【正文】 比例 約占總 RNA的 5% 約占總 RNA的 10%15% 最多，占總 RNA的 75%80% 二級(jí)結(jié)構(gòu) 單 鏈 二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草形 三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒 L型 花 狀 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 5’ 端帶有 m7GpppN帽結(jié)構(gòu) 3’ 端帶有 polyA尾結(jié)構(gòu) 中間是遺傳信息編碼區(qū) 從 5’ 至 3’ 端分別是 DHU環(huán)、反密碼子環(huán)、 Tψ環(huán)，至 3’ 端為 CCA－ OH 原核 真核 大亞基 23S、 5S 28S、 5S 小亞基 16S 18S 分布 胞 核 胞 質(zhì) 胞 質(zhì) 表 24 其它小分子 RNA種類及功能 名 稱 功 能 hnRNA 核內(nèi)不均一 RNA 成熟 mRNA的前體 snRNA 核內(nèi)小 RNA 參與 hnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn) snoRNA 核仁小 RNA rRNA的加工與修飾 scRNA/7SLRNA 胞質(zhì)小 RNA 蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號(hào)識(shí)別體組成成分 六、 DNA（熱）變性、 復(fù)性 及分子雜交的概念 。 a) DNA變性：在某些理化因素（溫度、 pH、離子強(qiáng)度）作用下， DNA雙鏈的互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂，使 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，成為單鏈的現(xiàn)象。 ? DNA變性只改變其二級(jí)結(jié)構(gòu)，不改變核苷酸排列順序。 ? DNA的增色效應(yīng)： DNA變性過程中，在紫外區(qū) 260nm處的 OD值增加，并與解鏈程度有一定比例的關(guān)系。 ? DNA 解鏈溫度： DNA 的變性從開始解鏈到完全解鏈，在一個(gè)相當(dāng) 窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，期間紫外光吸收值達(dá)到最大值 50%的溫度稱為解鏈溫度，又稱融解溫度（ Tm）。 ? Tm值高低與其分子所含堿基中的 GC 含量相關(guān)， GC含量越高， Tm值越大。 b) DNA復(fù)性：變性 DNA在適當(dāng)條件下，兩條互補(bǔ)鏈可重新配對(duì)，恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象。 ? 退火：熱變性的 DNA經(jīng)緩慢冷卻后復(fù)性的過程。 c) 分子雜交： DNA變性后的復(fù)性過程中，如果將不同種類的 DNA單鏈分子或 RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對(duì)關(guān)系，在適宜的條件下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈的現(xiàn)象。 七、 核酸酶的 概念 及 性質(zhì) a) 核酸酶： 所有可以水解核酸的酶，根據(jù)酶解底物的不同分為 DNA酶和 RNA酶。 b) 核酸內(nèi)切酶： 可以在 DNA或 RNA分子內(nèi)部切斷磷酸二酯鍵的酶。 c) 核酸外切酶： 僅能水解位于核酸分子鏈末端核苷酸的酶。根據(jù)其作用的方向性，分為 5’→ 3’ 或 3’ → 5’ 核酸外切酶。 d) 核 酶：具有 催化功能的 RNA分子，底物是核酸，屬于序列特異性的核酸內(nèi)切酶。 e) 催化性 DNA： 人工合成的具有序列特異性降解 RNA功能的寡聚脫氧核苷酸片段。 第三章 一、 酶及生物催化劑的基本概念；酶的分子組成及相關(guān)概念如酶蛋白、輔助因子（輔酶、輔基）、全酶、酶的活 性中心和必需基團(tuán)等 見表 31。 表 31 酶及酶的相關(guān)概念 概 念 說 明 酶 由活細(xì)胞合成，對(duì)其特異性底物起高效催化作用的蛋白質(zhì)。是機(jī)體內(nèi)催化各種代謝反應(yīng)最主要的催化劑。 ―― 生物催化劑 包括酶及核酶兩個(gè)概念。核酶是具有高效、特異催化作用的核酸，是近年來發(fā)現(xiàn)的一類新的生物催化劑，主要是參與 RNA的剪接。 酶及核酶兩個(gè)概念都要提及。 單體酶 僅具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的酶 ―― 寡聚酶 由多個(gè)相同或不同亞基以非共價(jià)鍵連接組成的酶 ―― 多酶體系 由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復(fù)合物 丙酮酸 脫氫酶復(fù)合體 多功能酶 一些多酶體系在進(jìn)化過程中由于基因的整合，多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中 嘧啶核苷酸從頭合成的酶 單純酶 僅由肽鏈構(gòu)成的酶 脲酶、淀粉酶、脂酶等 結(jié)合酶 由酶蛋白和輔助因子組成的酶 酶蛋白和輔助因子結(jié)合形成的復(fù)合物稱為全酶 只有全酶才有催化作用 輔助因子 輔酶 與酶蛋白結(jié)合疏松的輔助因子，可用透析或超濾方法去除 ―― 輔基 與酶蛋白結(jié)合緊密的輔助因子，不能用透析或超濾方法去除 金屬離子多為酶的輔基 金屬酶 金屬離子作為輔助因子，且與酶結(jié)合緊密，提取過程中不易丟失 羧 基肽酶、黃嘌呤氧化酶 金屬激活酶 金屬離子作為輔助因子，但與酶結(jié)合疏松 已糖激酶、肌酸激酶 酶的必需基團(tuán) 酶分子中與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán) ―― 酶的活性中心 必需基團(tuán)組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物結(jié)構(gòu)并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的區(qū)域，包含結(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán) ―― 單純酶與結(jié)合酶的活性中心 ? 對(duì)單純酶來說，活性中心就是酶分子在三維結(jié)構(gòu)上比較接近的少數(shù)幾個(gè)氨基酸殘基，但 通過肽鏈的盤繞、折疊而在空間構(gòu)象上相互靠近； 活性中心的常見必需基團(tuán)： His殘基的咪唑基、 Ser殘基的羥基、 Cys殘基的巰基及 Glu殘基的 γ 羧基。 ? 對(duì)結(jié)合酶來說，輔酶分子或輔酶分子上的某一部分結(jié)構(gòu)往往就是活性中心的組成部分。 金屬離子的作用 ? 作為酶活性中心的催化基團(tuán)參與催化反應(yīng)、傳遞電子； ? 作為連接底物與酶的橋梁，便于酶對(duì)底物起作用； ? 維持酶蛋白構(gòu)象； ? 中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力。 維生素在酶促反應(yīng)中的作用 詳見表 32。 表 32 常見酶促反應(yīng)中維生素的作用 維生素 學(xué)名 輔酶形式 酶促反應(yīng)中的作用 B1 硫胺素 TPP 丙酮酸脫氫酶 , α 酮戊二酸脫羧酶及轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶 B2 核黃素 FAD、 FMN 多種氧化還原酶及遞氫體 的酶輔基參與遞氫作用 PP 尼克酸 NAD、 NADP 脫氫酶的輔酶 B6 吡哆醛 磷酸吡哆醛 氨基酸脫羧酶、轉(zhuǎn)氨酶等的輔酶 B12 鈷胺素 鈷胺素 烷基轉(zhuǎn)移的輔酶 泛酸 遍多酸 輔酶 A、 ACP 多種酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的輔酶 H 生物素 羧化酶輔酶 羧化酶的輔酶，參與 CO2的固定 葉酸 葉酸 FH4 各種 — 碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的活性載體 C 抗壞血酸 抗壞血酸 膠原中脯氨酰羥化酶、多巴胺 ? 羥化酶等作用時(shí)提供還原物 二、 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與酶促反應(yīng)機(jī)制的學(xué)說 酶促反應(yīng)的特點(diǎn) ? 酶促反應(yīng)具有極高的效率：降低反應(yīng)的活化能，但 不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。 ? 酶促反應(yīng)具有高度的特異性： ? 絕對(duì)的特異性：僅作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定的產(chǎn)物。如脲酶和琥珀酸脫氫酶。 ? 相對(duì)的特異性：作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵。如脂肪酶、磷酸酶、蛋白酶等。 ? 立體異構(gòu)特異性：僅作用于底物的一種立體異構(gòu)體，如乳酸脫氫酶催化 L乳酸；延胡索酸酶催化反式丁烯二酸與蘋果酸間的裂解。 ? 酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性：⑴酶量調(diào)節(jié)； ⑵酶催化效率調(diào)節(jié)； ⑶改 變底物濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ? 酶促反應(yīng)的高效不穩(wěn)定性：由于酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，易受理化因素的影響。 酶促反應(yīng)機(jī)制的誘導(dǎo)契 合假說 ? 酶與底物接近時(shí)二者相互誘導(dǎo)、相互形變、相互適應(yīng)。酶促反應(yīng)的機(jī)制很復(fù)雜，在酶的活性中心內(nèi)底物可發(fā)生鄰近效應(yīng)和定向排列，酶對(duì)底物可進(jìn)行酸堿多元催化在，底物在酶活性中心的疏水性‘口袋’里發(fā)生表面效應(yīng)。 三、 影響酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的 幾種因素及其動(dòng)力學(xué)特點(diǎn) 影響酶促反應(yīng)速度的因素見表 33。 表 33 影響酶促反應(yīng)速度的因素 影響因素 特 征 說 明 底物濃度 符合米 曼氏方程 V＝（ Vmax[S]） /(Km+[S]) 呈矩形雙曲線 酶濃度 V與酶濃度呈正比 在底物濃度足夠大的情況下 PH值 有最適 pH值 ，達(dá)到最大反應(yīng)速度 不是酶的特征性常數(shù) 溫度 有最適溫度，達(dá)到最大反應(yīng)速度 不是酶的特征性常數(shù) 抑制劑 引起酶催化活性下降但不引起酶蛋白變性的物質(zhì) 分不可逆性抑制與可逆性抑制 激活劑 使酶從無活性到有活性或使酶活性增加的物質(zhì) 大多為金屬離子 底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 ? Km值的含義： 為酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度 ? Km值是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境有關(guān)，與酶的濃度無關(guān) ? Km 值可用來表示酶與底物的親和力。 Km 值越小，酶與底物的親和力越大，表示不需要很高的底物濃度就可容 易達(dá)到最大反應(yīng)速度。反之亦然。 ? Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度呈正比 ? Km與 Vmax的測(cè)定：雙倒數(shù)作圖得到林貝氏方程： 自變量是 1/[S]，應(yīng)變量是 1/V，斜率是 Km/Vmax，在 y軸的截距是 1/Vmax（圖 31） 酶濃度的影響 圖 31 斜率 ? 當(dāng) [S][E]時(shí)，酶促反應(yīng)速度與 [E]成正比 pH值的影響 ? 在某一 pH值，酶催化 活性最大，稱為最適 pH值。 ? 最適 pH 值不是酶的特征性常數(shù)，大多數(shù)接近中性。少數(shù)例外（如胃蛋白酶，最適 pH 值為；肝精氨酸酶最適 pH 值為 ）。 抑制劑的影響 ? 酶的抑制劑： 引起酶催化活性下降但不引起酶蛋白變性的物質(zhì)。 表 34 兩種抑制性作用的比較 不可逆性抑制 可逆性抑制 結(jié)合方式 共價(jià)鍵 非共價(jià)鍵 抑制劑的作用部位 活性中心上的必需基團(tuán) 如有機(jī)磷農(nóng)藥： 絲氨酸上的羥基 重金屬離子和砷化合物：巰基 S、 ES、 E 能否通過透析或超濾去除 否 可以 舉例 有機(jī)磷農(nóng)藥、重金屬離子 磺胺類等 ? 三種可 逆性抑制的比較 ， 詳見表 35。 表35 三種可逆性抑制作用的比較 作用特征 無抑制劑 競爭性抑制 非競爭性抑制 反競爭性抑制 與 I結(jié)合的組分 ―― E E、 ES ES 動(dòng)力學(xué)參數(shù) 表觀 Km Km 增大 不變 減小 Vmax Vmax 不變 減小 減小 林 貝氏作圖 斜率 Km /Vmax 增大 增大 不變 X軸截距 1/ Km 增大 不變 減小 Y軸截距 1/Vmax 不變 增大 增大 激活劑的影響 ? 激活劑 ：使酶從無活性到有活性或使活性增加的物質(zhì)。 ? 大多數(shù)為金 屬離子，如 Mg2+、 K+；有機(jī)化合物：如膽汁酸鹽。 ? 必需激活劑：為酶促反應(yīng)所必需，否則檢測(cè)不到酶的活性。例 Mg2+于已糖激酶。 ? 非必需激活劑：激活劑不存在時(shí)，仍能檢測(cè)到一定的活性，例 Cl于唾液淀粉酶。 四、 酶原與酶原的激活 ? 酶 原： 無活性酶的前體。例消化酶原、凝血酶原等。 ? 酶原的激活： 酶原向酶的轉(zhuǎn)化過程。實(shí)質(zhì)是酶活性中心的形成或暴露過程。 ? 生理意義：⑴保護(hù)自身不被酶破壞；⑵保證酶在特定的部位與環(huán)境發(fā)揮作用；⑶酶的貯存形式。 五、 酶的快速調(diào)節(jié)與慢速調(diào)節(jié)的方式 快速調(diào)節(jié)包括變構(gòu)調(diào)節(jié)與共價(jià)修飾調(diào)節(jié) ? 變構(gòu)酶：指效應(yīng)劑與酶 的非催化部位可逆的結(jié)合，使酶發(fā)生構(gòu)象的變化而影響酶的活性，其作用特點(diǎn)如下： 1. 反應(yīng)的方程曲線為 S型曲線，非米氏方程的矩形雙曲線。 2. 變構(gòu)酶多為代謝途徑的關(guān)鍵酶，催化的常為不可逆反應(yīng)。 3. 變構(gòu)酶常由多個(gè)亞基組成，彼此間具有協(xié)同效應(yīng)。 4. 變構(gòu)酶有催化部位和調(diào)節(jié)部位（而不是都具有催化亞基和調(diào)節(jié)亞基）。 5. 變構(gòu)調(diào)節(jié)是快速調(diào)節(jié)。 ? 共價(jià)修飾：酶蛋白上的一些基團(tuán)與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價(jià)結(jié)合，從而改變酶的活性。 6. 常見的共價(jià)修飾包括：磷酸化與去磷酸化、乙?；c去乙酰化、甲基化與去甲基化、腺苷化與去腺苷化和－ SH與－ S－ S－的互變等 。 7. 磷酸化與去磷酸化最為常見。 8. 共價(jià)修飾是快速調(diào)節(jié)。 ? 酶含量的調(diào)節(jié)：通過改變酶合成或降解以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酶的含量，屬于慢速調(diào)節(jié)。 同工酶概念及應(yīng)用 ? 同工酶：是指催化的化學(xué)反應(yīng)相同，酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)及至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同 mRNA 翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。 9. 乳酸脫氫酶有五種類型，其中 LDH1型在心肌細(xì)胞中最多；肝病時(shí) LDH5升高 10. 肌酸激酶（ CK）有三型：腦中含 CK1（ BB 型）；心肌含 CK2（ MB 型）；骨骼肌含 CK3（ MM型） 六、 酶的命名與 分類原則 酶均有兩個(gè)名稱，系統(tǒng)名稱應(yīng)標(biāo)明酶的所有底物與反應(yīng)性質(zhì)。推薦名稱是從習(xí)慣名稱中挑選而來，可分為六類：⑴氧化還原酶類；⑵轉(zhuǎn)移酶類；⑶水解酶類；⑷裂合酶類；⑸異構(gòu)酶類； ⑹合成酶類。 七、 酶在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 酶與疾病的關(guān)系密切。遺傳性因素和許多疾病均可引起酶的質(zhì)與量的異常以及活性的改變，并引發(fā)多種疾病。檢驗(yàn)血液中酶活性的改變可以幫助診斷某些疾病。許多藥物可通過改變?nèi)梭w或致病菌中酶的活性從而達(dá)到治療目的。此外，酶還可以作為工具用于臨床檢驗(yàn)和科學(xué)研究。 第四章 一、 糖的主要生理功能 ? 提供能量是糖最主要的生理功能。 ? 糖還是機(jī)體重要的碳源，糖代謝的中間產(chǎn)物可轉(zhuǎn)變成其他的含碳化合物。 ? 糖也是組成人體組織結(jié)構(gòu)的重要成