生物化学整合复习知识点

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资源描述

氨基酸必需氨基酸:指体内需要而又不能自身合成,必须由食物供给的氨基酸,共有8种(对成人而言):异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸(一两色素本来淡些)(借来一两本淡色书:缬赖异亮苯蛋色苏)蛋白质的互补作用:指营养价值较低的蛋白质混合食用,其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值(豆类—赖多色少;谷类—相反)中性:甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸酸性:天冬氨酸、谷氨酸碱性;赖氨酸、精氨酸、组氨酸芳香族;苯丙氨酸、络氨酸、色氨酸等电点:当溶液为某一pH值时,AA主要以兼性离子的形式存在,分子中所含的正负电荷数目相等,净电荷为0。这一pH值即为AA的等电点(pI)。在pI时,AA在电场中既不向正极也不向负极移动,即处于两性离子状态。酸性AA:pI=(pK’1+pK2)/2碱性AA:pI=(pK’2+pK’3)/2N平衡:比较一个人(或动物)每日摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮量之间的关系。总氮平衡:摄入氮=排出氮(正常成人)正氮平衡:摄入氮排出氮(儿童、孕妇等)负氮平衡:摄入氮排出氮(饥饿、消耗性疾病患者)蛋白质1.定义:蛋白质(protein,Pr)是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。2.蛋白质的一级结构:蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸从N-端至C-端的的排列顺序。(主要化学键:肽键(主),二硫键)3.蛋白质的二级结构:蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。(主要化学键:氢键)4.(1)蛋白质的变性:在某些物理和化学因素作用下,蛋白质特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。(2)变性的本质:破坏非共价键和二硫键,不改变蛋白质的一级结构。(3)造成变性的因素:1)物理因素:高温、高压、脱水、射线、超声波、搅拌、剧烈振荡等2)化学因素:强酸、强碱、重金属盐、生物碱试剂、尿素、有机溶剂等(4)变性后的表现:生物活性丧失、理化性质改变(溶解度降低、粘度增加、结晶能力消失、易被蛋白酶水解)5.分离纯化:透析;盐析;丙酮沉淀;电泳;离子交换层析;分子筛6.六大营养物:A.蛋白质:蛋白质是生物体的主要成分,担负和参与生命过程中各个方面的活动与功能。B.脂肪:供给人体热量和贮存能量。C.糖类:供给能量、参与人体组织的构成、协助脂肪代谢。D.维生素:指人和动物(以及微生物)体内不能自行合成,必须从食物中取得,才能保证健康的小分子有机化合物。E.无机盐:能够有效的维持细胞液的酸碱平衡度,维持我们神经肌肉的兴奋性。F.水:组成细胞组织的成分;参与人体各种生理功能以及调节体温。酶一、什么是酶?定义:由活细胞产生的、有高度专一性和高效催化作用的生物大分子。包括核酸和蛋白质。(补充:酶是生物催化剂。生物体一切生化反应都需酶催化才能进行!性能远远超过人造催化剂)二、酶的分类氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶(或称连接酶)三、米氏方程酶反应动力学方程式:V——反应初速度;Vmax——最大反应速度;[S]:底物浓度Km—米氏常数,值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度,单位mol/l。四、酶的特性1.酶是高效催化剂。2.酶对底物的结构具有严格的选择性。(1)相对专一性:(2)绝对专一性:(3)立体异构专一性:3.酶催化反应的反应条件温和。4.酶的催化活性在生物体内受多种因素的调节五、诱导契合学说该学说认为酶和底物结合之前,酶活性中心的结构与底物的结构并不一定完全吻合,但当二者相互作用时,因酶活性中心具有柔性,底物与酶相互诱导发生构象变化,从而能契合形成中间过渡态。(补充:酶表面并没有一种与底物互补的固定形状,而只是由于底物的诱导才形成了互补形状。当底物和酶接触时,可诱导酶分子的构象变化,使酶活性中心的各种基团处于和底物互补契合的正确空间位置,有利于催化。)六、酶活力又称酶活性。就是酶催化一定化学反应的能力——能催化多快的反应。通常以测出的酶促反应速度表示。在标准条件下(25℃,最适pH和最适底物浓度)一分钟内催化1微摩尔底物转化为产物所需的酶量。1IU=1mol/min——酶活力单位标准化在标准条件下(25℃,最适pH和最适底物浓度)每秒钟催化1摩尔底物转化为产物所需的酶量。1Kat=1mol/s=60×106IU——酶活力单位标准化七、酶的比活力每毫克酶蛋白所含的酶活力单位数。,U/mg。酶产品质量评价中常使用,一定程度上代表酶的纯度。八、酶的分离和纯化1、衡量分离提纯效果的两个指标:①活力的回收——是表示提纯过程中酶的损失情况回收率%=每次总活力×100/第一次总活力②活力提高的倍数——是表示提纯方法的有效程度纯化倍数=每次比活力/第一次比活力2、分离纯化方法:1.选材2.破碎3.抽提4.分离及纯化5.结晶6.保存九、固定化酶酶的固定化是把水溶性酶经物理(吸附法与包埋法)或化学方法(共价偶联法与交联法)处理后,使酶与惰性载体结合或将酶包埋起来成为一种不溶于水的状态。固定化优点:稳定性提高,酶易于分离重复使用。十、酶的抑制作用分为不可逆抑制与可逆抑制1、不可逆抑制作用:抑制剂与酶必需基团以牢固的共价键相连。不可逆抑制剂:非专一性不可逆抑制剂(作用于一/几类基团)专一性不可逆抑制剂(作用于某一种酶的活性部位基团)2、可逆抑制作用:抑制作用可通过透析等方法除去。原因:非共价键结合简述竞争性抑制的特点:I与S结构相似,竞争E的结合部位,但对催化部位无影响;可提高底物浓度可解除抑制作用;Km值增大,Vmax不变。(补充:有些抑制剂和酶底物结构相似,可与底物竞争酶活性中心,从而抑制酶和底物结合形成中间产物。)简述非竞争性抑制的特点:I与E的非活性中心必需基因结合,改变E构象,E催化能力下降,但不影响底物结合;ESI不能生成P,抑制程度取决于[I];Km值不变。VMAX变小。(补充:抑制剂与酶活性中心结合基团以外的部位结合,抑制剂与底物无竞争关系)简述反竞争性抑制的特点:I不与游离E结合,而只能与ES结合;Km值变小,Vmax变小。(补充:抑制剂只与酶底物复合物结合生成抑制剂-酶底物死端复合物(IES),从而抑制酶的活性。)十一、酶与一般催化剂相比共同点:1.提高反应速度,不改变平衡点;2.只起催化作用,本身不消耗,无质和量的变化;3.降低反应的活化能。4.只催化热力学允许的反应不同点:1.酶的催化效率高;2.对底物有高度特异性;3.酶在体内处于不断更新中;4.酶的催化作用受多种因素调节;5.酶是蛋白质,对热不稳定,对反应条件要求严格。十二、(酶)生物催化剂的特点1.易失活(温和性)2.高效性3.专一性4.与辅因子有关:一种酶蛋白一般只与一种辅助因子结合,同种辅助因子可与不同的酶蛋白结合5.可调节性:(1)酶浓度的可调性;(2)通过激素调节酶活性;(3)反馈抑制调节酶活性;(4)抑制剂和激活剂;(5)别构调控、共价修饰、同工酶等;十三、FAD:黄素腺嘌呤二核苷酸NAD:尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸脂类1、脂类的定义:脂类(lipid)亦译为脂质或类脂,是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。脂类的元素组成主要是C、H、O,有些尚含N、S、P。2、必需脂肪酸:机体必需但自身又不能合成或合成量不足,必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。3、脂类的分布与生理功能:4、饱和脂肪酸的β-氧化:饱和脂肪酸在一系列酶的作用下,羧基端的β位C原子发生氧化,碳链在α位C原子与β位C原子间发生断裂,每次生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸,这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化.R1CH2CH2CH2CH2CH2‖COOH5、饱和脂肪酸的α-氧化:脂肪酸在一些酶的催化下,其α-C原子发生氧化,结果生成一分子CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸,这种氧化作用称为α-氧化。RCH2CH2‖COOH→RCH2COOH+CO26、NAD(甘油的氧化分解与转能)7、FAD(β-氧化循环的反应过程)脂肪酸-氧化循环的特点:①-氧化循环过程在线粒体基质内进行;②-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化,反应不可逆;③需要FAD,NAD+,CoA为辅助因子;④每循环一次,生成一分子FADH2,一分子NADH,一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA9、ATP的计算(脂肪酸氧化分解时的能量释放)1分子FADH2可生成1.5分子ATP,1分子NADH可生成2.5分子ATP,故一次-氧化循环可生成4分子ATP。1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成10分子ATP。例题:以16C的软脂酸为例来计算,则生成ATP的数目为:7次-氧化分解产生4×7=28分子ATP;8分子乙酰CoA可得10×8=80分子ATP;共可得108分子ATP,减去活化时消耗的两分子ATP,故软脂酸彻底氧化分解可净生成106分子ATP。10、乙酰CoA(碳源)的来源及转运:来源线粒体内的丙酮酸氧化脱羧(糖)脂肪酸的β-氧化氨基酸的氧化转运柠檬酸穿梭(三羧酸转运体系)糖类1、糖类在生物体的生理功能主要有:①氧化供能:糖类占人体全部供能量的70%。②构成组织细胞的基本成分:*核糖:构成核酸*糖蛋白:凝血因子、免疫球蛋白等*糖脂:生物膜成分③转变为体内的其它成分*转变为脂肪*转变为非必需氨基酸2、糖类的定义:一类含多羟基醛或多羟基酮化合物,以及它们的衍生物或聚合物的总称,又称糖类化合物。糖类由C、H、O三种元素组成,可用实验式Cn(H2O)m表示,但H:O=2:1(符合通式的不一定是糖,如:甲醛(CH2O)1、乙酸(CH2O)2、乳酸(CH2O)3等;有些糖类不一定符合该通式,如:鼠李糖(C6H12O5),脱氧核糖(C5H10O4)。)3、单糖:如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖等双糖:如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。多糖:如,淀粉、糖原、纤维素、琼脂、果胶等。4、单糖的概念:不能水解成更小分子的糖,称为单糖。或具有一个自由醛基或酮基以及有两个以上羟基的糖类物质,称为单糖。(结构上分为醛糖和酮糖)双糖的概念:由两个单糖失水缩合而成多糖的概念:凡能水解成多个以上单糖分子的糖。也即由多个单糖分子缩合、失水而成的,叫多糖。5、葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖结构式(从左到右按顺序)6、血糖的来源:①消化吸收②肝糖异生③肝糖原分解血糖的去处:①氧化供能②合成糖原③转变为脂肪或氨基酸④转变为其它糖类物质7、糖酵解①定义:是葡萄糖在无氧条件下在组织细胞中降解成丙酮酸,并释放出能量生成ATP的过程。它是葡萄糖最初经历的酶促分解过程,也是葡萄糖分解代谢所经历的共同途径。②反应过程:无氧酵解的全部反应过程在细胞溶胶(cytoplasm)中进行。从葡萄糖到丙酮酸的反应过程包括两个部分,可分为活化、裂解、放能三个阶段,十步反应。③糖酵解的生理学功能:A、是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径★在无氧和缺氧条件下,作为糖分解供能的补充途径,生物体获得生命活动所需要的能量。★在有氧条件下,作为某些组织细胞主要的供能途径。B、形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂类合成提供碳骨架;C、为肌肉收缩迅速提供能量剧烈运动时:肌肉内ATP含量很低,即使氧不缺乏,葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖酵解长得多,来不及满足需要,糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量8、三羧酸循环①定义:是指在线粒体中,乙酰CoA首先与草酰乙酸缩合生成柠檬酸,然后经过一系列的代谢反应,乙酰基被氧化分解,草酰乙酸再生,并释放出大量能量的循环反应过程。②反应历程:三羧酸循环分为三个阶段③三羧酸循环的特点:A、循环反应在线粒体(mitochondrion)中进行,为不可逆反应。B、每完成一次循环,氧化分解掉一分子乙酰基,可生成10分子ATP,故此阶段可生成2×10=20分子ATP。C、三羧酸循环中有两次脱羧反应,生成两分子CO2。D、循环中有四次脱氢反应,生成三分子NADH和一分子FADH2。E、循环中有一次底物水平磷酸化,生成一

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