生物化学

第二章蛋白质

1.蛋白质组成:氨基酸{广义上是指分子中既有氨基又有羧基的化合物}

2.氨基酸结构通式分为左旋和右旋. ?天然氨基酸为

每种氨基酸都有D型和L型(组成蛋白质氨基酸,除甘氨酸外)两种异构体.

按R基极性分:非极性氨基酸和极性氨基酸(非解离的极性氨基酸,酸性氨基酸,碱性氨基酸) 3.氨基酸的理化性质:等电点PI{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，成为两性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。}

应用:若PI=5,放入PH=6的溶液,向哪极移动?

4.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共价键。

5.蛋白质结构

(1)一级结构是指多肽链中氨基酸序列。

形成一级结构的化学键:肽键(主要化学键),二硫键.

(2)二级结构是指组成蛋白质的肽链的主链的空间结构，也就是肽链主链骨架原子的相对空间位置，不涉及氨基酸残基侧链的构象。维系二级结构的主要化学键:氢键主要形式: β-折叠 , β-转角 ,无规卷曲 ,α-螺旋 (连续排列的肽平面旋转形成面螺旋.右手螺旋.酰胺平面与螺旋的长轴平行,一个AA0.15nm,每3.6个为一圈(0.54nm).在同一肽链内相邻的螺圈之间形成氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行.AA的侧链伸向螺旋外侧.AA 的R基可以影响螺旋的形成)

(3)蛋白质的三级结构是指在二级结构、超二级结构、结构域的基础上，多肽链再进一步折叠盘绕成更复杂的空间结构。包括主链和侧链上所有原子在三维空间的分布。

蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠弱的相互作用力或称非共价键、次级键，主要有氢键、范德华力、疏水作用和盐键（又称离子键）等。

(4) 蛋白质的亚基聚合成大分子蛋白质的方式称为蛋白质的四级结构。

各亚基间的结合力主要是氢键和离子键等非共价键。

6.蛋白质的变性: 在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。

变性的本质:破坏非共价键，不改变蛋白质的一级结构。

第三章核酸

1.核酸的组成:部分水解成核苷酸.核苷酸部分水解成核苷和磷酸.核苷可以水解称戊糖和含

氮碱基.是生物体的基本组成，携带和传递遗传信息。

2.DNA与RNA区别{分子组成,分布,生理学功能}

DNA 脱氧核糖核苷组成:D-2-脱氧核糖,碱基(AGCT),脱氧核糖核苷

分布:90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。

生理学意义:携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型。

RNA 核糖核酸组成:D-核糖,碱基(AGCU),核糖核苷

分布:90%分布细胞质，10%分布胞核

生理学意义:参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。

3.核苷是戊糖和含氮碱生成的糖苷. 糖苷键:核糖与碱基之间的C-N键.

4.核酸的一级结构: 核酸中核苷酸的连接方式和排列顺序。

读向: 碱基序列从左到右表示5'—3',由3'-5’磷酸二酯键连接。

若两链反向平行，则需注明每条链的走向。

5.DNA的二级结构

DNA双螺旋结构要点:①DNA分子由两条方向相反的平行多核苷酸链构成,一条链的5'末端与另一条的3'末端相对,两条链的糖-磷酸交替排列形成的主链沿共同的螺旋轴扭曲成右手螺旋.

②两条链上的碱基均在主链内侧,一条链上的A一定与另一条链上的T配对,G一定与C配对.氢键维持双链横向稳定性.

③成对碱基大致处于同一平面,该平面与螺旋轴基本垂直.碱基堆积力维持双链纵向稳定性。

④由于碱基对排列的方向性，使得碱基对占据的空间是不对称的，因此，在双螺旋的表面形成大小两个凹槽，分别称为大沟和小沟，二者交替出现.

⑤大多数天然DNA属双链DNA. ⑥双链DNA分子主链上的化学键受碱基配对等因素影响旋转受到限制,是DNA分子比较刚硬,呈比较伸展的结构.但一些化学键亦可在一定范围内旋转,使DNA分子有一定的柔韧性.

生物学意义(百度):1、DNA是主要的遗传物质，DNA双螺旋结构使其具有稳定的结构。2、在DNA的复制过程中，DNA双螺旋结构中的每条可以作为模版，复制的子代DNA分子中，含有亲代DNA分子中的一条链，也就是半保留复制，保证复制的准确性。3、在基因的表达过程中，DNA解旋酶作用下，一条链做模板，转绿成mRNA后，有利于DNA分子恢复到双链结构，也保证DNA的稳定性

6.RNA种类及生物学作用:核蛋白体rRNA,核蛋白体组分;信使mRNA,蛋白质合成模板;转运tRNA,转运氨基酸;核内不均一RNA,成熟mRNA的前体;核内小SnRNA,参与hnRNA的剪接,转运;

核仁小SnoRNA,rRNA的加工,修饰;胞浆小scRNA,蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组分.

7.核酸的性质(均不涉及共价键)

紫外吸收性质:碱基具有共轭双键强烈吸收260-290nm波段紫外光,最大吸收峰在260nm附近. 变性:在某些理化因素作用下，核酸的双螺旋结构破坏，氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。不涉及一级结构.{DNA变性本质是双键间氢键的断裂}

溶解温度:Tm.紫外吸收的增加量达最大增量的一半时的温度.

复性:在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象.

退火:热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性.

减色效应:复性后,核酸的紫外吸收降低.

增色效应:DNA变性时其溶液紫外吸收增高30%-40%的现象。

第六章酶

1.酶的特点:生物催化剂{高效性,专一性,调节性,对环境因素敏感}

2.全酶:缀合蛋白质(由氨基酸残基组分,金属离子,有机小分子等化学成分)

脱辅酶:全酶中的蛋白质部分. 辅因子:非蛋白质部分全酶=脱辅酶+辅因子

3.酶专一性假说(P149)如何解释酶专一性?

①锁与钥匙假说:认为酶表面具有特定形状,像一把锁,底物分子或底物分子的一部分像钥匙

那样,专一地插入酶的特定部分,底物分子与酶分子在结构上具有紧密的互补关系.局限性在

于不能解释酶如何能同时催化可逆反应的正逆反应.

②诱导契合假说:酶分子的结构并非底物分子正好互补,党酶分子结合底物分子时,在底物分

子的诱导下,酶的构象发生变化,成为能与底物分子密切契合的构象,从而催化底物的反应. 4.(理解)酶的活性中心:酶的活性部位.在整个酶分子中,只有一小部分区域的氨基酸残基与对底物的结合有催化作用,这些特异的氨基酸残基比较集中的区域. 如何形成的?(理解) 5.米氏方程:描述了反应速率与底物浓度之间的关系

米氏常数：酶的特征性常数.当反应速率为最大反应速率一半时，底物的浓度.Km表示酶对底物的亲和力大小.

6.影响酶促反应速率的因素:pH的影响,温度的影响,激活剂的影响,抑制剂的影响

抑制剂分为:不可逆抑制剂和可逆抑制剂(竞争性抑制剂,非竞争性抑制剂,反竞争性抑制剂) 7.别构酶:具有别构调控作用的酶.别构效应:酶的调节部位可与某些化合物可逆的非共价结合，使酶发生结构的改变，进而改变酶的催化活性.

8.酶原的激活: 某种物质作用于酶原使之转变为有活性的酶的过程.(酶原,不具备活性的酶的前体)

第八章新陈代谢总论与生物氧化(不作为重点)

1.生物氧化:有机物在生物体内氧的作用下,生成二氧化碳和水并释放能量的过程.

特点: (1)生物氧化在常温、常压、接近中性的pH和多水环境中进行的,是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的；

(2)能量是逐步释放的,并以ATP的形式捕获能量.

(3)CO2的生成时有机酸脱羧生成的,由于脱羧基位置不同,又有α-脱羧和β-脱羧之分.

(4)水的生成是代谢物脱下氢经一系列的传递体与氧结合而生成的.

(5)有严格的细胞定位.真核生物在线粒体中.在不含线粒体的元和细胞中,如细菌细胞在细胞膜上.

2.呼吸链:代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后,经一系列的传递体,最后传递给被激活的氧分子,并与之结合生成水的全部体系.

组成:①烟酰胺脱氢酶类（NAD+、NADP+为辅酶）

②黄素脱氢酶类（以FMN、FAD为辅基）传递电子和H

③铁-硫蛋白类传递电子

④辅酶Ｑ传递电子和H

⑤细胞色素类传递电子

顺序: 呼吸链中传递体的顺序基本是按照氧化还原电位进行排列。

3.氧化磷酸化作用:生物体通过生物氧化所产生的能量,除一部分用以维持体温外,大部分可以通过磷酸酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中,此种伴随放能的氧化作用而进行的磷酸化作用.(或伴随着放能的氧化作用而进行的磷酸化作用.)

4.胞液中NADH的跨膜运转

转运到线粒体(因为生物氧化发生在线粒体),才能通过呼吸链产生能量.

两种穿梭方式:甘油-α-磷酸甘油穿梭系统:1.5个ATP

(知道) 苹果酸穿梭系统:2.5个ATP

第九章糖代谢

1.糖酵解:1mol葡萄糖变成2mol丙酮酸(或乳酸)并伴随ATP生成的过程.

限速酶:果糖磷酸激酶(最关键),己糖激酶,丙酮激酶.

反应全过程中有三步不可逆的反应

2.三羧酸循环:乙酰CoA的乙酰基部分是在有氧条件下通过一种循环被彻底氧化为CO2和H2O 的.这种循环开始于乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成3个羧基的柠檬酸.

限速酶:丙酮酸脱氢酶系,柠檬酸合成酶,异柠檬酸脱氢酶, α-酮戊二酸脱氢酶

ATP产生方式:底物磷酸化,电子传递磷酸化 (1mol生成32molATP)

3.糖异生作用:许多非糖物质如甘油,丙酮酸,乳酸以及某些氨基酸等能在肝中转变为葡萄糖.

与糖酵解的区别:三步不同,需要绕过.P257

(1)反应途径不同:糖酵解是葡萄糖降解为非糖物质的过程.

糖异生是非糖物质转化为葡萄糖的过程.

(2)反应场所不同:糖酵解在所有的细胞内都可以发生.

糖异生只发生在肝脏或肾脏中.

(3)能量消耗不同:糖酵解是产能过程.糖异生是耗能过程.

第十三章 DNA的生物合成

1.半保留复制: DNA在复制时，两条链解开分别作为模板，在DNA聚合酶的催化下按碱基互

补的原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的DNA分子。这样新形成的两个DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。由于子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。

2.原核生物DNA复制

过程(1)复制的起始{解旋解链(拓扑异构酶,解链酶),形成复制叉;引发体组装}

(2)复制的延长{①聚合子代DNA(DNA聚合酶)若在原核生物中，参与DNA复制延长的

是DNA聚合酶Ⅲ；而在真核生物中，是DNA聚合酶α(延长随从链)和δ（延长领头链）。

②引发体的移动}

(3)复制的终止{①去除引物(DNA聚合酶Ⅰ)(真核生物,RNA引物的去除，由一种特殊的核酸酶来水解，而冈崎片段仍由DNA聚合酶来延长。),填补缺口②连接冈崎片段(DNA连接酶)}原料:①DNA聚合酶(DNA聚合反应,以四种dNTP作为底物,反应需要接受模板的指导,反应需要引物,DNA的生长方向为5’-3’,产物DNA性质与模板相同)

?几种活性:5’-3’聚合酶活性及两种外切酶活性具有校正功能

②DNA连接酶(可催化两段DNA片段之间磷酸二酯键的形成，而使两段DNA连接起来。)

③DNA拓扑异构酶(Ⅰ主要和转录有关。Ⅱ主要与复制有关.Ⅱ引入负超螺旋可以消除复制叉前进时带来的扭曲张力。)

④dNTP,模板:DNA的2条链,引物

3.半不连续复制:一条链是连续合成的,另一条链是由间断合成的短片段连接而成的.

4.冈崎片段:由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开的，因此，随从链的合成也是一段一段的。DNA在复制时，由随从链所形成的一些子代DNA短链

5.前导链:复制时,DNA的一条链按与复制叉移动的方向一致的方向,沿5'到3'方向连续合成.

6.后随链:另一条链是在已经形成一段单链区后,先按与复制叉移动的方向相反的方向,沿5’到3'方向合成冈崎片段,再通过酶的作用将冈崎片段连在一起构成完整的链.

7.端粒酶:端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补于RNA 模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。

8.逆转录:以RNA为模板生成DNA的过程,与转录过程中遗传信息从DNA到RNA的方向相反.

9.DNA损伤:碱基脱落、碱基修饰、交联，链的断裂，重组等.

修复:错配修复,直接修复,切除修复,重组修复,SOS修复

10.DNA复制如何保持高度精确性???

DNA复制过程是一个高度精确的过程，据估计，大肠杆菌DNA复制109-1010碱基对仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下三点:

a、复制时以一条链为模板进行半保留复制,DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循碱基

配对原则）b、DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3’-5’外切酶切除）

c、起始时以RNA作为引物,终止时引物的切除及填补

第十四章 RNA的生物合成

1.模板链:基因转录时,两条互补的DNA链有一条作为RNA合成的模板.

2.编码链:非模板链

3.原核生物转录过程?(百度)

启动:启动 RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)构成的三元起始复合物，转录即自此开始. 延伸: σ亚基脱离酶分子，留下的核心酶与 DNA的结合变松，因而较容易继续往前移动。核心酶无模板专一性，能转录模板上的任何顺序，包括在转录后加工时待切除的居间顺序。脱离核心酶的σ亚基还可与另外的核心酶结合，参与另一转录过程。随着转录不断延伸，DNA双链顺次地被打开,并接受新来的碱基配对，合成新

的磷酸二酯键后，核心酶向前移去，已使用过的模板重新关闭起来，恢复原来的双链结构。一般合成的 RNA链对DNA模板具有高度的忠实性。终止:转录的终止包括停止延伸及释放RNA聚合酶和合成的 RNA。在原核生物基因或操纵子的末端通常有一段终止序列即终止子；RNA合成就在这里终止。原核细胞转录终止需要一种终止因子ρ（四个亚基构成的蛋白质）的帮助。

4.原核生物转录与复制的异同点?(百度)

相同点：都以DNA分子为模板；都遵循碱基配对原则合成出新的链来；都需要酶的催化。

不同点：复制是合成DNA双链，而转录是合成RNA单链；DNA复制中的酶有校正功能，而转录的没有；复制用的原料是dNTP,而转录用原料的是NTP.

5.RNA聚合酶与DNA聚合酶异同点?(百度)

相同点:都能以DNA为模板，从5'向3'进行核苷酸或脱氧核苷酸的聚合反应。

不同点:DNA聚合酶识别脱氧核糖核苷酸，在DNA复制中起作用, 把解旋的单链DNA重新配对连结。;而RNA聚合酶聚合的是核糖核苷酸，在转录中起作用,把核糖核酸和RNA融合的作用。

6.成熟的信使mRNA结构:?帽子结构,多聚A尾巴

第十五章蛋白质的生物合成

1.蛋白质合成体系

三种RNA(信使mRNA,核糖体rRNA,转运tRNA)

合成原料:20种氨基酸AA

能量:ATP主要参与氨基酸的活化;GTP提供翻译起始、延长、终止阶段所需能量;

参与的蛋白质因子、酶及酶的辅助因子(起始因子、延长因子、释放因子、肽基转移酶、氨基酰-tRNA合成酶)

(三联体密码:又称密码子, mRNA所含的A,G,C,U等4种核苷酸,3个一组构成的.

密码子特点:方向性5’-3’,连续性,简并性,通用性,摆动性)

2.原核生物蛋白质合成过程

氨基酸的活化(氨酰-tRNA合成酶,高度专一性,特异性识别位点:识别氨基酸,识别tRNA) 活化氨基酸的转运

肽链合成的起始

肽链合成的延长

肽链合成的终止