2017年
1.Gly、Pro与其他氨基酸结构有什么差异,对其多肽二级构象有什么影响?Gly的R基是一个氢原子,在蛋白质中提供的空间位阻最小。是唯一不含手性碳原子的氨基酸,因此不具有旋光性。容易形成转角。
Pro的R基是环状结构,亚氨基酸,不易转动,且多聚Pro不具酰胺氢,不能形成链内氢键,在螺旋处形成结节,而易产生转角。
2.ATP合成酶旋转催化要点。
ATP合酶包含两部分:F1头部和F0基部。F1头部含有催化位点,F0基部形成一个通道,质子由此通道从膜间隙转运到基质中。ATP酶利用质子动力势,产生构象的改变,改变与底物的亲和力,催化ADP与Pi形成。F1具有三个催化位点,但在特定的时间,三个催化位点的构象不同、因而与核苷酸的亲和力不同。在L构象,ADP、Pi与酶疏松结合在一起;在T构象底物(ADP、Pi)与酶紧密结合在一起,在这种情况下可将两者加合在一起;在O构象ATP与酶的亲和力很低,被释放出去。质子通过F0时,引起c亚基构成的环旋转,从而带动γ亚基旋转,由于γ亚基的端部是高度不对称的,它的旋转引起β亚基3个催化位点构象的周期性变化(L、T、O),不断将ADP和Pi加合在一起,形成ATP。3.用碳14标记5-磷酸核糖,其经过戊糖磷酸途径代谢最后分别在4-赤藓糖、6-磷酸果糖、7-磷酸景天庚糖的哪个C原子上出现标记?4-赤藓糖:;6-磷酸果糖:;7-磷酸景天庚糖:
4.计算1mol6-磷酸果糖、Ala、庚酸彻底氧化生成的ATP和CO2的数量。1.6-磷酸果糖:
原核细胞内分解产生33摩尔,真核细胞内分解产生31摩尔
第一步:糖酵解原核细胞内分解产生8摩尔,真核细胞内分解产生6摩尔,产生2摩尔丙酮(1)6-磷酸果糖生成1,6-二磷酸果糖,消耗一分子ATP
(2)1,6-二磷酸果糖生成2分子3-磷酸甘油醛,无能量变化
(3)2分子3-磷酸甘油醛生成2分子1,3-二磷酸甘油酸,生成2分子NADH(4)2分子1,3-二磷酸甘油酸生成2分子3-磷酸甘油酸,生成2分子ATP(5)2分子3-磷酸甘油酸生成2分子2-磷酸甘油酸,无能量变化(6)2分子2-磷酸甘油酸生成2分子磷酸烯醇式丙酮酸,无能量变化(7)2分子磷酸烯醇式丙酮酸生成2分子丙酮酸,生成2分子ATP即-1+2×2.5+2+2=8ATP,无CO2生成
第二步:2分子丙酮酸氧化生成2分子乙酰-C0A
生成2分子NADH,释放2分子CO2即生成2.5×2=5ATP,2CO2第三步:三羧酸循环产生20摩尔ATP
(1)乙酰CoA与草酰乙酸结合,生成六碳的柠檬酸,放出CoA.柠檬酸合成酶.
(2)柠檬酸先失去一个H2O而成顺乌头酸,再结合一个H2O转化为异柠檬酸.顺乌头酸酶(3)异柠檬酸发生脱氢、脱羧反应,生成5碳的α-酮戊二酸,放出一个CO2,生成一个NADH+H+.异柠檬酸脱氢酶
(4)a-酮戊二酸发生脱氢、脱羧反应,并和CoA结合,生成含高能硫键的4碳琥珀酰CoA,放出
+
一个CO2,生成一个NADH+H.酮戊二酸脱氢酶
(5)碳琥珀酰CoA脱去CoA和高能硫键,放出的能量用于驱动GTP(哺乳动物中)或ATP(植物和一些细菌中)的合成.琥珀酰辅酶A合成酶
(6)琥珀酸脱氢生成延胡索酸,生成1分子FADH2,琥珀酸脱氢酶(7)延胡索酸和水化合而成苹果酸.延胡索酸酶
+
(8)苹果酸氧化脱氢,生成草酸乙酸,生成1分子NADH+H.苹果酸脱氢酶
即2.5×3+1.5+1=10ATP2CO2由于是2分子乙酰CoA,即生成20ATP,4CO2综上,1mol6-磷酸果糖彻底氧化生成8+5+20=33ATP,2+4=6个CO22.丙氨酸:
丙氨酸+α-酮戊二酸→谷氨酸+丙酮酸(谷丙转氨酶)
++
谷氨酸+NAD→α-酮戊二酸+NH4+NADH+H(L-谷氨酸脱氢酶)丙酮酸氧化脱羧形成乙酰-CoA,乙酰-CoA进入TCA循环彻底氧化即2.5+2.5+10=15ATP,1+2=3CO23.庚酸:
①庚酸的活化,消耗2分子ATP,生成庚酰-CoA-2ATP
②庚酰-CoA经脱氢、水化、再脱氢、硫解四步发生β氧化,共能发生两次,最终生成2个乙酰-CoA和1个丙酰-CoA(循环一次,生成1分子FADH2、1分子NADH+H+和1分子乙酰-CoA)2×(1.5+2.5)=8ATP
③CH3CH2CO~CoA→D-甲基丙二酰-CoA(丙酰-CoA羧化酶)消耗1分子ATP+CO2→L-甲基丙二酰-CoA(甲基丙二酰-CoA消旋酶)→琥珀酰-CoA(甲基丙二酰-CoA变位酶)-1ATP、-1CO2
④2分子乙酰-CoA进入三羧酸循环,生成2×10=20ATP、2×2=4CO2
⑤琥珀酰~CoA进入三羧酸循环,生成草酰乙酸,生成1GTP、1FADH2、1NADH即1+1.5+2.5=5ATP
⑥草酰乙酸离开循环,在PEP羧激酶催化下转变成PEP,再生成丙酮酸,消耗1分子GTP,生成1分子ATP,无能量变化(丙酮酸羧化支路)0ATP、1CO27丙酮酸生成乙酰-CoA,生成1分子NADH,1分子CO22.5ATP⑧乙酰-CoA进入三羧酸循环彻底氧化10ATP、2CO2
综上,庚酸彻底氧化生成ATP的数量为-2+8-1+20+5+2.5+10=42.5,CO2为-1+4+1+1+2=75.糖类、脂类和蛋白质三大代谢的关系。(论述)三大营养物质代谢的关系
(1)糖类代谢和蛋白质代谢的关系
糖类和蛋白质在体内是可以相互转化的。几乎所有组成蛋白质的天然氨基酸都可以通过脱氨基作用,形成的不含氮部分进而转变成糖类;糖类代谢的中间产物可以通过氨基酸转换作用形成非必需氨基酸。注意:必需氨基酸在体内不能通过氨基转换作用形成。
(2)糖类代谢与脂质代谢的关系
糖类代谢的中间产物可以转化成脂肪,脂肪分解产生的甘油、脂肪酸也可以转化成糖类。糖类可以大量转化成脂肪,而脂肪却不能大量转化成糖类。(3)蛋白质代谢和脂质代谢的关系
一般情况下,动物体内的脂肪不能转化为氨基酸,但在一些植物和微生物体内可以转化;一些氨基酸可以通过不同的途径转变成甘油和脂肪酸进而合成脂肪。(4)糖类、蛋白质和脂质的代谢之间相互制约
糖类可以大量转化成脂肪,而脂肪却不可以大量转化成糖类。只有当糖类代谢发生障碍时才由脂肪和蛋白质来供能,当糖类和脂肪摄入量都不足时,蛋白质的分解才会增加。例如糖尿病患者糖代谢发生障碍时,就由脂肪和蛋白质来分解供能,因此患者表现出消瘦。细胞内糖类、脂类和蛋白质这三类物质的代谢在时间、空间上是同时进行的,它们之间既相互联系、又相互制约,形成一个协调统一的过程.但是,糖类、脂类和蛋白质之间的转化是有条件的,不是三类物质之间都可以相互转化
糖类代谢
主要内容有:细胞或血浆中葡萄糖的来源主要有三,即①食物中糖类物质的消化吸收②血糖浓度低于80-120mg/dL时,由肝糖元分解产生③由其它非糖物质(如甘油、氨基酸、乳酸等)在代谢中转化产生;细胞或血浆中葡萄糖的去路也有三,即①在细胞中氧化分解提供能量②血糖浓度高于100mg/dL时,在肝脏或骨骼肌中合成糖元③在细胞中转化为其它非糖物质.蛋白质代谢
主要内容有:氨基酸的来源有三,即①从食物中的蛋白质消化吸收获得②自身蛋白质分解产生③通过转氨基作用产生新氨基酸;氨基酸的去路也有三,即①合成各种组织蛋白和酶②通过转氨基作用产生新的蛋白质③通过脱氨基作用分解,其中含氮部分转化为尿素,不含氮部分转化糖类、脂肪等其它物质.
2016年
1.简述核苷酸补救途径的生理意义。
生理意义:一方面在于可以节省能量及减少氨基酸的消耗。另一方面对某些缺乏主要合成途径的组织,如人的白细胞和血小板、脑、骨髓、脾等,具有重要的生理意义。补救途经能生成AMP、GMP等,可转化为ADP、ATP和GDP、GTP。
补救合成途径,又称再利用途径,再生途径.适应于生物体的需要,将已分解的生物体的一部分物质加以利用,再次进行该物质的生物合成的一个途径,是与从头合成(新生途径)相对应的术语。
例如,核苷酸生物合成时,是从核酸分解产物的碱基和核苷在磷酸核糖基转移酶和核苷酸酶的作用下合成的,是又在新的核酸分子的合成中起作用的途径。大多数细胞更新其核酸(尤其是RNA)过程中,要分解核酸产生核苷和游离碱基。细胞利用游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程称为补救合成。与从头合成不同,补救合成过程较简单,消耗能量亦较少。由二种特异性不同的酶参与嘌呤核苷酸的补救合成。腺嘌呤磷酸核糖转移酶催化PRPP与腺嘌呤合成AMP.人体由嘌呤核苷的补救合成只能通过腺苷激酶催化,使腺嘌呤核苷生成腺嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸补救合成是一种次要途径。
2.当14C标记丙氨酸的甲基碳原子,试问其氧化分解进入柠檬酸循环运转一周后,标记碳原子会出现在何处?
首先在丙氨酸生成丙酮酸的过程中,甲基是保留的,同样还在甲基位置,其次在丙酮酸形成
乙酰-CoA的过程中,甲基还是保留的,在甲基位置。
然后在合成柠檬酸时,其形成柠檬酸的第二位上的亚甲基.虽然这个分子是一个对称分子,但是在其向α-酮戊二酸的转变过程中,“由于顺乌头酸酶与柠檬酸的结合的不对称,脱水时氢原子仅来自草酰乙酸部分”(P102)。
所以在随后的α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、琥珀酸中,C14都将保留在亚甲基中,在延胡索酸中也会位于烯键两边任一个碳原子处。
但是在形成L-苹果酸时,它则可能位于α碳(有羟基的那个)或者是β碳(亚甲基)处.所以在最后形成草酰乙酸时,C14既可能在α位(羰基)也可能在β位(亚甲基)。3.已知有一真核生物基因,其双螺旋长度为10um,编码序列为15%(1)mRNA有多少个密码子?
(2)若该基因合成的新生肽链的二级结构全部为α-螺旋,其长度为多少?(10分)(1)由1um=1000nm,得10um=10000nm。由DNA二级结构特点,相邻碱基之间的螺距为0.34nm,双螺旋一圈的高度为3.4nm,大约包括10对碱基,每3个碱基构成一个密码子,mRNA为单链结构,即10000÷3.4×10÷3=9804个密码子
(2)编码序列为15%,所有只有9804×15%=1470的序列编码氨基酸。可编码1470÷3=490个氨基酸。若全部为α-螺旋,则长度为490÷3.6×0.54=73.5nm.
4.已知某一种水解酶分子的活性中心由His57、Asp102和Ser195组成,其中His57和Ser195是催化部位,His57是水解结合部位。Asp102侧链的羧基带负电荷与His的咪唑基形成酶的活性部位。
若(I)将Ser195突变为Thr;(2)将His57突变为Lys;(3)将Asp突变为Arg.
试分析这三种突变中,每种突变后给酶活性带来的影响,并论述其原因酶活性中心提供H+或提供H+受体使敏感键断裂的机制称为酸碱催化。His57担当酸碱催化,Ser195通过与肽键的共价结合促使肽键断开,Asp102功能是定向His57催化部位完全一样,丝氨酸附近的氨基酸顺序相似,具有共同的催化三联体结构。在具有消化作用的丝氨酸蛋白酶类,其活性中心Ser、His和Asp相临,相互间通过氢键作用,催化蛋白质水解
在无底物时,His未质子化,当Ser195羟基氧原子对底物进行亲核攻击时,His接受羟基质子Asp102的COO-能稳定过渡态中His-57的正电荷形式,此外Asp102定向His57并保证从Ser195接受一个质子。咪唑基成为SerAsp间桥梁(1)(2)(3)
组成酶活性中心的氨基酸主要有组氨酸(His),天冬氨酸(Asp),精氨酸(Arg),谷氨酸(Glu),赖氨酸(Lys)
5.试论述油料作物种子萌发过程中脂肪转变为糖的生化机制。(论述)
油料种子在萌发时,脂肪先水解为脂肪酸和甘油,再进一步转化为糖类,才能供胚利用。脂肪转化为糖的过程基本上是氧化过程,在转化的各个阶段都要不断地吸收氧气。其水解作用需借助于脂肪酶的活动。油料种子在发芽过程中,细胞中出现许多乙醛酸体,贮藏脂肪首先
水解为甘油和脂肪酸,然后脂肪酸在乙醛酸体内氧化分解为乙酰CoA,并通过乙醛酸循环、糖异生转化为糖,另外一种甘油小分子可以形成丙酮酸,通过糖异生转化为糖。
脂肪水解为脂肪酸和甘油后,前者可经β-氧化形成乙酰辅酶A进入TCA循环,最终彻底氧化成CO2和水,释放能量(注意它不能糖异生,不能形成糖),另外一种甘油小分子可以形成丙酮酸,它有可能形成葡萄糖.(通过糖异生)
脂肪酸氧化分解成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A经乙醛酸循环中的异柠檬酸裂解酶与苹果酸合成酶催化,生成草酰乙酸,再经糖异生转化为糖。
2014年
1.现有蛋白质、淀粉、RNA、RNase和葡萄糖五种没有标签的溶液,在各种所需的鉴定试剂和仪器任选的条件下,设计最合理的实验方法和步骤将这五种溶液鉴定出来。(综合)
(1)淀粉遇碘变蓝:取五支试管,分别从上述溶液中各取1.0ml,向五支试管中各加入一滴碘酒,分别观察现象,溶液变蓝的即为淀粉溶液。
(2)RNA用苔黑酚检测:取上述五种溶液和1.0ml于五支不同的试管中,各加蒸馏水1.0ml及苔黑酚试剂2.0ml,沸水浴保温15min,冷却,然后在670nm波长处测定光密度值,有最大光吸收的,即为RNA。
(3)葡萄糖是还原糖,可用斐林试剂:①分别向五支试管内各注入2mL上述溶液。②配制0.1g/mL的氢氧化钠溶液(甲液),0.05g/mL的硫酸铜溶液(乙液)。
③向各试管内分别注入1mL斐林试剂(甲乙液混合均匀,甲液量较多,乙液只需少量,然后再注入)
④将五支试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。⑤观察各试管中出现的颜色变化,出现砖红色沉淀的即为葡萄糖。
(4)蛋白质具有丁达尔效应:取五支试管,分别取上述五种溶液各2.0ml,分别用一束汇聚的光从一侧照射溶液,则从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光圆锥体的溶液,即为蛋白质溶液。
(5)剩下的则是RNAase
2013年
1.简述蛋白质合成作用的机制
蛋白质合成是指生物按照从脱氧核糖核酸(DNA)转录得到的信使核糖核酸(mRNA)上的遗传信息合成蛋白质的过程。蛋白质生物合成亦称为翻译,即把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序过程。蛋白质生物合成可分为五个阶段,氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰。①氨基酸的活化
氨基酸在掺入肽链前必须活化,在胞液中进行。
氨基酸的活化是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰-tRNA的过程。活化反应在氨酰-tRNA合成酶的催化下进行。②翻译的起始
在模板mRNA编码区5’端形成核糖体-mRNA-起始tRNA复合物,