[医学生物化学]生化必背——总结至物质代谢

1. 什么是蛋白质的二级结构？它主要有哪几种？各有何特征？

二级结构：指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象，借氢键维系。主要有以下几种类型：

⑴α-螺旋：其结构特征为：①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm；③相邻螺旋圈之间形成许多氢键；④侧链基团位于螺旋的外侧。

影响α-螺旋形成的因素主要是：①存在侧链基团较大的氨基酸残基；②连续存在带相同电荷的氨基酸残基；③存在脯氨酸残基。

⑵β-折叠：其结构特征为：①若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片；②所有肽键的C=O和N—H形成链间氢键；③侧链基团分别交替位于片层的上、下方。

⑶β-转角：多肽链180°回折部分，通常由四个氨基酸残基构成，借1、4残基之间形成氢键维系。

⑷无规卷曲：主链骨架无规律盘绕的部分。

2. 试述DNA双螺旋结构的要点。

①为右手双螺旋，两条链以反平行方式排列；

②主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧；

③两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A-T、G-C（碱基互补原则）；

④螺旋的稳定因素为横向的氢键和纵向的碱基堆砌力；

⑤螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm，每一圈需要10个碱基。

3. 金属离子作为辅助因子的作用有哪些?

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. 比较三种可逆性抑制作用的特点

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以及酶对它们的亲和力有关。Km升高，Vmax不变。

②非竞争性抑制：抑制剂与底物结构不相似或完全不相同，只与酶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。Km不变，Vmax下降。

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。Km和Vmax均下降

5.简述Km和Vmax的意义。

K m：①K m值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。②当ES解离成E和S的速度大大超过分解成E和P的速度时，K m值近似于ES的解离常数K s。在这种情况下，K m 值可用来表示酶对底物的亲和力。此时，K m值愈大，酶与底物的亲和力愈小；K m值愈小，酶与底物的亲和力愈大。K s值和K m值的涵义不同，不能互相代替使用。③K m值是酶的特性常数之一，只与酶的结构、酶所催化的底物和外界环境(如温度、pH、离子强度)有关,与酶的浓度无关。各种酶的K m值范围很广，大致在10-2~10mmol/L之间。

V max：是酶完全被底物饱和时的反应速度。如果酶的总浓度已知，便可从V max计算酶的转换数。其定义是：当酶被底物充分饱和时，单位时间内每个酶分子(或活性中心)催化底

物转变为产物的分子数。对于生理性底物，大多数酶的转换数在1~104／秒之间。

6.变构调节和共价修饰调节的比较:

⑴变构调节：又称别构调节。某些代谢物能与变构酶分子上的变构部位特异性结合，使酶的分子构发生改变，从而改变酶的催化活性以及代谢反应的速度，这种调节作用就称为变构调节。变构调节的特点：①酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现；②酶的变构仅涉及非共价键的变化；③调节酶活性的因素为代谢物；④为一非耗能过程；⑤无放大效应。

⑵共价修饰调节：酶蛋白分子中的某些基团可以在其他酶的催化下发生共价修饰，从而导致酶活性的改变，称为共价修饰调节。共价修饰方式有：磷酸化-脱磷酸化等。共价修饰调节一般与激素的调节相联系，其调节方式为级联反应。共价修饰调节的特点为：①酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在；②有共价键的变化；③受其他调节因素（如激素）的影响；④一般为耗能过程；⑤存在放大效应。

7. NADPH的生理功能是什么？

①参与多种生物合成还原反应的供氢体。

②NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶，能维持谷胱甘肽的还原态，对维持红细胞的功能及完整性起重要作用。

③NADPH是加单氧酶系的供氢体，它参与羟化反应，因而与肝脏中药物、毒物和某些激素等的生物转化有关。

8. 何谓糖异生？糖异生的生理意义是什么？

由非糖物质转变为葡萄糖的过程。它是体内单糖生物合成的唯一途径。

糖异生具有重要的生理意义：①作为补充血糖的重要来源，它是体内维持血糖浓度相对恒定的一个重要途径。②回收乳酸能量，防止乳酸中毒。③协助氨基酸代谢，也是某些氨基酸异生为糖的过程。

9. 脂肪动员：

贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪动员的关键酶。HSL 的激活剂是肾上腺素、去甲肾上腺素和胰高血糖素；抑制剂是胰岛素、前列腺素E2和烟酸。脂肪动员的过程为：激素+膜受体→腺苷酸环化酶↑→cAMP↑→蛋白激酶↑→激素敏感脂肪酶（HSL，甘油三酯酶）↑→甘油三酯分解↑。

脂肪动员的结果是生成三分子的自由脂肪酸（FFA）和一分子的甘油。脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白结合成为复合体再转运，甘油则转运至肝脏再磷酸化为3-磷酸甘油后进行代谢。

10. 酮体生成（必看）：

脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。

酮体的生成：酮体主要在肝脏的线粒体中生成，其合成原料为乙酰CoA，关键酶是HMG-CoA合成酶。

其过程为：乙酰CoA→乙酰乙酰CoA →HMG-CoA→乙酰乙酸。生成的乙酰乙酸再通过加氢反应转变为β-羟丁酸或经自发脱羧生成丙酮。

(注，个人认为代谢图的形式写比较好，代谢图见教材)

11. 什么是血浆脂蛋白，它们的来源及主要功能是什么？

血浆脂蛋白是脂质与载脂蛋白结合形成的球形复合体，是血浆脂质的运输和代谢形式，主要包括CM、VLDL、LDL和HDL四大类。CM由小肠粘膜细胞合成，功能是运输外源性甘油三酯和胆固醇。VLDL由肝细胞合成和分泌，功能是运输内源性甘油三酯和胆固醇。LDL 由VLDL在血浆中转化而来，功能是转运内源性胆固醇。HDL主要由肝细胞合成和分泌，功能是逆向转运胆固醇。

12. 线粒体氧化呼吸链的组成：

在线粒体中，由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的，与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有：

1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：由一分子NADH还原酶（FMN），两分子铁硫蛋白（Fe-S）和一分子CoQ组成，其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ。

2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：由一分子琥珀酸脱氢酶（FAD），两分子铁硫蛋白和两分子Cytb560组成，其作用是将FADH2传递给CoQ。

3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：由两分子Cytb（分别为Cytb562和Cytb566），一分子Cytc1和一分子铁硫蛋白组成，其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。

4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：由一分子Cyta和一分子Cyta3组成，含两个铜离子，可直接将电子传递给氧，故Cytaa3又称为细胞色素c氧化酶，其作用是将电子由Cytc 传递给氧。

附：由上述递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。

1．NADH氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：NAD+ →[ FMN (Fe-S)]→CoQ →b(Fe-S)→c1 → c →aa3 →1/2O2 。丙酮酸、α-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、β-羟丁酸、β-羟脂酰CoA和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢。

2．琥珀酸氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：[ FAD (Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→c1 →c →aa3 →1/2O2 。琥珀酸、3-磷酸甘油（线粒体）和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。

13. 生物体内能量生成的方式：

1．氧化磷酸化：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。

2．底物水平磷酸化：直接将底物分子中的高能键转变为ATP分子中的末端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化。