【正文】 十一、 DNA的復性與分子雜交： 將變性 DNA經退火處理，使其重新形成雙螺旋結構的過程，稱為 DNA的復性。 引起 DNA變性的因素主要有： ① 高溫， ② 強酸強堿， ③ 有機溶劑等。真核生物中的 rRNA有四種：5S， ， 18S， 28S。 ④ TψC 臂：含保守的 TψC 順序，可以識別核蛋白體上的 rRNA，促使 tRNA與核蛋白體結合。 2． tRNA的結構與功能： tRNA是分子最小，但含有稀有堿基最多的 RNA。 1． mRNA的結構與功能： mRNA是單鏈核酸，其在真核生物中的初級產物稱為 HnRNA。一個生物體的全部 DNA序列稱為基因組（ genome）。 在真核生物中，雙螺旋的 DNA分子圍繞一蛋白質八聚體進行盤繞，從而形成特殊的串珠狀結構，稱為核小體。 四、 DNA的二級結構： DNA雙螺旋結構是 DNA 二級結構的一種重要形式，它是 Watson和 Crick兩位科學家于 1953年提出來的一種結構模型，其主要實驗依據(jù)是 Chargaff研究小組對 DNA的化學組成進行的分析研究，即 DNA分子中四種堿基的摩爾百分比為 A=T、 G=C、 A+G=T+C（ Chargaff原則），以及由 Wilkins研究小組完成的 DNA晶體 X線衍射圖譜分析。 DNA由 dAMP、 dGMP、 dCMP和 dTMP四種脫氧核糖核苷酸所組成。 核苷酸通常使用縮寫符號進行命名。 二、核苷酸的結構與命名： 核苷酸是由核 苷與磷酸經脫水縮合后生成的磷酸酯類化合物，包括核糖核苷酸和脫氧核糖核酸兩大類。通常是由核糖或脫氧核糖的 C1’ β 羥基與嘧啶堿 N1或嘌呤堿 N9 進行縮合，故生成的化學鍵稱為 β ， N糖苷鍵。組成核苷酸的嘧啶堿主要有三種 —— 尿嘧啶（ U）、胞嘧啶（ C）和胸腺嘧啶（ T），它們都是嘧啶的衍生物。超速離心也可用來測定蛋白質的分子量，蛋白質的分子 量與其沉降系數(shù) S成正比。 3．透析：利用透析袋膜的超濾性質，可將大分子物質與小分子物質分離開。鹽析時，溶液的pH在蛋白質的等電點處效果最好。引起蛋白質變性的因素有：高溫、高壓、電離輻射、超聲波、紫外線及有機溶劑、重金屬鹽、強酸強堿等。 2．蛋白質的膠體性質：蛋白質具有親水溶膠的性質。 4．四級結構：指亞基之間的立體排布、接觸部位的布局等，其維系鍵為非共價鍵。 回折部分，通常由四個氨基酸殘基構成，借 4殘基之間形成氫鍵維系。主要有以下幾種類型： ⑴α 螺旋：其結構特征為： ① 主鏈骨架圍繞中心軸盤繞形成右手螺旋； ② 螺旋每上升一圈是 個氨基酸殘基，螺距為 ； ③ 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵； ④ 側鏈基團位于螺旋的外側。一級結構為線狀結構，二、三、四級結構為空間結構。氨基酸分子在參與形成肽鍵之后，由于脫水而結構不 完整，稱為氨基酸殘基。 第二章 蛋白質的結構與功能 一、氨基酸： 1．結構特點：氨基酸 (amino acid)是蛋白質分子的基本組成單位。其中，中間代謝過程是在細胞內進行的，最為復雜的化學變化過程，它包括合成代謝，分解代謝，物質互變，代謝調控， 能量代謝幾方面的內容。就在這一時期，人們基本上弄清了生物體內各種主要化學物質的代謝途徑。生物化學與分子生物學重點 (1) 20221113 23:44:37 來源：綠色生命網 第一章 緒論 一、生物化學的的概念： 生物化學（ biochemistry)是利用化學的原理與方法去探討生命的一門科學，它是介于化學、生物學及物理學之間的一門邊緣學科。 3．分子生物學階段：這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結構與其功能之間的關系。 3．細胞信號轉導：細胞內存在多條信號轉導途徑，而這些途徑之間通過一定的方式方式相互交織在一起，從而構成了非常復雜的信號轉導網絡，調控細胞的代謝、生理活動及生長分化。構成 天然蛋白質分子的氨基酸約有 20 種，除脯氨酸為 α 亞氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均為 Lα 氨基酸。每條多肽鏈都有兩端：即自由氨基端 (N端 )與自由羧基端 (C端 )，肽鏈的方向是 N端 →C 端。 1．一級結構：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，其維系鍵是肽鍵。 影響 α 螺旋形成的因素主要是： ① 存在側鏈基團較大的氨基酸殘基； ② 連續(xù)存在帶相同電荷的氨基酸殘基； ③ 存在脯氨酸殘基。 ⑷ 無規(guī)卷曲：主鏈骨架無規(guī)律盤繞的部分。亞基是指參與構成蛋白質四級結構的而又具有獨立三級結構的多肽鏈。蛋白質分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質親水溶膠的兩個重要因素。絕大多數(shù)蛋白質分子的變性是不可逆的。凡能與水以任意比例混合的有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白質沉淀。 4．層析：利用混合物中各組分理化性質的差異，在相互接觸的兩相（固定相與流動相）之間的分布不同而進行分離。 七、氨基酸順序分析： 蛋白質多肽鏈的氨基酸順序分析，即蛋白質一級結構的測定，主要有以下幾個步驟： 1. 分離純化蛋白質，得到一定量的蛋白質純品； 2. 取一定量的樣品進行完全水解，再測定蛋白質的氨基酸組成； 3. 分析蛋白質的 N端和 C端氨基酸； 4. 采用特異性的酶（如胰凝乳蛋白酶）或化學試劑（如溴化氰）將蛋白質處理為若干條肽段； 5. 分離純化單一肽段； 6. 測定各條肽段的氨基酸順序。組成核苷酸的嘌呤堿主要有兩種 —— 腺嘌呤（ A）和鳥嘌呤（ G），它們都是嘌呤的衍生物。其中由 D核糖生成者稱為核糖核苷，而由脫氧核糖生成者則稱為脫氧核糖核苷。最常見的核苷酸為 5’ 核苷酸（ 5’ 常被省略）。第一位符號用小寫字母 d代表脫氧，第二位用大寫字母代表堿基，第三位用大寫字母代表磷酸基的數(shù)目，第四位用大寫字母 P代表磷酸。 DNA的一級結構就是指 DNA分子中脫氧核糖核苷酸的種類、數(shù)目、排列順序及連接方式。 天然 DNA的二級結構以 B型為主，其結構特征為： ① 為右手雙螺旋，兩條鏈以反平行方式排列；② 主鏈位于螺旋外側，堿基 位于內側； ③ 兩條鏈間存在堿基互補，通過氫鍵連系，且 AT、 GC（堿基互補原則）； ④ 螺旋的穩(wěn)定因素為氫鍵和堿基堆砌力； ⑤ 螺旋的螺距為 ，直徑為 2nm。核小體結構屬于 DNA的三級結構。基因組的大小與生物的復雜性有關。大多數(shù)真核成熟的 mRNA分子具有典型的 5’ 端的 7甲基鳥苷三磷酸（ m7GTP）帽子結構和 3’ 端的多聚腺苷酸 (polyA)尾巴結構。 tRNA 的二級結構由于局部雙螺旋的形成而表現(xiàn)為 “ 三葉草 ” 形，故稱為 “ 三葉草 ” 結構，可分為五個部分： ① 氨基酸臂：由 tRNA的 5’ 端和 3’ 端構成的局部雙螺旋， 3’ 端都帶有 CCAOH順序，可與氨基酸結合而攜帶氨基酸。 ⑤ 可變臂：位于 TψC 臂和反密碼臂之間，功能不詳。 八、核酶： 具有自身催化作用的 RNA稱為核酶（ ribozyme），核酶通常具有特殊的分子結構，如錘頭結構。 DNA變性后的性質改變： ①增色效應：指 DNA變性后對 260nm紫外光的光吸收度增加的現(xiàn)象； ② 旋光性下降； ③ 粘度降低；④ 生物功能喪失或改變。 兩 條來源不同的單鏈核酸（ DNA或 RNA），只要它們有大致相同的互補堿基順序，以退火處理即可復性，形成新的雜種雙螺旋，這一現(xiàn)象稱為核酸的分子雜交。 在核酸雜交分析過程中，常將已知順序的核酸片段用放射性同位素或生物素進行標記，這種帶有一定標記的已知順序的核酸片段稱為探針。 —————————— 第四章 酶 一、酶的概念： 酶（ enzyme）是由活細胞產生的生物催化劑，這種催化劑具有極高的催化效率和高度的底物特異性，其化學本質是蛋白質。 與酶蛋白疏松結合并與酶的催化活性有關的耐熱低分子有機化合物稱為輔酶。大部分的輔酶與輔基衍生于維 生素。 ：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（ Vit B1）焦磷酸化而生成，是脫羧酶的輔酶，在體內參與糖代謝過程中 α 酮酸的氧化脫羧反應。 NAD+和 NADP+主要作為脫氫酶的輔酶，在酶促反應中起遞氫體的作用，為單遞氫體。 CoA中的巰基可與羧基以高能硫酯鍵結合，在糖、脂、蛋白質代謝中起傳遞酰基的作用，是酰化酶的輔酶。 8. Vit B12衍生物： Vit B12 分子中含金屬元素鈷，故又稱為鈷胺素。脫氧腺苷鈷胺素參與構成變位酶的輔酶，甲基鈷胺素則是甲基轉移酶的輔酶。在酶的活性中心以外，也存在一些化學基團，主要與維系酶的空間構象有關，稱為酶活性中心外必需基團。 ⑴ 絕對特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學反應，稱為絕對特異性，如琥珀酸脫氫酶。 七、酶促反應的 機制： 1．中間復合物學說與誘導契合學說：酶催化時，酶活性中心首先與底物結合生成一種酶 底物復合物（ ES），此復合物再分解釋放出酶，并生成產物，即為中間復合物學說。在探討各種因素對酶促反應速度的影響時，通常測定其初始速度來代表酶促反應速度，即底物轉化量 5%時的反應速度。其中， Vmax為最大反應速度， Km為米氏常數(shù)。因此， Km可以反映酶與底物親和力的大小，即 Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小。 ⑥Km 可用來確定酶活性測定時所需的底物濃度：當 [S]=10Km時， ν=91%Vmax ，為最合適的測定酶活性所需的底物濃度。 3．溫度對反應速度的影響：一般來 說，酶促反應速度隨溫度的增高而加快，但當溫度增加達到某一點后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應速度迅速下降。 4． pH對反應速度的影響：觀察 pH對酶促反應速度的影響，通常為一鐘形曲線，即 pH過高或過低均可導致酶催化活性的下降。 5．抑制劑對反應速度的影響： 凡是能降低酶促反應速度，但不引起酶分子變性失活的物質統(tǒng)稱為酶的抑制劑。酶的不可逆抑制作用包括專一性抑制（如有機磷農藥對膽堿酯酶的抑制）和非專一 性抑制（如路易斯氣對巰基酶的抑制）兩種。 ① 競爭性抑制：抑制劑與底物競爭與酶的同一活性中心結合，從而干擾了酶與底物的結合，使酶的催化活性降低，這種作用就稱為競爭性抑制作用。其特點為： ； b.必須有底物存在，抑制劑才能對 酶產生抑制作用； ： Km 減小， Vm 降低。酶的激活劑大多數(shù)是金屬離子，如 K+、 Mg2+、 Mn2+等，唾液淀粉酶的激活劑為 Cl。這是一種快速調節(jié)方式。凡能使酶分子變構并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱為變構劑。 ⑵ 共價修飾調節(jié)：酶蛋白分子中的某些基團可以在 其他酶的催化下發(fā)生共價修飾，從而導致酶活性的改變，稱為共價修飾調節(jié)。 ⑶ 酶原的激活：處于無活性狀態(tài)的酶的前身物質就稱為酶原。酶原激活的生理意義在于：保護自身組織細胞不被酶水解消化。凡能促使基因轉錄增強，從而使酶蛋白合成增加的物質就稱為誘導劑；反之，則稱為阻遏劑。同工酶在體內的生理意義主要在于適應不同組織或不同細胞器在代謝上的不同需要。在骨骼肌中含量最多的是 LDH5， LDH5對丙酮酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化丙酮酸轉變?yōu)槿樗幔源龠M糖酵解的進行。 ② 作為結構成分：糖類可與脂類 形成糖脂，或與蛋白質形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可參與構成生物膜、神經組織等。其全部反應過程在胞液中進行，代謝的終產物為乳酸，一分子葡萄糖經無氧酵解可凈生成兩分子 ATP。 3. 放能（丙酮酸的生成）： 3磷酸甘油醛經脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應生成丙酮酸，包括五步反應： 3磷酸甘油醛 →1,3 二磷酸 甘油酸 →3 磷酸甘油酸 →2 磷酸甘油酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸。即丙酮酸 → 乳酸。 2. 在有氧條件下，作為某些組織細胞主要的供能途徑：如表皮細胞 ，紅細胞及視網膜等，由于無線粒體，故只能通過無氧酵解供能。糖的有氧氧化代謝途徑可分為三個階段： 1．葡萄糖經酵解途徑生成丙酮酸： 此階段在細胞胞液中進行，與糖的無氧酵解途徑相同，涉及的關鍵酶也相同。 2．丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoA： 丙酮酸進入線粒體，在丙酮酸脫氫酶系的催化下氧化脫羧生成（ NADH+H+）和乙酰 CoA。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成 12 分子 ATP，故此階段可生成 212=24 分子 ATP。 三羧酸循環(huán)的特 點： ① 循環(huán)反應在線粒體中進行，為不可逆反應。 ⑤ 循環(huán)中有四次脫氫反應，生成三分子 NADH和一分子 FADH2。 2．是糖、脂、蛋白質氧化供能的共同途徑：糖、脂、蛋白質的分解產物主要經此途徑徹底氧化分解供能。 巴斯德效應：糖的有氧氧化可以抑制糖的無氧酵解的現(xiàn)象。整個代謝途徑在胞液中進行。 ⑶ 維持巰基酶的活性。 十、糖原的合成與分解： 糖原是由許多葡萄糖分子聚合而成的帶有分支的高分子多糖類化合物。 1．糖原的合成代謝：糖原合成的反應過程可分為三個階段。糖原合酶是糖原合成的關鍵酶。此階段的關鍵酶是糖原磷酸化酶，并需脫支酶協(xié)助。 十一、糖原合成與分解的生理意義： 1．