生物化学考试重点笔记(完整版)

第一章蛋白质的结构与功能第一节蛋白质的分子组成一、组成蛋白质的元素1、主要有C、H、O、N和S，有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘。2、蛋白质元素组成的特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。3、由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数×6.25×100二、氨基酸——组成蛋白质的基本单位（一）氨基酸的分类1.非极性氨基酸（9）：甘氨酸（Gly）丙氨酸（Ala）缬氨酸（Val）亮氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）苯丙氨酸（Phe）脯氨酸（Pro）色氨酸（Try）蛋氨酸（Met）2、不带电荷极性氨基酸（6）：丝氨酸（Ser）酪氨酸(Try)半胱氨酸(Cys)天冬酰胺(Asn)谷氨酰胺(Gln)苏氨酸(Thr)3、带负电荷氨基酸（酸性氨基酸）（2）:天冬氨酸(Asp)谷氨酸(Glu)4、带正电荷氨基酸（碱性氨基酸）（3）:赖氨酸(Lys)精氨酸(Arg)组氨酸(His)（二）氨基酸的理化性质1.两性解离及等电点等电点: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.紫外吸收(1)色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。（2）大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液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.茚三酮反应氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法三、肽（一）肽1、肽键是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。2、肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。3、由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽4、肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基5、多肽链是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。6、多肽链有两端：N末端：多肽链中有自由氨基的一端C末端：多肽链中有自由羧基的一端（二）几种生物活性肽1.谷胱甘肽2.多肽类激素及神经肽第二节蛋白质的分子结构一、蛋白质的一级结构1、定义：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的连接方式、排列顺序和二硫键的位置。2、主要的化学键：肽键，有些蛋白质还包括二硫键。3、一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。二、蛋白质的二级结构1、定义：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，并不涉及氨基酸残基侧链的构象2、主要的化学键：氢键3、蛋白质二级结构的主要形式-螺旋、-折叠、-转角、无规卷曲三、蛋白质的三级结构1、定义：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。2、主要的化学键：疏水作用、离子键、氢键和VanderWaals力等四、蛋白质的四级结构1、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。2、亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。第四节蛋白质的理化性质（一）蛋白质的紫外吸收（二）蛋白质的两性电离1、蛋白质的等电点：当蛋白质溶液处于某一pH时，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称为蛋白质的等电点。（三）蛋白质的沉降特性（四）蛋白质的胶体性质蛋白质胶体稳定的因素：颗粒表面电荷、水化膜（五）蛋白质的变性、复性1、蛋白质的变性：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也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。2、变性的本质：破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。（六）蛋白质的呈色反应⒈茚三酮反应蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。⒉双缩脲反应蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。第二章核酸的结构与功能第一节核酸的化学组成一、核苷酸的组成1、元素组成:C、H、O、N、P（9~10%）2、分子组成：（1）碱基：嘌呤碱，嘧啶碱（2）戊糖：核糖，脱氧核糖（3）磷酸3、DNA与RNA在分子组成上的异同类型DNARNA碱基A、T、C、GA、U、C、G戊糖脱氧核糖核糖磷酸相同二、核苷酸的结构1、核苷的形成：碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。2、核苷：AR,GR,UR,CR脱氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR3、核苷酸的结构：核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。4、核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP第二节核酸的分子结构一、核酸的一级结构1、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。二、核酸的空间结构与功能（一）DNA的空间结构与功能1、DNA的二级结构——双螺旋结构（1）DNA双螺旋结构模型要点：①DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧核糖核苷酸链组成，磷酸、脱氧核糖在外围构成骨架，中间是碱基对平面，碱基严格按照碱基互补配对原则。（A=T;GC）②右手双螺旋结构，螺旋一圈10对碱基，螺距3.4nm，表面有间隔排列的大沟、和小沟。③互补碱基的氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。2、DNA的三级结构在二级结构的基础上，DNA双螺旋结构进一步折叠、盘绕成为更为复杂的结构（1）原核生物DNA的高级结构——DNA超螺旋闭合环状双螺旋，正超螺旋、负超螺旋（2）DNA在真核生物细胞内真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体（3）核小体的组成：①DNA：约200bp（碱基对）②组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H43、DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础（二）RNA的空间结构与功能1、mRNA---(含量少，种类多，寿命短)（1）mRNA的功能：携带遗传信息（DNA），作为蛋白质翻译的模板。（2）mRNA结构特点：①5´末端形成帽子结构：m7GpppNm-②3´末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(80-250)尾2、tRNA（1）tRNA的一级结构特点：①73-93个核苷酸（分子量最小）②含10~20%（7-15个）稀有碱基，如DHU等③3´末端为—CCA-OH，5´末端大多是-G（2）tRNA的二级结构——三叶草形结构有：氨基酸臂DHU环及臂反密码环及臂TΨC环及臂额外环（3）tRNA的三级结构——倒L形（4）RNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。（三）rRNA（1）rRNA的结构：空间结构，较为复杂（2）rRNA的功能参与组成核糖体，作为蛋白质生物合成的场所。（3）rRNA的种类（根据沉降系数）：①真核生物5SrRNA、5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA②原核生物5SrRNA、16SrRNA、23SrRNA第三节核酸的理化性质一、紫外吸收：核酸在260nm处有吸收高峰，在230nm处有一低谷二、DNA的变性1、定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。2、方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等3、变性后其它理化性质变化：OD260增高粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸碱滴定曲线改变生物活性丧失4、DNA变性的本质是双链间氢键的断裂5、增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。6、Tm：紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度，其大小与G+C含量成正比。三、DNA的复性与分子杂交1、DNA复性的定义：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。2、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。3、减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。四、核酶和脱氧核酶1、核酶：催化性RNA作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。2、脱氧核酶：催化性DNA人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。第五章维生素一、概述1、定义：维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量不足，必须由食物供给的一组小分子有机化合物。2、分类：（1）脂溶性维生素Vit.A*、D*、E、K：（2）水溶性维生素：Vit.C*B族Vit.：B1*、B2*、PP*、B6*、生物素泛酸、叶酸*、B12*、硫辛酸3、引起维生素缺乏的原因：（1）摄入不足：偏食、烹饪不当（2）吸收障碍：胃肠道疾病、肝胆疾病（3）需要量增加：儿童，孕妇，哺乳期妇女，重体力劳动者和慢性消耗性疾病患者（4）服用某些药物：如抗生素，可致肠道菌群紊乱，自身可合成的少量维生素缺失（维生素K、B6、PP、生物素、泛酸等）（5）生物体的特异缺陷：如内因子缺乏二、脂溶性维生素1、共同特点：（1）不溶于水，溶于脂肪及有机溶剂（2）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收（3）在血浆中与特异蛋白结合而运输（4）在肝脏内储存，摄入过多会出现中毒2、种类：VitA,VitD,VitE,VitK一、维生素A----抗干眼病维生素1、视黄醇（维生素A1），3-脱氢视黄醇（维生素A2）视黄醇————视黄醛———视黄酸2、活性形式：11－顺视黄醛（紫外线可破坏维生素A）3、来源：哺乳动物及鱼的肝脏、蛋黄、乳制品等维生素A原：β-胡萝卜素可转化为维生素A（胡萝卜、红辣椒、菠菜、芥菜等绿叶蔬菜）（二）生化作用及缺乏症：1、构成视觉细胞内感光物质的成分2、维持上皮组织结构的完整性3、参与类固醇的合成促进生长发育4、有一定的抗癌、防癌作用缺乏症：夜盲症、干眼病二、维生素D---抗佝偻病维生素1、种类：VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）2、VitD2原：麦角固醇VitD3原：7-脱氢胆固醇3、来源：肝、蛋黄、牛奶、鱼肝油4、VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-VitD35、生化作用及缺乏症：1、生化作用：（1）肠：促进肠道对钙的吸收；（2）肾：促进肾脏对钙、磷的重吸收（3）骨骼：增加骨对钙、磷的吸收和沉积，有利于骨的钙化；2、缺乏症：儿童——佝偻病成人——软骨病三、维生素E---生育酚1、活性形式：生育酚2、来源：植物油、豆类、谷物等3、生化作用：1、抗氧化作用2、维持生殖机能3、促进血红素代谢缺乏症：未发现，临床：治疗习惯性流产四、维生素K----凝血维生素1、来源：绿色蔬菜、种子、鱼、肝等2、化学结构：2-甲基-1，4-萘醌的衍生物3、生化作用：维持体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，参与凝血作用4、缺乏维生素Ｋ会延迟血液凝固；易出血。第二节水溶性维生素一、概述（一）共同特点：1、易溶于水，故易随尿液排出。2、体内不易储存，必须经常从食物中摄取。3、不易导致积累而引起中毒（二）种类：B族维生素和维生素C一、维生素B1----抗脚气病维生素（一）别名及活性形式：1、维生素B1又名硫胺素2、活性形式：焦磷酸硫胺素(TPP)（四）生化作用及缺乏症1、生化作用：（1）TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，（2）TPP是磷酸戊糖途径中转酮酶的辅酶。（3）在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。2、缺乏症：（1）脚气病：维生素B1缺乏时，可引起依赖TPP代谢的反应受抑制，导致如丙酮酸堆积，使组织供氧不足，功能不足。出现：手足麻木，肌肉萎缩，心力衰竭，下肢水肿，神经功能退化等。（2）末梢神经炎：神经痛，面部神经麻痹等。（3）胃肠机能障碍：胃肠蠕动减慢，消化液分泌减少，食欲不振，消化不良。二、维生素B2------核黄素（一）来源：动物内脏、黄豆、小麦、绿色蔬菜，肠道合成。耐热，酸性溶液中稳定，易被碱和紫外线破坏（二）别名及活性形式1、维生素B2