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《生物化学》11.6.25生物与制药工程学院多细胞水平分子水平细胞水平神经系统调节激素调节酶调节蛋白质脂水糖核酸无机盐等主要知识点回顾前言酶和辅酶生物氧化糖化学及糖代谢脂化学及脂代谢、生物膜核酸及核酸代谢蛋白质及蛋白质代谢物质代谢调节及激素的作用机制主要知识点回顾目录主要知识点回顾一、酶与辅酶酶的本质、催化特点、分类核酶、抗体酶、固定化酶、别构酶酶的组成、活性中心概念酶作用专一性假说——诱导契合学说酶反应动力学米氏方程、转换数（Kcat）、酶活Vmax·[S]V=Ks+[S]抗体酶80年代后期出现的，本质是免疫球蛋白。在易变区被赋予了酶－催化性。核酶是非蛋白酶。它是一类特殊的RNA。能够催化RNA分子中的磷酸酯键的水解及其逆反应。当酶被底物饱和时，每一催化中心在单位时间内所能转换底物分子的数量，即每摩尔酶活性中心在单位时间内转换底物的摩尔数（/S）。分子活性寡聚蛋白（多个亚基）1IU：在最适条件下，每分钟内催化1μmol产物生成所需的酶量。比活性（U/mg蛋白质）酶活力计算题•10ml唾液，稀释20倍，取1ml测定淀粉酶活力，测知每5min水解淀粉产生2.5g还原糖,测定其稀释液中蛋白质含量为1mg/ml,计算唾液中淀粉酶的总活力，比活力，转换数(S-1)。•酶活定义：在最适条件下每分钟水解淀粉生成1g葡萄糖的酶量称为1个活力单位。•葡萄糖分子量180,淀粉酶分子量50000。总活力=200х2.5/5=100U比活力=2.5/5х1=0.5U/mg转换数=(2.5/5х60х180)/(1/5х104+3)=12.5х107/54000=2314.8(S-1)主要知识点回顾一、酶与辅酶酶的作用机制理解酸碱催化、共价催化等（P391）酶的抑制作用三种可逆抑制剂影响酶反应的因素温度、pH、激活剂0102030405060℃2.01.51.00.5产物麦芽糖的毫克数高级结构活性中心解离EDTA半胱氨酸金属离子1/V-1/Km01/[S]斜率=Km/Vmax1/Vmax双倒数作图法Vmax·[S]V=Ks+[S]主要知识点回顾一、酶与辅酶酶的调节作用酶活调节：酶原激活、可逆的共价修饰、别构调节酶量调节——转录水平进行辅酶水溶性维生素的活性形式及功能P434传递CO2羧化酶生物素生物素VH癞皮病传递2H脱氢酶NADCoⅠ、NADPCoⅡ）尼克酸、酰胺Vpp恶性贫血转移H或R变位酶VB12辅酶钴胺素VB12脂溢性皮炎转移氨基转氨酶磷酸吡哆醛吡哆醛VB6传递乙酰基脱氢酶、硫激酶COA泛酸VB5口角炎传递2H脱氢酶FMN、FAD核黄素VB2脚气去掉CO2脱羧酶TPP硫胺素VB1缺乏病作用酶辅酶结构V传递CO2羧化酶生物素生物素VH癞皮病传递2H脱氢酶NADCoⅠ、NADPCoⅡ）尼克酸、酰胺Vpp恶性贫血转移H或R变位酶VB12辅酶钴胺素VB12脂溢性皮炎转移氨基转氨酶磷酸吡哆醛吡哆醛VB6传递乙酰基脱氢酶、硫激酶COA泛酸VB5口角炎传递2H脱氢酶FMN、FAD核黄素VB2脚气去掉CO2脱羧酶TPP硫胺素VB1缺乏病作用酶辅酶结构V主要知识点回顾二、生物氧化（氧化磷酸化）1、概念、特点P1142、高能磷酸化合物类型①磷氧键型化合物3-磷酸甘油酸磷酸、乙酰磷酸、ATP、磷酸烯醇式丙酮酸、②氮磷键型化合物磷酸肌酸、磷酸精氨酸③硫酯键型化合物酰基辅酶A④甲硫键型化合物S-腺苷甲硫氨酸RCOSCoACOO-CHNH3+CH2CH2S+H3CACH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH2核苷酸衍生物主要知识点回顾3、脱氢酶的辅酶：NAD+、NADP+、FAD、FMNOCH2OPOPOCH2OHOHOOO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NNOCH2OPOPOCH2OHOHOOO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NNCH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMNFADNAD+NADP+核苷酸衍生物主要知识点回顾二、生物氧化（氧化磷酸化）4、电子传递链成员、排列顺序、抑制剂NADH-Q还原酶琥珀酸-Q还原酶细胞色素还原酶细胞色素氧化酶非蛋白电子载体可溶性外周蛋白主要知识点回顾二、生物氧化（氧化磷酸化）5、氧化磷酸化作用机制（化学渗透学说）、P/O、解偶联剂（DNP作用机制）6、氧化磷酸化的调控能荷7、底物水平磷酸化主要知识点回顾三、糖化学及糖代谢1、糖的概念、分类2、重要的单糖及衍生物单糖磷酸酯、糖苷（0-糖苷键、N-糖苷键）、氨基糖3、单糖的物理性质变旋现象5、常见二糖单糖单位、糖苷键类型还原糖鉴定4、单糖的化学性质成脎、成苷、颜色反应糖原合成糖代谢糖异生主要知识点回顾TCA循环丙酮酸氧化脱羧糖原分解激酶：能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。磷酸酶：水解磷酸基团的酶。HMS途径生理意义（肝脏中6-P-G磷酸酶、肌肉中Cori循环）（6-P-G脱氢酶）（6-P-G）NADPH++H+，磷酸戊糖异构化基团转移供能（糖原合酶、糖原分支酶、UDP-G焦磷酸化酶）（糖原磷酸化酶、糖原转移/脱支酶、磷酸葡萄糖变位酶）有氧EMP厌氧乳酸发酵乙醇发酵（丙酮酸脱氢酶系/TPP）3NADH++H+、FADH2、GTPNADH++H+2ATP糖酵解6-磷酸葡萄糖葡萄糖果糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮糖原1-磷酸葡萄糖ATPATP第一阶段第二阶段耗能3-磷酸甘油酸磷酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸＋ATP＋ATP产能NADH++H+酶促化学修饰对酶活性的调节酶化学修饰类型酶活性改变糖原磷酸化酶磷酸化酶b激酶糖原合成酶丙酮酸脱羧酶磷酸果糖激酶丙酮酸脱氢酶HMG-CoA还原酶HMG-CoA还原酶激酶乙酰CoA羧化酶脂肪细胞甘油三脂脂肪酶黄嘌呤氧化酶磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化磷酸化/脱磷酸化-SH/-S-S-激活/抑制激活/抑制抑制/激活抑制/激活抑制/激活抑制/激活抑制/激活激活/抑制抑制/激活激活/抑制脱氢酶/氧化酶主要知识点回顾四、脂化学（生物膜）及脂代谢1、脂质的概念、分类及作用（贮存、结构、活性脂质）（脂质体P81）2、脂肪酸种类、理化性质熔点（与烷烃链长度成正比，与不饱和程度成反比）、溶解度、成脂酰CoA、乳化作用3、三酰甘油的理化性质皂化、酸值、碘值7、脂蛋白结构特点及功能5、萜（VA、VD、VE、VK，异戊二烯）和类固醇（类固醇激素，环戊烷多氢菲）6、胆固醇、胆汁酸4、磷脂甘油磷脂、鞘磷脂母体化合物结构式典型化合物:脑磷脂、卵磷脂的结构组成？LDLCMVLDLHDL他汀类药物将食物中的TG从小肠转运到肝脏转运胆固醇到肝外组织细胞转运内源性TG到脂肪及肌肉组织将胆固醇从周围组织转运到肝脏主要知识点回顾四、生物膜1、结构特点（流体镶嵌模型）、膜脂组成影响磷脂流动性的因素：所含的FA不饱和程度、链长，胆固醇、鞘磷酯的含量，膜蛋白及温度，pH等等。主要特征：①膜中的磷脂疏水尾相对，极性头朝外，基本结构是磷脂双分子层，有一定的流动性。②蛋白质分子有的镶嵌在膜脂中，有的贯穿磷脂双层，膜Pr可侧向运动，围绕与膜平面垂直的轴旋转，但不能翻滚。③膜Pr与膜脂，膜Pr与膜Pr等的相互作用限制了膜的流动性。④膜在化学组成及结构上的不对称性，保证了膜功能（物质运输，信息传递）的方向性。⑤糖类多以糖蛋白，糖脂的形成结合在细胞表面——天线，在接受信息与细胞识别上起重要作用。膜结构—液态镶嵌模型（1972，S.J.Singer）液态镶嵌模型（液晶态镶嵌模型）—膜是蛋白质在粘滞的流体状脂质双层中所形成的镶嵌物。侧向扩散/移动、翻转、全反式→偏转异构化运动、围绕与膜平面垂直的轴摆动、旋转主要知识点回顾四、生物膜2、生物膜的主要功能能量转换、物质运输、信息识别与传递主动运输Na+,K+-ATP酶（泵）下P47被动运输糖和氨基酸的运送磷酸烯醇式丙酮酸转磷酸化酶系统（PTS）协同运输基团转运酮体的合成脂代谢脂肪酸的合成主要知识点回顾（软）脂肪酸的氧化129ATP活化（胞浆），转运（肉碱脂酰转移酶），β-氧化（线粒体）甘油代谢脂肪动员胆固醇的合成乙酰CoATCA羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA）酮体肝内生成，肝外利用（硫解/激酶）胆固醇代谢：胆汁酸、激素、VD3储能（胆盐乳化、脂蛋白运输）乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮HMG-CoA裂解酶HMG-CoA还原酶甘油三酯脂肪酶柠檬酸-丙酮酸穿梭至胞浆乙酰辅酶A羧化酶3-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油酸→EMP单位碳原子产能效率高主要知识点回顾五、核酸及核酸代谢1、核酸定义2、分类DNARNA（紫外吸收）一级结构二级结构双螺旋tRNAmRNArRNAPCR（变性、复性、杂交）增色、减色效应三级结构高级结构（蛋白复合物）3、分离、提纯、定量理解4、核苷酸序列测定理解PCR（聚合酶链式反应）即聚合酶链反应技术(PolymeraseChainReaction)，是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。PCR技术的基本原理：PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：加热至93℃左右，模板DNA双链解离，成为单链；②单链DNA与引物的退火(复性)：温度降至55℃左右，特异性的引物与模板DNA单链的3’末端结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为原料，合成一条新链；这种新链又可成为下次循环的模板，重复变性--退火--延伸三过程，就可获得更多DNA。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将目的基因扩增放大几百万倍。PCR技术的发展与应用：P596DNaseI足迹试验蛋白质结合在DNA片段上，能保护结合部位不被DNase破坏，DNA分子经酶切作用后遗留下该片段(亦称“足迹”)，进而可以确定它的序列。在电泳凝胶的放射性自显影图片上，相应于蛋白质结合的部位没有放射性标记条带。DNaseI足迹试验的实验流程如下：①待检双链DNA分子用32P作末端标记，通常只标记一端；②蛋白质与DNA混合，等两者结合后，加入适量的DNaseI，消化DNA分子，控制酶的用量，使之达到每个DNA分子只发生一次磷酸二酯键断裂，并列设置未加蛋白质的对照；③从DNA上除去蛋白质，将变性的DNA加样在测序凝胶中作电泳和放射性自显影，与对照组相比后解读出足迹部位的核苷酸序列。嘌呤元素来源嘧啶元素来源核酸代谢嘌呤核苷酸合成主要知识点回顾碱基降解核蛋白经胃酸、核酸酶、核苷酸酶、核苷磷酸化酶成磷酸戊糖和碱基嘧啶核苷酸合成NH3+CO2+H2O（黄嘌呤氧化酶）痛风别嘌呤醇嘧啶嘌呤尿酸从头合成、补救途径PRPP脱氧核糖核苷酸合成P399图33-11DNA复制、RNA生物合成主要知识点回顾5、DNA复制起始-延伸-终止结果:半保留端粒、端粒酶（真核生物）（酶、辅助因子、全过程）DNA聚合酶III过程:半不连续冈崎片段复制叉移动方向单链结合蛋白RNA引物DNA连接酶DNA拓扑异构酶DNA解旋酶引物酶引发体DNA聚合酶I复制叉主要知识点回顾6、RNA生物合成起始-延伸-终止转录泡σ识别部位结合部位RNA转录开始+1（GTP，ATP)（酶、辅助因子、全过程）逆转录酶逆转录酶是一种多功能酶•以RNA为模板合成互补的DNA链，形成RNA－DNA的杂合分子。•具有RnaseH样的活力，水解RNA－DNA的杂合分子中的RNA。•以新合成的单链DNA为模板，合成互补链，形成双链DNA分子。主要知识点回顾6、RNA生物合成转录产物的加工原核生物真核生物mRNAtRNArRNAmRNAtRNArRNA去除内含子加帽又加尾甲基化3‘-CCA-OH甲基化修饰剪接、甲基化修饰多数不用加工7、原核细胞基因表达的模型—操纵子学说主要知识点回顾诱导操纵子（乳糖操纵子