到了本套系列规划教材编审委员会、北京出版集团公司的悉心指导和各位编者所在院校的大力支持,在此一并致谢!对本书所引用的参考文献的原作者也表示衷心的感谢。 限于编者水平,加上时间仓促,教材中难免有不当和错误之处,敬请使用本教材的同行们批评指正,提出宝贵意见和建议,以便于修订完善。 编 者 2014年2月

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pHpI,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)、

中南大学生物化学与分子生物学复习规划+考试大纲

中南大学生物化学与分子生物学 课程大纲 课程总述 中南大学生物化学与分子生物学考研有以下四门课程:英语一(100分),政治(100分),731生物学综合(150分),811细胞生物学(150分)。本课程负责731/811两门专业课。 根据协议,一共43小时,每节课60分钟,共43小时。 731生物学综合:23小时 811细胞生物学:20小时 整个课程体系 1、基础班 2、强化班 3、冲刺班 基础班:主要讲解基础知识,帮助考生打扎实基础,理解基础知识点,有利于应付小题考点。强化班:在基础班的学习上,总结真题考点,大纲考点,突击考试重点,讲解考研专业课真题。 冲刺班:重在进一步搞清楚真题考点,通过模拟题的训练,熟悉考题风格,以及答题技巧。 (1)731《生物综合》考试大纲-------考卷结构 细胞生物学约30% 动物的形态与功能约20% 遗传与变异约30% 生物进化与多样性约10%

生态学与动物行为约10% (2)参考书目 陈阅增《普通生物学》,主编吴相钰高等教育出版社2009年第三版 《细胞生物学》,主编刘艳平湖南科学技术出版社2008年第一版 (一)细胞基本知识概要 细胞的基本概念、原核细胞与真核细胞基本知识概要。 (二)细胞膜、跨膜运输与信号传递 细胞膜的基本结构,跨膜运输的主要方式及基本过程,信号传递的类型及其作用机制。 (三)细胞质基质与内膜系统 细胞质基质基本知识,内质网、高尔基复合体的基本结构以及功能,溶酶体与过氧化物酶体的结构特点以及功能,信号假说与蛋白质分选信号,蛋白质分选的基本途径与类型,膜泡运输。 (四)细胞的能量转换——线粒体 线粒体的结构与功能,线粒体的半自主性。 (五)细胞核与染色体 核被膜基本知识,核孔复合体的结构模型及功能,染色体的概念及其化学组成,核小体,染色体的形态结构,核仁的基本知识。 (六)核糖体 核糖体的结构成分及其功能,多聚核糖体与蛋白质的合成。 (七)细胞骨架

生物化学知识要点(上)剖析

生物化学 湖北大学生命科学学院2015/5/1

生物化学知识要点(上) 第二章:氨基酸 1. 氨基酸的区别在于侧链r基的不同。二十种常见氨基酸分类: ○1按照r基的化学结构,20种氨基酸可分为脂肪族,芳香族和杂环族3类。脂 肪族氨基酸含5种中性氨基酸(甘氨酸,丙氨酸,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸);含羟基或硫元素的氨基酸4种(丝氨酸,苏氨酸,半胱氨酸,甲硫氨酸);酸性氨基酸及其酰胺4种(天冬氨酸,天冬酰胺,谷氨酸,谷氨酰胺);碱性氨基酸2种(赖氨酸,精氨酸)杂环氨基酸2种(组氨酸,脯氨酸);芳香族氨基酸3种(苯丙氨酸,酪氨酸,色氨酸) 组氨酸也是一种碱性氨基酸 ○2按r基的极性大小(指在细胞ph即ph=7左右的解离状态下): 非极性氨基酸: Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Phe, Trp, Met R基具极性不带电荷的氨基酸: Gly, Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln R基带正电荷的氨基酸: Lys, Arg, His R基带负电荷的氨基酸: Asp, Glu 2.氨基酸的等电点(概念及计算式,性质) 概念:当溶液浓度为某一pH值时,氨基酸分子中所含的正负电荷正好相等,净电荷为0。这一pH值即为氨基酸的等电点,简称pI。在等电点时,氨基酸既不向正极也不向负极移动,即氨基酸处于两性离子状态 计算式:侧链不含离解基团的中性氨基酸,其等电点是它的p K’1和p K’2的算术平均值: pI = (p K1 + p K’2 )/2 侧链含有可解离基团的氨基酸,其pI值也决定于等电兼性离子两边的p K 值的算术平均值。 酸性氨基酸: pI = (p K’1 + p K’R-COO-)/2 硷性氨基酸: pI = (p K’2 + p K’R-NH2 )/2 无论氨基酸侧链是否解离,其pI值均决定于净电荷为零的等电兼性离子两边的p K’值算术平均值 性质:当低于等电点的任一ph时,氨基酸带有净正电荷,向负极移动;当高于等电点的任一ph时,氨基酸带有净负电荷,向正极移动。在一定的ph范围内氨基酸溶液的ph离等电点越远,氨基酸所带净电荷越多。 3..氨基酸的光谱性质(后面的蛋白质同样具有) 芳香族氨基酸(酪氨酸,色氨酸,苯丙氨酸)在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰,由于大多数蛋白质含有这些氨基酸残基,氨基酸残基数与蛋白质含量成正比,故通过对波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析(核酸在260nm处有最大的吸收峰) 第三章:蛋白质的通性,纯化和表征

生物化学知识点总结

生物化学知识点总结 一、蛋白质 蛋白质的元素组成:C、H、O、N、S 大多数蛋白质含氮量较恒定,平均16%,即1g氮相当于6.25g蛋白质。6.25称作蛋白质系数。 样品中蛋白质含量=样品中含氮量×6.25 蛋白质紫外吸收在280nm,含3种芳香族氨基酸,可被紫外线吸收 等电点(pI):调节氨基酸溶液的pH值,使氨基酸所带净电荷为零,在电场中,不向任何一极移动,此时溶液的pH叫做氨基酸的等电点。 脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质,其余的氨基酸与茚三酮反映均产生蓝紫色物质。氨基酸与茚三酮反应非常灵敏,几微克氨基酸就能显色。 肽平面:肽键由于C-N键有部分双键的性质,不能旋转,使相关的6个原子处于同一平面,称作肽平面或酰胺平面。 生物活性肽:能够调节生命活动或具有某些生理活动的寡肽和多肽的总称。 1)谷胱甘肽:存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽,由谷氨酸(Glu)、半胱氨酸(Cys)和甘氨酸(Gly)组成,简称GSH。由于GSH含有一个活泼的巯基,可作为重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化,使蛋白质或酶处在活性状态。 寡肽:10个以下氨基酸脱水缩合形成的肽 多肽:10个以上氨基酸脱水缩合形成的肽 蛋白质与多肽的区别: 蛋白质:空间构象相对稳定,氨基酸残基数较多 多肽:空间构象不稳定,氨基酸残基数较少 蛋白质的二级结构:多肽链在一级结构的基础上,某局部通过氢键使肽键平面进行盘曲,折叠,转角等形成的空间构象。 α?螺旋的结构特点: 1)以肽键平面为单位,以α?碳原子为转折盘旋形成右手螺旋;肽键平面与中心轴平行。2)每3.6个氨基酸残基绕成一个螺圈,螺距为0.54nm,每个氨基酸上升0.15nm。

生物化学考试重点_总结

第一章蛋白质的结构与功能 第一节蛋白质的分子组成 一、蛋白质的主要组成元素:C、H、O、N、S 特征元素:N(16%)特异元素:S 凯氏定氮法:每克样品含氮克数×6.25×100=100g样品中蛋白质含氮量(g%) 组成蛋白质的20种氨基酸 (名解)不对称碳原子或手性碳原子:与四个不同的原子或原子基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳 为L-α-氨基酸,其中脯氨酸(Pro)属于L-α-亚氨基酸 不同L-α-氨基酸,其R基侧链不同 除甘氨酸(Gly)外,都为L-α-氨基酸,有立体异构体 组成蛋白质的20种氨基酸分类 非极性氨基酸:甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、 亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro) 极性中性氨基酸:丝氨酸(Ser)、半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met) 天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)、苏氨酸(Thr) 芳香族氨基酸:苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr) 酸性氨基酸:天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu) 碱性氨基酸:赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His) 其中:含硫氨基酸包括:半胱氨酸、蛋氨酸 四、氨基酸的理化性质 1、两性解离及等电点 ①氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基,能与酸或碱类物质结合成盐,故它是一种两性电解质。 ②氨基酸是两性电解质,其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。 ③(名解)等电点(pI点):在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。 pHpI 阴离子氨基酸带净正电荷,在电场中将向负极移动 ④在一定pH范围内,氨基酸溶液的pH离等电点越远,氨基酸所携带的净电荷越大 2、含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质 色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280 nm 附近 大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基,所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法 3、氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物 在pH5~7,80~100℃条件下,氨基酸与茚三酮水合物共热,可生成蓝紫色化合物,其最大吸收峰在570nm处。此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系,因此可作为氨基酸定量分析方法 五、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链 (一)氨基酸通过肽键连接而形成肽 1、(名解)肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而形成的化学键 2、肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物 3、10个以内氨基酸连接而成多肽称为寡肽;由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全,被称为氨基酸残基

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