生物化学
名词解释 结构式 简答 论述
一、糖和糖代谢
糖异生作用：是指从非糖前体（包括丙酮酸、乳酸、柠檬酸循环中间体、大部分氨基酸的碳骨架及甘油）合成葡萄糖的过程。
ＴＣＡ循环：又称三羧酸循环、柠檬酸循环或Krebs循环，是将葡萄糖酵解生成的丙酮酸继续氧化为二氧化碳和水，同时产生大量能量的过程。
淀粉的糊化：当干淀粉悬于水中并加热时，淀粉粒吸水溶胀并发生破裂、淀粉分子进入水中形成半透膜的胶悬液，同时失去晶态和双折射性质，这一过程称凝胶化或糊化。
淀粉的老化：当凝胶化的淀粉液缓慢冷却并长期放置时，淀粉分子会自动聚集并借助分子间的氢键键合形成不溶性微晶束而重新沉淀，此现象称退行或老化。
异型乳酸发酵：葡萄糖经糖酵解途径后除主要产生乳酸外还产生乙醇、乙酸、二氧化碳等多种产物的发酵。
酵母菌的酒精发酵：酵母菌在无氧条件下，首先将葡萄糖经酵解过程转化为丙酮酸，丙酮酸脱羧酶再以焦磷酸硫胺素（TPP）作为辅酶，催化丙酮酸脱羧生成乙醛，最后，乙醇脱氢酶一NADH为辅酶，将乙醛还原为乙醇。
酵母菌的甘油发酵：正常的乙醇发酵会产生少量甘油，这是因为乙醇发酵之初，细胞内没有足够的乙醛作为氢受体，致使NADH浓度升高，被ɑ-磷酸甘油脱氢酶用于磷酸二羟丙酮的还原反应，生成ɑ-磷酸甘油，NADH被氧化成NAD+，ɑ-磷酸甘油则在ɑ-磷酸甘油磷酸酯酶的水解作用下生成甘油。发酵过程中将受氢体乙醛去除作为控制发酵的条件，从而使发酵液中积累甘油，这是酵母菌甘油发酵的基本原理。
酒精发酵过程中通风量、PH对酒精发酵有何影响：
通风：酵母菌繁殖需要氧，在完全的无氧条件，酵母菌只能繁殖几代，然后就停止。这时，只要给予少量的空气，它们又能出芽繁殖。如果缺氧时间过长，多数酵母菌就会死亡。
在进行中国好酒招商网精发酵以前，对葡萄的处理(破碎、除梗、泵送以及对白葡萄汁的澄清等)保证了部分氧的溶解。在发酵过程中，氧越多，发酵就越快、越彻底。因此，在生产中常用倒罐的方式来保证酵母菌对氧的需要。
酸度：酵母菌在个性或微酸性条件下，发酵能力最强，如在pH4.0的条件下，其发酵能力比在pH3.0时更强。9在pH很低的条件下，酵母菌活动生成挥发酸或停止活动。可见，酸度高并不利于酵母菌的活动，但却能抑制其他微生物(如细菌)的繁殖。
如何去鉴定还原糖和非还原糖，有何方法：
如鉴别葡萄糖和果糖、麦芽糖和蔗糖，葡萄糖和麦芽糖的分子内都含有还原性基团（游离醛基或a-羟基）。用斐林试剂、班氏试剂、银氨溶液等可以检验生物组织中还原糖存在与否。
（1）斐林试剂：斐林试剂由质量浓度为0.1g／mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.05g／mL的硫酸铜溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与还原糖在加热的条件下，能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身则氧化成葡萄糖酸。其反应式如下：
CH2OH(CHOH)4CHO ＋ 2Cu(OH)2 → CH2OH (CHOH)4COOH ＋ Cu2O↓ ＋ 2H2O
(2)利用班氏试剂：班氏试剂由A液(硫酸铜溶液)，B液(柠檬酸钠和碳酸溶液)配制而成。将A溶液注入B液中，边加边搅，如有沉淀可过滤。实验原理与斐林试剂相似，所不同的是班氏试剂可长期使用。
(3)利用银氨溶液：银氨溶液是在2％的AgNO3溶液中逐滴滴人2％的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，这时得到的溶液就是银氨溶液。银氨溶液中含有Ag(NH3) 20H(氢氧化二氨合银)，这是一种弱氧化剂，能把醛基氧化成羧基，同时Ag+被还原成金属银。还原生成的银附着在试管壁上，形成银镜。反应方程式是：
CH2OH(CHOH)4CHO +2 [Ag(NH3)OH] → CH2OH(CHOH)4COONH4 + 3NH3↑+ 2Ag↓+ 2H2O
四种淀粉酶的作用机制：
ɑ-淀粉酶：是一种内切酶，能在淀粉链的内部随机切割ɑ-D-1,4-葡萄糖苷键，生成小分子糊精和葡萄糖，生成的麦芽糖和葡萄糖都是ɑ型。
ß-淀粉酶：是一种外切酶，作用于淀粉时，从淀粉链的非还原性末端开始，水解它的ɑ-D-1,4-葡萄糖苷键，水解时沿着淀粉链每次水解掉两个葡萄糖单位，水解产物为麦芽糖。
γ-淀粉酶：是一种外切酶，能水解淀粉的ɑ-D-1,4-葡萄糖苷键和ɑ-D-1,6-葡萄糖苷键.其作用方式是从淀粉链的非还原性末端开始，依次水解它的ɑ-D-1,4-葡萄糖苷键，将葡萄糖一个一个水解下来，对于支链淀粉，当水解到分支点时，一般先将ɑ-D-1,6-葡萄糖苷键断开，然后继续水解，所以能将支链淀粉全部水解成葡萄糖
异淀粉酶：是一种内切酶，能水解支链淀粉分子中的ɑ-D-1,6-葡萄糖苷键，使支链淀粉变成直链状的糊精。
如何合理选用酶制剂完成淀粉到葡萄糖的快速高效转化：
糖化：在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程，得到的水解糖液叫淀粉糖。糖化的原料：薯类淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉等。
淀粉酶一般选用可在低ph条件下反应的耐高温α淀粉酶；
糖酵解途径中：什么是糖酵解？概念、途径、反应、特点都要知道
糖酵解：糖酵解(glycolysis EMP)：即糖的发酵分解、是葡萄糖经1．6一二磷酸果糖和3—磷酸甘油酸转变为丙酮酸同时生成ATP的过程。
从糖酵解的反应历程看，它有三步是大量释放自由能的不可逆反应，即已糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反应，这三步是控制糖酵解速度的限速步骤，其中以磷酸果糖激酶催化的反应最为关键。此外，3一磷酸甘油醛脱氢酶也是一个调控点。
(一)磷酸果糖激酶的调节:
① ATP是磷酸果糖激酶的底物，也是它的变构抑制剂，ATP浓度高 (ADP或AMP浓度低)则磷酸果糖激酶的活性低，反之亦然；
② 柠檬酸也可对磷酸果糖激酶进行别构抑制，高浓度的柠檬酸，使磷酸果糖激酶的活性下降，糖酵解减速；
③ 磷酸果糖激酶的活性还受 NADH和脂肪酸的抑制。
(二)已糖激酶的调控：此酶受6—磷酸葡萄糖的抑制，6—磷酸葡萄糖浓度升高则抑制已糖激酶的活性，使糖酵解下降。
(三)丙酮酸的调节：
① ATP抑制丙酮酸激酶的活性；
② 1．6—二磷酸果糖可以使丙酮酸激酶活化
(四)3一磷酸甘油醛脱氢酶的调控：此酶可被NAD+激活。总之，在糖酵解的整个过程中，是多个因素参与了有关酶活性的调节。
（1）过程为10个酶催化的11步反应
1）葡萄糖在己糖激酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖：消耗第一个ATP，该反应位不可逆反应，时葡萄糖代谢的第一个限速反应；
2）6-磷酸葡萄糖被磷酸葡萄糖异构酶催化为6-磷酸果糖；
3）6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶催化（PFK）的催化下磷酸化，消耗第二个ATP该反应为不可逆的限速反应；
4）1,6-二磷酸果糖由醛缩酶催化裂解，产生两个三碳糖，即3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮；
5）磷酸丙糖异构酶催化磷酸二羟丙酮转化为3-磷酸甘油醛；
6）3-磷酸甘油醛在3-磷酸甘油醛脱氢酶催化转化为1,3-二磷酸甘油酸，第一个高能中间物的生成：，并需要无机磷酸和NAD+参与反应，产物为NADH和1,3-二磷酸甘油酸，其中1,3-二磷酸甘油酸是高能化合物；
7）磷酸甘油酸激酶催化生成3-磷酸甘油酸，第一对ATP生成：属于底物水平磷酸化作用， 8）3-磷酸甘油酸被磷酸甘油酸变位酶转化为2-磷酸甘油酸；
9）烯醇化酶催化2-磷酸甘油酸脱氢生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是第二个高能化合物；
10）丙酮酸激酶催化磷酰基从PEP转到ADP上，生成丙酮酸和第二对ATP，属于底物水平磷酸化作用，该反应位不可逆反应，是糖酵解过程第三个限速反应；
烯醇式丙酮酸不稳定，无需酶的作用即可形成丙酮酸。
总反应方程式：
CHO COOH
| |
(CHOH)4 + 2H3PO4 + 2NAD+ + 2ADP → 2 C=O + 2ATP +2NADH +2H+ + 2H2O
| |
CH2OH CH3
（2）EMP途径有三个不可逆反应：1）、3）、10）；有两次底物水平磷酸化作用：7）、10）
以糖酵解途径为基础的发酵种类:
1、同型乳酸发酵：就是利用乳酸菌产生活性很强的乳酸脱氢酶，在无氧条件下，将丙酮酸还原为乳酸的过程。
2、乙醇发酵：酵母菌在无氧条件下，首先假将葡萄糖经酵解过程转化为丙酮酸，丙酮酸脱羧酶再以焦磷酸硫胺素（TPP）为辅酶，催化丙酮酸脱羧生成乙醛，最后，乙醇脱氢酶一NADH为辅酶，将乙醛还原生成乙醇。
3、甘油发酵：正常的乙醇发酵会产生少量甘油，这是因为乙醇发酵之初，细胞内没有足够的乙醛作为受氢体，致使NADH浓度升高，被ɑ-磷酸甘油脱氢酶用于磷酸二羟丙酮的还原反应，生成ɑ-磷酸甘油，NADH被氧化成NAD+。ɑ-磷酸甘油则在ɑ-磷酸甘油酸酯酶的水解作用下生成甘油。发酵过程中将受氢体乙醛去除作为控制发酵的条件，从而使发酵液中积累甘油，这是酵母菌甘油发酵的基本原理。
TCA循环中：主要步骤、关键反应的酶、辅助因子、生理意义
三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle TCA)：Krebs提出，在有氧的条件下，糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA，乙酰CoA必须通过一组循环反应才能彻底氧化成C02和水，并产生大量ATP，这个循环的第一个产物是柠檬酸，柠檬酸上有三个羧基，因此叫三羧酸循环。它是物质代谢的枢纽，是生物体获取能量(ATP)的主要途径。
三羧酸循环具有普遍的生物学意义：
①提供大量的能量，供有机体生命活动的需要；
②三羧酸循环是各种营养物质氧化的最终途径，是物质代谢的枢纽，通过三羧酸循环使三大代谢彼此联系在一起；
③三羧酸循环产生的各种中间产物是合成其它生命物质的碳骨架来源；
④对某些植物来说，三羧酸循环中的二羧酸、三羧酸是某些器官的积累物，并影响果实品质，如柠檬酸、苹果酸等等。
柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶三羧酸循环关键酶
三羧酸循环的关键酶
柠檬酸合酶（限速酶）：受ATP、NADH、琥珀酰CoA及脂酰CoA抑制。
受乙酰CoA、草酰乙酸激活
异柠檬酸脱氢酶：NADH、ATP可抑制此酶；ADP可活化此酶，当缺乏ADP时就失去活性。α-酮戊二酸脱氢酶：受NADH和琥珀酰CoA抑制。
反应过程：
TCA循环：每轮循环有2个C原子以乙酰CoA形式进入，有2个C原子完全氧化成CO2放出，分别发生4次氧化脱氢，共释放12ATP。
1.乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸
柠檬酸合酶，TCA中第一个调节酶：受ATP、NADH、琥珀酰CoA、和长链脂肪酰CoA的抑制；受乙酰CoA、草酸乙酸激活。
2.柠檬酸→异柠檬酸
这是一个不对称反应，由顺鸟头酸酶催化
3.异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸和NADH
这是三羧酸循环中第一次氧化脱羧反应，异柠檬酸脱氢酶，TCA中第二个调节酶：
Mg2+（Mn2+ ）、NAD+和ADP可活化此酶，NADH和ATP可抑制此酶活性。
细胞在高能状态：ATP/ADP、NADH/NAD+比值高时，酶活性被抑制。
4.α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA和NADH
α-酮戊二酸脱氢酶系，TCA循环中的第三个调节酶：受NADH、琥珀酰CoA、Ca2+、ATP、GTP抑制
α-酮戊二酸脱氢酶系为多酶复合体，与丙酮酸脱氢酶系相似（先脱羧，后脱氢）
5.琥珀酰CoA生成琥珀酸和GTP
琥珀酰CoA合成酶（琥珀酸硫激酶）
这是TCA中唯一的底物水平磷酸化反应，直接生成GTP。
在高等植物和细菌中，硫酯键水解释放出的自由能，可直接合成ATP。
在哺乳动物中，先合成GTP，然后在核苷二磷酸激酶的作用下，GTP转化成ATP。
6.琥珀酸脱氢生成延胡索酸（反丁烯二酸）和FADH
琥珀酸脱氢酶是TCA循环中唯一嵌入线粒体内膜的酶。
丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可阻断三羧酸循环。
7.延胡索酸水化生成L-苹果酸
延胡索酸酶具有立体异构特性，OH只加入延胡索酸双键的一侧，因此只形成L-型苹果酸。
8.L-苹果酸脱氢生成草酰乙酸和NADH L-苹果酸脱氢酶
步骤
一、丙酮酸的生成:经糖酵解等途径生成丙酮酸。
二、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
丙酮酸+ NAD+ + CoA-SH 乙酰-CoA+ CO2 + NADH+H+
三、乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化
⑴ 乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸
乙酰CoA+草酰乙酸 柠檬酸合成酶 柠檬酸 + CoA-SH
⑵ 柠檬酸异构化生成异柠檬酸
柠檬酸 顺乌头酸酶 异柠檬酸
⑶ 异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸
异柠檬酸+NAD+ 异柠檬酸脱氢酶 α-酮戊二酸 +CO2+NADH+ H+
⑷ α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A
α-酮戊二酸 + CoA-SH+ NAD+ α-酮戊二酸脱氢酶系 琥珀酰CoA + CO2 + NADH+ H+
⑸ 琥珀酰CoA转变为琥珀酸
琥珀酰CoA + GDP + Pi 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酸+ GTP + CoA-SH
⑹ 琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸
琥珀酸 + FAD 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸 +FADH2
⑺ 延胡索酸水化生成苹果酸
延胡索酸 + H2O 延胡索酸酶 苹果酸
⑻ 苹果酸脱氢生成草酰乙酸
苹果酸 + NAD+ 苹果酸脱氢酶 草酰乙酸 + NADH+H+
一分子Glc彻底氧化产生的ATP数量
反应 酶 ATP消耗 产生ATP方式 ATP数量 合计
糖 酵 解 已糖激酶 1 -1 8
磷酸果糖激酶 1 -1
磷酸甘油醛脱氢酶 NADH呼吸链氧化磷酸化 2×3
磷酸甘油酸激酶 底物水平磷酸化 2×1
丙酮酸激酶 底物水平磷酸化 2×1
TCA 丙酮酸脱氢酶复合物 NADH 2×3 30
异柠檬酸脱氢酶 NADH 2×3
α-酮戊二酸脱氢酶复合物 NADH 2×3
琥珀酸脱氢酶 FADH2 2×2
苹果酸脱氢酶 NADH 2×3
琥珀酰CoA合成酶 底物水平磷酸化 2×1
净产生：38ATP
在骨骼肌、脑细胞中，净产生：36ATP
甘油磷酸穿梭，1个NADH生成2个ATP
苹果酸穿梭，1个NADH生成3个ATP
TCA循环在糖、脂肪和蛋白质三大物质代谢中的作用：
TCA循环是中心环节
代谢途径交叉形成网络，主要联系物：丙酮酸、乙酰CoA、柠檬酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸。
① 糖的有氧分解代谢产生的能量最多，是机体利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效方式。
② 三羧酸循环之所以重要在于它不仅为生命活动提供能量，而且还是联系糖、脂、蛋白质三大物质代谢的纽带。
③ 三羧酸循环所产生的多种中间产物是生物体内许多重要物质生物合成的原料。在细胞迅速生长时期，三羧酸循环可提供多种化合物的碳架，以供细胞生物合成使用。
④发酵工业上利用微生物三羧酸循环生产各种代谢产物。
催化EMP产生的丙酮酸到乙酰辅酶A的丙酮酸脱氢酶系（氧化脱羧酶系）包括哪三种酶及其辅助因子：
丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶系的催化下氧化脱羧生成乙酰CoA。
丙酮酸脱氢酶系由三种酶单体构成：丙酮酸脱氢酶（E1），二氢硫辛酸乙酰基转移酶（E2），二氢硫辛酸脱氢酶（E3）。该多酶复合体有五种辅助因子：TPP，硫辛酸，NAD+，FAD，HSCoA。
酶 辅酶 每个复合物亚基数
丙酮酸脱羧酶（E1） TPP 24
二氢硫辛酸转乙酰酶（E2） 硫辛酸 24
二氢硫辛酸脱氢酶（E3） FAD、NAD+ 12
此外，还需要CoA、Mg2+作为辅因子
结构式：麦芽糖 蔗糖 ɑ-D-吡喃半乳糖 ß-D-呋喃果糖（注意ɑ、ß型） 乙酰辅酶A 草酰乙酸
二、脂类和脂类代谢
人体必需脂肪酸：是人体功能必不可少的但自身不能合成的，或者不能足量合成的氨基酸，必须从食物中获取，称为人体必需氨基酸。这8种氨基酸是苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸。
脂肪酸代谢:
脂肪酸的ß氧化：定义、计算能量生成（课后习题）
β—氧化作用：脂肪酸在体内氧化时在羧基端β-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作β-氧化。
举例说明脂肪酸的降解：
（1）β-氧化过程：
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中，在脂酰CoA合成酶的催化下，将脂肪酸转变成脂酰CoA，然后进入线粒体中进行氧化。b-氧化过程由四个连续的酶促反应组成：
1）脂酰CoA氧化脱氢：脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的作用下，在C2和C3之间脱氢，生成烯脂酰CoA，辅基时FAD。
2）脂酰CoA 水化：在悕脂酰CoA水化酶作用下水化，生成L-b-羟脂酰CoA。
3）L-b-羟脂酰CoA的氧化脱氢：L-b-羟脂酰CoA在脱氢酶的作用下，C3位脱氢，生成L-b-羟脂酰CoA，辅酶时NAD+ 。
4）硫解：L-b-羟脂酰CoA在硫解酶的作用下发生裂解，形成乙酰CoA和一个少了2个C原子的脂酰CoA。
（2）氧化生产ATP的计算
1分子FADH2进入呼吸链可生成1.5 分子ATP，1分子NADH可生成2.5分子ATP，故一次b-氧化循环可生成4分子ATP。
1分子乙酰CoA进入三羧酸循环经彻底氧化分解，每分子乙酰CoA可生成10分子ATP。
以16C的软脂酸为例来计算，则生成ATP的数目为：
7次b-氧化循环产生4×7=28分子ATP
8分子乙酰CoA可生成10×8=80分子ATP
因此，软脂酸经β-氧化完全氧化生成108分子ATP
对于任一偶数碳原子的长链饱和脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：
ATP生成数=[(碳原子数/2）-1] ×4 +[(碳原子数/2）×10 -2
脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。
例如软脂酸（含16碳）:经过7次-氧化，可以生成8个乙酰CoA，
A:每一次-氧化，生成1分子FADH2和1分子NADH+H+。
B: 1个乙酰CoA完全氧化(参加TCA）产生10个ATP（按照一个NADH产生2.5个ATP，1个FADH2产生1.5个ATP）
C: 计算1分子软脂酰CoA在分解代谢过程中共生成ATP的数目为：
7次β-氧化分解产生4×7=28分子ATP；
8分子乙酰CoA可得10×8=80分子ATP；
共可得108分子ATP，
由于软脂酸转化成软脂酰CoA时消耗了1分子ATP中的两个高能磷酸键的能量（ATP分解为AMP, 可视为消耗了2个ATP），故1分子软脂酸彻底氧化分解可净生成106分子ATP。
造化价（值）：定义为皂化1公克的油脂所需要之碱(即做皂常用的为氢氧化钠)的毫克数(即1：10)。
结构式：
软脂酸CH3(CH2)14COOH 硬脂酸CH3(CH2)16COOH 油酸CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH9 磷脂通式 脂肪通式
三、蛋白质及蛋白及代谢
信号肽：分泌蛋白新生肽链N端的一段20～30氨基酸残基组成的肽段。将分泌蛋白引导进入内质网，同时这个肽段被切除。现这一概念已扩大到决定新生肽链在细胞中的定位或决定某些氨基酸残基修饰的一些肽段。
盐析：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出，称为盐析。
变性：天然蛋白质分子受到某些理化因素的作用，有序的空间结构被破坏，生物活性丧失，并伴随发生理化性质的异常变化被称为变性作用。
变性剂有哪些？变性前后理化性质有哪些改变？影响因素？
变性剂：尿素和盐酸胍
蛋白质变性后，往往出现下列现象：
①结晶及生物活性丧失是蛋白质变性的主要特征。
②硫水侧链基团外露。
③理化性质改变，溶解度降低、沉淀，粘度增加，分子伸展。
④生理化学性质改变。分子结构伸展松散，易被蛋白酶水解。
影响变性的因素：
强酸和强碱； 有机溶剂，破坏疏水作用； 去污剂、去污剂都是两亲分子，破坏疏水作用； 还原性试剂：尿素、-硫基乙醇； 盐浓度、盐析、盐溶； 重金属离子，Hg2+、pb2+，能与-SH或带电基团反应。 温度； 机械力：如搅拌和研磨中的气泡。
寡聚蛋白：由两个以上、十个以下亚基或单体通过非共价连接缔合而成的蛋白质。
蛋白质亚基：寡聚蛋白分子中的每个三级结构单位称为一个亚基或亚单位。
蛋白质四级结构每一级结构主要研究内容是什么？对于每一级来说靠什么化学键来维持？
1. 蛋白质的一级结构(Primary structure)包括：
(1)组成蛋白质的多肽链数目.
(2)多肽链的氨基酸顺序，
(3)多肽链内或链间二硫键的数目和位置。
一级结构的连接键：肽键（主要）、二硫键
2.二级结构
蛋白质的二级结构是指多肽链骨架中原子的局部空间排列，不涉及侧链的构象，也就是该肽段主链骨架原子的相对空间位置，主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲。
维持二级结构的力量为氢键。
3.蛋白质的三级结构是指在一条多肽链中所有原子的整体空间排布，包括主链和侧链。三级结构的形成使得在序列中相隔较远的氨基酸侧链相互靠近。
次级键维系：疏水键、盐键、氢键、范德华力、二硫键
4.具有三级结构的亚单位，通过离子键、范德华力、氢键等聚集而成的特定构象
维持四级结构的作用有：氢键、疏水作用、静电作用、共价健
实验室常用分离分析蛋白质的方法有哪些？（盐析、凝胶过滤层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳原理、用途）
盐析：蛋白质在高浓度中性盐溶液中会沉淀析出，称为盐析，主要原理：高浓度盐离子与蛋白质分子争夺水化水，破坏蛋白质分子表面的水膜，同时盐离子也会影响蛋白质分子所带电荷，从而引起蛋白质沉淀但通常不会导致蛋白质变性。
用途：使蛋白质浓缩，同时可除去少量杂质，并可将蛋白质粗提取液初步分为几份。纯化方法就属于粗分级。
分子筛层析：原理：称为凝胶过滤层析，以多孔性凝胶材料为支持物，当蛋白质溶液流经此支持物时，分子大小不同的蛋白质所受到的阻滞作用不同而先后流出，从而达到分离纯化的目的。
用途：蛋白质细分级，按照蛋白质分子大小对蛋白质进行分离的。
离子交换层析：原理：蛋白质是两性分子，在一定的PH条件下带有电荷，不同的蛋白质所带有电荷的种类和数量不同，因此它们与带电的凝胶颗粒间的电荷相互作用不同，这样，当蛋白质混合物流经带电凝胶时，电荷吸引作用小的蛋白质先流过，而电荷吸引作用大的蛋白质后流过，从而把不同的蛋白质分开。
用途：离子交换层析层析分离蛋白质主要取决于各种蛋白质所带净电荷对不同蛋白质进行分离。
聚丙烯酰胺凝胶电泳：基本原理：聚丙烯酰胺凝胶灌装在双层玻璃板之间，在凝胶顶端上样，然后分别在凝胶的底部和顶端接上正负电极，在凝胶中形成电场，在电场的作用下，蛋白质由凝胶顶端向下移动，移动的速度与蛋白质所带电荷，分子大小和形状有关，从而把不同的蛋白质分开。
用途：根据蛋白质所带电荷，分子大小和形状有关，从而把不同的蛋白质分开。
SDS-PAGE 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳：
原理：在电泳系统中加入SDS，SDS与蛋白质结合后，会引起蛋白质变性，蛋白质的空间结构和特殊几何形状消失，变为棒状结构，所有伸展肽链与SDS的棒状复合物直径几乎相同，其差别只在于肽链的长短，由此消除了不同蛋白质分子形状的差异。SDS与蛋白质结合的数量很大，使蛋白质带上大量的负电荷，由此减弱或消除了不同蛋白质间电荷的差异，蛋白质在凝胶中的迁移速度只与分子大小有关。
用途：SDS-PAGE大致按照肽链大小对不同蛋白质进行分离。
结构式：谷氨酸 半胱氨酸 天冬氨酸 丙氨酸（注意构型）
常见氨基酸三字母缩写要会：
名称 三字母缩写 名称 三字母缩写
丙氨酸 Ala 亮氨酸 Leu
精氨酸 Arg 赖氨酸 Lys
天冬酰胺 Asn 甲硫氨酸 Met
天冬氨酸 Asp 苯丙氨酸 Phe
半胱氨酸 Cys 脯氨酸 Pro
谷氨酰胺 Gln 丝氨酸 Ser
谷氨酸 Glu 苏氨酸 Thr
甘氨酸 Gly 色氨酸 Trp
组氨酸 His 酪氨酸 Tyr
异亮氨酸 Ile 缬氨酸 Val
已知氨基酸等电点、溶液PH，用离子交换树脂分离不同等电点氨基酸，判断氨基酸的洗脱顺序：
离子交换层析层析分离蛋白质主要取决于各种蛋白质所带净电荷，分为阳离子和阴离子交换层析。在进行离子交换层析时，时刻要想到这样的原则：处于等电点（pI）的蛋白质所带净电荷为零；当蛋白质所处溶液pH > pI时，该蛋白质带负电荷，如果pH < pI时，蛋白质带正电荷。
蛋白质分解代谢中氨基酸的脱氨基作用方式有哪些？
脱氨基作用主要在肝脏中进行
一．氧化脱氨基
第一步，脱氢，生成亚胺。第二步，水解。
催化氧化脱氨基反应的酶（氨基酸氧化酶）
二．非氧化脱氨基作用（大多数在微生物的中进行）
三．转氨基作用
转氨作用是a.a脱氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，a.a都能参与转氨基作用。
转氨基作用由转氨酶催化，辅酶是维生素B6（磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺）。转氨酶在真核细胞的胞质、线粒体中都存在。
转氨基作用：是α-氨基酸和α-酮酸之间氨基转移作用，结果是原来的a.a生成相应的酮酸，而原来的酮酸生成相应的氨基酸。
四．联合脱氨基
单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要，因为只有Glu脱氢酶活力最高，其余L-氨基酸氧化酶的活力都低。机体借助联合脱氨基作用可以迅速脱去氨基 。
以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用
氨基酸的α-氨基先转到α-酮戊二酸上，生成相应的α-酮酸和Glu，然后在L-Glu脱氨酶催化下，脱氨基生成α-酮戊二酸，并释放出氨。
通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基做用
骨骼肌、心肌、肝脏、脑都是以嘌呤核苷酸循环的方式为主
蛋白质合成代谢中：密码子及其特性：
①. 遗传密码子是三联体密码：一个密码子由信使核糖核酸（mRNA）上相邻的三个碱基组成。
② 密码子具有通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。
③ 遗传密码子无逗号：两个密码子间没有标点符号，密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。
④ 遗传密码子不重叠，在多核苷酸链上任何两个相邻的密码子不共用任何核苷酸。
⑤ 密码子具有简并性：除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一个氨基酸都至少有两个密码子。这样可以在一定程度内，使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而导致氨基酸错误。
⑥有摇摆性：根据摆动假说，在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别一个以上的密码子。
⑦有起始密码子和终止密码子，起始密码子有两种，一种是甲硫氨酸（AUG），一种是缬氨酸（GUG），而终止密码子（有3个，分别是UAA、UAG、UGA）没有相应的转运核糖核酸（tRNA）存在，只供释放因子识别来实现翻译的终止
蛋白质生物合成的过程：
原核生物：
真核生物：
四、酶
酶的抑制作用：由于酶活性中心的化学性质发生改变而引起酶活力下降或丧失的作用，称为酶的抑制作用。
抑制剂：造成酶的抑制作用的物质称为抑制剂。
抑制剂和变性剂的区别：
变性剂对酶的变性作用无选择性，而一种抑制剂只能使一种酶或一类酶产生抑制作用，因此抑制剂对酶的抑制作用是有选择的。所以，抑制剂与变性剂是不同的。
竞争性抑制与非竞争性抑制的区别：
竞争性抑制：抑制剂I和底物S竞争酶的结合部位，从而影响了底物与酶的正常结合。因为酶的活性部位不能同时既与底物结合又与抑制剂结合，因而在底物和抑制剂之间产生竞争，形成一定的平衡关系。大多数竞争性抑制剂的结构与底物结构类似，因此能与酶的活性部位结合，与酶形成可逆的EI复合物，但EI不能分解成产物P，酶反应速率下降。其抑制程度取决于底物及抑制剂的相对浓度，这种抑制作用可通过增加底物浓度而解除。
非竞争性抑制：这类抑制作用的特点是底物和抑制剂同时和酶结合，两者没有竞争作用。酶与抑制剂结合后，还可以与底物结合：EI+S—ESI；酶与底物结合后，还可以与抑制剂结合：ES+I—ESI。但是中间的三元复合物不能进一步分解为产物，因此酶活力降低。这类抑制剂与酶活性部位以外的基团相结合，其结构与底物无共同之处，这种抑制作用不能用增加底物浓度来解除抑制，故称非竞争性抑制。
辅酶：与酶蛋白结合不牢固，能用透析等简单方法与酶蛋白分离的有机小分子。
辅基：与酶蛋白结合牢固，不能用透析等简单方法与酶蛋白分离的有机小分子
同工酶：指催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。
酶原：酶的无活性的前体
酶原激活：无活性的酶前体转变为有活性的酶的过程
影响酶促反应的因素有哪些：
①底物浓度的影响：所有的酶反应，如果其它条件恒定，则反应速度决定于酶浓度和底物浓度，如果酶浓度保持不变，当底物浓度增加，反应速度随着增加，并以双曲线形式达到最大速度。
②pH值对酶促反应速度的影响：pH值对酶反应速度有显著的影响，酶有最适的pH值，在最适Pu值两侧，酶促反应速度呈下降趋势，大部分酶的pH值一酶活性曲线近于钟罩形。
③温度对酶促反应速度的影响：每种酶都有最适的反应温度，在最适温度两侧，反应速度也呈钟罩形曲线。温度对酶促反应的影响有两个方面，一方面是当温度升高时，反应速度加快；另一方面，随着温度的升高而使酶逐步变性，降低了酶的反应速度。
④酶浓度对酶反应速度的影响：在酶促反应中，如果底物浓度足够大，足以使酶饱和，则反应速度与酶浓度呈正比。
⑤激活剂对酶促反应速度的影响：激活剂能够提高酶的活性或通过除去抑制剂而解除对酶的抑制作用。
⑥抑制剂对酶反应的影响：抑制剂可以降低酶的活性，但不引起酶蛋白的变性，根据抑制剂与酶的作用方式可将抑制作用分为两大类：不可逆的抑制作用、可逆的抑制作用。
酶的代谢调控中，酶的共价修饰：酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下，可以共价结合或脱去，引起酶分子构象的改变，使其活性得到调节，这种方式称为酶的共价修饰。目前已知有六种修饰方式：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)。
反馈抑制：反馈抑制（feedback inhibition）：是指最终产物抑制作用，即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的酶的活性调节，所引起的抑制作用。
反馈抑制与反馈阻遏的区别在于：反馈阻遏是转录水平的调节，产生效应慢，反馈抑制是酶活性水平调节，产生效应快。此外，前者的作用往往会影响催化一系反应的多个酶，而后者往往只对是一系列反应中的第一个酶起作用。
反馈阻遏：即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的一系列酶的量调节,所引起的阻遏作用。反馈阻遏是转录水平的调节,产生效应慢。
四、核酸及核酸代谢
核酸的变性：多聚核苷酸之间的氢键断裂，使核酸的空间结构由有序的立体排列变为无序的伸展或卷曲状态。DNA分子由双螺旋结构解链成单链的过程即为DNA分子的变性。
核酸的复性：变性DNA在适当（一般低于Tm20—25℃）条件下，两条链重新缔合成双螺旋结构。
DNA熔点：能使DNA双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度Tm。
RNA有哪些类型？所占比例，各自的结构与功能：
细胞中的RNA，按其在蛋白质合成中所起的作用，主要可分为三种类型。
核糖体RNA rRNA tRNA约占全部RNA的80%
信使RNA mRNA 5%
转移RNA tRNA 占全部RNA的15%左右
①信使RNA(mRNA)的结构特点和功能：不同分子大小差异大，原核生物mRNA为多顺反子，真核生物mRNA为：单顺反子，并且在3’端有一段多聚腺苷酸，即polyA，在5’端有一个“冒子”结构，即m7G5’PPP5’Nm，在蛋白质合成中起决定氨基酸顺序的模板作用。
②转移RNA(tRNA)的结构和功能：tRNA分子一般含70—90核苷酸，各种tRNA分子结构相似，二级结构都呈三叶草型，三级结构象个倒写的“L”字母，在蛋白质合成中主要起携带活化的氨基酸以及识别mRNA上密码子的作用。
③核糖体RNA(rRNA)的结构特点和功能：rRNA存在于核糖体中与蛋白质结合。构象不固定受各种因子的影响，原核生物有23S、16S、5S三种rRNA，
真核生物有28S、18S、5S，有的还含有5.5SrRNA。功能是与蛋白质结合，组成蛋白质合成的场所一核糖体。
结构式：CMP cAMP
已知DNA一条链，写出另一条链的序列，mRNA序列，肽链的序列
顺序倒过来，把T换成U
例如：给出DNA序列：5’——AGTCGTCAAGC——3’
转录的mRNA序列：5’——GCUUGACGACU——3’
（下册P511的遗传密码字典）
逆转录：以RNA为模板，依靠逆转录酶的作用，以四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)为底物，合成DNA链。
半保留复制：亲代双链分离后，每条单链均作为新链合成的模板，复制完成时子代DNA分子中仅保留一条亲代链，另一条链则是新合成的，每个分子的核苷酸序列均与亲代分子相同。
DNA复制、转录、翻译过程
DNA复制：
原核生物：⑴ DNA解螺旋酶解开双链DNA。
⑵ SSB结合于DNA单链。
⑶ DNA旋转酶引入负超螺旋，消除复制叉前进时带来的扭曲张力。
⑷ DNA引物酶(在引发体中)合成RNA引物。
⑸ DNA pol.Ⅲ在两条新生链上合成DNA。
⑹ DNA polⅠ切除RNA引物，并补上DNA。
⑺ DNA ligase连接一个冈崎片段。
真核生物：
DNA转录：
原核生物：
（一）转录起始过程
1. RNA聚合酶全酶(ɑ2ßßc)与模板结合 ；
2. DNA双链解开；
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物；
（二）转录延长
1. 亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，沿着DNA模板前移；
2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。
（三）转录终止
指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。
分类:依赖Rho (ρ)因子的转录终止；
非依赖Rho因子的转录终止。
真核生物：
一、转录的起始
（二）转录延长
真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。
RNA-pol前移处处都遇上核小体。转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。
（三）转录终止和转录后修饰密切相关
翻译：同蛋白质的合成过程
原核生物和真核生物DNA、mRNA区别（不确定）
原核细胞中数个结构基因常串联为一个转录单位，转录生成的mRNA可编码几种功能相关的蛋白质，为多顺反子(polycistron) 。
真核mRNA只编码一种蛋白质，为单顺反子(single cistron) 。
五、生物氧化及代谢调控
巴斯德效应：在厌氧条件下,向高速发酵的培养基中通入氧气,则葡萄糖消耗减少,抑制发酵产物积累的现象称为巴斯德效应。即呼吸抑制发酵的作用。
葡萄糖效应：E.coli 在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时优先利用葡萄糖，只有当葡萄糖耗尽并经过一段停滞期后才开始利用乳糖，这一代谢特点叫做葡萄糖效应或二次生长现象。
电子传递磷酸化（氧化磷酸化）：是指生物体通过磷酸化作用，将化合物在氧化过程中所释放的能量的一部分转移到ATP分子形成高能磷酸键的过程。
生物氧化有哪些方式？
生物氧化(biological oxidation)：有机物质在生物体内氧化分解生成二氧化碳和水并释放能量的过程。
方式：通常为三种氧化方式:加氧；脱氢；脱电子。
操纵子：原核生物中由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其它调节序列在基因组中成簇串联组成的基因调控单位。
变构酶：变构或别构效应是指一种小分子物质与一种蛋白质分子发生可逆的相互作用，导致这种蛋白质的构象发生改变，从而改变这种蛋白质与第三种分子的相互作用。具有变构作用的酶称作变构酶。
共价调节酶：是指酶蛋白的某些氨基酸残基上引入或去除某种化学基团后，导致该酶活力增加或降低的一类酶，又叫共价调节酶。
共价调节酶基本原理，举例说明
共价调节酶：酶分子被其它的酶催化进行共价修饰，从而在活性形式与非活性形式之间相互转变。
酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下，可以共价结合或脱去，引起酶分子构象的改变，使其活性得到调节，这种方式称为酶的共价修饰（Covalent moldification ）。目前已知有六种修饰方式：磷酸化/去磷酸化，乙酰化/去乙酰化，腺苷酰化/去腺苷酰化，尿苷酰化/去尿苷酰化，甲基化/去甲基化，氧化（S-S）/还原(2SH)。
例：糖原磷酸化酶的共价修饰
糖原合成酶和糖原磷酸化酶的调控
糖原的分解和合成都是根据肌体的需要由一系列的调控机制进行调控，其限速酶分别为糖原磷酸化酶和糖原合成酶。它们的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节及变构效应的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但其效果相反。
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