苏大生物化学和细胞生物学考研真题_04年-08年_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
4页免费4页免费2页免费1页¥5.004页免费 10页4下载券1页免费2页免费1页免费2页免费
喜欢此文档的还喜欢3页免费18页免费2页免费10页4下载券4页免费
苏大生物化学和细胞生物学考研真题_04年-08年|本​来​不​想​上​传​的​ ​,​可​是​我​们​研​究​生​导​师​让​我​不​停​的​给​她​下​载​课​件​,​郁​闷​,​我​只​好​赚​多​点​儿​积​分​了​!​要​不​没​有​积​分​不​能​下​载​,​苏​州​大​学​的​生​化​和​细​胞​的​考​研​真​题​ ​绝​对​是​经​典​ ​不​过​谢​谢​大​家​给​我​一​点​儿​财​富​值​好​了​,​要​不​给​我​们​导​师​下​不​到​p​p​t​ ​又​要​批​我​了​!
把文档贴到Blog、BBS或个人站等：
普通尺寸(450*500pix)
较大尺寸(630*500pix)
你可能喜欢田径专选试题1_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
20页免费52页免费15页免费8页免费23页免费 7页免费15页免费6页免费1页免费60页2下载券
喜欢此文档的还喜欢15页1下载券
田径专选试题1|
把文档贴到Blog、BBS或个人站等：
普通尺寸(450*500pix)
较大尺寸(630*500pix)
你可能喜欢生化与分子生物学笔记 - 理论资源 - 生命科学 -
零点花园 文献代理,学术交流,统计年鉴,基金标书 - Powered by Discuz!
生化与分子生物学笔记
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
生化与分子生物学笔记
&&第一章& & 氨基酸与蛋白质& && &上册&&P123
1. 1& &氨基酸
（一）&&蛋白质水解最后成为氨基酸混合物
酸水解& &得19种 L-AA，色氨酸破坏。
碱水解& &得色氨酸，其余氨基酸消旋破坏。
酶水解& &不消旋破坏，但水解不彻底。
（二）&&α-氨基酸的一般结构
生物体内已发现氨基酸180种，常见氨基酸20种
1. 2&&氨基酸的分类：常见蛋白质氨基酸，不常见蛋白质氨基酸，非蛋白氨基酸
（一）&&常见蛋白质氨基酸，或称基本氨基酸。每个氨基酸可用三个字母或单字母简写表示。按侧链R基不同进行分类。
（1）&&按R基化学结构分类
1.&&脂肪族氨基酸15个
①.&&中性氨基酸5个
甘氨酸& &Glycine&&氨基乙酸&&Gly&&G&&无旋光
丙氨酸& &Alanine&&α-氨基丙酸&&Ala&&A
缬氨酸& &Valine&&α-氨基-β-甲基丁酸&&Val&&V
亮氨酸& &Leusine&&α-氨基-γ-甲基戊酸&&Leu&&L
异亮氨酸& &Isoleucine&&α-氨基-β-甲基戊酸&&Ile&&I
②.&&含羟基或硫氨基酸4个
丝氨酸& &Serine& &α-氨基-β-羟基丙酸&&Ser&&S
苏氨酸& &Threonine&&α-氨基-β-羟基丁酸&&Thr&&T
半胱氨酸& &Cysteine&&α-氨基-β-基丙酸&&Cys&&C
甲硫氨酸& &Methionine&&α-氨基-γ-甲硫基丁酸&&Met&&M
& && & ③．酸性氨基酸及其酰胺4个
天冬氨酸& &Aspartic acid&&α-氨基丁二酸&&Asp&&D
谷氨酸& &Glutamic acid&&α-氨基戊二酸&&Glu&&E
天冬酰胺& &Asparagine&&α-氨基丁二酸一酰胺&&Asn&&N
谷氨酸胺& &Glutamine& &α-氨基戊二酸一酰胺&&Gln&&Q
④. 碱性氨基酸2个
赖氨酸& &Lysine&&α，ε-二氨基已酸&&Lys&&K
精氨酸& &Arginine&&α-氨基-δ-胍基戊酸&&Arg&&R
2.&&芳香族氨基酸3个
苯丙氨酸& &Phenylalanine&&α-氨基-β-苯基丙酸&&Phe&&F
酪氨酸& &Tyrosine&&α-氨基-β-对羟苯基丙酸&&Tyr&&Y
色氨酸& &Tryptophan&&α-氨基-β-吲哚基丙酸&&Trp&&W
3.&&杂环族氨基酸2个
组氨酸& &Histidine&&α-氨基-β-咪唑基丙酸&&His&&H
脯氨酸& &Proline& &α-吡咯烷羧酸&&Pro&&P
（2）&&按R基极性性质分类
1.&&非极性R基8个
Ala(A)& & Val(V)& & Leu(L)& & Ile(I)& & Pro(P)& &
Phe(F)& & Trp(W)& & Met(M)
2.&&极性不带电R基7个
Gly(G)& & Ser(S)& & Thr(T)& & Cys(C)& & Tyr(Y)
Asn(N)& & Gln(Q)
3.&&带正电荷R基3个
Lys(K)& & Arg(R)& & His(H)
4．带负电荷R基2个
& &&&Asp(D)& & Glu(E)
另外&&Asx(B)：Asp(D)，Asn(N)
& &&&Glx(Z)： Glu(E)，Gln(Q)
两个Cys常氧化形成胱氨酸Cystie
（二）不常见蛋白质氨基酸& &P128
为相应常见氨基酸修饰而来，如：5-羟赖氨酸，4-羟哺氨酸，γ-羧基谷氨酸，焦谷氨酸，磷酸丝氨酸，甲状腺素等。
（三）非蛋白氨基酸&&P129
1.&&L型α-氨基酸衍生物&&P128
2.&&β、γ或δ-氨基酸
3.&&D-氨基酸，如D-Glu和D-Ala
常见有：肌氨酸（N-甲基甘氨酸），β-丙氨酸，γ-氨基丁酸，瓜氨酸，鸟氨酸，高半胱氨酸。
1．3 氨基酸的酸碱化学
（一）&&氨基酸两性解离
& && && && &-H+& && &-H+& &
& && &&&A+& && & A0& && & A-
（质子供体）&&+H+& && & +H+& &&&（质子受体）
Ka1 = [A0] [H+]/ [A+]&&pH=pKa1+lg[A0]/ [A+]
Ka2=[A-][H+]/[A0]& &&&pH=pKa2+lg[A-]/[A0]
综合pH=pHa+lg[质子受体]/ [质子供体]
由此 1.由pH值 、AO/A+或A-/A0测pKa
& & 2.pKa为常数， 由pH计算A0/A+或A-/A0
3.由[质子受体]/ [质子供体]可计算pH
(1)&&氨解酸的pKa测定
甘氨酸解离曲线&&P131&&图3-9
1 mol Gly溶于水，溶液pH=6.0
用1 mol NaoH溶液滴定得曲线B，消耗0.5mol时，在pH9.6处有一拐点，此时[A0]= [A-]&&pH=pKa2&&测出pKa2=9.6
用1 mol Hcl滴定得曲线A，当消耗0.5 mol HCl时得一拐点，pH=pKa1&&测出pKa1=2.34
带有可解离R基的氨基酸相当于三元酸，有三个pKa值，Glu和Lys滴定曲线见&&P132&&图3-10
（二）&&等电点
氨基酸或其他带电颗粒处于净电荷为零的兼性离子状态时介质的pH值，用pI表示，又称等电pH。
对于Gly ，pI=5.97，为曲线A和曲线B之间的拐点，Gly为兼性离子，
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
净电荷为零。
等电点pH值计算：
pI=1/2(pKa+)+pKa)
Gly&&pI=1/2(2.34+9.60)=5.97
& && &对于带可解离R基的氨基酸 如Asp的pKa，pKa1=2.09&&pKa2=3.86&&pKa3=9.82
& & 等电点&&pIP=1/2( pKa+pKa2)=1/2(2.09+3.86)=2.98
& & 同理推出&&Lys&&pI=9.74
P133&&表3-3列出20种氨基酸的pKa值和pI可做常数用，其中七个氨基酸R基有pKa值。
1.&&4 氨基酸的光学性质
（一）旋光性&&一个无旋光&&Gly& &17个含一个不对称碳原子，两个含两个不对称碳原子&&Thr和Ile，有四种光学异构体。
& && &胱氨酸分子内部对称有内消旋体，有三种异构体。
& && &比旋光为氨基酸物理常数之一，但随pH值变化常见氨基酸比旋光度可用来鉴别氨基酸，P144表 3-4
（三）&&氨基酸的紫外吸收
& && && && && & λmax(nm)& && & ε（摩尔消光系数）
& && & Phe& && && &257& && && && & 2.0×102
& && & Tyr& && && &275& && && && & 1.4×103
& && & Tvp& && &&&280& && && && &&&5.6×103
& &蛋白质在280nm波长下测光吸收，光吸收值越大，相对纯度越高，常用在蛋白质提纯过程。
1．5 蛋白质的共价结构
（一）&&蛋白质&&氨基酸首尾相连形成蛋白质。
平均含氮量为16%
蛋白质含量 = 蛋白氮×6.25
从细菌到人类所有物种的蛋白质都由这一组20种氨基酸构成。
1.&&单纯蛋白质：仅由氨基酸组成，如核糖核酸酶，肌动蛋白等。见P158
& && &表 4-1。
2.&&缀合蛋白质：除氨基酸外，还有非蛋白部分，称为辅基或配基，如血红蛋白、核蛋白、糖蛋白、脂蛋白等，见P158 表 4-2。
（二）&&蛋白质功能
生物界蛋白质种类估计有种，20种氨基酸全排列为Anm=2020。
1.&&催化（酶）：生物体内化学反应几乎都是在酶催化下进行的。
2.&&调节：基因表达调控中的蛋白因子，阻遏蛋白和激素中许多为蛋白质，如胰岛素等。
3.&&转运：血红蛋白输氧气，细胞色素C传递电子。
4.&&贮存：如种子中谷蛋白，蛋中卵清蛋白。
5.&&运动：肌动蛋白，驱动蛋白。
6.&&结构：胶原蛋白，α-角蛋白。
7.&&信息传递：受体蛋白。
8.&&防御和进攻：免疫球蛋白，毒蛋白如蛇毒。
9.&&异常蛋白：胶质蛋白。
（三）&&蛋白质的构象
为蛋白质具有的特有空间结构或称三维结构。在生理条件下，蛋白质只有一种或很少几种构象在能量上是有利的。
& & 功能来自构象：
& & 为表达蛋白质结构上不同组织层次，一般采用下列专门术语：
1.&&一级结构：又称化学结构，指蛋白质多肽链氨基酸连接在一起的顺序，包括二硫键位置，为共价键连接的全部情况。
2.&&二级结构：多肽链借助氢键排列成自己特有的α-螺旋和β-折叠片段（P161&&图4-1），这些片段构成规则结构，并沿一维方向伸展。
3.&&三级结构：由二级结构元件（α-螺旋，β-折叠等）构造成的总三维结构，包括一级结构中相距远的肽段之间的几何相互关系和侧链在三维空间中彼此间相互关系。
4.&&四级结构：寡聚蛋白质中各亚基之间在空间上的相互关系和结合方式。
&&寡聚蛋白是由两条或多条多肽链构成，其中每条多肽链称为亚基或亚单位。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
<td class="t_msgfont" id="postmessage_--4& &生物氧化----电子传递和氧化磷酸化作用& && &下册&&P114&&第24章
& &生物体所需能量大都来自糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化
&&（1）先进行分解代谢，代谢物脱氢，辅酶NAD+或FAD还原成NADH或FADH2（携带& && && &
& &&&氢离子和电子。
&&（2）氢离子和电子都经过相同的一系列电子载体传递过程传递给氧。
&&（3）产生的能量一般都贮存在ATP等特殊化合物中。
& &生物氧化实质上是氧化磷酸化，发生在线粒体内膜。
& &氧化磷酸化：NADH或FADH2上的电子通过进行一系列电子传递载体传递给O2,伴
随NADH和FADH2的氧化释放的能量使ADP磷酸化形成ATP。
（一）氧还原电势
生物体系中进行氧化还原时其基本原理和化学电池一致。
生物体内一些重要物质的标准氢化还原电势如P117表24-1所示。
如：NADH被O2氢化。
电极反应：1/2 O2+2H++2e- == H2O& &E0=+0.815。
& && & NAD++2H++2e- == NADH+H+&&E0=-0.32∨
电池总反应：
& && && & 1/2 O2+NADH+H+ == H2O+HAD+
电势差ΔE0=+0.815-(-0.32)=+1.135V&&正号表示放能
& && &即呼吸链的范围为1.135V
自由能变化：ΔG0=- n FΔE0& & =-2 23.062 1.135
n-所传电子数& &=-52.6Kcal/mol
F-法拉第卡当量: 23.062KcalV-1mol-1
同理计算& &FADH2被O2氧化
& && &&&ΔG0=-42.4Kcal/mol
(二)电子传递和氧化呼吸链
在电子传递过程中，电子传递仅发生在相邻的传递体之间，可根据各种氢化一还原电对的E0值，判断电子流动方向，在酶催化下发生反应。
（1）电子传递链& && && && && && && && && && && && && && && && &电子从NADH到O2传递所经过的途径被称为电子传递链或呼吸链，主要由4部分蛋白质复合体组成，排列顺序为: （见P120&&图24-2）
& && && && && && &黄素蛋白中的FADH2
& && && && & 琥珀酸-Q
& && && && &&&还原酶
NADH→NADH-Q→Q→细胞色素→细胞色素C→细胞色素氧化酶→O2
& && && && &&&还原酶& & 还原酶
& &电子传递酶复合体含一系列的电子载体和辅基为：
& & 黄素蛋白：&&FMN,&&FAD
& & 铁硫中心：&&Fe-S复合体
& & 醌：& && &Q
& & 细胞色素：&&血红素基因
& & 铜离子：& &CuA& &CuB
（2）电子传递链各个成员
1.&&NADH-Q还原酶，简称复合体Ⅰ，又称NADH脱氢酶。辅基：FMN,Fe-S。
催化的反应为：
NADH+H++Q→NAD++QH2
反应分三步进行：& &
⑴.&&NADH+H++FMN → FMNH2+NAD+
⑵.&&FMNH2+Fe-S（氧化型）→`FMN+Fe-S（还原型）
⑶.&&Fe-S（还原型）+Q`→`Fe-S（氧化型）+QH2
其中Fe-S中心有Fe-S，2Fe-2S和4Fe-4S三种类型，如P122&&图 24-5所示。
在反应中发生3价Fe3+和2价Fe2+的价态变化。
2.&&辅酶Q(CoQ):为易流动的疏水电子载体，与蛋白质结合不紧密，能自由在膜内扩散，
有氧化型（醌式）和还原型（酚）。结构式见P123&&图 24-6。含有异戊二烯为单
位构成的长碳氢链，异戊二烯的数目n因动物而异，哺乳动物n=10记作Q10。
3.&&琥珀酸-Q还原酶：又称复合体Ⅱ。该酶与柠檬酸循环中，催化琥珀酸脱氢生成延胡
索酸的琥珀酸脱氢酶构成完整的酶复合体，辅基 FAD, Fe-S。
催化的反应为：
FADH2+Q → FAD+QH2
使FADH2上高能电子进入电子传递链，此步无ATP生成。
反应分两步进行：
⑴.&&FADH2+Fe-S(+3) → FAD+Fe-S(+2)
⑵.&&Fe-S(+2)+QH2 → Fe-S(+3)+Q
4.&&细胞色素还原酶：又称复合体Ⅲ。辅酶：血红素，Fe-S。
把电子和H+从一个QH2分子传递两个电子给2分子细胞色素C。
[细胞色素]：是一类含有血红素辅基的电子传递蛋白质的总称。因含血红素而显色，故称为细胞色素，几乎存在于所有生物体内。由吸收光谱不同而分为a、b、c三类。吸收峰位置见P124&&表24-3。从吸收光谱知b又分为b566和b562，C又分为C和C1。
一个电子传递为：QH2 → 2Fe2S → C1 → C。
另一个电子为QH2 → 半醌 → b(b566-b562 →QH2。祥见P126&&图24-10。
5.&&细胞色素C：（Cyt c）
唯一能溶于水的细胞色素，由104个AA构成的单多肽链。
Cyt c和Co Q都是传递电子的流动载体，在接受细胞色素还原酶电子后立即传递给细胞色素氧化酶。
&&6．细胞色素氧化酶：复合体Ⅳ。
把电子从Cyt c传递给氧
该酶有4个氧化-还原活性中心，含有两种细胞色素（Cyt a和Cyt a3）和两个铜离子（CuA和CuB）。
a和a3化学结构同，但处于酶的不同部位CuA和CuB由于结合的蛋白不同而有差异
电子传递顺序为：Cyt c → a – CuA → a3 – CuB → O2。
最后该酶传递4个电子到氧，形成2分子H2O。
7. 在氧化呼吸链中的NADH-Q还原酶、细胞色素还原酶和细胞色素氧化酶催化的三步反应中，自由能的变化都足以将H+从线粒体内膜基质“泵”出到线粒体的内外膜间隙，产生氢离子梯度，为下一步产生ATP准备所需的自由能。
（3） 电子传递的抑制剂
& & 为能够阻断呼吸链中某部位电子传递的物质，可用来研究电子传递顺序。原理见P128&&图 24-15。
& && &常见的抑制剂有：
&&1.&&鱼藤酮，安密妥，结构见P128。
阻断NADH-Q还原酶内的电子由NADH向CoQ的传递。
2.&&抗霉素A：抑制细胞色素还原酶中电子从QH2到Cyt c1的传递。
3.&&氰化物，叠氮化物与a3中血红素Fe3+作用。CO与a3中Fe2+作用，均阻断电子在细胞色素氧化酶中传递作用。上述各种抑制剂的抑制部位可表示为NADH → NADH-Q还原酶
-║→&&QH2&&-║→ CytC1 → CytC → 细胞色素氧化酶&&-║→ O2&&
鱼藤酮，& & 抗霉素A& && && && && && && & CN-,N3-,CO&&
(三)氧化磷酸化作用
& &将生物氧化过程中释放的自由能用以使adp和无机磷酸生成高能ATP的作用都在细胞线粒体内膜发生作用。
& &氧化磷酸化全过程方程式为：
& &NADH+H++3ADP+3P1+1/2 O2 → NAD++4H2O+3ATP
(1) P/O比：一对电子通过呼吸链传至氧所产生的ATP分子数。
& & NADH的P/O比为2.5（过去为3），从呼吸链NADH-Q还原酶进入。
& & FADH2的P/O比为1.5（过去为2），是从细胞色素还原酶处进入电子传递链。
(2) ATP合成部位
& & 为三个能量释放部位。
& & 一对电子经NADH-Q还原酶，细胞色素还原酶和细胞色素氧化泵泵出质子数分别为4，2和4。合成一个ATP要3个质子通过ATP酶驱动合成2.5个ATP需7.5个质子驱动，合成1.5个ATP需4.5个质子驱动，多余的质子可能用于将ATP从基质运往膜外细液。
& & ATP合成是在线粒体ATP酶作用下完成的，现称ATP合酶，又称复合体V。
（3）能量偶联假说
电子传递释放出的自由能和ATP合成是与一种跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的，1961年提出，1978年获诺贝尔化学奖。：
& & 如P132&&图 24-18所示：
& & 电子传递链为一个H+泵，使H+从线粒体基质排到内膜外；内膜外H+比内膜高，形成H+浓度梯度；电化学电势驱动H+通过ATP合酶F0F1ATP回到线粒体基质，释放自由能与ATP合成偶联
& &此过程为：
1.质子泵出需要能量：由电子流过复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ获得。
2.质子泵出使细胞溶胶侧H+浓度提高，产生膜电势。
3.膜电势驱动质子流通过ATP合酶，同时释放出与酶牢固结合的ATP，ATP是在释放自由能驱动力下ADP与Pi合成的。
F0F1-ATP酶：F0单为嵌入线粒体内膜中，为质子通道；F1在膜外为球状体。催化ATP的合成。
（四）氧化磷酸化的解偶联和抑制
& & 一般情况下，电子传递和磷酸化是紧密结合的，但特殊的试剂可将氧化磷酸化过程分解成单个的反应。
（1）解偶联剂：
& & 只抑制ATP的形成过程，不抑制电子传递过程，使电子传递产生的自由能变成热能。如DNP（2，4-二硝基苯酚），当pH=7时，DNP呈酚负离子形式，不能透膜。在酸性环境（H+浓度提高），DNP接受质子而成酚分子形式，脂溶性而易透膜，将H+带入膜内，破坏了跨膜梯度的形成，故DNP又称质子载体。
& && & 褐色脂肪细胞线粒体内膜上有特殊H+通道，H+流回不经过F0F1-ATP酶，不产生ATP产生热，维持体温。
（2）氧化磷酸化抑制剂：
& && &因抑制ATP形成而使电子传递停止，如寡霉素。但为寡霉素抑制的电子传递会由于加入DNP，使H+浓度差消除，而使电子传递恢复。如P138&&图24-27
（3）离子载体抑制剂
& && &它们与K+等离子结合，作为离子载体穿过膜，消除膜电势，如短杆菌肽，缬氨霉素ATP不能生成。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
<td class="t_msgfont" id="postmessage_-6&&生物膜的组成和性质& &上册P589
细胞的外周膜（质膜）和内膜系统统称为生物膜。生物膜结构是细胞结构的基本形式。
生物膜主要由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成。生物膜的组分因膜的种类不同而不同，如P589（表18-1），一般功能复杂或多样的膜，蛋白质比例较大，蛋白质：脂质比例可从1:4到4:1。
（一）&&膜脂：有磷脂、胆固醇和糖脂。
（1）&&磷脂：构成生物膜的基质，为生物膜主要成分。包括甘油磷脂和鞘磷脂，在生物膜中呈双分子排列，构成脂双层。
（2）&&糖脂：大多为鞘氨醇衍生物，如半乳糖脑苷脂和神经节苷脂。
（3）&&胆固醇：对生物膜中脂质的物理状态，流动性，渗透性有一定调节作用，是脊椎动物膜流动性的关键调节剂。
& && &膜分子的相变温度TC为膜的凝胶相和液晶相的相互转变温度。磷脂分子成膜后头基排列整齐，在TC以下时，尾链全部取反式构象（全交叉），排列整齐，为凝胶相；而在TC以上时，尾链成邻位交叉，形成“结”而变成流动态，为液晶相。见P597&&图18-15。
& && &胆固醇的作用是：当t&TC，胆固醇阻扰磷脂尾链中碳碳键旋转的分子异构化运动，阻止向液晶态转化，使相变温度提高；而当t&TC时，胆固醇又阻止磷脂尾链的有序排列，阻止向凝胶态转化，降低相变温度。胆固醇总的作用是使相变温度变宽，保持膜的流动性。
(4) 膜脂的多态性：
& &&&膜脂是两亲分子，具有表面活性剂分子在水中的多态性和性质。
& && &在水-空气界面上形成单分子层。
& && &浓度超过一定数值后，磷脂分子就以微团（micelles）或双层（bilayer）形式存在，脂双层进一步自我组成闭合的脂质体（liposomes），P592&&图18-6。另外脂双层还有六角形相排列，P592&&图18-7，P593&&图18-8。
（二）&&膜蛋白：承担由膜实现的极大多数膜过程。
由在膜上定位分为：
外周蛋白：分布在膜的脂双层表面。
内在蛋白：全部或部分埋在脂双层疏水区或跨全膜。
外周蛋白一般溶于水，易于分离；内在蛋白不溶于水，难于分离，因此已确定结构的不多。
脂质为膜蛋白提供合适的环境，往往是膜蛋白表现功能所必需的。
（三）&&糖类：约占质膜重量的2~10%，大多数与膜蛋白结合，少量与膜脂结合，分布于质膜表面的多糖-蛋白复合物中，常称细胞外壳，在接受外界信息及细胞间相互识别方面具有重要作用。
6-7&&生物膜的分子结构
生物膜是蛋白质、脂质和糖类组成的超分子体系，彼此之间是有联系有作用的。
（一）&&生物膜分子间作用力：静电力，疏水力和范德华引力。
（二）&&生物膜结构的主要特征：
（1）膜组分的不对称分布：各组分在膜两侧分布是不对称的，从而导致膜两侧电荷数量、流动性等的差异，与膜蛋白定向分布及功能密切相关。
&&（2）生物膜的流动性：合适的流动性对生物膜表现其正常功能具有十分重要的作用。生理条件下，磷脂大多呈液晶态，各种膜脂由于组分不同而具有各自的相变温度。
& & 膜的流动性主要取决于：
1.&&脂肪酸的链长和不饱和度
链长：磷脂中的脂肪酸长度越长，相互作用越强越易排列，链长要适中。
不饱和度：双键越多，越不易排列。顺式双键在烃链中产生弯曲，出现一个“结”，使TC下降。
细菌中脂肪酸侧链如甲基、环丙基等，作用与双键同。
原核生物通过脂肪酸链的双键、侧链和链长度来调节膜的流动性。
E.coli&&420C时，饱和和不饱和脂肪酸之比为1.6:1，而27OC时则为1:1。不饱和比率增加，可防止膜在低温下变得过于刚硬。
2.&&胆固醇：为真核生物膜流动的关键调节剂。
3.&&其他：膜蛋白、鞘磷脂含量，温度、pH、离子强度，金属离子等都对膜流动性有影响。
许多疾病患者的病变细胞膜流动异常。
（三）&&膜分子的运动：
(1)&&脂类和许多膜蛋白分子都不断进行侧向扩散或侧向移动，脂类在膜平面中扩散很快，而膜蛋白只几个μm/min。
(2)&&在脂双层中从双层一侧转到另一侧的翻转，磷脂分子困难，膜蛋白则不能翻转。
(3)&&烃链围绕C-C键旋转而导致异构化运动和凝胶相与液晶相互变。
(4)&&还有围绕膜平面相垂直的轴左右摆动及旋转运动。
（四）&&生物膜的流体镶嵌模型：
是已获比较广泛支持的生物膜分子结构模型。见P600&&图18-21。
6-7&&生物膜的物质运送& &下册 P46
（一）生物膜的主要功能为：
（1）分隔细胞、细胞器，细胞及细胞器功能的专门化与分隔密切相关。
&&(2) 物质运送：生物膜具有高度选择性的半透性阻障作用，膜上含有专一性的分子泵和门，使物质进行跨膜运送，从而主动从环境摄取所需营养物质，同时排除代谢产物和废物，保持细胞动态恒定。
（3）能量转换：如氧化磷酸化和光合作用均在膜上进行，为有序反应。
（4）信息的识别和传递：在生物通讯中起中心作用，细胞识别、细胞免疫、细胞通讯都是在膜上进行的。
（二）生物膜的主动运送和被动运送：
& & 有些细胞有很高的浓缩功能，如海带收集碘。
根据物质运输自由能变化，可分为被动运输和主动运输。
（1）被动运输：物质从高浓度一侧顺浓度梯度的方向，通过膜运输到低浓度一侧的过程。
（2）主动运输：物质逆电化学梯度的运输过程，它需要外界供给能量方能进行。
& & 主动运输具有专一性、饱和性、方向性、选择性抑制和需提供能量等特点。
（三）&&小分子物质的运输：
根据运输物质分子的大小，物质运输又分为小分子运输与生物大分子运输。
由于膜脂双层疏水区，疏水小分子、N2、苯等易通过膜，不带电荷的小极性分子，如甘油、脲、CO2也可通过。见P48&&图21-2。
Na+，K+，Ca2+，Cl- 等离子跨膜运送大多是通过专一性蛋白运送。
（1）Na+，K+，泵：
& &&&细胞内都是高K+低Na+，细胞外为高Na+低K+，这是由称为钠钾泵的蛋白主动运送的结果。
（2）Na+，K+-ATP酶通过水解ATP提供的能量主动向外运输Na+而向内运输K+。
& & 每分解一个ATP分子泵出3个Na+，泵入2个K+，见P49&&图21-4。
（3）Na+，K+-ATP酶作用机制──构象变化假说。P50&&图&&21-6。
1.&&Na+与ATP酶结合。
2.&&细胞质侧ATP酶被ATP磷酸化，消耗1分子ATP。磷酸基团转移到ATP酶上。
3.&&诱导ATP酶构象变化，将Na+运送至细胞膜外侧。
4.&&K+结合到细胞表面。
5.&&ATP酶去磷酸化。
6.&&ATP酶回到原来构象，K+通过膜释放到细胞质侧。
（4）生理意义：不仅维持细胞的膜电位，成为可兴奋细胞，是神经、肌细胞等的活动基础，可调节细胞的体积和驱动某些细胞中糖和氨基酸的运送。
（四）&&生物大分子的跨膜运输：
& & 多核苷酸或多糖等生物大分子甚至颗粒物的运输主要是通过胞吐作用、胞吞作用，P56&&图21-4。
（1）胞吐作用：细胞内物质先被囊泡裹入形成分泌泡，然后与细胞质膜接触，融合并向外释放被裹入的物质。
（2）胞吞作用：细胞从外界摄入的大分子或颗粒逐渐被质膜的一小部分包围，内陷，然后从质膜上脱落，形成含有摄入物质的细胞内囊泡。
& & 胞吞与胞吐过程相反。
6-8& & 人工模拟膜
用不含蛋白质的磷脂和表面活性剂制备功能胞囊膜，模拟生物膜的多种功能。
（一）模拟生物膜功能：
（1）模拟物质的运送和调控，用于分离、提取和浓缩所需物质，如污水处理，海水浓缩所需物质，海水淡化。
（2）靶向给药和可控缓释给药：
用脂质体对药物和疫苗进行包结，在体内可控释放、延长和增强药效。
包结药品的脂质体表面连接上抗体，可实现靶向给药，抗体在体内寻找抗原，结合后药物定点释放。
（3）模拟膜上的化学反应：
& & 利用膜分子排列有序，使反应按一定方向有序进行，膜提供的微环境如有机溶剂，可加速反应进行，为一些酶促反应提供场所。
（4）生物传感器：
& & 模拟叶绿素体膜、类囊体膜，将太阳能转化成电能或化学能，模拟视觉和嗅觉。
（5）制备纳米材料：
& & 用超声法制备单层小泡囊（体积20~50nm）包结制备纳米材料。
（二）表面活性剂分子在水中：
& &&&一般一条疏水链的表面活性剂，如硬脂酸纳在水中形成胶束，具有两条疏水链的亲水亲油分子，如磷脂在水中形成双层泡囊──脂质体，人工合成的二烷基四级铵盐（体内不存在的两亲化合物），形成双层泡囊，常用于人工模拟膜的制备。
（四）&&模型膜的主要类型：
（1）LB膜（Langmuir-Blodgett）：
最适宜研究两亲分子的排列和取向和脂质分子微小结构变化。
1.&&Langmuir膜（单层膜）：借助膜天平可测表面压──面积等温图，可测膜分子成膜后的截面积，了解两亲分子构造，排列和取向。
2.&&LB膜：单分子层膜累积而成的多分子层膜称为LB膜。
& &由于LB膜具有规则的排列和取向，高度各向异性，超薄（几个nm）均匀，厚度可控制，可在分子水平上任意组装，将功能分子引入可成为分子器件，因此具有广阔应用前景和巨大科学价值。
（2）BLM（双层膜）：
可研究膜电容、厚度和电阻，可用于透过膜的传输过程的研究。
（3）脂质体（Liposomes）:
单层小泡囊& & SUV& & 大小：200~500
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
课程号：（上） （下）& && &
课程名称：生命化学基础
学分：4学分
开课学期：春季
先修课程：有机化学、 物理化学、 分析化学
基本目的：
1.&&使学生了解生物化学的基本概念、基本知识和基本理论，掌握主要生物大分子：蛋白质、酶、核酸、糖、脂等的结构、性质、功能和代谢。
2.&&使学生认识复杂生命现象的化学本质，认识化学学科和生命科学的交叉和渗透是现代化学发展的一个方向，为学生今后进行与生命科学有关的研究和进一步学习打下基础。
内容提要：
1、&&氨基酸与蛋白质
氨基酸分类：常见蛋白质氨基酸，不常见蛋白质氨基酸，非蛋白氨基酸；氨基酸的酸碱化学，氨基酸两性解离，氨基酸的等电点；氨基酸的旋光性和紫外吸收。
蛋白质的共价结构：蛋白质的化学组成和分类，蛋白质功能，蛋白质的形状和大小，蛋白质构象和组织层次。
肽：肽键结构，肽的物理化学性质，活性多肽。
蛋白质一级结构测定：Sanger试剂，DNS及Edman降解，二硫桥位置确定。
蛋白质的三维结构：XRD原理；稳定蛋白质三维结构的作用力，肽平面和两面角；蛋白质的二级结构：α-螺旋，β-折叠片，β-转角；超二级结构和结构域；球状蛋白的三级结构；亚基缔合和四级结构。
& & 蛋白质结构与功能的关系：肌红蛋白和血红蛋白的结构与功能，镰刀状细胞贫血病；免疫球蛋白。
& & 蛋白质的分离、纯化和表征：蛋白质分子量测定，沉降分析及沉降系数，沉降系数单位，凝胶过滤及SDS-PAGE法测分子量；蛋白质的沉淀；电泳：区带电泳、薄膜电泳、等电聚焦电泳、毛细管电泳。
2、酶和辅酶
&&酶催化作用特点：反应温合、高效、专一、可调节控制；酶活性调节控制：调剂酶浓度、激素调节、反馈抑制调节、抑制剂激活剂调节、别构调控、酶原激活，可逆共价修饰；酶的化学本质及其组成，辅酶和辅基，单体酶，寡聚酶和多酶复合体。
酶的命名和分类：习惯命名法；国际系统命名法及酶的编号，六大类酶的特征。
酶的专一性：“锁与钥匙”学说；诱导楔合假说；过渡态理论，过渡态类似物与医药和农药的设计，催化抗体。
酶的活力测定：酶活力单位，比活力。
酶工程：化学修饰酶，固定化酶，人工模拟酶。
酶促反应动力学：底物浓度与酶反应速度，酶促反应动力学方程式及推导，米氏常数的意义和求法。
酶的抑制作用：不可逆抑制和可逆抑制及动力学判断，一些重要的抑制剂，有机磷农药和磺胺药作用机制。
温度、PH、激活剂对酶反应影响。
酶的作用机制：酶活性部位及研究方法；影响酶催化效率的有关因素：临近和定向效应、底物形变和诱导契合、酸碱催化、共价催化、金属离子催化、多元催化和协同效应、微环境影响；溶菌酶作用机制和胰凝乳蛋白酶。
辅酶的结构与活性部位：vit.B1和TPP，维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ，vit.B2和黄素辅酶，泛酸与辅酶A，vit. B6及其磷酸酯，vit. B12，生物素，叶酸，硫辛酸。
3、氨基酸代谢
氨基酸的脱氧、转氨和联合脱氨基作用，氨基酸脱羧基作用。
尿素的形成：氨的转运和尿素循环。
氨基酸碳骨架的氧化途径，生酮氨基酸和生糖氨基酸。
由氨基酸衍生的生物活性物质：氨基酸与一碳单位，酪氨酸及儿茶酚胺类物质，色氨酸衍生物，组胺，牛磺酸。
4、氨基酸及其重要衍生物的生物合成
必需氨基酸；氨基酸的生物合成。
氨基酸几种重要衍生物：NO的形成，谷胱甘肽，肌酸，血红素，胆红素。
糖的生物学作用：糖的结构特点和糖工程。
糖酵解作用：酵解和发酵，酵解全过程和反应步骤；酵解过程中能量转变的估算；丙酮酸去路。
柠檬酸循环：丙酮形成乙酰CoA，柠檬酸循环概貌和反应步骤；柠檬酸循环的化学总结算。
生物氧化— 电子传递和氧化磷酸化：氧化还原电势；电子传递和氧化呼吸链，电子传递抑制剂；氧化磷酸化作用，化学渗透假说，氧化磷酸化解偶联和抑制剂。
戊糖磷酸途径及生理意义；葡糖异生作用及途径；糖原的分解与生物合成。
6、脂质和生物膜
脂质：脂肪酸结构特点，必需多不饱和脂肪酸。
磷脂：甘油磷脂，卵磷脂，脑磷脂，磷脂酰丝氨酸，磷脂酰肌醇，磷脂酰甘油，缩醛磷脂；鞘磷脂，鞘氨醇和神经酰胺。
糖脂：脑苷脂，神经节苷脂。
类固醇，胆固醇。
生物膜的组成与性质：膜脂，胆固醇对膜流动性的调节作用；膜蛋白功能和糖的细胞通信作用；生物膜分子结构的作用力和主要特征。
生物膜与物质运输：被动运输与主动运输，钠钾泵，生物大分子跨膜运输。
人工模拟膜：模拟膜的功能；模拟膜主要类型：LB膜，BLM和脂质体
核酸研究进展：生物技术的兴起，转基因产品，基因工程，基因芯片，人类基因组计划。
核酸的种类和生物功能。
核酸的结构：碱基、核苷与核苷酸；核酸的共价结构，DNA双螺旋结构，DNA的拓扑异构，DNA的四级结构；mRNA、tRNA和rRNA的高级结构。
核酸的物理化学性质：核酸的酶水解和核酸的酸碱性质，核酸的紫外吸收。
核酸的变性，复性及杂交。
8、核酸的降解
核酸和核苷酸的分解代谢：嘌呤碱的分解，痛风病起因及别嘌呤醇作用机制；
嘧啶碱的分解。
核苷酸的生物合成：嘌呤核糖核苷酸的从头合成及补救途径，抗癌和杀菌剂作用原理；嘧啶环的合成；脱氧核糖核苷酸的合成，5-Fu和氨甲喋呤的抗癌作用机制。
9、DNA的复制和修复
DNA的复制：DNA的半保留复制，复制叉；DNA聚合酶及DNA聚合要素，DNA连接酶和拓扑异构酶。
DNA半不连续复制和冈崎片段；DNA复制的起始、延伸和终止；DNA复制的复杂性。
DNA损伤修复：错配修复，直接修复，切除修复，重组修复和应急反应。
10、RNA的生物合成和加工
& & DNA指导的RNA合成，RNA聚合酶，不对称转录；启动子和转录因子，终止子和终止因子；转录的调节控制，操纵子模型；转录反应四阶段。
RNA生物合成的抑制剂：嘌呤和嘧啶类似物，DNA模板功能抑制物，RNA聚合酶抑制剂。
RNA转录后加工：原核生物中RNA的加工，真核生物RNA的加工，RNA拼接、编辑和再编码，酶性核酸；RNA生物功能多样性。
&&在RNA指导下RNA和DNA的合成：RNA复制和RNA病毒复制的重要方式，RNA的逆转录和逆转录酶。
11、蛋白质生物合成
&&遗传密码：三联密码，遗传密码的基本特性。
&&蛋白质合成及转运：m-RNA是蛋白质合成的模板，t-RNA转运氨基酸，核糖体是蛋白质合成的工厂。翻译的步骤。
&&蛋白质运输及翻译后修饰。
12、 基因工程
&&DNA克隆的基本原理：DNA限制酶和连接酶，克隆载体与宿主系统，外源基因导入宿主细胞，分离筛选及克隆；基因文库和c DNA文库。
&&聚合酶链式反应：PCR基本原理，最适条件和发展应用。
DNA序列的测定
教学方式：课堂讲授
教材或教科书：
1、王镜岩、朱圣庚、徐长法主编，生物化学（第三版），高等教育出版社。
2、&&Lu Bert Stryer著，唐有棋等译校，生物化学，北京大学出版社。
3、&&张来群、谢丽涛主编，生物化学习题集，科学出版社。
4、B.D.Hames, N.M.Hooper & J.D.Houghton(英)， Instant Notes in Biochamistry,
& & 科学出版社（影印版）。
学生成绩评定方法：期中、期末考试，平时作业计分。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
生命化学基础（化学专业）教学大纲
目的和要求
科学领域正经历一次根本性变革，即将来临的生命科学革命的影响将远远胜过信息学科。当代化学的一个特点就是化学研究越来越与生命现象挂钩，化学与生命科学的交叉和互相渗透是化学发展的大趋势。本课程为化学专业本科生的必修基础课。本课程将以蛋白质、酶、核酸、生物膜和糖的结构与功能以及代谢和调控为主线介绍生物化学的基本概念、基础知识和基本理论，同时介绍生命科学中的一些最新发展，为学生今后进行与生命科学有关的研究和进一步学习打下基础。使学生了解到生命运动的基础是生物体内物质分子的化学运动，生命科学的发展需要更多的化学家的参与，化学的发展与生命科学紧密相关。
& && && && &&&对大纲的说明
本课程学时为60，记4学分，一学期讲授。本课程主持为生命学院生物化学及分子生物学系。指定教材为王镜岩等主编的“生物化学”。本课程以蛋白质与核酸为重点进行比较全面讲授。糖主要讲授代谢，酶和生物膜在讲授基本概念同时结合化学界的一些研究进行。本课程注意对涉及到的药物作用机制进行重点介绍，注意学生的化学学科背景，偏重于讲解生命大分子结构与功能的关系，使学生能从分子和分子集合体水平上了解和认识生命中的化学运动，以适合化学背景人员研究生命科学需要。
教科书：生物化学& &第三版& &王镜岩&&朱圣庚&&徐长法主编
高等教育出版社&&2002年9月
参考书：生物化学（美）& && &Lu Bert Stryer，唐有棋等译校
北京大学出版社&&1990年5月
& && &生物化学习题集& && &张来群&&谢丽涛主编
科学出版社& & 1999年
& && &Instant Notes in Biochamistry, B.D.Hames, N.M.Hooper & J.D.Houghton(英) 1997年
& && && && && && &&&科学出版社&&影印版& &1999年3月
上学期：1-7周，28学时。& && && && && &
绪论（1学时）
第一章&&氨基酸与蛋白质（11学时）
教科书，上册 3，4，5，6，7章。
第二章&&酶和辅酶：（12学时）
教科书，上册8，9，10，11章。
第三章&&氨基酸代谢（4学时）
教科书，下册30，31章。
3月30日串讲，4月6日期中考试。
下学期：9—16周，24学时。
第四章 糖代谢（6学时）
教科书，下册22，23，24，25，26章。
第五章 脂和生物膜（4学时）
教科书，上册2，18章，下册21章。
第六章 核酸（14学时）
教科书，上册12，13，14，15章，下册33，34，35，36，37，38，40章。
5月27日串讲，6月上旬考试。
绪论（1学时）
1.&&生命科学为21世纪推动社会发展的代表性科学。
99年9月上海世界财富论坛，美国未来研究所总监保罗 萨福说：“科学领域正经历一次根本性变革，推动社会发展的代表科学将由信息科学转为生物科学。” “从对商业和社会影响的角度来看，即将来临的生物科学革命的影响将远远胜过信息科学。”
二十世纪三大科研计划：曼哈顿（原子弹），阿波罗登月，人类基因组计划。
农业转基因技术：如有色棉花（将根本改变纺织工业），抗乙肝西红柿。
转基因动物：如含生长激素的牛奶，治血友病的牛奶。
转基因食品就是把动植物的基因加以改变，制造出具有新特征的食品种类，同常规育种比较，它的基因来源更广泛，既可以把动物基因放到植物中，也可以把微生物的基因放到植物里，甚至把人的基因放到植物中，人为制造新物种，人类参与了自然的创造。现已涉及60多种植物，我国批准商品化的转基因产品有：棉花（抗虫棉，有色棉），保鲜番茄，抗病毒番茄，抗病毒甜椒。进口转基因大豆。对转基因产品一方面严格管理，另一方面对已证明安全的积极推广。
克隆技术：1997年2月公布克隆羊Dolly（~），继而克隆牛、鼠、猴、猪、猫、兔。
我国卫生部表态在任何条件下都不允许、不接受生殖性克隆，即克隆人试验。
但不管克隆人是一场革命还是一场灾难，商业利益和人类的巨大好奇心必会驱使一些人研究。
人类基因组计划序列测序已完成，现进入后基因组计划，从序列基因转移到结构基因和功能基因，研究对新药开发具有指导作用的药物基因，可征服癌症，AIDS病。
2.&&与生命现象相结合是未来化学的一个发展方向。
生命运动的基础是生物体内物质分子的化学运动，从分子水平研究重要生命物质如蛋白质和核酸的结构，奠定了分子生物学，进一步在分子和分子集合体水平上研究复杂的生命现象。
研究生命物质合成、分析、结构和功能。
制备具有与天然相同或相似功能的非天然物质，如模拟酶，催化抗体。目前CA50%文章与生命科学有关，诺贝尔化学奖学金几乎一多半给研究生命化学的科学家。
化学与生命科学的相互交叉与渗透是化学科学发展的大趋势，并不断产生新的学科，如生物有机、基因药物等。
3.&&发展中的生命化学
生命科学自20世纪50年代进入分子水平后才获得很大发展。
人类基因组计划的“工作框架图”绘制完成，后基因组计划开始，已初步确定三十种致病基因，并将展开对人体各种疾病全面大搜索，已开始基因诊断，基因疗法和基因药物的开发。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
第二章& & 酶与辅酶& & P319& &8章
酶是研究生命科学的基础，生命体系中几乎所有化学反应都是在酶催化下进行的。酶又是生命化学和化学的重要结合点。
酶化学内容：
&&1. 酶作用机制，酶的抑制剂和激活剂，并由此设计和制造医药、农药。
2. 人工模拟酶：用小分子（有机）化合物模拟酶的活性部位，模拟酶的作用方式。
&&3. 以酶为工具进行化学反应，如不对称合成。
&&4. 利用免疫系统制备有预定活性的催化抗体即抗体酶。
&&5. 化学酶工程：将酶学与化学工程技术相结合，在工业上使用酶和固定化酶。
§2. 1&&酶催化作用特点：
（一）酶是催化剂：降低酶促反应活化能。
（二）酶是生物催化剂：
（1）&&反应条件温和，常温常压，中性PH，酶易失活。
（2）&&酶具有很高催化效率，比非催化反应一般可提高108~1020倍。
（3）&&酶具有高度专一性：
反应专一性：催化一种或一类反应。
底物专一性：只作用一种或一类物质。
（4）&&酶活性受调节控制：
1.&&调节酶的浓度：
诱导或抑制酶的合成，如消化乳糖的三种酶的产生受乳糖操纵子控制。
2.&&激素调节：
激素通过与细胞膜或细胞内的受体相结合而调节酶的活性。
如乳糖合成酶是由两个亚基组成，一个催化亚基，一个调节亚基，催化半乳糖和葡萄糖生成乳糖。平时催化亚基单独存在，只催化半乳糖与蛋白质反应合成糖蛋白；但当动物分娩后，激素急剧增加，调节亚基大量产生，与催化亚基一起构成二聚体的乳糖合成酶，改变催化亚基专一性，催化半乳糖和葡萄糖反应生成乳糖。
3.&&反馈抑制调节：
许多物质合成是由一连串反应组成的，催化此物质生成的第一步的酶可为它们的终端产物所抑制。 P323 图8-2。
如由Thr合成Ile经过5步，当终产物Ile浓度达足够水平，催化第1步反应的苏氨酸脱氨酶被抑制；当Ile浓度下降后，酶的抑制解除。
4.&&抑制剂、激活剂调节：
酶的抑制剂、激活剂的研究是药物研究的基础。磺胺药可抑制四氢叶酸合成所需酶，进而抑制核酸和蛋白质的合成，故可杀菌。
5.&&酶原的激活：
凝血酶、消化酶等酶先以一个无活性的前体形式（酶原）被合成，然后在一个生理上合适的时间和地点被活化成酶，才具有催化活性。
6.&&共价修饰：
酶被共价修饰后，活性被调节，如在激酶催化下酶被磷酸化而表现出催化活性；磷酸基团水解，活性又可逆转。
7.&&别构调控：
别构酶通过效应物来对酶活性进行调控。
§2. 2&&酶的化学本质及其组成：
（一）&&酶是蛋白质：
水解最终产物为氨基酸，并具有蛋白质各种性质。
（二）&&酶的分类：
由化学组成不同分为单纯蛋白质和缀合蛋白质。缀合蛋白质除蛋白质外还要结合一些非蛋白质小分子或金属离子才表现出酶的活性，由蛋白质部分（称为脱辅酶或酶蛋白）和非蛋白部分（称为辅因子或辅助因子）两部分组成，两者结合的复合物称为全酶。
全酶 = 脱辅酶 + 辅因子
& && & P324 表8-4 列出可作辅因子的金属离子，P325 表8-5 列出辅酶和辅基（总称辅助因子）。
& & 辅酶：与脱辅酶结合比较松弛的小分子有机物，经透析可除去。
& & 辅基：与共价键和脱辅酶结合，透析法不可除去。
& & 辅酶和辅基无严格界限。
（三）&&单体酶、寡聚酶和多酶复合物：
（1）&&单体酶：一般由一条肽链或多肽链组成的酶，多为水解酶。如溶菌酶（一条肽链），胰凝乳蛋白酶（三条肽链）。
（2）&&寡聚酶：由两个或两个以上的亚基组成的酶，许多为调控酶。P325表8-6，P326表8-7。
（3）&&多酶复合体：由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成，所有反应依次连接。催化一系列反应连续进行，如糖代谢中丙酮酸脱氢酶复合体，由60个亚基、三种酶组成。
§2.3&&酶的命名和分类：
（一）&&习惯命名法：
（1）&&根据酶作用的底物命名：
如 淀粉酶：催化水解淀粉；&&蛋白酶：水解蛋白。
有时加上酶的来源：如胃蛋白酶，胰蛋白酶。
（2）&&根据酶催化反应的性质及类型命名：
如 水解酶、转移酶和氧化酶。
（3）&&有时由上述两原则结合起来命名：
如 琥珀酸脱氢酶。
习惯命名简单，但缺乏系统性，不严格，现仍在使用。
（二）&&国际系统命名法：
以酶所催化的整体反应为基础，并明确表明酶的底物及催化反应性质。P327表8-8。
如 乙醇：NAD+氧化还原酶。
&&底物：乙醇、NAD+，中间用冒号隔开。
&&催化反应：氧化还原，乙醇 + NAD+& && &乙醛 +&&NADH。
若底物之一是水，可将水略去不写，如脂肪：水解酶。
（三）&&国际系统分类法及酶的编号：
由酶所催化反应的类型将酶分为六大类。
由底物中被作用的基团或键的特点，将每一大类又分为若干亚类，每一亚类又分为亚亚类，第四个数字为排号。由此每个酶的编号由四位数字组成，编号前冠以EC，数字用“.”隔开，如谷丙转氨酶编号为：EC 2.6.1.2.。
P327 表8-9 酶的分类，指明了酶的编号，系统名称、习惯名称及所催化的反应。
（四）&&六大类酶介绍：
（1）&&氧化还原酶 （Oxido-reductases）：
1．&&氧化酶：催化底物脱氢并氧化生成H2O2或H2O。
2．&&脱氢酶：直接从底物上脱氢。
3．&&氧合酶：如催化甲烷氧合生成甲醇。
4．&&过氧化物酶：如超氧化歧化酶SOD。
（2）&&转移酶（Transferases）：
将一种分子的某一基团转移到另一种分子上。
通式：A.X + B& && &A + B.X
如转氨酶，转酮醛基酶，转糖苷基酶等。
（3）&&水解酶（Hydrolases）：
通式：AB + HOH& && &AOH + BH
催化水解酯键，如脂肪酶、核酸酶；水解糖苷键，如淀粉酶、溶菌酶；水解肽键，如蛋白酶。
（4）&&裂合酶（Lyases）：
催化从底物移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。
通式：A.B& & A + B
如脱羧酶，断C-C键，生成CO2；碳酸酐酶，断C-O键，生成CO2。
（5）&&异构酶（Isomerases）：
催化各种同分异构体之间相互转变，使分子发生重排。
通式：A& & B
如消旋酶，差向异构酶、顺反异构酶等。
（6）&&连接酶（Ligases）：
催化有ATP参加的合成反应，能量由ATP供给。
通式：A + B + ATP& & AB + ADP（AMP）+ Pi（PPi）
在科学文献中，应先给出酶的系统名称和编号，下面文中为方便仍可用习惯命名。
§2.4&&酶的专一性：
（一）&&结构专一性：对底物要求严格。
1.&&绝对专一性：只作用一种底物，如脲酶水解尿素。
2.&&相对专一性：作用于一类结构相近的底物。
①&&族专一性或基团专一性：对作用键的两端基团，一端要求严格，对另一端要求不严格。如 α-D-葡萄糖苷酶，要求糖苷键一端为葡萄糖，另一端可为果糖（如蔗糖），或葡萄糖（如麦芽糖）。
②&&键专一性：只作用一定的键，对键两端基团无严格要求。如脂酶，蛋白酶。
（二）&&立体异构专一性：
（1）&&旋光异构专一性：如只作用L-氨基酸，可用于氨基酸的拆分。
（2）&&几何异构专一性：如琥珀酸脱氢酶只生成反丁烯二酸。
（3）&&潜手性识别：对潜手性分子上的原子有识别性，如酵母醇脱氢酶，只作用尼克酰胺环的C4上的HA。
（三）&&酶作用专一性假说：
（1）&&锁与钥匙学说：
酶与底物为锁与钥匙的关系，见P334 图8-5。但“刚性模板”无法解释反应物和底物均为酶的底物。
（2）&&诱导契合假说：
酶与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子诱导其构象发生有利于与底物结合的变化，酶与底物在此基础上互补契合，并进行反应，如P335 图8-6所示。
酶与底物结合时有显著构象变化，已为X-衍射所证实。酶构象改变，底物构象也发生变化，形成过渡态，由此引出过渡态学说。底物和酶先结合成中间复合物，底物被活化成过渡态。在酶促反应中，已获得大量底物过渡态，并由此推导出许多过渡态类似物作为设计农药、医药、抗体酶的依据。
1.&&农药：如乙酰胆碱酯酶水解神经传导递质—乙酰胆碱的酯键，乙酰胆碱水解时的过渡态为四面体，其过渡态类似物为磷酸酯，由此设计能抑制乙酰胆碱酯酶的化合物，即可成为有机磷农药和有机磷毒气。
2.&&医药：过渡态类似物已成为当前设计新杀菌剂和药物的重要依据，过度态类似物往往是酶的抑制剂。
3.&&抗体酶：利用哺乳动物的免疫体系的选择性和多变性，经过特定的抗原结构的设计和诱导，制备具有预定催化活性的蛋白分子，即抗体酶，又称催化抗体。
由反应机制确定底物反应过渡态，由反应过渡态设计过渡态类似物。以过渡态类似物为抗原，诱导哺乳动物的免疫系统产生抗体，经大量筛选后找出具有催化反应活性的抗体分子，经单克隆抗体制备抗体酶。目前已有能催化20多种、40多个化学反应的抗体酶被制备，包括酶促反应六大类型，还可催化生物体内酶所不能催化反应，如Diels-Alder反应。
§2.5&&酶的活力测定：
在分离纯化酶的过程中，在酶存放后及使用前都需测酶活力。通过酶活力测定进行酶促反应动力学研究，进行酶抑制剂、激活剂（医药、农药）的研究。
（一）&&酶活力：指酶催化某一化学反应的能力，酶活力大小可用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示。
研究酶反应速度应以反应初速度为准，因为随时间延长、底物浓度下降和酶部分失活等，酶促反应速度下降。一般在底物变化量5%以内，反应速度保持不变，为反应初速度。
（二）&&酶的活力单位：
酶单位（U）：在一定条件下，一定时间内将一定量的底物转化为产物所需的酶量。
酶国际单位（IU）：在最适反应条件（温度250C，最适PH，最适底物浓度）下，每分钟催化1μmol底物转化为产物所需的酶量定为一个酶活力单位（1961年订立），1IU = 1μmol/min。
酶活力国际单位，即Katal（简称Kat）单位。在最适条件下，每秒钟能催化1mol底物转化为产物所需的酶量，定为1Kat单位。
1 Kat = 1 mol.s-1 = 60 × 106 IU&&（1972年定）。
& & 酶活力习惯沿用单位：每小时催化1g或1mL底物所需要的酶量。表示不够严格，但方便。
（三）&&酶的比活力：
每mg酶蛋白所具有的酶活力单位数。对同一种酶，比活力越大，酶的纯度越高，一般用U/mg蛋白表示；对酶制剂为U/g酶制剂或U/mL酶制剂（表示酶含量）。
比活力大小表示单位蛋白质的催化能力。
（四）&&酶活力测定方法：
1.&&分光光度法：底物和产物在紫外或可见光部分光吸收不同。
2.&&荧光法：灵敏度高。
3.&&同位素法：灵敏度极高，用3H、14C、32P、131I等标记化合物。
§2．6&&酶工程简介：&&P344
研究酶制剂在工业大规模生产及应用，分为化学酶工程和生物酶工程。
（一）&&天然酶已被广泛应用：
加酶洗衣粉（蛋白酶），食品饮料防腐（溶菌酶），纺织布褪浆（淀粉酶），皮革软化脱毛（蛋白酶），澄清果汁（果胶酶）等；医疗上用L-门冬酰胺酶抗肿瘤，脲酶治尿毒症等。
（二）&&化学修饰酶：
对酶分子进行化学修饰，改善酶的性能。如抗白血病药物L-门冬酰胺酶游离氨基用HNO2脱氨基或酰化，可使酶稳定性有很大提高；用葡聚糖修饰超氧化歧化酶SOD，可使其半衰期几十倍增长，抗原性消失，耐热性提高。
（三）&&固定化酶：
将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水，但仍具有酶活性的制剂称为固定化酶。
（1）&&吸附法：将酶蛋白吸附在不溶性载体上，如活性炭，硅胶，分子筛，微孔玻璃，纤维素和离子交换树脂上。
如用葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶制备的固定化酶已大规模用于从淀粉经葡萄糖制备果糖，用于替代蔗糖。
（2）&&共价偶联法：将酶蛋白上的非必需侧链基团与载体上的基团通过化学反应形成共价键结合。载体可用天然和合成高分子聚合物，将载体官能团活化连接上间隔臂后，再在温和条件下与酶偶联，间隔臂使酶分子与载体骨架有一定距离，使底物与酶易接近。
（3）&&交联法：用双功能试剂，如戊二醛等将酶分子交联成网状结构，成为不溶性酶。
常与吸附法或包埋法结合使用。
（4）&&包埋法：将酶包裹在凝胶的细微格子中或被半透性聚合膜所包围。小分子底物和产物可自由通过，而酶固定其中。
包埋法还可包埋固定化细胞、细胞器、菌体等。
（四）&&人工模拟酶：
根据酶的结构、功能以及催化机制，用化学合成法合成具有酶催化活性的人工酶制剂。如环糊精模拟酶，见P347 图8-17。
有的模拟酶作用方式，有的模拟酶的活性中心。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
<td class="t_msgfont" id="postmessage_.11&&酶的作用机制& &P384& &10章
（一）&&酶的活性部位
（1）酶活性部位：酶的特殊催化能力只局限在大分子的一定区域，活性部位又称活性中心。
酶分子中与酶活力直接相关的区域称为活性中心，分为：
①&&结合部位：负责与底物结合，决定酶的专一性。
②&&催化部位：负责催化底物键的断裂或形成，决定酶的催化能力。
& & 对需要辅酶的酶，辅酶分子或辅酶分子某一部分结构往往是酶活性部位组成部分。
（2）酶活性部位特点：
&&1. 活性部位只占酶分子中相当小的部分，通常1~2%。P384 表10-1列举一些酶活性部位的氨基酸残基。如溶菌酶一共129个氨基酸残基，活性部位为Asp52和Glu35；胰凝乳蛋白酶241个残基，活性部位为His57，Asp102，Ser 195。
2. 活性部位为三维实体。活性部位氨基酸残基在一级结构上可能相距甚远，甚至不在一条肽链上，但在空间结构上相互靠近。因此空间结构破坏酶即失活。活性中心以外部分可为酶活性中心提供三维结构。
3. 酶与底物的结构互补是指在酶和底物结合过程中，相互构象发生一定变化后才互补。如P385 图10-1。
4. 活性部位位于酶分子表面的一个裂缝内。裂缝中为一个疏水微环境，也含有某些极性氨基酸残基有利于催化，底物在此裂缝内有效浓度很高。
5. 酶与底物结合形成ES复合物主要靠次级键：氢键、盐键、范德华力和疏水相互作用。
6. 酶活性部位具有柔性和可运动性。
（二）&&研究酶活性部位的方法
（1）&&酶侧链基团化学修饰法：
1.&&特异性共价修饰：如二异丙基磷酰氟（DFP）专一地与酶活性部位Ser-OH的羟基共价结合，使酶失活。如胰凝乳蛋白酶共28个Ser，但DFP只与活性中心的Ser反应，见P386。反应后，用HCl将酶部分水解，得含二异丙基磷酸酯（DIP）基团的肽的片断，序列分析定出DIP-Ser为Ser195。
2.&&亲和标记：用与底物结构相似的修饰剂，对酶活性部位进行专一性共价修饰。
如TPCK（结构式见P387），结构与胰凝乳蛋白酶的底物对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸乙酯（TPE）类似，TPCK只与胰凝乳蛋白酶中His57结合，说明His57为该酶活性部位的一个氨基酸残基。
&&（2） X-射线晶体结构分析：
& && &&&可提供酶分子三维结构，了解酶活性部位氨基酸残基所处相对位置与状态，与底物结合后酶分子在底物周围氨基酸残基排列状况，被作用键周围残基状况等。由此提出活性中心处氨基酸残基组成及催化作用形式。
如溶菌酶：对它水解的糖苷键周围氨基酸残基分析后确定酶的催化基团为Glu35和Asp52。
又如胰凝乳蛋白酶经X-射线晶体结构分析，表明活性部位由Ser195、His57和Asp102组成，并提出这三个氨基酸残基联在一起形成一个“电荷中继网”，如P409 图10-40所示： ① 没有底物时，His57未质子化，三联体排列为A；② 在加上底物后，Ser195转移一个质子给His57，带正电荷的咪唑环通过带负电荷的Asp102静电相互作用被稳定，成为B。详细酶作用机制见P410 图10-42。
（三）&&影响酶催化效率的有关因素：
（1）&&底物和酶的邻近效应与定向效应。
酶催化反应高效率一重要原因是将分子间反应变为分子内反应。
邻近效应：底物与酶先形成中间体络合物，两分子成一个分子，分子内反应速度比分子间反应速度提高。P388 图10-2 所示：用咪唑催化乙酸对硝基苯酯水解来证实：咪唑可催化乙酸对硝基苯酯的酯键水解成乙酸和对硝基苯酚；若将咪唑分子先共价连接在底物上，在分子内催化酯键水解，可增速24倍。
定向效应：底物反应基团和酶催化基团正确取位会大大加速反应。P389 表10-3 用二羧酸单苯酯水解相对速度和结构关系实验表明：分子内催化反应，当催化基团羧基与酯键愈邻近并有一定取向，反应速度愈大。每移去一个旋转自由度，反应速度约增加200倍。
又如P389所示制备邻羟苯丙酸内酯的分子内酯化反应表明：当在分子中引入甲基使羧基和酚羟基定位，反应速率可提高2.5×1011倍。
（2）&&底物的形变和诱导契合：
酶使底物分子内敏感键中某些基团的电子云密度增高或降低，产生“电子张力”，底物扭曲而接近过渡态，使反应加速。
如具有五元环构象的乙烯环磷酸酯（P390），由于构象更接近磷酸酯水解时的过渡态，P-O键有电子张力，因此水解速度是磷酸二甲酯的108倍。
溶菌酶作用细菌细胞壁，水解由N-乙酰基葡萄糖胺等构成的糖苷键。溶菌酶与底物结合时会引起糖环构象由椅式变成半椅式，可加速水解。
（3）&&酸碱催化：
酶为广义酸碱催化。咪唑基既是一个强亲核基团，又是一个有效的广义酸碱催化功能基团，因此蛋白质中His含量虽少，但却占有重要的地位。此外酶蛋白中还有氨基、羧基、巯基、羟基等，都具有广义酸碱催化功能。
（4）&&共价催化：
有亲核催化或亲电催化。酶在催化过程中形成中间物，P392 表10-5列出形成共价中间物的一些酶。
酶分子中氨基酸侧链上有许多亲核基团如羟基、巯基、咪唑基等，可进攻底物的酰基、磷酰基和糖基等。
（5）&&金属离子催化：
几乎三分之一的酶催化需要金属离子，金属离子可以与酶紧密结合，也可以是松散结合。
①&&金属作用与H+相似，但由于带正电荷更多而作用更强，且容易维持一定浓度。② 金属离子可通过电荷屏蔽作用而促进反应。如Mg++屏蔽ATP中磷酸基负电荷，消除负电荷排斥作用而加速激酶的反应，此时激酶真正作用底物是Mg2+-ATP，而不是ATP，见P394。③ 金属离子通过水的离子化，使水分子更具酸性，促进亲核催化。④ 许多氧化还原酶都含有金属的辅基。
（6）&&多元催化和协同效应：
酶催化反应时常常是几个功能团适当排列共同作用。如胰凝乳蛋白酶活性中心处三个氨基酸残基组成“电荷中继网”，催化肽键水解；核糖核酸酶催化水解时，His12起广义碱催化作用，接受一个质子，而His119起广义酸作用，和磷酸的氧原子形成氢键。
亚胺内酯水解：在咪唑缓冲液中得酰胺，而在磷酸缓冲液中，尽管pH相同产物却为胺和酯，其区别即为磷酸盐双功能催化。
（7）&&微环境影响：
酶促反应在酶表面的疏水裂缝（活性中心）中进行，如同反应在有机溶剂中进行，反应基团不为溶剂化，亲核亲电反应均可加速。如溶菌酶Glu35的羧基在非极性区，催化功能增速3×106倍。模拟酶由此设计胶束模拟酶和环糊精等。
（四）&&酶催化反应机制实例：
溶菌酶（Lysozyme，EC3.2.1.17）是第一个用X-衍射阐明结构和功能的酶。生物功能为催化某些细菌细胞壁多糖的水解，结构如P395图 10-9所示。
细胞壁是由NAG（N-乙酰氨基葡萄糖）和NAM（N-乙酰氨基葡萄糖乳酸）通过β（1→4）糖蔗键交替排列而成的多糖。溶菌酶底物为NAG-NAM交替的六糖，可表示为ABCDEF。
（1）&&在酶活性部位凹穴中，底物受酶影响D-环发生变形，糖环构象从椅式变成能量较高的半椅式或船式，接近过渡态构象。
（2）&&酶活性基团处于非极性区的Glu35的羧基不解离，提供一个H+到D环与E环间的糖苷键上氧原子上，D环上的C1与氧原子间的糖苷键断开，形成正碳离子（SP2）过渡态中间物，并为处于极性区的活性基团Asp52上的羧基负离子所稳定。六糖中的E及F两糖残基成HO-EF离开，如P398图 10-16所示。
（3）&&正碳离子中间产物进一步与来自溶剂中的-OH反应，解除SP2张力，ABCD四糖残基离开酶分子，Glu35同时质子化恢复原状。如P399图 10-17所示。
（4）&&至次一次反应完成，细胞壁打开一个缺口。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
§2.8&&酶促反应动力学& &（9章&&P351）
（一）&&底物浓度对酶反应速率的影响
用反应初速度v对底物浓度[S]作图得P355 图9-6。
曲线分以下几段：
（1）&&OA段：反应底物浓度较低时v与[S]成正比，表现为一级反应， v = k[S]。
根据酶底物中间络合物学说，酶催化反应时，首先和底物结合生成中间复合物ES，然后再生成产物P，并释放出E。
E + S = ES → P + E
& &&&OA段上，底物浓度小，酶未被底物饱和，有剩余酶，反应速率取决于ES浓度，与[S]呈线性关系，v正比于[S]。
（2）&&AB段：反应速度不再按正比升高，表现为混合级反应。此时酶渐渐为底物饱和，[ES]慢慢增加，v也慢慢增加，为分数级反应。
（3）&&BC段：反应速度趋于Vmax，为零级反应，酶促反应表现出饱和现象。此时底物过量[S]&[E], [E]已全部转为[ES]而恒定，因此反应速率也恒定，为最大反应速率，Vmax为[E]所决定。
非催化反应无此饱和现象。
酶与底物形成中间复合物已得到实验证实。
（二）&&酶促反应力学方程式
（1）&&米氏方程推导
1913年Michaelis和Menten提出并推导出表示[S]与v之间定量关系的米氏方程
& && && &&&V =
& && &Km：米氏常数，物理意义为反应速率为最大速率Vmax一半时底物的浓度，单位与底物浓度同。
& && &推导：酶促反应分两步进行。
& && && && &&&k1& & k3
& && && & E + S& &ES → P + E
& && && && &&&k2
v = k3 [ES]
& && &一般k3为限速步骤 v = k3 [ES]&&… ①
1.&&[ES] 生成速率：
&&d[ES]/dt = k1([E] - [ES]) [S]
2.&&[ES]分解速率：
-d[ES] / dt = k2 [ES] + k3 [ES] = (k2 + k3) [ES]
3.&&稳态下[ES]不变，ES生成速率和分解速率相等：
k1 ([E]- [ES]) [S] = (k2+k3) [ES]
4.&&引入Km： 令Km = k2+k3 / k1
代入Km = ([E]- [ES]) [S] / [ES] ,
&&Km [ES] = [E] [S]- [S] [ES],&&[ES] (Km + S) = [E] [S],
[ES] = [E] [S] / Km+[S],
5.&&代入①式：v = k3 [ES] = k3 [E] [S] / Km + [S]&&… ②
6.&&引入Vmax：为所有酶都被底物饱和时的反应速率，即此时[E]= [ES]
Vmax = k3 [ES] = k3 [E]
代入②式：v = Vmax [S] / Km + [S]
米氏方程表示Km及Vmax已知时，v~[S]的定量关系。
（2）&&米氏常数的意义
1.&&Km是酶的一个特性常数，Km大小只与酶性质有关，而与酶浓度无关。当底物确定，反应温度，pH及离子强度一定时，Km值为常数，可用来鉴别酶。P359 表9-1 列出一些酶的Km值。一般Km在1×10-6~10-1mol/L之间。
不同的酶Km值不同，测定Km要在相同测定条件（pH、温度、离子强度）下进行。
2.&&Km值可用于判断酶的专一性和天然产物，若一个酶有几种底物就有几个Km值，其中Km值最小的底物称为该酶的最适底物，又称天然底物。
3.&&1 / Km可近似表示酶与底物亲和力的大小。
真正表示酶与底物亲和力为Ks=k2 / k1 ,(注 Km= k2+k3 / k1)。
4.&&已知Km可由[S]计算v，或由v计算[S]。
5.&&Km可帮助推断某一代谢反应的方向和途径。
Km小的为主要催化方向（正、逆两方向反应Km不同）。
（3）&&Vmax和k3(kcat)的意义：
酶浓度[E]一定，则对特定底物Vmax为一常数。催化常数 kcat 又称酶的转化数，数值上与k3同，为酶被底物饱和时，每秒钟每个酶分子转换底物的分子数。
大多数酶的kcat 为1~104/sec，见P322 表8-2，为每秒钟酶促反应每微摩尔酶分子转换底物的微摩尔数。kcat越大，酶催化效率越高。
（4）&&kcat / Km的意义：
生理条件下S && Km，&&Vmax = kcat [E]
代入米氏方程 v = kcat [E] [S] / Km + [S] = kcat [E] [S] / Km
得出：v = kcat / Km[E][S]
kcat / Km为[E]和[S]反应形成产物的表观二级速度常数，单位：L/mol s。可以比较不同酶或同一种酶催化不同底物的催化效率，见P362 表9-4。& &
kcat / Km大小可以比较不同酶或同一种酶催化不同底物的催化效率。
（三）&&米氏常数求法：
（1）&&双倒数法：
1 / v = Km&&/ Vmax×1 /[S] + 1 / Vmax
以1 / v ~ 1 / [S]作图，见P363 图9-10
纵轴截距：1 / Vmax；横轴截距：-1 / Km；斜率：Km / Vmax。
（2）v ~ v / [S]法 （Eadic-Hofstee）：
& & v = -Km×v / [S] +Vmax& &以v ~ v / [S]作图，见P363 图9-11。
& & 斜率：-Km；纵轴截距：Vmax；横轴截距：Vmax / Km。
（3）[S] / v ~ [S]法 （Hanes-Woolf）：
& & [S] / v = Km / Vmax + 1 / Vmax×[S]&&
以[S] / v ~ [S]作图，见P363 图9-12
& & 斜率：1 / Vmax；纵轴截距：Km / Vmax；横轴截距：-Km。
§2.9&&酶的抑制作用
失活作用：使酶蛋白变性而引起酶活力丧失。
抑制作用：酶的必需基团的化学性质改变而引起酶活力降低或丧失，但不引起酶蛋白变性。
引起抑制作用的物质称为抑制剂。研究酶的抑制剂，可以研究酶的结构与功能、酶催化机制，进行药物、农药的设计与筛选。
（一）&&抑制作用的类型：
（1）&&不可逆抑制作用：
& &抑制剂与酶必需基团以共价键结合而引起酶活力丧失，不能用透析、超过滤等物理方法除去抑制剂而使酶复活，酶被化学修饰。
（2）&&可逆抑制作用：
抑制剂与酶以非共价键结合而使酶活力降低或丧失，能用物理方法除去抑制剂而使酶复活。
可逆抑制又分为三种类型，如P369 图9-17所示。
1.&&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。
抑制剂结构大多与底物类似，许多底物过渡态类似物为抑制剂。抑制剂与酶活性部位结合形成EI复合物，抑制酶与底物的结合。竞争性抑制可以通过增加底物浓度而解除，如丙二酸或戊二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制。
2.&&非竞争性抑制：底物和抑制剂同时和酶结合，两者无竞争作用。I与S结构无共同之处，酶活性降低或被抑制，不能用增加底物浓度来解除抑制，如Leu是精氨酸酶非竞争性抑制剂。
3.&&反竞争性抑制：酶只有与底物结合后才能与抑制剂结合。常见于多底物反应中，如肼类化合物抑制胃蛋白酶。
（二）&&可逆抑制作用和不可逆抑制作用动力学鉴别
加入一定量抑制剂，以v与酶浓度[E]作图，见P370 图9-8。
加不可逆抑制剂使直线原点右移，斜率不变，加入酶使浓度大于不可逆抑制剂，才表现酶活力；加可逆抑制剂，直线原点不动，斜率变小。
（三）&&可逆抑制作用动力学
（1）&&竞争性抑制：1 /v ~ 1 /[S]作图见P371 图9-20，Vmax不变，Km变大。
纵轴截距：1 /Vmax不变，Vmax不变，底物浓度足够高，可克服抑制作用；横轴截距：1 /Km变小，Km变大；斜率：Km / Vmax变大。
（2）&&非竞争性抑制：1 /v ~ 1 /[S]作图见P372 图9-21，Vmax变小，Km不变。
纵轴截距：1 /Vmax变大，Vmax变小；横轴截距：-1 /Km不变，Km不变；斜率：Km / Vmax变大。
（3）&&反竞争性抑制：1 /v ~ 1 /[S]作图见P373 图9-22，Km，Vmax都变小。
（四）&&一些重要的抑制剂：
（1）&&不可逆抑制剂：
1.&&有机磷化合物：与脂酶活性部位Ser–OH共价结合，如抑制胆碱酯酶，使乙酰胆碱不能分解而积累，使一些以乙酰胆碱为传导介质的神经系统处于过于兴奋状态，引起神经中毒。
如神经毒剂和有机磷农药，结构式见P374。
可用能与磷酸根有更强结合力的化合物将酶游离出，从而解毒，如用肟类化合物解磷定，结构式见P374。
2.&&有机砷化合物：与酶中Cys-SH作用使人畜中毒。如有机砷化合物路易斯毒气（结构式见P375），可用含-SH的化合物作解毒剂，使酶恢复活性。
3.&&氰化物、CO、H2S与含铁卟啉的酶，如细胞色素氧化酶中的Fe2+络合，使酶失活，阻止呼吸。
4.&&青霉素：与糖肽转肽酶活性部位Ser-OH共价结合，使酶失活，（P375图9-24）抑制细菌细胞壁合成。青霉素与转肽酶的底物之一的酰基-D-Ala-D-Ala结构类似，见P546。
5.&&TLCK：根据底物的化学结构设计的专一性不可逆抑制剂。以胰蛋白酶底物对甲苯磺酰-L-赖氨酰甲酯（TLME）为模板，设计底物结构类似物对甲苯磺酰-L-赖氨酰氯甲酮（TLCK）（结构见P376 图9-25），与胰蛋白酶活性部位His57共价结合，引起不可逆失活。
（2）&&可逆抑制剂：
磺胺药：四氢叶酸（THF）是合成核酸和蛋白质酶的必需物质（辅酶）。根据人和细菌获THF途径不同设计磺胺类杀菌剂。叶酸（FA）结构见P377，DHF（二氢叶酸）、THF见P457 图11-30。
& && &FA还原酶& && &&&DHF还原酶
&&叶酸& && && &DHF& && && && & THF
（人可从食物中获取）&&DHF合成酶
& && && && & 对氨基苯甲酸（细菌靠此合成THF）
人体可直接从食物获取叶酸经DHF还原成THF而细菌只能从对氨基苯甲酸合成DHA。因此若抑制DHF合成酶，即可断绝细菌THF来源，从而抑制核酸和蛋白质的合成，而抗菌。
THF中对氨基苯甲酰胺部分的过渡态类似物对氨基苯磺酰胺可抑制DHF合成酶。
磺胺药抗菌谱广，性质稳定，对肺炎、痢疾等疗效显著。
此外抗癌药阿糖胞苷、氨甲喋呤等均为酶的竞争性抑制剂。
§2.10&&温度、pH等对酶反应影响
（一）&&酶反应最适温度：使酶促反应速度达最大值的温度，见P378 图9-28， 一般为钟罩形曲线。
每种酶在一定条件下都有其最适温度，动物一般35~400C，植物40~500C，微生物则差别较大，最高可达700C。
（二）最适pH：在此pH下酶促反应有最大速率。见P379 图9-29，钟罩形曲
一般酶最适pH在5~8之间，动物6.5~8.0，植物及微生物4.5~6.5。
（三）激活剂：凡是能提高酶活性的物质都称为激活剂，大部分是无机离子或简单有机化合物。
& &&&不同的酶可有不同激活剂。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
帖子54327&积分1014&金币7122.4 &贡献值10 &最后登录14-10-4&
<td class="t_msgfont" id="postmessage_-3&&核酸的物理化学性质& &上册P502
（一）&&核酸的水解：
所有糖苷键和磷酸酯键都能被水解。
（1）&&酸水解：
糖苷键比磷酸二酯键易被水解，嘌呤碱糖苷键比嘧啶碱更易水解。
（2）&&碱水解：
磷酸酯键易水解，RNA比DNA易水解，因为RNA核糖上有2‘-OH，水解过程见P502。
（3）&&酶水解：
为水解磷酸二酯键的酶，专一水解核酸的为核酸酶。
1.&&核酸酶的分类：
按底物专一性分为RNase（核糖核酸酶）和DNase（脱氧核糖核酸酶）。
按对底物作用方式分为内切酶（作用点在核糖核酸酶内部）和外切酶（作用点在末端）。
2.&&RNase：如牛胰核糖核酸酶（EC 2.7.7.16），内切酶，作用位点为嘧啶核苷（Py）-3‘-磷酸与其他核苷酸之间的连键。
3.&&限制性内切酶：为DNase。
剪裁DNA的工具，可用于核酸测序和基因工程。
在细菌中发现，目前已找到限制性内切酶数千种。限制性内切酶往往与甲基化酶成对存在，自身酶作用位点的碱基被甲基化，内切酶不再降解，因而可识别和降解外源DNA。
断裂位点处常有二重旋转（轴）对称性（回文结构，正读反读相同），在特定位点两条链切断后形成粘末端或平末端。
限制性内切酶命名：如E. coR Ⅰ，第1个字母E(大写)，为大肠杆菌(E.coli)属名的第一个字母，第2、3两个字母co（小写）为种名头两个字母，第4个字母 R，表示菌株，最后一个罗马字为该细菌中已分离这一类酶的编号。
（二）&&核酸的酸碱性质：
核苷和核苷酸都是兼性离子，碱基和磷酸基均能解离，见P505，具有酸碱性。
由于DNA酸碱变性，使酸碱滴定曲线不可逆。
（三）&&核酸的紫外吸收：
嘌呤环与嘧啶环具有共轭双键，核苷和核酸的吸收波段在240~290nm，最大吸收值在260nm附近（蛋白质最大吸收值280nm）。
（1）&&可用于测样品纯度（测吸光度A）：
A260/A280比值，纯DNA应大于1.8，纯RNA应达到2.0，若样品混有杂蛋白，比值明显降低。
对于纯样品，从260nm的A值即可算出含量。A值为1，相当于50μg/mL&&DNA双螺旋，或40μg/mL单链DNA（或RNA），或20μg/mL寡核苷酸。
（2）&&核酸的摩尔磷吸光系数ε（P）：为含有1克原子磷（30.98g）的核酸在260nm处的吸光系数。
& &ε（P）=&&A / CL. = 30.98 A / W L& && && && && && &
A：吸收值，& &C：每升溶液的磷摩尔数，C=W/30.98，& &L：比色杯内径。
一般天然DNA&&ε（P）为6600，RNA为
由于双螺旋结构使碱基对的π电子云发生重叠，使紫外吸收比单链减少，由此可判断DNA是否变性。
DNA变性时ε（P）值升高，增色效应。
DNA复性时ε（P）值降低，减色效应。
核酸比所含核苷酸单体的ε（P）低40~45%。
（四）&&核酸的变性、复性及杂交：
（1）&&变性：核酸双螺旋区的氢键断裂变成单链，不涉及共价键的断裂。
降解：多核苷酸骨架上共价键（3‘，5‘-磷酸二酯键）断裂，分子量降低。
引起变性因素：热变性，酸碱变性，变性剂（如尿素，甲醛等）变性（竞争形成氢键）。
DNA变性温度：又称熔点或熔解温度，为DNA双螺旋结构失去一半时的温度，用Tm表示，DNA的Tm一般为82~950C。DNA变性是爆发式的，变性在一个很窄温度范围内发生。
P508 图14-4为DNA变性过程。
影响Tm的因素：
1.&&DNA的均一性：均一则Tm窄，如poly (A-T)，&&poly d(G-C)等， Tm窄。
2.&&G-C含量：Tm值与G-C含量成正比，G-C含量越高，Tm值越高，因为G-C间三个氢键。
G-C含量与Tm关系的经验公式：
G-C% = (Tm&&- 69.3) ×2.44
可由G-C含量计算Tm或由Tm计算G-C含量。
3. 介质离子强度：
离子强度较高时，DNA的Tm值较高，DNA较稳定，因此DNA的保存在含盐（如1mol NaCl）缓冲溶液中。
RNA的变性：RNA分子中有局部双螺旋区，所以也可发生变性，只是Tm值较低，且范围较宽
双链RNA变性几乎与DNA同。
（2）&&复性：变性DNA在适当条件下，两条彼此分开的链重新缔合成双螺旋结构的过程称为复性。
变性DNA在缓慢冷却时，可以复性的过程称为退火。加热变性的DNA为防止复性，需骤冷处理。
DNA复性，浓度越大复性越快，且具有多重复序列的复性快。
（3）&&核酸的杂交：不同来源的DNA热变性后慢慢冷却，若异源DNA之间某些区域有相同序列，则复性时会形成杂交DNA分子。
DNA与互补的RNA之间也可发生杂交。
核酸杂交应用广泛，可用来检测特殊核苷酸序列的一个或更多的DNA片断，将少量基因钓出，是基因芯片，基因探针的工作根据。
谁把握现在　　水就拥有未来.......
零点花园属于纯学术、非经营性专业网站。
大家出于学习和科研目的进行交流讨论，如有涉侵犯著作权人的版权等信息，请及时来信告知，我们将在3个工作日内做出相应的处理，并给予相应的答复，谢谢。