生物化学总结
一生物化学概述
（一）生物化学研究的基本内容
1 静态生物化学：蛋白质，核酸，酶
2 动态生物化学：生物氧化，三大代谢
3 信息代谢：DNA的复制，RNA的转录，蛋白质的生物合成
（二）生物化学的发展简史
课本P2-3
二蛋白质化学
（一）蛋白质的概念及生物学意义
1 肽键连接生物大分子（一定结构和功能）
2 意义：结构成分、催化、运输、储存、运动、免疫、调节、遗传、其他
（二）氨基酸
1 氨基酸的基本结构和性质
●COOH
NH3+ C H
R
●性质
a)两性解离：
H+ H+
H2N—CH2—COO- H3N+—CH2—COO- H3N+—CH2—COOH
OH- OH-
阴性离子（R-）兼性离子（R+-）阳性离子（R+）PH>PI PH=PI PH 公式：中性氨基酸： 酸性氨基酸： 碱性氨基酸： b)光学性质： 20种氨基酸都不吸收可见光，但是（）、（）、（）在近紫外光区有光吸收，因为它们的R 基团含有（）。蛋白质由于含有这些氨基酸，一般最大光吸收在（）处，因此可利用（）测定蛋白质的含量。 c)化学性质： ?茚三酮反应：弱酸性、加热 脯氨酸、羟脯氨酸：黄色 其他氨基酸、有游离α-氨基的肽：蓝紫色 ?2，4-二硝基氟苯反应（Sanger反应）：弱碱性、暗处、室温或40℃ aa的α-氨基与DNPB反应：黄色的DNP-AA ?异硫氰酸苯脂反应（Edman反应）：弱碱性、40℃ aa的α-氨基与PITC反应：PTC-AA 成酰胺：氨基酸酯+氨——氨基酸酰胺 脱羧： 2 根据R基团极性对20种蛋白质氨基酸的分类及三字符缩写 非极性aa：Ala Phe Leu Ile Val Met Trp Pro -------------------------蛋白质疏水核心酸性aa（带负电）：Asp Glu 极性aa：碱性aa（带正电）：Lys Arg His 蛋白质表面 非解离aa（不带电）：Gly Ser Thr Cys Tyr Asn Gln 酶的活性中心：His、Ser （三）蛋白质的结构和功能 1 肽的概念和理化性质 概念：氨基酸肽键连接 蛋白质：肽链较长，通常在50个AA以上. 如胰岛素51AA，目前发现的最大蛋白质是肌巨蛋白（titin）,Mr约3000kDa,相当 于34350AA，但大多数蛋白质通常为300-500AA。 多肽：肽链长度在20-50AA之间. 如胰高血糖素（29AA）,促肾上腺皮质激素（ACTH,39AA）；但是界限也很难划分。 寡肽：肽链长度在20个AA以下. 如徐缓激肽（9AA），具有强的血管扩张作用；脑啡肽（5AA），除镇痛外，尚有调节体温、心血管、呼吸等功能；二肽和三肽已具有活性， 如天冬酰苯丙氨酸甲酯（2AA）具甜味；精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸（RGD），抗粘着的能力。 一些单个氨基酸也具有重要功能，如甘氨酸，谷氨酸作为神经递质。 ?每种肽有其晶体，熔点很高。 ?酸碱性质：游离末端α-NH2、游离末端α-COOH、侧链上可解离基团。 ?肽等电点计算方法：以及在溶液中所带电荷的判断方法与AA一致，但复杂。 ?肽的化学反应：茚三酮反应、Sanger反应、Edman反应；还可发生双缩脲反应。 双缩脲反应：双缩脲(NH2-CO-NH-CO-NH2)在（碱性）溶液中可与（铜）离子产生（紫红色）的络合物。多肽或蛋白质中有多个肽键,也能与铜离子发生双缩脲反应，游离氨基酸无此反应。 2 蛋白质的初级结构 蛋白质的一级结构指蛋白质多肽连中AA的排列顺序，包括二硫键的位置。主要由（肽键）维系。 （实验题）N端：Sanger法（2、4-二硝基氟苯反应）、DNS法（丹磺酰氯末端分析法）、苯异硫氰酸酯法(Edman reaction) 、氨肽酶法 C端：肼解法、还原法、羧肽酶法 3 蛋白质的高级结构（二级结构、超二级结构和结构域、三级结构、四级结构） 二级结构：指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及侧链的位置。主要由（氢键）维系α-螺旋（与DNA比较） A.几乎都是（右手）螺旋。 B. 每圈（3.6）个氨基酸残基，高度（0.54）nm。 C. 每个残基绕轴旋转100°，沿轴上升（0.15）nm。 D. 氨基酸残基侧链R基向外。 E. 相邻螺圈之间形成链内氢链，氢键的取向几乎与中心轴平行。 F. 肽键上C=O与它前面（N端）（第三个）残基上的N-H间形成氢键。 C、R基较小，且不带电荷的氨基酸利于α-螺旋的形成。如多聚Ala，在pH7的水溶液中自发卷曲成α-螺旋。 D、Pro中止α-螺旋) β-折叠 两个或多个几乎完全伸展的肽链平行排列； 相邻肽链间通过N–H 与C=O 形成规则的氢键，α-C位于折叠顶点； 相邻β折叠层之间的距离约为（0.35）nm； 相邻残基的R 基团向着相反的方向； 平行式（parallel）和反平行式（antiparallel）两种 β-转角 肽链出现的180°回折 A. 4个连续的氨基酸残基组成 B. 主链骨架180°折叠 C. 第一个氨基酸残基的C=O与（第四个）氨基酸残基的N-H形成氢键。 D. 多数由亲水氨基酸残基组成（特别是Gly、Pro） E. 主要存在于球状蛋白分子的表面 无规卷曲 指无一定规律的松散盘曲的肽链结构。酶的功能部位常包含此构象。 超二级结构 指蛋白质中相邻的二级结构单位（α-螺旋或β-折叠或β-转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体。 基本类型：αα、βαβ、βββ 结构域 指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上，进一步卷曲、折叠形成几个相对独立、近似球形的三维实体。 约含100-200个AA残基，组织层次位于超二级结构和三级结构之间。 三级结构 是指多肽链在二级结构、超二级结构、结构域的基础上，进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。主要由（各种非共价键）和（疏水键）维系，（二硫键）也很重要。 氢键 范德华力:分子间及基团间作用力 离子键（盐键） 二硫键:二硫键不指导多肽链的折叠，但三级结构形成后，二硫键可稳定构象。 疏水键（疏水相互作用）:在水介质中球状蛋白质的折叠总是倾向于把疏水残基埋藏在分子的内部。这一现象称为疏水相互作用。 疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用，它是使蛋白质多肽链进行折叠的主要驱动力。 四级结构 多个具有三级结构的（亚基），通过非共价键聚集形成的特定构象。 一般情况下，具有四级结构的蛋白质含有的肽链不会太多，故称这类蛋白质为寡聚蛋白。 实质：蛋白质的四级结构实际上研究亚基之间的相互作用、空间排布及亚基接触部位的空间布局。 蛋白质四级结构中，亚基之间的作用力主要包括：各种非共价键和疏水键（最重要）。 ！注意：不包括二硫键！ 4 蛋白质的结构和功能的关系 推断预测 氨基酸序列（一级结构）空间结构（高级结构）功能 2 蛋白质的两性电离和等电点 3 蛋白质的胶体性质1-100nm，丁达尔效应，布朗运动，不透过半透膜 4 蛋白质的紫外吸收特性：280nm，原因（） 5 蛋白质的变性与复性（与DNA比较） 变性：一级结构不改变，高级结构，理化性质，生物功能改变 复性：变性不剧烈，除去变形因素后，高级结构，理化性质，生物功能恢复 （五）蛋白质的分离与纯化 1 蛋白质的抽提原理及方法 2 蛋白质分离与纯化的主要方法：电泳、层析和离心 3 蛋白质的定量方法 三、核酸化学 (一)核酸的种类和组成单位 核酸：DNA：脱氧核糖核酸 RNA：核糖核酸 核苷酸：磷酸————————————————————— 核苷：戊糖：脱氧核糖、核糖-(5-羟基)——————缩合成核苷酸 碱基：A/G/C/T/U (二)核酸的分子结构 1．DNA的分子结构（与蛋白质比较）： DNA的一级结构： 1.定义：指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。 2.DNA的碱基组成（Chargaff定则）： （1）A=T，G=C 即A+G=T+C （2）DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物物种的DNA具有自己独特的碱基组成，但没有组织和器官的特异性。 二级结构（注意和蛋白质比较）： 指DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构，主要由（DNA链的碱基形成的氢键和碱基堆积力维系，离子键和范德华力也起一定作用） 结构特点：（简答题） A反平行，右手双股螺旋，一条5’→3’，另一条3’→5’。大沟和小沟。 B（碱基）位于内侧。（磷酸）与（脱氧核糖）在外侧。磷酸与脱氧核糖通过（3’、5’-磷酸二酯键）相连，碱基平面与纵轴（垂直），糖环平面与纵轴（平行）。 C两条核苷酸链依靠碱基间形成的（氢键）结合在一起。配对规律，A-T，G-C，称为碱基互补。A和T之间形成（2）个氢键，G与C之间形成（3）个氢键。 D螺旋横截面的直径约为（2）nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为(0.34) nm，每圈（10）个核苷酸，螺旋旋转一圈高度为（3.4 ）nm。 B-DNA：右手双螺旋，典型双螺旋DNA。相对湿度为（92%）时的DNA钠盐。接近DNA在细胞中的构象。 A-DNA：右手双螺旋，外形粗短。相对湿度为（75%以下）时DNA纤维。RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有。 Z-DNA：左手双螺旋DNA。天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。 三级结构 指在DNA双螺旋二级结构的基础上通过扭曲和折叠所形成的特定构象，包括不同二级结构单元间相互作用、单链和二级结构单元间相互作用以及DNA的拓扑特征。 超螺旋是DNA三级结构的一种类型，其拓扑学公式：L=T+W L链环数（linking number）：一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数 tRNA（转运RNA,transfor RNA）的结构 1.tRNA的一级结构： 分子量25kDa左右，大约由70－90个核苷酸组成，沉降系数为4S左右。 分子中含有较多的修饰成分。 3 ′-末端都具有CpCpAOH。5 ′端多为pG,也有pC。 2.tRNA的二级结构 tRNA的二级结构大都呈―三叶草‖形状，一般具有四臂四环：包括氨基酸接受臂、反密码（环）臂、二氢尿嘧啶（环）臂、T C（环）臂和可变环。 氨基酸接受臂：包含有tRNA的3’-末端和5’-末端， 3’-末端的最后3个核苷酸残基都是CCAOH，氨基酸可与其成酯，该区在蛋白质合成中起携带氨基酸的作用。 反密码环：与氨基酸接受区相对，一般环中含有7个核苷酸残基，其中环中正中的3个核苷酸残基称为反密码子，与mRNA上的密码子反向配对。 故tRNA的功能是在蛋白质生物合成中(转运氨基酸)和(识别密码子)。 3.tRNA的三级结构 在三叶草型二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对 目前已知的tRNA的三级结构均为倒L形。 mRNA(信使RNA,messengerRNA)的结构 mRNA一级结构 真核：单顺反子，5’ -末端有―帽子‖和非编码区、3 ’ -末端有polyA片段和非编码区 原核：多顺反子，5’-末端无―帽子‖有非编码区、 3 ’-末端无polyA片段有非编码区（病毒除外） 顺反子： mRNA上具有翻译功能的核苷酸顺序。 ?极大多数真核细胞mRNA在3’-末端有一段长约20－250核苷酸的polyA。polyA是在转录后经polyA聚合酶的作用而添加上去的。 polyA可能的功能：与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关；与mRNA的半寿期有关，新合成的RNA其polyA链较长，而衰老的mRNA，polyA链缩短。 ?“帽子”结构：甲基化的鸟苷酸通过焦磷酸与真核mRNA5’-末端的核苷酸以5’、 5’-磷酸二酯键相连。 三种帽子结构：O型：m7G5’ppp5’ Np I型：m7G5’ppp5’NmpNp II型：m7G5’ppp5’NmpNmpNp 可能功能：抵抗5’核酸外切酶降解mRNA。 为核糖体提供识别位点，使mRNA很快与核糖体结合，促进蛋白质合成起始复合物的形成。 ?原核mRNA无5’帽子和3’polyA，但有5’端先导区。 SD序列：5’端先导区中，有一段富含嘌呤的碱基序列，典型的为5’-AGGAGGU-3’，位于起始密码子AUG前约10核苷酸处，此序列由Shine和Dalgarno发现，称SD序列。 通过SD序列和核糖体16S的rRNA的3’末端富含嘧啶碱基的序列互补。 rRNA（核糖体RNA，ribosoal RNA）的结构 rRNA与核糖体结合蛋白一起构成核糖体。 大肠杆菌中有三类rRNA（原核）：5S rRNA、16S rRNA、23S rRNA 真核细胞有四类rRNA：5S rRNA、5.8S rRNA、18SrRNA、28S rRNA rRNA功能： 组成核糖体 23SrRNA具有催化肽键形成的肽基转移酶活性 两性解离 由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱基呈现弱碱性，所以核酸的等电点比较低。DNA的等电点为4～4.5，RNA的等电点为2～2.5。核酸在其等电点时溶解度最小。 RNA的等电点比DNA低的原因，是RNA分子中核糖基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。DNA没有这种作用。 水解 室温0.1mol/L NaOH条件下， DNA不水解。 在相同条件下，RNA完全水解，得到2’-和3’-磷酸核苷的混合物。 这是因为RNA中C’2-OH的存在，促进了磷酸酯键的水解。 DNA稳定，保留和传递遗传信息。 RNA是DNA的信使，完成任务后迅速降解。 酶解 RNA水解酶RNase DNA水解酶DNase 核酸外切酶 核酸内切酶（限制性核酸内切酶） 限制性核酸内切酶是特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位。 2．核酸的紫外吸收特征 碱基、核苷、核苷酸和核酸在240-290nm有较强的光吸收，λmax=260nm。 鉴定纯度 纯DNA，A260/A280 ＝1.8（1.65-1.85）。若大于1.8，表示污染了RNA或DNA降解。 纯RNA，A260/A280 ＝2.0。若有杂蛋白或苯酚，则A260/A280明显降低。 增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的吸收率（A260）比变性前明显增加，称为增色效应. 天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸收(260 nm)值增加25－40%，而RNA变性后，约增加1.1%。 3．核酸的变性及复性 核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。 核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构保持不变。 引起核酸变性的因素:温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在。 DNA变性后的表现:A260值增加/粘度下降/浮力密度增大/分子量不变 DNA的热变性和解链温度（Tm）一般DNA的T m值在70-85 C之间 DNA的热变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将DNA的变性达到50%时的温度称为DNA 的熔解温度（melting temperature,Tm),Tm也称解链温度或DNA的熔点。 核酸的复性:变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，称为复性。 将热变性的DNA缓慢冷却时，可以复性（一般低于Tm20—25℃），也叫退火（annealing)。 分子量越大复性越难。浓度越大，复性越快. (四)核酸的分离纯化 四、酶 (一)酶的基本概念和作用特点 概念：活细胞产生的具有催化活性的蛋白质或RNA 特点：高效、专一、受调控、易失活、反映条件温和 (二)酶的国际分类和命名（O2 + H2 ←→H2O 氧转水，裂亦合） 1 氧化-还原酶类：包括脱氢酶和氧化酶。如乳酸脱氢酶 2 转移酶类：如谷丙转氨酶 3 水解酶类：包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等 4 裂解（裂合）酶类：包括醛缩酶、水化酶（脱水酶）及脱氨酶等。如苹果酸裂合酶 如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸 + CO2 + H2O 草酰乙酸 (三)酶的作用机制 1．酶的活性中心 或称活性部位：结合部位和催化部位。 必需基团：活性中心内必需基团 活性中心外必需基团 2．酶的专一性和高效性机制 相对专一性基团专一性 键专一性 旋光异构专一性 立体异构专一性几何异构专一性 潜手性专一性 绝对专一性 专一性机制解释：诱导楔合学说（要点，简答题） 高效性机制解释：邻近和定向效应、酸碱催化和共价催化、张力和变性、活性中心低介电性 (四)影响酶促反应速度的主要因素 底物浓度（S）、酶液浓度（E）、反应温度（T）、反应pH 值、激活剂（A）和抑制剂（I）。 米氏方程 米氏常数（Km）是：酶的特征性常数，物理意义是当酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。 加入： 竞争性抑制剂：Vmax不变，Km变大 非竞争性抑制剂：Vmax变小，Km不变 反竞争性抑制剂：Vmax变小，Km变小 不可逆抑制作用专一性不可逆抑制作用：专一性地作用于某一种酶活性部位必需基团而导致酶的失活。 非专一性不可逆抑制作用：作用于酶的一类或几类基团而导致酶的失活。 可逆抑制作用竞争性抑制作用 非竞争性抑制作用 反竞争性抑制作用 (五)别构酶和共价修饰酶 别构酶也称变构酶，它是代谢过程中的关键酶。 特点： （1）都是寡聚酶，具有四级结构。 （2）具有活性中心和别构中心（调节中心），活性中心和别构中心处在不同的亚基或同一亚基的不同部位。（3）具有别构效应：与酶的四级结构有关。调节物或效应物与酶的别构中心结合后，改变酶分子的构象，从而影响酶活性中心对底物的结合和催化作用 （4）不遵循米式方程：动力学曲线是S型（正协同效应）或表观双曲线（负协同效应）。 （5）常为系列反应酶系统的第一个酶或处于代谢途径分支上 （6）分子量较大，结构复杂，与一般酶不同的性质如0度一下不稳定室温反而更稳定 共价修饰酶： (六)同工酶 同工酶是指能催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫性能等却有所不同的一组酶,一般为寡聚蛋白。 举例：1959年，Marker首先用电泳分离法发现动物的乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）具有多种分子形式。LDH5(M4)、 LDH4(M3H)、 LDH3(M2H2)、 LDH2(MH3)、 LDH1(H4) 心、肝病变时引起的血清LDH同工酶的变化规律： 心脏疾病 LDH1和LDH2上升，LDH3和LDH5下降。 急性肝炎 LDH5明显上升，随病情好转而恢复正常。 研究同工酶的意义（1）进行遗传分析、杂种优势的筛选、抗逆指标筛选 （2）进行疾病诊断 （3）研究代谢规律 (七)维生素和辅酶 (八)酶的分离纯化 五、糖类代谢 分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最终氧化途径）、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。 合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。 糖代谢受神经、激素、别构物调节控制。 (一)生物体内的糖类Ｐ１３３－Ｐ１３９ (二)单糖的分解作用（明白反应的定位） 1．糖酵解（ＥＭＰ）（细胞质中） 2．三羧酸循环（ＴＣＡ）（线粒体基质中） 3．磷酸戊糖途径（ＰＰＰ）（细胞质中） 糖酵解、糖异生、TCA循环 葡萄糖 ＡＴＰ ６－磷酸葡萄糖 磷酸己糖异构酶 ６－磷酸果糖 ＡＴＰ（柠檬酸、ＡＴＰ ２，６－二Ｐ果糖、ＡＭＰ） １，６－二磷酸果糖 醛缩酶磷酸丙糖异构酶 ３－磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮ＮＡＤＨ３－磷酸甘油醛脱氢酶（碘乙酸、砷酸） １，３－二磷酸甘油酸 ＡＴＰ磷酸甘油酸激酶 ３－磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 ２－磷酸甘油酸 烯醇化酶 ＡＴＰ ＴＣＡ循环 乙酰CoA 延胡索酸酶 磷酸戊糖途径 6*6-P-葡萄糖6*6-P-葡萄糖酸6*5-P-核酮糖5*6-P-果糖5*6-P-葡萄糖 总反应式：6*6-P-葡萄糖+12NADP+5*6-P-葡萄糖+6CO2+12NADPH +12H+ 生理意义 ◆糖酵解： 1 葡萄糖在生物体内进行有氧分解或无氧分解的共同途径，为生命活动提供一定能量； 2 对厌氧生物或供养不足的组织，是糖分解的主要形式，也是获得能量的主要方式； 3 形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架； 4 除三步反应不可逆外其余反应均可逆，为糖异生提供了基本途径 ◆糖异生： 1 维持血糖恒定； 2 协助氨基酸代谢； 3 乳酸转变； ◆TCA循环： 1 是有机体获得生命活动所需能量的主要途径； 2 是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的枢纽； 3 重要的中间产物是其他物质合成的前体； 4 有些中间产物既是生物氧化基质又是一定器官的积累物质，如柠檬、苹果分别富含柠檬酸和苹果酸 5 是获得微生物发酵产品的主要途径 ◆PPP途径: 1 产生大量NADPH,为各种合成反应提供还原力；如脂肪酸、固醇、四氢叶酸的合成；非光合细胞中硝酸盐和 亚硝酸盐的还原 2中间产物为许多化合物的合成提供原料；如5-磷酸核酮糖是合成核苷酸的原料； 3产生的NADPH可维持谷胱甘肽的还原状态，维持某些巯基酶活性和红细胞的完整性和正常功能； 4与光合作用联系，实现单糖间的互变； 葡萄糖有氧氧化包括四个阶段: ①糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、2A TP、2NADH） ②丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（CO2、NADH） ③三羧酸循环（CO2、H2O、ATP、NADH） ④呼吸链氧化磷酸化（NADH→A TP） 六、生物氧化 (一)生物氧化的基本概念 有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程 (二)电子传递链 1．电子传递链的组成 名词解释： 1.糖：糖类是自然界存在的一大类具有广谱化学结构和生物功能的有机化合物。它由碳、氢及氧3种元素组成，其分子式是（CH2O）n。一般把糖类看作是多羟基醛或多羟基酮及其聚合物和衍生物的总称。 2.单糖：凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。 3.寡糖：是由单糖缩合而成的短链结构（一般含2~6个单糖分子） 4.多糖：有许多单糖分子缩合而成的长链结构，分子量大，在水中不能成真溶液，均无甜味，无还原性。有旋光性，无变旋现象。 5.构象：在分子中由于共价单键的旋转所表现出的原子或基团的不同空间排布叫构象。 6.构型：在立体异构体中的原子或取代基团的空间排列关系叫构型。 7.变旋现象：当一种旋光异构体，如糖溶于水中转变为几种不同旋光异构体的平衡混合物时发生的旋光变化现象，叫做变旋现象。 8.旋光性：当光通过含有某物质的溶液时，使经过此物质的偏振光平面发生旋转的现象。 9. 脂类：是脂肪及类脂的总称，其化学本质为脂肪酸(多是4碳以上的长链一元羧酸)和醇(包括甘油醇、鞘氨醇、高级一元醇和固醇)等所组成的酯类及其衍生物。 10.皂化值：完全皂化1g油或脂所消耗的KOH毫克数。 11.皂化作用：脂酰甘油的碱水解作用称为皂化作用。 12. 酸败：脂肪长期暴露于潮湿闷热的空气中，受到空气的作用，游离脂肪酸被氧化、断裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，产生难闻的恶臭味，称之酸败。13.酸值：中和1g油脂中游离脂肪酸所消耗KOH的mg数，称为酸值（酸价），可表示酸败的程度。 14.卤化作用：油脂中不饱和双键与卤素发生加成反应，生产卤代脂肪酸，称为卤化作用。 15.碘值：100g油脂所能吸收的碘的克数—碘价（碘化值），可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。 16.氢化：Ni的作用下，甘油酯中的不饱和双键可以与H2发生加成反应，油脂被饱和，液态变为固态，可防止酸败。 17.必须脂肪酸：多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合 成，需从食物摄取，故称必需脂酸。 18.维生素（vitamin）：是机体维持正常生理功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。 19：维生素原：本身不是维生素，但是可以转化成维生素的物质。 20.核酸（nucleic acid）：是含有磷酸基团的重要生物大分子，因最初从细胞核分离获得，又具有酸性，故称为核酸。 21.核苷：碱基和核糖（脱氧核糖）通过N-糖苷键连接形成糖苷称为核苷（脱氧核苷）。 22.核苷酸：核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 23. DNA一级结构：指构成核酸的各个单核苷酸之间连接键的性质以及组成中单核苷酸的数目和排列顺序（碱基排列顺序） 24.DNA的变性：有些理化因素会破坏氢键和碱基堆积力，使核酸分子的空间结构改变，从而引起核酸理化性质和生物学功能改变，这种现象称为核酸的变性。 25.Tm值：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收 生化总结 1。蛋白质的pI：在某一pH溶液中，蛋白质解离为正离子和解离为负离子的过程和趋势相等，处于兼性离子状态，该溶液的pH值称蛋白质的pI。 2。模体：在蛋白质分子中，二个或二个以上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现象，具有特殊的生物学功能。 3。蛋白质的变性：在某些理化因素的作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物学活性丧失的现象。 4。试述蛋白质的二级结构及其结构特点。 (1)蛋白质的二级结构指蛋白质多肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。主要包括，α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲四种类型，以氢键维持二级结构的稳定性。 (2)α-螺旋结构特点：a、单链、右手螺旋；b、氨基酸残基侧链位于螺旋的外侧；c、每一个螺旋由3.6个氨基酸残基组成，螺距0.54nm；d、每个残基的-NH和前面相隔三个残基的-CO之间形成氢键；e、氢键方向与螺距长轴平行，链内氢键是α-螺旋的主要因素。 (3)β-折叠结构特点：a、肽键平面充分伸展，折叠成锯齿状；b、氨基酸侧链交替位于锯齿状结构的上下方；c、维系依靠肽键间的氢键，氢键方向与肽链长轴垂直；d、肽键的N末端在同一侧---顺向平行，反之为反向平行。 (4)β-转角结构特点：a、肽链出现180转回折的“U”结构；b、通常由四个氨基酸残基构成，第二个氨基酸残基常为脯氨酸，由第1个氨基酸的C=O与第4个氨基酸残基的N-H形成氢键维持其稳定性。 (5)无规则卷曲：肽链中没有确定的结构。 5。蛋白质的理化性质有：两性解离；蛋白质的胶体性质；蛋白质的变性；蛋白质的紫外吸收性质；蛋白质的显色反应。 6。核小体(nucleosome)：是真核生物染色质的基本组成单位，有DNA和5种组蛋白共同组成。A、B、和共同构成了核小体的核心组蛋白，长度约150bp的DNA双链在组蛋白八聚体上盘绕1.75圈形成核小体的核心颗粒，核心颗粒之间通过组蛋白和DNA连接形成的串珠状结构称核小体。 7。解链温度/融解温度(melting temperature,Tm)：在DNA解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度，或称熔融温度(Tm值)。 8。DNA变性(DNA denaturation)：在某些理化因素(温度、pH、离子强度)的作用下，DNA双链间互补碱基对之间的氢键断裂，使双链DNA解离为单链，从而导致DNA理化性质改变和生物学活性丧失，称为DNA的变性作用。9。试述细胞内主要的RNA类型及其主要功能。 (1)核糖体RNA(rRNA)，功能：是细胞内含量最多的RNA，它与核蛋白体蛋白共同构成核糖体，为mRNA，tRNA 及多种蛋白质因子提供相互结合的位点和相互作用的空间环境，是细胞合成蛋白质的场所。 (2)信使RNA(mRNA)，功能：转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序，并携带至细胞质，指导蛋白质合成。是蛋白质合成模板。成熟mRNA的前体是核内不均一RNA(hnRNA)，经剪切和编辑就成为mRNA。 (3)转运RNA(tRNA)，功能：在蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体，将氨基酸转呈给mRNA。转运氨基酸。 (4)不均一核RNA(hnRNA)，功能：成熟mRNA的前体。 (5)小核RNA(SnRNA)，功能：参与hnRNA的剪接、转运。 (6)小核仁RNA(SnoRNA)，功能：rRNA的加工和修饰。 (7)小胞质RNA(ScRNA/7Sh-RNA)，功能：蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分。 10。试述Watson-Crick的DNA双螺旋结构模型的要点。 (1)DNA是一反向平行、右手螺旋的双链结构。两条链在空间上的走向呈反向平行，一条链的5’→3’方向从上向下，而另一条链的5’→3’是从下向上；脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧，碱基位于内侧，两条链的碱基之间以氢键相接触，A与T通过两个氢键配对，C与G通过三个氢键配对，碱基平面与中心轴相垂直。 (2)DNA是一右手螺旋结构。螺旋每旋转一周包含了10.5碱基对，每个碱基的旋转角度为36。DNA双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm，每个碱基平面之间的距离为0.34nm。DNA双螺旋分子存在一个大沟和小沟。(3)DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链之间互补碱基的氢键，纵向则靠碱基平面间的碱基堆积力维持。11。酶的活性中心：酶分子的必需基团在一级结构上可能相距很远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异地结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心。 12。同工酶：是指催化相同的化学反应，而酶的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。 13。何为酶的Km值？简述Km和Vm意义。 医学生物化学各章节知识点习题详解 单项选择题 第一章蛋白质化学 1. .盐析沉淀蛋白质的原理是( ) A. 中和电荷，破坏水化膜 B. 与蛋白质结合成不溶性蛋白盐 C. 降低蛋白质溶液的介电常数 D. 调节蛋白质溶液的等电点 E. 使蛋白质溶液的pH值等于蛋白质等电点 提示：天然蛋白质常以稳定的亲水胶体溶液形式存在，这是由于蛋白质颗粒表面存在水化膜和表面电荷……。具体参见教材17页三、蛋白质的沉淀。 2. 关于肽键与肽，正确的是( ) A. 肽键具有部分双键性质 B. 是核酸分子中的基本结构键 C. 含三个肽键的肽称为三肽 D. 多肽经水解下来的氨基酸称氨基酸残基 E. 蛋白质的肽键也称为寡肽链 提示：一分子氨基酸的α－羧基和一分子氨基酸的α－氨基脱水缩合形成的酰胺键，即-CO-NH-。氨基酸借肽键联结成多肽链。……。 具体参见教材10页蛋白质的二级结构。 3. 蛋白质的一级结构和空间结构决定于( ) A. 分子中氢键 B. 分子中次级键 C. 氨基酸组成和顺序 D. 分子内部疏水键 E. 分子中二硫键的数量 提示：多肽链是蛋白质分子的最基本结构形式。蛋白质多肽链中氨基酸按一定排列顺序以肽键相连形成蛋白质的一级结构。……。具体参见教材20页小结。 4. 分子病主要是哪种结构异常（） A. 一级结构 B. 二级结构 C. 三级结构 D. 四级结构 E. 空间结构 提示：分子病由于遗传上的原因而造成的蛋白质分子结构或合成量的异常所引起的疾病。蛋白质分子是由基因编码的，即由脱氧核糖核酸（DNA）分子上的碱基顺序决定的……。具体参见教材15页。 5. 维持蛋白质三级结构的主要键是( ) A. 肽键 B. 共轭双键 各种组织细胞 体循环小肠肠腔 第六章糖代谢 糖(carbohydrates)即碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类： 单糖：葡萄糖（G ）、果糖（F ），半乳糖（Gal ），核糖 双糖：麦芽糖（G-G ），蔗糖（G-F ），乳糖（G-Gal ） 多糖：淀粉，糖原（Gn ），纤维素 结合糖: 糖脂 ，糖蛋白 其中一些多糖的生理功能如下： 淀粉：植物中养分的储存形式 糖原：动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素：作为植物的骨架 一、糖的生理功能 1. 氧化供能 2. 机体重要的碳源 3. 参与组成机体组织结构，调节细胞信息传递，形成生物活性物质，构成具有生理功能的糖蛋白。 二、糖代谢概况——分解、储存、合成 三、糖的消化吸收 食物中糖的存在形式以淀粉为主。 1.消化 消化部位：主要在小肠，少量在口腔。 消化过程：口腔 胃 肠腔 肠黏膜上皮细胞刷状缘 吸收部位：小肠上段 吸收形式：单糖 吸收机制：依赖Na+依赖型葡萄糖转运体（SGLT ）转运。 2.吸收 吸收途径： 过程 2 H 2 四、糖的无氧分解 第一阶段：糖酵解 第二阶段：乳酸生成 反应部位：胞液 产能方式：底物水平磷酸化 净生成ATP 数量：2×2-2= 2ATP E1 E2 E3 调节：糖无氧酵解代谢途径的调节主要是通过各种变构剂对三个关键酶进行变 构调节。 生理意义： 五、糖的有氧氧化 E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD + 乳 酸 NADH+H + 关键酶 ① 己糖激酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶 调节方式 ① 别构调节 ② 共价修饰调节 糖无氧氧化最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌收缩更为重要。 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 第一阶段：糖酵解途径 G （Gn ） 丙酮酸胞液 生物化学最核心的知识点总结 1）竞争性抑制：抑制剂的结构与底物结构相似，共同竞争酶的活性中心。抑制作用大小与抑制剂和底物的浓度比以及酶对它们的亲和力有关。此类抑制作用最大速度Vmax不变，表观Km值升高。 2）非竞争性抑制：抑制剂与底物结构不相似或完全不同，只与酶的活性中心以外的必需基团结合。不影响酶在结合抑制剂后与底物的结合。该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关。此类抑制作用最大速度Vmax下降，表观Km值不变。 3）反竞争性抑制：抑制剂只与酶-底物复合物结合，生成的三元复合物不能解离出产物。此类抑制作用最大速度Vmax和表观Km值均下降。 2.线粒体内生成的NADPH可直接参加氧化磷酸化过程，但在胞浆中生成的NADPH不能自由透过线粒体内膜，故线粒体外NADPH所带的氢必须通过某种转运机制才能进入线粒体，然后再经呼吸链进行氧化磷酸化过程。这种转运机制主要有α-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭两种机制。 （1）α-磷酸甘油穿梭：这种穿梭途径主要存在于脑和骨骼肌中，胞浆中的NADH在磷酸甘油脱氢酶催化下，使磷酸二羟丙酮还原成α-磷酸甘油，后者通过线粒体外膜，再经位于线粒体内膜近胞浆侧的磷酸甘油脱氢酶催化下氧化生成磷酸二羟丙酮和FADH2，磷酸二羟丙酮可穿出线粒体外膜至胞浆，参与下一轮穿梭，而FADH2则进入琥珀酸氧化呼吸链，生成2分子ATP （2）苹果酸-天冬氨酸穿梭：这种穿梭途径主要存在于肝和心肌中，胞浆中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原为苹果酸，后者通过线粒体外膜上的α-酮戊二酸转运蛋白进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的作用下重新生成草酰乙酸和 NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。 可见，在不同组织，通过不同穿梭机制，胞浆中的NADH进入线粒体的过程不一样，参与氧化呼吸链的途径不一样，生成的ATP数目不一样。 3. 1）作为酶活性中心的催化基团参加反应； 2）作为连接酶与底物的桥梁，便于酶对底物起作用； 3）为稳定酶的空间构象所必需； 4）中和阴离子，降低反应的静电斥力。 4.肽链延长在核蛋白体上连续性循环。（1）进位：氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位；（2）转肽酶催化成肽；（3）转位：由EF-G转位酶催化，新生肽酰-tRNA-mRNA位移入P位，A 位空留，卸载tRNA移入E位并脱离。 成熟的真核生物mRNA的结构特点是：（1）大多数真核mRNA在5′-端以m7GpppN为分子的起始结构。这种结构称为帽子结构。帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核糖体与mRNA的结合，加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA的稳定性；（2）在真核mRNA的3′末端，大多数有一段长短不一的多聚腺苷酸结构，通常称为多聚A尾。一般有数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。因为在基因内没有找到它相应的序列，因此认为它是在RNA生成后才加上去的。随着mRNA存在的时间延续，这段多聚A尾巴慢慢变短。因此，目前认为这种3′-末端结构可能与mRNA从细胞核向细胞质的转位及mRNA的稳定性有关。 2.（1）TAC中有4次脱氢、2次脱羧及1次底物水平磷酸化。（2）TAC中有3个不可逆反应、3个关键酶（异柠檬酸脱氢酶、α—酮戊二酸脱氢酶系、柠檬酸合酶）。（3）TAC的中 一、糖类化学 1、糖的概念与分类 糖是多羟基的醛或酮及其缩聚物和某些衍生物。 单糖是最简单的糖，不能再被水解为更小的单位。 寡糖是由2~10个分子单糖缩合而成，水解后产生单糖。 低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物 多糖是由多个单糖分子缩合而成。 多糖中由相同的单糖基组成的称同多糖，不相同的单糖基组成的称杂多糖。 按其分子中有无支链，则有直链、支链多糖之分 按其功能不同，可分为结构多糖、贮存多糖、抗原多糖等 按其分布来说，则又有胞外多糖、胞多糖、胞壁多糖之别 如果糖类化合物含有非糖物质部分，则称糖缀合物或复合糖类，例如糖肽、糖脂、糖蛋白等。 2、单糖的构型、结构、构象 1）构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。当某一物质由一种构型转变为另一种构型时，要求共价键的断裂和重新形成。★2）单糖的D-、L-型：以距羰基最远的不对称碳原子为准，羟基在左面的为L构型，羟基在右面为D构型。 3）环状结构——葡萄糖的某些性质不能用链式结构来解释: 葡萄糖不似醛发生NaHSO3和Schiff试剂的加成反应；葡萄糖不能和醛一样与两分子醇形成缩醛，只能与一分子醇反应；葡萄糖溶液有变旋现象。 4）一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖，不在同一侧的称为β-葡萄糖。 5) 构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而改变分子中基团在空间的排布位置，而产生不同的排列方式。 3、寡糖 寡糖是少数单糖（2-10个）缩合的聚合物。 低聚糖通常是指20以下的单糖缩合的聚合物。 4、多糖 多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而形成的高聚物。 多糖完全水解时，糖苷键裂断而成单糖。 4.1 淀粉 1）直链淀粉：葡萄糖分子以α（1-4）糖苷键缩合而成的多糖链。可溶于热水、250~300个糖分子、遇碘呈紫蓝色 2）支链淀粉：由多个较短的1、4-苷键直链结合而成，不可溶于热水、可溶于冷水、＞6000个糖分子、遇碘呈紫红色 3）淀粉的降解：在酸或淀粉酶作用下被降解，终产物为葡萄糖： 淀粉→红色糊精→无色糊精→麦芽糖→葡萄糖 4.2 糖原：α-D-葡萄糖多聚物 1）结构：同支链淀粉；区别在于分支频率及分子量为其二倍。 2）分布：主要存在于动物肝、肌肉中。 3）特点：遇碘呈红色。 4）功能：同淀粉，亦称动物淀粉。其合成与分解取决于血糖水平 4.3 纤维素--植物细胞壁结构多糖 1）结构：由D-葡萄糖以β（1-4）糖苷键连接起来的无分支线形聚合物。 8.试述胆固醇与胆汁酸之间的代谢联系 答：①胆汁酸由胆固醇在肝C内合成的 ②胆汁酸的合成受肠道向肝脏胆固醇转运量的调节，从肠吸收至肝脏内的胆固醇增多，则胆汁酸的合成亦增多 ③胆固醇的消化、吸收和排泄均受胆汁酸盐的影响 1.简述DNA双螺旋模型的要点 答：①两条反向平行的互补多核苷酸链围绕中心轴，盘旋成右手双螺旋结构 ②碱基间形成氢键，使两条链相连，A=T，G C。氢键与碱基堆砌力是维持DNA二级结 构稳定的重要因素。 ③每10个碱基对能使螺旋上升一圈，螺距3.4nm，螺旋直径为2nm。 ④磷酸和脱氧核糖构成股价，位于螺旋外侧，碱基位于内侧。碱基平面与中心轴垂直。 2.糖代谢与脂代谢使通过那些反应联系起来的？ 答：①糖酵解过程重产生的磷酸二羟丙酮可转变为3－磷酸甘油，可作为脂肪合成的原料和脂肪酸进一步合成TG。 ②糖有？氧氧化进程重产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。 ③脂肪酸分解产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化 ④酮体氧化产生的乙酰CoA最终也进入三羧酸循环氧化 ⑤甘油经磷酸甘油激酶作用，最终转变为磷酸二羧丙酮进入糖酵解或糖的有氧氧化过程 3.三羧酸循环有何特点？为什么说三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质在体内氧化的共同途径何相互联系的枢纽？ 答：⑴特点：①循环中CO2的生成方式是两次脱羧 ②循环中多个反应是可逆的，但由于柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶和α－酮戊 二酸脱氢酶系催化的反应不可逆，故循环只能单向进行 ③循环中4次脱氢，其中三对氢原子以NAD＋为受氢体，一对以FAD为受氢体 ④循环中各产物不断地被消耗和补充，使循环处于动态平衡中 ⑤释放大量能量 ⑵三羧酸循环的起始物乙酰CoA不仅由糖的氧化分解产生，也由甘油、脂肪酸和AA氧 化分解产生，因此该循环实际上是糖、蛋白质及脂肪在体内氧化的共同途径 ⑶糖和甘油代谢生成的α－酮戊二酸和草酰乙酸等中间产物可转变成某些AA；儿许多 AA分解的产物又是循环的中间产物，可敬糖异生变成糖或甘油。可见三羧酸循环使三大营养物质相互联系的枢纽 4.胆固醇可在体内转变成哪些物质？合成胆固醇的基本原料和关键酶各是什么？ 答：胆固醇在体内可转变为：⑴胆汁酸⑵类固醇激素⑶7－脱氢胆固醇 原料：乙酰CoA、ATP、NADH+H＋ 关键酶：HMG CoA还原酶 5.何谓酮体？试述酮体生成及氧化中的主要酶类及酮体代谢特点和生理意义。 答：⑴酮体是脂肪酸在肝内分解代谢产生的一类特殊中间产物，包括：乙酸乙酰，β－羟丁酸和丙酮 酮体在肝内生成，其限速酶是HMGCoA合成酶；酮体在肝外组织被氧化利用，其主要酶类为琥珀酰CoA转硫酶和乙酰乙酸硫激酶。 ⑵酮体代谢的特点是：肝内生成肝外氧化利用；其生理意义是肝脏为肝外组织提供了另一种能源物质，是心、肾、脑、肌肉等重要脏器在糖利用出现障碍时可利用的一种能源。6.试以脂类代谢及代谢紊乱的理论分析酮症、脂肪肝和动脉粥样硬化的病因。 答：⑴酮症：在糖尿病或糖供给等病理情况下，胰岛素分泌减少或作用低下而胰高血糖素、肾上腺素等分泌上升，导致了脂肪动员增强，脂肪酸在肝内的分解增多，酮体的 生成也增多；同时，由于主要来源于糖代谢的丙酮酸减少，因此使草酰乙酸减少， 导致了乙酰CoA的堆积；此时肝外组织的酮体氧化利用减少，结果就出现了酮 体过多积累在血中的现象。 ⑵脂肪肝：肝C内的脂肪来源多、去路少导致脂肪堆积。原因有：①肝功能低下，导致 肝内脂肪运出障碍。②糖代谢障碍导致脂肪动员增强，进入肝内的脂肪酸增多。 ③肝C内用于合成脂蛋白的磷脂缺乏。④急性肝炎后，活动过少使能量消耗减 生物化学复习题 第一章绪论 1. 名词解释 生物化学： 生物化学指利用化学的原理和方法，从分子水平研究生物体的化学组成，及其在体的代谢转变规律，从而阐明生命现象本质的一门科学。其研究容包括①生物体的化学组成，生物分子的结构、性质及功能②生物分子的分解与合成，反应过程中的能量变化③生物信息分子的合成及其调控，即遗传信息的贮存、传递和表达。生物化学主要从分子水平上探索和解释生长、发育、遗传、记忆与思维等复杂生命现象的本质 2. 问答题 （1）生物化学的发展史分为哪几个阶段？ 生物化学的发展主要包括三个阶段：①静态生物化学阶段（20世纪之前）：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的排泄物和分泌物②动态生物化学阶段（20世纪初至20世纪中叶）：是生物化学蓬勃发展的阶段，这一时期人们基本弄清了生物体各种主要化学物质的代谢途径③功能生物化学阶段（20世纪中叶以后）：这一阶段的主要研究工作是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。（2）组成生物体的元素有多少种？第一类元素和第二类元素各包含哪些元素？ 组成生物体的元素共28种 第一类元素包括C、H、O、N四中元素，是组成生命体的最基本元素。第二类元素包括S、P、Cl、Ca、Na、Mg，加上C、H、O、N是组成生命体的基本元素。 第二章蛋白质 1. 名词解释 （1）蛋白质：蛋白质是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物 （2）氨基酸等电点：当氨基酸溶液在某一定pH时，是某特定氨基酸分子上所带的正负电荷相等，称为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH即为该氨基酸的等电点 （3）蛋白质等电点：当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离形成正负离子的趋势相等，即称为兼性离子，净电荷为0，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点 （4）N端与C端：N端（也称N末端）指多肽链中含有游离α-氨基的一端，C端（也称C 末端）指多肽链中含有α-羧基的一端（5）肽与肽键：肽键是由一个氨基酸的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，许多氨基酸以肽键形成的氨基酸链称为肽 （6）氨基酸残基：肽链中的氨基酸不具有完整的氨基酸结构，每一个氨基酸的残余部分称为氨基酸残基 （7）肽单元（肽单位）：多肽链中从一个α-碳原子到相邻α-碳原子之间的结构，具有以下三个基本特征①肽单位是一个刚性的平面结构②肽平面中的羰基与氧大多处于相反位置③α-碳和-NH间的化学键与α-碳和羰基碳间的化学键是单键，可自由旋转 （8）结构域：多肽链的二级或超二级结构基础上进一步绕曲折叠而形成的相对独立的三维实体称为结构域。结构域具有以下特点①空间上彼此分隔，具有一定的生物学功能②结构域与分子整体以共价键相连，一般难以分离（区别于蛋白质亚基）③不同蛋白质分子中结构域数目不同，同一蛋白质分子中的几个结构域彼此相似或很不相同 （9）分子病：由于基因突变等原因导致蛋白质的一级结构发生变异，使蛋白质的生物学功能减退或丧失，甚至造成生理功能的变化而引起的疾病 （10）蛋白质的变构效应：蛋白质（或亚基）因与某小分子物质相互作用而发生构象变化，导致蛋白质（或亚基）功能的变化，称为蛋白质的变构效应（酶的变构效应称为别构效应）（11）蛋白质的协同效应：一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应，其中具有促进作用的称为正协同效应，具有抑制作用的称为负协同效应 （12）蛋白质变性：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质分子的特定空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失，变性的本质是非共价键和二硫键的破坏，但不改变蛋白质的一级结构。造成变性的因素有加热、乙醇等有机溶剂、强碱、强酸、重金属离子和生物碱等，变形后蛋白质的溶解度降低、粘度增加，结晶能力消失、生物活性丧失、易受蛋白酶水解 （14）蛋白质复性：若蛋白质的变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可部分恢复其原有的构象和功能，称为复性 2. 问答题 （1）组成生物体的氨基酸数量是多少？氨基酸的结构通式、氨基酸的等电点及计算公式？ 组成生物的氨基酸有22种，组成人体和大多数生物的为20种，结构 通式如右图。氨基酸的等电点指当氨基酸溶液在某一定pH时，是某特定氨 基酸分子上所带的正负电荷相等，称为两性离子，在电场中既不向阳极也 文案大全 组成蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸。 细胞;几乎一切生活着的组织的结构和功能单位。 第一章生物化学与细胞 1、原核细胞与真核细胞的概念及区别 a原核细胞没有清楚界定的细胞核，而真核细胞有一双层膜将核与细胞其他部分分开。 b原核细胞仅有一层（细胞）膜，真核细胞内有一完善的膜系统。 c真核细胞含有膜包被的细胞器，原核细胞没有。 d真核细胞通常比原核细胞大 f原核生物是单细胞有机体，真核生物可能是单细胞，也可能是多细胞。 第二章到第四章氨基酸、多肽和蛋白质 1、α-氨基酸概念 α-氨基酸分子中的α-碳（分子中的第二个碳）结合着一个氨基和一个酸性的羧基，，α-碳还结合着一个H原子和一个侧链基团。 2、确定氨基酸的构型L-型D-型规则 a-COO-画在顶端，垂直画一个氨基酸，然后与立体化学参照化合物甘油醛比较，a-氨基位于a-C左边的是L-异构体，位于右边的为D-异构体，氨基酸的一对镜像异构体分别为L-型D-型异构体。 3、酸碱性氨基酸的名称及总体特点 4、含有的巯基的氨基酸 （含S基团的氨基酸）半胱氨酸（α-氨基-β-巯基丙酸）侧链上含有一个（-SH）巯基，又称巯基丙氨酸。-SH是一个高反应性集团。因为S原子时可极化原子，巯基能与O和N形成弱的氢键。 5、氨基酸在酸碱中的两性电离，等电点 所有氨基酸都处于电离状态。 在任意ph下，[共轭碱]/ [共轭酸]（[A-]/ [HA] ）可用Henderson-hasselbalch方程式ph=pk+lg（[A-]/ [HA] ） 等电点：氨基酸的正负电荷相互抵消，对外表现净电荷为零时的pH值。 6、氨基酸的几个特征化学反应及用途 由a-氨基参加的反应 （1）与亚硝酸反应用途：Van Slyke法定量测定氨基酸的基本反应。 （2）与甲醛发生羟甲基化反应用途：可以用来直接测定氨基酸的浓度。 （3）和2,4—二硝基氟苯的反应用途：用于蛋白质中氨基酸的鉴定。 （4）和丹磺酰氯的反应用途：用于蛋白质中氨基酸的鉴定。 （5）和苯异硫氰酸酯的反应用途：用于蛋白质中氨基酸的鉴定。 由a-氨基和羧基共同参加的反应 （1）与茚三酮反应用途：常用于氨基酸的定性或定量分析。 （2）成肽反应 7、肽键：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合，除去一份子水形成的酰胺键。肽：两个或两个以上氨基酸通过肽键共价连接形成的聚合物。 8、肽平面的定义 肽平面又称肽单位，使肽链主链上的重复结构。是由参与肽键形成的氮原子、碳原子和它们的四个取代成分：羰基氧原子、酰胺氢原子和两个相邻的α-碳原子组成的一个平面单位。 9、蛋白质二级结构概念及三种二级结构的特点 医学生物化学复习大纲 第一章蛋白质化学 【考核内容】 第一节蛋白质的分子组成 第二节蛋白质的分子结构 第三节蛋白质分子结构与功能的关系 第四节蛋白质的理化性质 【考核要求】 1.掌握蛋白质的重要生理功能。 2.掌握蛋白质的含氮量及其与蛋白质定量关系；基本结构单位——是20种L、α－氨 基酸，熟悉酸性、碱性、含硫、含羟基及含芳香族氨基酸的名称。 3.掌握蛋白质一、二、三、四、级结构的概念；一级结构及空间结构与功能的关系。 4.熟悉蛋白质的重要理化性质――两性解离及等电点；高分子性质（蛋白质的稳定因 素――表面电荷和水化膜）；沉淀的概念及其方式；变性的概念及其方式；这些理化性质在医学中的应用。 第二章核酸化学 【考核内容】 第一节核酸的一般概述 第二节核酸的化学组成 第三节 DNA的分子结构 第四节RNA的分子结构 第五节核酸的理化性质 【考核要求】 1.熟悉核酸的分类、细胞分布及其生物学功能。 2.核酸的分子组成：熟悉核酸的、平均磷含量及其与核酸定量之间的关系。核苷酸、核 苷和碱基的基本概念。熟记常见核苷酸的缩写符号。掌握两类核酸（ＤＮＡ与ＲＮＡ）分子组成的异同。熟悉体内重要的环核苷酸——cAMP和cGMP。 3.核酸的分子结构：掌握多核苷酸链中单核苷酸之间的连接方式——磷酸二酯键及多核 苷酸链的方向性。掌握ＤＮＡ二级结构的双螺旋结构模型要点、碱基配对规律；了解ＤＮＡ的三级结构——核小体。熟悉ｒＲＮＡ、ｍＲＮＡ和ｔＲＮＡ的结构特点及功能。熟悉ｔＲＮＡ二级结构特点——三叶草形结构及其与功能的关系。 4.核酸的理化性质：掌握核酸的紫外吸收特性，ＤＮＡ变性、Tm、高色效应、复性及杂 交等概念。 第三章酶 【考核内容】 第一节、酶的一般概念 第二节、酶的结构与功能 第19章代谢总论 1、分解代谢：有机营养物，不管是从环境获得的，还是自身储存的，通过一系列反应步骤变为较小的，较简单的物质的过程称为分解代谢。 2、合成代谢：又称生物合成，是生物体利用小分子或大分子的结构原件建造成自身大分子的过程。 3、ATP储存自由能为生物体的一切生命活动提供能量。满足以下四方面的需要：①生物合成、②肌肉收缩、③营养物逆浓度梯度跨膜运送、④在DNA、RNA、蛋白质能生物合成中，以特殊方式起递能作用。 4、能够直接提供自由能推动生物体多种化学反应的核苷酸类分子除ATP外，还有GTP，UTP，CTP。GTP对G蛋白的活化，蛋白质的生物合成，蛋白质的寻靶作用，蛋白质的转运等等都作为推动力提供自由能。 5、FMN，黄素腺嘌呤单核苷酸，FAD，黄素腺嘌呤二核苷酸，它们是另一类在传递电子和氢原子中起作用的载体。FMN和FAD都能接受两个电子和两个氢原子，它们在氧化还原反应中，特别是在氧化呼吸链中起着传递电子和氢原子的作用。 6、辅酶A，简写为CoA，分子中含有腺嘌呤、D-核糖、磷酸、焦磷酸、泛酸和巯基乙胺。在水解时释放出大量的自由能。 7、遗传缺欠症缺乏尿黑酸氧化酶，导致酪氨酸的代谢中间物尿黑酸不能氧化而随尿排出体外，在空气中使尿变成黑色。苯丙酮尿症，是苯丙氨酸发生异常代谢的结果，这是尿中出现苯丙氨酸。但酪氨酸的代谢仍然正常。通过以上两种不正常的代谢现象，是苯丙氨酸的代谢途径得到了阐明。 第20章生物能学 1、高能磷酸化合物的类型①碳氧键型②氮磷键型-如胍基磷酸化合物。1.磷酸肌酸。2.磷酸精氨酸。③硫酯键型-活性硫酸基。1. 3’-腺苷磷酸5’-磷酰硫酸。2. 酰基辅酶A。 ④甲硫键型-活性甲硫氨酸 2、ATP水解释放的自由能收到许多因素的影响。当ph升高时ATP释放的自由能明显升高。还受到Mg2+等其他一些2价阳离子的复杂的影响。 3、ATP在磷酸基团转移中作为中间递体而起作用。 4、磷酸肌酸：神经和肌肉等细胞活动直接供能物质是ATP。但ATP在细胞中的含量很低。在哺乳动物的脑和肌肉中约3-8mmoal/kg。而肌肉和脑中的磷酸肌酸含量都远远超过ATP。磷酸肌酸是细胞内首先供应ADP使之再合成ATP的能源物质。 5、人体肌肉中磷酸肌酸的含量及其再合成速度是运动员速度素质的物质基础。 6、磷酸精氨酸是某些无脊椎动物例如蟹和龙虾等肌肉中的储能物质。 7、磷酸精氨酸和磷酸肌酸以高能磷酸集团作为储能物质又统称磷酸原。有些微生物以聚偏磷酸作为储能物质。 8、ATP系统的动态平衡：ATP的周转非常迅速，细胞内ATP的产生和利用都处在一个相对稳定的平衡状态。 9、能荷：细胞所处的能量状态用ATP，ADP和AMP之间的关系式来表示，成为能荷。能荷是细胞所处能量状态的一个指标。 第21章糖酵解作用 1、糖酵解作用：在无氧条件下，葡萄糖进行分解，形成2分子丙酮酸并提供能量的过程。糖酵解过程可以说，是真核细胞以及细菌摄入体内的葡萄糖最初经历的酶促分解过程。也是 第二章蛋白质的结构和功能 第一节蛋白质分子组成 一、组成元素： N为特征性元素，蛋白质的含氮量平均为16%.———--测生物样品蛋白质含量：样品含氮量×6.25 二、氨基酸 1。是蛋白质的基本组成单位，除脯氨酸外属L—α-氨基酸，除了甘氨酸其他氨基酸的α—碳原子都是手性碳原子。 2。分类：（1）非极性疏水性氨基酸：甘、丙、缬、亮、异亮、苯、脯，甲硫。(2）极性中性氨基酸:色、丝、酪、半胱、苏、天冬酰胺、谷氨酰胺。（3）酸性氨基酸：天冬氨酸Asp、谷氨酸Glu。(4）(重）碱性氨基酸：赖氨酸Lys、精氨酸Arg、组氨酸His。 三、理化性质 1。两性解离:两性电解质，兼性离子静电荷+1 0 —1 PH 第一章 一、蛋白质的生理功能 蛋白质是生物体的基本组成成分之一，约占人体固体成分的45%左右。蛋白质在生物体内分布广泛，几乎存在于所有的组织器官中。蛋白质是一切生命活动的物质基础，是各种生命功能的直接执行者，在物质运输与代谢、机体防御、肌肉收缩、信号传递、个体发育、组织生长与修复等方面发挥着不可替代的作用。 二、蛋白质的分子组成特点 1.蛋白质的基本组成单位是氨基酸 编码氨基酸:自然界存在的氨基酸有300余种，构成人体蛋白质的氨基酸只有20种，且具有自己的遗传密码。 2. 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 每100mg样品中蛋白质含量（mg%）：每克样品含氮质量（mg）×6.25×100。 3. 氨基酸的分类 所有的氨基酸均为L型氨基酸（甘氨酸）除外。 根据侧链基团的结构和理化性质，20种氨基酸分为四类。 （1）非极性疏水性氨基酸：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、脯氨酸（Pro）。 （2）极性中性氨基酸：色氨酸（Trp）、丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）、天冬酰胺（Asn）、谷胺酰胺（gln）、苏氨酸（Thr）。 （3）酸性氨基酸：天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）。 （4）碱性氨基酸：赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、组氨酸（His）。 ?含有硫原子的氨基酸：蛋氨酸（又称为甲硫氨酸）、半胱氨酸（含有由硫原子构成的巯基－SH）、胱氨酸（由两个半胱氨酸通过二硫键连接而成）。 ?芳香族氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。 ?唯一的亚氨基酸：脯氨酸，其存在影响α-螺旋的形成。 ?营养必需氨基酸：八种，即异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸。可用一句话概括为“一家写两三本书来”，与之谐音。 氨基酸的理化性质 1. 氨基酸的两性解离性质：所有的氨基酸都含有能与质子结合成NH4＋的氨基；含有能与羟基结合成为COO－的羧基，因此，在水溶液中，它具有两性解离的特性。在某一pH环境溶液中，氨基酸解离生成的阳郭子及阴离子的趋势相同，成为兼性离子。此时环境的pH值称为该氨基酸的等电点（pI），氨基酸带有的净电荷为零，在电场中不泳动。pI值的计算如下：pI＝1/2（pK1 + pK2）,(pK1和pK2分别为α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数值)。 2. 氨基酸的紫外吸收性质 （1）吸收波长：280nm （2）结构特点：分子中含有共轭双键 （3）光谱吸收能力：色氨酸＞酪氨酸＞苯丙氨酸 （4）呈色反应：氨基酸与茚三酮水合物共加热，生成的蓝紫色化合物在570nm波长处有最大吸收峰；蓝紫色化合物＝（氨基酸加热分解的氨）＋（茚三酮的还原产物）＋（一分子茚三酮）。 肽的相关概念 (1)寡肽：小于10分子氨基酸组成的肽链。 (2)多肽：大于10分子氨基酸组成的肽链。 (3)氨基酸残基：肽链中因脱水缩合而基团不全的氨基酸分子。 (4)肽键：连接两个氨基酸分子的酰胺键。 (4)肽单元：参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，组成肽单元。 三、蛋白质分子结构特点 见表1-1。 第一章蛋白质的结构与功能 第一节蛋白质的分子组成 一、组成蛋白质的元素 1、主要有C、H、O、N和S，有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、 钴、钼，个别蛋白质还含有碘。 2、蛋白质元素组成的特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 3、由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量， 就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量 ( g % )= 每克样品含氮克数× 6.25×100 二、氨基酸——组成蛋白质的基本单位 （一）氨基酸的分类 1.非极性氨基酸（9）：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）色氨酸（Try） 蛋氨酸（Met） 2、不带电荷极性氨基酸（6）：丝氨酸（Ser）酪氨酸(Try) 半胱氨 酸 (Cys) 天冬酰胺 (Asn) 谷氨酰胺(Gln ) 苏氨酸(Thr ) 3、带负电荷氨基酸（酸性氨基酸）（2）: 天冬氨酸(Asp ) 谷氨酸(Glu) 4、带正电荷氨基酸（碱性氨基酸）（3）:赖氨酸(Lys) 精氨酸(Arg) 组氨酸( His) （二）氨基酸的理化性质 1. 两性解离及等电点 等电点 :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值称为该氨基酸的等电点。 2. 紫外吸收 (1)色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。 （2）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. 茚三酮反应 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。 由于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 三、肽 （一）肽 1、肽键是由一个氨基酸的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。 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pH 生物化学总结归纳 第一节蛋白质结构和功能 一、蛋白质的分子组成 1.蛋白质元素组成的特点:平均为16%。 1克样品中蛋白质的含量=每克样品含氮克数×6.25(1/16%) 2.氨基酸的结构特点： ⑴蛋白质的基本组成单位：氨基酸 ⑵组成人体蛋白质的氨基酸都是: L-α-氨基酸（甘氨酸、脯氨酸除外） 3.氨基酸的分类: ⑴极性中性氨基酸（7个） 甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷胺酰胺 ⑵非极性疏水性氨基酸（8个）(甲硫氨酸=氮氨酸) 4.多肽链中氨基酸的连接方式：肽键（—CO—NH—，酰胺键） 二、蛋白质的分子结构 1.蛋白质的一级结构： ⑴蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。 ⑵基本化学键：肽键 2.蛋白质的二级结构： ⑴概念：局部主链 ⑵主要的化学键：氢键 ⑶基本结构形式：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲 3.蛋白质的三级结构： ⑴概念：一条多肽链内所有原子的空间排布，包括主链、侧链构象内容。 ⑵化学键：疏水作用力、离子键、氢键和范德华力。（次级键） 4.蛋白质的四级结构 ⑴亚基：由二条或二条以上具有独立三级结构的多肽链组成，其中每条多肽链称之。亚基单独存在没有生物学活性。 ⑵蛋白质四级结构：蛋白质分子中各亚基之间的空间排布及相互接触关系。 ⑶亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。 三、蛋白质的结构与功能的关系（结构决定功能） 1.蛋白质一级结构与功能的关系： ⑴蛋白质一级结构的改变：镰刀形红细胞贫血（分子病）（六月，携镰刀割谷子） 注：第六个氨基酸，谷氨酸→缬氨酸 四、蛋白质的性质 1.蛋白质的两性解离： ⑴蛋白质分子是两性电解质。生物化学总结
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