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1、2016年醫(yī)師資格考試生物化學(xué)培訓(xùn)濮陽(yáng)市衛(wèi)生學(xué)校張翠幾年真題分析 1、蛋白、蛋白的質(zhì)結(jié)的質(zhì)結(jié)構(gòu)與功構(gòu)與功能能2、核酸、核酸的結(jié)構(gòu)與的結(jié)構(gòu)與功能功能3、酶、酶4、糖代、糖代謝謝5、生物、生物氧化氧化6、脂質(zhì)、脂質(zhì)代謝代謝7、氨基、氨基酸代謝酸代謝8、核苷、核苷酸代謝酸代謝2015年( 執(zhí)業(yè)15)(助理6)1(1)2(1)0(0) 2(1)2(0)3(1)2(1)0(0)2014年(執(zhí)業(yè)14)(助理6+1)1(1)1(1)0(0) 2(1)2(1)2(1)1(1)1(0)2013年(執(zhí)業(yè)14)(助理1+5)1(0)0(1)1(1) 2(1)2(1)2(1)2(0)1(0)
2、2012年(執(zhí)業(yè)15)(助1+10)1(0)0(1)1(2) 1(1)1(1)4(2)1(1)0(0)章節(jié)章節(jié)題數(shù)題數(shù)年份年份近幾年真題分析Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequa
3、t.9、遺傳、遺傳信息的信息的傳遞傳遞10、蛋、蛋白質(zhì)的白質(zhì)的生物合生物合成成11、基、基因表達(dá)因表達(dá)調(diào)控調(diào)控12、信、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)13、重、重組組DNA技術(shù)技術(shù)14、癌、癌基因與基因與抑癌基抑癌基因因15、血、血液生化液生化16、肝、肝生化生化17、維、維生素生素0(0)0(0)0(0)0(0)1(0)0(0)0(0)1(1)1(0)1(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)2(0)1(0)0(1)2(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)0(0)1(1)0(0)4()1(1)0(0)0(0)1(0)0(0)0(0)0(0)0(1) 第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能往年考題(2015
4、年)不存在于人體蛋白質(zhì)分子中的氨基酸是( A )A、鳥(niǎo)氨酸 B、丙氨酸 C、谷氨酸 D、甘氨酸 E、亮氨酸(2014年)不屬于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的是(B )A-折疊 B右手雙螺旋 C-轉(zhuǎn)角 D-螺旋 E無(wú)規(guī)卷曲(2013年)不屬于維系蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵的是( D )A、鹽鍵 B、氫鍵 C、范德華力 D、肽鍵 E、疏水鍵(2012年)下列有關(guān)蛋白質(zhì)變性的敘述,錯(cuò)誤的是( D ) A、蛋白質(zhì)變性時(shí)生物學(xué)活性降低或喪失 B、蛋白質(zhì)變性時(shí)理化性質(zhì)發(fā)生變化 C、蛋白質(zhì)變性時(shí)一級(jí)結(jié)構(gòu)不受影響 D、去除變性因素后,所有變性蛋白質(zhì)都可以復(fù)性 E、球蛋白變性后其水溶性降低主要有主要有C、H、O、N和和S。 有些
5、蛋白質(zhì)含有少量有些蛋白質(zhì)含有少量磷磷或金屬元素或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬,個(gè)別,個(gè)別蛋白質(zhì)還含有蛋白質(zhì)還含有碘碘 。第一節(jié)第一節(jié) 知識(shí)點(diǎn)串講 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近,平均為各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近,平均為16。 100克樣品中蛋白質(zhì)的含量克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % ) = 每克樣品含氮克數(shù)每克樣品含氮克數(shù) 6.25100存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有300余種,但構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸余種,但構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有僅有20種,在蛋白質(zhì)生物合成時(shí)它們受遺傳密碼控制。這種,在蛋白質(zhì)生物合成時(shí)它們受遺傳密碼控制。這20種氨基種氨基酸不存在物種和個(gè)
6、體差異,是整個(gè)生物界組成蛋白質(zhì)的通用氨基酸。酸不存在物種和個(gè)體差異,是整個(gè)生物界組成蛋白質(zhì)的通用氨基酸。蛋白質(zhì)是生物大分子,受酸、堿或蛋白酶的作用可蛋白質(zhì)是生物大分子,受酸、堿或蛋白酶的作用可水解水解為其基為其基本組成單位本組成單位氨基酸。氨基酸。半胱氨酸、鳥(niǎo)氨酸半胱氨酸、鳥(niǎo)氨酸不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸。不是構(gòu)成人體蛋白質(zhì)的氨基酸。第一節(jié)第一節(jié) (一)氨基酸的結(jié)構(gòu)(一)氨基酸的結(jié)構(gòu)CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-HH甘氨酸甘氨酸1. 非極性疏水性氨基酸非極性疏水性氨基酸2. 極性中性氨基酸極性中性氨基酸3. 酸性氨基酸:天冬氨酸和谷氨酸酸性氨基酸:天冬氨
7、酸和谷氨酸4. 堿性氨基酸:精、賴、組堿性氨基酸:精、賴、組(二)氨基酸的分類(lèi)(二)氨基酸的分類(lèi)* * 20 20種氨基酸的英文名稱、縮寫(xiě)符號(hào)及分類(lèi)如下種氨基酸的英文名稱、縮寫(xiě)符號(hào)及分類(lèi)如下: :第一節(jié)第一節(jié) 甘氨酸甘氨酸 glycine 5.97 丙氨酸丙氨酸 alanine 6.00 纈氨酸纈氨酸 valine 5.96 亮氨酸亮氨酸 leucine 5.98 異亮氨酸異亮氨酸 isoleucine 6.02 苯丙氨酸苯丙氨酸 phenylalanine 5.48脯氨酸脯氨酸 proline 6.30 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式 中文名中文名 英文名英文名 等電點(diǎn)等電點(diǎn) (pI)1.非極性疏水性氨基酸非
8、極性疏水性氨基酸色氨酸色氨酸 treptophan 5.89絲氨酸絲氨酸 serine 5.68酪氨酸酪氨酸 tyrosine 5.66 半胱氨酸半胱氨酸 cysteine 5.07 蛋氨酸蛋氨酸 methionine 5.74天冬酰胺天冬酰胺 asparagine 5.41 谷氨酰胺谷氨酰胺 glutamine 5.65 蘇氨酸蘇氨酸 threonine 5.602. 極性中性氨基酸極性中性氨基酸天冬氨酸天冬氨酸 aspartic acid 2.97谷氨酸谷氨酸 glutamic acid 3.22賴氨酸賴氨酸 lysine 9.74精氨酸精氨酸 arginine 10.76組氨酸組氨酸 h
9、istidine 7.59幾種特殊氨基酸幾種特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸(亞氨基酸)(亞氨基酸)CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3(三)氨基酸的理化性質(zhì)三)氨基酸的理化性質(zhì)1.1.兩性電離與等電點(diǎn)兩性電離與等電點(diǎn)2020種氨基酸都
10、含有酸性的羧基和堿性的氨基,屬于兩性分種氨基酸都含有酸性的羧基和堿性的氨基,屬于兩性分子。其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。在酸性溶液中,蛋子。其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。在酸性溶液中,蛋白質(zhì)解離成陽(yáng)離子,在堿性溶液中解離成陰離子。白質(zhì)解離成陽(yáng)離子,在堿性溶液中解離成陰離子。等電點(diǎn)等電點(diǎn)(pI) 在某一在某一pH的溶液中,氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的溶液中,氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等,成為兼性離子,呈電中性。此時(shí)溶液的趨勢(shì)及程度相等,成為兼性離子,呈電中性。此時(shí)溶液的的pH值值稱為該氨基酸的稱為該氨基酸的等電點(diǎn)等電點(diǎn)。第一節(jié)第一節(jié) pH=pIpHpIpHpI氨基酸的兼性離
11、子氨基酸的兼性離子 陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子+OH-+H+OH-+H+CHNH2COOHR CHNH2COOHRCHNH3+COO-R CHNH3+COO-RCHNH2COO-R CHNH2COO-RCH COOHRNH3+CH COOHRNH3+第一節(jié)第一節(jié) 2. 紫外吸收紫外吸收 色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸的最的最大吸收峰在大吸收峰在 280 nm 附近。附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基,所以測(cè)兩種氨基酸殘基,所以測(cè)定蛋白質(zhì)溶液定蛋白質(zhì)溶液280nm的光的光吸收值是分析溶液中蛋白吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡(jiǎn)便的方法。質(zhì)含量的快速簡(jiǎn)便的方法。芳香族氨基酸的紫
12、外吸收芳香族氨基酸的紫外吸收第一節(jié)第一節(jié) * 肽鍵肽鍵(peptide bond)是由一個(gè)氨基酸的是由一個(gè)氨基酸的-羧基與另羧基與另一個(gè)氨基酸的一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。(一)肽鍵和肽(一)肽鍵和肽第一節(jié)第一節(jié) NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽鍵肽鍵NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO第一節(jié)第一節(jié) * * 肽肽是由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物。是由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物。
13、* * 兩分子氨基酸縮合形成兩分子氨基酸縮合形成二肽二肽,三分子氨基酸縮,三分子氨基酸縮合則形成合則形成三肽三肽* * 肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全,肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全,被稱為被稱為氨基酸殘基氨基酸殘基(residue)。書(shū)寫(xiě)肽鏈習(xí)慣。書(shū)寫(xiě)肽鏈習(xí)慣N N末端末端在左,在左,C C末端在右。末端在右。* * 由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽,寡肽,由由1010個(gè)以上的氨基酸相連形成的肽稱個(gè)以上的氨基酸相連形成的肽稱多肽多肽。第一節(jié)第一節(jié) N 末端:多肽鏈中有末端:多肽鏈中有自由氨基自由氨基的一端的一端C 末端:多肽鏈中有末端:
14、多肽鏈中有自由羧基自由羧基的一端的一端多肽鏈有兩端多肽鏈有兩端* 多肽鏈多肽鏈(polypeptide chain)(polypeptide chain)是指許多氨基酸之是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。間以肽鍵連接而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。第一節(jié)第一節(jié) (二)多肽鏈(二)多肽鏈N 端端C 端端 多肽鏈分子結(jié)構(gòu)中,黑色部分為多肽鏈主骨架(各氨基多肽鏈分子結(jié)構(gòu)中,黑色部分為多肽鏈主骨架(各氨基酸殘基的酸殘基的-碳原子和肽鍵有關(guān)的原子),紅色為碳原子和肽鍵有關(guān)的原子),紅色為R側(cè)鏈部分。側(cè)鏈部分。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)(primary structure)二級(jí)結(jié)構(gòu)
15、二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondary structure)三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertiary structure)四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)(quaternary structure)空間空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 第第 二二 節(jié)節(jié) 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的連接氨基酸的連接方式和排列順序。方式和排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵肽鍵肽鍵,有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。,有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。 第第 二二 節(jié)節(jié) 一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。 第第 二二 節(jié)節(jié) 二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)的概念及類(lèi)
16、型二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)的概念及類(lèi)型 主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵: 氫鍵氫鍵 第第 二二 節(jié)節(jié) 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu) 指多肽鏈指多肽鏈主鏈骨架主鏈骨架盤(pán)旋、盤(pán)旋、折疊形成的折疊形成的局部局部有規(guī)則的空間結(jié)構(gòu),不涉及氨基有規(guī)則的空間結(jié)構(gòu),不涉及氨基酸殘基酸殘基R R側(cè)鏈的構(gòu)象。側(cè)鏈的構(gòu)象。 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要類(lèi)型蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要類(lèi)型 - -螺旋螺旋 ( -helix ) - -折疊折疊 ( -pleated sheet ) - -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ( -turn ) 無(wú)規(guī)卷曲無(wú)規(guī)卷曲 ( random coil ) 第第 二二 節(jié)節(jié) 1. 1. - -螺旋螺旋 第第 二二 節(jié)節(jié) 結(jié)構(gòu)要點(diǎn): 多
17、肽鏈主鏈圍繞中心軸形成多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成右手螺旋右手螺旋,側(cè)鏈側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。伸向螺旋外側(cè)。 每圈螺旋含每圈螺旋含3.6個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸,螺距為,螺距為0.54nm。 每個(gè)肽鍵的亞氨氫和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形每個(gè)肽鍵的亞氨氫和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸基本平與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。行。1. 1. - -螺旋螺旋 第第 二二 節(jié)節(jié) 2.2. - -折疊折疊 第第 二二 節(jié)節(jié) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):多肽鏈充分伸展,相鄰肽單元之間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu),側(cè)鏈位于鋸齒結(jié)構(gòu)的上下方。 兩段以上的 -折疊結(jié)構(gòu)平行排列 ,兩鏈間可順向平行,也可反向平行 。兩鏈間的肽鍵
18、之間形成氫鍵,以穩(wěn)固 -折疊結(jié)構(gòu)。氫鍵與螺旋長(zhǎng)軸垂直。 第第 二二 節(jié)節(jié) 第第 二二 節(jié)節(jié) 3、-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲-轉(zhuǎn)角:無(wú)規(guī)卷曲:用來(lái)闡述沒(méi)有確定規(guī)律性的那部用來(lái)闡述沒(méi)有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。分肽鏈結(jié)構(gòu)。 。 肽鏈內(nèi)形成180回折。含4個(gè)氨基酸殘基,第一個(gè)氨基酸殘基與第四個(gè)形成氫鍵。 第二個(gè)氨基酸殘基常為Pro。 第第 二二 節(jié)節(jié) 疏水鍵疏水鍵、離子鍵、氫鍵和、離子鍵、氫鍵和 Van der Waals力等。力等。 主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵整條肽鏈整條肽鏈中全部氨基酸殘基,包括由主鏈和側(cè)鏈中全部氨基酸殘基,包括由主鏈和側(cè)鏈原子在空間排布所形成的全部分子結(jié)構(gòu)。原子在空間排布所形成的全部分子
19、結(jié)構(gòu)。 定義定義 第第 二二 節(jié)節(jié) 第第 二二 節(jié)節(jié) 三級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) u 親水基團(tuán)往往位于分子的表面親水基團(tuán)往往位于分子的表面。u疏水的疏水的R-R-側(cè)鏈內(nèi)裹形成一個(gè)疏水的分子內(nèi)核。側(cè)鏈內(nèi)裹形成一個(gè)疏水的分子內(nèi)核。u 穩(wěn)定因素穩(wěn)定因素 疏水鍵疏水鍵、氫鍵等次級(jí)鍵氫鍵等次級(jí)鍵。u蛋白質(zhì)分子的親水表面上常有一些疏水微區(qū),在分子表蛋白質(zhì)分子的親水表面上常有一些疏水微區(qū),在分子表面形成一些形態(tài)各異的溝、槽或洞穴,一些蛋白質(zhì)的輔面形成一些形態(tài)各異的溝、槽或洞穴,一些蛋白質(zhì)的輔基或金屬離子往往就結(jié)合在其中?;蚪饘匐x子往往就結(jié)合在其中。u只有一條鏈的蛋白質(zhì),三級(jí)結(jié)構(gòu)即是其最高級(jí)結(jié)構(gòu)。只有一條鏈的
20、蛋白質(zhì),三級(jí)結(jié)構(gòu)即是其最高級(jí)結(jié)構(gòu)。肌紅蛋白肌紅蛋白 N 端端 C端端 第第 二二 節(jié)節(jié) 肌紅蛋白分子肌紅蛋白分子表面,有一個(gè)疏水表面,有一個(gè)疏水洞穴,結(jié)合一個(gè)含洞穴,結(jié)合一個(gè)含F(xiàn)e2+的血紅素輔基,的血紅素輔基,起著結(jié)合并儲(chǔ)存氧起著結(jié)合并儲(chǔ)存氧的功能,的功能,供供肌肉劇肌肉劇烈收縮氧供應(yīng)相對(duì)烈收縮氧供應(yīng)相對(duì)不足時(shí)的需要。不足時(shí)的需要。 亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用,其次是氫鍵和亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用,其次是氫鍵和離子鍵。離子鍵。四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)分子中蛋白質(zhì)分子中各亞基各亞基的空間排布及亞基接觸部位的的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用,稱為布局和相
21、互作用,稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。 有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈,每一條多有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈,每一條多肽鏈都有完整的三級(jí)結(jié)構(gòu),稱為蛋白質(zhì)的肽鏈都有完整的三級(jí)結(jié)構(gòu),稱為蛋白質(zhì)的亞基亞基 。單獨(dú)單獨(dú)的亞基是沒(méi)有生物活性的,具有完整的四級(jí)結(jié)構(gòu),才有的亞基是沒(méi)有生物活性的,具有完整的四級(jí)結(jié)構(gòu),才有生物活性。生物活性。 第第 二二 節(jié)節(jié) 血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu) 第第 二二 節(jié)節(jié) 蛋白質(zhì)各級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖蛋白質(zhì)各級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖(一)蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系(一)蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)分子中關(guān)鍵活性部位氨基酸殘基的改變,會(huì)影蛋白質(zhì)分子中關(guān)鍵活性
22、部位氨基酸殘基的改變,會(huì)影響其生理功能,甚至造成分子?。懫渖砉δ?,甚至造成分子?。╩olecular molecular diseasedisease)。)。三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病,這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病,稱為稱為“分子病分子病”。 第第 二二 節(jié)節(jié) N-val his leu thr pro glu glu C(146) HbS 肽鏈肽鏈HbA 肽肽 鏈鏈N-val his leu thr pro val glu C(146) 鐮刀形紅細(xì)胞貧血鐮刀形紅細(xì)胞貧血 Hb分子中分子中亞基第亞基第6位谷氨酸
23、置換為纈氨酸位谷氨酸置換為纈氨酸,由酸性氨基酸換成了中性,由酸性氨基酸換成了中性側(cè)鏈氨基酸,降低了側(cè)鏈氨基酸,降低了Hb在紅細(xì)胞中的溶解度,容易凝聚沉淀析出。紅細(xì)胞在紅細(xì)胞中的溶解度,容易凝聚沉淀析出。紅細(xì)胞在氧分壓低的情況下呈鐮刀狀,造成紅細(xì)胞破裂溶血和運(yùn)氧功能降低。在氧分壓低的情況下呈鐮刀狀,造成紅細(xì)胞破裂溶血和運(yùn)氧功能降低。三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中,一些非關(guān)鍵部位氨基酸殘基的在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中,一些非關(guān)鍵部位氨基酸殘基的改變或缺失,則不會(huì)影響蛋白質(zhì)的生物活性。改變或缺失,則不會(huì)影響蛋
24、白質(zhì)的生物活性。例例如人、豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物胰島素分子如人、豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物胰島素分子A A鏈中鏈中8 8、9 9、1010位和位和B B鏈鏈3030位的氨基酸殘基各不相同,有種位的氨基酸殘基各不相同,有種族差異,但這并不影響它們降低血糖濃度的共同族差異,但這并不影響它們降低血糖濃度的共同生理功能。生理功能。三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 天然狀態(tài),有天然狀態(tài),有催化活性催化活性 尿素、尿素、 -巰基乙醇巰基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊狀態(tài),無(wú)活性非折疊狀態(tài),無(wú)活性三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系(二)蛋白質(zhì)
25、分子空(二)蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系間結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)空間蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)是其生結(jié)構(gòu)是其生物活性的基物活性的基礎(chǔ),空間結(jié)礎(chǔ),空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,構(gòu)發(fā)生改變,其生物性也其生物性也隨之改變。隨之改變。第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外,氨基酸殘基側(cè)蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外,氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團(tuán),在一定的溶液鏈中某些基團(tuán),在一定的溶液pHpH條件下都可解離成帶負(fù)電條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。荷或正電荷的基團(tuán)。 蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)( isoelectric point, pI) ( isoelectric
26、 point, pI) 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pHpH時(shí),蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離時(shí),蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等,即成為兼性離子,凈電荷為零,此時(shí)溶液子的趨勢(shì)相等,即成為兼性離子,凈電荷為零,此時(shí)溶液的的pHpH稱為稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。一、蛋白質(zhì)兩性電離一、蛋白質(zhì)兩性電離和和等電點(diǎn)等電點(diǎn)第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)二二、蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)屬高分子化合物,分子量可自蛋白質(zhì)屬高分子化合物,分子量可自1萬(wàn)至萬(wàn)至100萬(wàn)之巨,萬(wàn)之巨,其分子的直徑可達(dá)其分子的直徑可達(dá)1100nm,為膠粒范圍之內(nèi)。由蛋白,為膠粒范圍之內(nèi)。
27、由蛋白質(zhì)形成的溶液為穩(wěn)定親水膠體溶液質(zhì)形成的溶液為穩(wěn)定親水膠體溶液 。第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素膠體穩(wěn)定的因素顆粒表面的同種電荷顆粒表面的同種電荷水化膜水化膜 蛋白質(zhì)多肽鏈上含有許多極性基團(tuán)。蛋白質(zhì)多肽鏈上含有許多極性基團(tuán)。如:NH3、COO 、OH、SH、CONH等,它們都具有高度的等,它們都具有高度的親水性,當(dāng)與水接確時(shí),極易吸附水分子,使蛋白質(zhì)顆粒外親水性,當(dāng)與水接確時(shí),極易吸附水分子,使蛋白質(zhì)顆粒外圍形成一層水化膜,將顆粒彼此隔開(kāi),不致因互相碰撞凝聚圍形成一層水化膜,將顆粒彼此隔開(kāi),不致因互相碰撞凝聚而沉淀。而沉淀。1、水化膜、水化膜2、帶有同種電荷、
28、帶有同種電荷 蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì),在非等電狀態(tài)時(shí),相同蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì),在非等電狀態(tài)時(shí),相同蛋白質(zhì)顆粒帶有同性電荷,與周?chē)姆措x子構(gòu)成穩(wěn)定的雙電層。顆粒帶有同性電荷,與周?chē)姆措x子構(gòu)成穩(wěn)定的雙電層。使蛋白質(zhì)顆粒之間相互排斥,保持一定距離,不致互相凝使蛋白質(zhì)顆粒之間相互排斥,保持一定距離,不致互相凝聚而沉淀聚而沉淀.水化膜水化膜酸酸堿堿+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用
29、脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉溶液中蛋白質(zhì)的聚沉第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)二、二、蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固 ( (一一) ) 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性(denaturation)(denaturation) 在某些物理和化學(xué)因素作用下,蛋白質(zhì)分子在某些物理和化學(xué)因素作用下,蛋白質(zhì)分子空間構(gòu)象空間構(gòu)象被破壞,也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無(wú)序的空間結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)被破壞,也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無(wú)序的空間結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失的過(guò)程。致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失的過(guò)程。第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 造成變性的因素造成變性的因素
30、如如加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑等重金屬離子及生物堿試劑等 。 變性的本質(zhì)變性的本質(zhì) 破壞次級(jí)鍵和空間結(jié)構(gòu),不改變蛋白破壞次級(jí)鍵和空間結(jié)構(gòu),不改變蛋白質(zhì)的肽鍵和一級(jí)結(jié)構(gòu)。質(zhì)的肽鍵和一級(jí)結(jié)構(gòu)。第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)l變性后性質(zhì)的改變變性后性質(zhì)的改變 溶解度降低、黏度增加、易被水解、結(jié)晶性消失溶解度降低、黏度增加、易被水解、結(jié)晶性消失 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上,變性因素常被應(yīng)用來(lái)消毒及臨床醫(yī)學(xué)上,變性因素常被應(yīng)用來(lái)消毒及滅菌。滅菌。此外此外, , 防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)
31、制劑(如疫苗等)的必要條件。制劑(如疫苗等)的必要條件。 第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)若蛋白質(zhì)變性程度較輕,去除變性因素若蛋白質(zhì)變性程度較輕,去除變性因素后,蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)后,蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能,稱為象和功能,稱為復(fù)性復(fù)性(renaturation) 。并不是。并不是所有的變性都可以復(fù)性。所有的變性都可以復(fù)性。第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 天然狀態(tài),有催天然狀態(tài),有催化活性化活性 尿素、尿素、-巰基乙醇巰基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊狀態(tài),無(wú)活性非折疊狀態(tài),無(wú)活性第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)
32、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)(二)(二) 蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下,蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外,肽鏈融會(huì)在一定條件下,蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外,肽鏈融會(huì)相互纏繞繼而聚集,因而從溶液中析出。相互纏繞繼而聚集,因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀,有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀,但變性的蛋白質(zhì)易于沉淀,有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀,但并不變性。并不變性。 (三)(三) 蛋白質(zhì)的凝固作用蛋白質(zhì)的凝固作用(protein coagulation) 蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊,蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊,此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。 第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)
33、的理化性質(zhì)三、三、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)和紫外吸收蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)和紫外吸收 由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸酪氨酸和色氨酸,因此在因此在280nm280nm波長(zhǎng)處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的波長(zhǎng)處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的A A280280與其濃與其濃度呈正比關(guān)系,因此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。度呈正比關(guān)系,因此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)(三)蛋白質(zhì)紫外吸收(三)蛋白質(zhì)紫外吸收三、蛋白質(zhì)的分類(lèi) * 根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分 單純蛋白質(zhì) 只含有氨基酸組成結(jié)合蛋白質(zhì) = 蛋白質(zhì)部分 + 非蛋白質(zhì)部分* 根據(jù)蛋白質(zhì)形狀 纖維狀蛋白質(zhì)球狀蛋白
34、質(zhì)第二章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能往年考題(2015年)維系DNA雙鏈間堿基配對(duì)的化學(xué)鍵是( A )A、氫鍵 B、磷酸二酯建 C、肽鍵 D、疏水鍵 E、糖苷鍵(2015年)可承載生物遺傳信息的分子結(jié)構(gòu)是( D )A、多不飽和脂肪酸的雙鍵位置 B、氨基酸的側(cè)鏈基因 C、脂蛋白的脂質(zhì)組成 D、核酸的核苷酸序列 E、膽固醇的側(cè)鏈碳原子(2014年)細(xì)胞內(nèi)含量最豐富的RNA是( D )AmiRNA BmRNA CtRNA DrRNA EhnRNA(2013年助理)維系mRNA穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)是( D )A、內(nèi)含子 B、莖環(huán)結(jié)構(gòu) C、三葉草結(jié)構(gòu) D、多聚腺苷酸尾 E、雙螺旋結(jié)構(gòu)(2012年助理)含有稀有堿基最多
35、的RNA是( C )A、mRNA B、rRNA C、tRNA D、snRNA E、hnRNA知識(shí)點(diǎn)串講平均含磷量為平均含磷量為9.5%左右左右討論:核酸含量測(cè)定方法討論:核酸含量測(cè)定方法一、核酸的元素組成二、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位核苷酸核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基嘌呤堿-A、G嘧啶堿-C、U、TA (腺嘌呤)、G (鳥(niǎo)嘌呤)U (尿嘧啶)、C (胞嘧啶)、T (胸腺嘧啶) 由核糖或脫氧核糖與堿基通過(guò)糖苷鍵連接形成核糖核苷或脫由核糖或脫氧核糖與堿基通過(guò)糖苷鍵連接形成核糖核苷或脫氧核糖核苷,再由相應(yīng)核苷與磷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接形成核糖氧核糖核苷,再由相應(yīng)核苷與磷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接形成核糖核苷酸(核苷酸
36、(RNA)或脫氧核糖核苷酸()或脫氧核糖核苷酸(DNA)。)。 脫氧核糖核糖RNADNA組成成分磷 酸磷 酸戊 糖核 糖(R)脫氧核糖(dR)堿基A G C UA G C TDNA和RNA在分子組成上的異同點(diǎn)O A腺苷腺苷一磷酸一磷酸(AMP)二磷酸腺苷(二磷酸腺苷(ADP)三磷酸腺苷(三磷酸腺苷(ATP)ATP參與多種物質(zhì)代謝,為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量。參與多種物質(zhì)代謝,為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量。多磷酸核苷酸多磷酸核苷酸核苷酸的命名及其符號(hào)(一)(一)DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(二)(二)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)(三)(三)DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)1.1.定義定義:DNA:DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是
37、指多核苷酸鏈上的的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多核苷酸鏈上的核苷酸排核苷酸排列順序列順序。由于每一個(gè)核苷酸含有一個(gè)堿基,所以。由于每一個(gè)核苷酸含有一個(gè)堿基,所以DNADNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)也指的一級(jí)結(jié)構(gòu)也指DNADNA分子中分子中堿基的排列順序。堿基的排列順序。 DNA堿基序列蘊(yùn)藏有大量的遺傳信息蘊(yùn)藏有大量的遺傳信息,堿基序列的改變將直接影響其編碼的蛋白質(zhì)氨基酸序列。且堿基組成的規(guī)律:A=T,G=C;A+G=T+C.A=T,G=C;A+G=T+C. 功能 連接方式連接方式5533 單核苷酸通過(guò)單核苷酸通過(guò)3,5-磷酸二酯鍵相互連接形成多核苷酸鏈,磷酸二酯鍵相互連接形成多核苷酸鏈,即前一核苷酸第即前一核苷酸第3位碳原
38、子上的羥基與后一核苷酸第位碳原子上的羥基與后一核苷酸第5位碳原子位碳原子上的羥基脫水形成酯鍵相連上的羥基脫水形成酯鍵相連。PRB3251ATCGATCGPOH535 pApTpCpGpApTpCpG-OH 35 pATCGATCG-OH 35 ATCGATCG 31 19 95 51 1年年,沃沃森森到到克克里里克克所所在在的的卡卡文文迪迪什什實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室室,在在威威爾爾金金斯斯等等的的X X射射線線衍衍射射分分析析資資料料的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上,于于1 19 95 53 3年年提提出出D DN NA A雙雙螺螺旋旋分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)模模型型 1 19 96 62 2年年獲獲諾諾貝貝爾爾生生理理學(xué)學(xué)或或
39、醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng) 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)n(1)兩條反向平行反向平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸相互纏繞形成右手雙螺旋。反向平行是指一條鏈?zhǔn)? 3端,則另一條鏈必為3 5端。n(2)磷酸與核糖彼此通過(guò)3,5-磷酸二酯鍵相連接位于雙螺旋外側(cè),形成DNA分子的骨架。堿基位于內(nèi)側(cè)。堿基平面與螺旋軸基本垂直,糖環(huán)平面與螺旋軸基本平行。n (3)雙螺旋的直徑為2nm,沿中心軸每旋轉(zhuǎn)一周有10個(gè)堿基對(duì)(bp),螺距為3.4nm。兩個(gè)相鄰的堿基對(duì)之間相距的高度,即堿基堆積距離為0.34nm,兩個(gè)脫氧核苷酸之間的夾角為36。n(4)雙螺旋結(jié)構(gòu)上有二條螺形凹溝,較深的溝稱大溝,較淺的稱小溝。大溝的寬
40、度為1.2nm,深度為0.85nm。小溝的寬度為0.6nm,深度為0.75nm。n(5)兩條脫氧核苷酸鏈依靠堿基互補(bǔ)原則進(jìn)行配對(duì)。彼此堿基之間靠A與T配對(duì)形成兩個(gè)氫鍵、G與C配對(duì)形成三個(gè)氫鍵穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(要點(diǎn)歸納)n反向平行,右手螺旋n堿基在螺旋內(nèi)側(cè),磷酸核糖的骨架在外側(cè)n直徑2nm,螺距3.4nm,10堿基對(duì)/圈nA=T,GCn穩(wěn)定雙螺旋主要作用:氫鍵(橫向) 堿基堆砌力(縱向)(三)DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu) DNA在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上雙螺旋進(jìn)一步扭曲或盤(pán)繞形成更加復(fù)雜的超螺旋結(jié)構(gòu)。(線狀DNA形成的超螺旋)(環(huán)狀DNA形成的超螺旋)(一)tRNA的分子結(jié)構(gòu)與功能(二)rRNA的分子結(jié)
41、構(gòu)與功能(三)mRNA的分子結(jié)構(gòu)與功能(一)tRNA的分子結(jié)構(gòu)與功能二級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):二級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,RNA,分子量最小分子量最小 三葉草形,三環(huán)一臂三葉草形,三環(huán)一臂。 氨基酸臂上的氨基酸臂上的3 3 CCAOHCCAOH末末端起攜帶氨基酸的作用。端起攜帶氨基酸的作用。 反密碼子環(huán)中的反密碼子能識(shí)反密碼子環(huán)中的反密碼子能識(shí)別別mRNAmRNA上的密碼子。上的密碼子。 含有稀有核苷酸最多。含有稀有核苷酸最多。(一)tRNA的分子結(jié)構(gòu)與功能三級(jí)結(jié)構(gòu):三級(jí)結(jié)構(gòu): 倒倒L L型型(二)rRNA的分子結(jié)構(gòu)與功能功能: 與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白體,是蛋白質(zhì)生物合成場(chǎng)所,故而叫核糖體RNA。結(jié)構(gòu)
42、: 核蛋白體有大、小兩個(gè)亞基組成。特點(diǎn): 細(xì)胞內(nèi)含量最豐富,三類(lèi)RNA中分子量最大的。(三)mRNA的分子結(jié)構(gòu)與功能 功能:功能:信使、模板、密碼子信使、模板、密碼子 “帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)” 的作用:的作用:防止防止mRNA被降解,蛋白質(zhì)生物合成時(shí)被起始因子識(shí)別的標(biāo)志。被降解,蛋白質(zhì)生物合成時(shí)被起始因子識(shí)別的標(biāo)志。Poly A的作用:的作用:增加增加mRNA的穩(wěn)定性,引導(dǎo)的穩(wěn)定性,引導(dǎo)mRNA由胞核轉(zhuǎn)移到由胞核轉(zhuǎn)移到胞質(zhì)。胞質(zhì)。(一)核酸的酸堿性質(zhì)(二)核酸的紫外吸收特性(三)核酸的變性、復(fù)性與雜交 (一)核酸的酸堿性質(zhì)核酸是兩性電解質(zhì),有酸性可解離的磷酰基和堿性可解離的堿基,磷?;葔A基更易解
43、離,使核酸通常表現(xiàn)為酸性,在體液中,所帶凈電荷為負(fù)。(二)核酸的紫外吸收特性嘌呤和嘧啶堿基具有共軛雙鍵,有很強(qiáng)的紫外吸收,使得核酸具有紫外吸收的特性,最大吸收峰在260nm附近。 不同狀態(tài)DNA的紫外吸收光1.天然DNA 2.變性DNA 3.降解的DNA變性定義:在某些理化因素作用下,核酸分子中雙螺旋區(qū)氫鍵斷裂,空間結(jié)構(gòu)破壞,形成單鏈無(wú)規(guī)線團(tuán)狀態(tài)的過(guò)程。DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂 DNA變性變性后理化性質(zhì)變化:最顯著:OD260增高 粘度下降沉降速度增加 生物學(xué)功能部分或全部喪失增色效應(yīng)(高色效應(yīng)) DNA變性時(shí)其溶液OD260增高的現(xiàn)象。熔解溫度Tm紫外吸收值增量達(dá)到最大增量一半時(shí)的
44、溫度稱為DNA的熔解溫度或解鏈溫度。Tm大小與G+C含量成正比核酸的復(fù)性定義:又稱退火,變性核酸在一定條件下如溫度逐步恢復(fù)到生理范圍內(nèi),兩條互補(bǔ)鏈重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象。 減色效應(yīng):DNA復(fù)性時(shí),其溶液OD260降低。核酸的雜交 將不同來(lái)源的DNA經(jīng)熱變性后,降溫,使其復(fù)性,在復(fù)性時(shí),異源DNA單鏈之間具有一定的互補(bǔ)序列,它們就可結(jié)合形成雜交的DNA分子,DNA與互補(bǔ)的RNA之間也能形成雜交分子這一過(guò)程稱為核酸分子雜交。第三章 酶往年考題(2013年)在底物足量,生理?xiàng)l件下決定酶促反應(yīng)速度的是( A )A、酶含量 B、鈉離子的濃度 C、溫度 D、酸堿度 E、輔酶含量 (2013年助理)酶與無(wú)
45、機(jī)催化劑催化反應(yīng)的不同點(diǎn)是( A )A、催化活性的可調(diào)性 B、反應(yīng)前后質(zhì)量不變 C、催化效率不高 D、不改變反應(yīng)平衡點(diǎn) E、只催化熱力學(xué)上允許的反應(yīng)(2012年)下列關(guān)于酶結(jié)構(gòu)與功能的敘述,正確的是(D )A、酶只在體內(nèi)發(fā)揮作用 B、酶的催化作用與溫度無(wú)關(guān) C、酶能改變反應(yīng)的平衡點(diǎn) D、酶能大大降低反應(yīng)的活化能 E、酶的催化作用不受調(diào)控(2012年助理)下列關(guān)于酶的敘述錯(cuò)誤的是(E )A、能在細(xì)胞外發(fā)揮作用 B、大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) C、不能改變反應(yīng)的平衡點(diǎn) D、能大大地降低反應(yīng)的活化能 E、不可借助必需基團(tuán)發(fā)揮催化作用知識(shí)點(diǎn)串講酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的能夠在體內(nèi)外起催化作用的生物催化劑。絕大
46、多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),少數(shù)是核酸。酶所催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)。酶促反應(yīng)中S為底物,P為產(chǎn)物,酶本身用E表示,所以酶促反應(yīng)表示為 S PE一、酶的概念二、酶與一般催化劑的相同點(diǎn)1、只能催化熱力學(xué)上允許的化學(xué)反應(yīng)2、只能加速反應(yīng)到達(dá)平衡點(diǎn),不能改變平衡點(diǎn)3、反應(yīng)前后質(zhì)量不變 三、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)三、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)1 高效性高效性 酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高10e810e20倍,比一般催化劑高倍,比一般催化劑高10e710e13倍。倍。 酶加速反應(yīng)的機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能。酶加速反應(yīng)的機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能。2 專(zhuān)一性(特異性)專(zhuān)一性(特異性) 一種酶僅作用于
47、一種或一類(lèi)化合物,或一定的化學(xué)鍵,催化一定的化學(xué)反一種酶僅作用于一種或一類(lèi)化合物,或一定的化學(xué)鍵,催化一定的化學(xué)反應(yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種選擇性稱為酶的特異性或?qū)R恍詰?yīng)并生成一定的產(chǎn)物。酶的這種選擇性稱為酶的特異性或?qū)R恍?3 酶活性的不穩(wěn)定性酶活性的不穩(wěn)定性 絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),會(huì)受到理化因素的影響而變性失活。所以酶反應(yīng)時(shí)絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),會(huì)受到理化因素的影響而變性失活。所以酶反應(yīng)時(shí)要求一定要求一定PH、溫度等條件。、溫度等條件。4 酶活性的可調(diào)性酶活性的可調(diào)性 絕對(duì)專(zhuān)一性和相對(duì)專(zhuān)一性絕對(duì)專(zhuān)一性和相對(duì)專(zhuān)一性絕對(duì)專(zhuān)一性絕對(duì)專(zhuān)一性 有的酶對(duì)底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)要求非常嚴(yán)格,有的酶對(duì)底物的化學(xué)
48、結(jié)構(gòu)要求非常嚴(yán)格,只作用于一種底物,不作用于其它任何物質(zhì)。只作用于一種底物,不作用于其它任何物質(zhì)。相對(duì)專(zhuān)一性相對(duì)專(zhuān)一性 有的酶對(duì)底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)要求比上述絕對(duì)有的酶對(duì)底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)要求比上述絕對(duì)專(zhuān)一性略低一些,它們能作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)專(zhuān)一性略低一些,它們能作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵。鍵。絕對(duì)專(zhuān)一性絕對(duì)專(zhuān)一性酶只作用于特定結(jié)構(gòu)的底物,進(jìn)行一種專(zhuān)一酶只作用于特定結(jié)構(gòu)的底物,進(jìn)行一種專(zhuān)一的反應(yīng),生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物的反應(yīng),生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物 。如:如: OCNH2NH2+ H2O2NH3 + CO2尿素脲酶OCNHNH2+ H2O甲基尿素CH3脲酶相對(duì)專(zhuān)一性相對(duì)專(zhuān)一性酶作用于一類(lèi)化合物
49、或一種化學(xué)鍵。酶作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵。如:如:OHOHHHOHHOHCH2OHHCH2OHHCH2OHOHHHOHOO11OHOHHHOHHOHCH2HCH2OHHCH2OHOHHHOHOO11OOOHHHHOHHOHCH2OHH1蔗糖棉子糖蔗糖酶 四、四、 酶的結(jié)構(gòu)和功能酶的結(jié)構(gòu)和功能n 結(jié)合酶結(jié)合酶 除了蛋白部分,還有非蛋白部分除了蛋白部分,還有非蛋白部分n 單純酶單純酶酶蛋白酶蛋白 (apoenzyme)輔助因子輔助因子(cofactor)全酶全酶(holoenzyme)決定反應(yīng)的特異性決定反應(yīng)的特異性決定反應(yīng)的種類(lèi)與性質(zhì)決定反應(yīng)的種類(lèi)與性質(zhì)(一)酶的分子組成酶的分子組成 完全由
50、氨基酸組成完全由氨基酸組成輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分為輔助因子按其與酶蛋白結(jié)合的緊密程度分為 輔酶輔酶 (coenzyme):與酶蛋白與酶蛋白結(jié)合疏松結(jié)合疏松,可用透析或超濾的,可用透析或超濾的方法除去。方法除去。 輔基輔基 (prosthetic group):與酶蛋白與酶蛋白結(jié)合緊密結(jié)合緊密,不能用透析或超,不能用透析或超濾的方法除去濾的方法除去。輔助因子輔助因子(cofactor) 金屬離子金屬離子小分子有機(jī)化合物小分子有機(jī)化合物如如B族維生素族維生素 一種酶蛋白只能與一種輔助因子結(jié)合成為專(zhuān)一性的酶,而一種輔助因子可以與多種酶蛋白結(jié)合形成多種專(zhuān)一性不同的酶。 金屬離子的作用金屬
51、離子的作用穩(wěn)定酶的構(gòu)象;穩(wěn)定酶的構(gòu)象; 參與催化反應(yīng),傳遞電子;參與催化反應(yīng),傳遞電子;在酶與底物間起橋梁作用;在酶與底物間起橋梁作用;中和陰離子,降低反應(yīng)中的靜電斥力等。中和陰離子,降低反應(yīng)中的靜電斥力等。小分子有機(jī)化合物的作用小分子有機(jī)化合物的作用在反應(yīng)中起運(yùn)載體的作用,傳遞電子、在反應(yīng)中起運(yùn)載體的作用,傳遞電子、質(zhì)子或其它基團(tuán)。質(zhì)子或其它基團(tuán)。小分子有機(jī)化合物在催化中的作用小分子有機(jī)化合物在催化中的作用酶的活性中心酶的活性中心必需基團(tuán)必需基團(tuán)(essential group)酶分子中,一些與酶活性密切相關(guān)的基團(tuán)。酶分子中,一些與酶活性密切相關(guān)的基團(tuán)。酶的活性中心酶的活性中心(active
52、 center)指指必需基團(tuán)必需基團(tuán)在在空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近,組成具上彼此靠近,組成具有有特定空間結(jié)構(gòu)特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域,能與底物特異結(jié)合并的區(qū)域,能與底物特異結(jié)合并將將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物?;钚灾行膬?nèi)的必需基團(tuán)活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)識(shí)別底物并與底物相結(jié)合識(shí)別底物并與底物相結(jié)合催化基團(tuán)催化基團(tuán) 催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物催化底物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物 維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需。維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象所必需?;钚灾行耐獾谋匦杌鶊F(tuán)活性中心外的必需基團(tuán)構(gòu)成酶活性中心的常見(jiàn)基團(tuán):構(gòu)成酶活性中心的常見(jiàn)基團(tuán):His的咪唑基、的咪唑基、Ser的的OH、Cys的的SH、Glu的的-CO
53、OH。底底 物物 活性中心以外活性中心以外的必需基團(tuán)的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)催化基團(tuán) 活性中心活性中心 溶菌酶的活性溶菌酶的活性中心中心* 谷氨酸谷氨酸35和天和天冬氨酸冬氨酸52是催化是催化基團(tuán);基團(tuán);* 色氨酸色氨酸62和和63、天冬氨酸天冬氨酸101和和色氨酸色氨酸108是結(jié)是結(jié)合基團(tuán);合基團(tuán);* AF為底物多為底物多糖鏈的糖基,位糖鏈的糖基,位于酶的活性中心于酶的活性中心形成的裂隙中。形成的裂隙中。 一些酶在細(xì)胞內(nèi)合成和分泌時(shí),沒(méi)有催化活性,需要在一些酶在細(xì)胞內(nèi)合成和分泌時(shí),沒(méi)有催化活性,需要在一定條件下,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后才能表現(xiàn)出酶的活性。這些不具活一定條件下,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后才能表現(xiàn)
54、出酶的活性。這些不具活性的蛋白質(zhì)稱為性的蛋白質(zhì)稱為酶原酶原,如凝血酶原、胰蛋白酶原等。在合適,如凝血酶原、胰蛋白酶原等。在合適的條件和特定部位,無(wú)活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?,這個(gè)的條件和特定部位,無(wú)活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?,這個(gè)過(guò)程稱為過(guò)程稱為酶原的激活酶原的激活。 其本質(zhì)是酶的活性中心形成或暴露的過(guò)程其本質(zhì)是酶的活性中心形成或暴露的過(guò)程。六、酶 原 的 激 活胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶六肽六肽腸腸激激酶酶活性中心活性中心胰蛋白酶原的激活示意圖胰蛋白酶原的激活示意圖酶原以及酶原激活的生理意義 一、保護(hù)組織器官本身不受自身酶的消化水解破壞。 二、使酶到達(dá)特定部位發(fā)揮生理作用。 酶需要
55、在正確的酶需要在正確的時(shí)間和正確的地點(diǎn)有時(shí)間和正確的地點(diǎn)有活性,不合適的表達(dá)活性,不合適的表達(dá)或激活將導(dǎo)致細(xì)胞的或激活將導(dǎo)致細(xì)胞的癌變或死亡。癌變或死亡。七、酶的多種分子形式七、酶的多種分子形式同工酶同工酶 概念概念:同工酶同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng),而是指催化相同的化學(xué)反應(yīng),而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。的一組酶。乳酸脫氫酶(是由乳酸脫氫酶(是由H亞基和亞基和M亞基組亞基組成的四聚體)是研究的最多的同工酶。成的四聚體)是研究的最多的同工酶。乳酸脫氫酶的同工酶乳酸脫氫酶的同工酶LDH1(H4)LDH2(H3M)LDH3(H2M
56、2)LDH4(HM3)LDH5(M4)心肌心肌 腎腎 肝肝 骨骼肌骨骼肌 血清血清-+原點(diǎn)原點(diǎn)* *生理及臨床意義生理及臨床意義 同工酶譜的改變同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診有助于對(duì)疾病的診斷。斷。心肌梗死和肝病病人血清心肌梗死和肝病病人血清LDHLDH同工酶譜的變化同工酶譜的變化1 1酶酶活活性性心肌梗死酶譜心肌梗死酶譜正常酶譜正常酶譜肝病酶譜肝病酶譜2 23 34 45 5八、酶促反應(yīng)的機(jī)理八、酶促反應(yīng)的機(jī)理(一)降低反應(yīng)的活化能(一)降低反應(yīng)的活化能(二)酶(二)酶- -底物復(fù)合物的形成與誘導(dǎo)契合假說(shuō)底物復(fù)合物的形成與誘導(dǎo)契合假說(shuō)*誘導(dǎo)契合假說(shuō)誘導(dǎo)契合假說(shuō)(induced-fit hyp
57、othesis)酶底物復(fù)合物酶底物復(fù)合物 E + S E + P ES 酶與底物相互接近時(shí),在底物的誘導(dǎo)下,酶與底物相互接近時(shí),在底物的誘導(dǎo)下,其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng),進(jìn)而其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng),進(jìn)而相互結(jié)合。相互結(jié)合。目目 錄錄 九、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)九、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)(一)Km和Vm 的概念 (二)最適溫度和最適pH (三) 抑制劑與激活劑 酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響當(dāng)當(dāng)SE,反應(yīng)速,反應(yīng)速度與酶濃度成正比。度與酶濃度成正比。0 V E 關(guān)系式為:關(guān)系式為:V = K3 E 底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響v 在其他因素不變的情況下,底物濃度對(duì)反應(yīng)在其他因素不變的情況下,底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈速度的影響呈矩形雙曲線矩形雙曲線。當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)反應(yīng)速度與底物濃度成正比;反反應(yīng)速度與底物濃度成正比;反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。目目 錄錄隨著底物濃度的增高隨著底物濃度的增高反應(yīng)速度增幅下降,不再成正比例反應(yīng)速度增幅下降,不再成正比例加速;反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。加速;反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。目目 錄錄當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度反應(yīng)速度不再增加,達(dá)最大速度;反應(yīng)速度不再增加,達(dá)最大速度;反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)反應(yīng)為
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