生物化学与分子生物学重点掌握内容

第一章蛋白质的结构与功能1、蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。基本组成单位为氨基酸。组成蛋白质的元素：主要有C、H、O、N和S。有些蛋白质还含有少量的P、Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I等。各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％2、20种氨基酸的结构及三字母英文缩写。（P9）含羟基的氨基酸：Ser、Tyr、Thr，其易被磷酸化。含硫的氨基酸：半胱氨酸（-SH）、胱氨酸、蛋氨酸（-SCH3，又叫甲硫氨酸）。芳香族氨基酸：Tyr、Trp、Phe天冬酰胺、谷氨酰胺：酰胺基团(-CONH2)脯氨酸：属于亚氨基酸（-NH-）酸性氨基酸：Asp、Glu碱性氨基酸：Arg、Lys、His3、氨基酸的理化性质。①氨基酸具有两性解离的性质：等电点（isoelectricpoint,pI）在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。②含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质：测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。③氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物，最大吸收峰在570nm处。4、蛋白质一级、二级、三级和四级结构的概念及维系其稳定的化学键。①氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构（primarystructureofprotein）：指蛋白质多肽链从N-端至C-端的氨基酸残基排列顺序,即氨基酸的线性序列。在基因编码的蛋白质中，这种序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的。一级结构主要的化学键：肽键②多肽链的局部主链构象为蛋白质二级结构(secondarystructureofprotein)：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构,即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，不涉及氨基酸残基侧链的构象。维系二级结构的化学键：氢键③三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。主要的化学键——次级键。疏水作用、离子键、氢键、VanderWaals力。④含有二条以上多肽链的蛋白质才可能具有四级结构：蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。亚基之间的结合力主要是氢键和离子键-非共价键5、肽单元和蛋白质二级结构的主要类型。肽单元：参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元（peptideunit）。这一平面又被称为肽平面(peptideplane)或酰胺平面(amideplane)。肽单元是肽链折叠盘曲的基本单位。二级结构的类型：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲6、蛋白质超二级结构、模体、结构域、亚基、蛋白质等电点的概念。超二级结构：在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构。模体：是蛋白质分子中具有特定空间构象和特定功能的结构成分，其中一类就是具有特殊功能的超二级结构。一个模体总有其特征性的氨基酸序列，并发挥特殊的功能。结构域：分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域，并各行其功能，称为结构域亚基(subunit)：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基。单独的亚基一般没有生物学功能。蛋白质等电点：在某一pH值溶液中，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH值称为蛋白质的等电点（isoelectricpoint，pI）。7、蛋白质变性的概念及影响因素。概念：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。本质：空间构象破坏，次级键（非共价键和二硫键）断裂；一级结构不变，肽键不断裂。影响因素：物理因素：高温、高压、紫外线、剧烈振荡。化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、生物碱、尿素及重金属离子等。8、蛋白质沉淀及维持蛋白质胶体溶液的稳定因素。蛋白质沉淀：在一定条件下，蛋白质的水化层被破坏，使蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。维持蛋白质胶体溶液的稳定因素：水化膜、蛋白质胶体颗粒表面电荷。[熟悉]氨基酸的分类（P8)，肽的概念和基本结构(P11)，生物活性肽(P11)，蛋白质一级结构和空间结构与蛋白质功能之间的关系(P13)。氨基酸和蛋白质的紫外吸收作用(280nm）。第第二二章章核核酸酸的的结结构构与与功功能能11、、核核酸酸的的基基本本组组成成单单位位和和核核酸酸的的水水解解产产物物：：核核酸酸是是以核苷酸（nucleotide）为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。核核酸酸的的水水解解产产物物是是磷磷酸酸、、戊戊糖糖和和碱碱基基。。22、、核核酸酸分分子子中中核核苷苷酸酸的的连连接接方方式式：：核苷酸之间通过3'，5'-磷酸二酯键相连,构成多聚核苷酸链。33、、DDNNAA和和RRNNAA的的一一级级结结构构和和基基本本组组成成单单位位：：核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸44、、DDNNAA二二级级结结构构————双双螺螺旋旋结结构构的的特特点点：：1.DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成2.脱氧核糖与磷酸位于外侧3.DNA双链之间形成了互补碱基对4.碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定55、、基基因因和和基基因因组组的的概概念念：：基因（gene）：指携带遗传信息的DNA区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。基因组（genome）：指生物体的所有编码RNA和蛋白质的序列及所有的非编码序列，即DNA的全部核苷酸序列。66、、mmRRNNAA、、ttRRNNAA、、rrRRNNAA的的结结构构特特点点及及功功能能：：mmRRNNAA::1.真核生物mRNA的5'-端有特殊帽结构2.真核生物mRNA的3'-末端有多聚腺苷酸尾3.mRNA碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列mRNA：1、3′末端为—CCA-OH2、含10～20%稀有碱基3、其二级结构呈“三叶草形”4.tRNA的反密码子能够识别mRNA密码子rRNA：rRNA的结构为花状，rRNA与核糖体蛋白结合组成核糖体(ribosome)，为蛋白质的合成提供场所。rRNA单独存在不执行其功能。77、、核核酶酶的的概概念念：：催化性小RNA亦被称为核酶（ribozyme），是细胞内具有催化功能的一类小分子RNA，具有催化特定RNA降解的活性，在RNA的剪接修饰中具有重要作用。88、、核核酸酸的的紫紫外外吸吸收收作作用用：：紫外吸收A260nm，单核苷酸ssDNAdsDNA。DNA纯品:A260/A280=1.8RNA纯品:A260/A280=2.099、、DDNNAA的的变变性性与与复复性性：：DNA变性(denaturation)是指在某些理化因素（温度、pH、离子强度等）作用下，DNA双链的互补碱基对之间的氢键断裂，解开成两条单链的现象。DNA变性的本质是双链间氢键的断裂，只改变其二级结构，不改变其核苷酸排列顺序。在去除变性因素，并在适当条件下，变性DNA的两条互补单链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性(renaturation)。1100、、DDNNAA的的增增色色效效应应和和解解链链温温度度的的概概念念：：增色效应（hyperchromiceffect）：在DNA解链过程中，由于有更多的共轭双键得以暴露，DNA在260nm处的吸光度随之增加。。在解链过程中，紫外吸光度的变化ΔA260达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度（融解温度），又称Tm。其大小与G+C含量成正比。熟悉:DNA的超螺旋结构（P43)。核酸的分子杂交(P53)。第三章酶1、酶：酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质,是机体内催化代谢反应最主要的催化剂。2、单纯酶：有些酶其分子结构仅由氨基酸残基组成，没有辅助因子。这类酶称为单纯酶（simpleenzyme）。3、结合酶：结合酶（conjugatedenzyme）是除了在其组成中含有由氨基酸组成的蛋白质部分外，还含有非蛋白质部分。酶的分子组成，酶蛋白和辅因子的作用。4、必需基团：必需基团(essentialgroup)酶分子氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。5、酶活性中心的概念：酶的活性中心或活性部位（activesite）是酶分子中能与底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。6、同工酶的概念：同工酶(isoenzymeaisəu'enzaim/)是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。7、酶促反应的特点：1、酶促反应具有极高的效率:2、酶促反应具有高度的特异性3、酶促反应具有可调节性4、酶促反应高度的不稳定性8、酶促反应特异性的类型：绝对特异性(absolutespecificity)：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物。相对特异性(relativespecificity)：作用于一类化合物或一种化学键。9、影响酶促反应速度的因素：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。10、米氏方程及Km的意义：v=vmax[s]/(km+[s])[S]：底物浓度v：不同[S]时的反应速度Vmax：最大反应速度(maximumvelocity)Km：米氏常数(Michaelisconstant)1．Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度2．Km值是酶的特征性常数3．Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力.Km越大，表示酶对底物的亲和力越小；Km越小，表示酶对底物的亲和力越大。4．Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率11、不可逆抑制作用：抑制剂以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。12、可逆性抑制作用：①竞争性抑制作用：抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争结合酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶活性受到抑制，称为竞争性抑制作用。抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相对比例。②非竞争性抑制作用有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。底物和抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物(ESI)不能进一步释放出产物。这种抑制作用称作非竞争性抑制作用。③反竞争性抑制作用：抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使中间产物ES的量下降。这样，既减少从中间产物转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。13、变构酶：一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分非共价可逆结合，使酶构象改变，从而改变酶的活性，此种调节方式称别构调节，又称变构调节(allostericregulation)。受变构调节的酶称变构酶(allostericenzyme)。14、酶原与酶原激活：酶原(zymogen)：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，酶原向有活性酶转化的过程称为酶原的激活。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。15、全酶的组成：①酶蛋白决定反应的特异性②辅因子决定反应的种类与性质[熟悉]辅因子与金属离子和维生素之间的关系(P56-57)。酶促反应机理——诱导契合学说(P61)。第五章维生素和无机盐1、维生素的定义和分类：维生素(vitamin)是人体内不能合成，或合成量甚少、不能满足机体的需要，必须由食物供给，维持正常生命活动过程所必需的一组低分子量有机化合物。分类：脂溶性维生素(lipid-solublevitamin)、水溶性维生素(water-solublevitamin)：B族维生素和维生素C。2、B族维生