生物化学总复习.

生物化学复习Biochemistry⑴生物分子的结构和功能⑵生物体的物质代谢、能量转换和代谢调节⑶遗传信息的传递及其调控生物化学（biochemistry）：是研究生物分子和生命的化学反应的科学，是运用化学的原理在分子水平上解释生命现象的科学。1、蛋白质2、酶3、核酸4、糖5、脂质与生物膜6、生物能学7、糖的分解代谢8、电子传递与氧化磷酸化9、糖的生物合成10、脂类代谢11、氨基酸代谢12、核苷酸代谢13、物质代谢调节•核酸•蛋白质（酶）•脂类•糖类•代谢调节•结构•功能•性质•分解•合成核酸•结构•功能•性质•分解•合成蛋白质（酶）•结构•功能•性质•分解•合成脂类•结构•功能•性质•分解•合成脂肪酸β氧化和从头合成的区别糖类•结构•功能•性质•分解•合成蛋白质的结构•氨基酸•蛋白质一级结构二级结构超二级结构结构域三级结构四级结构－螺旋-折叠-转角无规律卷曲稳定蛋白质三维结构的作用力主要是一些所谓弱的相互作用或称非共价键或次级键，包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键（离子键），此外还有共价二硫键、酯键和配位键。酶的功能蛋白质一级结构、空间结构与功能的关系相对专一性绝对专一性键专一性基团专一性旋光异构专一性几何异构专一性结构专一性立体异构专一性活性中心结合部位：负责与底物的结合，决定酶的专一性催化部位：负责催化底物键的断裂形成新键，决定酶的催化能力按照化学组分分为单纯酶结合酶酶蛋白辅因子辅酶辅基金属离子专一性蛋白质的性质两性解离及等电点胶体性质沉淀反应变性与复性紫外吸收与呈色反应氨基酸的性质两性解离与等电点在280nm有最大光吸收波长蛋白质的性质影响酶促反应速度的因素：酶浓度、底物浓度（米氏方程、Km）、pH、温度、激活剂、抑制剂Km•V=Vmax/2时，Km＝[S]，即Km值是反应速度为最大速度一半时的底物浓度。单位用mol/L或mol/L表示。•米氏常数是酶的特征物理常数：Km的大小只与酶的性质有关，而与酶浓度无关。•通过Km值可以判断酶与底物的亲和力大小：Km愈小，E对S的亲合力愈大，Km愈大，E对S的亲合力愈小.（K-1K2）抑制剂对酶作用的影响抑制作用不可逆抑制作用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抑制剂类型效应竞争性抑制Km增大，Vmax不变反竞争性抑制Km和Vmax降低，Vmax/Km比值不变非竞争性抑制纯粹非竞争性抑制Km不变，Vmax降低混和非竞争性抑制Km升高和降低，Vmax降低可逆抑制剂对酶促反应动力学的影响蛋白质的分解氨基酸脱氨基(脱羧基)蛋白质氧化脱氨基转氨脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基脱酰胺作用α-氨基酸和α-酮酸之间的氨基转移反应.转氨酶(氨基转移酶)辅酶:磷酸吡哆醛NH3α-酮酸尿素循环内切酶外切酶溶酶体泛肽系统转氨酶-谷氨酸脱氢酶转氨酶-嘌呤核苷酸循环氨基酸生糖及生酮性质的分类类别定义氨基酸生糖氨基酸降解为丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸CoA、延胡索酸、草酰乙酸的氨基酸(除进入TCA，还可能经糖异生生成葡萄糖)丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸生酮氨基酸降解为乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的氨基酸(除进入TCA，还可生成酮体和用于合成脂质)亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸某些碳原子最终生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA，而另一些碳原子最终成为葡萄糖的前体异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类联合脱氨基联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。转氨酶-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨作用转氨酶-嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用尿素循环2NH3+CO2+3ATP+3H2OC=O+2ADP+AMP+4H3PO4H2NH2N2个氨基(游离氨、天冬氨酸)1分子CO21分子尿素4个高能磷酸键需要：α-酮酸的代谢转变氨基酸α-酮酸丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、苏氨酸、色氨酸丙酮酸异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸乙酰CoA亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸乙酰乙酸谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、脯氨酸、组氨酸α-酮戊二酸异亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸琥珀酰CoA天冬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸延胡索酸天冬氨酸、天冬酰胺草酰乙酸氨基酸的合成生物固氮氨的同化各族氨基酸的合成还原酶(铁蛋白):提供具有高还原势的电子固氮酶(钼铁蛋白):利用还原酶提供的高能电子还原N2成NH4+N2+8e-+16ATP+16H2O+8H+2NH3+H2+16ADP+16PiGlu+NH4++ATPGln+ADP+Pi+H+α-酮戊二酸+Gln+NADPH+(还原态铁氧还蛋白)+H+2Glu+NADP+2、谷氨酰胺合成酶+谷氨酸合酶α-酮戊二酸+NH4++NADPH+ATPGlu+NADP++ADP+Pi1、氨甲酰磷酸合成酶NH4++HCO3-+2ATP+H2O氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+2H+3、谷氨酸脱氢酶α-酮戊二酸+NH4++NADPHGlu+NADP+H2O各族氨基酸的合成丙氨酸族丝氨酸族谷氨酸族天冬氨酸族组氨酸和芳香氨基酸族包括丙氨酸缬氨酸亮氨酸丝氨酸甘氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺脯氨酸精氨酸天冬氨酸天冬酰胺赖氨酸苏氨酸异亮氨酸蛋氨酸组氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸碳架丙酮酸(糖酵解)乙醛酸(光呼吸，乙醇酸途径)3-磷酸甘油酸(PGA)(糖酵解)α-酮戊二酸草酰乙酸组氨酸：核糖-5-磷酸芳香氨基酸：4-磷酸赤藓糖(磷酸戊糖途径)和PEP(糖酵解)脂类结构、功能、性质能量物质细胞膜的主要成份保护作用功能三酰甘油：3分子脂肪酸＋1分子甘油磷脂糖脂萜类:异戊二烯的衍生物胆固醇结构甘油磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物或其它成分鞘氨醇磷脂：鞘氨醇、脂肪酸、磷酰胆碱(少数是磷酰乙醇胺)甘油糖脂：甘油、脂肪酸、糖基鞘糖脂：神经酰胺的1-位羟基(鞘氨醇C1上的羟基)被糖基化形成生物膜的化学组成膜脂膜蛋白外周蛋白内在蛋白磷脂（＞50％）糖脂（＞5％）固醇生物膜的功能脂类分解三酰甘油脂肪酸甘油3-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解TCACO2＋H2O糖异生葡萄糖、多糖β-氧化乙酰CoAα-氧化ω-氧化酮体：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮脂肪酸的β氧化脂肪酸的活化：消耗2个高能磷酸键β-氧化作用的历程不饱和脂肪酸的氧化奇数碳链脂肪酸的氧化：丙酰CoA转变成琥珀酸脱氢水化脱氢硫解脂肪酸的转运：肉碱1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2每轮循环产物脂类合成磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油饱和脂肪酸的从头合成不饱和键的形成脂肪酸碳链的延长三酰甘油6×甲羟戊酸(MVA)6×异戊烯醇焦磷酸酯(IPP)鲨烯胆固醇6×3乙酰CoA糖脂、磷脂的合成饱和脂肪酸的从头合成缩合还原脱水还原脂肪酸链延伸脂酰基水解乙酰基和丙二酸单酰基进位脂肪酸链的形成过程丙二酸单酰CoA的生成：乙酰CoA羧化酶（限速酶）乙酰CoA的转运——柠檬酸穿梭脂肪酸合酶系统(FAS)：六种酶＋脂酰基载体蛋白(ACP)脂肪酸β氧化和从头合成的区别区别点脂肪酸从头合成脂肪酸β-氧化细胞内进行部位胞质溶胶线粒体脂酰基载体ACPCoA加入或断裂的二碳单位丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体或受体NADPH+H+NAD+、FAD对HCO3-和柠檬酸的需求需要不需要底物的转运柠檬酸穿梭系统肉碱转运反应方向从ω位到羧基从羧基端开始β-羟脂酰基的立体异构D型L型酶7种（多酶复合体或多功能蛋白）4种糖类结构单糖寡糖多糖按其成分分为醛糖（甘油醛）酮糖（二羟丙酮）蔗糖麦芽糖乳糖淀粉（直链、支链）糖原纤维素糖类分解葡萄糖丙酮酸乙酰CoA糖酵解TCANADH电子传递链氧化磷酸化CO2＋H2O磷酸戊糖途径丙酮酸脱氢酶系糖酵解己糖激酶磷酸果糖激酶(PFK)丙酮酸激酶磷酸烯醇式丙酮酸6－磷酸葡萄糖1,6－二磷酸果糖6－磷酸果糖2,6－二磷酸果糖柠檬酸丙酮酸葡萄糖C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H++2H2O三羧酸循环乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoASH+3H+乙酰CoA柠檬酸异柠檬酸α-酮戊二酸苹果酸草酰乙酸苹果酸脱氢酶琥珀酸脱氢酶柠檬酸合成酶琥珀酰-CoA异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系磷酸戊糖途径6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖7-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸葡萄糖脱氢酶内酯酶6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶表异构酶异构酶转酮醇酶转醛醇酶转酮醇酶非氧化阶段氧化阶段呼吸链及氧化磷酸化线粒体穿梭系统甘油-3-磷酸穿梭系统（肌细胞）苹果酸-天冬氨酸穿梭系统（肝细胞）NADHFADH2糖类合成原初反应：包括光的吸收、传递和光化学反应，将光能转变为电能电子传递和光合磷酸化：电能转变为ATP和NADPH这两种活跃的化学能CO2同化：活跃的化学能转变为稳定的化学能C3(卡尔文循环)、C4、CAM光合作用糖异生电子传递和光合磷酸化非环式光合磷酸化环式光合磷酸化卡尔文循环糖或其它有机物碳固定（羧化）3-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛还原阶段核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶核酮糖-1,5-二磷酸受体再生6CO2+12NADPH+12H++18ATP+12H2OC6H12O6+12NADP++18ADP+18Pi糖异生磷酸果糖激酶果糖-1,6-二磷酸酶己糖激酶葡萄糖-6-磷酸酶丙酮酸激酶PEP羧激酶丙酮酸羧化酶底物水平控制柠檬酸一级结构：二级结构：双螺旋三级结构：超螺旋、核小体mRNA：5'端帽子结构，3'端polyA尾巴tRNA：二级—三叶草；三级—倒L型rRNADNA的分子结构RNA的分子结构核酸结构化学组成核酸核苷酸（碱基－戊糖－磷酸）磷酸核苷（碱基－戊糖）核糖或脱氧核糖（戊糖）嘌呤或嘧啶（碱基）糖苷键磷酸酯键核酸化学组成mRNA：在蛋白质合成中起着模板作用rRNA：与蛋白质结合构成核糖体(合成蛋白质的场所)tRNA：在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用DNA：携带遗传信息RNA核酸功能核酸性质•两性解离•沉降•紫外吸收：260nm、减色(增色)效应•变性：Tm•复性•杂交DNA的均一性G-C含量介质离子强度核酸分解核酸核苷酸（碱基－戊糖－磷酸）磷酸核苷（碱基－戊糖）核糖或脱氧核糖（戊糖）嘌呤或嘧啶（碱基）核苷酶（核苷磷酸化酶，核苷水解酶）核苷酸酶核酸酶4NH3+2CO2腺嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤尿酸尿囊素尿囊酸尿素黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶嘌呤的降解嘧啶的降解胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATCA糖异生核酸合成•嘌呤核苷酸•嘧啶核苷酸从头合成途径补救合成途径(HGPRT)从头合成途径补救合成途径核苷酸嘌呤核苷酸的从头合成途径天冬氨酸甘氨酸甲酸基谷氨酰胺（酰胺N）甲酸基5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）次黄嘌呤核苷酸（IMP）AMP、GMP特点：嘌呤的各个原子是在PRPP的C-1位置上逐渐加上去的嘧啶核苷酸的从头合成途径天冬氨酸氨甲酰磷酸(谷氨酰胺)特点：先合成游离嘧啶环，再由PRPP提供磷酸核糖生成嘧啶核苷酸氨甲酰磷酸＋天冬氨酸乳清酸＋PRPPUTPCTPCDPdCDPdTMPdUMPdUDPUDPUMP排出核酸核苷酸磷脂甘油二酯CDP-胆胺CDP-胆碱酮体脂肪酸脂肪甘油糖蛋白质磷酸丙糖丙酮酸乙酰CoA胆固醇氨基酸草酰乙酸α-酮戊二酸柠檬酸TCA氨鸟氨酸循环尿素ATPH2OCO2糖与脂质糖与蛋白质蛋白质与脂质核苷酸与氨基酸、糖类、脂质一、细胞水平的调节酶的区域化分布别构调节