醫(yī)學(xué)生物化學(xué)

1、醫(yī)學(xué)生物化學(xué)期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)第一章 蛋白質(zhì)化學(xué)本章應(yīng)掌握內(nèi)容如下： 1蛋白質(zhì)的分子組成： 蛋白質(zhì)的元素組成：主要元素有碳、氫、氧、氮。氮的平均含量及其換算。 每克樣品中蛋白質(zhì)的含量每克樣品的含氮量6.25蛋白質(zhì)分子組成的基本單位：L氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，氨基酸的分類及側(cè)鏈特點(diǎn)。（1）非極性疏水性氨基酸甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸（2）不帶電荷的極性氨基酸色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸（3）酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸（4）堿性氨基酸：賴氨酸、精氨酸、組氨酸 氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性

2、離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。 pHpI 氨基酸的兩性解離氨基酸的等電點(diǎn) 在某一pH溶液中，氨基酸解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等，凈電荷為零，此溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。2蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)： 肽鍵、肽鏈和氨基酸殘基的概念，肽鍵的特點(diǎn)。肽鍵:一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基脫去1分子水，所形成的酰胺鍵稱為肽鍵。肽鏈:氨基酸之間通過肽鍵連接而形成的化合物稱為肽。蛋白質(zhì)就是數(shù)十個到數(shù)百個氨基酸分別借肽鍵連接起來的多肽鏈。COHOCH3NH2HC+丙氨酸苯丙氨酸COHOCH3

3、HC肽鍵二肽丙苯氨丙氨酸HOCOCH2NH2HCNCOHCH2NH2HC氨基酸殘基： 氨基酸在形成肽鏈時丟失了一分子水，肽鏈中的氨基酸分子已不是完整的氨基酸分子，所以成為氨基酸殘基。NHCHCOR肽鍵平面： 肽鍵是一個剛性平面，肽鏈中的CN 鍵長比相鄰的CN單鍵短，但比C=N 雙鍵鍵長，因此其帶有（部分）雙鍵的性質(zhì)，近似于鍵。 肽鍵中的四個原子（C、H、O、N）和它相鄰的兩個-碳原子都處在同一平面上，這一平面稱之為肽鍵平面。肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。蛋白質(zhì)的

4、分子結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子的一級、二級、三級及四級結(jié)構(gòu)的概念，維持蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵(肽鍵、二硫鍵、氫鍵、鹽鍵、疏水鍵和范德華引力)，螺旋和折疊結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵：肽鍵、二硫鍵。一級結(jié)構(gòu)的書寫方式：從N端到C端，標(biāo)出SS的位置。 二級結(jié)構(gòu)：是指多肽鏈本身折疊或盤曲所形成的局部空間構(gòu)象。主要有螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲。維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是氫鍵。(1)以肽鍵平面為單位,以碳原子為轉(zhuǎn)折盤旋形成右手螺旋。螺旋(2) 每3.6個氨基酸殘基繞成一個螺旋(3600)螺距為0.54nm每個氨基酸上升0.15n

5、m肽鍵平面與中心軸平行。(3)主鏈原子構(gòu)成螺旋的主體,側(cè)鏈在其外部。(4)肽鍵的CO和NH都形成氫鍵；氫鍵的方向與中心軸大致平行；是穩(wěn)定螺旋的主要作用力。-折疊(1)多肽鏈在一定空間平面內(nèi)伸展，各肽鍵平面之間折疊成鋸齒狀（或折扇形）結(jié)構(gòu)。（2）片層可以由一條肽鏈折返而成，也可以由兩條以上多肽鏈順向或逆向平行、排列而成。（3）當(dāng)兩條肽鏈接近時，彼此的肽鏈相互形成氫鍵使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，氫鍵的方向與肽鍵長軸相垂直。（4）肽鏈中氨基酸側(cè)鏈R伸出在片層“鋸齒”上下。三級結(jié)構(gòu)： 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互作用在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)

6、。三級結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：（1）進(jìn)一步盤曲、折疊的多肽鏈分子在空間長度大大縮短，呈棒狀、纖維狀、球狀。（2）多肽側(cè)鏈上各種功能基團(tuán)之間所形成的次級鍵來維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其中疏水鍵最為重要。（3）疏水基團(tuán)多聚積在分子的內(nèi)部，而親水基團(tuán)多分布在分子的表面。（4）多肽鏈經(jīng)過盤曲后，在分子表面或某些部位形成了發(fā)揮生物功能的特定區(qū)域，如酶的活性中心、受體分子的配基結(jié)合部位等。 四級結(jié)構(gòu)： 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指由多條各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價鍵連接起來的結(jié)構(gòu)形式；各個亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系。亞基：每個具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈單位稱為亞基或亞單位。兩個亞基的結(jié)構(gòu)3 蛋白質(zhì)

7、的理化性質(zhì)： 兩性電離及等電點(diǎn)，電泳原理。 蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)，透析原理。 蛋白質(zhì)的紫外吸收特征。 蛋白質(zhì)的沉淀。（1）蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。在溶液中的帶電狀況主要取決于溶液的pH值。pH = pI 凈電荷=0 pH pI凈電荷為負(fù)PrCOOHNH3+ + H+ OH+ + H+ OH+PrCOO-NH2PrCOO-NH3+當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液在某一定pH值時，使某特定蛋白質(zhì)分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的pH值即為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。電泳的原理：在同一pH溶液中，由于各種蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)和數(shù)量不同，分子量的大小不同，因此它們在同一電場中移動的速率不同。

8、（2）高分子性質(zhì)： 蛋白質(zhì)分子顆粒大小1100nm之間,屬膠體顆粒范圍，在溶液中能形成穩(wěn)定的膠體。具有半通透性、丁達(dá)爾效應(yīng)和具有布朗運(yùn)動。透析的原理： 因為蛋白質(zhì)的分子量大，在溶液中形成的顆粒較大，因此，不能通過半透膜。利用這種性質(zhì)可將蛋白質(zhì)和一些小分子物質(zhì)分開，這種分離方法稱為透析。（3）蛋白質(zhì)的紫外吸收特征：蛋白質(zhì)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)（200-230nm）有較大的吸收，在280nm有一特征吸收峰，可利用這一特性對蛋白質(zhì)進(jìn)行定性定量鑒定。（4）蛋白質(zhì)的沉淀： 當(dāng)破壞了維持蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素甚至蛋白質(zhì)的構(gòu)象時，蛋白質(zhì)就會從溶液中析出，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的沉淀。方法：鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀、某些酸類沉淀

9、、重金屬鹽沉淀、加熱凝固。熟悉內(nèi)容：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的關(guān)系。 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。（1）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系相似結(jié)構(gòu)表現(xiàn)相似功能：不同脊椎動物的胰島素。不同結(jié)構(gòu)具有不同功能：血紅蛋白不同于肌紅蛋白。一級結(jié)構(gòu)的改變與分子?。虹牭稜罴t細(xì)胞性貧血患者的血紅蛋白。-鏈N端氨基酸排列順序 1 2 3 4 5 6 7 8 Hb-A（正常人） Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys Hb-S（患 者） Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys（2）蛋白質(zhì)分子構(gòu)象與功能的關(guān)系-巰基乙醇透析尿素或鹽酸胍有活性無活性124個氨

10、基酸組成的核糖核酸酶分子中4個SS 的變化。了解內(nèi)容： 1、蛋白質(zhì)的分類。 2、蛋白質(zhì)在生命活動的重要作用。 本章應(yīng)掌握內(nèi)容如下： 1、核酸的生理功能： DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)； RNA參與蛋白質(zhì)生物合成(mRNA、tRNA及rRNA的含義及功能)第二章 核酸化學(xué)核酸：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，RNA在蛋白質(zhì)的生物合成中起著重要作用。DNA是遺傳信息的攜帶者，生物體的遺傳特征主要由DNA決定。在RNA和蛋白質(zhì)的參與下，DNA可將遺傳信息復(fù)制、轉(zhuǎn)錄并指導(dǎo)特定蛋白質(zhì)的生物合成。2、核酸的化學(xué)組成： 核酸的元素組成：C、H、O、N、P 核酸的基本化學(xué)組成：堿基

11、、戊糖和磷酸，堿基結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及簡寫符號，DNA與RNA分子組成的異同點(diǎn)。 堿 基1嘧啶堿UCT2嘌呤堿AG戊 糖91核 苷核酸的基本組成單位核苷酸核苷酸腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)環(huán)化核苷酸3核酸的分子結(jié)構(gòu)： 核酸的一級結(jié)構(gòu)：核苷酸的組成和排列順序，核苷酸的連接方式35磷酸二酯鍵，多核苷酸鏈的方向及表示簡式?；瘜W(xué)式：RNA 5pApGpCpU-OH 3或5AGCU 3DNA 5pApGpCpT-OH 3或5AGCT 3線條式：文字式：核酸的二級結(jié)構(gòu)：DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，堿基互補(bǔ)規(guī)律，維持雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用力，RNA單鏈結(jié)構(gòu)，局部雙螺旋堿基互補(bǔ)規(guī)律，mRNA和tRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的

12、特點(diǎn)：（1）由兩條反向平行的脫氧多核苷酸（兩條鏈的走向為53和35），圍繞一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)，雙鏈中相對的堿基按和通過氫鍵配對連接，形成互補(bǔ)。磷酸基與脫氧核糖在外側(cè)，彼此間以磷酸二酯鍵相連，構(gòu)成的骨架。（3） 堿基平面與中心軸垂直，各相鄰平面部分重疊，糖環(huán)平面與中心軸平行。（4） 雙螺旋的直徑為2nm，沿軸向，每個堿基平面的距離為0.34nm，每圈螺旋含有10對核苷酸，其軸向距為3.4nm。 (3) 離子鍵維持DNA雙螺旋穩(wěn)定的作用力(1) 互補(bǔ)堿基間的氫鍵(2) 使堿基平面堆積的平面間范德華力, 又稱堿基堆積力(1) 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等. A=T 鳥

13、嘌呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等. G=C嘌呤總數(shù)=嘧啶總數(shù) A+G=C+T(2) DNA的組成具有種的特異性 (3) DNA的堿基組成沒有組織的特異性, 且較為穩(wěn)定,不隨年齡、營養(yǎng)狀態(tài)、 環(huán)境改變的影響。Chargaff 堿基組成規(guī)律RNA的分子結(jié)構(gòu)：RNA的種類：核蛋白體RNA（rRNA ) 蛋白質(zhì)合成的場所。 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）蛋白質(zhì)合成中選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸到核蛋白體上。信使RNA（mRNA）蛋白質(zhì)合成時傳遞遺傳信息，決定所合成的肽鏈中氨基酸排列順序，是蛋白質(zhì)合成的直接模板。RNA結(jié)構(gòu)的主要特征：（1）RNA的基本組成單位是AMP、GMP、CMP、UMP。有的含有稀有堿基。（2）核苷酸之間彼此

14、通過3、5磷酸二酯鍵連接而成多核苷酸鏈。（3）RNA為單鏈結(jié)構(gòu)，但局部區(qū)域由于自身回折、遇有堿基互補(bǔ)結(jié)構(gòu)時也形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙鏈部位通過氫鍵而相互配對，即AU、GC。不參與配對的堿基所形成的單鏈被排斥在雙鏈之外，形成環(huán)狀突起。tRNA的結(jié)構(gòu)：（1）氨基酸臂：由7個堿基對組成，含G較多。3CCAOH末端的羥基可與活化的氨基酸結(jié)合。（2）DHU環(huán)：二氫尿嘧啶環(huán)與氨基酰tRNA合成酶的結(jié)合有關(guān)。（3）反密碼環(huán)：由7個核苷酸組成，中間三個為反密碼子。（4）額外環(huán)：可變環(huán)，是tRNA分類的標(biāo)志。（5）TC環(huán)：mRNA的結(jié)構(gòu)：rRNA的結(jié)構(gòu)：rRNA是核蛋白體的組成成分。核酸的三級結(jié)構(gòu)：DNA核小體和tR

15、NA的倒L型結(jié)構(gòu)。DNA的三級結(jié)構(gòu)指雙螺旋進(jìn)一步扭曲。真核細(xì)胞染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)是核小體。核小體是由組蛋白八聚體，外繞DNA構(gòu)成核心顆粒，再加組蛋白H1和10100個堿基對的DNA片段形成的連接區(qū)共同構(gòu)成。一個個核小體連接成串珠狀結(jié)構(gòu)染色單體折疊折疊 4、DNA的變性、復(fù)性和核酸的紫外吸收：在一定條件下，DNA雙螺旋可以徹底地解鏈，分離成兩條互補(bǔ)的單鏈，這種現(xiàn)象稱為DNA變性。而分開的兩條單鏈還可以重新形成雙螺旋DNA，稱為復(fù)性。在260nm波長，單鏈DNA的吸收要比雙鏈DNA的吸收高1240，因為雙鏈DNA中堆積的堿基對之間的相互作用降低了吸收。由核酸變性而引起紫外吸收增加的現(xiàn)象，稱為增色效應(yīng)

16、。熔解溫度（Tm）：以加熱為變性條件，使 DNA 分子雙鏈解開50%所需溫度。核酸分子雜交的原理第三章 酶1、酶的概念： 酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的蛋白質(zhì)。是機(jī)體內(nèi)催化各種代謝反應(yīng)最主要的催化劑。 酶作用的主要特點(diǎn)：高效率，高特異性，高度不穩(wěn)定性，酶活性的可調(diào)性。重點(diǎn)掌握以下內(nèi)容：2 酶的分子結(jié)構(gòu)： 酶的分子組成： 單純酶：只由氨基酸組成的單純蛋白質(zhì)。 結(jié)合酶：由酶蛋白和輔助因子結(jié)合成全酶(全酶、輔基和輔酶的概念)，輔酶與維生素的關(guān)系。酶蛋白輔助因子+全酶(有催化活性)(無催化活性)(無催化活性) 常見：維生素及其衍生物常見： K+、Na+、Mg2+、 Cu2+、 Zn2+、Fe2+ 金

17、屬離子小分子有機(jī)化合物或輔基：結(jié)合緊密輔酶：結(jié)合疏松輔助因子分類組成某些輔酶/輔基在催化中的作用輔酶或輔基轉(zhuǎn)移的基團(tuán)所含維生素NAD+ 尼克酰胺FMN 維生素B2 輔酶A 泛酸磷酸吡哆醛 吡哆醛NADP+ 同上FAD 同上TPP 維生素B1 生物素 生物素 氫原子（質(zhì)子）醛基?；趸及被贤闲枰饘匐x子的一些酶金屬離子 酶Mo6+ 黃嘌呤氧化酶Fe3+/Fe2+ 細(xì)胞色素酶、過氧化氫酶類、 過氧化物類Cu2+/Cu+ 細(xì)胞色素氧化酶、氨酸酶Zn2+ 碳酸酐酶、羧肽酶Mg2+ 激酶類、磷氨酸酶Mn2+ 精氨酸酶、超氧化物歧化酶Na+ 質(zhì)膜 ATP 酶 (也需K+和Mg2+)K+ 丙酮酸激

18、酶 (也需Mg2+和Mn2+ ) 酶的分子結(jié)構(gòu)： 酶的活性中心：指酶分子與底物結(jié)合并發(fā)揮作用的部位。 酶原、酶原激活、同功酶及變構(gòu)酶的概念。S-S活性中心外必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心必需基團(tuán)底物 肽鏈活性中心酶活性中心示意圖 酶原與酶原的激活酶原酶激活（無活性）（有活性）酶原激活的機(jī)理是在專一的蛋白酶或其他離子如（H+）的作用下，酶原分子內(nèi)的某處或多處被切除部分肽段后，使分子構(gòu)象發(fā)生改變，從而形成酶的活性中心。胰蛋白酶原活性中心胰蛋白酶腸激酶胰蛋白酶原的激活過程變構(gòu)劑與某些酶分子活性中心以外的亞基可逆地結(jié)合，使酶發(fā)生變構(gòu)并改變其催化活性。受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱做變構(gòu)酶。變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)抑制效應(yīng)變構(gòu)激活效應(yīng)變構(gòu)酶亞基變 構(gòu) 酶同工酶：在同一種屬、同一機(jī)體的不同組織，甚至在同一組織細(xì)胞的不同細(xì)胞器中存在著催化相同的化學(xué)反應(yīng)，而分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。如乳酸脫氫酶。電泳速度不同： LD1LD2LD3LD4LD5 對同一底物的Km也不同；舉例：乳酸脫氫酶（LD） 酶的組成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)；H3M LD2H2M2 LD3HM3LD4M4 LD5H4LD1為H亞基為M亞基 都催化：丙酮酸 + NADH +