启航西医综合生化笔记.pdf
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1、西医综合笔记 生 物 化 学 结构 理化性质 功能 Chapter 1 蛋白质 一、分子组成:1、特别元素 N:每 g 氮=蛋白质 基本组成单位:aa NH2 氨基酸:R-C-COOH H 带-OH 的 aa:丝、苏、酪、(化学修饰)含疏基的 aa:半胱氨酸(酶的活性中心、有保护作用)(谷胱期太)酸性 aa:天冬氨酸、谷氨酸(带负电荷)碱性 aa:精、赖、组 (解离带正电荷)二、aa 的理化性质:两性解离:aa 的等电点(PI)PHPI,解离为阳离子 PH=PI,成为兼性离子,是电中性 PHPI,解离为阴离子 举例 PI1=PI2=的两种氨基的电泳分离时,分离液 PH 值介于两个之间 茚三酮反
2、应 570nm紫外吸收 280nm 三、aa 的生理功能:多肽链、蛋白质的主键是肽键,其余为次级键 多肽链有方向性,由 N 端C 端(-氨基,-羧基)例:小肽 NH2-精一天冬-甘-谷-COOH 室全不同的肽链 NH2-谷-甘-天冬-精-COOH 肽键平面:四、蛋白质的分子结构 1、一级结构 aa 的组成及排列顺序,最重要的结构,基因序例由遗传信息决定一级结构 2、二级结构:一级结构折叠盘旋、表现为-螺旋,-折叠-转角 无规卷曲、除肽键以外的次级键:氢键。3、三级结构:特点为(1)形状呈现椭圆形、球形(2)空间维持的次级键主要为 疏水键、离子键、氢键、范得华力也参与(3)使疏水集团位于内部,亲
3、力 集团位于外部,使稳定存在于水中,折叠盘旋后形成数个结构域 4、四级结构:两个(或以上)是有三级结构的多肽链组成的结构,即不同的 蛋白质的亚基,不是在三级结构的基础上盘旋而形成的对大部分蛋白质来源,具有三级或四级结构才具有生物活性,但并不是所有的有生物活性的蛋白质具有三级(或以上)的结构。五、蛋白质的理化性质:1、两性触离:兼性、同样有 PI 2、紫外线吸收:入=280nm 有最大吸收值,测蛋白质含量 3、大分子物质 4、沉淀和变性次级键断裂,主键未断裂:蛋白质从溶液中析出来称为沉淀,Pr 在水中的 两个稳定因素:水合膜和表面电荷。强电解质(如 Nacl)可以抑制弱电触质触离也可以吸收弱电触
4、质的水、使之沉淀,即盐析 六、Pr 的分离和纯化 1、利用分子量:分子筛、离心、透析变性后:生物学活性丧失 对蛋白酶的敏感性增加,易被水解对化学试剂反应性 2、利用电荷:电泳、层析、变性(denaturatcon)-不涉及-级洁构 变性的 pr 容易沉淀,沉淀的 pr 不一定是变性的。区别 pr 变性和沉淀的方法:是沉淀而不是变性盐析法冰工醇(丙酮)-80 七、pr 的功能和结构的关系 分子病-一级结构发生改变影响其功能,如镰刀形 RBC chepter2、核酸 一、分类 1、DNA:有基因组 DNA,线粒体 DNA 两种,是遗传信息的携带者 2、RNA MRNA:蛋白质合成的模板,指导 pr
5、 合成 tRNA:将 AA 转运至核蛋白体 rRNA:与 pr 结合在一起,成核蛋白体,为 pr 合成提供场所 二、组成、1、DNA 的核酸(dNTP)、A、T、G、C 脱氧核糖 磷的一样 2、RNA 的(NTP)A、U、G、C 核糖 特点:主键是一 3,5磷的二酯键方向性:由 5端3端游离羟基 三、DNA(1)DNA 一级结构:核苷酸的排列顺序即碱基排列顺序,蕴藏遗传密码。遗传信息就在此处(2)DNA 二级结构-双螺旋结构:A=T G=C 碱基无组织器官 特异性有种属特异性碱基不受年龄营养状况外在环境影响而改变。例:从大脑取出一段 DNA,在上列哪种组织中找出同源系列(可以杂交)人肝猪脑狗肺
6、狼心猪肝 答案为 1 DNA 是反平行的互补双链结构,碱基位于内侧,按 A=T,C=G 配对存在,直向相反,疏水性堆程力 5-AACGCT-3 互补链是3-TTGCGA-5或 5-AGCGTT-3(3)DNA 的三极结构 双螺旋结构基础上扭曲为超螺旋,并且在 pr 四、RNA:参与下组成核小体,然后进一步折叠压缩于染色体内,故核小体是染色体基本单位 1、mRNA:7 甲基鸟甘帽子,5端,尾巴、PolgA、3端(多聚腺苷酸)(转录后又加上去的)2、tRNA:二级结构是三叶草样 三级结构是倒 L 型 3、rRNA:与核糖体 pr 共同组成核糖体 DNA 和 RNA 的区别:总体上 RNA 为单链,
7、DNA 为双链RNA 中,mRNA 最重要,量最少(1%-2%),半衰期最短,tRNA 合量介于两者之间,但含稀有碱基最多,rRNA 合量最多 五、核酸理化性质 1、在 260nm 有紫交战吸收峰值 2、高分子物质 3、核酸的变性:DNA:氢键被打断 解链温度(Tm):核酸分子内双链解开 50%,增色效应/高色效应 Tm 值取决于 G+C 比例,成正此,同时与 DNA 长度有关 DNA 变性的复性:解开的单链重新聚合,条件是溶液浓度慢慢降低 但在冰浴中是不能复性的,称为退火,减色效应 六、杂交的条件及其意义及应用 七、核酶:具有酶催化活性的核酸 核酸酶能够水解核酸的酶 Chapter 3 酶
8、一、酶的化学本质:大部分为 pr、少数为 RNA、即核酶。单纯酶:仅有 aa 残基构成的酶 综合酶:由酶蛋白和辅助因子组成的酶。辅助因子辅酶:透析、超滤能 辅基 不解除 活性中心:与酶的催化性密切相关的空间区或,这些区域的结构称为必需基团。并不是所有的必需集团都在结性中心内。酶原:有活性的酶的前身,酶原激活的过程就是活性中心形成的过程。例:以酶原激活为例说明一级结构中蛋白质 同工酶:结构和理化、免疫性质不同、但可催化同一反应的酶、如:乳酸脱氢酶 例:丙酮酸 乳酸脱氢酶 乳酸到肝脏 乳酸脱氢酸 丙酮酸糖异生 用工酶 变构酶:通过改变构象而影响酶活性的酶,(变构调节)调节亚基和催化亚基 别构激活
9、调节部位和催化部位 别构抑制 变物酶常在反应开始表现,为关键酶,限速酶。二、酶的调节方式 1、快调节:(1)通过别构调节(2)化学修饰(最常见的为磷酸化与去磷酸化)(3)不涉及共价键改变(4)涉及到共价键改变(5)常有放大作用 2、慢调节:三、酶的催化反应特点:(1)效率高,能降低反应的活化能(2)特异性高 四、酶反应动力学:1、底物浓度,对反应速度的影响:米一曼氏方程 V KM 反应酶和底物的亲合力,KM 定,则亲合力低,反之亦然。(1)当SKM 时,V(2)当SKM 时,VVma(3)当 V1/2Vmax,KmS 2、酶浓度:3、温度:最适温度(反应速度最快)4、PH 值:最适 PH 值(
10、反应速度最快)5、激活剂:使酶活性增加 6、抑制剂:可逆抑制和不可逆抑制 可逆抑制最重要,又分为 1 竞争性抑制,抑制剂与底物共同竞争酶的性中心,此时常有相似结构,此时 KM 值增大。Vmax 可以不变。决定 Vmax IESES EP 2、非竞争性抑制:抑制剂与酶的活性中心以外的部分结合从而抑制酶的活性,KM 值不变(有增大,有减小)Vmax 减小。IESESI EP 3、反竞争性抑制,抑制剂与中间物(ES)结合,KM 值下降,Vmax 下降,ESESIEP 常考点:(1)只有 PH,T 才有最适条件影响酶促反应。(2)常考抑制剂在不同类型中 KM,Vmax 的变化 Chapter 4 糖代
11、谢 分解代谢 最重要 合成代谢 调节 生理意义 一、葡萄糖的分解途径:(一)无氧酵解:无氧情况下,产生乳酸,提供少量能量 1、关键酶:已糖激酶,6-磷酸果糖激酶,丙酮酸激酶,(1)催化反应都是不可逆反应,单向反应,(2)关键 E 语性常较低,多为限速 E。2、进行的部位:胞液(特别,大部分多在线粒体中进行)3、消耗能量:2ATP 生成能量:4ATP 4、重要的中间产物:磷酸二羟丙酮:葡萄糖和甘油的交汇点 5、在特殊情况(病理,肺心病,长跑,高原)在特殊的细胞(水质细胞 RBC)里起作用。(二)有氧氧化,有氧的情况下,机体 ATP 主要来源,途径。前阶段相同,丙酮酸在丙酮酸脱氯酶作用下乙酰 CO
12、A 三羧酸循环:(1)有 4 次脱氢 3 次以 NAD+NADH3ATP 1 次 FADFADH22ATP(2)底物水平磷酸化琥珀酸 COA琥珀酸:GOPPIGTP 底物在分解时将能量传给 ADP 使ATP 琥珀酸 COA,一二磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮的是高能底物,(3)重要的转变反应 (4)三大营养物质转换的枢纽,同时是共同的代谢通路。COA 是联结三大营养的物质代谢的枢纽。例:下列哪些物质直接参与三羧酸循环:ABCEF(A)FAD(B)草酰乙酸(C)一酮戊二酸(D)ADP(E)PI(F)GOP(三)磷酸戊糖途径(HMPS)过程不看 1、主要作用:(1)不是直接提供能量,而是提供大量 NA
13、DPH+H 为供氢体(2)为核酸的生物合成提供核糖,提供 5磷酸核糖 2、关键酶:6磷酸葡萄糖脱氢酶 3、NADPH 的意义:(1)机体最主要的供氢体,为物质还原提供 H(2)维持还原型谷胱苷肽(GSH)的含量,利用疏基,还原超氧化物 GSHGSHGSSG(氧化型)H20(由 GSH 还原酶参与)例:“蚕豆病”的原因是体内缺点关键 E:6磷酸葡萄脱氢 E(3)参与机体生物转化作用 NND 参与呼吸链,提供 ATP,NADPHH不参与 例:能为核苷酸酸提供原料,5-磷酸粒糖 合成反应,有 ATP 参与,称合成酶,无 ATP 参与,称合酶 二、糖原合成与分解:保持血糖浓度维持相对稳定的途径(一)1
14、、糖原合成的部位,肝脏和肌肉 2、糖原合成的关键 E:糖原合酶磷酸化,活性降低;去磷酸化,活性升高 3、重有中间物质:UDPG 葡萄糖的活化形式,或称为活性葡萄糖 4、机体能量合成代谢的主要形式 ATP,尚有 GTP、CTP、UTP,其中 UTP 参与糖原的合成 其中 UTP 参与糖原的合成(二)1、糖原分解的关键 E:糖原磷酸化酶 2、糖原分解的部位,肝脏(肌肉不能直接分解糖原,因为缺乏)G6 磷酸酶,入不能直接补充血糖浓度,肌肉分解糖原指无氧酵解。糖原上一个葡萄糖残基在肌肉分解后产生分子 ATP 三、糖异生(非糖物质转变为糖):糖无氧分解的逆过程,克服了个能障即 1、意义:长期饥饿时,增强
15、补充血糖 2、糖异性的四个关键 E 3、中间产物质都可糖异生产生 G 大部分:分解:线为体,但 G 的无氧酵解在胞液进行 合成:胞液 Chaper 5 脂代谢 类脂:固醇,酯,磷脂及糖酯 甘油三酯:分解 一、甘油三酯的合成与分解(一)分解,甘油三酯 甘油三酯脂肪 E(关键 E)甘油脂肪酸 该脂肪酶:激素敏感的脂肪酶,易受激素调节,如肾上腺素紧张 haper 6 生物氧化 有关能量的来源途径:()底物水平磷酸化,直接将代谢分子中的能量转移至(),生成(),三步反应;()氧化磷酸化,提供能量更多 一、氧化磷酸化:代谢物经氧化分解释放能量,从而偶联 ADP 磷酸化,产生 ATP,电势能-化学能 1、
16、呼吸链的排列顺序 2、两条呼吸链的组成 3、糖耦联磷酸化部位 4、P0 比值;消耗 P 和 O 的比值,即生成 ATP 摩尔数;NADH:P03 FADH:P02 5、氯化磷酸化的调节,ADPATP 下降时,ATP 多,氯化磷酸化减强 二、ATP 能量储存,转运的枢纽,GTP、UTP、CTP 能量都来自 ATP 磷酸肌酶可以作为主能化合物,是能量的一种储存形式,但不能直接供能,磷酸肌酸提供 磷酸烯醇式丙酮酸:乙酰磷酸,乙酰 COA DATP DGTP DUTP DCTP 不能放能,故不是分解化合物 Chephter 7 氨基酸代谢 一、一般代谢:指 AA 的脱氨基作用。少量的脱羧可以生成有活性
17、的物质。1、方式:(1)谷 aa 脱 H 酶,(2)转氯基 转氨基作用(1)只渗入氨量的转移,不渗及脱落(2)转氨酶的辅 E 是磷磷吡哆醛(胺)由 VitB6 转化而来。因此,脱氨基作用多为联合脱氨基,方式有两种,(1)肝、肾、脑中 L谷 aa 氧化脱氨基作用(2)心肌骨骼肌中是嘌呤核苷酸酸循环。2、产物有 a 酮酸和 NH3 两种(1)a 酮酸的代谢(1)再 NH3 化,生成相应 aa(2)转变为其它物质:糖和酮体,即分为生糖 aa,生酮 aa,生糖兼生酮 aa,包含有 例:丙 aa(生糖 aa)联合脱氨丙酮酸丙酮激 ECHCOCOA 酮体(理论上可以生成)(3)可以氯化分解供能,可以提供
18、ATP aa 可以生成脂肪和糖 糖可以部分转化为 aa,除外必须 aa 以食物供给,亮亮颉色,苯蛋赖苏,食物的营养价值取决于必需的种量和数量。(2)NH3 的代谢 1、来源(1)aa 的脱氨基(主要来源)(2)从肠道而来 NH3H+NM4+OH-吸收入血氨(3)肾小管上皮细胞:谷氨酰胺酶(肝硬化的血氨病人,洗肠时用酸性物质)2、运输:(1)谷氨酰胺的形式:谷 aMH3谷氨酰胺肾、矸脏 (2)葡萄糖丙 aa 循环 NH3丙酮酸丙氨酸MH3+丙酮酸 3、尿素合成鸟氨酸循环(1)部位:肝脏线粒体(2)2 个 N:1 个 N 来源于 NH3,另一个 N 来源于天冬氨酸(3)3 个产物:瓜 aa 鸟 a
19、a 不是组成 pr 的 aa 二、个别 aa 代谢,(一)脱羧作用:谷 aa CO2 一氨基丁酸 色 (二)一碳单位:1、概念:某些 aa 在分解代谢中可以产生含有一个碳原子的基因,2、CO2不是一碳单位,碳单位载体是四氢叶酸 3、一碳单位的来源:丝色组甘(施舍一根竹竿)参加四清运动 4、一碳单位可以相互转变 5、作用:嘌吟,嘧啶的合成原料,故一碳单位是氨基酸和核酸代谢联系的枢纽。三大物质代谢的枢纽是:CH3COTCOA,G6P 是糖代谢合成,分解,磷酸糖途径,糖异生不同转化方式的联系枢纽。(三)含硫 aa 的代谢 1、半胱 aaPAPS:机体内 SO42-的供体 2、蛋 aa 在腺苷转移作用
20、 E 下SAM(S-腺苷蛋 AA)活性甲基的供体(四)芳香族 aa 苯丙氨酸缺乏引起苯酮的尿症 Chapter 8 核苷酸代谢 合成为重点 1、不是营养物质,无营养核酸之说,不要看过程,记住重要的点 一、分类 从头 合成 嘧啶核酸 补救 分解 核糖粒甘酸 核甘酸 脱氯糖甘酸 (一)AMP(GMP)DAMP,ADPDADP,ATPDATP 从核糖甘的转变为脱氯核甘的是在二磷的水平上进行的,抗代谢物是谁的类似物它们抗代谢的生化机制是什么 嘌吟核苷酸代谢的分解产物是尿酸(沉淀在关节,它一沉淀积便提供损伤关节引起痛症,治疗药物为别嘌吟醇,它能抑制黄嘌吟氧化酶的活性从而使尿酸生成减少)。(二)嘧啶核甘酸
21、的代谢产物:-丙氨酸,由胞嘧啶分解生成的。(抗代谢物易出大题,抗代谢的代谢机理是什么)Chapter 9 DNA 的生物合成 一、DNA 的复制:(一)过程:1、需要的酶:解链酶 2、单链 DNA 结合 Pr 3、引物酶合成引物 RNA,故是 DNA 指导的 RNA 聚合 E 4、DNA 聚合酶 5、RNA 酶核糖核酸 E,水解掉 RNA 6、DNA 连接酶,连接起来 考点:1、酶作用的顺序,2、因子,E 参与了 DNA 的复制(二)特点:(1)半保留复制(2)合成方向 5 端3 端(3)模板 DNA(4)主要 E 是 DNA 聚合酶,(5)什么依赖(指导)的 XXE(6)原料:DNTP(7)
22、产物 DNA (8)DNA 合成都需要引物,RNA 合成都不需要引物。引物是为了在糖位原子上提供一个羟基,(8)衰老的端区学说合成一点,减少一点(不衰老 CELL 存在端粒酶,故 DNA 链不缩短,故 cell 不死亡),端粒酶(1)组成:蛋白质RNA(2)本质:以 RNA 为模板合成 DNA,故是递转录过程(3)存在于增殖旺盛的组织里面,如肿瘤 CELL,骨髓干细胞分化较低,端区是一个重复序列。二、逆转录过程,以 MRNA 为模板,在递转录酶的作用下,利于 DNTP 为原料,根据碱基互补配对的原则,合成 DNA 的过程。逆转录 E 是:1、RNA 指导的 DNA 聚合酶 2、合成的互补链 D
23、NA 称为 CDNA 3、CDNA 文库,包含了 MRNA 的信息:4、作用:临床上应用 5、合成 CDNA 意义:(1)MRNA 易于衰老,半衰期短(2)空气中有解离 MRNA 的 E 三、DNAM 提供修复,切除一修复 1、催化 DNA 合成复制的酶是:DNA-polI、II、III 2、损伤修复的酶主要是 DNA 聚合酶 I 1、线粒体中 DNA 的复制的酶:DNApolr 四、原核、真粒生物 DNA 复制的不同点 chapter 10 RNA 合成 一、合成以原核生物为例,加工则是指真核生物 1、RNA 聚合物附着到启动子上,需要很多转录固子。2、转录为不对称转录,合成方向 5 端3
24、端,3、模板 DNA 4、主要 E 是 DNA 指导的 RN 聚合 E,5、原料 NTP,6、产物:RNA 7、不需要引物 考点:RNA 聚合 E 的组成,复制转录的区别 真核生物的 DNA 序列特点 二、MRNA 的加工 1、加工方式加帽,加尾,转录后加上去 2、剪接过程,两次剪接过程,把内合子去掉,把外显子连接起来。例:内合子通过剪接过程去掉 3、编辑作用:在 RNA 序列中插入或删除核甘酸,第二次遗传信息修正(TRNA 涉及到碱基的修饰)。Chapter 11 蛋白质合成 一、三种 RNA 的作用 1、MRNA 作为模板,从 AUG 开始每 3 个核甘酸组成一个密码,密码子特点:(1)起
25、始密码子,AUG,代表了翻译起始,又代表蛋 aa,开放读码框架。UAA、UAG、UGA 为三个终止密码子,不代表任何 aa,(2)连续性:插入或缺失造成“读码框架移位”(3)简并性:密码子上第三个碱基致变不影响 aa 的翻译。Aa:UUG、UUA、UUC、UUU,(4)通用性:从原核生物到人类同一套密码(5)摆动性,常由于密码子第三位碱基对反密码子第一位碱基,最常见的是黄嘌吟 I。2、TRNA:氨酸酰-tRNA 合成 E 密码子是 GGC,那么识别它的 TRNA 上的反密码子 GCC(方向)摇摆配对:反密码子第一位的碱基和密码子第三位碱基配对时常不是严格按照碱基外酸对原则,I(次黄嘌呤)3、R
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