生物化學(xué)課件

生物化學(xué)第一章：糖類的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

本章主要內(nèi)容

一、糖類概況二、糖的光性三、單糖（結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、代表性單糖及衍生物）四、寡糖五、複合糖（糖胺聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白）六、糖鏈結(jié)構(gòu)分析糖類寡糖多糖同多糖雜多糖複合糖單糖什麼是糖類？基本概念

異構(gòu)

旋光異構(gòu)不對(duì)稱碳原子對(duì)映體

構(gòu)型構(gòu)象異頭物糖苷還原糖判定異構(gòu)：化合物具有相同的分子式，但原子連接次序或原子空間排布不同。構(gòu)型：具有相同的分子式和結(jié)構(gòu)式，但原子在空間的排布不同，稱之構(gòu)型。旋光異構(gòu)：由於存在手性碳（不對(duì)稱碳原子）而具有光性不對(duì)稱碳原子：與四個(gè)不同的原子或基團(tuán)相連並因此失去對(duì)稱性的四面體碳。用C*表示。

對(duì)映體——一個(gè)不對(duì)稱碳原子的取代基在空間裏的兩種取向是物體與鏡像的關(guān)係，並且兩者不能重疊。這兩種旋光異構(gòu)體稱為對(duì)映體。兩個(gè)對(duì)映體具有程度相同但方向相反的光性（D+與L-;D-與L+）和不同的生物活性，其他物理和化學(xué)性質(zhì)完全相同。含n個(gè)C*的化合物，其旋光異構(gòu)體的數(shù)目是2n,

組成2n/2對(duì)對(duì)映體。

任一旋光化合物都只有一個(gè)對(duì)映體，它的其他旋光異構(gòu)體在理、化性質(zhì)都與之不同，不是對(duì)映體的旋光異構(gòu)體稱非對(duì)映體。僅一個(gè)手性碳構(gòu)型不同的非對(duì)映體稱差向異構(gòu)體（有幾種情況）。異頭物——單糖由直鏈結(jié)構(gòu)變成環(huán)狀結(jié)構(gòu)後，羰基碳成為新的手性碳（異頭碳），導(dǎo)致C1差向異構(gòu)化，產(chǎn)生兩個(gè)非對(duì)映體，稱之。α、β異頭物判斷：有2種方式。見(jiàn)P9-10。異構(gòu)結(jié)構(gòu)異構(gòu)（結(jié)構(gòu)式）立體異構(gòu)旋光異構(gòu)（不對(duì)稱碳原子）幾何異構(gòu)（順?lè)串悩?gòu)，雙鍵或環(huán)）糖的構(gòu)型D、L構(gòu)型（最遠(yuǎn)手性碳與甘油醛比較）RS構(gòu)型（手性碳取代基優(yōu)先性旋轉(zhuǎn)）糖的立體結(jié)構(gòu)表示Fischer投影式（線形）Haworth式（環(huán)式）吡喃型呋喃型透視式注意：糖的構(gòu)型（D、L）與旋光方向（+、-）並無(wú)直接聯(lián)繫。單糖性質(zhì)異構(gòu)化氧化（重點(diǎn)：高碘酸氧化）還原成酯、成醚（醯基化、甲基化反應(yīng)）形成糖苷（重點(diǎn)）高碘酸氧化：糖中鄰二羥基間的C-C鍵被斷裂，形成二醛基，

繼而有一個(gè)醛基被氧化成甲酸。測(cè)定聚合度、分支點(diǎn)數(shù)目和糖苷鍵位置；糖苷（鍵）：環(huán)狀單糖的半縮醛或半縮酮羥基與另一化合物發(fā)生縮合形成糖苷；糖苷鍵有O-苷、

N-苷、S-苷等；糖苷是縮醛，無(wú)醛的性質(zhì)。

重要的糖單糖：甘油醛、二羥丙酮、D-核糖、Glc、Gal、Fru、GlcUA、GlcA、Fuc、GlcNAc、MurNAc、N-NeuNAc、Sia寡糖：蔗糖、乳糖、麥芽糖、纖維二糖多糖：同多糖：澱粉、纖維素、糖原、幾丁質(zhì)糖胺聚糖（透明質(zhì)酸、硫酸角質(zhì)素）、蛋白聚糖雜多糖：細(xì)菌多糖（肽聚糖、脂多糖、磷壁酸）糖蛋白：糖肽鍵（N、O型）；糖鏈（寡糖鏈，具重要功能）α-澱粉酶、β-澱粉酶!糖鏈結(jié)構(gòu)分析（重點(diǎn)）：以糖蛋白為例分離純化糖蛋白從糖蛋白釋放糖鏈糖鏈的分離純化化學(xué)法酶法N-糖苷酶FO-糖苷酶HPAEC-PAD凝集素親和層析GPC糖鏈的純度鑒定與相對(duì)分子量測(cè)定單糖組成的測(cè)定完整糖鏈的測(cè)序糖鏈結(jié)構(gòu)測(cè)定的常用方法高碘酸氧化甲基化分析：甲醚基糖醇乙醯化寡糖順序降解化學(xué)法測(cè)定直鏈多糖的聚合度和支鏈多糖的分支數(shù)目確定糖苷鍵的位置酶法外切糖苷酶：從糖鏈非還原端內(nèi)切糖苷酶：從糖鏈內(nèi)部

本章需掌握的知識(shí)點(diǎn)1、單糖構(gòu)型的判定；α、β異頭物的判定；2、糖的甲基化、醯基化、高碘酸氧化、硼氫化鈉還原；3、糖苷鍵形成；4、重要糖的結(jié)構(gòu)；5、糖鏈分析方法；

本章習(xí)題：

本章主要內(nèi)容

一、什麼是脂質(zhì)？

二、脂肪酸三、三醯甘油四、脂質(zhì)過(guò)氧化

五、磷脂

六、糖脂七、萜和類固醇

八、脂蛋白

九、脂質(zhì)的提取、分離第二章：脂類的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)具體問(wèn)題

1、什麼是蠟？2、生物膜中脂雙層的結(jié)構(gòu)3、脂肪酸簡(jiǎn)寫符號(hào)及代表性的脂肪酸4、人體必需脂肪酸與多不飽和脂肪酸家族5、前列腺素與阿司匹林6、磷脂酸、甘油磷脂與鞘磷脂的結(jié)構(gòu)與極性；鞘糖脂的結(jié)構(gòu)7、卵磷脂、腦磷脂、心磷脂；神經(jīng)醯胺與腦苷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂8、磷脂酶的分類及作用部位9、膽固醇的結(jié)構(gòu)及其衍生物10、血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)、分類與功能上一頁(yè)脂質(zhì)的分類化學(xué)組成單純脂質(zhì)複合脂質(zhì)衍生脂質(zhì)取代烴固醇類萜其他皂化性質(zhì)可皂化脂質(zhì)不可皂化脂質(zhì)極性極性脂質(zhì)非極性脂質(zhì)生物功能儲(chǔ)存脂質(zhì)結(jié)構(gòu)脂質(zhì)活性脂質(zhì)上一頁(yè)

脂質(zhì)：是一類微溶於水而易溶於非極性溶劑的有機(jī)分子，大多數(shù)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。

兩親化合物：具有極性頭部（親水）和非極性尾部（親脂）的分子稱之。

必需脂肪酸：亞油酸和亞麻酸對(duì)人體功能必不可少，但必須由膳食提供，稱之。

碘值：指100g油脂鹵化時(shí)所能吸收碘的克數(shù)。

重要概念上一頁(yè)

脂質(zhì)過(guò)氧化：一般是指多不飽和脂肪酸或多不飽和脂質(zhì)的發(fā)生自動(dòng)氧化產(chǎn)生過(guò)氧化物的現(xiàn)象，它是典型的活性氧參與的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；活性氧：指氧或含氧的高反應(yīng)活性分子，如超氧陰離子自由基、羥基自由基、過(guò)氧化氫、單線態(tài)氧等的統(tǒng)稱；上一頁(yè)

脂肪酸概況

脂肪酸的種類及簡(jiǎn)寫符號(hào)：分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸；偶數(shù)碳與奇數(shù)碳脂肪酸（奇數(shù)碳脂肪酸含量極少?。?；簡(jiǎn)寫符號(hào)用碳數(shù)：雙鍵數(shù)△雙鍵位號(hào)(含順?lè)词?表示，如18：2△9c,12c。多不飽和脂肪酸家族：分為ω-3和ω-6系列（指離羧基最遠(yuǎn)的雙鍵到甲基末端3個(gè)碳和6個(gè)碳）。如亞油酸和γ-亞麻酸為ω-6系列，而α-亞麻酸為ω-3系列。人體內(nèi)二者不能互轉(zhuǎn)！且二者對(duì)血脂的影響不同。見(jiàn)89頁(yè)表格。三醯甘油的化學(xué)性質(zhì)水解與皂化（皂化值）氫化和鹵化（碘值）乙醯化（含羥基，乙醯化值）酸敗與自動(dòng)氧化（酸值）皂化值：皂化1g油脂所需的KOHmg數(shù)；

碘值：100g油脂鹵化時(shí)所吸收的碘的克數(shù)；乙醯值：中和1g乙醯化物所釋放的乙酸所需要的KOHmg數(shù)；酸值：中和1g油脂中的游離脂肪酸所需的KOHmg數(shù)重要的脂質(zhì)磷脂甘油磷脂鞘磷脂卵磷脂腦磷脂脂肪酸必需脂肪酸（亞油酸、亞麻酸）DHAEPA（ω-3系列）花生四烯酸（衍生物為類二十碳烷：如前列腺素等）心磷脂鞘糖脂鞘脂類神經(jīng)醯胺鞘胺醇神經(jīng)節(jié)苷脂腦苷脂磷脂酸飽和脂肪酸：月桂酸、軟、硬脂酸、花生四烯酸萜和類固醇

萜：由兩個(gè)或多個(gè)異戊二烯單位組成；如類胡蘿蔔素為四萜；單萜、倍半萜等。類固醇：即甾類，環(huán)戊烷多氫菲衍生而來(lái)；膽固醇衍生物激素：5類膽汁酸維生素D

脂蛋白：由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)以非共價(jià)鍵結(jié)合而成的複合物，血漿可分為乳糜微粒、VLDL、IDL、LDL、HDL五類；血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)與各自的功能！其他膽固醇的結(jié)構(gòu)與極性！上一頁(yè)第3章：氨基酸（重點(diǎn)）氨基酸分類

氨基酸的酸鹼性質(zhì)氨基酸的化學(xué)反應(yīng)

氨基酸混合物的分離知識(shí)點(diǎn)氨基酸：是蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子，具有酸鹼性質(zhì)、手性、聚合能力、特定的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)及多樣的化學(xué)反應(yīng)；兼性離子：指氨基酸分子含有一個(gè)正電荷和一個(gè)負(fù)電荷的形式。在氨基酸晶體中或中性水溶液中以兼性離子形式存在；等電點(diǎn)：指氨基酸處?kù)稖Q(jìng)電荷為零的兼性離子狀態(tài)時(shí)的pH。等電點(diǎn)與離子濃度無(wú)關(guān)，只決定於等電兼性離子兩側(cè)的pKa值；氨基酸類別非蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸（20種）酸性氨基酸天冬氨酸谷氨酸鹼性氨基酸賴氨酸組氨酸精氨酸中性氨基酸極性氨基酸非極性氨基酸絲氨酸蘇氨酸半胱氨酸酪氨酸天冬醯氨穀氨醯胺甘氨酸丙氨酸亮氨酸異亮氨酸苯丙氨酸甲硫氨酸色氨酸脯氨酸頡氨酸氨基酸的酸鹼性質(zhì)

根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，HAA-

＋H+氨基酸是兩性電解質(zhì)，既是質(zhì)子供體，又是質(zhì)子受體。當(dāng)氨基酸完全質(zhì)子化時(shí)，可看作是多元酸；COOH和NH3+可以發(fā)生解離，用Ka表示它們的解離常數(shù)；在氨基酸溶液中，pH值計(jì)算公式如下：

pH=pKa＋lg（質(zhì)子受體/質(zhì)子供體）當(dāng)pH大於等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸帶淨(jìng)負(fù)電荷；當(dāng)pH小於等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸帶淨(jìng)正電荷！在一定的pH範(fàn)圍內(nèi)，氨基酸溶液的pH離等電點(diǎn)愈遠(yuǎn)，氨基酸所攜帶的淨(jìng)電荷愈大。氨基酸的化學(xué)反應(yīng)α-氨基參加的反應(yīng)與亞硝酸反應(yīng)（生成羥基氨基酸和氮?dú)猓┡c醯化試劑反應(yīng)（氨基被醯基化而被保護(hù)）烴基化反應(yīng)DNFB反應(yīng)（生成DNP-氨基酸）PITC反應(yīng)（生成PTH-氨基酸）形成西佛堿反應(yīng)（與醛類化合物）脫氨基反應(yīng)α-羧基參加的反應(yīng)成鹽成酯成醯氯（與二氯亞碸等）脫羧基反應(yīng)疊氮反應(yīng)（氨基酸酯與肼、亞硝酸）α-氨基與α-羧基共同參加反應(yīng)與茚三酮反應(yīng)（氨與還原茚三酮發(fā)生作用生成紫色物質(zhì)）成肽反應(yīng)側(cè)鏈R基參加的反應(yīng)酪氨酸酚羥基組氨酸咪唑精氨酸胍基色氨酸吲哚基半胱氨酸巰基氨基酸的光性與光譜性質(zhì)氨基酸的光性：

氨基酸的構(gòu)型（指α-碳）也以甘油醛為參考物，從蛋白質(zhì)的酸水解或酶水解液中得到的都是L型，但D型氨基酸在自然界也存在；蛋白質(zhì)用堿水解或有機(jī)合成氨基酸時(shí)，得到的都是無(wú)光性的DL-消旋物氨基酸的光譜性質(zhì)：

參與蛋白質(zhì)組成的20多種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)沒(méi)有光吸收，在紅外區(qū)和遠(yuǎn)紫外區(qū)都有光吸收，但在近紫外區(qū)只有芳香族氨基酸有光吸收；氨基酸混合物的分析分離分離方法柱層析紙層析（相對(duì)遷移率，非極性性質(zhì)）薄層層析離子交換層析（電荷和非極性）氣相層析高效液相層析氨基酸洗脫順序的判定：氨基酸與樹脂的親合力主要決定於它們之間的靜電吸引，其次是氨基酸側(cè)鏈與樹脂聚苯乙烯之間的疏水相互作用；親和力愈大愈難洗脫！第四章：蛋白質(zhì)（重點(diǎn)）蛋白質(zhì)概況；蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)係；蛋白質(zhì)的分離、純化與鑒定；Ⅰ蛋白質(zhì)概況

蛋白質(zhì)的化學(xué)組成：碳（50%）、氫（7%）、氧（23%）、氮（16%）、硫（0-3%）、其他元素微量；蛋白質(zhì)的平均含氮量為16%，此為凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量的基礎(chǔ)。

蛋白質(zhì)是一類最重要的生物大分子，英文稱protein，意為“最原初的，第一重要的”。分類Ⅰ單純蛋白質(zhì)（如清蛋白、球蛋白、組蛋白、穀蛋白、硬蛋白等）綴合蛋白質(zhì)（如糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、金屬蛋白、黃素蛋白等）分類Ⅱ：按生物學(xué)功能可將蛋白質(zhì)分為酶、調(diào)節(jié)蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等等；分類Ⅲ分類Ⅳ纖維狀蛋白質(zhì)（一般不溶於水。典型的有：膠原蛋白、彈性蛋白、角蛋白、絲蛋白、肌球蛋白等）球狀蛋白質(zhì)（可溶性好。典型的有：胞質(zhì)酶類等）膜蛋白（與細(xì)胞的膜系統(tǒng)結(jié)合而存在）單體蛋白質(zhì)（寡）多聚蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次

構(gòu)象：指具有相同結(jié)構(gòu)式和相同構(gòu)型的分子在空間裏可能的多種形態(tài)；構(gòu)象形態(tài)間的改變不涉及共價(jià)鍵的破裂！每一種天然蛋白質(zhì)都有自己特有的空間結(jié)構(gòu)或三維結(jié)構(gòu)，稱之為蛋白質(zhì)的構(gòu)象；一個(gè)給定的蛋白質(zhì)可以有多種構(gòu)象，但只有一種或少數(shù)幾種在能量上是有利的。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)（即共價(jià)結(jié)構(gòu)，指多肽鏈的氨基酸序列）二級(jí)結(jié)構(gòu)（指多肽鏈借助氫鍵形成α螺旋和β折疊片）三級(jí)結(jié)構(gòu)（指多肽鏈借助各種非共價(jià)鍵彎曲、折疊成具有特定走向的緊密球狀結(jié)構(gòu)）四級(jí)結(jié)構(gòu)（指多聚蛋白質(zhì)的各亞基之間在空間上的相互締合關(guān)係）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)即多肽鏈的氨基酸序列決定蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)！蛋白質(zhì)的功能：催化、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存、運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)組分、支架作用、免疫、異常功能；Ⅱ蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)（一級(jí)結(jié)構(gòu)）氨基酸殘基肽（鍵）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定氨基酸序列與生物功能肽的人工合成知識(shí)點(diǎn)氨基酸殘基：肽鏈中的氨基酸由於參加肽鍵的形成因而不在是原來(lái)完整的分子，稱為氨基酸殘基；兩個(gè)氨基酸形成一個(gè)肽鍵時(shí)失去一分子水，因此失去的水分子數(shù)比氨基酸殘基數(shù)少一個(gè)。每個(gè)氨基酸殘基的平均分子量為110。肽：由兩個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基通過(guò)肽鍵相連而形成的化合物；肽有寡肽和多肽之分。一條肽鏈通常在一端含有一個(gè)游離的末端氨基，稱為N-末端，而另一端含有一個(gè)游離的末端羧基稱為C-末端；肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)肽鍵比一般碳-氮單鍵短與肽鍵相連的氫原子和氧原子呈反式構(gòu)型肽鍵不可自由旋轉(zhuǎn)肽的理化性質(zhì)：

①肽鍵的醯氨氫不解離，肽的酸鹼性質(zhì)主要決定於肽鍵中的游離末端α-NH2、α-COOH及側(cè)鏈R基上的可解離基團(tuán)；②肽中末端α-羧基的pKa值比游離氨基酸的大，末端α-氨基的pKa值比游離氨基酸的?。虎塾坞x的α-氨基、α-羧基和R基可發(fā)生與氨基酸中相應(yīng)的類似反應(yīng)，如茚三酮反應(yīng)等；④蛋白質(zhì)部分水解後所得的肽若不發(fā)生消旋，則具有光性，短肽的旋光度約等於組成氨基酸的旋光度之和，較長(zhǎng)的肽的旋光度則不是簡(jiǎn)單加和；活性肽：具特殊的生物學(xué)功能的肽段，如腦啡肽、穀胱甘肽、肌肽等；肽蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定測(cè)定多肽鏈的數(shù)目蛋白質(zhì)測(cè)序的步驟拆分多肽鏈斷開多肽鏈內(nèi)的二硫鍵測(cè)定每一肽鏈的氨基酸組成鑒定多肽鏈的N-末端和C-末端裂解多肽鏈為較小的肽段測(cè)定各肽段的氨基酸序列利用重疊肽重建完整多肽鏈的一級(jí)結(jié)構(gòu)確定二硫鍵的位置蛋白質(zhì)測(cè)序的重要方法N-末端測(cè)定二硝基氟苯（DNFB）法：肽游離末端NH2與DNFB反應(yīng)生成DNP-肽，最後水解生成黃色DNP-氨基酸丹磺醯氯（DNS）法：用DNS取代DNFB，生成DNS-氨基酸苯異硫氰酸（PITC）法：生成PTH-氨基酸，從肽上斷裂下來(lái)氨肽酶法：外切酶，但效果不好C-末端測(cè)定肼解法：測(cè)定C-末端的最重要的化學(xué)方法，肽與肼反應(yīng)，除C-末端氨基酸游離外，其他氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘被狨惦禄镞€原法：C-末端氨基酸用硼氫化鋰還原成相應(yīng)的α-氨基醇羧肽酶法：最有效、最常用羧肽酶A羧肽酶B羧肽酶C羧肽酶Y二硫鍵的斷裂過(guò)甲酸氧化法：將二硫鍵氧化成磺酸基巰基化合物還原法：將二硫鍵還原成巰基，然後用烷基化試劑如碘乙酸保護(hù)巰基，防止其重新被氧化氨基酸組成的測(cè)定：酸水解：是主要方法，多用HCl，同時(shí)輔以堿水解；所得氨基酸不消旋，但Trp全部被破壞，Ser，Thr，Tyr部分破壞，Asn和Gln的醯氨基被水解，生成Asp和Glu；多肽鏈的裂解酶裂解：胰蛋白酶：專一性強(qiáng)，斷裂Lys或Arg的羧基參與形成的肽鍵糜蛋白酶：斷裂Phe，Trp，Tyr，Leu等疏水氨基酸的羧基端肽鍵嗜熱菌蛋白酶：專一性差，斷裂Val，Leu，Phe，Tyr，Trp等氨基參與形成的肽鍵胃蛋白酶：在酸性條件穩(wěn)定，肽鍵兩側(cè)均為疏水氨基酸。在確定二硫鍵位置時(shí)，常用到此酶。其他酶：略化學(xué)裂解：溴化氰（CNBr）：只斷裂Met的羧基形成的肽鍵羥氨（NH2OH）：在pH9時(shí)，專一性斷裂Asn-Gly之間的肽鍵，其他條件下不專一肽段的氨基酸測(cè)序Edman化學(xué)降解法：用Edman試劑PITC與游離氨基作用生成PTH-氨基酸，並可用各種層析技術(shù)分離；用此法降解，一次可連續(xù)測(cè)出60-70個(gè)氨基酸殘基的序列；工作量大，操作麻煩；現(xiàn)改用蛋白質(zhì)測(cè)序儀。酶解法：利用氨肽酶和羧肽酶，局限性大，有困難質(zhì)譜法：質(zhì)譜儀由核苷酸序列推定法：mRNAcDNA，推出cDNA的核苷酸序列，然後推測(cè)出蛋白質(zhì)的氨基酸序列肽段在肽鏈中次序的確定：需借助重疊肽。

重疊肽：由於不同的斷裂方法即斷裂的專一性不同，產(chǎn)生的切口彼此錯(cuò)位，使兩套肽段正好跨過(guò)切口而重疊的肽段；獲得重疊肽需要兩種或兩種以上的不同方法斷裂同一多肽樣品，得到兩套或多套肽段。二硫鍵位置的確定：一般採(cǎi)用胃蛋白酶水解原來(lái)的含二硫鍵的蛋白質(zhì)。一是胃蛋白酶專一低，切點(diǎn)多，得到含有二硫鍵的肽段較小，易分離鑒定；二是在酸性條件下，有利於防止二硫鍵發(fā)生交換反應(yīng)。蛋白質(zhì)的氨基酸序列與生物功能；肽合成同源蛋白質(zhì)：在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱同源蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)具有共同的進(jìn)化起源。同源蛋白質(zhì)具有明顯的氨基酸序列相似性，稱之為序列同源。根據(jù)同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列資料可建立系統(tǒng)樹（進(jìn)化樹）。兩個(gè)物種的同源蛋白質(zhì)，其序列中氨基酸的差異數(shù)目與這些物種間的進(jìn)化發(fā)生差異是成比例的。蛋白質(zhì)啟動(dòng)：在生物體內(nèi)有些蛋白質(zhì)是以前體形式合成，不具有活性，只有按一定方式裂解除去部分肽鏈後才具有生物活性，稱之為蛋白質(zhì)啟動(dòng)。如酶原啟動(dòng)。肽的人工合成：氨基酸共聚合（由一種或兩種氨基酸反應(yīng)）控制合成（由不同氨基酸按一定順序）：接肽反應(yīng)需接肽試劑，為避免接肽試劑與某些活潑基團(tuán)反應(yīng)，故在接肽前須首先將這些基團(tuán)加以封閉或保護(hù)，如氨基保護(hù)或羧基保護(hù)等。在正常條件下，羧基和氨基之間不會(huì)自發(fā)形成肽鍵，即氨基或羧基需活化，通常是羧基活化。固相肽合成：是控制合成技術(shù)的巨大進(jìn)步，利用固相肽合成儀已成功合成多種肽和蛋白質(zhì)。其實(shí)質(zhì)是肽的羧基端第一個(gè)氨基酸共價(jià)掛接在樹脂上，然後加入氨基受保護(hù)的第二個(gè)氨基酸併發(fā)生縮合反應(yīng)，形成肽鍵，依次類推。最後是肽與樹脂斷裂並去掉氨基端的保護(hù)基團(tuán)。Ⅲ蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法：至今研究蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的成就主要是應(yīng)用間接的X-射線衍射法；研究溶液中蛋白質(zhì)構(gòu)象的光譜學(xué)方法（瞭解）。穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力非共價(jià)鍵（次級(jí)鍵）氫鍵範(fàn)德華力疏水作用：突出地位離子鍵（鹽鍵、靜電引力）共價(jià)鍵：二硫鍵，重要作用蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)無(wú)規(guī)捲曲

β轉(zhuǎn)角β折疊片α螺旋：最常見(jiàn)、最典型、最豐富的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件α螺旋：是重複性結(jié)構(gòu)，每圈螺旋站3.6個(gè)氨基酸殘基，沿螺旋軸上升0.54nm，即螺距值；由氫鍵封閉的環(huán)為13元環(huán)；一般為右手螺旋；分子內(nèi)或鏈內(nèi)氫鍵使之穩(wěn)定，減少R基間的相互作用或β-碳原子無(wú)分支結(jié)構(gòu)均利於其穩(wěn)定，而Pro存在可中斷之。非重複性結(jié)構(gòu)β折疊片：為重複性結(jié)構(gòu)；β折疊片的肽鏈處?kù)肚鄣纳煺範(fàn)顟B(tài)；借助鏈間或肽段間的氫鍵而穩(wěn)定；分為平行和反平行β折疊片，平行的比反平行的更規(guī)則。纖維狀蛋白質(zhì)：動(dòng)物體的基本支架和外保護(hù)成分，分子具規(guī)則的線性結(jié)構(gòu)。纖維狀蛋白質(zhì)不溶性（硬蛋白）可溶性蛋白角蛋白膠原蛋白：結(jié)締組織中（骨、皮膚等）大量存在彈性蛋白：存在於結(jié)締組織α角蛋白：主要存在於毛髮中β角蛋白：天然存在於絲中其他肌球蛋白血纖蛋白原其他說(shuō)明：

α角蛋白經(jīng)充分伸展後可轉(zhuǎn)變成β角蛋白，即β折疊片結(jié)構(gòu)。球狀蛋白質(zhì)：

其種類遠(yuǎn)比纖維狀蛋白質(zhì)多，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的複雜性和功能的多樣性主要體現(xiàn)在球狀蛋白質(zhì)；球狀蛋白質(zhì)的整個(gè)肽鏈沒(méi)有均一的二級(jí)結(jié)構(gòu)，但具有多種二級(jí)結(jié)構(gòu)元件如α螺旋、β折疊片、無(wú)規(guī)捲曲等，由此構(gòu)建的三級(jí)結(jié)構(gòu)—結(jié)構(gòu)域，並將球狀蛋白質(zhì)分成4大類；其三維結(jié)構(gòu)具有明顯的折疊層次，且疏水測(cè)鏈球狀分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面；在多數(shù)的胞內(nèi)酶、血漿蛋白及蛋白類激素都屬於球狀蛋白質(zhì)。超二級(jí)結(jié)構(gòu)：由若干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件組合在一起，彼此相互作用，形成種類不多，有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)串，並在多種蛋白質(zhì)中充當(dāng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，稱為超二級(jí)結(jié)構(gòu)。已知有3種基本形式：αα、βαβ、ββ。結(jié)構(gòu)域：在多肽鏈上由二級(jí)結(jié)構(gòu)元件或超二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的相對(duì)獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體，是三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)。較小的球狀蛋白質(zhì)或亞基是單結(jié)構(gòu)域，而較大的球狀蛋白質(zhì)或亞基是多結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域可分4類：全α結(jié)構(gòu)、α，β結(jié)構(gòu)、全β結(jié)構(gòu)和富含金屬或二硫鍵結(jié)構(gòu)域。蛋白質(zhì)變性與蛋白質(zhì)折疊蛋白質(zhì)變性：天然蛋白質(zhì)分子在受到理化因素的作用時(shí)導(dǎo)致溶解度降低、不對(duì)稱性增高、生物活性喪失及理化特性改變，此過(guò)程稱之為蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)是分子中次級(jí)鍵被破壞，引起天然構(gòu)象解體。變性不涉及共價(jià)鍵破壞，即蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)仍保持完好。當(dāng)變性因素除去後，變性蛋白質(zhì)又可重新回復(fù)到天然構(gòu)象，此為蛋白質(zhì)的複性。是否蛋白質(zhì)變性與複性可逆，仍有疑問(wèn)。蛋白質(zhì)折疊：蛋白質(zhì)折疊不是隨機(jī)的而是通過(guò)累積選擇找到自由能最低的構(gòu)象；折疊需要折疊酶和分子伴侶參加。分子伴侶：是一類與蛋白質(zhì)折疊有關(guān)的蛋白質(zhì)家族（來(lái)源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)），它們通過(guò)抑制新生肽鏈不正常的聚集並排除與其他蛋白質(zhì)不合理的結(jié)合而協(xié)助多肽鏈的正確折疊。亞基締合與四級(jí)結(jié)構(gòu)：在同多聚體蛋白質(zhì)中，原體就是亞基，而在雜多聚體蛋白質(zhì)中，原體是由不同的亞基組成；亞基締合的驅(qū)動(dòng)力主要是疏水相互作用，亞基締合的專一性由相互作用的表面上的機(jī)性基團(tuán)之間的氫鍵和離子鍵決定。Ⅳ蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)係

肌紅蛋白和血紅蛋白是兩個(gè)研究得最透徹的蛋白質(zhì)，它們是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的範(fàn)例。肌紅蛋白是哺乳動(dòng)物肌肉中儲(chǔ)氧的蛋白質(zhì)，它和血紅蛋白的亞基在氨基酸序列上具有明顯的同源性，它們的構(gòu)象和功能也十分相似。肌紅蛋白珠蛋白：含153個(gè)氨基酸殘基，為1條肽鏈輔基血紅素：原卟啉Ⅸ與Fe的絡(luò)合物稱血紅素。

卟啉化合物有很強(qiáng)的著色力，使生物組織呈現(xiàn)特定的顏色。卟啉環(huán)中心的鐵原子有6個(gè)配位鍵，其中4個(gè)與四吡咯環(huán)的N原子相連，另2個(gè)沿垂直於卟啉環(huán)面的軸分佈在環(huán)面的上下，這兩個(gè)鍵合部位分別稱為第5和第6配位。鐵原子可以是亞鐵（Fe2+）或高鐵(Fe3+)，相應(yīng)的血紅素稱為亞鐵血紅素和高鐵血紅素，相應(yīng)的肌紅蛋白稱為亞鐵肌紅蛋白和高鐵肌紅蛋白。類似的命名也用於血紅蛋白。其中只有亞鐵態(tài)的蛋白質(zhì)才能結(jié)合O2。在肌紅蛋白分子中，血紅素共價(jià)地結(jié)合於肌紅蛋白分子的疏水空穴中。其中血紅素鐵在第5配位鍵與珠蛋白第93位His殘基的咪唑N配位結(jié)合；第6配位鍵處?kù)堕_放狀態(tài)，是O2的結(jié)合部位。當(dāng)?shù)?位被O2分子所佔(zhàn)據(jù)時(shí)，即為氧合肌紅蛋白；血紅素中Fe2+能進(jìn)行可逆氧合作用。血紅素的鐵原子如果處在水環(huán)境則容易被氧化成Fe3+，失去氧合能力，此時(shí)H2O分子代替O2成為Fe3+的第6個(gè)配體。CO能與O2競(jìng)爭(zhēng)第6配位鍵，且結(jié)合能力遠(yuǎn)大於O2。血紅蛋白（Hb）的主要功能是在血液中結(jié)合並轉(zhuǎn)運(yùn)氧氣，它存在於紅細(xì)胞中。Hb的結(jié)構(gòu)：脊椎動(dòng)物的Hb由4個(gè)多肽鏈亞基組成，其中2個(gè)是一種亞基，2個(gè)是另一種亞基。如成人的血紅蛋白主要是HbA，亞基組成為α2β2，次要組分是HbA2，亞基組成為α2δ2；每個(gè)血紅蛋白分子都有4個(gè)血紅素，每個(gè)血紅素分別位於每個(gè)多肽鏈中的裂隙處，並暴露在分子的表面。氧合過(guò)程中的構(gòu)象變化：氧合作用顯著改變Hb的四級(jí)結(jié)構(gòu)，且氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白具有不同的構(gòu)象。氧合曲線和別構(gòu)效應(yīng)：氧合曲線呈S形曲線（氧飽和度與氧分壓之間），即血紅蛋白的氧合具有正協(xié)同性同促效應(yīng)，一個(gè)O2的結(jié)合增加同一Hb分子中其餘空的氧合部位對(duì)O2的親合力；Hb對(duì)O2親和力的影響因素：H+、CO2促進(jìn)O2從血紅蛋白中釋放，O2也促進(jìn)H+、CO2在肺泡毛細(xì)血管中釋放；BPG（2，3-二磷酸甘油酸）降低Hb對(duì)O2的親和力，其只與去氧血紅蛋白結(jié)合。血紅蛋白分子病：導(dǎo)致一個(gè)蛋白質(zhì)中氨基酸改變的基因突變能產(chǎn)生分子病，這是一種遺傳病。瞭解最清楚的分子病是鐮刀狀細(xì)胞貧血病，該病人的不正常的血紅蛋白稱HbS，它只是在兩條β鏈的N端第6位上Glu被Val置換。這一改變使血紅蛋白表面產(chǎn)生一個(gè)疏水社區(qū)，導(dǎo)致血紅蛋白聚集成不溶性的纖維束，並引起紅細(xì)胞鐮刀狀化和輸氧能力降低。地中海貧血是由於缺失一個(gè)或多個(gè)編碼血紅蛋白鏈的基因造成的。免疫球蛋白：人類具有5類免疫球蛋白，每一類別的生物學(xué)功能不同。最豐富的是IgG類，它由4條多肽鏈組成，2條重鏈，2條輕鏈。通過(guò)二硫鍵連接成Y形結(jié)構(gòu)的分子?？拷黋的兩臂頂端的結(jié)構(gòu)域是可變區(qū)，形成兩個(gè)抗原結(jié)合部位。其他抗體有IgA：主要存在於人體分泌物中如唾液、淚、乳中；IgM：只存在於血液中，抵制入侵血液的細(xì)菌；IgG：血液中最豐富的抗體，也是唯一能通過(guò)胎盤而進(jìn)入人體的抗體；IgE：在過(guò)敏反應(yīng)中起重要作用的抗體。蛋白質(zhì)的分離純化

蛋白質(zhì)的分離和純化主要是利用蛋白質(zhì)之間各種特性的差異，包括蛋白質(zhì)分子的酸鹼性質(zhì)、分子的大小和形狀、溶解度、吸附性質(zhì)和對(duì)配體分子的特異親合力。

蛋白質(zhì)的酸鹼性質(zhì)：蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。在蛋白質(zhì)分子中，可解離基團(tuán)主要來(lái)自側(cè)鏈上的功能團(tuán)，此外還有少數(shù)的末端α-羧基和α-氨基?？梢园训鞍踪|(zhì)分子看作是一個(gè)多價(jià)離子，所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量是由蛋白質(zhì)分子中的可解離基團(tuán)的種類和數(shù)目以及溶液的pH所決定的。對(duì)某一種蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，在某一pH時(shí)，它所帶的正電荷與負(fù)電荷恰好相等，即淨(jìng)電荷為零，這一pH稱蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在中性鹽存在下可發(fā)生明顯的變化，這是由於蛋白質(zhì)分子中的可解離基團(tuán)可與中性鹽中的陽(yáng)離子或陰離子相結(jié)合。在沒(méi)有其他鹽類干擾時(shí)，蛋白質(zhì)的質(zhì)子供體基團(tuán)解離出來(lái)的質(zhì)子數(shù)與質(zhì)子受體基團(tuán)結(jié)合的質(zhì)子數(shù)相等時(shí)的pH稱為蛋白質(zhì)的等離子點(diǎn)。

蛋白質(zhì)分子的形狀：測(cè)定蛋白質(zhì)分子的形狀或構(gòu)象，最精確的方法是X射線晶體結(jié)構(gòu)分析，但這種方法只能測(cè)定晶體狀態(tài)的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)。對(duì)於溶液中的蛋白質(zhì)分子的形狀，只能借助間接的方法來(lái)描述蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的輪廓。測(cè)定蛋白質(zhì)分子相對(duì)品質(zhì)的方法根據(jù)化學(xué)組成測(cè)定最低相對(duì)分子品質(zhì)：測(cè)定某一微量元素或某一氨基酸的含量如鐵原子或色氨酸，並假設(shè)蛋白質(zhì)分子中只有一個(gè)鐵原子或一個(gè)色氨酸，即最低相對(duì)分子品質(zhì)=鐵的原子量/鐵的百分含量滲透壓法：在半透膜存在時(shí)，蛋白質(zhì)溶液將產(chǎn)生滲透壓（平衡時(shí)的靜水壓力）。理想溶液的滲透壓與溶質(zhì)的濃度呈線性相關(guān)，其關(guān)係可用範(fàn)托夫公式表示：π=cRT/Mr，在高分子溶液中，π/c=RT/Mr+Kc，滲透壓法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、且不受蛋白質(zhì)分子的形狀和水化程度影響，但受pH的影響，不能區(qū)別溶液中蛋白質(zhì)分子是否均一。沉降法：離心力作用沉降速率法：?jiǎn)挝浑x心場(chǎng)的沉降速度是個(gè)定值，稱沉降係數(shù)s。見(jiàn)P296頁(yè)沉降平衡法：沉降產(chǎn)生濃度梯度凝膠過(guò)濾法：標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)（已知Mr和斯托克半徑）和待測(cè)蛋白質(zhì)必須具有相同的分子形狀（接近球體），分子形狀為線型或與凝膠發(fā)生吸附的蛋白質(zhì)不可用此法測(cè)定。SDS聚丙烯醯胺凝膠電泳法：加入SDS和少量巰基乙醇，則電泳遷移率主要取決於其相對(duì)分子品質(zhì)，而與電荷和分子形狀無(wú)關(guān)。

蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)溶液屬於膠體系統(tǒng)，其具備形成膠體系的條件：分散相（蛋白質(zhì)分子顆粒）的質(zhì)點(diǎn)大小在1~100nm，能在分散介質(zhì)中作布朗運(yùn)動(dòng)；分散相的質(zhì)點(diǎn)帶同種電荷，不易凝聚成大顆粒而沉澱；分散相的質(zhì)點(diǎn)能與溶劑形成溶劑化層如水化層而不易凝聚。蛋白質(zhì)在溶液中的穩(wěn)定性是有條件的，相對(duì)的。如果條件改變，則蛋白質(zhì)就會(huì)從溶液中沉澱出來(lái)，如改變質(zhì)點(diǎn)大小、電荷或水化層等。沉澱蛋白質(zhì)的方法如下：鹽析法：加入大量的中性鹽，脫去水化層而沉澱有機(jī)溶劑沉澱法：加入極性的有機(jī)溶劑如甲醇等，脫去水化層並增加質(zhì)點(diǎn)間的相互作用而沉澱重金屬鹽沉澱法：當(dāng)pH大於等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)顆粒帶淨(jìng)負(fù)電荷，易與重金屬離子結(jié)合成不溶性鹽而沉澱生物鹼或酸類沉澱法：當(dāng)pH小於等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)顆粒帶淨(jìng)正電荷，易與生物鹼或酸根負(fù)離子結(jié)合成不溶性鹽而沉澱加熱變性沉澱法：蛋白質(zhì)因加熱變性而凝固蛋白質(zhì)沉澱法

蛋白質(zhì)純化的總目標(biāo)是增加製品的純度，即設(shè)法除去變性的和不需要的蛋白質(zhì)以增加單位蛋白質(zhì)重量中所需蛋白質(zhì)的含量或生物活性。分離純化蛋白質(zhì)的程式為：前處理（細(xì)胞或組織處理）、粗分級(jí)分離（除去雜蛋白）和細(xì)分級(jí)分離。蛋白質(zhì)的分離純化方法分子大小透析和超過(guò)濾：透析指利用蛋白質(zhì)分子不能通過(guò)半透膜而與小分子分離；超濾是利用壓力或離心力使小分子溶質(zhì)通過(guò)半透膜而蛋白質(zhì)被截留在膜上而分離。密度梯度離心：蛋白質(zhì)顆粒在具有密度梯度的介質(zhì)中離心時(shí)，品質(zhì)和密度大的顆粒比品質(zhì)和密度小的顆粒沉降得快，且每種蛋白質(zhì)顆粒沉降到與其自身密度相等的介質(zhì)密度梯度時(shí)，即停止不前，最後各種蛋白質(zhì)在離心管中被分離成不同的區(qū)帶。見(jiàn)P302頁(yè)。凝膠過(guò)濾：即分子排阻層析。凝膠顆粒內(nèi)部為多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。大分子最先流出層析柱。溶解度等電點(diǎn)沉澱和pH控制鹽溶和鹽析：中性鹽在低濃度時(shí)可增加蛋白質(zhì)的溶解度，即鹽溶。原因是蛋白質(zhì)分子吸附鹽類離子後，帶電層使蛋白質(zhì)分子彼此排斥，而與水分子相互作用加強(qiáng)；當(dāng)離子強(qiáng)度增大到足夠高時(shí)，此時(shí)與蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)接觸的自由水被移去以溶劑化鹽離子，導(dǎo)致蛋白質(zhì)疏水基團(tuán)暴露，使蛋白質(zhì)因疏水作用凝聚沉澱。有機(jī)溶劑分級(jí)分離法：一是降低介質(zhì)的介電常數(shù)，二是與蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水化水。溫度沉澱：溫度對(duì)溶解度有影響，低溫穩(wěn)定，高溫不穩(wěn)定。在0~40℃，大部分的球狀蛋白質(zhì)溶解度隨溫度升高而增加。蛋白質(zhì)分離純化方法電荷電泳（淨(jìng)電荷、分子大小、形狀）區(qū)帶電泳聚丙烯醯氨凝膠電泳（PAGE）毛細(xì)管電泳離子交換層析等電聚焦：外加電場(chǎng)時(shí)，蛋白質(zhì)混合物在具有pH梯度的介質(zhì)中移向並聚焦（停留）在等於其等電點(diǎn)的pH處，形成區(qū)帶。層析聚焦：層析柱中建立連續(xù)的pH梯度，蛋白質(zhì)樣品由柱上端隨緩衝液的展開而聚焦在各自的等電點(diǎn)pH處，形成區(qū)段。吸附：吸附層析，吸附劑（矽石、氧化鋁、活性碳）和疏水吸附劑，與待分離分子和雜質(zhì)分子的吸附與解吸能力不同。特異親和力：親和層析其他：如高效液相層析（HPLC）,快速蛋白液相層析（FPLC）

蛋白質(zhì)純度的鑒定方法：採(cǎi)用物理化學(xué)方法如電泳、離心沉降、HPLC和溶解度分析等。純的蛋白質(zhì)電泳時(shí)，其電泳圖譜只呈現(xiàn)一個(gè)條帶或峰，離心時(shí)以單一的沉降速度移動(dòng)；純的蛋白質(zhì)在一定的溶劑系統(tǒng)中具有恒定的溶解度，即溶解度曲線只有一個(gè)折點(diǎn)，在折點(diǎn)以前直線斜率為1，在折點(diǎn)以後斜率為零；此外，N-末端分析也用於純度鑒定（單體蛋白質(zhì)而言）。必須指出，採(cǎi)用任何單獨(dú)的一種方法鑒定純度只能作為蛋白質(zhì)均一性的必要條件而非充分條件，即蛋白質(zhì)往往在一種鑒定中表現(xiàn)為均一性，而在另一種鑒定中又表現(xiàn)為不均一性。蛋白質(zhì)含量測(cè)定與純度鑒定：

測(cè)定蛋白質(zhì)含量的常用方法有：凱氏定氮法、雙縮脲法、Folin-酚試劑法（Lowry法，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法）、紫外吸收法、染料（考馬斯亮藍(lán)）結(jié)合法、膠體金法（帶負(fù)電的疏水膠體，洋紅色，遇蛋白質(zhì)變藍(lán)色，靈敏度最高）第五章：酶（重點(diǎn)）

酶概論；酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)；酶概論知識(shí)點(diǎn)酶的本質(zhì)全酶輔酶輔基單體酶寡聚酶多酶複合體酶的分類酶的專一性酶活力酶單位比活力轉(zhuǎn)換數(shù)核酶抗體酶固定化酶酶——具有生物催化功能的蛋白質(zhì)或核酸。酶作為生物催化劑具有高效性、高度專一性、活性調(diào)控和易失活等特點(diǎn)。多酶複合體——由幾種酶靠非共價(jià)鍵彼此嵌合而成，也稱酶系。酶的分類——國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)根據(jù)催化反應(yīng)類型，將酶分為6大類，即氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂合酶類、異構(gòu)酶類和連接酶類。分別用1~6來(lái)表示，在根據(jù)底物中被作用的基團(tuán)或鍵分為亞類，每一亞類在細(xì)分為亞亞類等，亞類和亞亞類均按順序編成1，2，3，4等。每一個(gè)酶的分類編號(hào)由4個(gè)數(shù)字組成，數(shù)字間用“.”隔開，編號(hào)前冠以EC(EnzymeCommision)。酶活力——即酶活性，指酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力，酶活力的大小可以用在一定條件下所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率來(lái)表示，二者呈線性相關(guān)。所以測(cè)定酶活力就是測(cè)定酶促反應(yīng)速率，酶促反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。酶單位（U）——在一定條件下，一定時(shí)間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。酶的含量用每克酶製劑或酶毫升酶製劑含有多少酶單位表示（U/g或U/ml）。

國(guó)際單位（IU）：在最適反應(yīng)條件下（溫度25℃）下，每分鐘內(nèi)催化1微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為一個(gè)酶活力單位，即1IU=1umol/min。

Katal單位（Kat）：在最適條件下，每秒鐘催化1摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量定為1Kat單位。酶的比活力——每mg蛋白質(zhì)所含的酶的活力單位數(shù)表示，其代表酶的純度，也可用來(lái)比較每單位品質(zhì)蛋白質(zhì)的催化能力。轉(zhuǎn)化數(shù)——在一定條件下每秒鐘每個(gè)酶分子轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)，或每秒鐘每微摩爾酶分子轉(zhuǎn)化底物的微摩爾數(shù)?？贵w酶——一種具有催化能力的免疫球蛋白（抗體），即抗體具有酶的屬性，也稱催化性抗體。核酶（ribozyme）——某些具有催化功能的RNA，即為核酶。核酶的發(fā)現(xiàn)，開闢了生物化學(xué)研究的新領(lǐng)域，提出了生命起源的新概念：即RNA可能早於蛋白質(zhì)和DNA，是生命起源中首先出現(xiàn)的生物大分子。酶的專一性——即酶對(duì)底物的高度選擇性，酶一般只能催化一種或一類反應(yīng)，作用於一種或一類底物。酶的專一性可分為結(jié)構(gòu)專一性和立體異構(gòu)專一性，用“誘導(dǎo)契合說(shuō)”解釋酶的專一性已被廣泛認(rèn)同。酶的分離純化——是酶學(xué)研究的基礎(chǔ)，大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，故可用分離純化蛋白質(zhì)的方法純化酶。但要選擇合適的材料，操作條件要溫和，且在製備過(guò)程中，每一步都要測(cè)定酶的總活力和比活力，以瞭解酶的回收率和提純倍數(shù)。酶工程——是將酶學(xué)原理與化學(xué)工程技術(shù)及基因重組技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的新型應(yīng)用技術(shù)，是生物工程的重要組成部分，並必將成為一個(gè)很大的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)分子數(shù)與反應(yīng)級(jí)數(shù)米氏方程米氏常數(shù)（Km）雙倒數(shù)作圖法酶的抑制類型溫度、pH、啟動(dòng)劑對(duì)酶反應(yīng)的影響反應(yīng)分子數(shù)——在反應(yīng)中真正相互作用的分子數(shù)目。僅有1個(gè)反應(yīng)的分子參加的反應(yīng)稱為單分子反應(yīng)，有2個(gè)反應(yīng)物分子參加的反應(yīng)稱為雙分子反應(yīng)，依此類推。即：AP屬於單分子反應(yīng)，動(dòng)力學(xué)方程（速率方程）為：υ＝-dc/dt＝kc；

A+Bp+Q屬於雙分子反應(yīng)，動(dòng)力學(xué)方程為：

υ＝-dc/dt＝kc1c2；

反應(yīng)級(jí)數(shù)——指整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的速率服從哪種分子的反應(yīng)速率方程式，則這個(gè)反應(yīng)即為幾級(jí)反應(yīng)。若總反應(yīng)的速率與濃度關(guān)係能以單分子反應(yīng)的速率方程式表示，即為一級(jí)反應(yīng)，若能以雙分子反應(yīng)的速率方程式表示，則為二級(jí)反應(yīng)，依此類推，把反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)的反應(yīng)稱為零級(jí)反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)各級(jí)反應(yīng)的特徵一級(jí)反應(yīng)：c＝c0e-kt

半衰期t1/2≈0.693/k二級(jí)反應(yīng)：υ＝-dc/dt＝kc1c2

半衰期t1/2＝1/ka(a為底物的初濃度)零級(jí)反應(yīng)：υ＝-dc/dt＝k

半衰期t1/2＝a/2k(a為底物的初濃度)酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：底物濃度與酶促反應(yīng)速率的關(guān)係呈雙曲線，即當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，反應(yīng)速率與底物濃度呈正比關(guān)係，表現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)；當(dāng)?shù)孜餄舛戎饾u增加時(shí)，反應(yīng)速率不再按正比關(guān)係升高，反應(yīng)表現(xiàn)為混合級(jí)反應(yīng)；當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)到足夠高時(shí)，反應(yīng)速率與底物濃度幾乎無(wú)關(guān)，反應(yīng)達(dá)到最大反應(yīng)速率，表現(xiàn)為零級(jí)反應(yīng)。

米氏方程——1913年Michaelis和Menten在前人工作基礎(chǔ)上，根據(jù)酶反應(yīng)的中間複合物學(xué)說(shuō)，即：

E＋SESE＋P假定E＋SES

迅速建立平衡，底物濃度遠(yuǎn)大於酶濃度下，ES分解成產(chǎn)物的逆反應(yīng)忽略不計(jì)，推導(dǎo)出一個(gè)數(shù)學(xué)方程式來(lái)表示底物與酶反應(yīng)速率之間的定量關(guān)係，稱為米氏方程，運(yùn)算式如下：

υ＝Vmax·［S］/(Km＋［S］)

式中Km為米氏常數(shù)，其物理意義是當(dāng)酶反應(yīng)速率達(dá)到最大反應(yīng)速率一半時(shí)的底物濃度，單位是mol/L，與底物濃度的單位一樣。米氏常數(shù)Km的意義如下：①Km是酶的一個(gè)特徵常數(shù)，其大小只與酶的性質(zhì)有關(guān)，而與酶的濃度無(wú)關(guān)；②Km值隨測(cè)定的底物、反應(yīng)溫度、pH及離子強(qiáng)度而改變，即Km作為常數(shù)只是針對(duì)一定的底物、溫度、pH和離子強(qiáng)度而言；③Km值可以判斷酶的專一性和天然底物：有的酶可作用於幾種底物，因此就有幾個(gè)Km值，其中Km值最小的底物稱為該酶的最適底物或天然底物。Km值隨不同底物而異的現(xiàn)象可以幫助判斷酶的專一性；④若已知某個(gè)酶的Km值，可以計(jì)算出在某一底物濃度時(shí)的反應(yīng)速率相當(dāng)Vmax的比例；⑤Km值可以幫助推斷某一代謝反應(yīng)的方向和途徑：同一種底物往往可以被幾種酶作用，催化不同的反應(yīng)走不同的途徑，究竟走哪一條途徑?jīng)Q定於Km值最小的酶，只有Km值小的酶反應(yīng)比較佔(zhàn)優(yōu)勢(shì)。 利用作圖法測(cè)定Km和Vmax值：

Km值可用公式計(jì)算求得，Km＝（k2

＋k3）

/k1；當(dāng)k3遠(yuǎn)小於k2

時(shí)，Km≈k2/k1＝Ks，在此時(shí)，Km相當(dāng)於ES複合物的解離常數(shù)Ks！，

Vmax=k3

·

Et

(Et為總酶濃度)；

Km和Vmax可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)作圖法直接求得：即將米氏方程進(jìn)行變換，使其成為直線方程，然後用圖解法求出Km與Vmax值。例如，Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法：1/υ＝Km/Vmax·

1/［S］＋1/Vmax，橫軸截距為-1/Km，縱軸截距為1/Vmax；酶的抑制：酶主要是蛋白質(zhì)，使酶蛋白變性而導(dǎo)致酶活力喪失的作用稱為失活作用；若由於酶的必需基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)的改變，但酶並未變性，而引起酶活力的降低或喪失稱為抑制作用。引起抑制作用的物質(zhì)稱為抑制劑。抑制類型如下：抑制類型不可逆抑制：抑制劑與酶的必需基團(tuán)以共價(jià)鍵結(jié)合，不能用物理方法除去抑制劑。可逆抑制：以非共價(jià)鍵結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)性抑制：競(jìng)爭(zhēng)酶的結(jié)合部位非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：同時(shí)和酶的不同部位結(jié)合反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：酶與底物結(jié)合後，才可與抑制劑結(jié)合

競(jìng)爭(zhēng)性抑制，Vmax不變，Km增加；可逆抑制動(dòng)力學(xué)

非競(jìng)爭(zhēng)性抑制，Vmax減小，Km不變；反競(jìng)爭(zhēng)性抑制，Vmax減小，Km減小；重要的抑制劑不可逆抑制劑非專一性：有機(jī)磷化合物：與酶活性部位Ser-OH共價(jià)結(jié)合，強(qiáng)烈抑制膽鹼酯酶活性；敵敵畏、敵百蟲有機(jī)汞、有機(jī)砷化合物：與酶分子中Cys-SH作用，抑制含巰基的酶重金屬：使酶蛋白變性失活，用螯合劑可解除氰化物、硫化物、CO：與酶分子中金屬離子形成絡(luò)合物烷化劑：與酶的巰基、氨基、羧基、咪唑基等結(jié)合專一性：作用某一種酶Ks型：具底物類似結(jié)構(gòu)，可與相應(yīng)酶結(jié)合，並帶有一個(gè)活潑的化學(xué)基團(tuán)，可對(duì)酶分子的必需基團(tuán)進(jìn)行修飾，從而抑制酶的活性。亦稱親和標(biāo)記試劑。Kcat型：具有底物類似結(jié)構(gòu)，本身也是酶的底物，且存在潛伏的反應(yīng)基團(tuán)：當(dāng)發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)，潛伏基團(tuán)暴露或活化，作用酶活性部位的必需基團(tuán)或輔基，使酶不可逆失活。亦稱自殺性底物。

可逆抑制劑：最重要和最常見(jiàn)的是競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。這類抑制劑與天然代謝物在結(jié)構(gòu)上十分相似，能選擇性抑制病菌或癌細(xì)胞在代謝過(guò)程中的某些酶，故稱之為抗代謝物。如磺胺藥，對(duì)氨基苯磺醯胺，它是對(duì)氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)類似物，而對(duì)氨基苯甲酸是葉酸結(jié)構(gòu)的一部分，細(xì)菌不能直接利用外源的葉酸，只能在二氫葉酸合成酶的作用下，利用對(duì)氨基苯甲酸為原料合成二氫葉酸，繼而合成四氫葉酸————嘌呤核苷酸合成中重要的輔酶！因此，可利用競(jìng)爭(zhēng)性抑制的原理設(shè)計(jì)藥物。此外，過(guò)渡態(tài)底物類似物也可作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：所謂過(guò)渡態(tài)底物是指底物和酶結(jié)合而形成的中間複合物被活化後的過(guò)渡形式。過(guò)渡態(tài)底物對(duì)酶的親和力遠(yuǎn)大於底物，因此可將抑制劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成類似於過(guò)渡態(tài)底物，從而一起酶的強(qiáng)烈抑制。目前報(bào)導(dǎo)的過(guò)渡態(tài)底物類似物都是競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，其抑制效率比基態(tài)底物類似物高的多。

溫度、pH、啟動(dòng)劑對(duì)酶活性的影響：存在酶反應(yīng)的最適溫度、最適pH；凡能提高酶活性的物質(zhì)都稱為啟動(dòng)劑，它對(duì)酶的作用具有一定的選擇性，即一種啟動(dòng)劑對(duì)某種酶起啟動(dòng)作用，而對(duì)另一種酶可能起抑制作用。酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)酶的活性部位影響酶催化效率的因素酶活性的調(diào)控調(diào)節(jié)酶別構(gòu)酶共價(jià)調(diào)節(jié)酶酶原啟動(dòng)可逆共價(jià)修飾同工酶知識(shí)點(diǎn)酶活性部位——酶的催化能力只局限在酶分子的一定區(qū)域，只有少數(shù)特異的氨基酸殘基參與了底物結(jié)合與催化作用，這些特異的氨基酸殘基比較集中的區(qū)域，即與酶活性直接相關(guān)的區(qū)域稱為酶的活性部位或活性中心?；钚圆课唤Y(jié)合部位：決定酶的專一性催化部位：決定酶的催化能力酶活性部位的共同特點(diǎn)：①酶活性部位在酶分子的總體積中只占相當(dāng)小的部分，通常只占整個(gè)酶分子體積的1%~2%；②酶的活性部位是一個(gè)三維實(shí)體（空間概念）：不是點(diǎn)、線、面的概念；③酶的活性部位並不是和底物的形狀正好互補(bǔ)，而是在結(jié)合過(guò)程中二者發(fā)生一定的構(gòu)象變化後才互補(bǔ)的：此動(dòng)態(tài)的辨認(rèn)過(guò)程稱為誘導(dǎo)契合；④酶的活性部位是位於酶分子表面的一個(gè)裂縫內(nèi)，底物分子或底物分子的一部分結(jié)合到裂縫內(nèi)併發(fā)生催化作用；⑤底物通過(guò)次級(jí)鍵結(jié)合到酶上：酶與底物形成ES複合物主要靠氫鍵、鹽鍵、範(fàn)德華力和疏水相互作用；⑥酶活性部位具有柔性或可運(yùn)動(dòng)性：活性部位更易被破壞；酶活性部位的研究方法：酶分子側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)修飾法（巰基、氨基、羧基、羥基、咪唑基、胍基等）；X射線晶體結(jié)構(gòu)分析法；定點(diǎn)誘變法（改變編碼蛋白質(zhì)基因中的DNA順序來(lái)研究酶活性部位必需氨基酸的變化）等。補(bǔ)充：酶的催化作用是由氨基酸側(cè)鏈上功能基團(tuán)和輔因數(shù)為媒介的，主要的有His、Ser、Cys、Lys、Glu、Asp的側(cè)鏈常直接參加催化過(guò)程；輔因數(shù)對(duì)於酶的催化具有協(xié)同作用；對(duì)於多底物的酶促催化反應(yīng)，存在著1個(gè)以上的底物結(jié)合部位，在活性部位存在1個(gè)以上的催化基團(tuán)，能進(jìn)行協(xié)同催化；與底物相比較，酶分子很大，而活性部位通常只比底物稍大一些，故活性部位通常包圍著底物。影響酶催化效率的因素底物和酶的鄰近效應(yīng)與定向效應(yīng)：鄰近效應(yīng)指酶與底物結(jié)合成中間複合物後，使底物與底物之間，酶的催化基團(tuán)與底物之間的有效濃度大大提高；定向效應(yīng)指底物的反應(yīng)基團(tuán)之間和酶的催化基團(tuán)與底物的反應(yīng)基團(tuán)之間的正確取位產(chǎn)生的效應(yīng)。底物形變和誘導(dǎo)契合：酶使底物分子中敏感鍵基團(tuán)的電子雲(yún)密度增高或降低，產(chǎn)生電子張力，使底物分子形變而接近其過(guò)渡態(tài)，降低了反應(yīng)活化能；酸堿催化：酶通過(guò)暫態(tài)的向底物提供質(zhì)子或從底物接受質(zhì)子以穩(wěn)定過(guò)渡態(tài)底物而加速反應(yīng)的催化機(jī)制。在生理?xiàng)l件下，pH中性，OH-H+很低，不能起到酸堿催化作用，此時(shí)主要依靠廣義的酸堿催化來(lái)作用，即酶蛋白分子中某些基團(tuán)既是質(zhì)子供體又是質(zhì)子受體，如氨基、羧基、巰基、酚羥基、咪唑基等。共價(jià)催化：酶蛋白中的親核基團(tuán)容易攻擊底物的親電中心，形成酶-底物共價(jià)結(jié)合的中間物，從而降低反應(yīng)活化能，加速反應(yīng)。酶蛋白中最常見(jiàn)的3種親核基團(tuán)是：絲氨酸羥基、半胱氨酸巰基、組氨酸咪唑基；底物中典型的親電中心：磷醯基、醯基和糖基。金屬離子催化：幾乎1/3的酶催化活性需要金屬離子，金屬離子通過(guò)3種主要途徑參與催化過(guò)程：結(jié)合底物為反應(yīng)定向；可逆地改變金屬離子的氧化態(tài)調(diào)節(jié)氧化還原反應(yīng)；靜電穩(wěn)定或遮罩負(fù)電荷。多元協(xié)同催化：酶活性部位受微環(huán)境影響：非極性、低介電環(huán)境利於酶促反應(yīng)。酶活性的調(diào)控酶活性的調(diào)控激素產(chǎn)物回饋抑制抑制劑、啟動(dòng)劑別構(gòu)調(diào)節(jié)：可逆、非共價(jià)：別構(gòu)酶共價(jià)修飾不可逆共價(jià)修飾：酶原啟動(dòng)可逆共價(jià)修飾：磷酸化與去磷酸化甲基化與去甲基化其他同工酶別構(gòu)調(diào)節(jié)——酶分子的非催化部位（別構(gòu)部位）與某些化合物可逆地、非共價(jià)結(jié)合後使酶的構(gòu)象發(fā)生改變，進(jìn)而改變酶活性（增加或降低），稱之為酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)。具有這種調(diào)節(jié)作用的酶稱為別構(gòu)酶（變構(gòu)酶）。使酶分子發(fā)生別構(gòu)作用的物質(zhì)稱為效應(yīng)物或別構(gòu)劑，它包括正效應(yīng)物（別構(gòu)啟動(dòng)劑）和負(fù)效應(yīng)物（別構(gòu)抑制劑）。別構(gòu)調(diào)節(jié)普遍存在於生物界，許多多謝途徑的關(guān)鍵酶就是利用別構(gòu)調(diào)節(jié)來(lái)控制代謝途徑之間的平衡。別構(gòu)調(diào)節(jié)現(xiàn)象不僅存在於別構(gòu)酶，還存在於其他的別構(gòu)蛋白質(zhì)如血紅蛋白；此外，操縱子中的調(diào)節(jié)蛋白也是別構(gòu)蛋白質(zhì)。關(guān)於別構(gòu)酶：①別構(gòu)酶的酶促反應(yīng)大多不符合Michaelis-Menten動(dòng)力學(xué)，即不符合米氏方程，其酶促反應(yīng)曲線為S型（正協(xié)同）或雙曲；②效應(yīng)物（別構(gòu)劑）與調(diào)節(jié)亞基（調(diào)節(jié)部位）結(jié)合後導(dǎo)致酶構(gòu)象的改變，引起酶催化部位的活性增加或降低；③具活性中心和別構(gòu)中心，且二中心處在酶蛋白的不同亞基或同一亞基的不同部位，即調(diào)節(jié)部位不同於催化部位；④許多別構(gòu)酶常處?kù)洞x途徑的起始部位或受控部位，代謝途徑的終產(chǎn)物常作為別構(gòu)酶的負(fù)效應(yīng)物抑制這些酶；⑤所有的別構(gòu)酶均為寡聚酶；⑥存在同促效應(yīng)和異促效應(yīng)：底物分子本身對(duì)別構(gòu)酶的調(diào)節(jié)作用稱同促效應(yīng)；非底物分子對(duì)別構(gòu)酶的調(diào)節(jié)作用稱異促效應(yīng)；補(bǔ)充：為了區(qū)分符合米氏方程的酶和正協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶及負(fù)協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶，Koshland建議用協(xié)同指數(shù)（cooperativityindex，CI）來(lái)鑒別不同的協(xié)同作用以及協(xié)同的程度。CI是指酶分子中的結(jié)合位點(diǎn)被底物飽和90%和飽和10%時(shí)底物濃度的比值。故協(xié)同指數(shù)又稱飽和比值(Rs)。CI=Rs=811/n

，n為協(xié)同係數(shù)（Hill係數(shù)），存在下列不同的Rs值：典型的米氏方程酶：Rs=81；正協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶：Rs＜81，且Rs愈小，正協(xié)同效應(yīng)愈顯著；負(fù)協(xié)同效應(yīng)的別構(gòu)酶：Rs＞81,且Rs愈大，負(fù)協(xié)同效應(yīng)愈顯著；此外，也常用Hill係數(shù)來(lái)判斷酶屬於哪一種類型：米氏方程酶n=1；正協(xié)同別構(gòu)酶n＞1；負(fù)協(xié)同別構(gòu)酶n＜1；調(diào)節(jié)酶——凡能通過(guò)構(gòu)象變化或亞基解聚或亞基修飾等方式來(lái)改變酶活性而對(duì)代謝起調(diào)節(jié)作用的酶稱為調(diào)節(jié)酶。調(diào)節(jié)酶別構(gòu)酶：可逆地非共價(jià)結(jié)合，使構(gòu)象改變，調(diào)節(jié)亞基發(fā)生變構(gòu)或進(jìn)一步脫離催化亞基（解聚）共價(jià)調(diào)節(jié)酶：通過(guò)其他酶對(duì)其多肽鏈某些基團(tuán)進(jìn)行可逆共價(jià)修飾，使處?kù)痘钚耘c非活性的互變狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)酶活性；共價(jià)修飾主要是磷酸化、腺苷醯化、甲基化等。如在蛋白激酶作用下發(fā)生磷酸化，主要的蛋白激酶有蛋白激酶A，磷酸化酶激酶，蛋白酪氨酸激酶等；共價(jià)調(diào)節(jié)酶是寡聚酶，且在每個(gè)亞基上都含有共價(jià)修飾的位點(diǎn)。酶原啟動(dòng)——是不可逆共價(jià)修飾，指酶前體（酶原）經(jīng)過(guò)蛋白水解酶作用後釋放出肽段，構(gòu)象發(fā)生變化，形成酶的活性部位，變成有活性的酶。同工酶——指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但其蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫功能等方面不同的一組酶，稱為同工酶。關(guān)於同工酶的幾點(diǎn)說(shuō)明：①同工酶的產(chǎn)生可能是基因分化的產(chǎn)物，而基因分化又可能是生物進(jìn)化過(guò)程中為適應(yīng)不同的代謝方式而引起的，故為適應(yīng)不同的代謝方式，同工酶在不同組織或不同細(xì)胞中分布不同，底物特異性不同和動(dòng)力學(xué)特性不同，這決定了同工酶在體內(nèi)的功能是不同的，同工酶只做相同的工作，不一定有相同的功能；②同工酶是由不同基因編碼的單體亞基通過(guò)不同的比例聚合成不同的多聚體，使得同工酶在催化同一反應(yīng)時(shí)以不同的多聚體形式存在；③同工酶是研究代謝調(diào)節(jié)、分子遺傳、生物進(jìn)化、個(gè)體發(fā)育、細(xì)胞分化和細(xì)胞癌變的有力工具，在酶學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究中具有重要地位。第6章：維生素、抗生素、激素與生物膜維生素抗生素激素生物膜維生素維生素水溶性維生素脂溶性維生素維生素缺乏癥各種維生素構(gòu)成的輔酶（輔基）及其在酶反應(yīng)中的功能知識(shí)點(diǎn)維生素（Vitamin）——維生素是維持生物體正常生長(zhǎng)發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機(jī)物質(zhì)，不能由機(jī)體合成或合成量不足，必須靠食物供給。維生素在生物體內(nèi)的作用不同於糖類、脂類和蛋白質(zhì)，它不是作為碳源、氮源或能源物質(zhì)，不是用來(lái)供能或構(gòu)成生物體的組成部分，但卻是代謝過(guò)程中所必需的，即絕大多數(shù)的維生素是作為酶的輔酶或輔基的組成部分，在代謝中起到重要作用。維生素缺乏癥——由於各種維生素的生理功能不同，因而缺乏不同的維生素將產(chǎn)生不同的疾病，即由於維生素缺乏而引起的疾病稱為維生素缺乏癥。如缺乏維生素A導(dǎo)致夜盲癥，缺乏維生素B1導(dǎo)致腳氣病，維生素C缺乏導(dǎo)致壞血病等等。維生素的分類——維生素都是小分子有機(jī)化合物，它們?cè)诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)上無(wú)共同性，有脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、雜環(huán)和甾類化合物。通常根據(jù)維生素的溶解性質(zhì)分為脂溶性和水溶性兩大類。分類如下：維生素脂溶性維生素維生素A（視黃醇）：包括A1和A2；維生素A和β-胡蘿蔔素的結(jié)構(gòu)有聯(lián)繫，1個(gè)β-胡蘿蔔素分子可轉(zhuǎn)化為2分子維生素A。視網(wǎng)膜中的視紫紅質(zhì)可分解成視蛋白和視黃醛，因而與視覺(jué)有關(guān)。維生素D：包括D2和D3，維生素D原與膽固醇的結(jié)構(gòu)有聯(lián)繫；維生素D原經(jīng)紫外線照射後轉(zhuǎn)化為D2或D3。維生素E（生育酚）：與生育有關(guān)，抗氧化劑作用，缺乏導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)性肌肉萎縮。維生素K：與凝血有關(guān)。水溶性維生素維生素C（抗壞血酸）：人體等不能合成。維生素B族維生素B1（硫胺素）維生素B2（核黃素）維生素PP（尼克酸和尼克醯胺）：或稱煙酸和煙醯胺泛酸維生素B6（吡哆醛、醇、胺）葉酸生物素維生素B12(鈷胺素)硫辛酸各種維生素構(gòu)成的輔酶（輔基）及其主要功能脂溶性維生素：維生素A(視黃醇)

11-順視黃醛視迴圈維生素D

1、25-二羥膽鈣甾醇調(diào)節(jié)鈣、磷代謝維生素E(生育酚)

——抗氧化維生素K——羧基化、氧化還原反應(yīng)

水溶性維生素：維生素B1(硫胺素)

硫胺素焦磷酸（TPP)轉(zhuǎn)醛基和α-酮酸脫羧維生素B2(核黃素)

黃素單核苷酸（FMN）氧化還原反應(yīng)黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）氧化還原反應(yīng)維生素PP(煙酸和煙醯胺)NAD和NADP氫原子（電子）轉(zhuǎn)移泛酸輔酶A(CoA)轉(zhuǎn)醛基維生素B6(吡哆醛、胺、醇)

磷酸吡哆醛、胺氨基酸轉(zhuǎn)氨基、脫羧生物素生物胞素傳遞CO2葉酸四氫葉酸傳遞一碳單位維生素B12(鈷胺素)

甲基鈷胺素等甲基化、氫原子重排硫辛酸硫辛酸賴氨酸轉(zhuǎn)醛基、氧化還原反應(yīng)維生素C(抗壞血酸)——羥基化反應(yīng)

類別

輔酶、輔基或其活性形式主要功能抗生素抗生素——抗生素是生物在其生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的一種次生代謝產(chǎn)物或其人工衍生物，它們?cè)诤艿蜐舛葧r(shí)就能抑制或影響它種生物的生命活動(dòng)?？股厥且活愖钪匾幕瘜W(xué)治療劑（還有抗代謝物、中草藥的有效成分），第一個(gè)抗生素——青黴素在上世紀(jì)40年代問(wèn)世，至今已尋找到9千多種新的抗生素和合成過(guò)7萬(wàn)多種半合成抗生素，但其中只有50~60種是臨床上常用的抗生素。抗生素產(chǎn)生者包括微生物、昆蟲、寄生蟲、癌細(xì)胞等多種生物?？股胤N類很多，其化學(xué)結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制和抗菌譜各異，在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等方面應(yīng)用十分廣泛?？股氐幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)——化學(xué)結(jié)構(gòu)多樣，如氨基酸衍生物、寡肽類、多肽類、多肽-大環(huán)內(nèi)脂類、含嘌呤或嘧啶類、糖苷類、糖苷-大環(huán)內(nèi)脂類、乙酸或丙酸衍生物、多烯或多炔類抗生素等?？咕V——抗生素的作用對(duì)象有一定的範(fàn)圍，稱之為抗菌譜。分為廣譜抗生素（如氯黴素、金黴素、土黴素、四環(huán)素等）和窄譜抗生素（如青黴素、多粘菌素等）?？股氐目咕阅芫哂羞x擇性作用、選擇性毒力和引起細(xì)菌的耐藥性?？股氐淖饔脵C(jī)制——抑菌或殺菌的機(jī)理：抑制細(xì)胞壁的形成、影響細(xì)胞膜的功能、干擾蛋白質(zhì)的合成、阻礙核酸的合成。微生物的抗（耐）藥性——隨著抗生素的廣泛應(yīng)用，某些病原微生物出現(xiàn)日益嚴(yán)重的抗藥現(xiàn)象，給疾病的治療帶來(lái)一定的困難?？顾幮缘脑颍寒a(chǎn)生使抗生素失效的酶、改變被抗生素作用的部位、改變細(xì)胞膜的透性等。激素激素——是生物體內(nèi)產(chǎn)生的，通過(guò)體液或細(xì)胞外液運(yùn)送到作用部位，產(chǎn)生特殊激動(dòng)效應(yīng)，即調(diào)節(jié)控制各種物質(zhì)代謝的生理功能，並有利於多細(xì)胞的有機(jī)體統(tǒng)一成整體的一類微量的有機(jī)化合物，如腎上腺素、胰島素、甲狀腺素等。激素的分類含氮激素：包括氨基酸衍生物類激素、多肽和蛋白質(zhì)類激素。固醇類激素：性激素、腎上腺皮質(zhì)激素等。

從激素的作用機(jī)制來(lái)看，絕大部分的激素都是專一性的結(jié)合到靶細(xì)胞的受體上，形成激素—受體複合物，這種複合物再啟動(dòng)細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的某種物質(zhì)（如G蛋白、酪氨酸激酶等），然後產(chǎn)生特定資訊，這種資訊將促進(jìn)或抑制特定的代謝過(guò)程。目前研究表明，激素的作用機(jī)制主要有4種：如下頁(yè)圖所示。激素的分泌受到嚴(yán)格調(diào)控，它們通過(guò)：上級(jí)內(nèi)分泌腺對(duì)下級(jí)內(nèi)分泌腺的調(diào)控，下級(jí)激素對(duì)上級(jí)激素的負(fù)回饋?zhàn)饔?，酶的分佈調(diào)節(jié)和多元調(diào)控方式在機(jī)體內(nèi)有節(jié)制的分泌，對(duì)外界刺激作出反應(yīng)，使內(nèi)環(huán)境保持平衡，以保證機(jī)體總是處?kù)墩顟B(tài)。體內(nèi)激素在作用後通過(guò)排泄、代謝等失活，周轉(zhuǎn)十分迅速。目前發(fā)現(xiàn)，激素的作用與cAMP、基因表達(dá)、癌基因及神經(jīng)傳遞等密切相關(guān)，故對(duì)激素的研究進(jìn)入一個(gè)新階段。激素的作用機(jī)制（作用途徑）膜受體通過(guò)腺苷酸環(huán)化酶作用途徑：通過(guò)啟動(dòng)G蛋白而啟動(dòng)腺苷酸環(huán)化酶產(chǎn)生cAMP。膜受體通過(guò)鈣及肌醇三磷酸作用途徑：通過(guò)啟動(dòng)G蛋白的一系列作用，使磷脂醯肌醇4、5-二磷酸分解產(chǎn)生肌醇三磷酸，打開Ca2+通道，釋放的Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，啟動(dòng)鈣調(diào)蛋白。受體的酪氨酸激酶途徑：受體本身含酪氨酸激酶，使受體本身的酪氨酸殘基磷酸化，並進(jìn)一步促進(jìn)酪氨酸激酶的活性。固醇類激素受體調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄速度：激素作用於細(xì)胞核中的受體蛋白，形成對(duì)轉(zhuǎn)錄起增強(qiáng)作用的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)物，是特定基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)。目前，在植物及昆蟲中也發(fā)現(xiàn)了一些激素，利用這些激素，可以研製一些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和殺蟲劑。生物膜生物膜——細(xì)胞的外周膜（質(zhì)膜）和內(nèi)膜系統(tǒng)統(tǒng)稱為生物膜。生物膜結(jié)構(gòu)是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一種基本形式。生物膜具有多種功能，如物質(zhì)運(yùn)送、能量轉(zhuǎn)換、細(xì)胞識(shí)別、資訊傳遞、神經(jīng)傳導(dǎo)、代謝調(diào)控以及藥物作用、腫瘤發(fā)生等等都與生物膜有關(guān)。生物膜的結(jié)構(gòu)——主要由蛋白質(zhì)（包括酶）、脂質(zhì)（主要是磷脂）和糖類組成。生物膜的主要組分（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類）在膜兩側(cè)的分佈都是不對(duì)稱的，這對(duì)於膜功能的表現(xiàn)是必要的。生物膜在一般條件下都呈脂雙層結(jié)構(gòu)，但在某些生理?xiàng)l件下（如細(xì)胞的胞吞與胞吐、細(xì)胞融合、蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)龋┯锌赡艹霈F(xiàn)非脂雙層結(jié)構(gòu)，這稱為膜脂的多態(tài)性。生物膜的流動(dòng)性是生物膜結(jié)構(gòu)的主要特徵，它包括膜脂和膜蛋白的運(yùn)動(dòng)。磷脂的運(yùn)動(dòng)方式多樣，膜蛋白的運(yùn)動(dòng)可分分為側(cè)向擴(kuò)散和旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散。關(guān)於生物膜分子結(jié)構(gòu)模型有多種，其中“流體鑲嵌”模型得到廣泛認(rèn)可。生物膜中分子間作用力主要有靜電力、疏水作用、範(fàn)德華力。膜蛋白膜周邊蛋白質(zhì)：能溶於水，較易分離膜內(nèi)在蛋白質(zhì)：不溶於水，需用劇烈方法分離膜蛋白約占細(xì)胞蛋白的1/4。其中70%~80%為膜內(nèi)在蛋白（如受體、離子通道、離子泵、膜酶、運(yùn)送載體等）。第七章：代謝概況、生物能學(xué)、物質(zhì)運(yùn)輸代謝概況生物能學(xué)物質(zhì)運(yùn)輸代謝概況新陳代謝（代謝）——是生物體內(nèi)一切化學(xué)變化的總稱，是生命活動(dòng)的重要特徵之一。代謝是由多酶體系協(xié)同作用的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)路。代謝的基本要略是形成ATP、還原力和構(gòu)造單元。代謝可分為分解代謝和合成代謝，也可分為物質(zhì)代謝和能量代謝。兩用代謝途徑——分解代謝和合成代謝可以共同利用的代謝環(huán)節(jié)稱為兩用代謝途徑。如檸檬酸迴圈是典型的兩用代謝途徑，即氨基酸分解代謝的產(chǎn)物如草醯乙酸、α-酮戊二酸又是檸檬酸迴圈中的中間物，這些中間物又可用來(lái)合成氨基酸。代謝中間物——在代謝過(guò)程中連續(xù)轉(zhuǎn)變著的酶促產(chǎn)物稱為代謝中間物。代謝過(guò)程中的個(gè)別步驟、個(gè)別環(huán)節(jié)稱為中間代謝。各種物質(zhì)在體內(nèi)經(jīng)過(guò)代謝最終都轉(zhuǎn)變?yōu)榻K產(chǎn)物。自由能——能夠用以做功的能量稱為自由能。生物體的一切生命活動(dòng)都需要能量，如果沒(méi)有能量來(lái)源，生命即停止。太陽(yáng)能是所有生物最根本的能量來(lái)源。機(jī)體利用自由能做功是在常溫常壓下進(jìn)行的。機(jī)體內(nèi)捕獲和儲(chǔ)存自由能的分子是ATP。機(jī)體在分解代謝中產(chǎn)生自由能的過(guò)程大致可分為3個(gè)階段：第一階段，由營(yíng)養(yǎng)物的大分子如澱粉、蛋白質(zhì)、脂肪等分解成較小的分子如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等；第二階段，小分子進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)幾種共同物質(zhì)如乙醯輔酶A等；第三階段，由檸檬酸迴圈（產(chǎn)生NADH和FADH2）和氧化磷酸化產(chǎn)生大量的ATP，這是產(chǎn)能的主要階段。ATP（腺苷三