【正文】 十一、 DNA的復(fù)性與分子雜交： 將變性 DNA經(jīng)退火處理，使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，稱為 DNA的復(fù)性。 引起 DNA變性的因素主要有： ① 高溫， ② 強(qiáng)酸強(qiáng)堿， ③ 有機(jī)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(shí)別核蛋白體上的 rRNA，促使 tRNA與核蛋白體結(jié)合。 2． tRNA的結(jié)構(gòu)與功能： tRNA是分子最小，但含有稀有堿基最多的 RNA。 1． mRNA的結(jié)構(gòu)與功能： mRNA是單鏈核酸，其在真核生物中的初級(jí)產(chǎn)物稱為 HnRNA。一個(gè)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(zhì)八聚體進(jìn)行盤繞，從而形成特殊的串珠狀結(jié)構(gòu)，稱為核小體。 四、 DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)： DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是 DNA 二級(jí)結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是 Watson和 Crick兩位科學(xué)家于 1953年提出來(lái)的一種結(jié)構(gòu)模型，其主要實(shí)驗(yàn)依據(jù)是 Chargaff研究小組對(duì) DNA的化學(xué)組成進(jìn)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(hào)進(jìn)行命名。 二、核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名： 核苷酸是由核 苷與磷酸經(jīng)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(jìn)行縮合，故生成的化學(xué)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(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量，蛋白質(zhì)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(zhì)，可將大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離開。鹽析時(shí)，溶液的pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。引起蛋白質(zhì)變性的因素有：高溫、高壓、電離輻射、超聲波、紫外線及有機(jī)溶劑、重金屬鹽、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等。 2．蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。 4．四級(jí)結(jié)構(gòu)：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(jià)鍵。 回折部分，通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gè)氨基酸殘基，螺距為 ； ③ 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵； ④ 側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。一級(jí)結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。氨基酸分子在參與形成肽鍵之后，由于脫水而結(jié)構(gòu)不 完整，稱為氨基酸殘基。 第二章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 一、氨基酸： 1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸 (amino acid)是蛋白質(zhì)分子的基本組成單位。其中，中間代謝過(guò)程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過(guò)程，它包括合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控， 能量代謝幾方面的內(nèi)容。就在這一時(shí)期，人們基本上弄清了生物體內(nèi)各種主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。生物化學(xué)與分子生物學(xué)重點(diǎn) (1) 20221113 23:44:37 來(lái)源：綠色生命網(wǎng) 第一章 緒論 一、生物化學(xué)的的概念： 生物化學(xué)（ biochemistry)是利用化學(xué)的原理與方法去探討生命的一門科學(xué)，它是介于化學(xué)、生物學(xué)及物理學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科。 3．分子生物學(xué)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(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。 3．細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)存在多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，而這些途徑之間通過(guò)一定的方式方式相互交織在一起，從而構(gòu)成了非常復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控細(xì)胞的代謝、生理活動(dòng)及生長(zhǎng)分化。構(gòu)成 天然蛋白質(zhì)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(jí)結(jié)構(gòu)：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(cè)鏈基團(tuán)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(wú)規(guī)卷曲：主鏈骨架無(wú)規(guī)律盤繞的部分。亞基是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的而又具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子的變性是不可逆的。凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白質(zhì)沉淀。 4．層析：利用混合物中各組分理化性質(zhì)的差異，在相互接觸的兩相（固定相與流動(dòng)相）之間的分布不同而進(jìn)行分離。 七、氨基酸順序分析： 蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸順序分析，即蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，主要有以下幾個(gè)步驟： 1. 分離純化蛋白質(zhì)，得到一定量的蛋白質(zhì)純品； 2. 取一定量的樣品進(jìn)行完全水解，再測(cè)定蛋白質(zhì)的氨基酸組成； 3. 分析蛋白質(zhì)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(xué)試劑（如溴化氰）將蛋白質(zhì)處理為若干條肽段； 5. 分離純化單一肽段； 6. 測(cè)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(hào)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(jí)結(jié)構(gòu)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(jí)結(jié)構(gòu)以 B型為主，其結(jié)構(gòu)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(cè)，堿基 位于內(nèi)側(cè)； ③ 兩條鏈間存在堿基互補(bǔ)，通過(guò)氫鍵連系，且 AT、 GC（堿基互補(bǔ)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(jié)構(gòu)屬于 DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)?；蚪M的大小與生物的復(fù)雜性有關(guān)。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(jié)構(gòu)和 3’ 端的多聚腺苷酸 (polyA)尾巴結(jié)構(gòu)。 tRNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，可分為五個(gè)部分： ① 氨基酸臂：由 tRNA的 5’ 端和 3’ 端構(gòu)成的局部雙螺旋， 3’ 端都帶有 CCAOH順序，可與氨基酸結(jié)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(jié)構(gòu)，如錘頭結(jié)構(gòu)。 DNA變性后的性質(zhì)改變： ①增色效應(yīng)：指 DNA變性后對(duì) 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(lái)源不同的單鏈核酸（ DNA或 RNA），只要它們有大致相同的互補(bǔ)堿基順序，以退火處理即可復(fù)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(guò)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(jìn)行標(biāo)記，這種帶有一定標(biāo)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(xì)胞產(chǎn)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(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 與酶蛋白疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)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(nèi)參與糖代謝過(guò)程中 α 酮酸的氧化脫羧反應(yīng)。 NAD+和 NADP+主要作為脫氫酶的輔酶，在酶促反應(yīng)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(jié)合，在糖、脂、蛋白質(zhì)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(gòu)成變位酶的輔酶，甲基鈷胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。在酶的活性中心以外，也存在一些化學(xué)基團(tuán)，主要與維系酶的空間構(gòu)象有關(guān)，稱為酶活性中心外必需基團(tuán)。 ⑴ 絕對(duì)特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對(duì)特異性，如琥珀酸脫氫酶。 七、酶促反應(yīng)的 機(jī)制： 1．中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)與誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)：酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶 底物復(fù)合物（ ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物，即為中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)。在探討各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測(cè)定其初始速度來(lái)代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量 5%時(shí)的反應(yīng)速度。其中， Vmax為最大反應(yīng)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(lái)確定酶活性測(cè)定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng) [S]=10Km時(shí)， ν=91%Vmax ，為最合適的測(cè)定酶活性所需的底物濃度。 3．溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響：一般來(lái) 說(shuō)，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快，但當(dāng)溫度增加達(dá)到某一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降。 4． pH對(duì)反應(yīng)速度的影響：觀察 pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一鐘形曲線，即 pH過(guò)高或過(guò)低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。 5．抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響： 凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)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(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制）和非專一 性抑制（如路易斯氣對(duì)巰基酶的抑制）兩種。 ① 競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低，這種作用就稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。其特點(diǎn)為： ； b.必須有底物存在，抑制劑才能對(duì) 酶產(chǎn)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(diào)節(jié)方式。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱為變構(gòu)劑。 ⑵ 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：酶蛋白分子中的某些基團(tuán)可以在 其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾，從而導(dǎo)致酶活性的改變，稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。 ⑶ 酶原的激活：處于無(wú)活性狀態(tài)的酶的前身物質(zhì)就稱為酶原。酶原激活的生理意義在于：保護(hù)自身組織細(xì)胞不被酶水解消化。凡能促使基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白合成增加的物質(zhì)就稱為誘導(dǎo)劑；反之，則稱為阻遏劑。同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應(yīng)不同組織或不同細(xì)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(duì)丙酮酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔源龠M(jìn)糖酵解的進(jìn)行。 ② 作為結(jié)構(gòu)成分：糖類可與脂類 形成糖脂，或與蛋白質(zhì)形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可參與構(gòu)成生物膜、神經(jīng)組織等。其全部反應(yīng)過(guò)程在胞液中進(jìn)行，代謝的終產(chǎn)物為乳酸，一分子葡萄糖經(jīng)無(wú)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(jīng)脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應(yīng)生成丙酮酸，包括五步反應(yīng)： 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(xì)胞主要的供能途徑：如表皮細(xì)胞 ，紅細(xì)胞及視網(wǎng)膜等，由于無(wú)線粒體，故只能通過(guò)無(wú)氧酵解供能。糖的有氧氧化代謝途徑可分為三個(gè)階段： 1．葡萄糖經(jīng)酵解途徑生成丙酮酸： 此階段在細(xì)胞胞液中進(jìn)行，與糖的無(wú)氧酵解途徑相同，涉及的關(guān)鍵酶也相同。 2．丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoA： 丙酮酸進(jìn)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(diǎn)： ① 循環(huán)反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，為不可逆反應(yīng)。 ⑤ 循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)，生成三分子 NADH和一分子 FADH2。 2．是糖、脂、蛋白質(zhì)氧化供能的共同途徑：糖、脂、蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物主要經(jīng)此途徑徹底氧化分解供能。 巴斯德效應(yīng)：糖的有氧氧化可以抑制糖的無(wú)氧酵解的現(xiàn)象。整個(gè)代謝途徑在胞液中進(jìn)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(yīng)過(guò)程可分為三個(gè)階段。糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶。此階段的關(guān)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．