2012年生物化学考前辅导班PPT.ppt

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1、生物化学考前辅导生物化学考前辅导生命科学系生命科学系杨卫民杨卫民content一、各类学校题型与分值一、各类学校题型与分值卷 面 分 析填空：填空：2020 3030空，空， 1010 1515分；分；选择：选择：1010 1515题，题， 10101515分；分；名词：名词：5 51010个，个， 10102020分分简答题：简答题：5 5 8 8个，个，20204040分；分； 计算：计算：1 1 2 2题，题， 1010 1515分；分；问答题：问答题： 4040 5050分；分；机会题比机会题比例很低！例很低！content二、反复考察的知识点二、反复考察的知识点样 卷 分 析酶活计算

2、酶活计算DNADNA复制、复制、RNARNA转录、蛋白质的生物合成转录、蛋白质的生物合成生物氧化生物氧化代谢调节：酶活、酶量（操纵子）；激素代谢调节：酶活、酶量（操纵子）；激素糖、脂、蛋白、核酸代谢糖、脂、蛋白、核酸代谢名词解释：化学渗透学说是目前最有说服力的是目前最有说服力的解释氧化磷酸化作用机理解释氧化磷酸化作用机理的学的学说，电子传递释放出的自由能驱动说，电子传递释放出的自由能驱动H H从线粒体基从线粒体基质跨过内膜进入到质跨过内膜进入到膜间隙膜间隙（膜外（膜外），从而形成跨，从而形成跨线粒体内膜线粒体内膜外高内低外高内低的的H H电化学梯度。当电化学梯度。当H H通过通过FOF1-AT

3、PFOF1-ATP合酶回流进入线粒体基质时生成合酶回流进入线粒体基质时生成ATPATP2.2.化学渗透学化学渗透学说 关关于于光光合合磷磷酸酸化化的的机机理理有有多多种种学学说说，如如中中间间产产物物学学说说、变变构构学学说说、化化学学渗渗透透学学说说等等，其其中中被被广广泛泛接接受受的的是是化化学学渗渗透透学说。学说。 化化学学渗渗透透学学说说( (chemiosmoticchemiosmotic theory)theory)由由英英国国的的米米切切尔尔(Mitchell(Mitchell1961)1961)提提出出，该该学学说说假假设设能能量量转转换换和和偶偶联联机机构构具有以下特点：具有

4、以下特点： v由由磷磷脂脂和和蛋蛋白白多多肽肽构构成成的的膜膜对对离离子子和和质质子子的的透透过过具具有有选择性选择性 v具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜 v膜上有偶联电子传递的质子转移系统膜上有偶联电子传递的质子转移系统 v膜上有转移质子的膜上有转移质子的ATPATP酶酶 在在解解释释光光合合磷磷酸酸化化机机理理时时，该该学学说说强强调调：光光合合电电子子传传递递链链的的电电子子传传递递会会伴伴随随膜膜内内外外两两侧侧产产生生质质子子动动力力(proton (proton motive motive force,pmfforce,pmf

5、) )，并并由由质质子子动动力力推推动动的的合合成成。许许多实验都证实了这一学说的正确性。多实验都证实了这一学说的正确性。问答：以原核生物为例，阐述蛋白质的生物合成过程。（10）答：蛋白质的合成亦称翻译，可分为四个阶段：答：蛋白质的合成亦称翻译，可分为四个阶段：1. 氨基酸的活化氨基酸的活化氨酰氨酰tRNA（2） 2. 大肠杆菌中肽链合成的起始大肠杆菌中肽链合成的起始 （3）mRNA上的上的SD序列可与小亚基上序列可与小亚基上16SrRNA的的3进行碱基进行碱基配对，在起始因子的参与下先形成配对，在起始因子的参与下先形成30S起始复合物起始复合物，再形，再形成成70S起始复合物起始复合物（70

6、S-mRNA-fMettRNAfMet）。3. 多肽链的延长多肽链的延长（3） 在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过在多肽链上每增加一个氨基酸都需要经过进位，转肽和移进位，转肽和移位位三个步骤。重复进位、转肽、移位，肽链沿三个步骤。重复进位、转肽、移位，肽链沿NC方向方向延伸。延伸。4. 翻译的终止及肽链的释放翻译的终止及肽链的释放 （2） 锦上添花：锦上添花：新生肽链的折叠与后加工新生肽链的折叠与后加工 蛋白质合成的机理蛋白质合成的机理一、一、氨基酸的活化二、二、原核生物多肽链的合成过程四、四、真核生物多肽链的合成三、三、多核糖体与核糖体循环氨氨基基酸酸的的活活化化EEAAEAAtRNAAA

7、EtRNAAAEtRNAAA氨基酸氨基酸ATP +ATP +氨酰腺苷酸氨酰腺苷酸E E- -AMPAMPPPiPPi第一步第一步AMPAMP第二步第二步E E氨氨基基酸酸的的活活化化3-氨酰氨酰-tRNAN-甲酰甲硫氨酰甲酰甲硫氨酰-tRNAiMet的形成的形成CHOCHO-HN-CH-COO-HN-CH-COO-tRNAtRNA CH CH2 2 CH CH2 2 S S COO- COO- + +H H2 2N-CH-COO-tRNAN-CH-COO-tRNA CH CH2 2 CH CH2 2 S S COO- COO-Met-tRNAiMetfMet-tRNAtMetN N1010-C

8、HO-FH-CHO-FH4 4FHFH4 4转甲酰酶转甲酰酶氨酰氨酰- tRNA合成酶特点合成酶特点 a a、专一性专一性： 对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。 对tRNA 具有极高专一性。 b b、校对作用校对作用：氨酰- tRNA合成酶的水解 部位可以水解错误活化的氨基酸。原核生物多肽链的合成过程原核生物多肽链的合成过程 原核生物多肽链的合成分为三个阶段：肽链合成的起始、肽链的延伸、肽链合成的终止和释放。1、肽链合成的起始2、肽链的延长3、肽链合成的终止及释放肽链合成的肽链合成的起始起始30S亚基亚基 mRNA IF3- IF1复合复合

9、物物30S mRNA GTP- fMet tRNA- IF2- IF1复合物复合物70S起始复合物起始复合物codoncodonanticodonanticodonA A位位位位P P位位位位 mRNA +30S亚基亚基-IF3A A A A位位位位IF-35 5 3 3 IF2GTPP P P P位位位位IF3 IF2 IF1IF2-GTP-fMet-tRNAIF350S50S亚基亚基IF2+ IF1+GDP+PiIF-1IF170S起始起始复合物复合物某些原核生物某些原核生物mRNA中蛋白质合成起始区的序列中蛋白质合成起始区的序列肽链的延长1 12 21 12 22 23 32 23 3进

10、位进位进位进位肽键形成肽键形成肽键形成肽键形成移位移位移位移位进位进位进位进位( (TuTuTsTs) )GTPGTPGTPGTPN-N-端端端端2 23 35 5 3 3 C-C-端端端端肽键形成肽键形成肽键形成肽键形成1 15 5 3 3 （EF-GEF-G） 肽链合成的终止及释放（1 1）释释放放因因子子RFRF1 1或或RFRF2 2进入核糖体进入核糖体A A位。位。 （2 2）多肽链的释放）多肽链的释放（3 3）70S70S核糖体解离核糖体解离5 5 3 3 UAGUAG30S30S亚基亚基亚基亚基50S50S亚基亚基亚基亚基5 5 3 3 UAGUAGtRNARFRF肽肽键的形成键

11、的形成TuTs循环循环TsTs-GDP多多多核糖体与核糖体循环多核糖体与核糖体循环合成完毕合成完毕的肽链的肽链多核糖体多核糖体3mRNA延伸中的肽链延伸中的肽链5核糖体循环核糖体循环多细胞水平多细胞水平分子水平分子水平细胞水平细胞水平神经系统调节神经系统调节激素调节激素调节酶调节酶调节蛋蛋白白质质脂脂水水糖糖核酸核酸无机盐等无机盐等主要知识点回顾前前 言言 酶和辅酶酶和辅酶 生物氧化生物氧化 糖化学及糖代谢糖化学及糖代谢 脂化学及脂代谢、生物膜脂化学及脂代谢、生物膜 核酸及核酸代谢核酸及核酸代谢 蛋白质及蛋白质代谢蛋白质及蛋白质代谢 物质代谢调节及激素的作用机制物质代谢调节及激素的作用机制主要

12、知识点回顾目目 录录主要知识点回顾一、酶与辅酶一、酶与辅酶酶的本质、催化特点、分类酶的本质、催化特点、分类 核酶、抗体酶、固定化酶、别构酶核酶、抗体酶、固定化酶、别构酶酶的组成、活性中心概念酶的组成、活性中心概念酶作用专一性假说酶作用专一性假说诱导契合学说诱导契合学说酶反应动力学酶反应动力学 米氏方程、转换数（米氏方程、转换数（Kcat）、酶活）、酶活抗抗体体酶酶80年年代代后后期期出出现现的的，本本质质是是免免疫疫球球蛋蛋白白。在在易易变变区区被被赋予了赋予了酶催化性酶催化性。核核酶酶是是非非蛋蛋白白酶酶。它它是是一一类类特特殊殊的的RNA。能能够够催催化化RNA分分子子中中的的磷磷酸酯键的

13、水解及其逆反应。酸酯键的水解及其逆反应。当酶被底物饱和时，当酶被底物饱和时，每一催化中每一催化中心心在在单位时间单位时间内内所能转换底物分所能转换底物分子的数量，即子的数量，即每摩尔酶活性中心每摩尔酶活性中心在单位时间内转换底物的摩尔数在单位时间内转换底物的摩尔数（/S） 。 分子活性分子活性寡聚蛋白寡聚蛋白（多个亚基）（多个亚基）1IU：在最适条件下，每：在最适条件下，每分钟内催化分钟内催化1mol产物物生成所需的生成所需的酶量。量。比活性（比活性（U/mg蛋白蛋白质）酶活力计算题1010mlml唾液，稀释唾液，稀释2020倍，取倍，取1 1mlml测定淀粉酶活力，测测定淀粉酶活力，测知每知

14、每5 5minmin水解淀粉产生水解淀粉产生2.52.5g g还原糖还原糖, ,测定其稀释液测定其稀释液中蛋白质含量为中蛋白质含量为1 1mg/ml,mg/ml,计算计算唾液中淀粉酶的总活唾液中淀粉酶的总活力，比活力，转换数力，比活力，转换数( (S S-1 -1 ) )。酶活定义：在最适条件下每分钟水解淀粉生成酶活定义：在最适条件下每分钟水解淀粉生成1 1g g葡葡萄糖的酶量称为萄糖的酶量称为1 1个活力单位。个活力单位。葡萄糖分子量葡萄糖分子量180,180,淀粉酶分子量淀粉酶分子量5000050000。总活力总活力总活力总活力=200=200=200=200 2.52.52.52.5/5

15、=100 U/5=100 U/5=100 U/5=100 U比活力比活力比活力比活力=2.5=2.5=2.5=2.5/51=0.5 U/mg/51=0.5 U/mg/51=0.5 U/mg/51=0.5 U/mg转换数转换数转换数转换数=(2.5/5=(2.5/5=(2.5/5=(2.5/560180601806018060180)/(1/5)/(1/5)/(1/5)/(1/5101010104+34+34+34+3) ) ) ) =12.5 =12.5 =12.5 =12.5101010107 7 7 7 /54000=2314.8 /54000=2314.8 /54000=2314.8 /

16、54000=2314.8 ( ( ( (S S S S-1 -1 -1 -1 ) ) ) )主要知识点回顾一、酶与辅酶一、酶与辅酶酶的作用机制酶的作用机制 理解酸碱催化、共价催化等（理解酸碱催化、共价催化等（P391P391）酶的抑制作用酶的抑制作用 三种可逆抑制剂三种可逆抑制剂影响酶反应的因素影响酶反应的因素 温度、温度、pH、激活剂、激活剂0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 2.02.01.51.51.01.00.50.5产产产产物物物物麦麦麦麦芽芽芽芽糖糖糖糖的的的的毫毫毫毫克克克克数数数数高级高级结构结构活性活性中心中心解离解离EDTA半胱氨

17、酸半胱氨酸金属离子金属离子酶促反应动力学酶促反应动力学酶促反应动力学酶促反应动力学(kinetics of enzyme-(kinetics of enzyme-catalyzed reactions)catalyzed reactions)是研究酶促反应速度及是研究酶促反应速度及其影响因素的科学。其影响因素的科学。这些因素主要包括这些因素主要包括酶的浓度、底物的浓度、酶的浓度、底物的浓度、pHpH、温度、抑制剂和激活剂等。、温度、抑制剂和激活剂等。注意：速度指注意：速度指反应的初速度反应的初速度V0 ；研究某一因素；研究某一因素对酶促反应速度的影响时，应该对酶促反应速度的影响时，应该维持反应

18、中其维持反应中其它因素不变它因素不变。1 1）. . 米氏方程米氏方程nK Km m 即为米氏常数，即为米氏常数，nV Vmaxmax为最大反应速为最大反应速度度n当反应速度等于最大速度当反应速度等于最大速度一半时一半时, ,即即V V =1/2 =1/2V Vmax,max,K Km m =S =S n上式表示上式表示, ,米氏常数是反应米氏常数是反应速度为最大值的一半时的底速度为最大值的一半时的底物浓度。物浓度。n因此因此, ,米氏常数的单位为米氏常数的单位为mol/Lmol/L。nKmKm值小，值小，1/1/Km大，大，亲和力亲和力大。大。底物浓度对酶促反应速度的影响底物浓度对酶促反应速

19、度的影响1/V-1/Km 0 1/S斜率斜率= Km/ Vmax1/Vmax双倒数作图法双倒数作图法酶的抑制 (机制)CompetitiveNon-competitiveUncompetitiveEE另一结合区抑制剂底物图解抑制机理及說明I I 只与自由的 E 結合，会与 S 竞争；S可克服 I I 的抑制。I I 可与自由的 E 或 ES 結合， S不能克服 I I 的抑制。I I 只能与 ES 結合， S反而有利 I I 的抑制。E + S ES E + P + I IEI I E + S ES E + P + + I I I I EI I + S EI IS E + S ES E + P

20、 + I I EI IS XVmax 不变；Km 变大Vmax 变小；Km 不变Vmax 及 Km 均变小酶的活性部位酶的活性部位与酶的活性直接相关的区域为酶的活性与酶的活性直接相关的区域为酶的活性中心。是酶与底物中心。是酶与底物结合结合并发挥其并发挥其催化催化作作用的部位。用的部位。结合酶的辅助因子是活性中心的重要组结合酶的辅助因子是活性中心的重要组成部分成部分。活性中心的氨基酸残基在一级结构上可能相活性中心的氨基酸残基在一级结构上可能相距甚远，甚至位于不同肽链，通过折叠后而距甚远，甚至位于不同肽链，通过折叠后而在空间结构上相互靠近。在空间结构上相互靠近。酶活性的调节控制酶活性的调节控制一）

21、别构调节一）别构调节通过酶构象的改变来调节酶活性的作用称为变构调节。大部分别构酶的动力学曲线不符合米氏方程。给酶共价结合一个基团或者去掉一个基团，从而改变其活给酶共价结合一个基团或者去掉一个基团，从而改变其活性的调节方式。性的调节方式。常见磷酸化。常见磷酸化。糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶a 糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶b二）共价调节二）共价调节Active relaxed formInactive tense form主要知识点回顾一、酶与辅酶一、酶与辅酶酶的调节作用酶的调节作用 酶活调节：酶原激活、可逆的共价修饰、别构调节酶活调节：酶原激活、可逆的共价修饰、别构调节 酶量调节酶量调节转录水平进行转录

22、水平进行辅酶辅酶 水溶性维生素的活性形式及功能水溶性维生素的活性形式及功能P434P434核酶：核酶：具有催化活性的具有催化活性的RNA。非蛋白酶，。非蛋白酶，识别特定识别特定RNA片段，进行内切，片段，进行内切，具有内切，具有内切，连接，聚合等核酸酶功能。连接，聚合等核酸酶功能。如：如： 原生动物四膜虫原生动物四膜虫26SRNA的内含子的内含子L19 RNA可自行催化（可自行催化（no protein）。）。核酸酶：核酸酶：即核酸水解酶，化学本质为蛋白即核酸水解酶，化学本质为蛋白质，催化核酸的水解。质，催化核酸的水解。核酶（核酶（ribozymeribozyme) )和核酸酶和核酸酶主要知识

23、点回顾二、生物氧化（氧化磷酸化）二、生物氧化（氧化磷酸化）1 1、概念、特点、概念、特点 P114P1142 2、高能磷酸化合物类型、高能磷酸化合物类型磷氧键型磷氧键型化合物化合物 3-磷酸甘油酸磷酸、乙酰磷酸、磷酸甘油酸磷酸、乙酰磷酸、 ATP、磷酸烯醇式、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸、氮磷键型氮磷键型化合物化合物 磷酸肌酸、磷酸精氨酸磷酸肌酸、磷酸精氨酸硫酯键型硫酯键型化合物化合物 酰基辅酶酰基辅酶A A甲硫键型甲硫键型化合物化合物 S-S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸核苷酸衍生物核苷酸衍生物主要知识点回顾3 3、脱氢酶的辅酶：、脱氢酶的辅酶： NADNAD+ +、NADPNADP+ +、FADF

24、AD、FMNFMNNAD+NADP+核苷酸衍生物核苷酸衍生物主要知识点回顾二、生物氧化（氧化磷酸化）二、生物氧化（氧化磷酸化）4 4、电子传递链成员、排列顺序、抑制剂、电子传递链成员、排列顺序、抑制剂NADH-Q NADH-Q 还原酶还原酶琥珀酸琥珀酸-Q -Q 还原酶还原酶细胞色素还原酶细胞色素还原酶细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶非蛋白电子载体非蛋白电子载体可溶性外周蛋白可溶性外周蛋白主要知识点回顾二、生物氧化（氧化磷酸化）二、生物氧化（氧化磷酸化）5 5、氧化磷酸化作用机制（、氧化磷酸化作用机制（化学渗透学说化学渗透学说）、）、P/OP/O、解偶联、解偶联剂（剂（DNPDNP作用机制）作用机

25、制）6 6、氧化磷酸化的调控、氧化磷酸化的调控 能荷能荷7 7、底物水平磷酸化、底物水平磷酸化主要知识点回顾三、糖化学及糖代谢三、糖化学及糖代谢1 1、糖的概念、分类、糖的概念、分类2 2、重要的单糖及衍生物、重要的单糖及衍生物 单糖磷酸酯、糖苷（单糖磷酸酯、糖苷（0- 0-糖苷键、糖苷键、N-N-糖苷键）、氨基糖糖苷键）、氨基糖3 3、单糖的物理性质、单糖的物理性质 变旋现象变旋现象5 5、常见二糖、常见二糖 单糖单位、单糖单位、糖苷键类型糖苷键类型 还原糖鉴定还原糖鉴定4 4、单糖的化学性质、单糖的化学性质 成成脎、成苷、脎、成苷、脎、成苷、脎、成苷、颜色反应颜色反应糖原合成糖原合成糖代谢

26、糖代谢糖异生糖异生主要知识点回顾TCA循环循环丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧糖原分解糖原分解激酶：激酶：能够在能够在ATP和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。和任何一种底物之间起催化作用，转移磷酸基团的一类酶。磷酸酶：磷酸酶：水解磷酸基团的酶。水解磷酸基团的酶。HMS途径途径生理意义生理意义（肝脏中（肝脏中6-P-G磷酸酶、肌肉中磷酸酶、肌肉中Cori循环）循环）（6-P-G脱氢酶）脱氢酶）（6-P-G）NADPH+H+，磷酸戊糖，磷酸戊糖异构化异构化基团转移基团转移供能供能（糖原合酶、糖原分糖原合酶、糖原分支酶、支酶、UDP-G焦磷酸焦磷酸化酶化酶）（糖原磷酸化酶、糖原转移（糖

27、原磷酸化酶、糖原转移/脱支酶脱支酶、磷酸葡萄糖变位酶）、磷酸葡萄糖变位酶）有氧有氧EMP厌氧厌氧乳酸发酵乳酸发酵乙醇发酵乙醇发酵（丙酮酸脱氢酶系（丙酮酸脱氢酶系/TPP）3NADH+H+、FADH2 、 GTPNADH+H+2ATP糖酵解糖酵解ATPATP第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段耗能耗能ATPATP产能产能NADH+H+酶促化学修饰对酶活性的调节酶促化学修饰对酶活性的调节 酶酶化学修饰类型化学修饰类型酶活性改变酶活性改变糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶糖原合成酶糖原合成酶丙酮酸脱羧酶丙酮酸脱羧酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶HMG-CoA还原酶还原酶

28、HMG-CoA还原酶激酶还原酶激酶乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶脂肪细胞甘油三脂脂肪酶脂肪细胞甘油三脂脂肪酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化磷酸化磷酸化/脱磷酸化脱磷酸化-SH/-S-S-激活激活/抑制抑制激活激活/抑制抑制抑制抑制/激活激活抑制抑制/激活激活抑制抑制/激活激活抑制抑制/激活激活抑制抑制/激活激活激活激活/抑制抑制抑制抑制/

29、激活激活激活激活/抑制抑制脱氢酶脱氢酶/氧化酶氧化酶主要知识点回顾四、脂化学（生物膜）及脂代谢四、脂化学（生物膜）及脂代谢1 1、脂质的概念、分类及作用（、脂质的概念、分类及作用（贮存、结构、活性脂质贮存、结构、活性脂质） （脂质体（脂质体 P81P81）2 2、脂肪酸种类、理化性质、脂肪酸种类、理化性质 熔点（与烷烃链长度成正比，熔点（与烷烃链长度成正比，与不饱和程度成反比）、溶解度、成脂酰与不饱和程度成反比）、溶解度、成脂酰CoACoA、 乳化作用乳化作用3 3、三酰甘油的理化性质、三酰甘油的理化性质 皂化、酸值、碘值皂化、酸值、碘值7 7、脂蛋白结构特点及功能、脂蛋白结构特点及功能5 5

30、、萜（、萜（V VA A、V VD D、V VE E、V VK K，异戊二烯异戊二烯）和类固醇（）和类固醇（类固醇激类固醇激素，环戊烷多氢菲素，环戊烷多氢菲）6 6、胆固醇、胆汁酸、胆固醇、胆汁酸4 4、磷脂、磷脂 甘油磷脂、鞘磷脂母体化合物结构式甘油磷脂、鞘磷脂母体化合物结构式 典型化合物典型化合物: :脑磷脂、卵磷脂的结构组成脑磷脂、卵磷脂的结构组成？LDLLDLCMCMVLDLVLDLHDLHDL他汀类药物他汀类药物将食物中的将食物中的TG从小肠转运到肝脏从小肠转运到肝脏转运胆固醇到转运胆固醇到肝外组织细胞肝外组织细胞转运内源性转运内源性TG到到脂肪及肌肉组织脂肪及肌肉组织将胆固醇从周围

31、将胆固醇从周围组织转运到肝脏组织转运到肝脏主要知识点回顾四、生物膜四、生物膜1 1、结构特点（、结构特点（流体流体镶嵌模型镶嵌模型）、膜脂组成）、膜脂组成影响磷脂流影响磷脂流动性的因素动性的因素：所含的所含的FA不饱和程度、不饱和程度、链长，胆固链长，胆固醇、鞘磷酯醇、鞘磷酯的含量，膜的含量，膜蛋白及温度，蛋白及温度，pH等等。等等。 主要特征主要特征： 膜膜中中的的磷磷脂脂疏疏水水尾尾相相对对，极极性性头头朝朝外外，基基本本结结构构是是磷磷脂脂双双分分子层，有一定的子层，有一定的流动性流动性。 蛋蛋白白质质分分子子有有的的镶镶嵌嵌在在膜膜脂脂中中，有有的的贯贯穿穿磷磷脂脂双双层层，膜膜PrP

32、r可可侧向运动，围绕与膜平面垂直的轴旋转，但不能翻滚侧向运动，围绕与膜平面垂直的轴旋转，但不能翻滚。 膜膜PrPr与膜脂，膜与膜脂，膜PrPr与膜与膜PrPr等的相互作用限制了膜的流动性。等的相互作用限制了膜的流动性。 膜膜在在化化学学组组成成及及结结构构上上的的不不对对称称性性，保保证证了了膜膜功功能能（物物质质运运输，信息传递）输，信息传递）的方向性的方向性。 糖类多以糖蛋白，糖脂的形成结合在细胞表面糖类多以糖蛋白，糖脂的形成结合在细胞表面天线，在天线，在接受信息与细胞识别接受信息与细胞识别上起重要作用。上起重要作用。 膜结构膜结构液态镶嵌模型液态镶嵌模型（19721972，S.J.Sin

33、gerS.J.Singer） 液液态态镶镶嵌嵌模模型型（液液晶晶态态镶镶嵌嵌模模型型）膜膜是是蛋蛋白白质质在在粘粘滞滞的的流流体状脂质双层中所形成的镶嵌物。体状脂质双层中所形成的镶嵌物。侧向扩散侧向扩散/ /移动、翻转、全反移动、翻转、全反式式偏转异构化运动、围绕与偏转异构化运动、围绕与膜平面垂直的轴摆动、旋转膜平面垂直的轴摆动、旋转主要知识点回顾四、生物膜四、生物膜2 2、生物膜的主要功能、生物膜的主要功能 能量转换、能量转换、物质运输、物质运输、信息识别与传递信息识别与传递主动运输主动运输 Na+,K+-ATP酶（泵）酶（泵） 下下P47被动运输被动运输糖和氨基酸的运送糖和氨基酸的运送磷酸

34、烯醇式丙酮磷酸烯醇式丙酮酸转磷酸化酶酸转磷酸化酶系统（系统（PTSPTS）协同运输协同运输基团转运基团转运酮体的合成酮体的合成脂代谢脂代谢脂肪酸的合成脂肪酸的合成主要知识点回顾（软）脂肪酸的氧化（软）脂肪酸的氧化129ATP活化（胞浆），转运（活化（胞浆），转运（肉碱脂肉碱脂酰转移酶酰转移酶），-氧化氧化（线线粒体）粒体）甘油代谢甘油代谢 脂肪动员脂肪动员胆固醇的合成胆固醇的合成乙酰乙酰CoATCA羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG- CoA）酮体肝内生成，肝外酮体肝内生成，肝外利用（利用（硫解硫解/激酶）激酶）胆固醇代谢：胆固醇代谢：胆汁酸、激素、胆汁酸、激素、VD3储能储能（胆

35、盐乳化、脂蛋白运输）（胆盐乳化、脂蛋白运输）乙酰乙酸、乙酰乙酸、- -羟丁酸、羟丁酸、丙酮丙酮HMG-HMG-CoACoA裂解酶裂解酶HMG-HMG-CoACoA还原酶还原酶甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶柠檬酸柠檬酸- -丙酮酸穿梭至胞浆丙酮酸穿梭至胞浆乙酰辅酶乙酰辅酶A A羧化酶羧化酶3-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟磷酸二羟丙酮丙酮3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸EMP单位碳原子单位碳原子产能效率高产能效率高主要知识点回顾五、核酸及核酸代谢五、核酸及核酸代谢1 1、核酸定义、核酸定义2 2、分类、分类 DNA RNA DNA RNA （紫外吸收）（紫外吸收）一级结构一级结构二级结构二级结构 双螺旋双螺

36、旋 tRNAtRNA mRNA mRNA rRNArRNA PCR（变性、复性、杂交）（变性、复性、杂交）增色、减色效应增色、减色效应三级结构三级结构高级结构高级结构 （蛋白复合物）（蛋白复合物）3 3、分离、提纯、定量、分离、提纯、定量 理解理解4 4、核苷酸序列测定、核苷酸序列测定 理解理解PCR（聚合酶链式（聚合酶链式 反应）反应） 即聚合酶链反应技术即聚合酶链反应技术(Polymerase Chain Reaction)(Polymerase Chain Reaction)，是，是8080年代中期发展起来的年代中期发展起来的体外核酸扩增技术体外核酸扩增技术。 PCRPCR技术的基本原理

37、：技术的基本原理：PCRPCR由由变性变性-退火退火-延伸延伸三个基本反三个基本反应步骤构成：应步骤构成：模板模板DNADNA的变性的变性：加热至：加热至9393左右，模板左右，模板DNADNA双双链解离，成为单链；链解离，成为单链；单链单链DNADNA与引物的退火与引物的退火( (复性复性) )：温度降至温度降至5555左右，特异性的引物与模板左右，特异性的引物与模板DNADNA单链的单链的33末端结合；末端结合；引引物的延伸：物的延伸：DNADNA模板模板-引物结合物在引物结合物在TaqDNATaqDNA聚合酶的作用下，以聚合酶的作用下，以dNTPdNTP为原料，合成一条新链；这种新链又可

38、成为下次循环的模为原料，合成一条新链；这种新链又可成为下次循环的模板，重复变性板，重复变性-退火退火-延伸三过程，就可获得更多延伸三过程，就可获得更多DNADNA。每完成。每完成一个循环需一个循环需2 24 4分钟，分钟， 2 23 3小时就能将目的基因扩增放大几百小时就能将目的基因扩增放大几百万倍。万倍。 PCR技术的发展与应用：技术的发展与应用：P596DNase I足迹试验足迹试验 蛋白质蛋白质结合在结合在DNADNA片段上，能保护结合部位不被片段上，能保护结合部位不被DNaseDNase破坏，破坏，DNADNA分子经酶切作用后遗留下该片段分子经酶切作用后遗留下该片段( (亦称亦称“足迹

39、足迹”) )，进而可，进而可以确定它的序列。在电泳凝胶的放射性自显影图片上，相应于以确定它的序列。在电泳凝胶的放射性自显影图片上，相应于蛋白质结合的部位没有放射性标记条带。蛋白质结合的部位没有放射性标记条带。 DNaseDNase I I足迹试验的实验流程如下：足迹试验的实验流程如下：待检双链待检双链DNADNA分子分子用用3232P P作末端标记，通常只标记一端；作末端标记，通常只标记一端；蛋白质与蛋白质与DNADNA混合，等混合，等两者结合后，加入适量的两者结合后，加入适量的DNaseDNase I I，消化，消化DNADNA分子，控制酶的用分子，控制酶的用量，使之达到每个量，使之达到每个

40、DNADNA分子只发生一次磷酸二酯键断裂，并列分子只发生一次磷酸二酯键断裂，并列设置未加蛋白质的对照；设置未加蛋白质的对照；从从DNADNA上除去蛋白质，将变性的上除去蛋白质，将变性的DNADNA加样在测序凝胶中作电泳和放射性自显影，与对照组相比后解加样在测序凝胶中作电泳和放射性自显影，与对照组相比后解读出足迹部位的核苷酸序列。读出足迹部位的核苷酸序列。嘌呤元素来源嘌呤元素来源嘧啶元素来源嘧啶元素来源核酸代谢核酸代谢嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成主要知识点回顾碱基降解碱基降解核蛋白经胃酸、核酸酶、核苷酸核蛋白经胃酸、核酸酶、核苷酸酶、核苷磷酸化酶成磷酸戊糖和酶、核苷磷酸化酶成磷酸戊糖和碱基碱基嘧

41、啶核苷酸合成嘧啶核苷酸合成NH3+CO2+H2O（黄嘌呤氧化酶）（黄嘌呤氧化酶） 痛风痛风 别嘌呤醇别嘌呤醇嘧啶嘧啶嘌呤嘌呤 尿酸尿酸从头合成、从头合成、补救途径补救途径PRPP脱氧核糖核苷酸合成脱氧核糖核苷酸合成P399 图图33-11DNA复制、复制、RNA生物合成生物合成主要知识点回顾5、DNA复制复制起始起始 - 延伸延伸 - 终止终止结果结果:半保留半保留端粒、端粒酶端粒、端粒酶（真核生物）（真核生物）（酶、辅助因子、全过程酶、辅助因子、全过程）DNA聚合酶聚合酶III过程过程:半不连续半不连续冈崎片段冈崎片段复制叉移动方向复制叉移动方向单链结合蛋白单链结合蛋白RNA引物引物DNA连

42、接酶连接酶DNA拓扑异构酶拓扑异构酶DNA解旋酶解旋酶引物酶引物酶引发体引发体DNA聚合酶聚合酶I复制叉复制叉主要知识点回顾6、RNA生物合成生物合成起始起始 - 延伸延伸 - 终止终止转录泡转录泡识别部位识别部位 结合部位结合部位 RNARNA转录开始转录开始+1+1 （GTPGTP，ATP)ATP)（酶、辅助因子、全过程）（酶、辅助因子、全过程）逆转录酶逆转录酶逆转录酶是一种多功能酶逆转录酶是一种多功能酶以以RNARNA为模板合成互补的为模板合成互补的DNADNA链链，形，形成成RNARNADNADNA的杂合的杂合分子。分子。具有具有RnaseRnase H H样的活力，水解样的活力，水解

43、RNARNADNADNA的杂合分子中的的杂合分子中的RNARNA。以新以新合成的单链合成的单链DNADNA为为模板，合成互模板，合成互补链，形成双链补链，形成双链DNADNA分子。分子。主要知识点回顾6、RNA生物合成生物合成转录产物的加工转录产物的加工原核生物原核生物真核生物真核生物mRNAtRNArRNAmRNAtRNArRNA去除内含子去除内含子加帽又加尾加帽又加尾甲基化甲基化3-CCA-OH甲基化甲基化修饰修饰剪接、甲基剪接、甲基化修饰化修饰多数不多数不用加工用加工7 7、原核细胞基因表达的模型、原核细胞基因表达的模型操纵子学说操纵子学说 主要知识点回顾诱导操纵子（乳糖操纵子）诱导操纵

44、子（乳糖操纵子） 分解代谢分解代谢 阻遏操纵子（色氨酸操纵子）阻遏操纵子（色氨酸操纵子） 合成代谢合成代谢 组成：组成：启启动子动子、操操纵基因纵基因、结构基因结构基因 葡萄糖效应葡萄糖效应（降解物阻遏）（降解物阻遏）衰减作用衰减作用组成酶组成酶诱导酶诱导酶cAMP受体蛋白（受体蛋白（CRP）降解物基因活化蛋白（降解物基因活化蛋白（CAP）OR+cAMP作用于启动子，作用于启动子，促进转录促进转录葡萄糖分解代谢产物葡萄糖分解代谢产物抑制腺苷酸环化酶活抑制腺苷酸环化酶活性，性，cAMPcAMP减少，分解减少，分解代谢酶转录水平低。代谢酶转录水平低。启动子启动子操纵基因操纵基因结构基因结构基因启动

45、基因，转录调控的控启动基因，转录调控的控制部位，制部位，RNA聚合酶的结聚合酶的结合部位，是基因转录的起合部位，是基因转录的起点。点。主要知识点回顾原核细胞基因表达的模型原核细胞基因表达的模型操纵子学说操纵子学说 诱导操纵子（乳糖操纵子）诱导操纵子（乳糖操纵子） 分解代谢分解代谢 阻遏操纵子（色氨酸操纵子）阻遏操纵子（色氨酸操纵子） 合成代谢合成代谢 衰减作用衰减作用衰减子：一种位于结构基因上游前导衰减子：一种位于结构基因上游前导区的终止子。区的终止子。转录是否转录是否进进行行转录是否转录是否继继续续主要知识点回顾六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解1 1、蛋白

46、质的基本单位、蛋白质的基本单位AA AA - -氨基酸结构式氨基酸结构式酸碱化学（酸碱化学（AAAAo o、PIPI）光学性质光学性质AA的分离的分离 分配层析分配层析 离子交换层析离子交换层析化学反应化学反应AAAA分类（分类（R R基极性特点基极性特点）芳香族氨基酸（芳香族氨基酸（280nm280nm）茚三酮显色、茚三酮显色、SangerSanger反应、反应、EdmanEdman反应反应主要知识点回顾六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解2 2、蛋白质的四级结构、蛋白质的四级结构一级结构：一级结构：AAAA的排列顺序的排列顺序 肽键肽键 一级结构测定一级结构

47、测定二级结构：借助氢键形成的规则结构二级结构：借助氢键形成的规则结构 四种四种三级结构：疏水作用三级结构：疏水作用 空间折叠空间折叠 分子伴侣分子伴侣 功能单位功能单位四级结构：疏水作用四级结构：疏水作用 亚基间相互作用亚基间相互作用 别构酶别构酶X X射线衍射法射线衍射法结构与功能的关系（肌红蛋白、血红蛋白）结构与功能的关系（肌红蛋白、血红蛋白）蛋白质的变性蛋白质的变性本质：本质：蛋白质分子中的次级键被破坏，引起天然构蛋白质分子中的次级键被破坏，引起天然构象解体。象解体。现象：现象：生物活性丧失，一些侧链基团暴露，溶解度生物活性丧失，一些侧链基团暴露，溶解度降低形成沉淀，分子结构松散，易被蛋

48、白水解酶分降低形成沉淀，分子结构松散，易被蛋白水解酶分解。解。变性剂：变性剂：尿素、盐酸胍、尿素、盐酸胍、SDS超二级结构（基元或膜体）：超二级结构（基元或膜体）：、 P220P220 结构域：功能域，结构域：功能域，三级结构的局部折叠三级结构的局部折叠区，相对独立的紧密球实体。区，相对独立的紧密球实体。P222P222亚基：四级结构的蛋白质中每个球状蛋亚基：四级结构的蛋白质中每个球状蛋白质称为亚基。白质称为亚基。P242P242球状蛋白折叠层次球状蛋白折叠层次主要知识点回顾六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解六、蛋白质及蛋白质降解、氨基酸分解3 3、蛋白质的分离、纯化、表征、蛋白质的分离、纯化

49、、表征蛋白质的酸碱性质蛋白质的酸碱性质纯化方法纯化方法分子大小分子大小溶解度溶解度电荷电荷选择性吸附选择性吸附亲和层析亲和层析凝胶过滤凝胶过滤SDS-PAGE 等电点沉淀等电点沉淀盐溶、盐析盐溶、盐析离子交换离子交换IEFIEFPAGEPAGE疏水层析疏水层析蛋白质表蛋白质表面疏水性面疏水性差别差别生物学生物学亲和力亲和力理解理解P315表表7-7电泳纯电泳纯含量测定方法：凯氏定氮（含量测定方法：凯氏定氮（16%）、双缩脲法（肽键）、考马斯亮蓝法）、双缩脲法（肽键）、考马斯亮蓝法主要知识点回顾六、蛋白质降解、氨基酸分解六、蛋白质降解、氨基酸分解4 4、蛋白质的降解、蛋白质的降解内源性蛋白降解机

50、制：内源性蛋白降解机制：溶酶体、泛肽标记溶酶体、泛肽标记外源性蛋白消化外源性蛋白消化：胰蛋白酶：碱性氨基酸胰蛋白酶：碱性氨基酸糜蛋白酶：芳香族氨基酸糜蛋白酶：芳香族氨基酸（胰凝乳蛋白酶）（胰凝乳蛋白酶）羧肽酶：羧基末端肽（小肽）羧肽酶：羧基末端肽（小肽）氨肽酶：氨基末端肽（小肽）氨肽酶：氨基末端肽（小肽） 外源性外源性AAAA吸收吸收：依赖于依赖于NaNa+ +的主动运输的主动运输 - -谷氨酸酰基循环（谷氨酸酰基循环（GSHGSH）主要知识点回顾转氨基作用转氨基作用氧化脱氨氧化脱氨（L-L-谷氨酸脱氢酶）谷氨酸脱氢酶）联合脱氨联合脱氨（转氨酶与（转氨酶与L L谷氨酸脱氢谷氨酸脱氢酶联合脱氨、

51、酶联合脱氨、腺嘌呤核苷酸循环联腺嘌呤核苷酸循环联合脱氨）合脱氨）氨的运输：氨的运输：肌肉内葡萄糖肌肉内葡萄糖-丙氨酸丙氨酸循环循环（谷氨酸脱氢酶、谷氨酰胺合成酶）（谷氨酸脱氢酶、谷氨酰胺合成酶）谷氨谷氨酰胺酰胺关键酶：关键酶：氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶与与TCA的联系的联系：精氨琥珀酸：精氨琥珀酸AA种类：瓜、精、鸟、天冬氨酸等种类：瓜、精、鸟、天冬氨酸等维生素作为辅酶的作用维生素作为辅酶的作用一碳单位一碳单位 FH4，S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸5 5、AAAA的分解的分解蛋白质的生物合成（原核生物）蛋白质的生物合成（原核生物）主要知识点回顾 AA的活化与搬运的活化与搬运氨基酰氨基酰t

52、RNA的合成的合成 肽链合成的起始肽链合成的起始起始复合物的形成起始复合物的形成 四个阶段四个阶段 （70S-mRNA-fMet-tRNA） 肽链的延伸肽链的延伸包括包括进位进位,转肽转肽,移位移位. 肽键的终止肽键的终止终止终止codon 信号肽信号肽结构及功能结构及功能RNA种类及作用种类及作用蛋白质蛋白质分子伴侣分子伴侣蛋白质的后加工（一级、高级）蛋白质的后加工（一级、高级）主要知识点回顾七、物质代谢调节和激素的作用机制七、物质代谢调节和激素的作用机制1、P540图图39-1 四大物质代谢相互关系示意图四大物质代谢相互关系示意图 乙酰辅酶乙酰辅酶A A的来源与去路的来源与去路2、P543

53、图图39-5 主要产能营养物分解代谢的三个步骤主要产能营养物分解代谢的三个步骤细胞浆：细胞浆：细胞浆：细胞浆：EMP HMS EMP HMS EMP HMS EMP HMS 脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成脂肪酸合成线粒体：线粒体：线粒体：线粒体：TCA TCA TCA TCA 氧化氧化氧化氧化 氧化磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化氧化磷酸化细胞核：细胞核：细胞核：细胞核：核酸生物合成核酸生物合成核酸生物合成核酸生物合成内质网：内质网：内质网：内质网：蛋白生物合成蛋白生物合成蛋白生物合成蛋白生物合成溶酶体：溶酶体：溶酶体：溶酶体：水解酶水解酶水解酶水解酶主要知识点回顾七、激素的作用机制七、激素的作用机

54、制激素由细胞分泌出来，由体液运往各靶器官和靶细胞激素由细胞分泌出来，由体液运往各靶器官和靶细胞起作用。起作用。高等动物的激素分三类；含氮类激素、类固醇激素、高等动物的激素分三类；含氮类激素、类固醇激素、脂肪酸衍生物激素。脂肪酸衍生物激素。作用机制：作用机制： 含氮类激素的作用机制含氮类激素的作用机制第二信使学说第二信使学说 类固醇激素的作用机制类固醇激素的作用机制调节基因表达调节基因表达一、膜受体一、膜受体cAMPcAMP作用途径作用途径 二、钙及肌醇三磷酸作用途径二、钙及肌醇三磷酸作用途径 主要知识点回顾七、激素的作用机制七、激素的作用机制三、受体酪氨酸酶途径三、受体酪氨酸酶途径 主要知识点

55、回顾八、基因工程和蛋白质工程八、基因工程和蛋白质工程P614-615 提要提要基因工程与蛋白质工程基因工程与蛋白质工程基因工程基因工程是对携带遗传信息的分子进行设计和施是对携带遗传信息的分子进行设计和施工的分子工程，包括基因重组、克隆和表达。工的分子工程，包括基因重组、克隆和表达。蛋白质工程蛋白质工程是指对蛋白质已知结构与功能的认识，是指对蛋白质已知结构与功能的认识，借助计算机辅助设计，利用基因定位诱变等技术借助计算机辅助设计，利用基因定位诱变等技术改造蛋白质。改造蛋白质。基因重组基因重组是指分子间或分子内发生遗传信息的重是指分子间或分子内发生遗传信息的重新组合，也称为遗传重组（新组合，也称为

56、遗传重组（genetic recombination) 或基因重排（或基因重排（gene rearrangement)。重组产物称重组重组产物称重组DNA (recombinant DNA)。黏末端（黏末端（sticky）和平末端和平末端(blunt)黏末端黏末端末端突出的限制性内切酶酶解反应的产物末端突出的限制性内切酶酶解反应的产物可以通过单链尾部的碱基配对，与其他任何可以通过单链尾部的碱基配对，与其他任何具有相同突出序列的末端结合，在连接酶的具有相同突出序列的末端结合，在连接酶的作用下共价连接在一起作用下共价连接在一起平末端平末端末端不突出的限制性内切酶酶解片段末端不突出的限制性内切酶酶解

57、片段基因工程技术上的三大发现基因工程技术上的三大发现： 限制性核酸内切酶的发现限制性核酸内切酶的发现 DNADNA连接酶的发现连接酶的发现 基因工程载体的发现基因工程载体的发现 科学家有了对科学家有了对DNADNA切割与连接的工具切割与连接的工具( (酶酶) )，还不能完成，还不能完成DNADNA体外重组的工作。因为体外重组的工作。因为大多数大多数DNADNA片段不具备自我复制的能力片段不具备自我复制的能力。所以，为了能够在寄主细胞中进行繁殖，所以，为了能够在寄主细胞中进行繁殖，必须将必须将DNADNA片段连接到一种具有片段连接到一种具有自我复制自我复制的的DNADNA分子分子上。这种上。这种

58、DNADNA分子就是分子就是基因工基因工程载体程载体(Vector)(Vector)。重组体向宿主细胞的导入重组体向宿主细胞的导入 基因的扩增基因的扩增 (amplification)(amplification) 带有外源带有外源DNADNA片段的重组体分子在体外构成片段的重组体分子在体外构成之后，需要导入适当的寄主细胞进行繁殖，才之后，需要导入适当的寄主细胞进行繁殖，才能够获得大量的纯一的重组体能够获得大量的纯一的重组体DNADNA分子。分子。 注意：选定的寄主细胞必须具备使外源注意：选定的寄主细胞必须具备使外源DNADNA进行进行复制的能力复制的能力，而且还应该能够表达由导入，而且还应该

59、能够表达由导入的重组体分子所提供的某种的重组体分子所提供的某种表型特征表型特征，这样才，这样才有利于转化子细胞的有利于转化子细胞的选择选择与与鉴定。鉴定。 质粒载体质粒载体质粒的正常复制依赖于宿主细胞中的聚合质粒的正常复制依赖于宿主细胞中的聚合酶及其他组分，但其本身含有复制起点用酶及其他组分，但其本身含有复制起点用以保证质粒的自主复制以保证质粒的自主复制质粒为染色体外的小型环状质粒为染色体外的小型环状DNADNA分子分子, ,大小大小约为约为2200kb2200kb，通常以多拷贝形式存在与通常以多拷贝形式存在与大肠杆菌（宿主）中大肠杆菌（宿主）中Inserting a DNA Sample into a Plasmid 大肠杆菌质粒分子结构大肠杆菌质粒分子结构外源外源质粒质粒导入导入宿主宿主细胞细胞目的基因与载体的连接目的基因与载体的连接 限制性核酸限制性核酸 内切酶内切酶 DNADNA分子体分子体外重组技术外重组技术 DNADNA连接酶连接酶Thank you!