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文檔簡介
名詞解釋生物化學生物化學,是生命的化學,是研究生物體的化學組成和生命過程中的化學變化())與生理功能的關(guān)系的一門科學,是一門生物學與化學相結(jié)合的基礎(chǔ)學科?!肿由飳W 分子生物學是以生物大分子為研究目標,通過對蛋白質(zhì)、酶和核酸等大分子的結(jié)構(gòu)功能及其相互作用等運動規(guī)律的研究來闡明生命分子基礎(chǔ)從而探索生命奧秘的一門科學。它是由生物化學、遺傳學、微生物學、病毒學、結(jié)構(gòu)分析及高分子化學等不同研領(lǐng)域結(jié)合而形成的一門交叉科學,目前已發(fā)展成生命科學中的帶頭學科?!谝徽绿堑幕瘜W單糖凡不能被水解成更小分子的糖稱為單糖。單糖是糖類中最簡單的一種,是組成糖類自然界分布廣、意義大的五碳糖和六碳糖,也分別稱為戊糖和己糖。▲寡糖寡糖是由單糖縮合而成的短鏈結(jié)構(gòu)(2~6個單糖分子)存在最為廣泛的一類?!嗵?多糖是由許多單糖分子縮合而成的長鏈結(jié)構(gòu),分子量都很大,在水中不能成真溶液有的成膠體溶液,有的根本不溶于水,均無甜味,也無還原性。多糖有旋光性,但無變旋現(xiàn)象最重要的多糖有淀粉糖原和纖維素等多糖中有一些是與非糖物質(zhì)結(jié)合的糖稱為復(fù)合糖,如糖蛋白和糖脂?!鄱嗵峭鄱嗵且卜Q為均一多糖,是由一種單糖縮合而成,如淀粉、糖原、纖維素、戊糖膠、木糖膠、阿拉伯糖膠、幾丁質(zhì)等。▲雜聚多糖雜聚多糖也稱為不均一多糖,是由不同類型的單糖縮合而成,如肝素、透明質(zhì)酸和許多來源于植物中的多糖如波葉大黃多糖、當歸多糖、茶葉多糖等?!扯嗵钦扯嗵且卜Q為糖胺聚糖,是一類含氮的不均一多糖,其化學組成通常為糖醛酸及氨基己糖或其衍生物,有的還含有硫酸。如透明質(zhì)酸、肝素、硫酸軟骨素等?!Y(jié)合糖結(jié)合糖也稱糖復(fù)合物或復(fù)合糖,是指糖和蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等非糖物質(zhì)結(jié)合的復(fù)合分子。主要有糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂和脂多糖等?!堑鞍滋堑鞍资翘桥c蛋白質(zhì)以共價鍵結(jié)合的復(fù)合分子,其中糖的含量一般小于蛋白質(zhì)。常見的糖蛋白包括人紅細胞膜糖蛋白、血漿糖蛋白、粘液糖蛋白等?!鞍拙厶堑鞍拙厶鞘且活愑商桥c蛋白質(zhì)結(jié)合形成的非常復(fù)雜的大分子糖復(fù)合物,其中蛋面,參與細胞與細胞,或者細胞與基質(zhì)之間的相互作用等?!侵侵翘呛椭愐怨矁r鍵結(jié)合形成的復(fù)合物,組成和總體性質(zhì)以脂為主體。根據(jù)脂酸多萜醇衍生的糖脂和由類固醇衍生的糖脂?!嗵侵嗵鞘翘桥c脂類結(jié)合形成的復(fù)合物,與糖脂不同的是在脂多糖中以糖為主體成分。常見的脂多糖有胎盤脂多糖,細菌脂多糖等?!诙轮惖幕瘜W脂類脂類是脂肪及類脂的總稱,是一類低溶于水而高溶于有機溶劑(如乙醚、丙酮、氯仿等),并能為機體利用的有機化合物。其化學本質(zhì)為脂肪酸(多是4碳以上的長鏈一元羧酸)和醇(包括甘油醇、鞘氨醇、高級一元醇和固醇)等所組成的酯類及其衍生物?!匦柚舅岜匦柚舅崾侵笝C體生命活動必不可少,但機體自身又不能合成,必需由食物供給的多不飽和脂肪酸。必需脂肪酸主要包括ω-3系列的α-亞麻酸和ω-6系列的亞油酸。▲磷脂 磷脂是含磷的脂類,包括甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。前者為甘油酯衍生物,而后為鞘氨醇酯衍生物。它們主要參與細胞膜系統(tǒng)的組成。▲第三章維生素與微量元素維生素 是機體維持正常生理功能所必需,但在體內(nèi)不能合成或合成量很少,必須由食供給的一組低分子量有機物質(zhì)?!苄跃S生素 脂溶性維生素包括維生素AD、。它們不溶于水,而溶于脂類及數(shù)有機溶劑。▲水溶性維生素 水溶性維生素能溶于水,包括B族維生素和維生素?!⒘吭匚⒘吭厥侵溉梭w中每人每日的需要量在100mg以下的元素,主要包括有鐵、碘、銅、鋅、錳、硒、氟、鉬、鈷、鉻等。雖然所需甚微,但生理作用卻十分重要。▲第四章蛋白質(zhì)的化學▲蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由不同的氨基酸種類、數(shù)量和排列順序,通過肽鍵而構(gòu)成的的基礎(chǔ)?!逆I是蛋白質(zhì)分子中基本的化學鍵α羧基與另一分子氨基酸的氨基縮合脫水而成?!膯挝浑逆I是構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本化學鍵,肽鍵與相鄰的兩個α碳原子所組成的基團,▲蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的主鏈骨架中若干肽單位,各自沿一定αβ折迭和β角等?!菪?蛋白質(zhì)分子中多個肽鍵平面通過氨基酸α碳原子的旋轉(zhuǎn),使多肽鏈的主骨架沿心軸盤曲成穩(wěn)定的α螺旋構(gòu)象?!鞍踪|(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 具有二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)域的一條多肽鏈由于其序列上隔較遠的氨基酸殘基側(cè)鏈的相互作用而進行范圍更廣泛的盤曲與折疊形成包括主側(cè)在內(nèi)的空間排列,這種在一條多肽鏈中所有原子或基團在三維空間的整體排布稱為三級結(jié)構(gòu)?!鞍踪|(zhì)的四級結(jié)構(gòu)許多有生物活性的蛋白質(zhì)由兩條或多條肽鏈構(gòu)成,肽鏈與肽鏈之間并鍵相聯(lián)而形成更復(fù)雜的構(gòu)象,稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)?!壗Y(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)又稱模體或模序,是指在多肽內(nèi)順序上相鄰的二級結(jié)構(gòu)常常在空間折疊中靠近,彼此相互作用,形成有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)聚集體。結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域是位于超二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)間的一個層次。在較大的蛋白質(zhì)分子中,由于多肽鏈上相鄰的超二級結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系實體,即結(jié)構(gòu)域?!鴣喕溄M成。亞基本身各具有一、二、三級結(jié)構(gòu)?!鞍踪|(zhì)的變性某些物理的和化學的因素使蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象發(fā)生改變或破壞其生物活性的喪失和一些理化性質(zhì)的改變,這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。▲蛋白質(zhì)的變構(gòu)一些蛋白質(zhì)由于受某些因素的影響,其一級結(jié)構(gòu)不變而空間構(gòu)象發(fā)生一定的變化,導致其生物學功能的改變,稱為蛋白質(zhì)的變構(gòu)效應(yīng)或別構(gòu)作用。▲第五章核酸的化學核酸 核酸是含有磷酸基團的重要生物大分子,因最初從細胞核分離獲得,又具有酸性故稱為核酸核酸在細胞內(nèi)通常以與蛋白質(zhì)結(jié)合成核蛋白的形式存在天然的核酸分為兩大類,即核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)。核酸的基本結(jié)構(gòu)單位是單核苷酸,每個單核苷酸包括三部分:戊糖、含氮堿基和磷酸基?!菪鼶NA DNA雙螺旋進一步盤繞稱超螺旋。超螺旋有正超螺旋和負超螺旋兩種,超螺旋的存在對于轉(zhuǎn)錄和復(fù)制都是必要的?!鳵NA(tRNA)tRNA是細胞中一類最小的RNA,一般由73~93000~28,沉降系數(shù)為4StRNA約占細胞中RNA15%。在蛋白質(zhì)生物合成中tRNA起攜帶氨基酸的作用。細胞內(nèi)tRNA種或幾種。▲核不均一RNA(HnRNA)hnRNA高分子RNAhnRNA多為信使RNA各種基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物及其成為mRNA前的各中間階段的分子?!攀筊NA(mRNA)mRNA在細胞中含量很少,占RNA總量的3%~5%。mRNA在代謝上很不穩(wěn)定,它是合成蛋白質(zhì)的模板,每種多肽鏈都由一種特定的mRNA負責編碼。mRNA的分子量極不均一,其沉降系數(shù)在4~25S間,mRNA的平均分子量約500000?!鳵NA(rRNA)RNA是細胞中主要的一類RNA,rRNA占細胞中全部RNA的80%左右,是一類代謝穩(wěn)定、分子量最大的RNA稱為核糖體或核糖核蛋白體,它是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)生物合成的場所。▲RNA(SiRNAs)SiRNAs21~22個單核苷酸長度的雙鏈SiRNA為22RNASiRNAsRNARNA酶Ⅲ家族的Dicer19~21個堿基左右的雙鏈RNA?!鳵NA(miRNAs)miRNAs19~25RNA1~2個堿miRNA構(gòu)?!怂岬淖冃耘c復(fù)性 核酸分子具有一定的空間結(jié)構(gòu)維持這種空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是氫鍵和堿基堆積力有些理化因素會破壞氫鍵和堿基堆積力使核酸分子的空間結(jié)構(gòu)改變從而引起核酸理化性質(zhì)和生物學功能改變這種現(xiàn)象稱為核酸的變性變性核酸在適當條件下可使兩條彼此分開的鏈重新由氫鍵連接而形成雙螺旋結(jié)構(gòu),這一過程稱為復(fù)性。▲核酸雜交DNA經(jīng)熱變性,冷卻,使其復(fù)性,在復(fù)性時,如這些異源之間在某些區(qū)域有相同的序列,則會形成雜交DNADNA與互補的RNA生雜交。▲增色效應(yīng) 核酸在變性時值顯著升高,此現(xiàn)象稱為增色效應(yīng)。▲染色質(zhì)DNA明,染色質(zhì)凝集,并組裝成因物種不同而數(shù)目和形狀特異的染色體?!旧w堿性染料染色故稱染色體。染色質(zhì)是由核內(nèi)的DNA與組蛋白、非組蛋白等結(jié)合形成的線狀結(jié)構(gòu)?!蚧蛑负泻铣梢粋€功能性生物分子(蛋白質(zhì)或RNA)所需信息的一個特定片段。▲基因組基因組指單倍體細胞中包括編碼序列和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA組是單倍體細胞核內(nèi)的全部DN分子;線粒體基因組則是一個線粒體所包含的全部DNA子;葉綠體基因組則是一個葉綠體所包含的全部DNA分子?!诹旅该?酶是生物體內(nèi)一類具有催化活性和特定空間構(gòu)象的生物大分子,包括蛋白質(zhì)和核酸等。酶與一般的催化劑不同,催化效率非常高,具有高度的專一性,催化活性受到調(diào)節(jié)和制?!嗣?核酶又稱催化RNA,核糖酶,類酶,酶性RNA,另有建議稱”。核酶是具有生物催化活性的RNA,其功能是切割和剪接RNA,底物是RNA分子。核酶的切割效率低易被Rnase破壞。核酶作用于RNA,包括催化轉(zhuǎn)核苷酰反應(yīng),水解反應(yīng)限制性內(nèi)切酶的反應(yīng))和連接反應(yīng)(聚合酶活性)等?!贵w酶——進行化學反應(yīng)的酶活性,稱為抗體酶?!钚灾行拿傅幕钚灾行挠址Q活性部位,是酶與底物結(jié)合并發(fā)揮其催化作用的部位。就功▲必需基團▲輔酶酶的輔助因子包括輔酶和輔基。這是按其與酶蛋白結(jié)合的牢固程度來區(qū)分的。與酶蛋白結(jié)合比較疏松(一般為非共價結(jié)合)并可用透析方法除去的稱為輔酶?!o基 酶的輔助因子包括輔酶和輔基。這是按其與酶蛋白結(jié)合的牢固程度來區(qū)分的。與蛋白結(jié)合牢固(一般以共價鍵結(jié)合),不能用透析方法除去的稱為輔基?!D(zhuǎn)換數(shù) 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)是指單位時間,每一個催化中心所轉(zhuǎn)換的底物分子數(shù)。通常指每秒每個酶分子轉(zhuǎn)換底物的微摩爾。因為
Vmax=K[Et](Kcat)=K=[Et]max 3 3▲Katal酶活力的單位。1Kat單位定義為,在最適條件下,每秒鐘可使1摩爾(1mol/L)底物轉(zhuǎn)化的酶量。▲米氏常數(shù) 米氏常數(shù)K 為酶促反應(yīng)速度達到最大反應(yīng)速率一半時的底物濃度,單位是mmol/L(摩爾/升是酶的特征性常數(shù)。當pH、溫度和離子強度等因素不變時是恒定m m的。K 值的范圍一般在10-7~10-1mol/L之間。m▲比活力酶的純度用比活力表示,比活力即每毫克蛋白(或每毫克蛋白氮)所含的酶活力單位數(shù)。比活力(純度)=活力單位數(shù)/毫克蛋白(氮)▲誘導契合學說誘導契合學說認為:酶分子與底物的契合是動態(tài)的契合,當酶分子與底物此基礎(chǔ)上互補契合,進行反應(yīng)。▲競爭性抑制 競爭性抑制是較常見而重要的可逆抑制。它是指抑制和底物(S)對游離酶(E)的結(jié)合有競爭作用,互相排斥,酶分子結(jié)合S就不能結(jié)合結(jié)合I就不能結(jié)合。這種情況往往是抑制劑和底物爭奪同一結(jié)合位置。競爭性抑制程度成正比,而[S]成反比故當?shù)孜餄舛葮O大時,同樣可達到最大反應(yīng)速度,即抑制作用可以解除?!歉偁幮砸种芐I可與游離E結(jié)合,也可和EI復(fù)合體結(jié)合。同樣I可和游離E結(jié)合,也可和ES復(fù)合體結(jié)合,但IES[S]無關(guān)?!锤偁幮砸种艻EES中間復(fù)合體結(jié)合成EIS,但EIS不能釋出產(chǎn)物。抑制程度既與[I]成正比,也和[S]成正比。▲激活劑凡能提高酶的活性,加速酶促反應(yīng)進行的物質(zhì)都稱為激活劑。酶的激活劑可以是一些簡單的無機離子,無機陽離子如Na+Ca2+Mg2+Cu2+Zn2+Co2+Cr3+Fe2+等,無機陰離子如Cl-Br-CN-NO-PO3-等。一些小分子的有機物如抗壞血酸、半3 4胱氨酸、還原型谷胱甘肽等,對某些含巰基的酶具有激活作用。激活劑的作用是相對的,一不相同?!冈?某些(絕大多數(shù)是蛋白酶在細胞內(nèi)合成或初分泌時沒有活性這些無活性的的前身稱為酶原。使酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚悦傅淖饔梅Q為酶原激活?!钸mpH 酶表現(xiàn)最大活力時的pH稱為酶的最適pHpH對不同酶的活性影響不同。▲最適溫度化學反應(yīng)的速度隨溫度增高而加快,但酶是蛋白質(zhì),可隨溫度的升高而變性。反應(yīng)速度最大時的溫度,稱為酶的最適溫度?!丫勖?寡聚酶含有2個以上的亞基,多的可含60個亞基,這些亞基巧妙地結(jié)合成具有化活性的酶。寡聚酶可分為含有相同亞基的寡聚酶和含有不同亞基的寡聚酶兩大類?!っ?同工酶是指能催化相同的化學反應(yīng),但分子結(jié)構(gòu)不同的一類酶,它不僅存在于同一機體的不同組織中,也存在于同一細胞的不同亞細胞結(jié)構(gòu)中,它們在生理上、免疫上、化性質(zhì)上都存在很多差異?!T導酶誘導酶是指當細胞中加入特定誘導物質(zhì)而誘導產(chǎn)生的酶。它的含量在誘導物存在下顯著增高,這種誘導物往往是該酶底物的類似物或底物本身?!儤?gòu)酶變構(gòu)酶又名別構(gòu)酶,迄今已知的變構(gòu)酶都是寡聚酶,它含有兩個以上的亞基。分)兩個中心可位于不同的亞基上也可位于同一個亞基的不同部位上▲調(diào)節(jié)酶也稱共價調(diào)節(jié)酶,是指調(diào)節(jié)劑通過共價鍵與酶分子結(jié)合,以增、減酶分子上的基團從而調(diào)節(jié)酶的活性狀態(tài)與非活性狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)化?!潭ɑ腹潭ɑ甘墙柚谖锢砗突瘜W的方法把酶束縛在一定空間內(nèi)并仍具有催化活性的酶制劑。▲第七章 激素及其作用機制激素激素是由內(nèi)分泌腺以及具有內(nèi)分泌功能的一些組織所產(chǎn)生的微量化學信息分子體內(nèi)環(huán)境的變化,此外,也具有協(xié)調(diào)體內(nèi)各部分間相互聯(lián)系的作用。▲內(nèi)分泌腺沒有排泄的腺體稱為內(nèi)分泌腺。它們所分泌的物質(zhì)(稱為激素)直接進入周圍的血管和淋巴管中,由血液和淋巴液將激素輸送到全身。人體內(nèi)有許多內(nèi)分泌腺分散到各處?!鴥?nèi)分泌激素循環(huán)而作用于遠距離靶組織、靶器官、靶細胞。▲靶細胞 激素作用于特定的組織、器官、細胞,并使其產(chǎn)生特有的生理效應(yīng),這些組織器官、細胞稱激素作用的靶組織、靶器官、靶細胞。▲激素受體 受體是細胞組成的一類生物大分子能夠識別并特異性地與有生物活性的化學信號物質(zhì)結(jié)合從而引發(fā)細胞內(nèi)一系列生化反應(yīng)最終導致該細(靶細胞)產(chǎn)生特定的生物效應(yīng)。從化學本質(zhì)上來看,受體主要是蛋白質(zhì),特別是糖蛋白,也有一些糖脂作為受體如霍亂毒素和破傷風毒素的受體均為神經(jīng)節(jié)苷脂?!葝u素 胰島素是由胰臟中胰島細胞所分泌的一種蛋白質(zhì)激素。它由AB兩條肽鏈連接組成鏈含21個氨基酸殘基鏈含30個氨基酸殘基。胰島素在胰臟胰島β細胞被合成時,首先是以活性很弱的前胰島素原的形式存在。經(jīng)專一性蛋白酶水解生成胰島素原胰島素原儲存于細胞的高爾基體中形成β-顆粒在其中受蛋白酶作用水解掉一段多稱C肽),剩下胰島素原的兩個小片(即A鏈和B鏈通過兩對二硫鍵而連接,形成有活性的胰島素,經(jīng)胞溢作用將胰島素和C肽排入細胞間隙而釋放入血?!诙攀辜毎砻媸荏w接受細胞外信號后轉(zhuǎn)換而來的細胞內(nèi)信號稱為第二信使。如果把子物質(zhì)則可以看成是第二信使?!鳪TP調(diào)節(jié)蛋白GTPGGTPGDP看,有單體G蛋白()和多亞基G()G生命活動,如細胞通訊、核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合、小泡運輸、蛋白質(zhì)合成等。G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)中的G、γ鳥苷結(jié)合位點位于α亞基還具有GTPase的活性結(jié)構(gòu)域和ADP核糖化位點。▲腺苷酸環(huán)化酶 腺苷酸環(huán)化酶(AC)是膜整合蛋白,它的氨基端和羧基端都朝向細胞質(zhì)。AC在膜的細胞質(zhì)面有兩個催化結(jié)構(gòu)域,還有兩個膜整合區(qū),每個膜整合區(qū)分別有6個跨膜的α螺旋哺乳動物中已發(fā)現(xiàn)6個腺苷酸環(huán)化酶異構(gòu)體由于AC能夠?qū)TP轉(zhuǎn)變成引起細胞的信號應(yīng)答,所以AC是G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng)中的效應(yīng)物。▲鈣調(diào)蛋白 Ca2+發(fā)揮第二信使作用主要是通過鈣調(diào)蛋白。鈣調(diào)蛋白在細胞內(nèi)廣泛存在,由148個氨基酸殘基組成,其中酸性氨基酸殘基約占1/3,因此CaM是一種酸性蛋白質(zhì),其性氨基酸殘基中-COOH可與Ca2+結(jié)合。一分子CaM可以與4個Ca2+結(jié)合,CaM與Ca2+結(jié)合后可引起構(gòu)象的改變,從而調(diào)控其下游靶分子。▲鈣鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶細胞中存在著許多依賴于CaM-Ca2+細胞效應(yīng)。▲蛋白激酶A/C 激酶是激發(fā)底物磷酸化的酶蛋白激酶A又稱依賴于cAMP的蛋白激酶A,由兩個催化亞基和兩個調(diào)節(jié)亞基組成,其功能是將ATP上的磷酸基團轉(zhuǎn)移到特定蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上進行磷酸化,被蛋白激酶磷酸化了的蛋白質(zhì)可以調(diào)節(jié)靶蛋白的活性同蛋白激酶A一樣,蛋白激酶C屬于多功能絲氨酸和蘇氨酸激酶,是G蛋白偶聯(lián)受體系統(tǒng)中的效應(yīng)物在非活性狀態(tài)下是水溶性的游離存在于胞質(zhì)溶膠中激活后成為膜結(jié)合的酶?!野彼岬鞍准っ咐野彼岬鞍准っ笍V泛存在于細胞的各種生理過程中,是主要與細胞的生長增殖和分化有關(guān)的信號途徑。蛋白酪氨酸激酶是一類具有酪氨酸激酶活性的蛋白質(zhì),可分為受體型和非受體型兩種,它們能催化ATP▲第八章生物氧化生物氧化物質(zhì)在生物體內(nèi)的氧化分解稱為生物氧化,主要是指糖、脂肪及蛋白質(zhì)等在體內(nèi)氧化分解最終生成二氧化碳和水,并釋放出能量的過程。2▲黃素蛋白 黃素蛋白種類很多,其輔基有兩種,一種為黃素單核苷酸另一種為黃素腺嘌呤二核苷兩者均含核黃(維生素B此外FMN尚含一分子磷酸而FAD則比FMN多含一分子腺苷酸。2▲鐵硫蛋白肽鏈上半胱氨酸殘基的硫相結(jié)合。▲雙加氧酶雙加氧酶又叫轉(zhuǎn)氧酶。催化2個氧原子直接加到底物分子特定的雙鍵上,使該底物分子分解成兩部分。其催化反應(yīng)的通式可表示為:R=R′+O2 → R=O+R′═O▲單加氧酶12=2\*ROMANII上的兩個質(zhì)子作用生成水,其催化反應(yīng)可表示如下:RH+NADPH+H++O2
ROH+NADP+HO→2→▲2 過氧化氫酶 過氧化氫酶又叫觸酶,以血紅素為輔基,是催HO分解的重要酶。其催2 過氧化氫酶HO+HO 2HO+O2 2 2 2 2 2▲2 2 過氧化物酶 過氧化物酶以血紅素為輔基可催化HO分解生成H并釋放出氧原子2 2 過氧化物酶RO+HO2 2 2
R+2HO2R+H
過氧化物酶O RO+HO2 2 2▲底物水平磷酸化 底物分子內(nèi)部能量重新分布形成高能磷酸鍵并伴有ADP磷酸化生成ATP的作用稱為底物水平磷酸化,與呼吸鏈的電子傳遞無關(guān)。▲氧化磷酸化 代謝物脫氫經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧生成水的同時,釋放能量用以使ADP磷酸化生成ATP,由于是代謝物的氧化反應(yīng)與ADP的磷酸化反應(yīng)偶聯(lián)發(fā)生,故稱為氧化磷酸化▲解偶聯(lián)劑解偶聯(lián)劑是氧化磷酸化的一類抑制劑,使氧化與磷酸化脫偶聯(lián),雖然氧化照常進行,但磷酸化不能進行,不能生成ATP,則P/O比值降低,甚至為零。解偶聯(lián)劑為離子載體或通道,能增大線粒體內(nèi)膜對H+的通透性,消除H+梯度,因而無ATP生成,使氧化釋放出來的能量全部以熱的形式散發(fā)。如質(zhì)子載體2,4-二硝基酚(DNP)?!粑溤谏镅趸w系中,傳遞氫的酶或輔酶稱為遞氫體,傳遞電子的酶或輔酶稱為電遞鏈。該體系進行的一系列連鎖反應(yīng)是與細胞攝取氧的呼吸過程相關(guān),故又稱為呼吸鏈。▲P/O比值 P/O比值是指每消耗一摩爾氧原子所需消耗無機磷的摩爾數(shù)。▲ATP合酶 ATP合酶位于線粒體內(nèi)膜上,是一個大的膜蛋白質(zhì)復(fù)合體,是由兩個主要組分()構(gòu)成,一是疏水的FFFFATP合酶催化ADP0與Pi合成的。
1 01▲ATP循環(huán)在能量代謝中起關(guān)鍵作用的是ATP-ADP系統(tǒng),ADP的一些高能化合物的一個磷酸基團和一部分能量轉(zhuǎn)變成ATP,也可以在呼吸鏈氧化過程中直接獲取能量,用無機磷酸合成ATP;ATP水解釋放出一個磷酸基團又變成ADP,同時釋放出能量又被用于合成代謝和其他需要能量的生理活動,這就是ATP循環(huán)?!吣芰姿徭I生物氧化過程中釋放的能量大約有40%以化學能的形式儲存于一些特殊的有機磷化合物中,形成磷酸酯。這些磷酸酯鍵水解時釋放能量較多(大于21kJ/mol),一般稱之為高能磷酸鍵,常用“~p”符號表示。含有高能磷酸鍵的化合物稱之為高能磷酸化合物?!诰耪?糖代謝糖酵解 在缺氧情況下,葡萄糖生成乳酸的過程稱之為糖酵解?!墙徒馔緩?糖酵解途徑是指在細胞質(zhì)中分解葡萄糖生成丙酮酸的過程此過程中伴有量ATP的生成?!堑挠醒跹趸?葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和二氧化碳的反應(yīng)過程稱為有氧氧化有氧氧化是糖氧化的主要方式,絕大多數(shù)細胞都通過它獲得能量。▲三羧酸循環(huán)乙酰CoA于這個循環(huán)反應(yīng)開始于乙酰CoA與草酰乙酸縮合生成的含有三個羧基的檸檬酸,因此稱之Krebs循環(huán)?!姿嵛焯峭緩?磷酸戊糖途徑也稱為磷酸戊糖旁路是一種葡萄糖代謝途徑葡萄糖可此途徑代謝生成磷酸核糖NADPH和而主要意義不是生成ATP?!钱惿?從非糖化合(乳酸甘油、生糖氨基酸等轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程稱為異生。▲乳酸循環(huán) 肌肉收(尤其是氧供應(yīng)不足時通過糖酵解生成乳酸肌肉內(nèi)糖異生活性低所以乳酸通過細胞膜彌散進入血液后再入肝在肝內(nèi)異生為葡萄糖葡萄糖釋入血液后又可被肌肉攝取,這就構(gòu)成了一個循環(huán),此循環(huán)稱為乳酸循環(huán),也叫作Cori循環(huán)?!窃铣?體內(nèi)由葡萄(包括少量果糖和半乳合成糖原的過程稱為糖原合成反應(yīng)細胞質(zhì)中進行,需要消耗ATP和UTP?!窃纸?糖原分解是指肝糖原分解成為葡萄糖的過程。糖原的分解要經(jīng)過四步酶促反應(yīng),分別由糖原磷酸化酶、脫枝酶、磷酸葡萄糖變位酶、葡萄糖-6-磷酸酶催化。葡萄糖分解成葡萄糖,只能進行糖酵解或有氧氧化?!?.89~6.11mmol/L和移出血液的葡萄糖平衡的結(jié)果?!谑轮惔x脂肪動員 脂庫中貯存的脂肪,經(jīng)常有一部分經(jīng)脂肪酶的水解作用而釋放出脂肪酸與油,這一作用稱為脂肪的動員。脂肪動員過程中使脂肪水解的酶主要為脂肪酶。▲脂蛋白蛋白質(zhì)結(jié)合,形成具有親水性的脂蛋白?!槊游⒘?乳糜微粒是在小腸上皮細胞中合成的,其特點是含有大量脂肪(約而蛋白質(zhì)含量很少乳糜微粒中的脂肪是來自食物因此乳糜微粒為外源性脂肪的主要運輸形式,其運輸量與食物中脂肪的含量基本上一致?!鴺O低密度脂蛋白極低密度脂蛋白主要由肝實質(zhì)細胞合成,其合成及分泌過程,與小腸粘白是轉(zhuǎn)運內(nèi)源性脂肪的主要運輸形式。▲低密度脂蛋白 低密度脂蛋白是血漿中極低密度脂蛋白在清除過程中水解掉部分脂肪及少量蛋白質(zhì)后的殘余部分由于其中脂肪已被水解掉一部分低密度脂蛋白中脂肪含量較少而膽固醇和磷脂的含量則相對地增高,因此,它的主要功能是運輸膽固醇。▲高密度脂蛋白高密度脂蛋白主要是在肝中生成和分泌出來的約20%)和磷脂(30%)脂?!鳦oA合成酶ATP、CoASH、CoACoA。脂肪組織中,有三種脂酰CoACoACoA合成酶、十二碳脂酰CoA合成酶。▲肉毒堿長鏈脂酰CoA是通過一種特異的轉(zhuǎn)運載體,從細胞液轉(zhuǎn)運至線粒體內(nèi)膜,這個載體就是肉毒堿。▲脂肪酸的氧化β位碳原子進行,然后水解下二碳化物,故稱為ββ氧化作用是在線粒體基質(zhì)中進行的?!舅岷铣擅赶?催化脂肪酸合成的酶,是一個由7種酶分子組成的復(fù)合體,這一復(fù)合體的各種成分不能分開否則會失去活性該復(fù)合體為同亞基二聚體每個亞基包含脂肪酸合成酶的全部7種酶分子和一分子的脂?;d體蛋白。復(fù)合體的一個亞基中ACP的巰基與另一個亞基的酮脂酰合成酶分子的半胱氨酸殘基-SH緊密相鄰因為這兩個巰基均參與脂肪酸合成酶復(fù)合體的脂肪酸合成作用,所以只有二聚體才能夠表現(xiàn)出催化活性▲酰基載體蛋白7種酶分子參與組成脂肪酸合成酶多酶復(fù)合體,是一種對熱穩(wěn)定的蛋白7736連,輔基為4′作用,以合成脂肪酸?!鳫MGCoA羥甲基戊二酸單酰CoA。HMGCoACoA,在HMGCoA1分子乙酰CoA1分子HMGCoA裂解酶的作用下,裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA?!靖胃闻K中合成的脂類是以脂蛋白的形式轉(zhuǎn)運出肝臟外的,其中所含的磷脂是合成脂肪在肝臟中堆積,稱為脂肪肝。▲酮血癥 糖尿病患者及正常人處于饑餓時,體內(nèi)糖的利用失調(diào),就要依靠增加脂肪的氧化來供應(yīng)機體所需的能量造成脂肪組織中脂肪被大量動員運至肝中進行氧化生成大量酮體。大量酮體進入血液后,肝外組織來不及氧化利用過多的酮體,使血液中酮體濃度升高稱酮血癥。▲酮尿癥 發(fā)生酮血癥的同時,在尿液中有大量酮體出現(xiàn),稱酮尿癥?!咧Y臨床上將空腹時血脂持續(xù)超出正常值上限稱為高脂血癥,如高膽固醇、高甘油三酯或兩者兼高?!谑徽?蛋白質(zhì)的分解代謝氨基酸降解氨基酸可通過脫氨作用,轉(zhuǎn)氨作用,聯(lián)合脫氨或脫羧作用,分解成α-酮酸、胺類及二氧化碳。氨基酸分解所生成的α-酮酸可以轉(zhuǎn)變成糖、脂類或再合成某些非必需氨基酸,也可以經(jīng)過三羧酸循環(huán)氧化成二氧化碳和水,并放出能量。分解代謝過程中生成的氨,在不同動物體內(nèi)可以氨、尿素或尿酸等形式排出體外。▲轉(zhuǎn)氨作用氨基酸的氨基酸和酮酸,這個過程稱為轉(zhuǎn)氨作用或氨基移換作用?!D(zhuǎn)氨酶酮戊二酸作氨反應(yīng)。其中較重要的有谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶?!饕绞綖檗D(zhuǎn)氨作用偶聯(lián)氧化脫氨作用生成谷氨酸,后者在谷氨酸脫氫酶的催化下,經(jīng)氧化脫氨作用而釋出游離氨。▲尿素循環(huán)尿素合成的途徑稱為鳥氨酸循環(huán)或尿素循環(huán)。該循環(huán)首先是氨與二氧化碳結(jié)合▲第十二章核酸與核苷酸代謝核酸內(nèi)切酶RNA的酶RNA酶(RNase),DNADNA酶(DNase),的磷酸二酯鍵,故又稱為核酸內(nèi)切酶?!怂嵬馇忻?能夠切割末端單核苷酸的酶類稱為核酸外切酶。▲尿酸 腺嘌呤與鳥嘌呤在人類及靈長類動物體內(nèi)分解的最終產(chǎn)物為尿酸。尿酸仍具有嘌呤環(huán),僅取代基發(fā)生氧化若嘌呤分解代謝過盛,尿酸的生成太多或排泄受阻,以致血液中酸濃度增高,則導致痛風。痛風癥患者血中尿酸的含量升高,當超8mg%時,尿酸鹽結(jié)晶即可沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨甚至腎等處,而導致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石和腎疾病?!S嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶屬于黃酶類,其輔基為FAD,尚含有鐵及鉬。此酶的專一性呤及尿酸。黃嘌呤最后也在黃嘌呤氧化酶作用下氧化成尿酸?!鴦e嘌呤醇別嘌呤醇是一種治療痛風的藥物?;瘜W結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤相似,是黃嘌呤氧化酶轉(zhuǎn)變與焦磷酸鹽(PRPP)反應(yīng)生成別嘌呤醇核苷酸,消耗PRPP,使嘌呤核苷酸的合成減少?!吸S嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶HGPRTHGPRT催化次黃嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸的生成。次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤+PRPP GMP+PPi次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶次黃嘌呤+PRPP IMP+PPi有一種遺傳性疾病稱LeschNyhan綜合征,就是由于基因缺陷導致HGPRT成的,患兒在二到三歲時即表現(xiàn)為自毀容貌的癥狀,很少能存活。▲乳清酸合成尿嘧啶核苷酸的一個重要的中間產(chǎn)物。氨基甲酰磷酸再與天冬氨酸結(jié)合,經(jīng)一系列變化生成尿嘧啶甲酸(乳清酸),然后再與5-磷酸核糖焦磷酸作用生成乳清酸核苷酸,最后脫羧生成尿嘧啶核苷酸。▲第十三章 代謝和代謝調(diào)控總論新陳代謝 新陳代謝是機體與外界環(huán)境不斷進行物質(zhì)交換的過程。它是通過消化、吸收中間代謝和排泄四個階段來完成的?!虚g代謝中間代謝就是經(jīng)過消化、吸收的外界營養(yǎng)物質(zhì)和體內(nèi)原有的物質(zhì),在全身一切組織和細胞中進行的多種多樣化學變化的過程?!芰看x物質(zhì)在機體內(nèi)進行化學變化的過程,必然伴隨有能量轉(zhuǎn)移的過程,這種能量轉(zhuǎn)移的過程就稱為能量代謝。▲同化作用由外界環(huán)境攝取營養(yǎng)物質(zhì),通過消化、吸收在體內(nèi)進行一系列復(fù)雜而有規(guī)律的保證了機體的生長、發(fā)育和組成物質(zhì)的不斷更新▲異化作用機體自身原有的物質(zhì)也不斷地轉(zhuǎn)化為廢物而排出體外,這就是代謝過程中的異化作用。異化作用是放能過程,釋放的能量可供生理需要?!纸獯x 分解代謝是將復(fù)雜的大分子物質(zhì)分解為二氧化碳、水和氨的過程。▲基礎(chǔ)代謝指人體在清醒而安靜的狀態(tài)中,同時又沒有食物的消化與吸收作用的情況下,體溫及支持各種器官的基本運行,如呼吸、循環(huán)、分泌及排泄等?!蚯贸?基因敲除技術(shù)是利用DNA同源重組的原理,在體外培養(yǎng)的小鼠胚胎干細胞中用含突變的靶基因同源序列載體取代相應(yīng)的正常基因并阻止基因的表達再通過顯微注射法將這些雜合子胚胎干細胞注入正常的囊胚細胞以建立定點突變型轉(zhuǎn)基因動物即基因敲除動物模型?;蚯贸夹g(shù)為研究特定基因在代謝途徑中的作用提供了重要而有效的方法?!D(zhuǎn)基因動物 凡是用實驗方法將外源性基因?qū)氩⒄显诩毎旧w上,正確表達和按照孟得爾定律傳與后代的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。其制備可用顯微注射法將外源基因?qū)肱咛ソ?jīng)妊娠、分娩、篩選而得到有外源基因整合的幼仔?!粗亟M 同源性重組是利用細胞內(nèi)的染色體兩兩對應(yīng)的特性,若其中一條染色體上的DNA發(fā)生雙股斷裂,則另一條染色體上對應(yīng)的DNA序列即可當作修復(fù)的模版來回復(fù)斷前的序列,因此在某些條件下,同源性重組又稱作基因轉(zhuǎn)換?!儤?gòu)效應(yīng)劑也稱別構(gòu)效應(yīng)劑,調(diào)節(jié)變構(gòu)酶活性的抑制劑和激活劑分別稱為變構(gòu)抑制劑和變構(gòu)激活劑,變構(gòu)抑制劑和變構(gòu)激活劑統(tǒng)稱為變構(gòu)效應(yīng)劑?!T導劑 酶的底物、產(chǎn)物,激素或藥物均可影響酶的合成。一般將加速酶合成的化合物稱為酶的誘導劑誘導劑在酶蛋白生物合成的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中發(fā)揮作用但影響轉(zhuǎn)錄較常見▲阻遏劑酶的底物、產(chǎn)物,激素或藥物均可影響酶的合成,減少酶合成的化合物稱為酶的阻遏劑。阻遏劑在酶蛋白生物合成的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程中發(fā)揮作用,但影響轉(zhuǎn)錄較常見。▲蛋白酶體蛋白酶體由多種蛋白水解酶組成,分子量為1000kDa,當待降解的蛋白質(zhì)與泛素結(jié)合后,即可將該蛋白降解。▲泛素 泛素是一種存在于大多數(shù)真核細胞中的小蛋白,主要功能是標記需要分解掉的蛋白質(zhì)使其被水解當附有泛素的蛋白質(zhì)移動到桶狀的蛋白酶時蛋白酶就會將該蛋白質(zhì)水解泛素也可以標記跨膜蛋白,如受體,將其從細胞膜上除去。泛素由76個氨基酸組成,分子量8.5kDa?!毎芷诘鞍?細胞周期蛋白是與真核細胞的細胞周期呈模同步周期性濃度升降的蛋白質(zhì),最先是從海膽胚胎中分離鑒定的,為相對分子質(zhì)50000蛋白質(zhì)的一大家族包括:期蛋白質(zhì)A、D、G及H。它們和細胞周期蛋白依賴性激酶結(jié)合,并調(diào)節(jié)它們的酶活性,從而幫助推動和協(xié)調(diào)細胞周期的進行?!勾x物 抗代謝物是指在化學結(jié)構(gòu)上與天然代謝物類似,這些物質(zhì)進入體內(nèi)可與正常代謝物相拮抗從而影響正常代謝的進行因此抗代謝物又稱拮抗物抗代謝物屬于競爭性抑制劑,由于它的化學結(jié)構(gòu)與正常代謝物相似,兩者競爭與酶蛋白結(jié)合,使酶失去催化活性致正常代謝不能進行,而影響生物體的生長和繁殖。許多抗菌和抗癌藥物屬于抗代謝物類另外還有一些抗代謝物可作為假底物整合到生物大分子中從而破壞生物大分子的功能而影響病原體的生長與繁殖?!卓刮?見“抗代謝物”?!谑恼翫NA的復(fù)制與修復(fù)中心法則 遺傳信息的流向是DNA→RNA→蛋白質(zhì)1970年發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶證實在某些況下,RNA也可以是遺傳信息的攜帶者,完善和補充了中心法則?!氡A魪?fù)制DNADNA分子,新合成的兩個子代DNA分子與親代DNA分子的堿基順序完全一樣。每個子代DNA中的一條鏈來自親代DNA新合成的,這種合成方式稱為半保留復(fù)制?!0?利用自身的核苷酸排列順序,根據(jù)堿基互補的原則,指導新鏈合成的核酸鏈?!負洚悩?gòu)酶在DNAI能切斷DNADNA螺旋通常由拓撲異構(gòu)酶又稱旋轉(zhuǎn)酶)來放松。此類酶可切斷DNA的兩條鏈,待超螺旋恢復(fù)正確旋轉(zhuǎn)程度后再使兩條鏈重新接上。它也可在DNAATPDNAIII的平衡?!鳶SBSSBDNADNA復(fù)制時,就會結(jié)合到單鏈上,使它們穩(wěn)定。當DNA開雙鏈DNA分子。▲DNA聚合酶 以DNA為復(fù)制模板從將DNA由端開始復(fù)制到端的酶稱為DNA聚合酶大腸桿菌中的DNApolⅠ涉及DNA損傷修復(fù)在半保留復(fù)制中起輔助的作用DNApolⅡ在修復(fù)損傷中也是有重要的作用DNApolⅢ是一種多亞基的蛋白在DNA新鏈的從頭合成中起復(fù)制酶的作用。真核細胞的DNA聚合酶有五種Polα和Polδ合成細胞核DNA,它們相當于大腸桿菌的PolPolα有引物酶與之相連沒有3’→5’的核酸外切酶活性。Polδ具有3’→5’核酸外切酶活力Polγ主要參與線粒體DNA復(fù)制。Polβ和Polε主要參與DNA的修復(fù)?!鲗ф溡卜Q領(lǐng)頭鏈,前導鏈。沿著復(fù)制叉打開的方向,模板DNA中那條3’→5’走向的單鏈(即順向單鏈)可以按5’→3’方向復(fù)制新鏈,這條新鏈稱為主導鏈?!S從鏈DNA5’→3’走向的單鏈(反向單鏈)的復(fù)制較為復(fù)雜,因為聚合酶不能催化3’→5’條新鏈被稱為隨從鏈?!鴮槠坞S從鏈的復(fù)制有許多起始點,每一個起始點按5’→3’方向復(fù)制一小段DNA,這些小片段稱為岡崎片段?!锩窪NA聚合酶不能直接起始DNA鏈的合成,所以在合成DNA之前必須先合成一段RNA作為引物,這段引物長度約為2—10個堿基。合成引物RNA的酶稱為引物酶?!ψ饔肞olIDNA3’→5’DNAI就能將它切除?!B接酶DNADNAATPNAD水解提供的能量催DNA5'-PO4DNA3'-OH互補鏈配對結(jié)合的,而且必須是兩條緊鄰DNA鏈才能被DNA連接酶催化成磷酸二酯鍵?!|(zhì)粒質(zhì)粒是染色體外能夠進行自主復(fù)制的遺傳單位,包括真核生物的細胞器和細菌細胞中染色體以外的DNA分子?,F(xiàn)在習慣上用來專指細菌、酵母菌和放線菌等生物中染色體以外的DNA分子。在基因工程中質(zhì)粒常被用做基因的載體。內(nèi)只有1~2個質(zhì)粒;松弛型質(zhì)粒,當染色體復(fù)制停止后仍然能繼續(xù)復(fù)制,每一個細胞內(nèi)一般有20個左右質(zhì)粒。一般分子量較大的質(zhì)粒屬嚴緊型。分子量較小的質(zhì)粒屬松弛型?!懈詈怂崦竨vrABC復(fù)合物,能切除損傷部位的兩端,然后由PolI3’將切口接合?!鳧NA糖苷酶 當脫氨作用使胞嘧啶變成尿嘧啶,腺嘌呤變成次黃嘌呤時糖苷酶可切除不正常的堿基,留下一個無堿基部位。去堿基部位會與鄰近的多核苷酸鏈一起被去除然后用PolI和連接酶將這部分修復(fù)?!愿善げ≈愿善げ』颊叩钠つw部位缺乏核酸內(nèi)切酶,正常的胸腺嘧啶二聚體的切除修復(fù)機制不能進行,不能修復(fù)被紫外線損傷的皮膚的DNA,因此在日光照射后皮膚容易被紫外線損傷,先是出現(xiàn)皮膚炎癥,繼而可發(fā)生皮膚癌。▲單核苷酸多態(tài)性單核苷酸多態(tài)性是個體之間遺傳信息差異的一種基本方式,它表現(xiàn)為基因組中特定位點上的單核苷酸差異,如AGCTACT取代,等等。人類基因組研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少1200在將來的基因醫(yī)學中預(yù)測個體的健康水平。▲點突變點突變是DNA可能引起這種類型的突變?!笔?缺失是指一個核苷酸或一段核苷酸鏈從DNA分子上消失?!迦?插入是指一個核苷酸或一段核苷酸鏈插入到DNA分子中間?!嘏胖嘏攀侵窪NA分子內(nèi)發(fā)生大片段DNA▲錯配核苷酸堿基錯誤配對,這常常是導因于DNA復(fù)制過程當中新合成的DNA單股置入錯誤的核苷酸所導致?!瘜W誘變物質(zhì)化學誘變物質(zhì)能夠與DNADNA鏈上的C變成C-GU-A配對,經(jīng)過再次復(fù)制U-A配對則進一步變成了T-A配對。▲開放閱讀框架開放閱讀框架是基因序列的一部分,為一段連續(xù)的核苷酸序列,起始密碼列?!掳┪镔|(zhì)來源于自然和人為環(huán)境、在一定條件下能誘發(fā)人類和動物癌癥的物質(zhì)。包括物理性致癌物質(zhì)、生物性致癌物質(zhì)和化學致癌物質(zhì)。據(jù)估計,人類癌癥的80~85%與化學致癌物質(zhì)有關(guān)。很多致突變物質(zhì)能引起癌癥,同時許多致癌物亦可致突變,兩者關(guān)系密切?!谑逭罗D(zhuǎn)錄與基因表達調(diào)控轉(zhuǎn)錄 由DNA為模板指導RNA合成稱轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄過程是在DNA指導下由RNA聚合催化進行的,即以DNA為模板,四種NTP為原料,合成RNA?!孓D(zhuǎn)錄 在某些RNA病毒和高等動物的特定組織中,可由RNA為模板進行DNA的復(fù)制稱為逆轉(zhuǎn)錄。▲轉(zhuǎn)錄酶 參與轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄酶即RNA聚合酶,這類酶在原核細胞和真核細胞中均廣泛存在?!鴨幼?轉(zhuǎn)錄開始時聚合酶(全酶)與DNA模板的啟動基因結(jié)合,啟動基因稱為啟動子。啟動子是基因的一個組成部分,控制基因表達(轉(zhuǎn)錄)的起始時間和表達的程度啟動子是位于結(jié)構(gòu)基因5’端上游的一段DNA序列,能夠指導全酶同模板正確結(jié)合,活化RNA聚合酶,啟動基因轉(zhuǎn)錄?!鰪娮诱婧思毎心茉鰪妴幼踊钚缘暮塑账嵝蛄校Q為增強子。增強子序列可以位于遠離啟動子數(shù)千bp效應(yīng),與方向性無關(guān),但有組織特異性?!跫夀D(zhuǎn)錄產(chǎn)物 基因轉(zhuǎn)錄的直接產(chǎn)物即初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,通常是沒有功能的?!D(zhuǎn)錄后加工在轉(zhuǎn)錄中新合成的RNA往往是較大的前體分子,需要經(jīng)過進一步的加工修飾,才轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩飳W活性的、成熟的RNA分子,這一過程稱為轉(zhuǎn)錄后加工。加工有四種形式:①減少部分片段:如切除5′端前導序列,3′端尾巴和中部的內(nèi)含子;②增加部分片段:5′加帽,3′加poly(A),通過歸巢插入內(nèi)含子;③修飾:對某些堿基進行甲基化等。④以指導RNA(gRNA)為模板在mRNA上插入或刪除一些堿基,其作用是增加信息量,校正遺傳信息和調(diào)控表達?!怙@子外顯子是指編碼區(qū)的DNA順序,既存在于最初的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中,也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列?!鴥?nèi)含子內(nèi)含子是指非編碼區(qū)的DNA內(nèi)部的核苷酸序列。▲剪接hnRNA含有從內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的部分和外顯子轉(zhuǎn)錄來的部分,內(nèi)含子不能指導翻譯蛋白質(zhì),所以,hnRNA必須經(jīng)過編輯來除去由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的部分,這個過程稱為剪接。▲轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)是剪接的關(guān)鍵反應(yīng)。hnRNA通過二次磷酸酯轉(zhuǎn)移反應(yīng)使前后二個外顯子以5’,3’-磷酸二酯鍵相連,而被切除的內(nèi)含子呈套索狀。這些反應(yīng)在剪接體內(nèi)進行,而剪接體則是由SnRNA和多種蛋白質(zhì)因子在內(nèi)含子和外顯子交界處組裝的結(jié)構(gòu)?!倏v子原核基因組中,由幾個功能相關(guān)的調(diào)控結(jié)構(gòu)基因及其調(diào)控區(qū)組成一個基因表達的協(xié)同單位,這種單位稱作操縱子?!倏v基因操縱基因控制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄速度,控制RNA聚合酶能否通過的“開關(guān)”。位于結(jié)構(gòu)基因的附近,本身不能轉(zhuǎn)錄成mRNA。▲乳糖操縱子乳糖操縱子由z、、a三個結(jié)構(gòu)基因及其調(diào)控區(qū)組成。乳糖操縱子的阻遏基RNA聚合酶的DNA序列,操縱區(qū)位于啟動子和結(jié)構(gòu)基因之間,可結(jié)合阻遏物,是RNA(CAP)CAPRNA聚合酶前移的作用,是一種正調(diào)控方式?!纸獯x物基因活化蛋白CAP是一種堿性二聚體蛋白質(zhì),也稱cAMP受體蛋白,屬別構(gòu)cAMPCAP結(jié)合后,后者構(gòu)象發(fā)生變化,對DNA的親和力增強。葡萄糖能顯著降低細菌細胞內(nèi)cAMP含量,這樣cAMP-CAP復(fù)合物減少,影響乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄的啟動。當葡萄糖消耗完,cAMP上升時,乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄啟動?!樖阶饔迷ㄟ^啟動子、增強子等DNA元件來控制基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)方式稱為順式調(diào)節(jié),這一類的存在于DNA上的特定序列,稱為順式作用元件?!词阶饔靡蜃优c順式作用元件進行特異性結(jié)合的蛋白質(zhì)因子被稱為反式作用因子。因為反式作用因子與順式作用元件的結(jié)合是基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控方式轉(zhuǎn)錄因子?!菪D(zhuǎn)角螺旋α120°α螺旋稱為“”,可以與靶序列DNA靶序列DNA結(jié)合的親和性?!涟彼崂湷霈F(xiàn)在DNA6α2α列形成一個拉鏈狀結(jié)構(gòu)?!\指含鋅的蛋白質(zhì)因子,可能是真核細胞中最大的一類DNA結(jié)合蛋白。例如在TFIIIA44(2個半胱2個組氨酸)指”12-132-9指”DNA5個核苷酸?!孓D(zhuǎn)錄酶也稱反向轉(zhuǎn)錄酶。它以RNA為模板,在四種dNTP存在及合適的條件下,按堿基互補原則,合成互補的DNA。這種聚合酶是RNA指導的DNA聚合酶,與通常轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息流從DNA到RNA的方向相反,故稱逆轉(zhuǎn)錄酶?!パaDNA(cDNA) 與某RNA鏈互補的單鏈DNA即cDNA,或此DNA鏈與具有與之互補的堿基序列的DNA鏈所形成的DNA雙鏈。與RNA鏈互補的單鏈DNA,以RNA為模板,在適當引物的存在下由依賴RNA的DNA聚合酶催化而合成并且在合成單鏈cDNA后以單鏈cDNA為模板由依賴DNA的DNA聚合酶或依賴RNA的DNA聚合酶的作用合成雙鏈cDNA?!孓D(zhuǎn)錄病毒 RNA腫瘤病毒含有逆轉(zhuǎn)錄酶,這種病毒稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒。cDNA文庫mRNA為模板,經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶催化,在體外反轉(zhuǎn)錄成cDNA,與適當?shù)妮d體常用噬菌體或質(zhì)粒載體連接后轉(zhuǎn)化受體菌,則每個細菌含有一段cDNA樣包含著細胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合稱為該組織細胞的cDNA文庫?!┗虬┗蚴且活悤鸺毎┳兊幕?,致癌病毒中存在的一些特殊堿基序列。癌基▲原癌基因也就是細胞癌基因,是指正常細胞基因組中,一旦發(fā)生突變或被異常激活后可活性,只是在發(fā)生突變或被異常激活后才變成具有致癌能力的癌基因?!谑碌鞍踪|(zhì)的生物合成遺傳密碼3個核苷酸序列為一個密碼子,對應(yīng)一個氨基酸。標準的遺傳密碼是由64為所有生物通用。(mRNA5’→3’)▲移碼兩個密碼之間沒有任何堿基加以隔開,要正確地閱讀密碼必須從一個正確的起點開始,連續(xù)不斷地一個密碼挨一個密碼往下讀,直至終止密碼。如果在mRNA中插入一個或缺失一個堿基,就會使這一堿基以后的密碼發(fā)生全盤性錯誤,稱為移碼。▲多核蛋白體不合成蛋白質(zhì)時細胞中核蛋白體大、小亞基單獨存在,只有結(jié)合在mRNA鏈上時,大、小亞基才結(jié)合在一起,轉(zhuǎn)變成能夠合成蛋白質(zhì)的活性形式。每一條mRNA鏈可5-650-60物可利用同一條mRNA進行多個蛋白質(zhì)的合成。▲轉(zhuǎn)肽酶也稱為肽酰轉(zhuǎn)移酶,將P~tRNA)上的氨?;孽;┮浦罙~tRNA的氨基上,生成連接在tRNA3’-OH上的肽。▲轉(zhuǎn)位酶 核蛋白體在轉(zhuǎn)位酶催化下移動一個密碼子距離,P位的tRNA由出口部位位脫離核蛋白體供重新使用。此時,肽~tRNA在P位,A位空出。轉(zhuǎn)位過程需要水解GTP供應(yīng)能量?!f片促黑皮質(zhì)素原 含有256個氨基酸為鴉片促黑皮質(zhì)素的前體可以被水解生成ACTH(39肽促黑激素肽內(nèi)啡肽肽)和脂酸釋放激素肽)質(zhì)?!肿影閭H分子伴侶也稱為監(jiān)護分子,它特指一類特殊的蛋白質(zhì),這類蛋白質(zhì)在細胞中的肽鏈快速地折疊成正確的三維構(gòu)型并成熟為具有完整結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)?!鵁嵝菘说鞍?熱休克蛋白是在從細菌到哺乳動物中廣泛存在一類熱應(yīng)急蛋白質(zhì)當有機體暴露于高溫的時候就會由熱激發(fā)合成此種蛋白來保護有機體自身許多熱休克蛋白具有分子伴侶活性按照蛋白的大小熱休克蛋白共分為五類分別為HSP60以及小分子熱休克蛋白sHSPs。▲伴侶素約有85%15%的蛋白質(zhì)需要熱休克蛋白和伴侶素的共同作用下才能完成正確折疊的雙層7-9元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的寡聚蛋白,它們以依賴ATP的方式促進體內(nèi)正常和應(yīng)急條件下GroEL(Hsp60)家族和TriC家族。▲朊病毒朊病毒是一類只有蛋白質(zhì)而沒有核酸的病原體病毒蛋白。它還有傳染性,一個生吃肉類的新幾內(nèi)亞部落很容易傳播這種疾病?!盘栯哪撤N分泌蛋白質(zhì)及細胞膜蛋白質(zhì),以前體物質(zhì)多肽的形式合成,其N末端含有指導蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移的氨基酸序列(有時不一定在N端),這種氨基酸序列稱信號肽或信號序列。通常信號肽有13-36N1個或多個10-15個氨基酸C▲信號肽識別顆粒SRP617S-RNA可以結(jié)合GTP,并有GTP信號肽,形成SRP-核糖體復(fù)合物,暫停多肽鏈的合成,引導SRP-核糖體復(fù)合物至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜以及與膜上受體結(jié)合?!?康鞍?也稱為停泊蛋白,船塢蛋白
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