生物培訓(xùn)2011歡迎各位同學(xué)參年

關(guān)于

一點自我介紹：楊榮武：男：教授工作單位：

大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院電子信箱：as

主講課程：生物化學(xué)主要成績：發(fā)了幾篇

，出了幾本書身邊的生物化學(xué)肉堿能否減肥？“皮革奶”“瘦肉精”——β2-腎上腺素激動劑，能加強(qiáng)脂肪的分解，促進(jìn)蛋白質(zhì)的，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，主要經(jīng)尿和膽汁以原型排出，會在臟器中殘留，副作用。前年兩大生化發(fā)現(xiàn)與前年和去年醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎

Synthia（辛西婭）GFAJ-1Bruce

A.

Beutler和Jules

A.

Hoffmann“先天免疫激活方面的發(fā)現(xiàn)”；Ralph

M.Steinman“發(fā)現(xiàn)樹突狀細(xì)胞及其在獲得性免疫中的作用”。誰是Craig

Venter？NASA發(fā)現(xiàn)生命新可能-砷元素或能形成生命體

以劇毒砷生長的菌株GFAJ-1，將改寫生物教科書，使地球外尋找生命的范圍得以拓展宇航局天體生物學(xué)家費麗莎·烏爾夫-西蒙(FelisaWolfe-Simon)，將從加利福尼亞州莫納湖湖底收集而來的微生物，置于

含有砷的混合試劑內(nèi)培殖了數(shù)月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微生物體內(nèi)的磷原子被砷原子置換出來了。烏爾夫-西蒙表示，每天去

的時候都會摒住呼吸，生怕這些微生物會死去，但它們沒有。如果這一結(jié)果被確認(rèn)，那么“生命及生命存在于何處”的定義將被擴(kuò)大。

碳、氫、氮、氧、磷和硫是地球所有已知生命形式的六大基本構(gòu)建元素。磷是攜帶生命 的DNA和RNA的化學(xué)成分之一，被認(rèn)為是所有活細(xì)胞的必需元素。

砷在化學(xué)元素周期表的位置正好位于磷的下方，正是由于兩者化學(xué)習(xí)性相近，所以砷很容易被細(xì)胞吸收導(dǎo)致

。必需氨基酸八種必需氨基酸，外加二種半必需氨基酸，此為諧音

，非常有效：笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨酸）?。ńM氨酸）亮（亮氨酸）涼（異亮氨酸）鞋（纈氨酸）。氨基酸考點分析蛋白質(zhì)氨基酸vs非蛋白質(zhì)氨基酸D型氨基酸vs

L型氨基酸必需氨基酸vs非必需氨基酸：聯(lián)想到必需脂肪酸和非必需脂肪酸以及維生素疏水氨基酸和親水氨基酸氨基酸的性質(zhì)：兩性解離與等電點（如何計算）；茚三酮反應(yīng)；脯氨酸的特殊性蛋白質(zhì)考點分析

蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的定義及表示方法：聯(lián)想到核酸的一級結(jié)構(gòu)及其表示方法

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)與主鏈上的氫鍵

模體與結(jié)構(gòu)域

三級結(jié)構(gòu)與氫鍵、疏水鍵、范德華力、離子鍵、二硫鍵

四級結(jié)構(gòu)與氫鍵、疏水鍵、范德華力、離子鍵、

纖維狀蛋白、球狀蛋白與膜蛋白

蛋白質(zhì)的性質(zhì)：紫外吸收、兩性解離、變性與復(fù)性、顏色反應(yīng)；聯(lián)想到核酸的相應(yīng)的性質(zhì)核酸考點分析DNA與RNA三大差別及其原因和生物學(xué)意義幾種比較重要的RNA核酸的二級結(jié)構(gòu)：三種雙螺旋ABZ的異同核酸的三級結(jié)構(gòu)核酸的性質(zhì)核酸的分類

DNA——一種類型，一種功能

RNA——多種類型，多種功能編碼RNA和非編碼(NcRNA)DNA和RNA的結(jié)構(gòu)異同性質(zhì)RNADNA戊糖D-核糖2′-D-脫氧核糖堿基A、G、C、UA、G、C、T多聚核苷酸鏈的數(shù)多為單鏈多為雙鏈目雙螺旋A型B型和Z型種類多種只有一種功能功能多樣一種功能:充當(dāng)遺傳物質(zhì)堿溶液下的穩(wěn)定性不穩(wěn)定，很容易水解穩(wěn)定英文縮寫全稱功能存在mRNA信使RNA翻譯模板所有的細(xì)胞tRNA轉(zhuǎn)移RNA攜帶氨基酸，參與翻譯同上rRNA核糖體RNA核糖體組分，參與翻譯同上SnRNA核小RNA參與真核mRNA前體的剪接真核細(xì)胞SnoRNA核仁小RNA參與真核rRNA前體的后加工真核細(xì)胞7SLRNA7S長RNA參與蛋白質(zhì)的定向和真核細(xì)胞tmRNA轉(zhuǎn)移信使RNA兼有mRNA和tRNA的功能原核細(xì)胞gRNA指導(dǎo)RNA參與真核mRNA的編輯調(diào)節(jié)

的表達(dá)某些真核細(xì)胞RNAi（microRNA和siRNA)Ribozyme干擾RNA真核細(xì)胞核酶催化特定的生化反應(yīng)原核細(xì)胞、真核細(xì)胞和某些RNAXist

RNA調(diào)節(jié)雌性哺乳動物一條X轉(zhuǎn)變成巴氏小體哺乳動物DNA

&

RNA

的差別?為什么DNA含有T?

C自發(fā)脫氨基變成U

修復(fù)酶能夠識別這些突變，以用C取代這些U。

如何區(qū)分正常的U和突變而來的U?

使用T就很容易解決以上問題。DNA

&

RNA

的差別?為什么DNA

2‘-脫氧，RNA不是?

RNA

的-OH使其更容易

DNA缺乏2‘-OH更加穩(wěn)定

遺傳物質(zhì)必須更加穩(wěn)定

RNA需要的時候

，不需要的時候需要迅速降解。為什么DNA通常是雙鏈的,RNA通常是單鏈的?互補(bǔ)的雙鏈結(jié)構(gòu)使DNA很容易進(jìn)行復(fù)制、修復(fù)和重組單鏈的結(jié)構(gòu)使得RNA能夠形成豐富多彩的三維結(jié)構(gòu)AT和GC堿基對的配對性質(zhì)B-型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特征雙螺旋穩(wěn)定的因素1氫鍵氫鍵固然重要，但它們主要決定堿基配對的特異性，而對雙螺旋穩(wěn)定的貢獻(xiàn)不是最重要的。對雙螺旋穩(wěn)定起決定性作用的是堿基的堆集力。堿基堆集力這是堿基對之間在垂直方向上的相互作用所產(chǎn)生的力。它包括疏水作用和范德華力。堿基間相互作用的強(qiáng)度與相鄰2堿基之間環(huán)的面積成正比。總的趨勢是嘌呤與嘌呤之間>嘌呤與嘧啶之間>嘧啶與嘧啶之間。另外堿基的甲基化能提高堿基的堆積力。陽離子或帶正電荷的化合物對磷酸基團(tuán)的中和。3核酸的理化性質(zhì)紫外吸收酸堿解離變性復(fù)性和雜交DNA的變性和復(fù)性酶學(xué)考點

酶的化學(xué)本質(zhì)：主要是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；區(qū)分核酸酶和核酶；為什么DNA不能充當(dāng)酶？

細(xì)胞里有哪些反應(yīng)由核酶催化？

酶的性質(zhì)：與非酶催化劑的共同性質(zhì)；酶的特有性質(zhì)

米氏酶與別構(gòu)酶

米氏常數(shù)（Km）、最大反應(yīng)速度（Vm）與kcat及kcat/Km

酶活性的調(diào)節(jié)一、離子、小分子物質(zhì)的跨膜簡單擴(kuò)散H2O、CO2、N2、NO、O2和CH4易化擴(kuò)散需要蛋白質(zhì)介導(dǎo)的擴(kuò)散轉(zhuǎn)運方式（3）通道主動ATP驅(qū)動的主動離子梯度驅(qū)動的主動通道某些蛋白質(zhì)跨膜形成通道和孔，讓特定的分子和離子通過，這種

方式與簡單擴(kuò)散十分相似。例

通過單純的脂雙層膜是比較慢的，但水通道蛋白則讓水分子以更快的速度進(jìn)出細(xì)胞。有的通道一直處于開放狀態(tài)，如鉀泄漏通道；有的通道受到嚴(yán)格的調(diào)控，平時處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在特定刺激下才打開，即在細(xì)胞需要的時候才會“開閘放流”。這些通道有的需要特殊的配體（如乙酰膽堿和cGMP）結(jié)合才能開放，有的受膜電位的控制，有的受機(jī)械力控制，有的受磷酸化控制。方式載體蛋白飽和動力學(xué)方向能量消耗簡單擴(kuò)散無無順濃度梯度無通道或孔有無順濃度梯度無易化擴(kuò)散有是順濃度梯度無初級主動有是逆濃度梯度直接消耗，通常是ATP的水解次級主動有是逆濃度梯度間接消耗，為離子梯度跨膜的幾種方式的比較ATP驅(qū)動的主動1Na+/K+泵2質(zhì)子泵：分為在水解ATP的時候發(fā)生自我磷酸化的P型、水解ATP的時候不發(fā)生自我磷酸化的V型和使用質(zhì)子驅(qū)動力

ATP的F型。屬于P型的有植物細(xì)胞膜上的H+泵和動物胃壁細(xì)胞與 胃酸有關(guān)的H+-K+泵；屬于V型的存在于溶酶體膜、內(nèi)體和植物液泡膜；屬于F型的存在于細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜和類囊體膜。Ca2+泵34

ABC

體（ATP-binding

cassettetransporter

）離子梯度驅(qū)動的主動某一分子的逆濃度梯度的跨膜轉(zhuǎn)運與另一種離子（通常是H+和Na+）的順濃度梯度的轉(zhuǎn)運相偶聯(lián)二、生物大分子的跨膜（一）內(nèi)吞（二）胞吐內(nèi)吞整個過程包括局部細(xì)胞膜內(nèi)陷→包被附近的大分子→形成

泡→囊泡脫離細(xì)胞膜，進(jìn)入胞內(nèi)→囊泡與細(xì)胞內(nèi)膜融合（通常是溶酶體），將內(nèi)容物到目的地。完成內(nèi)吞一般需要滿足三個條件：一是需要消耗能量；二是細(xì)胞外液中的鈣離子；三是細(xì)胞內(nèi)的運動系統(tǒng)。內(nèi)吞的四種方式吞噬作用。這種方式主要為變形蟲類細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞和變形蟲）使用，是巨噬細(xì)胞捕獲大型顆?？乖闹饕绞?。吞噬的對象包括粉塵顆粒、細(xì)胞碎片、凋亡細(xì)胞和細(xì)菌等固相物質(zhì)。這些物質(zhì)被吞噬后在胞漿內(nèi)形成吞噬體；胞飲作用。幾乎所有的細(xì)胞都可以使用這種方式，機(jī)制和過程與吞噬作用相似，只是針對液體或微小顆粒。胞飲后在胞漿內(nèi)形成吞飲小泡；網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用。這種方式不僅需要細(xì)胞表面的受體識別和結(jié)合被吞物，而且需要胞內(nèi)的一種叫網(wǎng)格蛋白的蛋白質(zhì)。胞膜窖，即膜小內(nèi)陷。這種方式不需要籠形蛋白，但需要窖蛋白。窖蛋白與膜上富含膽固醇和糖脂的脂筏區(qū)域結(jié)合，導(dǎo)致這個區(qū)域的細(xì)胞膜穴樣凹陷，形成微囊結(jié)構(gòu)。各種各樣的信號分子激素、生長因子、神經(jīng)遞質(zhì)第二信使有：cAMP、cGMP、IP3、Ca2+、甘油二酯（DAG）、神經(jīng)酰胺、花生四烯酸和NO、H2S、CO等。細(xì)菌的信號分子：cAMP；環(huán)二鳥苷酸（c-di-GMP）MicroRNA代謝考點真核細(xì)胞代謝的分室化NADH、FADH2、N

H、ATP幾種重要的代謝途徑：糖酵解、三羧酸循環(huán)、糖異生、磷酸戊糖途徑、卡爾文循環(huán)、尿素循環(huán)、核苷酸代謝如何計算ATP的得與失？代謝途徑的分室化代謝途徑發(fā)生區(qū)域三、氧化磷酸化，脂肪酸氧化，氨基酸分解糖酵解、脂肪酸

、磷酸戊糖途徑、DNA

、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工膜蛋白和

蛋白的脂和膽固醇的翻譯后加工（糖基化）尿素循環(huán)線粒體細(xì)胞液細(xì)胞核、線粒體、葉綠體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體肝細(xì)胞線粒體和細(xì)胞液分解代謝和代謝NADH,N

H和ATPATP

–通用的能量貨幣N H

–生物還原劑代謝中的能量考細(xì)胞需要持慮續(xù)不斷的能量供應(yīng)糖酵解發(fā)生在所有的活細(xì)胞位于細(xì)胞液共有十步反應(yīng)組成——在所有的細(xì)胞都相同，但速率不同。兩個階段：階第一個階段——投資階段或段:葡萄糖→F-1,6-2P→2G-3-P第二個階段——獲利階段：產(chǎn)生2酸+2ATP酸的三種命運糖酵解的兩階段反糖酵解第一階段的反應(yīng)第一步反應(yīng)——葡萄糖的磷酸化己糖激酶或葡萄糖激酶

反應(yīng)——ATP被消耗，以便后面得到的ATP葡萄糖的磷酸化至少有兩個意義：首先葡萄糖因此帶上負(fù)電荷，極性猛增，很難再從細(xì)胞中

“逃逸”出去；其次葡萄糖由此變得不穩(wěn)定，有利于它在細(xì)胞內(nèi)的進(jìn)一步代謝。葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)磷酸化以后不能再離開細(xì)胞反應(yīng)3:

磷酸果糖激酶是糖酵解的限速步驟!

糖酵解第二次 反應(yīng)

有大的 能降低，受到高度的調(diào)控糖酵解-第二個階段的反應(yīng)?產(chǎn)生4

ATP導(dǎo)致糖酵解凈產(chǎn)生2ATP涉及兩個高能磷酸化合物1,3

BPGPEP反應(yīng)6:甘油醛-3-磷酸脫氫酶甘油醛-3-磷酸被氧化成甘油酸-1,3-二磷酸?這是整個糖酵解途徑唯一的一步氧化還原反應(yīng)?產(chǎn)生1,3-BPG和NADH?為巰基酶，使用共價催化，碘代乙酸和有機(jī)

能夠抑制此酶活性。?砷酸在化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)與Pi極為相似，因此可以代替無機(jī)磷酸參加反應(yīng)，形成甘油酸-1-砷酸-3-磷酸，但這樣的產(chǎn)物很不穩(wěn)定，很快就自發(fā)地水解成為甘油酸-3-磷酸并產(chǎn)生熱，無法進(jìn)入下一步底物水平磷酸化反應(yīng)。由于甘油酸-1-砷酸-3-磷酸的自發(fā)水解，將導(dǎo)致ATP的正常代謝，這就是砷酸受阻，影響細(xì)胞性的原因。反應(yīng)10:酸激酶PEP轉(zhuǎn)化成

酸，同時產(chǎn)生ATP產(chǎn)生兩個ATP，可被視為糖酵解途徑最后的能量回報。ΔG為大的負(fù)值——受到調(diào)控!NADH和

酸的去向有氧還是無氧？？在有氧狀態(tài)下NADH和

酸

運1NADH

運NADH在呼吸鏈被徹底氧化成H2O并產(chǎn)生 的ATP。酸

運2酸

體與質(zhì)子一起進(jìn)入酸脫氫酶系氧化成乙酰-酸經(jīng)過線粒體內(nèi)膜上線粒體基質(zhì)，被基質(zhì)內(nèi)的

CoA在缺氧狀態(tài)或無氧狀態(tài)下NADH和

酸

運12乳酸發(fā)酵發(fā)酵線粒體內(nèi)膜上的甘油-3-磷酸和蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)糖酵解的生理意義產(chǎn)生ATP提供生物

的原料糖酵解與腫瘤缺氧與缺氧誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子糖異生泛指細(xì)胞內(nèi)由乳酸或其它非糖物質(zhì)凈合成葡萄糖的過程。它主要發(fā)生在動物的肝臟（80％）和腎臟（20％），是動物細(xì)胞自身

葡萄糖的唯一

。植物和某些微生物也可以進(jìn)行糖異生。糖異生與糖酵解途徑的比糖異生的底物(動物)酸,乳酸,甘油,生糖氨基酸，所有TCA循環(huán)的中間物偶數(shù)脂肪酸不行!因為偶數(shù)脂肪酸氧化只能產(chǎn)生乙酰CoA，而乙酰CoA不能提供葡萄糖的凈酸羧化酶糖異生的第一步反應(yīng)存在于線粒體基質(zhì)，需要生物素輔基由ATP驅(qū)動羧化反應(yīng)果糖-1,6-二磷酸酶將F-1,6-P水解成F-6-P葡糖-6-磷酸酶催化葡糖-6-磷酸水解成葡萄糖?存在于肝、腎細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。?肌肉和腦細(xì)胞沒有這種酶，故不能進(jìn)行糖異生?G-6-P需要進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔才能水解TCA

循環(huán)是糖、氨基酸和脂肪酸最后共同的代謝途徑也稱為檸檬酸循環(huán)和Krebs循環(huán)酸（實際上是乙酸）糖酵解產(chǎn)生的被降解成CO2產(chǎn)生一些ATP產(chǎn)生

的NADHNADH進(jìn)入呼吸鏈，通過氧化磷酸化產(chǎn)生 的ATP。完整的三羧酸循乙酰CoA的形成酸脫氫酶脂肪酸的β氧化氨基酸的氧化分解

酸的氧化脫羧——由系催化砒霜的毒性機(jī)理TCA

循環(huán)總結(jié)總反應(yīng)：乙酰-CoA+3NAD＋+FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+2H＋+CoA1個乙酰-CoA通過三

產(chǎn)生2CO2,

1

ATP,3NADH,1FADH22H2O被使用作為底物絕對需要O2吵，您順意吵，（吵得）銅壺呼鹽瓶！TCA循環(huán)的功能產(chǎn)生提供生物的ATP的原料

是糖、氨基酸和脂肪酸最后的共同分解途徑某些代謝中間我作為其他代謝途徑的別構(gòu)效應(yīng)物產(chǎn)生CO2一分子葡萄糖徹底氧化過程中的ATP收支情況ATP的方式

ATP的量消耗ATP消耗ATP底物水平磷酸化底物水平磷酸化氧化磷酸化與ATP

相關(guān)的反應(yīng)糖酵解（包括氧化磷酸化）己糖激酶PFK-1磷酸甘油酸激酶酸激酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶（NADH）酸脫氫酶系氧化磷氧化磷酸