生物化学重点
第一章绪论一、牛.物化学的的概念：生物化学（biochemistry）：研究生命现象的化学本质的科学。 第二章核酸化学 一、 核酸的化学组成：
1 .含氮碱:参与核酸和核背酸构成的含氮碱主要分为嚓吟碱和唏噪碱两人类。组成核昔酸的喘噪碱主要有三种—— 尿喀喘（U）、胞唸喘（C）和胸腺嗨喘（T）,它们都是喘喘的衍生物。纽成核苛酸的瞟吟碱主要冇两种——腺瞟吟 （A）和鸟嚓吟（G）,它们都是II票吟的衍生物。
2. 戊糖：核苛酸中的戊糖主要有两种，即卩?D■核糖与p-D-2-脱氧核糖，由此构成的核苻酸也分为核糖核苻酸与脱氧 核
糖核酸两大类。
3. 核涉核苛是山戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物。由“稀有碱基”所生成的核昔称为“稀有核昔”。如： 假尿
背（屮）
二、 核昔酸的结构与命名：
核汗酸是由核TT与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物，包折核糖核苻酸和脱氧核糖核酸两大类。核TT酸 又可按其在亍位缩合的磷酸基的多少，分为一磷酸核昔（核昔酸）、二磷酸核昔和三磷酸核昔。
此外，生物体内述存在一些特殊的环核背酸，常见的为环一磷酸腺昔（CAMP）和环一磷酸角昔（cGMP）,它们 通常是作为激素作用的第二信使。
核汗酸通常使用缩写符号进行命名。第一位符号用小写字母d代表脱氧，第二位用人写字母代表碱基，第三位 用大写字母代农磷酸基的数目，笫四位用大吗字母P代农磷酸。 三、 核酸的一级结构：
核昔酸通过3，,5「磷酸二酯键连接起來形成的不含侧链的多核昔酸长链化介物就称为核酸。核酸具有方向性，5? 位上具冇自由磷酸基的末端称为5、端，3,■位上具冇自由疑基的末端称为3,■端。
DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核冇酸所组成。DNA的一级结构就是指DNA分子中脱 氧核
糖核TT酸的排列顺序及连接方式。RNA由AMP, GMP, CMP, UMP四种核糖核弁酸组成。 四、 DNA的二级结构：
DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，它是Watson和Crick两位科学家于1953年提出來的一种结 构
模型，其主要实验依据是Chargaff研究小组对DNA的化学组成进行的分析研究，即DNA分子中四种碱基的摩尔 百分比为A=T、G=C、A+G=T+C （Chargaff原则），以及由Wilkins研究小组完成的DNA晶体X线衍射图谱分析。
天然DNA的二级结构以B型为主，其结构特征为：①为右手双螺旋，两条链以反平行方式排列；②主链位于 螺旋外侧，碱基位于内侧；③两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A-T、G-C （碱基互补原则）；④螺旋的稳 定因素为氢键和碱基堆砌力；⑤螺旋的螺距为3.4nm, 10碱基为一个螺旋。 五、 DNA的超螺旋结构：
戏螺旋的DNA分子进一步盘旋形成的超螺旋结构称为DNA的三级结构。 绝大多数原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋，其三级结构呈麻花状。 六、 RNA的空间结构与功能：
RNA分了的种类较多，分了大小变化较大，功能多样化。RNA通常以单链存在，但也可形成局部的双螺旋结构。 1. mRNA的结构与功能：mRNA是单链核酸，其在冀核生物中的初级产物称为HnRNA。大多数真核成熟的mRNA 分子
具有典型的5,■端的7■中棊鸟苻三磷酸（n/G）帽子结构和3,■端的多聚腺苻酸（polyA）尾巴结构。mRNA的功能 是为蛋口质的合成提供模板，分子中带有遗传密码。原核生物的mRNA -般是多顺反子。其核生物的mRNA—般是 单顺反子。
2. tRNA的结构与功能：IRNA是分子最小，但含冇稀冇碱基最多的RNA。IRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成 而表
现为“三叶草”形，故称为“三叶草”结构，可分为：①氨基酸臂：3，?端都带冇?CCA?顺序，可与氨基酸结合而携带 氨基酸。②DIIU册环:含有二氢尿喘睫核弁。③反密码特/环:其反密码环中部的三个核冇酸组成三联体，在蛋白 质生物合成中，可以用来识别mRNA ±相应的密码，故称为反密码（anticodon）o④T屮C皆/环：含保守的T屮C顺序。 ⑤可变环。
3. rRNA的结构与功能：rRNA是细胞小含量鼓多的RNA,町与蛋H质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物介成的场 所。
原核生物中的rRNA有三种:5S, 16S, 23S。真核生物中的rRNA有四种:5S, 5.8S, 18S, 28S。
七、 核酶：
具有自身催化作用的RNA称为核酶（ribozyme）。 八、 核酸的一般理化性质：
核酸具冇酸性；粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰为260nm。 九、 DNA的变性：
是指核酸分子中氮键断裂，双螺旋解开，变成无规则卷Illi的过程，这种现象称为DNA的变性。
引起DNA变性的因素主要有：①高温，②强酸强碱，③有机溶剂等。增色效应：指DNA变性后对260nm紫外 光的光吸收度増加的现彖。
加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度突然增加。消光值A260达到最大值一半时的温度称熔解温度 （Tm）o
Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，G+C的含量越高，贝ijTm越高。
十、DNA的复性与分子杂交：
将变性DNA经退火处理，使其匝新形成双螺旋结构的过程，称为DNA的复性。
把不同的DNA链放在同一溶液中做变性处理，或把单链DNA利RNA放在一起，只要有些区域有碱基配对的 可能，它们之.间就可能形成局部的双链，这一现象称为核酸的分子杂交。核酸杂交可以是DNA-DNA，也可以是 DNA-RNA 杂交。
第三章蛋白质化学一、氨基酸：
1. 结构特点:氨基酸（amino acid）是蛋白质分子的基木组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种,除脯氨酸 为a■亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L?a■氮基酸。
2. 分类：根据爼基酸的R基团的极性大小可将爼基酸分为四类：①非极性中性氨基酸（8种）：②极性屮性氮基酸（7 种）；
③酸性氨基酸（Glu和Asp）；④碱性氨基酸（Lys、Arg和Ilis）。 二、 肽键与肽链：
肽键（peptide bond）是指山一分子氨基酸的*竣基与另一分子氨基酸的*氨基经脱水而形成的共价键（-CO-NH-）.氨基 酸分子在参与形成肽键Z后，山于脱水而结构不完整，称为氨基酸残基。每条多肽链都冇两端：即自山氨基端（N端） 与自由竣基端（C端），肽链的方向是N端TC端。 三、 肽键平面（肽单位）：
肽键具有部分双键的性质，不能◎由旋转；组成肽键的四个原子及其相邻的两个a碳原子处在同一个平面上，为刚 性平面结构，称为肽键平面。 四、 蛋白质的分子结构：
蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。一级结构为线状结构，二、三、四级结构为空 间结构。
1. -?级结构：指多肽链中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键。蛋口质的-?级结构决定其空间结构。
2. 二级结构：指多肽链主链骨架盘绕折脅而形成的构彖，借氢键维系。主要有以下几种类型：a-螺旋、卜折叠、p- 转角、r转角、无规卷曲。
a-螺旋结构特征为：①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右于螺旋；②螺旋每上升一圈是3.6个氮基酸残基，螺距为 0.54mn：
③和邻螺旋圈之_间形成许多氢键。
3. 超二级结构：指相互邻近的二级结构在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚合体。 4. 在较大的蛋口质分子或亚基中，其三维结构往往可以形成两个或多个空间上可以明显区别的区域。
5. 三级结构：指多肽链所有原子的空间排布。其维系键主要是非共价键（次级键）：氢键、疏水键、范徳华力、离 子键等，
也可涉及二硫键。
6. 四级结构：指亚基Z间的立体排布、接触部位的布局等，其维系键为非共价键。亚基是指参与构成蛋白质四级结 构的而
乂具有独立三级结构的多肽链。 五、 蛋口质的理化性质：
1. 两性解离与等电点：蛋白质分子屮仍然存在游离的氨基和游离的竣基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的 性质。
蛋白质分子所带正、负电荷相等时溶液的pH值称为蛋白质的等电点（pl）。
2. 蛋白质的紫外吸收：蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残棊对紫外光有吸收，以色氨酸吸收最強，最人 吸收峰
为280nmo
4. 蛋白质的变性：蛋白质在某些理化因索的作用下，其特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧 失，这
种现彖称为蛋白质的变性。引起蛋白质变性的因索有：窩温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、 重金属盐、强酸强碱等。绝大多数蛋白质分子的变性是不可逆的。 第四章酶 一、 酶的概念：
酶（enzyme）是山活细胞产生的生物催化剂，这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底物特异性，其化学木质 是蛋白质。酶按照其分子结构可分为单体酶、寡聚酶和多酶体系（多酶复合体）三大类。 二、 酶的分子组成：
酶分子可根据其化学组成的不同，可分为单纯酶和结合酶（全酶）两类。结合酶则是由酶蛋白和辅因子两部分 构成，酶蛋白部分主要与酶的底物特异性有关，辅助因子则与酶的催化活性有关。
与酶蛋白疏松结合的低分子有机化合物称为辅嗨。与酶蛋白牢尚结合的低分子有机化合物称为辅基。 三、 辅酶与辅基的来源及其生理功用：
大部分的辅酶与辅基衍生于维生素。维生素（vitamin）是指一类维持细胞正常功能所必需的，但在许多生物体内 不能自身合成而必须由食物供给的小分子有机化合物。
维生索可按其溶解性的不同分为脂溶性维生索和水溶性维生索两大类。脂溶性维生素有VitA、VitD、VitE和VitK 四种;水溶性维生素有VitBl, VitB2, VitPP, VitB6, VitB12, VitC,泛酸，生物素，叶酸等。
1. TPP：即焦磷酸硫胺素,由硫胺素（VitBl）焦磷酸化而生成,是脱竣酶的辅酶，在体内参与糖代谢过程中山酗酸 的氧化
脱竣反应。
2. FMN和FAD：即黄素单核IT酸（FMN）和黄素腺H票吟二核弁酸（FAD）,是核黄索（VitB2）的衍生物。FMN或 FAD通常作为脱氮酶的辅基，在酶促反应中作为递氮体。
3. NAD+和NADPI即尼克酰胺腺嚓吟二核1T酸（NAD*,辅酶I ）和尼克酰胺腺嚓吟二核苛酸磷酸（NADP*,辅酶 II）,
是WPP的衍生物。NAD+和NADP*主要作为脱氢酶的辅酶，在酶促反应屮起递氢体的作用。
4. 磷酸I此哆醛和磷酸毗哆胺:是VitB6的衍生物。磷酸毗哆醛和磷酸I此哆胺可作为氨基转移酶,氨基酸脱竣酶等的 辅
酶。
5. CoA：泛酸（遍多酸）在体内参与构成辅酶A （CoA）o CoA中的筑基可与竣基以高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋 白
质代谢中起传递酰基的作用，是酰化酶的辅酶.
6. 生物索：是拨化酶的辅基，在体内参与CO?的固定和竣化反应。
7. FH4：由叶酸衍生而来。四氢叶酸是体内一碳单位基团转移酶系统中的辅酶。
四、 酶的活性中心：
酶分子中能直接与底物分子结合，并催化底物化学反应的部位，这一部位就称为酶的活性中心。
参与构成酶的活性中心的化学基团，有些是与底物相结合的，称为结合基团，有些是催化底物反应转变成产物 的，称为催化基团，这两类基团统称为活性屮心内必需基团。在酶的活性中心以外,也存在一些化学基团,主要与 维系酶的空间构彖有关，称为酶活性中心外必需基团。 五、 酶促反应的特点：
1. 具有极岛的催化效率
2. 貝有高度的底物专一性：绝对特异性、相对特异性、立体异构特异性 3. 酶的催化活性是可以调节的
六、 酶促反应的机制：
中间复合物学说与诱导契合学说：酶催化时，酶活性中心首先与底物结合生成一种酶■底物复合物（ES）,此复 合物再分解释放出酶，并生成产物，即为中间复合物学说。当底物与酶接近时，底物分子可以诱导酶活性中心的构 象以生改变，使之成为能与底物分子密切结合的构象，这就是诱导契合学说。 七、 酶促反应动力学：
酶反应动力学主要研究酶催化的反应速度以及影响反应速度的各种因索。在探讨各种因索对酶促反应速度的影 响
时，通常测定其初始速度来代农酌促反应速度，即底物转化量＜5%时的反应速度。
1. 底物浓度对反应速度的跨响：
⑴底物对卿促反应的饱和现彖：一级反应-混级反应T裟级反应
⑵米氏方程及米氏常数：根据上述实验结果，Michaelis & Menten于1913年推导出了上述矩形双曲线的数学表达式, 即米氏方程：v= Vmax[S]/（Km+[S]）o其中，Vmax为戢大反应速度，Km为米氏常数。
（3）Km和Vmax的意义：
① 当v=Vmax/2时，Km=[S]o因此，Km等丁-酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。
② Km可以反映酶与底物亲和力的大小，即Km值越小，则酶与底物的亲和力越大；反之，则越小。
③ Km是酶的特征性常数，在一定条件下，菜种酶的Km值是恒定的。当酶有几种不同的底物存在时，Km值戢 小者，为该酶的最适底物。
④ Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km时，v=91%Vmax,为最合适的测定酌活性所船的 底物浓度。
（4）Km和Vmax的测定：主要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法。
2. 酶浓度对反应速度的彩响：当反应系统屮底物的浓度足够大时，酶促反应速度与酶浓度成正比，即v=k[E]o 3. 温度对反应速度的影响：一般來说，酶促反应速度随温度的增高而加快，但当温度増加达到某一点后，由于酶蛋 白的
热变性作用，反应速度迅速下降。酶促反应速度随温度升高而达到--最大值时的温度就称为酚的最适温度。酶 的最适温度与实验条件有关，因而它不是酶的特征性常数。
4. pH对反应速度的影响：观察pH对丽促反应速度的影响，通常为一钟形|11|线，即pH过高或过低均可导致酶催化 活性
的下降。酶催化活性最高时溶液的pH值就称为酶的最适pHo酶的最适pH不是酶的特征性常数。
5. 抑制剂对反应速度的影响：
凡是能降低酶促反应速度，但不引起酶分子变性失活的物质统称为酶的抑制剂。按照抑制剂的抑制作用，可将 其分为不可逆抑制作用和可逆抑制作用两大类。 ⑴不可逆抑制作用：
抑制剂与酶分了共价键结介，且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用就是不可逆抑制作用。如有 机磷农药对胆碱酯酶的抑制。 ⑵可逆抑制作用：
抑制剂以非共价键与酶分子可逆性结合造成酶活性的抑制，且可采川透析等简单方法去除抑制剂而使酶活性完 全恢复的抑制作用就是可逆抑制作用。可逆抑制作用包括竞争性和非竞争性抑制几种类型。
① 竞争性抑制：抑制剂与底物竞争与酶的同一活性屮心结合，从而十扰了陋与底物的结合，使酗的催化活性降低, 这种作用就称为竞争性抑制作用。?其特点为：a.竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物；b.抑制剂与酶的结 合部位与底物与酶的结合部位相同；c.抑制剂浓度越人，则抑制作用越大；但增加底物浓度可使抑制程度减小；d.动 力学参数：Km值增人，Vm值不变。例子是碳胺类药物（对氨棊苯碱酰胺）对二氢叶酸合成酶（底物为对氨基苯屮 酸）的竞争性抑制。 ② 菲竞争性抑制：抑制剂既町以与游离酶结合，也可以与ES复合物结合，使卿的催化活性降低，称为非竞争性 抑制。其特点为：a.底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合；b.抑制剂对酶与底物的结介无影响，故底物浓 度的改变对抑制程度无影响；c.动力学参数：Km值不变，Vm值降低。
6. 激活剂对反应速度的影响：能够促使酶促反应速度加快的物质称为酶的激活剂。酶的激活剂人多数是金属离子， 如0、Mg2\\ M『+等，唾液淀粉酶的激活剂为CT。
八、酶的调节：
（1） 变构调节：又称别构调节。某些代谢物能与变构酶分了上的变构部位特片性结合，使酶的分了构发生改变，从 而
改变酶的催化活性以及代谢反应的速度，这种调节作用就称为变构调节。具冇变构调节作用的酶就称为变构酶。 凡能使酌分子变构并使酌的催化活性发生改变的代谢物就称为变构剂。
（2） 同工酶的调节：存在丁?同-?种属生物或同一个体中能催化同一种化学反应，但酶分子的结构及理化性质和生
化 特性（心、电泳行为等）存在明显差异的一组酶称为同工酶。同工酶在体内的生理意义主要在于适应不同组织或不 同细胞器在代谢上的不同需要。因此，同工酶在体内的生理功能是不同的。
乳酸脱氢酶同工酶(LDH)为四聚体，在体内共有五种分子形式，即LDH1 (H4), LDH2(H3M1), LDII3(H2M2), LDH4
(H1M3)和 LDH5 (M4)o
九、酶的命名与分类：
1. 酶的命名：主要有习惯命名法与系统命名法两种，但常用者为习惯命名法。
2. 酶的分类：根据1961年国际酶学委员会(IEC)的分类法，将酶分为六大类：① 氧化还原酶类：催化氧化还原 反应；②
转移酶类：催化-个基团从某种化合物至另--种化合物；③水解酶类：催化化合物的水解反应；④裂合酶 类：催化从双键上去掉一个基团或加上一个基团至双键上；⑤异构酶类：催化分子内基团重排；⑥合成酶类：催化 两分子化合物的缔合反应。 第七章糖类化合物代谢 一、 糖酵解：
糖酵解是指简萄糖在无氧条件下分解生成肉酮酸并释放出能量的过程。其全部反应过程在胞液中进行。
糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：
1. 活化：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖(FBP),即衙萄糖-＞6-磷酸筋萄糖-＞6-磷酸果糖-＞1,6-双磷 酸
果糖(F-l,6-BP)o这一阶段需消耗两分了 ATP,己糖激酶和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶。
2. 裂解(磷酸丙糖的生成)：一分子F-1,6-BP裂解为两分子3?磷酸比油醛，包括两步反应：F?1,6?BPT磷酸二超丙酗 + 3■磷酸甘汕醛和磷酸二羟丙酮一＞3■磷酸甘汕醛。
3?放能(丙酮酸的生成)：3■磷酸林汕醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括五步反应：3■磷酸卄 油醛
-1,3?二儔酸tt油酸-3-磷酸卄油酸一＞2-磷酸fl?油酸-＞磷酸烯醇式丙酮酸-丙酮酸。此阶段有两次底物水平磷酸 化的放能反应，共可生成2x2=4分了 ATP。丙酮酸激酶为关键酶。
4. 还原(乳酸/酒精发酵)：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH,使NADH重新氧化为NADJ即内酮酸 -＞乳酸/
乙醇。
二、 糖无氧酵解的调节：
主要是对三个关键酶，即己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶进行调节。 三、 糖酵解的生理意义：
1. 获得适应缺氧环境所需能量。1分了葡萄糖经糖酵解町净产生2分了 ATP 2?形成的小间产物为其它代谢提供原料。6 ?磷酸制萄糖等。
四、 糖的有氧氧化：
匍萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成CO?和H20,并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化。绝大多数组织细 胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞线粒体内进行，一分子葡萄糖彻底氧化分解可产生30/32分子 ATP。糖的有氧氧化代谢途径可分为二个阶段：
1. 丙酮酸氧化脱竣生成乙酰CoA：
丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶系的催化下氧化脱竣生成(NADII+IIJ和乙酰CoA.内酮酸脱氢酶系为关 键酶，该酶由三种酶单?体构成，涉及六种辅助因子，即NAD*、FAD、CoA、TPP、硫辛酸和Mg2\\
2. 经三竣酸循环彻底氧化分解：
生成的乙酰CoA可进入三竣酸循环彻底氧化分解为CO2和H2O,并释放能量合成ATPo 一分子乙酰CoA氧化分 解后共可生成10分子ATP。三竣酸循环由八步反应构成：草酰乙酸+乙酰CoA-柠檬酸-异柠檬酸-a?酮戊二酸 -＞琥珀酰COAT琥珀酸T延胡索酸T苹果酸T草酰乙酸。
三竣酸循环的特点：
① 循坏反应在线粒体中进行，为不可逆反应。每完成一次循坏，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成10分子ATP。 ② 循环中有两次脱竣反应，生成两分了 CO?:循环中有四次脱氢反应，生成三分T NADH和一分了 FADH2；循环 中冇一次直接产能反应，生成-?分子GTPo
③ 三竣酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、杲柠檬酸脱氢酶和a?酮戊二酸脱氢酶系，且酮戊二酸脱氢酶系的结构与肉 酮酸脱氮酶系相似，辅助因子完全相同。 五、 糖有氧氧化的生理意义：
1. 是糖在体内分解供能的主要途径
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