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TUhjnbcbe - 2023/4/29 18:40:00
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生物化学

1、蛋白质系数:大多数蛋白质含氮量较恒定,平均含氮量为16%,即1克氮相当于6.25克蛋白质。6.25称为蛋白质系数。

2、蛋白质的二级结构:α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲。

(1)α-螺旋:

1)定义:肽平面围绕Cα盘绕形成的右手螺旋。α-螺旋是蛋白质中最常见、最典型和含量最丰富的结构元件。

2)特点:

①以肽键平面为基本单位,Cα为转折,绕中心轴形成右手螺旋;

②螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基,螺距0.54nm,螺旋的直径为0.5nm,每个氨基酸残基的高度为0.15nm,肽键平面与螺旋长轴平行;

③相邻螺旋之间形成链内氢键,氢键的取向几乎与轴平行,氢键是稳定α-螺旋的主要作用力;

④(φ,ψ)角度值为-57°和-47°;

⑤主链原子构成螺旋的主体,侧链在其外部,其形状、大小及电荷等均影响其形成和稳定性。

(2)β-折叠:

1)定义:是蛋白质中第二种最常见的二级结构,β-折叠是两条或多条几乎完全伸展的多肽链侧向聚集在一起,靠链间氢键连结为片层结构。

2)特点:

①肽键平面呈锯齿状排列,侧链R基团交错分布在片层平面的两侧;

②由链间氢键维持稳定,其方向与折叠的长轴接近垂直;

③有两种类型:反平行式,即相邻肽链的方向相反,(φ,ψ)角度值为-°和+°,平行式,即所有肽链的N-端都在同一边,(φ,ψ)角度值为-°和+°;

④每一个氨基酸在主轴上所占的距离,反平行式的是0.35nm,平行式的是0.nm,反平行式更稳定。

赖氨酸

3、蛋白质的变性作用:在高温、去污剂、高浓度水溶性有机溶剂包括脲、胍和还原剂等条件下,蛋白质中某些次级键甚至二硫键被打开或重排,造成蛋白质构象上的变化,使其功能活性丧失的现象。常见的物理、化学性质变化包括:

a.化学基团的暴露。原来埋藏在内部的基团向外暴露,而成为化学可亲性基团。

b.物化性质的改变。表现为结晶能力的丧失;溶解度的降低;分子形状的变化,不对称性增高;相应黏度增加,扩散系数降低;分子大小的改变。

c.对蛋白酶水解感受性的增加。蛋白质变性后,蛋白酶对其消化的速度,比对天然蛋白质快很多倍,因此,蛋白酶对天然蛋白质消化过程的第一步有可能就是变性反应。

4、结构域:指蛋白质构象中折叠相对比较紧密的区域,长度-般为-个氨基酸残基。结构域之间在空间结构上相对独立,每个结构域均具备小的球蛋白的性质。结构域间的松散肽链一般称为“铰链区”。结构域作为蛋白质的折叠单位、结构单位、功能单位通过遗传复制和重排使蛋白质获得新功能,从而促进蛋白的进化。(结构域的类型有全平行a螺旋式,平行或混合型β折叠片式,反平行β折叠片式,富含金属或二硫键式等。)

5、固定化酶(immobilizedenzyme):是指在一定的空间范围内起催化作用,并能反复和连续使用的酶。通常酶催化反应都是在水溶液中进行的,而固定化酶是将水溶性酶用物理或化学方法处理,使之成为不溶于水的、但仍具有酶活性的状态。

6、磷酸戊糖途径:磷酸戊糖途径指机体某些组织(如肝、脂肪组织等)以6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程,又称为磷酸已糖旁路,其生物学意义包括:

1)产生大量的NADPH,为细胞的各种合成反应提供还原剂(力),比如参与脂肪酸和固醇类物质的合成。

2)在红细胞中保证谷胱甘肽的还原状态。(防止膜脂过氧化;维持血红素中的Fe2+;)(6-磷酸-葡萄糖脱氢酶缺陷症——贫血病)

3)该途径的中间产物为许多物质的合成提供原料,如:5-P-核糖、核苷酸、4-P-赤藓糖、芳香族氨基酸。

4)非氧化重排阶段的一系列中间产物及酶类与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同,因而磷酸戊糖途径可与光合作用联系起来,并实现某些单糖间的互变。

5)PPP途径是由葡萄糖直接氧化起始的可单独进行氧化分解的途径,也是戊糖代谢的主要途径。因此可以和EMP、TCA相互补充相互配合,增加机体的适应能力。

7、端粒酶:是含RNA链的反转录酶,以所含RNA为模板合成DNA端粒结构。

8、氨基酸的分解代谢,常见的脱氨方式有三种:

①转氨作用:由氨基转移酶催化(如谷丙转氨酶GPT、谷草转氨酶GOT),磷酸吡哆醛作为辅基,转移a氨基酸上的氨基至酮酸,生成相应的酮酸和氨基酸。

②氧化脱氨基:线粒体中,谷氨酸在谷氨酸脱氢酶作用下,以NAD或NADP为电子受体,催化生成α酮戊二酸及氨。

③联合脱氨基:一是指转氨作用的第一步和氧化脱氨基联合作用;二是指发生在骨骼肌、心肌肝及脑的嘌呤核苷酸循环。

9、鸟氨酸循环:尿素是通过尿素循环形成的。尿素循环亦称鸟氨酸循环,是排尿素动物在肝脏中合成尿素的一个循环机制。肝细胞胞浆中的氨基酸经转氨作用与α-酮戊二酸形成的谷氨酸,透过线粒体膜进入线粒体基质,在谷氨酸脱氢酶作用下脱氨形成游离氨。形成的氨(NH4+)与三羧酸循环产生的二氧化碳、2分子ATP,在氨基甲酰合成酶I的催化下生成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸在线粒体的鸟氨酸转氨基甲酰酶的催化下,将氨基甲酰基转移给鸟氨酸生成瓜氨酸。瓜氨酸形成后即离开线粒体进入胞浆,在ATP的存在下,由精氨酸代琥珀酸合成酶的催化,与天冬氨酸缩合成精氨酸代琥珀酸。天冬氨酸在反应中作为氨基的供体。精氨酸代琥珀酸通过裂解酶的催化生成精氨酸和延胡索酸。精氨酸在胞浆精氨酸酶的催化下水解产生尿素和鸟氨酸。乌氨酸可重新进入尿素循环。

意义:蛋白质在体内分解成氨基酸,再分解产生氨,过量的氨具有神经*性,氨的解*是在肝内合成尿素,再随尿排出。因此,通过合成尿素可以维持正常的血氨水平。

10、Z-DNA:

(1)定义:是DNA双螺旋结构的一种形式,具有左旋型态的双股螺旋(与常见的B-DNA相反),并呈现锯齿形状。

(2)Z型DNA的结构特点:

①两条多核苷酸链反向平行绕成一个左手螺旋。

②碱基对在分子轴外侧,并构成了分子的凸面。

③糖磷酸骨架链的走向呈“Z字形”。

④分子表面只有小沟。

⑤DNA双螺旋体细长。

11、B-DNA:

(1)定义:右手螺旋,每螺旋10个碱基对,看清大沟和小沟。

(2)B型DNA的结构特点:

①两条多核苷酸链反向平行绕成一个右手螺旋。

②碱基位于双螺旋内侧,与纵轴垂直,糖磷酸骨架位于外侧与纵轴平行。

③分子表面有大沟和小沟。

④双螺旋的平均直径为2nm,每10对碱基旋绕一周,每周螺距为3.4nm。

⑤氢键与碱基堆积力为维持其结构的主要作用力。

12、Z-DNA和B-DNA两者之间的关系:B型、Z型DNA为DNA的两种结构形式,都是反向平行的双螺旋结构,B型DNA与Z型DNA之间可以互相转变。

13、Tm:DNA的熔点或熔解温度(Tm)。DNA的双螺旋结构失去一半时对应的温度。DNA的Tm般在70~85℃之间,浓度50ug/mL时,双链DNA的A=1.00,完全变性(单链)A=1.37,当A增加到最大增大值一半时,即1.时,对应的温度即为Tm。

14、增色效应:在DNA的变性过程中,摩尔吸光系数增大。

15、酶原:有些酶(大多为水解酶)在生物体内首先合成出来的只是它的无活性的前体,即酶原。

16、前导链和滞后链:DNA复制的两条新链中,有一条链是沿5′→3′方向连续合成的,合成的速度相对较快,故称为前导链;另一条则是沿5′→3′方向先合成一些比较短的片段,然后再由连接酶将它们连接起来,其合成是不连续的,合成的速度相对较慢,故称为滞后链。

17、半不连续复制:DNA的双螺旋结构中的两条链是反向平行的,当复制开始解链时,亲代DNA分子中一条母链的方向为5→3,另一条母链的方向为3’→5。DNA聚合酶只能催化5→3合成方向。在以3’→5’方向的母链为模板时,复制合成出一条5→3方向的前导链,前导链的前进方向与复制叉的行进方向一致,前导链的合成是连续进行的。而另一条母链仍以3’→5方向作为模板,复制合成一条5→3方向的随从链,因此随从链会成方向是与复制叉的行进方向相反的。随从链的合成是不连续进行的,先合成许多片段,即冈崎片段。最后各段再连接成为一条长链。由于前导链的合成连续进行的,而随从链的合成是不连续进行的,所以从总体上看DNA的复制是半不连续复制。

18、丙酮酸-柠檬酸循环:将线粒体内的乙酰辅酶A转运到胞液,用于脂肪酸的合成。

19、ACP:脂肪酸在合成过程中所需的一个特殊的载体即酰基载体蛋白。

20、SD-序列及生物学意义:

(1)在起始密码子上游约4-7个核苷酸之前还有一段富含嘌呤的5...AGGAGG...3端小序列,它可以与16SrRNA3端的3...UCCUCC...5区段完全互补。mRNA上的这段序列称为ShineDalg-arno序列(简称SD序列)。

(2)SD序列与16SrRNA序列互补的程度以及从起始密码子AUG到嘌呤片段的距离也都强烈地影响翻译起始的效率。不同基因的mRNA有不同的SD序列,它们与16SrRNA的结合能力也不同,从而控制着单位时间内翻译过程中起始复合物形成的数目,最终控制着翻译的速度。

21、酶活性中心:酶的活性部位(activesite)或称活性中心(acvete),指酶分子中直接与底物结合并催化底物反应的部位,通常处于或靠近酶分子的表面,只占酶分子很小部分(1%-2%),组成活性中心的几个氨基酸残基在空间结构中是靠近的,但在一级结构中可能相距很远,甚至位于不同的肽链上,底物通过次级键较弱的力结合到酶上,酶的活性部位具有柔性或可运动性。酶的活性部位包括两个功能部位:一是结合部位,决定酶的专一性;另一个是催化部位,决定酶的催化能力。

22、同工酶(isozymeorisoenzyme):是指能催化相同的化学反应,但其蛋白分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶,它们不仅存在于同一个体的不同组织中,甚至可以存在于同一组织,同一细胞的不同亚细胞结构中。

23、比活力:每毫克酶蛋白所具有的酶活力。酶的比活力是分析酶的纯度的重要指标。单位:U/mg蛋白质。有时用每克酶制剂或每毫升酶制剂含有多少个活力单位表示。

24、核酶(ribozyme):是具有催化功能的RNA分子称为核酶;具有催化功能的DNA分子称为脱氧核酶。

25、竞争性抑制:抑制剂的化学结构与底物相似,与底物竞争性的与酶的活性中心结合。

26、NADH呼吸链:细胞内最主要的呼吸链,脱氢酶以NAD+为辅酶,催化脱下的氢是NAD+转变为NADH,后者通过呼吸链将氢最终传递给氧而生成水。

27、糖异生途径:非糖物质(如丙酮酸乳酸甘油生糖氨基酸等)转变为葡萄糖的过程。

28、酮体:酮体包括乙酰乙酸、D-β-羟丁酸和丙酮。主要在肝脏中合成,在肝外组织氧化。

酮体为人体利用脂肪氧化物产生的中间的代谢产物,正常人产生的酮体很快被利用,在血中含量极微,约为2.0-4.0mg/L,其中乙酰乙酸\β羟丁酸\丙酮分别约占20%、78%、2%。尿中酮体(以丙酮计)约为50mg/24h。定性测试为阴性。但在饥饿、各种原因引起的糖代谢发生障碍,脂分解增加及糖尿病酸中*时,因产生酮体速度大于组织利用速度,可出现酮血症,继而发生酮尿(ketonuria,KET)。

29、核糖体循环:根据mRNA密码序列的指导,依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链,直到合成终止的过程。

30、γ谷氨酰基循环:γ谷氨酰循环组织摄取氨基酸的转运机制。在小肠黏膜、肾小管及脑组织上,细胞膜外侧γ谷氨酰转肽酶,催化谷胱甘肽的γ谷氨酰基与膜外氨基酸结合而带入细胞内释放的过程。谷氨酰基则重新生成谷胱甘肽再进行循环。

31、不对称转录:在DNA分子双链上,一股链作为模板指引转录(模板链),另一股链不转录(编码链),模板链并非总是在同一单链上。

32、共价修饰(covalentmodification):酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合,从而改变酶的活性,这一过程称为酶的共价修饰或者化学修饰。在共价修饰过程中,酶无活性(或低活性)与有活性(或高活性)两种形式的互变,这两种互变由两种催化不可逆反应的酶所催化,后者又受信号调控的调控。酶的共价修饰包括磷酸化与脱磷酸化(蛋白激酶催化蛋白质的磷酸化,蛋白质磷酸酶催化去磷酸化反应)、乙酰化与脱乙酰化、甲基化与脱甲基化,腺苷化与脱腺普化,以及—SH与—S—S—的互变等,以磷酸化修饰最为常见。

33、操纵子:是原核生物基因的一个基本转录单位,由编码序列及上游的调控序列组成。编码序列通常包括几个功能相关的结构基因,调控序列有启动序列(启动子)、操纵序列(操纵基因)及其他调节序列构成。

34、变构效应:酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后导致酶分子发生构象改变,进而改变酶的活性状态。

35、DNA双螺旋结构的特点及生物学意义:

(1)特点:

①两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕;两条链都为右手螺旋。

②碱基位于双螺旋的内侧,磷酸与核糖在外侧,彼此通过35-磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架,碱基平面与纵轴垂直,糖环平面与纵轴平行。

③双螺旋的平均直径为2nm,相邻两对碱基间垂直距离为0.34nm,旋转角为36°,每10对碱基旋绕一周,为°,每周螺距离度为3.4nm。

④在双螺旋的表面有大沟和小沟。

⑤两条链借碱基之间的氢键和碱基堆积力牢固地结合起来,维持DNA结构的稳定性。

(2)意义:双螺旋DNA是储存遗传信息的分子,通过半保留复制,储存遗传信息,通过转录和翻译表达出生命活动所需信息(蛋白质和酶),体现出遗传的稳定性和生物的多样性。

38、RNA在蛋白质生物合成中的作用:

参与蛋白质合成的RNA有三种,分别是信使RNA(mRNA),转移RNA(tRNA),核糖RNA(rRNA),其中信使RNA是携带的遗传信息并起蛋白质合成的模板作用。mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来,然后再由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,完成基因表达过程中的遗传信息传递过程。转移RNA是转换器,携带活化了的氨基酸并起解译作用,tRNA能根据mRNA的遗传密码依次准确地将它携带的氨基酸连结起来形成多肽链。核糖RNA是组成核糖体的主要成分,是装配者并起催化作用。

39、B族维生素在糖代谢、脂代谢中的作用:

B族维生素以辅酶形式参与糖代谢的酶促反应过程,当其缺乏时会导致糖代谢障碍。

①糖酵解途径:3-磷酸甘油醛脱氢生成1,3-二磷酸甘油酸,需维生素PP参与。

②糖有氧氧化:丙酮酸及α-酮戊二酸氧化脱羧,需维生素B1、B2、PP、泛酸和硫辛酸参与;异柠檬酸氧化脱羧及苹果酸脱氢,需维生素PP参与;琥珀酸脱氢,需维生素B2参与。

③磷酸戊糖途径:6-磷酸葡萄糖及6-磷酸葡糖酸脱氢,需维生素PP参与。

④糖异生途径也需维生素PP和生物素参与。

40、ATP在生物体内的能量代谢中的作用:

生物体所需的能量主要来自糖、脂质、蛋白质等有机物的氧化,生物氧化释放的能量在生物体内主要以ATP的形式储存起来,当机体代谢需要ATP供能时,ATP便以多种形式将能量转移和释放出来,供生物体利用。

41、脂肪酸分解产能的计算:

假如偶数碳原子数为n的脂肪酸进行β氧化,则需作(n/2-1)次循环才能分解为n/2个乙酰辅酶A,产生n/2个NADH和n/2个FADH2,则总能量为(n/2-1)×(1.5+2.5)+(n/2×10)—2个ATP。

42、肽链合成耗能的计算:

氨基酸活化时需要消耗2分子高能磷酸键,肽键形成时又消耗2分子高能磷酸键,故缩合一分子氨基酸残基需要消耗4分子高能磷酸键。

43、生物氧化的特点:

(1)是在细胞内进行酶催化的氧化过程,反应条件温和(水溶液中PH约为7和常温)。

(2)在生物氧化的过程中,同时伴随生物还原反应的产生。

(3)水是许多生物氧化反应的供氧体,通过加水脱氢作用直接参与了氧化反应。

(4)在生物氧化中,碳的氧化和氢化是非同步进行。氧化过程中脱下来的质子和电子,通常由各种载体,如NADH等传递给氧并最终生成水。

(5)生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都有特殊的酶催化,每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步反应的模式有利于在温和的条件下释放能量,提高能源利用率。

(6)生物氧化释放的能量,通过与ATP合成相偶联,转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。

44、脂肪酸的分解和合成的区别:

45、DNA复制和RNA转录的异同:

(1)相同点:

① 都以DNA为模板,都用核苷酸为原料。

② 都是酶促的核苷酸聚合过程,聚合过程都是生成磷酸二酯键。

③ 都有模板、都需要模板、原料、酶和能量、都在细胞内进行。

(2)不同点:

① 转录需要一条模板,而DNA复制有两条。

② 转录需要的原料是核糖核苷酸,而DNA复制的原料是脱氧核苷酸。

③ 转录需要的是DNA聚合酶,而DNA复制需要的是RNA聚合酶。

④ 转录是遗传信息从DNA流向RNA的过程,而DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程。

46、糖、脂、蛋白质在机体内的相互转变:

①糖类→血糖(葡萄糖),主要用于氧化分解,过量转化为糖原,再过量转化为脂肪储存起来,也可将分解中间产物通过氨基转换作用形成氨基酸→蛋白质。

②脂类在机体能量供应不足的情况下,氧化分解,或转化为血糖(葡萄糖)。

③蛋白质在机体能量供应严重不足的情况下或病变情况下,氧化分解,转化为糖类和脂肪,或者蛋白质摄取过多也会转化为糖类和脂肪储存起来。

47、体内物质代谢的特点:

(1)体内各种物质代谢过程相互联系形成一个整体;

(2)机体物质代谢不断收到精细调节;

(3)各组织、器官物质代谢各具特色;

(4)体内各种代谢物都具有共同的代谢池;

(5)ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式;

(6)NADPH提供合成代谢所需的还原当量。

48、DNA复制的高度准确性:

⑤ 碱基的配对规律:模板链与新生链之间的碱基严格配对保证碱基配错几率约为1/—1/。

⑥ DNA聚合酶的3→5外切酶活性的校对功能,使碱基的配错几率又降低—0倍。

⑦ DNA的损伤修复系统。

⑧ DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读:

A:DNA-pol的外切酶活性切除错配碱基;并用其聚合酶活性掺入正确配对的底物。

B:碱基配对正确,DNA-pol不表现外切酶活性。

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