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文檔簡介
1、生化復(fù)習(xí)資料(Lynx)生物化學(xué)名詞解釋及基本概念整理第一章 蛋白質(zhì)化學(xué)基本概念1、 等電點(pI):使氨基酸離解成陽性離子和陰性離子的趨勢和程度相等,總帶電荷為零(呈電中性)時的溶液pH值.A溶液pH<pI,氨基酸帶正電荷,在電泳時向負(fù)極運動;B pH=pI,氨基酸所帶總電荷為零,在電泳時不移動;C pH>pI,氨基酸帶負(fù)電荷,在電泳時向正極運動。2、 修飾氨基酸(稀有氨基酸):蛋白質(zhì)合成后,氨基酸殘基的某些基團(tuán)被修飾后形成的氨基酸。沒有相應(yīng)的密碼子,如甲基化、乙?;?、羥基化、羧基化、磷酸化等。3、 肽鍵(peptide bond):合成肽鏈時,前一個氨基酸的羧基與下一個氨基酸的
2、氨基通過脫水作用形成的酰胺鍵,具有部分雙鍵性質(zhì)。4、 肽鍵平面(酰胺平面):參與肽鍵的六個原子位于同一平面,該平面稱為肽鍵平面。肽鍵平面不能自由轉(zhuǎn)動。5、 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu):A一級結(jié)構(gòu):是指多肽鏈從N端到C端的氨基殘基種類、數(shù)量和順序。主要的化學(xué)鍵:肽鍵,二硫鍵。B 二級結(jié)構(gòu):是指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu),即蛋白質(zhì)主鏈原子的局部空間排布(不涉及側(cè)鏈原子的位置)。分-螺旋( a -helix):較重要,為右手螺旋,每圈螺旋含3.6個氨基酸殘基(13個原子),螺距為0.54nm、-片層(-折疊,b-pleated sheet)、-轉(zhuǎn)角(b-turn )、無規(guī)則卷曲(random coil)、
3、-螺旋( -helix )。維持二級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵:氫鍵。模體:蛋白質(zhì)分子中,二級結(jié)構(gòu)單元有規(guī)則地聚集在一起形成混合或均有的空間構(gòu)象,又稱超二級結(jié)構(gòu)。C 結(jié)構(gòu)域:蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)中,折疊緊湊、可被分割成獨立的球狀或纖維狀,具有特定功能的區(qū)域,稱為結(jié)構(gòu)域。為構(gòu)成三級結(jié)構(gòu)的基本單元。D三級結(jié)構(gòu):是指整條多肽鏈中所有氨基酸殘基的相對空間位置(肽鏈上所有原子的相對空間位置).化學(xué)健:疏水鍵和氫鍵、離子鍵、范德華力等來維持其空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定。E 四級結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)分子中幾條各具獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈間相互結(jié)集和相互作用,排列形成的更高層次的空間構(gòu)象。作用力:亞基間以離子鍵、氫鍵、疏水力連接。此外,范德華力、二
4、硫鍵(如抗體)。6、 分子伴侶:一類在序列上沒有相關(guān)性但有共同功能,在細(xì)胞中能夠幫助其他多肽鏈(或核酸)折疊或解折疊、組裝或分解的蛋白稱為分子伴侶。如熱休克蛋白。7、 一級結(jié)構(gòu)是形成高級結(jié)構(gòu)的分子基礎(chǔ),蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的改變,可能引起其功能的異常或喪失(“分子病”);同功能蛋白質(zhì)序列具有種屬差異與保守性。蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)是其發(fā)揮生物學(xué)活性的基礎(chǔ),蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的改變影響生物學(xué)功能或?qū)е录膊〉陌l(fā)生,蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)不變,但由于折疊錯誤,導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象改變而引起的疾病,稱為蛋白質(zhì)構(gòu)象?。ㄕ郫B?。?。8、 蛋白質(zhì)變性:在某些理化因素的作用下,特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變及生物活性喪失的過程
5、。為非共價鍵和二硫鍵斷裂,物理(高溫、高壓、紫外線),化學(xué)(強酸堿、有機溶劑、重金屬鹽)等因素導(dǎo)致。9、 20種AA名稱及縮寫:A 非極性疏水性AA:甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸(Pro)、蛋氨酸(Met)B 極性中性AA: 色氨酸(Trp)、絲氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)、蘇氨酸(Thr)C 酸性AA: 天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)D 堿性AA: 賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、組氨酸(His)E 芳香族AA: 苯丙氨酸(Phe)
6、、色氨酸(Trp)、絲氨酸(Ser)10、 蛋白質(zhì)理化性質(zhì):兩性電離及等電點(多接近5.0,少數(shù)為堿性)、親水膠體性質(zhì)(具有水化層、雙電層,保持其膠體穩(wěn)定)、紫外吸收峰在280nm波長、顯色反應(yīng)(茚三酮反應(yīng)、雙縮脲反應(yīng))。11、 蛋白質(zhì)的分離純化:利用不同蛋白質(zhì)分子的溶解性(solubility)、分子大?。╯ize)、帶電情況(charge)、親和能力等的不同將其提純。粗提:透析、鹽析、沉淀法等;精提:層析法(凝膠過慮層析、離子交換層析、親和層析)、電泳法(蛋白質(zhì)分子在高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒,在電場中能向正極或負(fù)極移動,如薄膜電泳、SDS-PAGE電泳、凝膠電泳)、離心法(不同
7、顆粒之間存在沉降系數(shù)差時,在一定離心力作用下,顆粒各自以一定速度沉降,在密度梯度不同區(qū)域上形成區(qū)帶的方法)。第二章酶1、 酶:一類由活細(xì)胞合成的、對其特異底物具有高效催化能力的蛋白質(zhì)或核酸。2、 酶活性中心:酶分子中與底物結(jié)合并與催化活性直接有關(guān)的化學(xué)基團(tuán)所構(gòu)成的特殊空間區(qū)域,具底物結(jié)合位點和催化位點。3、 誘導(dǎo)契合學(xué)說:當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時,能誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生有利于底物與之結(jié)合的變化,使酶與底物特異結(jié)合,催化反應(yīng)的進(jìn)行。4、 酶分類:氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類。5、 輔助因子:分輔酶和輔基、輔酶與酶蛋白結(jié)合不緊密,輔基與酶蛋白結(jié)合牢固。6、 酶促反應(yīng)動力學(xué):研
8、究底物濃度、酶E濃度、 pH值、溫度、激活劑和抑制劑等因素對酶促反應(yīng)速度影響。7、米-曼式方程:。Km(米氏常數(shù))等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時的底物濃度,單位為mol/L.Vmax是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速度,與酶濃度成正比。8、酶的轉(zhuǎn)換數(shù):當(dāng)酶被底物充分飽和時,單位時間內(nèi)每個酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。用于比較每單位酶的催化能力。9、酶的抑制劑:能使酶活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)。分可逆性抑制和不可逆性抑制,可逆性抑制:抑制劑與酶通過不太穩(wěn)定的非共價鍵結(jié)合,分競爭性抑制(均能與酶的底物中心結(jié)合,抑制作用的強弱取決于I與S的濃度比,增大底物濃度可解除抑制作用,如丙二酸抑制琥珀酸
9、脫氫酶)、非競爭性抑制(抑制劑與底物結(jié)合中心以外的位點結(jié)合,不可轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,增加底物濃度不能解除非競爭性抑制劑的抑制作用,磺胺類藥物抑菌作用)、反競爭性抑制(I只能與ES復(fù)合物結(jié)合生成ESI后酶失去催化活性)。不可逆性抑制:抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價鍵(或非常穩(wěn)定的非共價鍵)結(jié)合,如有機磷中毒及重金屬鹽中毒。KmVmax競爭性抑制增大不變非競爭性抑制不變減小反競爭性抑制減小減小Vmax是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速度,與酶濃度成正比。Km等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時的底物濃度,單位為mol/L.12、 酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié):通過對現(xiàn)有酶分子結(jié)構(gòu)的影響來改變酶催化活性的調(diào)節(jié)方式,為快速調(diào)節(jié)。形式:酶原激
10、活、變構(gòu)、共價修飾調(diào)控。酶原激活:無活性的酶原去掉一個或幾個特定肽鍵后轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚悦傅倪^程。構(gòu)象發(fā)生改變,活性中心暴露或形成。酶的變構(gòu)調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)物通過非共價鍵與酶分子上的調(diào)節(jié)位點結(jié)合,使酶的構(gòu)象發(fā)生改變而調(diào)節(jié)酶的活性。關(guān)鍵酶(限速酶):可以通過改變其催化活性而使整個代謝途徑的速度或方向發(fā)生改變的酶。共價修飾調(diào)控:酶分子上的某些基團(tuán)在另一種酶的催化下發(fā)生可逆的共價修飾,從而引起酶活性的改變。有(去)磷酸化,(去)尿苷酸化等形式。13、 同功酶:分子結(jié)構(gòu)、底物親和力、抑制劑等不相同但催化相同化學(xué)反應(yīng)的一組酶。14、 酶活力:酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。15、 LDH:乳酸脫氫酶,體內(nèi)具五種形式,同功
11、酶類。第三章維生素1、TPP(硫胺素焦磷酸)、FMN(黃素單核苷酸)、FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸)、NAD+(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸)、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)、輔酶A(CoASH)、四氫葉酸(FH4)、磷酸吡哆醛(PLP)2、各種維生素簡介:化學(xué)名稱活性形式生理功能典型缺乏癥來源維生素AA1、A2、視黃醛、視黃酸視覺細(xì)胞中的感光成分、保護(hù)上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的完整性、抗氧化夜盲癥、干眼癥、皮膚干燥角質(zhì)化肝臟、胡蘿卜、玉米維生素D1,25-(OH)2-D3(D2)促進(jìn)腸道對鈣的吸收、促進(jìn)骨對鈣的吸收和沉積佝僂病、軟骨病肝、奶、蛋黃維生素E(生育酚)原型重要的抗氧化劑、與動物生育有
12、關(guān)、促進(jìn)血紅素的合成小腦萎縮、貧血、不育小麥胚芽、葵花籽油、各種油料種子維生素KK1,K2 (天然) K3和 K4 (合成)-羧化酶(催化凝血因子Glu殘基羧化)的輔酶凝血障礙(雙香豆素為Vk拮抗劑)K1-綠葉菜 K2-腸菌合成維生素B1TPP-酮酸氧化脫羧酶和轉(zhuǎn)酮醇酶等的輔酶腳氣病肝臟、瘦肉、種子的外皮、酵母維生素B2FMN、FAD黃素脫氫酶的輔酶,充當(dāng)氫和電子的傳遞體。口角炎、舌炎、口腔(喉)潰瘍、眼睛充血等。肝、腎、蛋、奶、酵母、蔬菜、青草維生素B3(pp)NAD+、NADP+大多數(shù)脫氫酶的輔酶,參與氫的傳遞糙皮病(癩皮病,皮炎)、癡呆、腹瀉、色素沉積等肝臟、心臟、腎臟、肉類、花生、谷物
13、的種皮、苜蓿草、色氨酸轉(zhuǎn)化維生素B5CoASH輔酶A是?;傅妮o酶,是?;妮d體生長受阻,繁殖障礙肉類、谷類、蔬菜、酵母維生素B6PLP、磷酸吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶等氨基酸代謝酶類的輔酶,傳遞氨基、參與血紅素的合成、參與血紅蛋白的功能脂溢性皮炎、口角炎、神經(jīng)系統(tǒng)機能障礙肉類、全谷食品、蔬菜、腸菌合成維生素B7(生物素)生物素原型脂肪酸合成、糖異生等代謝過程中的羧化酶的輔基脫屑性皮炎、禿頭癥、結(jié)膜炎、嗜睡及厭食等神經(jīng)癥狀肝臟、蛋黃、葉菜、花菜、酵母維生素B9(葉酸)FH4一碳單位的載體,是一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔酶巨幼紅細(xì)胞性貧血內(nèi)臟、蔬菜、酵母維生素B12甲基鈷胺素、5-脫氧腺苷鈷胺素轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶、參與分子
14、內(nèi)的重排巨幼紅細(xì)胞性貧血動物內(nèi)臟、牛奶、蛋黃、微生物制品(微生物能合成,動植物不能)維生素C強還原劑,參與氧化還原反應(yīng)、羥化酶的輔酶、有利于腸道中鐵的吸收壞血病、貧血第四章生物氧化1、氧化磷酸化:呼吸鏈中電子的傳遞過程偶聯(lián)ADP磷酸化,生成ATP的過程。底物磷酸化(次要方式):高能鍵斷裂偶聯(lián)ADP磷酸化為 ATP(或GDP/GTP) 的過程。偶聯(lián)部位:NADH與CoQ之間(復(fù)合體)、CoQ與Cytc之間(復(fù)合體)、Cytc與O2之間(復(fù)合體)?;瘜W(xué)滲透學(xué)說:電子沿呼吸鏈傳遞時,泵出H+形成跨膜電化學(xué)梯度,H+ 順電化學(xué)梯度回流,釋放能量會偶聯(lián)ATP的生成。H+由ATP合成酶的F0亞單位回流時才
15、會偶聯(lián)ATP的生成。影響磷酸化的因素:抑制劑:a、呼吸鏈抑制劑:魚藤酮、粉蝶霉素A、異戊巴比妥(復(fù)合體);抗霉素A();CO、CN¯、H2S()。b、解偶聯(lián)劑:使H+不經(jīng)ATP合酶的F0回流,2,4-二硝基苯酚。c、氧化磷酸化抑制劑:寡霉素。 AD的調(diào)節(jié)作用; 甲狀腺激素:誘導(dǎo)細(xì)胞膜上Na+,K+ATP酶的生成,解偶聯(lián)蛋白基因表達(dá)增加。2、呼吸鏈:代謝物脫下的氫原子通過多種酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞,最終與氧結(jié)合生成水的傳遞鏈,也叫電子傳遞鏈。 A、遞氫體:傳遞氫的酶或輔酶,亦可以作為電子傳遞體。 B、電子傳遞體:傳遞電子的酶或輔基/輔酶。 C、呼吸鏈組成:4種復(fù)合體、CoQ、Cyt
16、c組成兩條主要的呼吸鏈(NADH氧化呼吸鏈、琥珀酸氧化呼吸鏈(FADH2氧化呼吸鏈) D、復(fù)合體組成:復(fù)合體(NADH-CoQ還原酶):是NADH + H的電子進(jìn)入呼吸鏈的入口,F(xiàn)MN為其輔基,傳遞途徑為NADHFMN,F(xiàn)e-SCoQH2;復(fù)合體(琥珀酸-輔酶Q還原酶),F(xiàn)AD 為其輔基,傳遞途徑為琥珀酸-FAD,F(xiàn)e-S簇CoQH2;復(fù)合體(CoQ-CytC還原酶)接受CoQ傳遞來的電子,并泵出4個H+ /2e,傳遞途徑為CoQH2-Cytb,F(xiàn)e-S,Cytc1Cytc,血紅素為其輔基;復(fù)合體(Cytc氧化酶)將電子從Cyt c傳遞給分子氧,催化分子氧還原為H2O, 泵出2個H/2e,F(xiàn)e
17、Cu中心等為其輔基,傳遞途徑為Cytc-CuA-Cyt aa3-CuB-O2。每傳遞一對電子,復(fù)合體I、分別泵出4、4、2個H+ E、呼吸鏈組份排序確定:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位的高低;檢測電子傳遞體氧化的順序;體外將呼吸鏈的各復(fù)合體進(jìn)行拆分和重組;利用阻斷劑研究分析。3、P/O比值:物質(zhì)氧化時,每消耗1mol氧原子所消耗無機磷酸的mol數(shù)。4、胞液中NADHH+穿梭形式:磷酸甘油穿梭(NADHH+-FADH2生成1.5molATP)、蘋果酸-天冬氨酸穿梭(NADHH+-NADHH+生成2.5molATP)。第五章糖代謝1、糖酵解:通過一系列酶促反應(yīng)將葡萄糖降解為丙酮酸的過程。(各組織器官的細(xì)胞液
18、中均進(jìn)行)能量:第一階段為15步,共消耗2molATP(1和3步)形成兩分子磷酸丙糖;第二階段為610步,共生成4molATP,均為底物水平磷酸化,由磷酸丙糖氧化為丙酮酸,6步發(fā)生一次氧化還原反應(yīng)生成2分子NADH+H +。酶調(diào)節(jié):a、第一步:己糖激酶(HK)肝臟中為葡萄糖激酶(GK):變構(gòu)抑制劑為G-6-P,GK則為F-6-P;b、第三步:磷酸果糖激酶-I (PFK-I):變構(gòu)抑制劑為ATP、檸檬酸、H+,變構(gòu)激活劑為F-2,6-BP、AMP、ADP;c、第十步:丙酮酸激酶:變構(gòu)調(diào)節(jié):抑制劑為ATP、乙酰輔酶A、長FFA、Ala(肝臟),激活劑為F-1,6-BP ;共價修飾:磷酸化修飾活性降
19、低。反應(yīng)式:葡萄糖2ADP2NAD2Pi2丙酮酸2ATP2NADH2H2H2O生理意義:糖有氧氧化的第一階段;缺氧時迅速提供能量;紅細(xì)胞僅以此途徑獲能;一些中間產(chǎn)物是氨基酸(如丙酮酸)、脂類(如磷酸二羥丙酮)等合成的前體2、丙酮酸還原為乳酸的意義:使NADH+H+重新氧化為NAD+,保證無氧條件下,糖酵解可以繼續(xù)進(jìn)行。3、糖的有氧氧化:G 丙酮酸(胞漿)、丙酮酸乙酰輔酶A(線粒體)、TCA 循環(huán)(線粒體)、氧化磷酸化(線粒體)。丙酮酸乙酰輔酶A:線粒體基質(zhì)中進(jìn)行,丙酮酸脫氫酶系催化(輔基及輔酶有TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2),總反應(yīng)為:三羧酸循環(huán)(TCA):生物體內(nèi)糖類、脂
20、肪和氨基酸等的氧化產(chǎn)物乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成檸檬酸,檸檬酸再通過一系列氧化步驟產(chǎn)生CO2、NADH+H+及FADH2,并重新生成草酰乙酸,從而降解乙酰基并產(chǎn)生能量的代謝過程,在線粒體基質(zhì)里完成。 能量:乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2OCoA-SH+3(NADH+H+)+FADH2+2CO2+GTP一分子乙酰CoA徹底氧化所生成的能量為10ATP,一分子G徹底氧化產(chǎn)生的總ATP為3032, 酶調(diào)節(jié):a、丙酮酸脫氫酶系:變構(gòu)調(diào)節(jié)抑制劑為ATP、乙酰輔酶A、NADH,激活劑為AMP;共價修飾磷酸化失活。b、檸檬酸合成酶:變構(gòu)抑制劑為檸檬酸、 NADH、琥珀酰CoA,抑制劑為
21、ADP。c、異檸檬酸脫氫酶:變構(gòu)抑制劑為ATP、NADH、琥珀酰CoA,激活劑為ADP、NAD+、 Ca2。d、-酮戊二酸脫氫酶系:變構(gòu)抑制劑為ATP、 NADH、琥珀酰CoA,激活劑為ADP、NAD+、 Ca2。 生理意義:氧化供能;糖、脂、蛋白質(zhì)等徹底氧化分解的共有途徑;中間代謝物是許多生物合成的前體物。4、巴斯德(Pasteur)效應(yīng): 在有氧的條件下,糖的有氧氧化抑制無氧酵解的現(xiàn)象。反Pasteur效應(yīng):在某些代謝旺盛的正常組織或腫瘤細(xì)胞中,即使在有氧的條件下,仍然以糖的無氧酵解為產(chǎn)生ATP的主要方式的現(xiàn)象。5、磷酸戊糖途徑:G-6-P經(jīng)一系列反應(yīng)生成NADPH+H+和5-磷酸核糖,并
22、完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖轉(zhuǎn)換的代謝途徑,在胞漿進(jìn)行。分氧化階段(G-6-P氧化為5-磷酸核酮糖,生成2NADPHH)和非氧化階段(生成5-磷酸核糖,完成5C/3C/7C/4C/6C糖的相互轉(zhuǎn)換,利用轉(zhuǎn)醛醇酶和轉(zhuǎn)酮醇酶)。生理意義:提供生物合成的原料(戊糖和NADPH);為細(xì)胞提供還原態(tài)的環(huán)境:NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶;為戊糖的利用及3C(甘油醛-3-磷酸)、4C、5C、6C(F-6-P)、7C糖互相轉(zhuǎn)換提供通路。6、糖異生作用:由非糖物質(zhì)(生糖氨基酸、甘油、乳酸、丙酮酸、丙酸等)合成G或糖原的過程稱為糖異生,反應(yīng)器官主要在肝臟、腎臟,反應(yīng)場所為線粒體及胞漿(動物不能將乙酰輔酶
23、A轉(zhuǎn)化為丙酮酸)。 反應(yīng)途徑:糖異生并不是糖酵解的逆轉(zhuǎn),但多數(shù)反應(yīng)相同,丙酮酸草酰乙酸PEP:第一步以丙酮酸羧化酶(生物素)催化,消耗1ATP,在線粒體進(jìn)行;第二步以PEP羧激酶催化,消耗1GTP,在線粒體及胞漿進(jìn)行。F-1,6-BPF-6-P:果糖-1,6-二磷酸酶,消耗1ATP。G-6-PG:葡萄糖-6-磷酸酶,消耗1ATP。 反應(yīng)式:2丙酮酸4ATP2GTP2NADH2H+4H2O葡萄糖4ADP2GDP6Pi2NAD +,共消耗6ATP和2NADH+ H+ 生理意義:饑餓時維持血糖濃度的相對恒定(主要);乳酸再利用;降低原尿的H+,緩解酸中毒(腎臟);反芻動物血糖的主要來源:丙酸異生為葡
24、萄糖。7、糖原合成與分解:糖原合成:由G合成糖原的過程,糖原為帶有分枝的高分子葡萄糖聚合物,化學(xué)鍵形式有1,4糖苷鍵、1,6糖苷鍵。主要在肝臟和肌肉的胞漿中合成。反應(yīng)途徑:GG-6-PG-1-P+UTPUDP-G(尿苷二磷酸葡萄糖)+糖原(n)糖原(n1)UDP,最后一步以糖原合酶催化,UDP-G為G殘基供體,每加一個G殘基,消耗2ATP. 糖原合酶:僅催化鏈的延伸,形成1,4糖苷鍵,不催化其從頭合成。 糖原的分支以糖原分支酶催化,分支處為1,6糖苷鍵。糖原降解:糖原(n)+Pi糖原(n-1)+ G-1-P,由糖原磷酸化酶催化,僅作用于1,4糖苷鍵,還有糖原脫支酶。G-1-PG-6-PG(葡萄
25、糖-6-磷酸酶催化,肌肉中無此酶,G-6-P直接進(jìn)入糖酵解,肝腎中可形成G) 酶的調(diào)節(jié):糖原磷酸化酶:原理:磷酸化活性高,去磷酸化活性降低;共價修飾:腎上腺激素和胰高血糖素升高,活性增強;變構(gòu)調(diào)節(jié):肌肉中激活劑為AMP,抑制劑為ATP 、G-6-P;肝臟中抑制劑為G.糖原合成酶:原理:磷酸化活性低,去磷酸化活性增高;共價修飾:腎上腺激素降低其活性;變構(gòu)調(diào)節(jié):激活劑為G-6-P。8、共有的代謝產(chǎn)物:主要的為乙酰輔酶A,G-6-P,在糖的循環(huán)中較為重要,乙酰輔酶A在脂肪代謝中也有利用,將脂肪代謝和糖代謝相互聯(lián)系,另外a-酮戊二酸在核苷酸代謝中有重要作用,與糖代謝相互聯(lián)系。第六章 脂肪代謝1、氧化:
26、脂肪酸氧化時,每次脂?;然?C被氧化為酮基,然后裂解一分子的乙酰輔酶A,因此脂肪酸的氧化稱為氧化。2、脂類:脂肪及類脂、衍生脂類的總稱,其主要功能有:細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分;能量的貯存形式;生理調(diào)節(jié)作用,如激素(性激素)、第二信使(甘油二酯);共價修飾蛋白質(zhì);保溫作用;物質(zhì)運輸和消化相關(guān);調(diào)節(jié)機體密度。3、脂肪酸的合成與氧化分解: 合成:在肝、脂肪、乳腺、腦等的胞液中,原料為乙酰CoA、 NADPH+H+,產(chǎn)物主要以C16飽和脂肪酸為主a、乙酰CoA由線粒體轉(zhuǎn)運進(jìn)胞液中,利用檸檬酸丙酮酸轉(zhuǎn)運系統(tǒng)共消耗2ATP和2NADPH+H+ b、合成過程及能量消耗:乙酰CoA丙二酸單酰CoA,乙酰CoA羧化酶
27、進(jìn)行催化,消耗1ATP,生成一分子16c的棕櫚酸需要8分子乙酰CoA(7分子轉(zhuǎn)化為丙二酸單酰CoA),(8-16+7)ATP, 14NADPH+H+。合成過程中利用脂肪酸合酶進(jìn)行催化,哺乳類中共有7種酶活性,?;d體蛋白(ACP)為其中一種,較為重要。合成過程中重復(fù)縮合、加氫、脫水、加氫的合成過程,每重復(fù)一次,增加一個二碳單位。c、合成調(diào)節(jié):乙酰CoA羧化酶:變構(gòu)調(diào)節(jié):激活劑為檸檬酸、異檸檬酸,抑制劑為脂酰CoA、棕櫚酰CoA;共價調(diào)節(jié):其磷酸化時活性降低,如胰島素可以使其去磷酸化活性增高,胰高血糖素、腎上腺素和生長激素使其磷酸化,活性降低,與糖原合酶的共價調(diào)節(jié)類似;誘導(dǎo)調(diào)節(jié):調(diào)節(jié)乙酰CoA羧
28、化酶合成。氧化分解:活化:脂肪酸脂酰CoA,在胞漿中進(jìn)行,共消耗2ATP,由脂酰CoA合成酶催化。脂酰CoA的轉(zhuǎn)運:進(jìn)入線粒體,由肉堿進(jìn)行攜帶,肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(、)及肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶催化。脂肪酸的氧化:線粒體中進(jìn)行,產(chǎn)物為乙酰輔酶A,F(xiàn)ADH2,NADH+H+,重復(fù)脫氫水化再脫氫硫解過程,逐步生成乙酰輔酶A,如16C則氧化7次,生成7FADH2,7NADHH+,酮體:脂酸在肝分解氧化時特有的中間代謝物(乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮),生成部位主要在肝的線粒體基質(zhì)中,原料為來自脂肪酸氧化的乙酰輔酶A。 酮體在肝內(nèi)生成,在肝外組織(線粒體中)利用,均為糖異生或TCA循環(huán)的原料如乙酰乙酸乙酰輔酶A、
29、丙酮丙酮酸或乳酸、-羥丁酸乙酰乙酸。生理意義:酮體是肝輸出能源的一種形式;是肌肉、腦組織在饑餓等狀態(tài)下的重要能源。4、甘油三酯的合成與分解:以甘油和乙酰輔酶A為材料,在肝臟及脂肪組織(甘油二脂途徑)中或小腸黏膜細(xì)胞(甘油一酯途徑)合成。 甘油三酯的水解發(fā)生在脂肪細(xì)胞的胞漿中,分解成為甘油和脂肪酸(FFA),F(xiàn)FA由載脂蛋白經(jīng)過血漿進(jìn)行運輸,激素敏感酯酶(HSL)為其限速酶。 調(diào)節(jié):經(jīng)共價修飾調(diào)節(jié),磷酸化活性升高,胰高血糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素和甲狀腺素等可通過第二信使使其活性升高,胰島素和前列腺素使其活性降低。甘油去向:直接運至肝、腎、腸等組織。主要在肝、腎進(jìn)行糖異生,脂肪
30、細(xì)胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低,故不能很好利用甘油。5、甘油磷脂:由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等(如絲氨酸)組成。主要作用有構(gòu)成生物膜脂質(zhì)雙分子層;乳化劑,促進(jìn)脂類的消化吸收與轉(zhuǎn)運。 其合成主要在肝腎腸的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,途徑有CDP-甘油二酯途徑和甘油二酯途徑,可在多種磷脂酶(PL)作用下水解。6、膽固醇:主要肝臟(占80%),其次是小腸粘膜上皮、皮膚的胞漿和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上以乙酰CoA、NADPH+H+、ATP為原料合成。HMGCoA還原酶(羥甲基戊二酸單酰CoA)是限速酶,膽固醇在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為類固醇激素、7-脫氫膽固醇或膽汁酸,亦可組成膜結(jié)構(gòu)。7、脂蛋白:載脂蛋白與脂類以非共價鍵形成的球狀
31、復(fù)合物。分四種乳糜微粒CM(運輸外源性甘油三酯及膽固醇)、極低密度脂蛋白VLDL(運輸內(nèi)源性甘油三酯及膽固醇)、低密度脂蛋白LDL(運輸內(nèi)源性膽固醇回肝臟或至肝外組織 )、高密度脂蛋白HDL(肝外組織的膽固醇運回肝臟)。第七章 氨基酸代謝1、來源與去路:EAA指必需氨基酸,體內(nèi)不能合成,Lys、Met、Trp、Val、Leu、Ile、Thr、Phe、His、Arg,Tyr和Cys為條件必需AA。2、AA的脫氨基作用:有轉(zhuǎn)氨基、氧化脫氨基、聯(lián)合脫氨基、非氧化脫氨基等方式。轉(zhuǎn)氨基作用:在轉(zhuǎn)氨酶催化下,a-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到a-酮酸的酮基上,生成另一種氨基酸和另一種a-酮酸的過程。體內(nèi)最為重要的兩種
32、轉(zhuǎn)氨酶為谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT:肝中活性最強)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT:心臟中活性最強)。 意義:動物體合成非必氨基、聯(lián)系糖代謝與氨基酸代謝的橋梁。氧化脫氨基作用:關(guān)鍵酶有L-氨基酸氧化酶(輔基FMN)、D-氨基酸氧化酶(輔基FAD+)。主要為L-谷氨酸的氧化脫氨,反應(yīng)場所主要為肝臟的線粒體基質(zhì)中,L-谷氨酸+H2Oa-酮戊二酸+NH4+NADH(NADPH)+H+。關(guān)鍵酶為L-谷氨酸脫氫酶,變構(gòu)抑制劑為GTP 、ATP,激活劑為ADP、GDP。聯(lián)合脫氨基作用:氨基酸的氨基經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)移給a-酮戊二酸生成L-谷氨酸, L-谷氨酸再經(jīng)氧化脫氨基作用生成a-酮戊二酸和游離氨的過程。反應(yīng)主要在肝臟的線粒體
33、基質(zhì)中進(jìn)行。在骨骼肌中進(jìn)行嘌呤核苷酸循環(huán),快速利用AA,其中有次黃嘌呤核苷酸(IMP)的參與。3、AA脫羧:氨基酸脫羧酶的輔酶為PLP,脫羧形成相應(yīng)的胺,體內(nèi)的胺有g(shù)-氨基丁酸(GABA)、?;撬帷⒔M胺、5-羥色胺(5-HT)等,為體內(nèi)生理活性物質(zhì)。4、氨的代謝:體內(nèi)氨的來源主要為AA脫氨作用,去路:在肝臟內(nèi)可進(jìn)行生物合成或合成尿素;肝外組織中可進(jìn)行生物合成或者轉(zhuǎn)運入肝形成尿素或進(jìn)入腎臟形成銨鹽。肝外組織產(chǎn)生的NH3主要是以無毒的谷氨酰胺(Gln:腦和肌肉中,Glu結(jié)合氨形成Gln,在轉(zhuǎn)運到肝及腎中)及丙氨酸(Ala:骨骼肌中進(jìn)行)兩種形式運輸?shù)礁闻K或腎臟。5、尿素形成(鳥氨酸循環(huán)):主要發(fā)生
34、在肝臟的線粒體及胞液中,過程:NH3氨甲酰磷酸+鳥AA瓜AA+Asp精氨酸代琥珀酸Arg(+延胡索酸)尿素+鳥AA,繼續(xù)循環(huán)??偡磻?yīng):CO2+NH3+3ATP+Asp2H2O尿素2ADP2PiAMP+PPi延胡索酸。共消耗4個高能磷酸鍵,Asp是氨的中間傳遞體,延胡索酸和Asp將尿素循環(huán)和TCA聯(lián)系起來。尿素分子中一個N來自于NH3,另一個來自于Asp。調(diào)節(jié):第一步反應(yīng)的酶為氨甲酰磷酸合成酶-(CPS-)。第三步酶為精氨酸代琥珀酸合成酶。(高血氨癥)6、動物體氨基酸的合成: 酮酸氨基化:Ala:丙酮酸;Asp(Asn):草酰乙酸;Glu(Gln):酮戊二酸;其他AA轉(zhuǎn)化:Gly:Ser;Cys
35、: Ser與Met;Pro:Glu;Tyr: Phe;尿素循環(huán):Arg。7一碳單位:某些氨基酸(Ser、Gly、His和Trp、Met)在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團(tuán),如-CH3、-CH2-、-CHO,四氫葉酸(FH4)一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔酶,是一碳單位的載體;功能部位是N5和N10。生理功能:合成嘌呤和嘧啶等的原料、為體內(nèi)的甲基化反應(yīng)間接提供甲基。8、芳香族AA代謝:包括Phe、Tyr、Trp(色AA),主要在肝臟中代謝。Tyr代謝可產(chǎn)生兒茶酚胺類物質(zhì),酪氨酸羥化酶為其合成的限速酶(缺乏得白化病),Phe代謝產(chǎn)生苯丙酮酸(苯丙酮酸尿癥PUK),Trp代謝合成褪黑素及5羥色胺。第八章
36、 核苷酸代謝1、核苷酸:是核酸的構(gòu)件分子,有核糖、堿基及磷酸三個組成成分,紫外吸收(260nm)。生物學(xué)功能:核酸的基本組成單位;參與能量的轉(zhuǎn)移:ATP/GTP/UTP;第二信使:cAMP和cGMP;是重要物質(zhì)(如輔酶、SAM等)的構(gòu)成成分;某些核苷酸的衍生物是多種生物合成過程的活性中間物質(zhì): UDP葡萄糖和CDP甘油二酯。2、嘌呤核苷酸的從頭合成途徑:利用簡單的前體分子合成核苷酸的途徑,在肝、小腸、胸腺等的胞液中合成。先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMP,IMP的合成是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上合成嘌呤環(huán)。 合成原料:R-5-P、Gln、Gly、N10-甲酰四氫葉酸、CO2、Asp,消耗ATP
37、. 簡單過程:R-5-P轉(zhuǎn)化為PRPP(活化),磷酸核糖焦磷酸合成酶催化該反應(yīng),再以PRPP為基礎(chǔ)進(jìn)行合成IMP。共消耗1分子PRPP、2分子谷氨酰胺、1分子甘氨酸、 1分子天冬氨酸和1分子CO2和2個甲?;?N10甲酰四氫葉酸),消耗了7 分子ATP。關(guān)鍵酶為PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶(變構(gòu)酶)。 AMP和GMP的生成:IMP+Asp腺苷酸代琥珀酸(AMPS)延胡索酸+AMP,第一步由AMPS合成酶催化,第二步由AMPS裂解酶催化,消耗1GTP。IMP黃嘌呤核苷酸(XMP)GMP,第一步由IMP脫氫酶催化,生成1NADH+H+,第二步由GMP合成酶催化,消耗2ATP. 合成特點:PRPP是5-磷酸
38、核糖的活性供體;嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)的;先合成 IMP,再轉(zhuǎn)變成 AMP或GMP。調(diào)節(jié):主要受反饋抑制調(diào)節(jié)。PRPP合成酶:受變構(gòu)調(diào)節(jié)(嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸為其抑制劑);PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶:受變構(gòu)調(diào)節(jié)(抑制劑: IMP /AMP /GMP,激活劑: PRPP)3、嘌呤核苷酸的補救合成:堿基與PRPP直接合成。腺嘌呤+PRPPAMP+PPi;次黃嘌呤(或鳥嘌呤)PRPPIMP(GMP),次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)進(jìn)行催化。HGPRT不足時為高尿酸尿癥和高尿酸血癥,完全缺乏時為自毀容貌癥。4、嘧啶核苷酸的從頭合成:特點:先合成嘧啶環(huán),再與磷酸核糖連接。原料
39、:Gln、 HCO3-、Asp、 PRPP。過程:先合成UMP(氨甲酰磷酸合成酶為該反應(yīng)的限速酶,UMP為其抑制劑),再以UTP合成CTP(是以UMP在三磷酸水平上轉(zhuǎn)化而來的UMPUTP,消耗2ATP,UTP+GlnCTP+Glu,消耗1ATP),以dUMP合成dTMP。5、嘧啶核苷酸的補救合成:尿嘧啶+PRPPUMPPPi6、補救合成的意義:簡單,消耗ATP少,節(jié)省AA;腦主要以補救合成途徑合成核苷酸。7、脫氧核糖核苷酸的合成:由相應(yīng)的NDP(二磷酸水平)還原生成(除dTMP),NDPdNDP,消耗1NADPH+H+,核糖核苷酸還原酶(RR)催化該反應(yīng)進(jìn)行,受變構(gòu)調(diào)節(jié):激活劑為ATP,抑制劑
40、為dATP、dTTP、dCTP。dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的,以dUMP直接合成或補救合成。8、核苷酸合成的抗代謝物:堿基類似物:6-巰基嘌呤(IMP的類似物)競爭抑制HGPRT,抑制嘌呤核苷酸的補救合成途徑,可用作抗癌藥物;5-氟尿嘧啶抑制dTMP的合成;氨基酸類似物:氮雜絲氨酸(Gln類似物)抑制嘌呤核苷酸的從頭合成途徑;抑制UMP及CTP的合成;葉酸類似物:葉酸還原酶和二氫葉酸還原酶的抑制劑,可做抗腫瘤藥物;核苷酸類似物:如阿糖胞苷(胞苷類似物),抑制CDP還原為dCDP。9、嘌呤核苷酸的分解代謝:終產(chǎn)物為尿酸,疾病有腺苷脫氨酶(ADA)基因缺陷,導(dǎo)致重癥聯(lián)合免疫缺陷病;痛風(fēng)
41、癥。10、嘧啶核苷酸的分解代謝:終產(chǎn)物為嘧啶堿。第十章 核酸的化學(xué)1、核酸:核酸是由核苷酸通過 3,5-磷酸二酯鍵聚合而成的生物大分子,包括DNA和RNA。2、DNA與RNA的區(qū)別:組成結(jié)構(gòu)生物學(xué)功能DNA脫氧核糖核苷酸1) 一級結(jié)構(gòu):DNA分子的核苷酸組成和連2) 接順序,以3,5-磷酸二酯鍵連接,5-P,3 -OH,通常由5 3 方向?qū)懀?) DNA的二級結(jié)構(gòu):兩條脫氧多核苷酸鏈反向平行盤繞所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu);4) DNA的三級結(jié)構(gòu):DNA螺旋雙鏈進(jìn)一步扭曲盤旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu),雙鏈環(huán)狀DNA分子和線性DNA大分子易形成超螺旋結(jié)構(gòu);5) 染色質(zhì):真核細(xì)胞核內(nèi),DNA分子被蛋白質(zhì)包裝形成的高
42、度壓縮結(jié)構(gòu),是真核生物DNA的高級結(jié)構(gòu),在細(xì)胞周期不同時期壓縮程度及形態(tài)不同。1) 多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)2) 是遺傳信息的載體,通過基因表達(dá)決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能RNA核糖核苷酸1) 一級結(jié)構(gòu):單鏈分子 2) 二級結(jié)構(gòu):多單鏈,局部形成雙螺旋結(jié)構(gòu) (發(fā)卡或莖環(huán),如tRNA)3) 三級結(jié)構(gòu):二級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊形成4) 四級結(jié)構(gòu):RNA與蛋白質(zhì)相結(jié)合(如rRNA)1)是一些病毒的遺傳物質(zhì);2)mRNA:遺傳信息的中間載體;tRNA:轉(zhuǎn)運氨基酸,識別密碼子;rRNA:蛋白質(zhì)合成的場所3)某些RNA具有催化作用:核酶4)一些小分子RNA參與基因表達(dá)的調(diào)控(如microRNA)3、B型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
43、要點:1) 兩條鏈反向平行,圍繞同一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋。2) 螺旋表面有大溝和一個小溝;3) 每圈螺旋含10個堿基對(bp),螺旋直徑2nm,螺距為3.4nm;4) 磷酸-脫氧核糖骨架位于螺旋外側(cè);堿基平面伸入內(nèi)側(cè),與縱軸垂直;糖環(huán)平面與縱軸平行;5) 兩條單鏈通過堿基間的氫鍵相連,A與T配對,形成兩個氫鍵,C對G配對,形成三個氫鍵;6) 影響雙螺旋穩(wěn)定的作用力:堿基堆積力、氫鍵、疏水相互作用和靜電排斥力。4、DNA堿基組成的Chargaff法則:1) DNA的堿基組成具有種屬特異性;2) DNA的堿基組成無組織和器官特異性,組成穩(wěn)定;3) 一種生物DNA的堿基組成不受年齡、環(huán)境和營養(yǎng)等的影
44、響;4) 堿基配對遵循當(dāng)量規(guī)律:所有雙鏈DNA分子中,AT,GC(摩爾數(shù)相等),AGTC。5、染色質(zhì)的基本包裝單位-核小體:DNA-組蛋白的復(fù)合體,也叫10nm 纖維,為念珠狀結(jié)構(gòu)。由核心顆粒(由8聚體蛋白質(zhì)復(fù)合體H2A、H2B、H3和H4各2個與纏繞在蛋白質(zhì)8聚體上的146bp DNA構(gòu)成)、連接DNA、1分子H1構(gòu)成。6、基因(gene):編碼某一多肽鏈或RNA所必需的全部核苷酸序列。基因組(genome):一個生物所攜帶的遺傳信息總和。包括:核基因組(單倍體細(xì)胞核內(nèi)的全部DNA分子)線粒體基因組(線粒體內(nèi)的單個DNA分子)葉綠體基因組(葉綠體內(nèi)的單個DNA分子)7、tRNA:轉(zhuǎn)運氨基酸的
45、一類RNA,約占總RNA的15%。結(jié)構(gòu)特點:1) 一級:共7095個核苷酸殘基;約10%的堿基為修飾堿基;3-末端都具有-CCA-OH的結(jié)構(gòu)。2) 二級:四臂五環(huán),AA臂3-末端為CCA-OH,攜帶AA,反密碼環(huán):7個堿基組成,正中的3個核苷酸殘基為反密碼子。3) 三級:倒L型8、mRNA:占總的,是蛋白質(zhì)生物合成(翻譯)的模板。一級結(jié)構(gòu)特點:1) 原核生物:多順反子(一個mRNA分子往往含有幾個功能上相關(guān)蛋白質(zhì)的編碼序列),分子大小不一;2) 真核生物:為單順反子(一個mRNA分子只編碼一條多肽鏈),5端有帽子結(jié)構(gòu),3端有poly(A)尾。9、rRNA:占總RNA的80%左右,與幾十種蛋白質(zhì)
46、一起形成核糖體:蛋白質(zhì)合成的場所。原核生物:5S、16S和23S rRNA;真核生物:5S、5.8S、18S和28S rRNA10、核酸的性質(zhì):具有兩性性質(zhì),等電點為酸性。11、DNA變性:在溫度升高、極端pH值、變性劑等條件下,DNA雙鏈中的氫鍵被破壞,兩條單鏈部分或全部分開。Tm為溶解溫度,一般在70-850C。增色效應(yīng):DNA在變性后,紫外吸收值增加的現(xiàn)象。12、DNA復(fù)性:在變性條件消除后,兩條彼此分開的單鏈可以重新形成雙螺旋DNA的過程。退火:熱變性的DNA在溶液冷卻后的復(fù)性。減色效應(yīng):DNA在復(fù)性后,紫外吸收值降低的現(xiàn)象。影響因素:溫度、濃度、堿基組成、片段大小。13、核算雜交:具
47、有互補序列的不同來源的兩條單鏈核酸分子,按堿基配對原則結(jié)合在一起形成雙鏈分子稱為雜交(hybridization),有DNA-DNA、RNA-RNA、DNARNA。十一章 核酸的生物合成1、DNA復(fù)制:以一個親代DNA分子為模板合成兩個子代DNA分子的過程。1)一般原則:半保留復(fù)制(以母鏈為模板合成的子代DNA分子,其一條鏈?zhǔn)莵碜杂H代的DNA鏈,另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻逆?,指?dǎo)互補鏈合成的DNA稱為模板鏈,也叫做無意義鏈);復(fù)制是起始于起始位點的雙向復(fù)制(復(fù)制叉:DNA復(fù)制時,親代DNA解旋,DNA新鏈合成的部位形成的Y形結(jié)構(gòu));半不連續(xù)復(fù)制(DNA的合成是53方向的聚合;前導(dǎo)鏈:復(fù)制叉處,以親代D
48、NA分子的35鏈為模板的新鏈以53方向連續(xù)合成的DNA鏈;在復(fù)制叉處以53鏈為模板的新鏈合成方向與模板的解鏈方向相反,該鏈的合成以不連續(xù)方式一段一段合成,短片稱為崗崎片段,這條不連續(xù)合成的新鏈為滯后鏈);DNA的合成消耗能量(聚合:dNTP+(dNMP)n (dNMP)n+1+PPi);2) 原核生物DNA的復(fù)制:參與DNA合成的主要物質(zhì):底物:dNTPs,模板:親代DNA分子,酶及蛋白類:酶及蛋白類酶及蛋白功能DNA聚合酶特點DNA聚合酶(依賴DNA的DNA聚合酶)DNA polI:參與切去滯后鏈上的RNA引物,并聚合核苷酸; DNA修復(fù);需要模板、需要引物、校讀功能有35外切活性、53方向
49、聚合DNA pol II: DNA修復(fù);DNA polIII:復(fù)制叉處DNA的復(fù)制,活性最高。DnaA蛋白識別復(fù)制起始點(Oric)的特殊序列并與之結(jié)合解旋酶(DnaB)使DNA的兩條互補鏈分離DnaC協(xié)助DnaB結(jié)合在起始點并打開雙鏈DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶除去超螺旋,克服雙鏈解鏈時形成的緊密扭結(jié)現(xiàn)象單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)穩(wěn)定DNA單鏈引物酶催化RNA引物的合成滑動鉗使DNA聚合酶穩(wěn)定在模板上RNAse H 酶切RNA引物DNA連接酶 連接缺口,在崗崎片段的連接、DNA的修復(fù)和DNA重組中,DNA連接酶都是不可缺少的。復(fù)制過程:a) 起始:復(fù)制是在基因組中特殊序列開始的,該特殊序列為復(fù)制的起始
50、點,原核生物染色體、病毒和核外DNA只有一個復(fù)制起始點。DnaA識別和結(jié)合起始點,并使之解鏈合成RNA引物(解旋酶、引物酶參與)引物被DNA pol 識別,前導(dǎo)鏈開始合成解鏈至1kb左右,2條滯后鏈的模板指導(dǎo)合成引物,滯后鏈的合成起始b) 延伸:解旋酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶、SSB、引物酶、DNA聚合酶、連接酶等參與。前導(dǎo)鏈合成:邊解鏈邊聚合。滯后鏈延伸:合成引物合成崗崎片段(DNA聚合酶III)切除引物(RNAse H 和DNA pol I)缺口平移(DNA pol I)連接崗崎片段(DNA連接酶)。c) 終止:具有終止區(qū)(Ter)(順時針復(fù)制叉陷阱和反時針復(fù)制叉陷阱),Ter+終止子利用物質(zhì)(Tus
51、)形成復(fù)合物,阻止解旋,僅阻斷一個方向的復(fù)制叉,當(dāng)兩個復(fù)制叉相遇時,DNA復(fù)制終止。d) 子代DNA分離:DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶。3)真核生物的DNA復(fù)制:DNA聚合酶、和特點及參與物質(zhì):多復(fù)制起點、復(fù)制起始點比原核生物短,結(jié)合速度較慢。有DNA聚合酶(引物酶活性)、 DNA聚合酶(解旋酶活性)、拓?fù)涿?、?fù)制因子RF等參與。起始:G1期形成前復(fù)制復(fù)合物,(G1)-S期形成活性的復(fù)制叉,復(fù)制起始。終止:端粒:線性染色體的兩個末端,維持染色體的穩(wěn)定性,短序列(TG豐富)的串聯(lián)重復(fù)。端粒酶:蛋白質(zhì)和RNA組成,含逆轉(zhuǎn)錄酶(依賴RNA的DNA聚合酶),RNA(450bases,其中-AAUCCCAAU-為合
52、成端粒-TTAGGG-的模板)。4)DNA損傷和修復(fù):復(fù)制時的錯配、自發(fā)、環(huán)境因素(化學(xué)誘變劑、紫外輻射、電離輻射)可以引發(fā)。DNA損傷形式:形成胸腺嘧啶二聚體(輻射)、胞嘧啶脫氨-尿嘧啶(亞硝酸鹽)、嘌呤核苷酸殘基自發(fā)脫嘌呤、缺失和插入、重排。修復(fù)方式:光修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù)。2、RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄:以DNA為模板合成RNA分子的過程與DNA復(fù)制的區(qū)別:原料為NTP;是基因序列的轉(zhuǎn)錄;可連續(xù)轉(zhuǎn)錄多copy;不需要引物;只有一條鏈作為模板;轉(zhuǎn)錄的精確性低。原核生物RNA的合成:a) 參與物質(zhì):RNA聚合酶(細(xì)菌只有一種RNA聚合酶2,亞基識別啟動子,無3 5外切酶活性,所以轉(zhuǎn)
53、錄保真性不高)。功能:DNA的解鏈、聚合核苷酸,形成35磷酸二酯鍵、校正功能、DNA鏈的復(fù)性、RNA鏈從模板上釋放。b) 啟動子:基因轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域內(nèi)與RNA聚合酶結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列,具兩個高度保守DNA序列,與聚合酶的相互作用的部位。c) 起始:RNA聚合酶(亞基)識別并結(jié)合啟動子,形成封閉式復(fù)合體聚合酶構(gòu)象改變,-10區(qū)的序列解鏈,形成開放性復(fù)合體,轉(zhuǎn)錄開始啟動子逃逸,脫離全酶,聚合酶離開啟動子區(qū)。d) 延伸:RNA聚合酶沿DNA鏈移動,聚合核苷酸,進(jìn)入轉(zhuǎn)錄延伸階段。e) 終止:至轉(zhuǎn)錄終止子序列時,RNADNA雜和體分離,DNA恢復(fù)為雙鏈,RNA聚合酶、RNA鏈從DNA模板上釋放
54、出來。機制:不依賴因子的終止(兩個特殊序列:自我互補序列,可形成發(fā)卡;高度保守的48A序列):發(fā)卡的形成能斷裂A=U堿基對,破壞RNA與模板、RNA聚合酶之間的相互作用,導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的解體而終止轉(zhuǎn)錄。依賴因子的終止:終止序列富含CA的序列,因子和RNA上的特殊位點(rut位點)結(jié)合,并滑行至終止序列,使RNA釋放出來。真核生物RNA的合成:a)RNA聚合酶:RNA pol (rRNA合成)、RNA pol (mRNA合成)、RNA pol (tRNA和小RNA)b)轉(zhuǎn)錄因子:TFD(TBP,識別TATA盒,為啟動子序列)、TFA、TFB、TFE、TFF、TFH等。c)起始:TBP( TATA
55、盒結(jié)合蛋白)識別TATA盒,在啟動子部位結(jié)合多種TF,形成closedcomplexDNA解旋opencomplexRNApol 的C-末端結(jié)構(gòu)域被磷酸化修飾轉(zhuǎn)錄起始。d)終止:轉(zhuǎn)錄終止與3加poly A尾緊密聯(lián)系。酶復(fù)合體結(jié)合到mRNA上的剪切信號序列切除mRNA的3端末端序列,形成poly A尾聚合酶與模板分離,一次轉(zhuǎn)錄終止e)轉(zhuǎn)錄后加工:mRNA5帶帽、剪接(將初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中內(nèi)含子去除,并把外顯子連接為成熟的mRNA分子的過程,邊轉(zhuǎn)錄邊剪接。)、3端的切除及加poly A尾核內(nèi)不均一(HnRNA):真核生物轉(zhuǎn)錄生成mRNA的初級轉(zhuǎn)錄物和各種剪接中間體的混合物。外顯子:基因中的編碼序列及與翻譯相關(guān)的序列。內(nèi)含子:在轉(zhuǎn)錄加工過程中,從最初的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中切除的基因內(nèi)部的核苷酸序列。tRNA轉(zhuǎn)錄后加工:剪切和
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