生化要点●等电点是使氨基酸净电荷为0时的溶液的pH值,用 pI 表示。
●一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱去一分子水而形成酰胺键,这个键称为肽键,产生的化合物叫做肽。
●蛋白质的一级结构广义是指指蛋白质中共价键连结的全部情况:肽链的数目,肽链中氨基酸之间的连结方式,肽链中氨基酸的排列顺序,二硫键的位置。
狭义是指肽链中氨基酸的排列顺序。
●蛋白质的二级结构指多肽链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象。
天然蛋白质包括α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲等二级结构。
●α-螺旋主链折叠成螺旋状结构——右手螺旋,主链中所有酰胺平面基本上平行于螺旋轴,侧链都伸向螺旋的外侧,螺距 0.54nm,每3.6个氨基酸形成一圈螺旋,每个aa残基沿中心轴上升0.15nm;旋转100°。
●β-折叠是由两条或多条伸展的多肽链靠氢键联结而成的锯齿状片状结构,侧链基团与Cα间的键几乎垂直于折叠平面,R基团交替地分布于片层平面两侧。
●β-转角,也称β-回折,存在于球状蛋白中。
其特点是肽链回折180°,使得氨基酸残基的C=O和与第四个残基的N-H形成氢键。
●无规则卷曲,又称自由卷曲,是指没有一定规律的松散肽链结构。
酶的功能部位常常处于这种构象区域。
●X-射线衍射技术研究表明,肽键C-N键介于单键和双键之间,具有部分双键性质,不能自由旋转,其中决大多数都形成刚性的酰胺平面结构。
●超二级结构:指多肽链上若干相邻的构象单元(如a-螺旋、b-折叠、b-转角等)彼此作用,形成有规律的二级结构的聚集体。
●结构域:指存在于球状蛋白质分子中的相对独立的、紧密的球状三维实体,其间由松散的一段肽链连接。
●三级结构:指的是多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上,主链构象和侧链构象相互作用,进一步盘曲折叠形成球状分子结构。
特点:a肽链盘绕成紧密的球状结构,b大多数非极性侧链埋在分子内部,形成疏水核;而极性侧链在分子表面,形成亲水面,c分子表面往往有一个内陷的空隙,它常常是蛋白质的活性中心。
●四级结构:由两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成、有特定三维结构的蛋白质构象。
每条多肽链又称为亚基。
●蛋白质相对分子量测定:超速离心法,凝胶过滤法,聚丙烯酰胺电泳等。
●变性:蛋白质受到某些理化因素的影响,其空间结构发生改变,蛋白质的理化性质和生物学功能随之改变或丧失,但未导致蛋白质一级结构的改变,这种现象叫变性作用。
表现:生物活性丧失(酶);溶解度降低,粘度增大,扩散系数变小(蛋清);基团位置改变;对蛋白酶敏感性增大。
●复性:高级结构松散了的变性蛋白质通常在除去变性因素后,可缓慢地重新自发折叠形成原来的构象,恢复原有的理化性质和生物活性,这种现象称为复性。
●由于蛋白质中的Tyr、Trp 和Phe 残基在紫外区有光吸收,所以蛋白质在280nm 的光波长处有最大光吸收,这一特性可用于蛋白质的检测。
●DNA的一级结构:DNA分子上核苷酸(碱基)的排列顺序,四种脱氧核苷酸通过3',5'-磷酸二酯键连接起来的多核苷酸链。
特点:a无分枝的长链,b具有方向性。
两个末端分别为5'端和3'端,在天然DNA中,5'端常为磷酸,3'端为游离羟基,c由糖-磷酸相互间隔连接,构成主链;碱基连接在主链的核糖上,形成侧链。
●DNA的二级结构是指DNA的双螺旋结构,双螺旋结构是DNA的两条链围着同一中心轴旋绕而成的空间结构。
●双螺旋结构模型的基本特征:1. 反向平行的双链沿中心轴盘绕成右手螺旋。
2. 双螺旋表面形成两种凹槽:较浅的叫小沟,另一条叫大沟。
3. 由糖-磷酸相互间隔连接构成的主链处于螺旋外侧;碱基则伸向螺旋内部,与中轴垂直。
4. 双螺旋内部的碱基按规则配对:A与T配对,形成2个氢键;G与C配对,形成3个氢键(见下图),称为碱基互补配对,双螺旋的两条链则呈互补关系。
5. 双螺旋直径为2nm,每对脱氧核苷酸残基沿纵轴旋转36°,上升0.34nm。
所以每10个碱基对形成一个螺旋,螺距3.4nm。
●维持双螺旋结构稳定性的力:1互补碱基之间的氢键,2碱基堆集力:碱基堆集成非极性的区域,相互间产生疏水作用和范德华力,3 离子键。
●DNA的三级结构:双螺旋进一步扭曲形成的更高层次的空间结构,主要指超螺旋结构。
生物意义:1DNA被压缩和包装,使其体积大大减小,2增加了DNA的稳定性,3可能与复制和转录的调控有关.●RNA的一级结构:核苷酸之间的连结方式:3',5'-磷酸二酯键。
●RNA的二级结构:常常形成局部的双螺旋,如RNA的茎环结构。
●RNA的三级结构:RNA分子在二级结构基础上进一步扭曲折叠便形成三级结构。
●tRNA的一级结构:1链长相近:约70~90个核苷酸,沉降系数为4S。
2 .5'端都为pG-。
3.3'端都为CCA,用以接受氨基酸。
4 有十几个恒定的核苷酸,对于维持其空间结构和实现生物功能起重要作用。
5有较多的修饰成分。
●tRNA的二级结构:四环:二氢尿嘧啶环(D环),反密码环,额外环,TψC环。
四臂:二氢尿嘧啶臂,反密码臂,氨基酸臂,TψC臂。
●tRNA的三级结构:倒L型:一端是—CCA,另一端是反密码子环。
●mRNA的二级结构:通过单链自身折叠而形成茎环结构,有一半多的核苷酸处于双螺旋之中。
●嘌呤和嘧啶具有共轭双键,能强烈吸收紫外光。
在260nm处有最大吸收峰。
对于纯的DNA或RNA,可以通过测得A260来推测其核酸含量。
●mRNA的一级结构●原核生物和真核生物的mRNA在结构上有所不同:(1) 原核生物的mRNA是多顺反子的,真核生物的mRNA是单顺反子的;(2) 原核mRNA 5 '端无帽子结构,真核mRNA 5 '端有一段帽子结构(m7GpppNmpNmp-);(3) 原核mRNA 3 ’端无PolyA,真核mRNA 3 ’端有PolyA。
●核酸在某些物理或化学因素的作用下,其空间结构发生改变,从而引起理化性质的改变及生物活性的降低或丧失。
表现:A260值升高,粘度下降,沉降系数加快。
●变性后的DNA对260nm的紫外光吸收值比变性前明显升高,这种现象称为增色效应。
●这是由于变性的DNA双螺旋解体,藏于螺旋内部的碱基暴露出来。
●解链温度(Tm值):又称熔解温度、熔点,指DNA的变性达到50%,即增色效应达到一半时的温度。
●变性DNA在适当条件下,又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构,此过程成为复性。
退火:热变性的DNA在缓慢冷却的条件下的复性过程。
●减色效应:当变性的DNA经复性以重新形成双螺旋结构时,其溶液的A260值则减小,这种现象称为减色效应。
●酶是生物细胞产生的,以蛋白质为主要成分的生物催化剂。
●酶催化的专一性是指酶对它所催化的反应及其底物具有的严格的选择性。
通常一种酶只能催化一种或一类化学反应。
●中间产物学说:酶与底物通过形成中间产物使反应沿一个低活化能的途径进行。
●酸碱催化:酶活性部位上的某些基团可以作为质子供体或受体对底物进行酸或碱催化。
●共价催化:某些酶可以和底物形成共价中间物,使反应的活化能大大降低。
●酶催化反应的能力,即酶的活性是受调节的,其受调节的方式有多种。
如:酶的别构效应,共价修饰(甲基化、磷酸化等),酶原的激活(如胃蛋白酶原、凝血酶原),同工酶的调节。
●酶的活性中心;指酶分子中直接和底物结合,并和酶催化作用直接有关的部位。
●有些酶的分子表面除了活性中心外,还具有重要的功能部位——调节中心,它可以与小分子的代谢物相结合,使酶分子的构象发生改变,从而影响酶的活性。
这种作用叫变构效应(又叫别构效应),具有变构效应的酶叫变构酶,引起变构的小分子物质叫变构剂(调节物)。
●酶的必需基团:指酶分子中对于酶行使其功能所必需的基团。
活性中心及调节中心的基团均属必需基团。
●酶活力:指酶催化一定化学反应的能力,通常用最适条件下酶所催化的化学反应的速度来衡量。
测定酶的活力,就是测定酶促反应的初速度。
●酶活力的单位:在标准条件(25℃、最适pH、最适底物浓度)下,酶每分钟催化1umol 底物转化,这样的速度所代表的酶的活力即酶的量定义为1个国际单位(IU)。
●比活力:指没毫克蛋白质所含的酶活力单位数。
比活力是酶制剂纯度的常用指标——●比活力越大,表示酶越纯。
●Km的值是当酶促反应速度为最大反应速度的一半时的底物浓度。
所以Km的单位为浓度单位。
●引起抑制作用的物质称为抑制剂。
酶与抑制剂非共价地可逆结合,当用透析或超滤等方法除去抑制剂后酶的活性可以恢复,这种抑制作用叫可逆抑制作用。
●某些抑制剂的化学结构与底物相似,与底物竞争酶的活性中心并与之结合,从而减少了酶与底物的结合,因而降低酶反应速度。
这种作用称为竞争性抑制作用。
如:丙二酸,对-氨基苯磺酰胺(二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂)。
●某些抑制剂结合在酶活性中心以外的部位,因而与底物和酶的结合无竞争,即底物与酶结合后还能与抑制剂结合,同样抑制剂与酶结合后还能与底物结合。
但酶分子上有了抑制剂后其催化功能基团的性质发生改变,从而降低了酶活性。
这种作用称为非竞争性抑制作用。
●某些抑制剂不能与游离的酶结合,而只能在酶与底物结合成复合物后再与酶结合。
当酶分子上有了抑制剂后其催化功能被削弱。
这种作用称为反竞争性抑制作用。
●抑制剂以共价键不可逆地与酶相结合而抑制酶的活性。
这种抑制作用叫不可逆抑制作用。
不可逆抑制剂不能用透析或超滤等方法去除。
如:碘乙酸是巯基酶的抑制剂,有机磷化合物。
●调节物与酶分子的调节部位结合之后,引起酶分子构象变化,从而提高或降低活性部位的酶活性,这种效应称变构效应。
●异促别构酶:一种配体与酶结合后,引起另一种配体对酶的亲和力发生改变。
酶分子含有活性部位和调节部位。
●同促别构酶:一种配体与酶结合后,引起后续相同配体对酶的亲和力发生改变。
酶分子的活性部位即是调节部位。
●同工酶是一类来自同一生物不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构,能催化相同反应,其分子结构有所不同的一组酶。
●诱导酶:细胞内正常状态下不存在或含量很少的一类酶,当细胞中出现诱导物后酶被诱导产生或酶含量显著增高。
●核酶:具有催化活性的RNA。
●脱氧核酶是一种利用体外分子技术获得的具有催化功能的DNA(DZ)。
●抗体酶是人工合成的具有催化能力的免疫球蛋白,它将酶分子催化机制与免疫球蛋白的分子识别特性相结合。
●己糖激酶受G6P的抑制。
磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶,柠檬酸可加强ATP对PFK的抑制作用,2,6-二磷酸果糖是PFK的激活剂。
丙酮酸激酶该酶受ATP的抑制。
●糖酵解的生物学意义:1. 为生物体提供能量;2. 糖酵解的中间物为生物合成提供原料;3. 为糖异生作用提供了基本途径。