1、第一章蛋白质的元素组成（克氏定氮法的基础）碳、氢、氧、氮 、硫 （ C、H、O 、N、S ）以及磷、 铁、 铜、 锌、 碘、 硒蛋白质平均含氮量（N%）： 16% 蛋白质含量=含氮克数6.25（凯氏定氮法）基本组成单位氨基酸 熟悉氨基酸的通式与结构特点 1. 20 种 AA 中除 Pro 外，与羧基相连的 - 碳原子上都有一个氨基，因而称 -氨基酸。 2. 不同的 -AA，其 R 侧链不同。氨基酸 R 侧链对蛋白质空间结构和理化性质有重要影响。 3. 除 Gly 的 R 侧链为 H 原子外，其他 AA 的 -碳原子都是不对称碳原子，可形成不同的构型，因而具有旋光性。氨基酸分类 P9按侧链的结构
2、和理化性质可分为：非极性、疏水性氨基酸极性、中性氨基酸 酸性氨基酸碱性氨基酸等电点概念在某一溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，呈电中性，此时该溶液的 pH 值即为该氨基酸的等电点 (isoelectric point，pI ) 。紫外吸收性质含有共轭双键的芳香族氨基酸 Trp(色氨酸), Tyr（酪氨酸） 的最大吸收峰在 280nm 波长附近。 氨基酸成肽的连接方式两分子脱水缩合为二肽， 肽键由 10 个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽。 而更多的氨基酸相连而成的肽叫做多肽；多肽链有两端，其游离 a-氨基的一端称氨基末端或 N-端，游离 a-羧基的一端称为羧基末端或 C-端。肽
3、链中的氨基酸分子因脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基。蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。谷胱甘肽 GSHGSH 是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽。(1) 体内重要的还原剂 保护蛋白质和酶分子中的巯基免遭氧化，使蛋白质处与活性状态。(2) 谷胱甘肽的巯基作用 可以与致癌剂或药物等结合,从而阻断这些化合物与 DNA、RNA或蛋白质结合，保护机体免遭毒性损害。蛋白质 14 级结构的定义及维系这些结构稳定的作用键蛋白质是氨基酸通过肽键相连形成的具有三维结构的生物大分子蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。主要化学键是肽键，有的还包含二硫键。 蛋白质二级结构是指多肽链的主
4、链骨架中若干肽单元，各自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为主要次级键而形成的有规则或无规则的构象，如 -螺旋、- 折叠、-转角和无规卷曲等。蛋白质二级结构一般不涉及氨基酸残基侧链的构象。二级结构的主要结构单位肽单元（peptide unit）肽键与相邻的两个 -C 原子所组成的残基，称为肽单元、肽单位、肽平面或酰胺平面(amide plane)。它们均位于同一个平面上，且两个 -C 原子呈反式排列。 二级结构的主要化学键 氢键 (hydrogen bond)蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上,由于氨基酸残基侧链 R 基的相互作用进一步盘曲或折迭而形成的特定构象。也就是整条多肽链中所有原
5、子或基团在三维空间的排布位置。蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键，包括氢键、盐键、疏水键以及范德华力等。此外， 某些蛋白质中二硫键也起着重要的作用。由两个或两个以上亚基之间彼此以非共价键相互作用形成的更为复杂的空间构象，称为蛋白质的四级结构。亚基(subunit)：由一条或几条多肽链缠绕形成的具有独立三级结构的蛋白质。蛋白质二级结构的基本形式？重点掌握 -螺旋、 -折叠的概念-螺旋 (-helix)-折叠( -pleated sheet)-转角 (turn or -bend)无规卷曲 (random coil)-helix 多个肽平面通过 C 的旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。 主
6、链螺旋上升，每 3.6 个氨基酸残基上升一圈，螺距 0.54nm。肽平面和螺旋长轴平行。 相邻两圈螺旋之间借肽键中羰基氧 (CO)和亚氨基氢(NH) 形成许多链内氢键，即每一个氨基酸残基中的亚氨基氢和前面相隔三个残基的羰基氧之间形成氢键，这是稳定-螺旋的主要化学键。 肽链中氨基酸残基侧链 R 基，分布在螺旋外侧，其形状、大小及电荷均会影响 螺旋的形成。-pleated sheet是肽链相当伸展的结构，肽平面之间折叠成锯齿状，相邻肽平面间呈 110角。依靠两条肽链或一条肽链内的两段肽链间的羰基氧与亚氨基氢形成氢键，使构象稳定。也就是说，氢键是稳定 -折叠的主要化学键。 两段肽链可以是平行的，也可
7、以是反平行的。即前者两条链从 N 端到 C 端是同方向的，后者是反方向的。-折叠结构的形式十分多样，正、反平行还可以相互交替。平行的 -折叠结构中，两个残基的间距为 0.65nm；反平行的 -折叠结构，则间距为 0.7nm。 氨基酸残基的侧链 R 基分布在片层的上方或下方。了解蛋白质一级结构与功能的关系一级结构师蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。什么是蛋白质的变性？哪些因素可引起蛋白质的变性？变性蛋白质的性质发生了哪些变化？天然蛋白质在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失，称为蛋白质的变性作用(denaturation)。溶解度降低、溶液
8、的粘滞度增高、不容易结晶、易被酶消化。变性主要是二硫键及非共价键的断裂，并不涉及一级结构氨基酸序列的改变。第二章1、 核酸的分类、元素组成和化学组成以及一些基本名词分类：脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA） ，主要存在于细胞核内，是遗传信息的储存和携带者，是遗传的物质基础。核糖核酸（ribonucleic acid, RNA） ，主要分布在细胞质中，少量分布于细胞核，参与遗传信息表达的各过程。某些病毒 RNA 也可作为遗传信息的载体。高等生物的线粒体中存在着线粒体 DNA 和线粒体 RNA。化学组成： 戊糖核苷和脱氧核苷 碱基核酸核苷酸磷酸碱基 分为嘌呤和嘧啶。
9、腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 尿嘧啶 U 胸腺嘧啶 T 胞嘧啶 C构成 DNA 的碱基有 A 构成的碱基有 U戊糖 DNA 中戊糖的为 -D-2-脱氧核糖 RNA 中的戊糖的为 -D- 核糖 2、 核酸的一级结构和书写方式、 连接方式定义核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。由于核酸分子具有方向性，规定它们的核苷酸或脱氧核苷酸的排列顺序和书写规则必须是从 5-末端到 3-末端。3、 Watson -Crick DNA 双螺旋结构模型要点(1) 两条反向平行(走向相反，一条 53，另一条 35) 的多核苷酸链围绕同一个中心轴相互缠绕构成右手双螺旋结构。两条链均为
10、右手螺旋。 (2) 嘧啶与嘌呤碱位于双螺旋的内侧，磷酸与核糖在外侧，彼此通过 3,5-磷酸二酯键相连接，形成 DNA 分子的骨架。碱基平面与纵轴垂直，糖环的平面与纵轴平行。(3) 双螺旋的直径为 2nm。顺轴方向，每隔 0.34nm 有一个核苷酸，相邻两个核苷酸之间的夹角为 36。每一圈双螺旋有 10 对核苷酸，每圈高度为 3.4nm。 (4) 、两条链由碱基间的氢键相连。A 与 T 配对，形成两个氢键。G 与 C 配对，形成三个氢键。所以 GC 之间的配对较为稳定。这种碱基之间相互配对称为碱基互补。根据碱基互补原则，当一条多核苷酸链的序列被确定以后，即可推知另一条互补链的序列。(5) 由于碱
11、基对排列的方向性，使得碱基对占据的空间是不对称的，所以双螺旋结构上有两条螺形凹沟，一条较深，称为大沟(major groove)；一条较浅，称为小沟 (minor groove)。目前认为沟状结构 与蛋白质和 DNA 只见的相互识别有关。(6) 维持 DNA 结构稳定的作用力主要是碱基堆积力和氢键。碱基有规律的堆积可以使碱基之间发生缔合，这种作用力称为碱基堆积力。由于碱基的层层堆积，在 DNA 分子内部形成一个疏水核心区，有助于氢键的形成。碱基堆积力维持 DNA 纵向稳定，而氢键维持DNA 的横向稳定。DNA 构象有多态性：在不同的湿度和离子强度时，还可形成 A、C、D、Z 等各种构象。A-D
12、NA：右手螺旋，螺距 2.8nm，含 11 个碱基对。 Z-DNA：左手螺旋螺距 4.5nm，含 12 个碱基对。因磷酸核糖骨架呈锯齿状排列，故称Z-DNA。4、 RNA 的种类、结构特点及功能 M（信使）RNA 的结构与功能 细胞内含量较低、半衰期较短的一类 RNA，但种类很多。 真核生物在细胞核内最先合成的为 hnRNA，经过剪接成为成熟的 mRNA，并依靠某种特殊的机制转移到胞液中。 功能：转录核内遗传信息 DNA 的碱基排列顺序,并携带到胞质，指导所合成的蛋白质的氨基酸排列顺序。 三联体密码(triplet code)，密码子(coden) ：mRNA 分子上从 5段 AUG 开始，每
13、三个核苷酸为一组，决定肽链上的一个氨基酸。真核生物 mRNA 的特点5-末端的帽结构：m7G-5ppp5-Np，可以与 CBPs 结合 3-末端的 polyA 结构:100-200 个腺苷酸，每 10-20 个碱基结合一个 PABP功能：共同负责 mRNA 从核内向胞质的转位，mRNA 的稳定性的维系以及翻译起始的调控（包括与核蛋白体、翻译起始因子的结合）CBPs：帽结合蛋白； PABP:polyA 结合蛋白。t（转运）RNA 转运氨基酸到核糖体上，参与解译 mRNA 的遗传密码，合成蛋白质。特点： 细胞内分子量最小的一类核酸 种类很多 含稀有碱基 二级结构为“三叶草”的结构。 三级结构呈倒
14、L 形。rRNA 细胞内含量最多的 RNA，占细胞内 RNA 总量的 80%以上。 rRNA 不能单独行使功能，必须与蛋白质结合后形成核糖体，作为蛋白质合成的场所。DNA 的变性、复性在某些理化因素（温度、pH 值、有机溶剂和尿素等）的作用下，维持 DNA 双螺旋结构的作用力氢键和碱基堆积力被破坏，形成无规线团状分子，从而引起核酸理化性质和生物学功能的改变。变性并不涉及核苷酸间共价键的断裂，因此变性作用并不引起核酸分子量的降低。 变性的 DNA 在适当的条件下，两条彼此分开的 DNA 单链重新缔合成为双螺旋结构的过程。它是变性的逆过程。第三章1、 酶的概念及酶促反应的特点 。酶由活细胞合成的一
15、类具有生物活化性的有机物包括蛋白质和核酸。特点：（1）极高的催化效率活化能就是底物分子从初态转变到活化态所需的能量。酶能大大降低反应的活化能，使更多的底物转变为活化分子，反应速度加快。（2）高度的特异性 1. 绝对特异性：作用于一种底物。 （如脲酶等） 。 2. 相对特异性：作用于一类底物或一种化学键 （如酯酶、胰蛋白酶等） 。3. 立体异构特异性 （如乳酸脱氢酶、延胡索酸酶等） 。（3）酶活性的可调节性 酶活性的调节分为酶的变构调节和酶的化学修饰调节酶含量调节 改变酶蛋白合成与降解速度 缓慢调节（4）酶的高度不稳定性 能使蛋白质变性的理化因素如强酸、强碱、重金属盐、高温、紫外线、X 射线等均
16、可影响酶活性，甚至使酶完全失活。酶催化作用一般需要比较温和的条件，如常温、常压、接近中性的 pH 值等。 酶的活性中心、必需基团的概念。酶的活性中心就是酶分子在三维结构上比较靠近的少数几个氨基酸残基或残基上某些基团构成的特定的空间构象，是酶与底物结合并发挥其催化作用的部位,所以一般处于酶分子表面或缝隙中。酶活性中心及活性中心以外对于维持酶的活性有重要作用的一些化学基团称为酶的必需基团。有些基团虽然不参加酶的活性中心的组成，但为维持酶活性中心应有的空间构象所必需，这些基团是酶的活性中心以外的必需基团。常见的必需基团有组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基等。单纯酶、结合酶、全酶、酶蛋白、辅
17、助因子、辅酶、辅基的概念。单体酶：仅由氨基酸残基构成的酶。结合酶：由酶蛋白和辅助因子组成。全酶：酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物。只有全酶才有催化作用。酶蛋白：结合酶的蛋白质部分。辅助因子：结合酶的非蛋白质部分。辅酶：小分子有机化合物是一些化学稳定的小分子物质。辅基：辅酶中与酶蛋白共价结合的辅酶影响酶促反应的六因素底物浓度在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而急剧上升，两者呈正比关系，反应呈一级反应。随着底物浓度的进一步增高，反应速率不再呈正比例加速。如果继续加大底物浓度，反应速率将不再增加，表现出零级反应。酶浓度 当SE，则酶促反应速度与酶的浓度变化成正比 ，即 V=3E 。温度 双重
18、影响:一方面，当温度升高时，反应速度加快，另一方面，随温度升高，酶逐步变性，酶促反应速度降低。 最适温度:酶促反应速度最大时的环境温度。与底物浓度，介质 pH，离子强度，保温时间等因素有关。 pH在最适 PH 时，酶与底物都处于最佳的电离状态和最优的空间构象，有利于结合，催化反应也最快。偏离最适 PH，酶的活性中心不能充分暴露，酶促反应减慢。偏离最适 PH 过远，还会导致酶蛋白变性失活。抑制剂 凡能使酶活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称做酶的抑制剂(inhibitor)。 抑制作用分为可逆性抑制与不可逆性抑制两类激活剂使酶从无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。必需激活剂 非必需激活剂激活剂大
19、多为金属离子，如 Mg2+、 K+、 Mn2+等；少数为阴离子，如 Cl-等。也有许多有机化合物激活剂，如胆汁酸盐等。米氏方程，米氏常数的概念及意义Km 为米氏常数，意义：1、Km 是酶促反应速度为最大值的一半时的底物浓度。2、不同的酶具有不同的 Km 值，它是酶的一个重要的特征常数。一般只与酶的性质有关，而与酶的浓度无关。当 pH，温度和离子强度等因素不变时， Km 是恒定的 。3、如果一种酶有几种底物，则对于每一种底物各有一个特定的 Km 值。其中 Km值最小的底物一般称为该酶的最适底物或天然底物。 1/Km 可近似地表示酶对底物亲和力的大小。 1/Km 越大，表明亲和力越大，酶促反应易于
20、进行。4、Km 值一般在 10-610-2 mol/L 之间。酶原、 酶原激活机理 、生理意义酶原：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。 酶原的激活：在一定条件下，酶原转化为有活性的酶的过程。实质是酶活性中心形成或暴露的过程。酶原激活机理：酶原在特定条件下，一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心。酶原激活的生理意义:避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，使酶在特定的部位和环境中发挥作用。可视为酶的储存形式。同工酶的概念同工酶是指催 化相同化学反应，酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶，是由不同基因编码
21、的多肽链，或同一基因转录生成的不同 mRNA 所翻译的不同多肽链组成的蛋白质。不可逆抑制、 可逆抑制中的竞争性抑制可逆抑制中的竞争性抑制抑制剂和底物的结构相似，能和酶的底物分子竞争与酶的活性中心相结合，从而阻碍酶与底物结合形成中间产物。抑制程度取决于抑制剂和底物对酶的相对亲和力以及抑制剂和底物浓度比。加大底物浓度可减弱甚至解除抑制作用。Km 增大，Vmax 不变。第四章酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖原合成与分解、糖异生：（见讲义） 定义 /概念 场所 （部位 /亚细胞定位） 起始物 /终产物 关键步骤 关键酶 能量利用与产生 还原力利用与产生 生理意义糖酵解：定义：在缺氧情况下，葡萄糖生成乳
22、酸的过程并伴随着少量 ATP 生成的过程。场所（部位/亚细胞定位）：胞浆起始物/终产物：葡萄糖（糖原）/乳酸（ATP）关键步骤： 葡萄糖磷酸化为 6-磷酸葡萄糖（2）6-磷酸葡萄糖转化为 6-磷酸果糖（3）6-磷酸果糖转变为 1，6- 双磷酸果糖（4）磷酸己糖裂解成 2 分子磷酸丙糖（5）磷酸丙糖的同分异构化（6）3-磷酸甘油醛氧化为 1，3- 二磷酸甘油酸（7）1，3- 二磷酸甘油酸转变为 3-磷酸甘油酸（8）3-磷酸甘油酸转变为 2-磷酸甘油酸（9）2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸（10）磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成 ATP关键酶：己糖激酶 6-磷酸果糖激酶 -1 丙酮酸激酶能量利用与产生：还原力利用与产生：生理意义： 缺氧状态下，迅速供能 少数组织仅以此途径获能-红细胞 有些组织即使在有氧条件下也以此途径获部分能量-白细胞、视网膜 酵解还是彻底有氧氧化的前奏，准备阶段血糖的概念、正常值 ； 血糖来源和去路 。参与血糖调节的因素（四种激素名称，胰岛素降血糖、胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素升血糖）血糖：血糖，指血液中的葡萄糖。正常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L 血糖来源：1、 消化吸收2、 肝糖原分解3、 糖异生去路：1、 三羧酸循环彻底氧化分解2、 转变成非糖类物质如氨基酸，脂肪3、 转变成肝糖原、肌糖原4、 磷酸戊糖途径生成其他糖
