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生物化学知识点整理第一章蛋白质化学基本概念等电点使氨基酸离解成阳性离子和阴性离子的趋势和程度相等总带电荷为零呈电中性时的溶液值溶液氨基酸带正电荷在电泳时向负极运动氨基酸所带总电荷为零在电泳时不移动氨基酸带负电荷在电泳时向正极运动修饰氨基酸稀有氨基酸蛋白质合成后氨基酸残基的某些基团被修饰后形成的氨基酸没有相应的密码子如甲基化乙酰化羟基化羧基化磷酸化等肽键合成肽链时前一个氨基酸的羧基与下一个氨基酸的氨基通过脱水作用形成的酰胺键具有部分双键性质肽键平面酰胺平面参与肽键的六个原子位于同一平面该平面称为肽键平面肽键平面不能自由转动蛋白质结构一级结构是指多肽链从端到端的氨基残基种类数量和顺序主要的化学键肽键二硫键二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构即蛋白质主链原子的局部空间排布不涉及侧链原子的位置分螺旋较重要为右手螺旋每圈螺旋含个氨基酸残基个原子螺距为片层折叠转角无规则卷曲螺旋维持二级结构的化学键氢键模体蛋白质分子中二级结构单元有规则地聚集在一起形成混合或均有的空间构象又称超二级结构结构域蛋白质三级结构中折叠紧凑可被分割成独立的球状或纤维状具有特定功能的区域称为结构域为构成三级结构的基本单元三级结构是指整条多肽链中所有氨基酸残基的相对空间位置肽链上所有原子的相对空间位置化学健疏水键和氢键离子键范德华力等来维持其空间结构的相对稳定四级结构蛋白质分子中几条各具独立三级结构的多肽链间相互结集和相互作用排列形成的更高层次的空间构象作用力亚基间以离子键氢键疏水力连接此外范德华力二硫键如抗体分子伴侣一类在序列上没有相关性但有共同功能在细胞中能够帮助其他多肽链或核酸折叠或解折叠组装或分解的蛋白称为分子伴侣如热休克蛋白一级结构是形成高级结构的分子基础蛋白质一级结构的改变可能引起其功能的异常或丧失分子病同功能蛋白质序列具有种属差异与保守性蛋白质分子的空间结构是其发挥生物学活性的基础蛋白质分子构象的改变影响生物学功能或导致疾病的发生蛋白质一级结构不变但由于折叠错误导致蛋白质构象改变而引起的疾病称为蛋白质构象病折叠病蛋白质变性在某些理化因素的作用下特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧失的过程为非共价键和二硫键断裂物理高温高压紫外线化学强酸碱有机溶剂重金属盐等因素导致种名称及缩写非极性疏水性甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸脯氨酸蛋氨酸极性中性色氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸天冬酰胺谷氨酰胺苏氨酸酸性天冬氨酸谷氨酸碱性赖氨酸精氨酸组氨酸芳香族苯丙氨酸色氨酸丝氨酸蛋白质理化性质两性电离及等电点多接近少数为碱性亲水胶体性质具有水化层双电层保持其胶体稳定紫外吸收峰在波长显色反应茚三酮反应双缩脲反应蛋白质的分离纯化利用不同蛋白质分子的溶解性分子大小带电情况亲和能力等的不同将其提纯粗提透析盐析沉淀法等精提层析法凝胶过虑层析离子交换层析亲和层析电泳法蛋白质分子在高于或低于其的溶液中为带电的颗粒在电场中能向正极或负极移动如薄膜电泳电泳凝胶电泳离心法不同颗粒之间存在沉降系数差时在一定离心力作用下颗粒各自以一定速度沉降在密度梯度不同区域上形成区带的方法第二章酶酶一类由活细胞合成的对其特异底物具有高效催化能力的蛋白质或核酸酶活性中心酶分子中与底物结合并与催化活性直接有关的化学基团所构成的特殊空间区域具底物结合位点和催化位点诱导契合学说当底物与酶接近时能诱导酶的构象发生有利于底物与之结合的变化使酶与底物特异结合催化反应的进行酶分类氧化还原酶类转移酶类水解酶类裂解酶类异构酶类合成酶类辅助因子分辅酶和辅基辅酶与酶蛋白结合不紧密辅基与酶蛋白结合牢固酶促反应动力学研究底物浓度酶浓度值温度激活剂和抑制剂等因素对酶促反应速度影响米曼式方程米氏常数等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度单位为是酶完全被底物饱和时的反应速度与酶浓度成正比酶的转换数当酶被底物充分饱和时单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数用于比较每单位酶的催化能力酶的抑制剂能使酶活性下降而不引起酶蛋白变性的物质分可逆性抑制和不可逆性抑制可逆性抑制抑制剂与酶通过不太稳定的非共价键结合分竞争性抑制均能与酶的底物中心结合抑制作用的强弱取决于与的浓度比增大底物浓度可解除抑制作用如丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶非竞争性抑制抑制剂与底物结合中心以外的位点结合不可转化为产物增加底物浓度不能解除非竞争性抑制剂的抑制作用磺胺类药物抑菌作用反竞争性抑制只能与复合物结合生成后酶失去催化活性不可逆性抑制抑制剂与酶的必需基团以共价键或非常稳定的非共价键结合如有机磷中毒及重金属盐中毒竞争性抑制增大不变非竞争性抑制不变减小反竞争性抑制减小减小是酶完全被底物饱和时的反应速度与酶浓度成正比等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度单位为酶结构调节通过对现有酶分子结构的影响来改变酶催化活性的调节方式为快速调节形式酶原激活变构共价修饰调控酶原激活无活性的酶原去掉一个或几个特定肽键后转变为有活性酶的过程构象发生改变活性中心暴露或形成酶的变构调节调节物通过非共价键与酶分子上的调节位点结合使酶的构象发生改变而调节酶的活性关键酶限速酶可以通过改变其催化活性而使整个代谢途径的速度或方向发生改变的酶共价修饰调控酶分子上的某些基团在另一种酶的催化下发生可逆的共价修饰从而引起酶活性的改变有去磷酸化去尿苷酸化等形式同功酶分子结构底物亲和力抑制剂等不相同但催化相同化学反应的一组酶酶活力酶催化一定化学反应的能力乳酸脱氢酶体内具五种形式同功酶类第三章维生素硫胺素焦磷酸黄素单核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸辅酶四氢叶酸磷酸吡哆醛各种维生素简介化学名称活性形式生理功能典型缺乏症来源维生素视黄醛视黄酸视觉细胞中的感光成分保护上皮细胞结构和功能的完整性抗氧化夜盲症干眼症皮肤干燥角质化肝脏胡萝卜玉米维生素促进肠道对钙的吸收促进骨对钙的吸收和沉积佝偻病软骨病肝奶蛋黄维生素生育酚原型重要的抗氧化剂与动物生育有关促进血红素的合成小脑萎缩贫血不育小麦胚芽葵花籽油各种油料种子维生素天然和合成羧化酶催化凝血因子残基羧化的辅酶凝血障碍双香豆素为拮抗剂绿叶菜肠菌合成维生素酮酸氧化脱羧酶脚气病肝脏瘦肉种子的和转酮醇酶等的辅酶外皮酵母维生素黄素脱氢酶的辅酶充当氢和电子的传递体口角炎舌炎口腔喉溃疡眼睛充血等肝肾蛋奶酵母蔬菜青草维生素大多数脱氢酶的辅酶参与氢的传递糙皮病癞皮病皮炎痴呆腹泻色素沉积等肝脏心脏肾脏肉类花生谷物的种皮苜蓿草色氨酸转化维生素辅酶是酰化酶的辅酶是酰基的载体生长受阻繁殖障碍肉类谷类蔬菜酵母维生素磷酸吡哆胺转氨酶等氨基酸代谢酶类的辅酶传递氨基参与血红素的合成参与血红蛋白的功能脂溢性皮炎口角炎神经系统机能障碍肉类全谷食品蔬菜肠菌合成维生素生物素生物素原型脂肪酸合成糖异生等代谢过程中的羧化酶的辅基脱屑性皮炎秃头症结膜炎嗜睡及厌食等神经症状肝脏蛋黄叶菜花菜酵母维生素一碳单位的载体是巨幼红细胞内脏蔬菜酵母叶酸一碳基团转移酶的辅酶性贫血维生素甲基钴胺素脱氧腺苷钴胺素转甲基酶的辅酶参与分子内的重排巨幼红细胞性贫血动物内脏牛奶蛋黄微生物制品微生物能合成动植物不能维生素强还原剂参与氧化还原反应羟化酶的辅酶有利于肠道中铁的吸收坏血病贫血第四章生物氧化氧化磷酸化呼吸链中电子的传递过程偶联磷酸化生成的过程底物磷酸化次要方式高能键断裂偶联磷酸化为或的过程偶联部位与之间复合体与之间复合体与之间复合体化学渗透学说电子沿呼吸链传递时泵出形成跨膜电化学梯度顺电化学梯度回流释放能量会偶联的生成由合成酶的亚单位回流时才会偶联的生成影响磷酸化的因素抑制剂呼吸链抑制剂鱼藤酮粉蝶霉素异戊巴比妥复合体抗霉素解偶联剂使不经合酶的回流二硝基苯酚氧化磷酸化抑制剂寡霉素的调节作用甲状腺激素诱导细胞膜上酶的生成解偶联蛋白基因表达增加呼吸链代谢物脱下的氢原子通过多种酶所催化的连锁反应逐步传递最终与氧结合生成水的传递链也叫电子传递链递氢体传递氢的酶或辅酶亦可以作为电子传递体电子传递体传递电子的酶或辅基辅酶呼吸链组成种复合体组成两条主要的呼吸链氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链氧化呼吸链复合体组成复合体还原酶是的电子进入呼吸链的入口为其辅基传递途径为复合体琥珀酸辅酶还原酶为其辅基传递途径为琥珀酸簇复合体还原酶接受传递来的电子并泵出个传递途径为血红素为其辅基复合体氧化酶将电子从传递给分子氧催化分子氧还原为泵出个中心等为其辅基传递途径为每传递一对电子复合体分别泵出个呼吸链组份排序确定根据标准氧化还原电位的高低检测电子传递体氧化的顺序体外将呼吸链的各复合体进行拆分和重组利用阻断剂研究分析比值物质氧化时每消耗氧原子所消耗无机磷酸的数胞液中穿梭形式磷酸甘油穿梭生成苹果酸天冬氨酸穿梭生成第五章糖代谢糖酵解通过一系列酶促反应将葡萄糖降解为丙酮酸的过程各组织器官的细胞液中均进行能量第一阶段为步共消耗和步形成两分子磷酸丙糖第二阶段为步共生成均为底物水平磷酸化由磷酸丙糖氧化为丙酮酸步发生一次氧化还原反应生成分子酶调节第一步己糖激酶肝脏中为葡萄糖激酶变构抑制剂为则为第三步磷酸果糖激酶变构抑制剂为柠檬酸变构激活剂为第十步丙酮酸激酶变构调节抑制剂为乙酰辅酶长肝脏激活剂为共价修饰磷酸化修饰活性降低反应式葡萄糖丙酮酸生理意义糖有氧氧化的第一阶段缺氧时迅速提供能量红细胞仅以此途径获能一些中间产物是氨基酸如丙酮酸脂类如磷酸二羟丙酮等合成的前体丙酮酸还原为乳酸的意义使重新氧化为保证无氧条件下糖酵解可以继续进行糖的有氧氧化丙酮酸胞浆丙酮酸乙酰辅酶线粒体循环线粒体氧化磷酸化线粒体丙酮酸乙酰辅酶线粒体基质中进行丙酮酸脱氢酶系催化辅基及辅酶有硫辛酸总反应为三羧酸循环生物体内糖类脂肪和氨基酸等的氧化产物乙酰辅酶与草酰乙酸缩合生成柠檬酸柠檬酸再通过一系列氧化步骤产生及并重新生成草酰乙酸从而降解乙酰基并产生能量的代谢过程在线粒体基质里完成能量乙酰一分子乙酰彻底氧化所生成的能量为一分子彻底氧化产生的总为酶调节丙酮酸脱氢酶系变构调节抑制剂为乙酰辅酶激活剂为共价修饰磷酸化失活柠檬酸合成酶变构抑制剂为柠檬酸琥珀酰抑制剂为异柠檬酸脱氢酶变构抑制剂为琥珀酰激活剂为酮戊二酸脱氢酶系变构抑制剂为琥珀酰激活剂为生理意义氧化供能糖脂蛋白质等彻底氧化分解的共有途径中间代谢物是许多生物合成的前体物巴斯德效应在有氧的条件下糖的有氧氧化抑制无氧酵解的现象反效应在某些代谢旺盛的正常组织或肿瘤细胞中即使在有氧的条件下仍然以糖的无氧酵解为产生的主要方式的现象磷酸戊糖途径经一系列反应生成和磷酸核糖并完成三碳四碳五碳六碳七碳糖转换的代谢途径在胞浆进行分氧化阶段氧化为磷酸核酮糖生成和非氧化阶段生成磷酸核糖完成糖的相互转换利用转醛醇酶和转酮醇酶生理意义提供生物合成的原料戊糖和为细胞提供还原态的环境是谷胱甘肽还原酶的辅酶为戊糖的利用及甘油醛磷酸糖互相转换提供通路糖异生作用由非糖物质生糖氨基酸甘油乳酸丙酮酸丙酸等合成或糖原的过程称为糖异生反应器官主要在肝脏肾脏反应场所为线粒体及胞浆动物不能将乙酰辅酶转化为丙酮酸反应途径糖异生并不是糖酵解的逆转但多数反应相同丙酮酸草酰乙酸第一步以丙酮酸羧化酶生物素催化消耗在线粒体进行第二步以羧激酶催化消耗在线粒体及胞浆进行果糖二磷酸酶消耗葡萄糖磷酸酶消耗反应式丙酮酸葡萄糖共消耗和生理意义饥饿时维持血糖浓度的相对恒定主要乳酸再利用降低原尿的缓解酸中毒肾脏反刍动物血糖的主要来源丙酸异生为葡萄糖糖原合成与分解糖原合成由合成糖原的过程糖原为带有分枝的高分子葡萄糖聚合物化学键形式有糖苷键糖苷键主要在肝脏和肌肉的胞浆中合成反应途径尿苷二磷酸葡萄糖糖原糖原最后一步以糖原合酶催化为残基供体每加一个残基消耗糖原合酶仅催化链的延伸形成糖苷键不催化其从头合成糖原的分支以糖原分支酶催化分支处为糖苷键糖原降解糖原糖原由糖原磷酸化酶催化仅作用于糖苷键还有糖原脱支酶葡萄糖磷酸酶催化肌肉中无此酶直接进入糖酵解肝肾中可形成酶的调节糖原磷酸化酶原理磷酸化活性高去磷酸化活性降低共价修饰肾上腺激素和胰高血糖素升高活性增强变构调节肌肉中激活剂为抑制剂为肝脏中抑制剂为糖原合成酶原理磷酸化活性低去磷酸化活性增高共价修饰肾上腺激素降低其活性变构调节激活剂为共有的代谢产物主要的为乙酰辅酶在糖的循环中较为重要乙酰辅酶在脂肪代谢中也有利用将脂肪代谢和糖代谢相互联系另外酮戊二酸在核苷酸代谢中有重要作用与糖代谢相互联系第六章脂肪代谢氧化脂肪酸氧化时每次脂酰基羧基端被氧化为酮基然后裂解一分子的乙酰辅酶因此脂肪酸的氧化称为氧化脂类脂肪及类脂衍生脂类的总称其主要功能有细胞的结构成分能量的贮存形式生理调节作用如激素性激素第二信使甘油二酯共价修饰蛋白质保温作用物质运输和消化相关调节机体密度脂肪酸的合成与氧化分解合成在肝脂肪乳腺脑等的胞液中原料为乙酰产物主要以饱和脂肪酸为主乙酰由线粒体转运进胞液中利用柠檬酸丙酮酸转运系统共消耗和合成过程及能量消耗乙酰丙二酸单酰乙酰羧化酶进行催化消耗生成一分子的棕榈酸需要分子乙酰分子转化为丙二酸单酰合成过程中利用脂肪酸合酶进行催化哺乳类中共有种酶活性酰基载体蛋白为其中一种较为重要合成过程中重复缩合加氢脱水加氢的合成过程每重复一次增加一个二碳单位合成调节乙酰羧化酶变构调节激活剂为柠檬酸异柠檬酸抑制剂为脂酰棕榈酰共价调节其磷酸化时活性降低如胰岛素可以使其去磷酸化活性增高胰高血糖素肾上腺素和生长激素使其磷酸化活性降低与糖原合酶的共价调节类似诱导调节调节乙酰羧化酶合成氧化分解活化脂肪酸脂酰在胞浆中进行共消耗由脂酰合成酶催化脂酰的转运进入线粒体由肉碱进行携带肉碱脂酰转移酶及肉碱脂酰肉碱转位酶催化脂肪酸的氧化线粒体中进行产物为乙酰辅酶重复脱氢水化再脱氢硫解过程逐步生成乙酰辅酶如则氧化次生成酮体脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物乙酰乙酸羟丁酸和丙酮生成部位主要在肝的线粒体基质中原料为来自脂肪酸氧化的乙酰辅酶酮体在肝内生成在肝外组织线粒体中利用均为糖异生或循环的原料如乙酰乙酸乙酰辅酶丙酮丙酮酸或乳酸羟丁酸乙酰乙酸生理意义酮体是肝输出能源的一种形式是肌肉脑组织在饥饿等状态下的重要能源甘油三酯的合成与分解以甘油和乙酰辅酶为材料在肝脏及脂肪组织甘油二脂途径中或小肠黏膜细胞甘油一酯途径合成甘油三酯的水解发生在脂肪细胞的胞浆中分解成为甘油和脂肪酸由载脂蛋白经过血浆进行运输激素敏感酯酶为其限速酶调节经共价修饰调节磷酸化活性升高胰高血糖素肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺皮质激素和甲状腺素等可通过第二信使使其活性升高胰岛素和前列腺素使其活性降低甘油去向直接运至肝肾肠等组织主要在肝肾进行糖异生脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低故不能很好利用甘油甘油磷脂由甘油脂酸磷酸及含氮化合物等如丝氨酸组成主要作用有构成生物膜脂质双分子层乳化剂促进脂类的消化吸收与转运其合成主要在肝肾肠的滑面内质网上途径有甘油二酯途径和甘油二酯途径可在多种磷脂酶作用下水解胆固醇主要肝脏占其次是小肠粘膜上皮皮肤的胞浆和内质网上以乙酰为原料合成还原酶羟甲基戊二酸单酰是限速酶胆固醇在体内可以转化为类固醇激素脱氢胆固醇或胆汁酸亦可组成膜结构脂蛋白载脂蛋白与脂类以非共价键形成的球状复合物分四种乳糜微粒运输外源性甘油三酯及胆固醇极低密度脂蛋白运输内源性甘油三酯及胆固醇低密度脂蛋白运输内源性胆固醇回肝脏或至肝外组织高密度脂蛋白肝外组织的胆固醇运回肝脏第七章氨基酸代谢来源与去路指必需氨基酸体内不能合成和为条件必需的脱氨基作用有转氨基氧化脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基等方式转氨基作用在转氨酶催化下氨基酸的氨基转移到酮酸的酮基上生成另一种氨基酸和另一种酮酸的过程体内最为重要的两种转氨酶为谷丙转氨酶肝中活性最强和谷草转氨酶心脏中活性最强意义动物体合成非必氨基联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁氧化脱氨基作用关键酶有氨基酸氧化酶辅基氨基酸氧化酶辅基主要为谷氨酸的氧化脱氨反应场所主要为肝脏的线粒体基质中谷氨酸酮戊二酸关键酶为谷氨酸脱氢酶变构抑制剂为激活剂为联合脱氨基作用氨基酸的氨基经转氨基作用转移给酮戊二酸生成谷氨酸谷氨酸再经氧化脱氨基作用生成酮戊二酸和游离氨的过程反应主要在肝脏的线粒体基质中进行在骨骼肌中进行嘌呤核苷酸循环快速利用其中有次黄嘌呤核苷酸的参与脱羧氨基酸脱羧酶的辅酶为脱羧形成相应的胺体内的胺有氨基丁酸牛磺酸组胺羟色胺等为体内生理活性物质氨的代谢体内氨的来源主要为脱氨作用去路在肝脏内可进行生物合成或合成尿素肝外组织中可进行生物合成或者转运入肝形成尿素或进入肾脏形成铵盐肝外组织产生的主要是以无毒的谷氨酰胺脑和肌肉中结合氨形成在转运到肝及肾中及丙氨酸骨骼肌中进行两种形式运输到肝脏或肾脏尿素形成鸟氨酸循环主要发生在肝脏的线粒体及胞液中过程氨甲酰磷酸鸟瓜精氨酸代琥珀酸延胡索酸尿素鸟继续循环总反应尿素延胡索酸共消耗个高能磷酸键是氨的中间传递体延胡索酸和将尿素循环和联系起来尿素分子中一个来自于另一个来自于调节第一步反应的酶为氨甲酰磷酸合成酶第三步酶为精氨酸代琥珀酸合成酶高血氨症动物体氨基酸的合成酮酸氨基化丙酮酸草酰乙酸酮戊二酸其他转化与尿素循环一碳单位某些氨基酸和在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团如四氢叶酸一碳基团转移酶的辅酶是一碳单位的载体功能部位是和生理功能合成嘌呤和嘧啶等的原料为体内的甲基化反应间接提供甲基芳香族代谢包括色主要在肝脏中代谢代谢可产生儿茶酚胺类物质酪氨酸羟化酶为其合成的限速酶缺乏得白化病代谢产生苯丙酮酸苯丙酮酸尿症代谢合成褪黑素及羟色胺第八章核苷酸代谢核苷酸是核酸的构件分子有核糖碱基及磷酸三个组成成分紫外吸收生物学功能核酸的基本组成单位参与能量的转移第二信使和是重要物质如辅酶等的构成成分某些核苷酸的衍生物是多种生物合成过程的活性中间物质葡萄糖和甘油二酯嘌呤核苷酸的从头合成途径利用简单的前体分子合成核苷酸的途径在肝小肠胸腺等的胞液中合成先合成再以合成和的合成是在磷酸核糖的基础上合成嘌呤环合成原料甲酰四氢叶酸消耗简单过程转化为活化磷酸核糖焦磷酸合成酶催化该反应再以为基础进行合成共消耗分子分子谷氨酰胺分子甘氨酸分子天冬氨酸和分子和个甲酰基甲酰四氢叶酸消耗了分子关键酶为酰胺转移酶变构酶和的生成腺苷酸代琥珀酸延胡索酸第一步由合成酶催化第二步由裂解酶催化消耗黄嘌呤核苷酸第一步由脱氢酶催化生成第二步由合成酶催化消耗合成特点是磷酸核糖的活性供体嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的先合成再转变成或调节主要受反馈抑制调节合成酶受变构调节嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸为其抑制剂酰胺转移酶受变构调节抑制剂激活剂嘌呤核苷酸的补救合成碱基与直接合成腺嘌呤次黄嘌呤或鸟嘌呤次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶进行催化不足时为高尿酸尿症和高尿酸血症完全缺乏时为自毁容貌症嘧啶核苷酸的从头合成特点先合成嘧啶环再与磷酸核糖连接原料过程先合成氨甲酰磷酸合成酶为该反应的限速酶为其抑制剂再以合成是以在三磷酸水平上转化而来的消耗消耗以合成嘧啶核苷酸的补救合成尿嘧啶补救合成的意义简单消耗少节省脑主要以补救合成途径合成核苷酸脱氧核糖核苷酸的合成由相应的二磷酸水平还原生成除消耗核糖核苷酸还原酶催化该反应进行受变构调节激活剂为抑制剂为的生成是在脱氧一磷酸水平上进行的以直接合成或补救合成核苷酸合成的抗代谢物碱基类似物巯基嘌呤的类似物竞争抑制抑制嘌呤核苷酸的补救合成途径可用作抗癌药物氟尿嘧啶抑制的合成氨基酸类似物氮杂丝氨酸类似物抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径抑制及的合成叶酸类似物叶酸还原酶和二氢叶酸还原酶的抑制剂可做抗肿瘤药物核苷酸类似物如阿糖胞苷胞苷类似物抑制还原为嘌呤核苷酸的分解代谢终产物为尿酸疾病有腺苷脱氨酶基因缺陷导致重症联合免疫缺陷病痛风症嘧啶核苷酸的分解代谢终产物为嘧啶碱第十章核酸的化学核酸核酸是由核苷酸通过磷酸二酯键聚合而成的生物大分子包括和与的区别组成结构生物学功能脱氧核糖核苷酸一级结构分子的核苷酸组成和连接顺序以磷酸二酯键连接通常由多数生物的遗传物质是遗传信息的载体通过基因表达决定蛋白质的结构和功能方向写的二级结构两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋结构的三级结构螺旋双链进一步扭曲盘旋形成的超螺旋结构双链环状分子和线性大分子易形成超螺旋结构染色质真核细胞核内分子被蛋白质包装形成的高度压缩结构是真核生物的高级结构在细胞周期不同时期压缩程度及形态不同核糖核苷酸一级结构单链分子二级结构多单链局部形成双螺旋结构发卡或茎环如三级结构二级结构进一步折叠形成四级结构与蛋白质相结合是一些病毒的遗传物质遗传信息的中间载体转运氨基酸识别密码子蛋白质合成的场所某些具有催化作用核酶如一些小分子参与基因表达的调控如型双螺旋结构模型要点两条链反向平行围绕同一中心轴构成右手双螺旋螺旋表面有大沟和一个小沟每圈螺旋含个碱基对螺旋直径螺距为磷酸脱氧核糖骨架位于螺旋外侧碱基平面伸入内侧与纵轴垂直糖环平面与纵轴平行两条单链通过碱基间的氢键相连与配对形成两个氢键对配对形成三个氢键影响双螺旋稳定的作用力碱基堆积力氢键疏水相互作用和静电排斥力碱基组成的法则的碱基组成具有种属特异性的碱基组成无组织和器官特异性组成稳定一种生物的碱基组成不受年龄环境和营养等的影响碱基配对遵循当量规律所有双链分子中摩尔数相等染色质的基本包装单位核小体组蛋白的复合体也叫纤维为念珠状结构由核心颗粒由聚体蛋白质复合体和各个与缠绕在蛋白质聚体上的构成连接分子构成基因编码某一多肽链或所必需的全部核苷酸序列基因组一个生物所携带的遗传信息总和包括核基因组单倍体细胞核内的全部分子线粒体基因组线粒体内的单个分子叶绿体基因组叶绿体内的单个分子转运氨基酸的一类约占总的结构特点一级共个核苷酸残基约的碱基为修饰碱基末端都具有的结构二级四臂五环臂末端为携带反密码环个碱基组成正中的个核苷酸残基为反密码子三级倒型占总的是蛋白质生物合成翻译的模板一级结构特点原核生物多顺反子一个分子往往含有几个功能上相关蛋白质的编码序列分子大小不一真核生物为单顺反子一个分子只编码一条多肽链端有帽子结构端有尾占总的左右与几十种蛋白质一起形成核糖体蛋白质合成的场所原核生物和真核生物和核酸的性质具有两性性质等电点为酸性变性在温度升高极端值变性剂等条件下双链中的氢键被破坏两条单链部分或全部分开为溶解温度一般在增色效应在变性后紫外吸收值增加的现象复性在变性条件消除后两条彼此分开的单链可以重新形成双螺旋的过程退火热变性的在溶液冷却后的复性减色效应在复性后紫外吸收值降低的现象影响因素温度浓度碱基组成片段大小核算杂交具有互补序列的不同来源的两条单链核酸分子按碱基配对原则结合在一起形成双链分子称为杂交有十一章核酸的生物合成复制以一个亲代分子为模板合成两个子代分子的过程一般原则半保留复制以母链为模板合成的子代分子其一条链是来自亲代的链另一条链是新合成的链指导互补链合成的称为模板链也叫做无意义链复制是起始于起始位点的双向复制复制叉复制时亲代解旋新链合成的部位形成的形结构半不连续复制的合成是方向的聚合前导链复制叉处以亲代分子的链为模板的新链以方向连续合成的链在复制叉处以链为模板的新链合成方向与模板的解链方向相反该链的合成以不连续方式一段一段合成短片称为岗崎片段这条不连续合成的新链为滞后链的合成消耗能量聚合原核生物的复制参与合成的主要物质底物模板亲代分子酶及蛋白类酶及蛋白类酶及蛋白功能聚合酶特点聚合酶依赖的聚合酶参与切去滞后链上的引物并聚合核苷酸修复需要模板需要引物校读功能有外切活性方向聚合修复复制叉处的复制活性最高蛋白识别复制起始点的特殊序列并与之结合解旋酶使的两条互补链分离协助结合在起始点并打开双链拓扑异构酶除去超螺旋克服双链解链时形成的紧密扭结现象单链结合蛋白稳定单链引物酶催化引物的合成滑动钳使聚合酶稳定在模板上酶切引物连接酶连接缺口在岗崎片段的连接的修复和重组中连接酶都是不可缺少的复制过程起始复制是在基因组中特殊序列开始的该特殊序列为复制的起始点原核生物染色体病毒和核外只有一个复制起始点识别和结合起始点并使之解链合成引物解旋酶引物酶参与引物被识别前导链开始合成解链至左右条滞后链的模板指导合成引物滞后链的合成起始延伸解旋酶拓扑异构酶引物酶聚合酶连接酶等参与前导链合成边解链边聚合滞后链延伸合成引物合成岗崎片段聚合酶切除引物和缺口平移连接岗崎片段连接酶终止具有终止区顺时针复制叉陷阱和反时针复制叉陷阱终止子利用物质形成复合物阻止解旋仅阻断一个方向的复制叉当两个复制叉相遇时复制终止子代分离拓扑异构酶真核生物的复制聚合酶和特点及参与物质多复制起点复制起始点比原核生物短结合速度较慢有聚合酶引物酶活性聚合酶解旋酶活性拓扑酶复制因子等参与起始期形成前复制复合物期形成活性的复制叉复制起始终止端粒线性染色体的两个末端维持染色体的稳定性短序列丰富的串联重复端粒酶蛋白质和组成含逆转录酶依赖的聚合酶其中为合成端粒的模板损伤和修复复制时的错配自发环境因素化学诱变剂紫外辐射电离辐射可以引发损伤形式形成胸腺嘧啶二聚体辐射胞嘧啶脱氨尿嘧啶亚硝酸盐嘌呤核苷酸残基自发脱嘌呤缺失和插入重排修复方式光修复切除修复重组修复修复的生物合成转录以为模板合成分子的过程与复制的区别原料为是基因序列的转录可连续转录多不需要引物只有一条链作为模板转录的精确性低原核生物的合成参与物质聚合酶细菌只有一种聚合酶亚基识别启动子无外切酶活性所以转录保真性不高功能的解链聚合核苷酸形成磷酸二酯键校正功能链的复性链从模板上释放启动子基因转录起始区域内与聚合酶结合并起始转录的一段序列具两个高度保守序列与聚合酶的相互作用的部位起始聚合酶亚基识别并结合启动子形成封闭式复合体聚合酶构象改变区的序列解链形成开放性复合体转录开始启动子逃逸脱离全酶聚合酶离开启动子区延伸聚合酶沿链移动聚合核苷酸进入转录延伸阶段终止至转录终止子序列时杂和体分离恢复为双链聚合酶链从模板上释放出来机制不依赖因子的终止两个特殊序列自我互补序列可形成发卡高度保守的序列发卡的形成能断裂碱基对破坏与模板聚合酶之间的相互作用导致转录复合体的解体而终止转录依赖因子的终止终止序列富含的序列因子和上的特殊位点位点结合并滑行至终止序列使释放出来真核生物的合成聚合酶合成合成和小转录因子识别盒为启动子序列等起始盒结合蛋白识别盒在启动子部位结合多种形成解旋的末端结构域被磷酸化修饰转录起始终止转录终止与加尾紧密联系酶复合体结合到上的剪切信号序列切除的端末端序列形成尾聚合酶与模板分离一次转录终止转录后加工带帽剪接将初始转录产物中内含子去除并把外显子连接为成熟的分子的过程边转录边剪接端的切除及加尾核内不均一真核生物转录生成的初级转录物和各种剪接中间体的混合物外显子基因中的编码序列及与翻译相关的序列内含子在转录加工过程中从最初的转录产物中切除的基因内部的核苷酸序列转录后加工剪切和拼接碱基修饰加选择性剪接是指一个可以剪接成多个成熟的现象和合成过程中精确性保证有聚合酶具有校读功能严格的碱基互补配对原则聚合酶能区别碱基可区别和聚合酶有校读功能准确率提高外切酶活性复制后的修复机制第十二章蛋白质的生物合成密码子链上决定蛋白质中一个特定氨基酸的相邻的三个碱基以及开始或终止蛋白质合成的相邻的三个碱基亦称三联体共有个包括一个起始密码子和三个终止密码子特点简并性可以降低碱基突变造成的有害效应通用性密码子有方向性中密码子间无间隔不重叠开放阅读框端起始密码子开始到端终止密码子之间连续的无重叠的一连串密码子组成的蛋白质编码区氨基酸的搬运工具识别的密码子具有摇摆性反密码子的第位与密码子第位配对时不严格遵循碱基配对原则的现象起始为肽链起始密码子携带的真核为原核为普通如为肽链延伸中携带核糖体原核小亚单位为和种蛋白质大亚单位为种蛋白质真核小亚单位蛋白质大亚单位蛋白质核糖体重要位点氨基酰位点肽酰位点退出位点蛋白质的合成氨酰的合成氨基酸氨基酰由氨基酰合成酶每一种都只有一种特定的氨基酰合成酶具有校读功能催化肽链合成的起始模板的方向蛋白质的合成方向端端原核生物参与的物质和亚单位三种起始因子起始过程是将亚单位和亚单位组装成起始复合物的过程在亚单位上定位定位结合大亚单位形成复合物消耗序列分子中紧靠起始密码子上游能够互补配对的一段核苷酸的序列又称为核蛋白体结合位点起始因子作用防止氨基酰进入引导进入防止结合亚单位真核生物是将亚单位和亚单位组装成起始复合物的过程形成复合物在小亚单位上的定位复合物的形成真核与原核生物肽链合成起始的主要区别更多的起始因子参与先定位到核糖体上结合多种起始因子后才与核糖体结合小核糖体通过的反密码子与起始密码子之间互补配对而准确定位延伸进位只有与密码子正确互补配对的氨基酰才能进入位点维持蛋白质合成准确性的另一个机制成肽转肽酶催化肽键形成的酶属酶转位终止终止密码子为信号停止翻译肽链脱离能量消耗消耗不少于的高能磷酸键多肽链折叠及加工一级结构端或的切除特定氨基残基的修饰多肽链的切割空间结构二硫键的形成亚基聚合辅基连接糖基化修饰疏水脂链的连接中心法则遗传信息从传递给再从传递给蛋白质的转录和翻译的过程蛋白质的靶向输送蛋白质合成加工后通过复杂机制定向输送到内质网或发挥生物功能的目标位置的过程信号序列新合成的蛋白质分子中引导蛋白质输送到细胞靶部位的特异氨基酸序列包括信号肽内质网核定位序列核前导肽线粒体信号肽引导新合成的蛋白质转移到内质网上的一段氨基酸序列一般位于新合成肽链的端信号肽识别颗粒蛋白质生物合成的干扰和抑制如抗生素类干扰素等