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1、第一章 蛋白质肽平面:由于构成肽键的C-N键有部分双键性质,使肽键的四个原子和与之相连的两个-碳原子都处于同一平面,称之为肽平面,或称肽单元。模序(体):具有特殊功能的超二级结构,是由两个或三个具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象,发挥特殊的功能。如:钙结合蛋白的螺旋-环-螺旋,锌指结构等。结构域:分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域,并各行其功能。通常是蛋白质的活性区域。蛋白质变性:是指某些理化因素使蛋白质分子的空间构象发生改变或破坏,导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。本质为次级键的破坏,不涉及一级结构的改变。应用:消毒灭菌。问答:试述蛋白质结构与功
2、能的关系(待更佳)一、蛋白质一级结构与功能的关系 (一). 一级结构是空间结构的基础一级结构一旦确定,就决定了其空间结构的排布 但一级结构并不是决定空间结构的唯一因素(二). 一级结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系1.不同的一级结构决定不同的生理功能2. 一级结构中只有少数氨基酸残基与功能直接相关, 即功能基团, 或称关键部位(key - part) 关键部位相同,则功能可能相同或相似。关键部位不同,即便是一个氨基酸残基的改变,也可导致功能的完全改变或丧失. 如镰刀型血红蛋白3. 非功能基团对维持功能基团的构象有重要作用 二、蛋白质空间结构与功能的关系蛋白质的空间结构与生理功能密切
3、相关以肌红蛋白和血红蛋白为例(一). 肌红蛋白与血红蛋白的结构,Mb储存氧气Hb运输氧气 (二). 血红蛋白的构象变化与结合氧 (三)蛋白质构象改变与疾病蛋白质的折叠发生错误,使蛋白质的构象发生改变,尽管其一级结构不变,仍可影响其功能,严重时可导致疾病发生,此类疾病称为蛋白构象疾病。第二章 核酸Tm:DNA变性从开始解链到完全解链,是在相当窄的温度范围内完成的,在解链过程中,紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度,或称融解温度。Tm的主要影响因素是DNA分子中G,C含量的高低以及DNA长短。DNA变性: 是指DNA分子在某些理化因素(温度、离子强度、pH等)作用
4、下,DNA双链互补碱基对之间氢键断裂而解开变成单链的现象。核酸分子杂交:将DNA分子变性后,重新与其它核酸链(DNA或RNA)混合,将出现非同源分子因部分互补而结合的杂交体的现象。问答:1、比较DNA和蛋白质二级结构的异同(待佳)相同:都有右手螺旋结构,具有多样性,靠氢键和疏水作用力维持结构稳定。不同:DNA是反向平行的双链结构,双链之间形成互补碱基对,其多样性表现在有ABZ型-DNA.蛋白质是局部肽段呈一定规则的周期性排布的空间结构,多样性表现在-螺旋(由第一个肽单位上的 -NH- 和其后的第四个肽单位上的C=O之间形成氢键),-折叠(相邻肽链上的-NH-与C=O形成有规则的氢键),- 转角
5、 (由第一个残基的 C=O和第四个残基的-NH-形成的氢键),不规则卷曲等。2、比较三种主要RNA结构和功能的异同(待佳)相同:通常都是单链,都由4种核苷酸组成,由DNA转录而来,均参与蛋白质的合成。不同:一 、mRNA的结构与功能5-帽:结构:m7GpppNm2 , N多数为G 功能:在蛋白质翻译过程中,促进核蛋白体与mRNA的结合,加速翻译起始速度,并稳定mRNA结构3-尾:结构:真核mRNA的3端由100200个腺苷酸形成的 poly A功能:帮助mRNA从核内向胞液转位,并维持其稳定性mRNA的功能:转载遗传基因,即作为转录载体,在胞液内作为蛋白质合成的模板。二 、tRNA的结构与功能
6、一)、tRNA的结构特征1. 分子量小,由7090个核苷酸组成 2. 碱基组成中有1020%的稀有碱基, 如DHU, mG,mA, I 3. 3端为共有序列: -pCpCpA-OH 4. 二级结构上为局部双螺旋和单链间隔构成的三叶草结构 5. 三级结构上为立体的倒“L”型(二)、tRNA的功能体现 1. 反密码子(anticoden): 位于反密码环中的三个碱基, 可辨认结合mRNA上的三联体密码 2. 氨基酸臂: 可结合活化的氨基酸 三 、rRNA的结构与功能(一)、rRNA的结构特征1. 含量最丰富,约占总RNA的80% 2. 在原核生物和真核生物中分别存在3种和4种rRNA,核苷酸数目1
7、202000 3. 二级结构上有许多局部螺旋,与单链构成茎环结构, 形似花叶状(二)、rRNA的功能体现 1. rRNA的主要功能是与核糖体蛋白组成核糖体(ribosome), 为蛋白质的合成提供场所 2. 核糖体的结构与功能第三章 酶名解:酶的活性中心:又称为活性部位。必需基团在空间结构上互相靠近形成的具有特定空间结构的区域,能特异结合底物并将底物转化为产物。 酶促反应动力学:定量研究酶促反应的速度及影响速度的各种因Km:米氏常数,是反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度可间接反应底物与酶的亲和力(二者呈反比),是酶的特征常数之一,与底物浓度无关,同一酶对于不同底物有不同的Km值。可逆性抑
8、制:可逆抑制剂与酶以非共价键与酶分子结合,使酶活性降低,可通过物理的方法进行解除。不可逆性抑制 :抑制剂与酶活性中心上的必需集团以共价键结合,使酶失活,不能以物理方法解除,可用化学方法进行解毒。实质是通过某些具有类似酶失活基团的化合物与抑制剂反应进行置换,从而恢复酶的结构及活性。竞争性抑制 :抑制剂和酶的底物结构相似,可与底物竞争酶的活性中心,从而阻碍酶和底物结合成中间产物。抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力及与底物浓度的相对比例。抑制剂与酶结合生成的E-I复合物不能生成产物,底物浓度的无限加大可消除抑制剂的影响表观Km值增加,Vmax不变。 酶原:某些酶在合成或分泌的初期,以无活性的前体形
9、式存在,称为酶原。问答:1、试述酶的调节酶的调节方式主要有活性调节和酶量调节。一 、酶活性的调节(一). 酶原与酶原的激活酶原在一定条件下转变为酶的过程称为酶的激活(1). 激活的过程:通常是在水解酶的作用下,使酶蛋白肽链的一处或多处肽键断裂,切除一个或多个短的片段,转化成相应的酶(2). 激活本质:通过分子一级结构的改变,引起空间结构的相应改变,使活性中心形成或暴露。(3). 特点:酶原激活具有级联反应性质,如肠道消化酶的激活、凝血酶的激活等(4). 生理意义:防止自身消化;应激酶的贮存形式;信号放大(二). 变构酶 1. 变构效应与变构酶 一些代谢物可与酶的非活性中心可逆地结合,引酶分子变
10、构,导致酶催化活性的改变,称为酶的变构效应,或变构调节。 具有变构效应的酶称为变构酶(allosteric enzyme)。 引起酶变构效应的物质称为变构效应剂。.2 特点 变构酶均是多亚基蛋白具有活性中心和别构中心(不一定在同一亚基上)具有协同效应 3. 生理意义 在代谢途径中,底物激活与产物抑制的主要作用机理 (三). 酶的共价修饰调节1. 概念(covalent modification)是指酶蛋白在另一种酶的催化下,其分子上发生共价变化,从而引起酶活性改变,称为酶的共价修饰,或化学修饰。 这是酶发生无活性与有活性互变的主要形式。2. 共价修饰的主要方式 磷酸化,甲基化,乙酰化,腺苷化,
11、二硫键还原等及其逆过程,其中最常见的是磷酸化及脱磷酸化。 3. 特点 共价修饰是可逆的,在一定酶催化下进行二 、酶含量的调节(一). 酶蛋白合成的诱导与阻遏 1. 合成的诱导 是指在某些物质的作用下,酶蛋白的生物合成增加,称为诱导作用。 诱导一般发生在转录水平上,即诱导了基因的转录。底物、产物、激素或药物均可诱导特定酶的合成,称为诱导剂 2. 合成的阻遏 是与诱导相反的作用,某些代谢物(称为辅阻遏剂)可与阻遏蛋白结合,抑制基因的转录,最终使酶蛋白总量减少。(二). 酶降解的调控 1. 所有体内酶都在不断降解更新 2. 酶的降解速度受机体营养及激素的调节。试述影响酶酶促反应速度的因素一 、底物浓
12、度二 、酶浓度三 、温度四 、pH五 、抑制剂六 、激活剂附:不可逆性抑制作用:专一抑制剂:如有机磷化合物与羟基酶的羟基形成酯键;非专一抑制剂:重金属离子(Hg2+、Ag+等)或As3+ 可与酶分子的SH结合,使酶失活可逆抑制作用 丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂,磺胺类药物的抑菌机理第四章 糖代谢名解:糖酵解:在机体缺氧条件下,葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵解,亦称糖的无氧氧化。糖有氧氧化:葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程。三羧酸循环(TCA):是一个由一系列酶促反应构成的循环反应系统,在该反应过程中,首先由乙酰CoA(主要来自于三大营养物
13、质的分解代谢)与草酰乙酸缩合生成含3个羧基的柠檬酸,再经过4次脱氢,2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO2,重新生成草酰乙酸的这一循环反应过程。 糖异生:从非糖化合物(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为葡萄糖或糖原的过程。问答:试述糖分解代谢的主要途径:一、糖酵解 全部反应在胞质中进行;分两个阶段,糖酵解途径(葡萄糖生成丙酮酸)和乳酸生成(丙酮酸加氢还原为乳酸);关键酶有3个:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶;生理意义主要在于在机体缺氧的情况下快速供能;1分子葡萄糖经糖酵解可净生成2分子ATP二、有氧氧化 发生在胞液和线粒体;分三个阶段:糖酵解途径、丙酮酸氧化脱羧、三羧酸循环及氧化磷酸
14、化;关键酶有7个:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、a酮戊二酸脱氢酶;生理意义:是糖氧化供能的主要方式;三羧酸循环的生理意义在于3它是三大营养素的最终代谢通路,也是三大营养素相互转变的联系枢纽,还为其他合成代谢提供前体物质;三羧酸循环一周消耗1分子CoA汖,生成2分子CO2、3分子NADH+H+1分子FADH2和1分子GTP,即共10分子ATP,若从丙酮酸脱氢开始,共产生12.5分子ATP,1mol葡萄糖彻底氧化可净生成30或32molATP.三、磷酸戊糖途径 在胞质中进行;分两个阶段:氧化反应和集团转移;关键酶:6-磷酸葡萄糖脱氢酶;生理
15、意义:为核酸的生物合成提供核糖,生成NADPH作为供氢体参与多种代谢反应;无能耗产生。试述血糖的来源和去路血糖指血中的葡萄糖,水平相当恒定,维持在80-120mg/dl,是进入和移出血液的葡萄糖平衡的结果。来源主要有:肠道吸收(主要在小肠)、肝糖原分解、糖异生;去路主要有:氧化分解、合成糖原、脂肪组织和肝将其转变为甘油三酯等。第五章 脂类代谢脂肪动员 :储存在脂肪细胞中的甘油三酯,被脂酶逐步水解为甘油和游离脂酸,并释放入血,通过血液运输至其它组织氧化利用的过程叫脂肪动员。氧化 :脂肪酸活化成脂酰辅酶A进入线粒体后,进行的一系列氧化分解过程,而这个氧化又是发生在脂肪酸的-碳原子上,其产物是乙酰C
16、oA和比原来少了两个碳原子的脂酰CoA。酮体:酮体是肝脏中脂肪酸氧化的中间产物,它包括乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮。血浆脂蛋白 :血浆脂类物质主要与载脂蛋白等结合形成脂蛋白而可溶,并以脂蛋白形式运输,称为血浆脂蛋白。(待佳)载脂蛋白: 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。VLDL:主要由肝细胞合成,是运输内源性甘油三酯的主要形式。(待佳)问答:酮体是如何产生和利用的?有何生理意义?(待佳)书酮体的生成:生成部位:肝细胞线粒体 生成的过程:p129图酮体的利用:组织:心、肾、脑、骨骼肌等肝外组织 细胞定位:线粒体酮体生成的生理意义:酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障,是肌肉尤其是脑组织的重
17、要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持血糖水平恒定,节省蛋白质的消耗。血浆脂蛋白有几类?各类脂蛋白的主要生理功能是什么? 4类 血浆脂蛋白 的功能(一)乳糜微粒的功能:运输外源性TG及胆固醇(二)VLDL的功能: 运输内源性TG(三)LDL的功能: 运输内源性胆固醇(四)HDL的功能: 胆固醇的逆向转运 胆固醇在体内可转变为哪些物质? 胆固醇的母核环戊烷多氢菲在体内不能被降解,但侧链可被氧化、还原或降解,实现胆固醇的转化。(一)胆固醇在肝脏转化为胆汁酸 胆汁酸的生理功能: . 促进脂类的消化吸收。、抑制胆固醇在胆汁中沉淀析出 (抑制结石的形成) 胆固醇 + 混合微团 1 : 10 胆
18、固醇在胆汁中沉淀析出的原因:胆固醇进入胆汁的量太多 胆汁酸及卵磷脂缺乏(二)胆固醇转化为类固醇激素1.肾上腺皮质激素的合成 球状带:分泌醛固酮,主要调节水盐代谢 又称为盐皮质激素。束状带:分泌皮质醇,少量皮质酮,有调节糖代谢的作用,又称为糖皮质激素。网状带:分泌性激素,包括雄激素和雌激素 2、在性腺细胞合成雄激素和雌激素 睾丸间质细胞合成睾丸酮 卵泡内膜细胞合成和分泌孕酮及雌二醇3、胆固醇转化为维生素D3:简述长期饥饿时为什么会发生酸中毒?试以脂类代谢及代谢紊乱的理论分析酮症、脂肪肝和动脉粥样硬化的原因。第六章 生物氧化呼吸链:指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递功能的酶复合体,可
19、通过链锁的氧化还原将代谢物脱下的氢(质子和电子)最终传递给氧生成水。这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。氧化磷酸化:是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化,生成ATP,又称为偶联磷酸化。底物水平磷酸化:与脱氢反应偶联,生成底物分子的高能键,使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经电子传递。P/O比值:指氧化磷酸化过程中,每消耗1/2摩尔O2所生成ATP的摩尔数(或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数)。 问答:1.物质在体内氧化和体外氧化有何异同? 生物氧化与体外氧化的
20、相同点 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子,遵循氧化还原反应的一般规律。 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO2,H2O)和释放能量均相同。生物氧化与体外氧化的不同点生物氧化 反应环境温和,酶促反应逐步进行,能量逐步释放,能量容易捕获,ATP生成效率高。 脱下的氢与氧结合产生H2O,有机酸脱羧产生CO2。体外氧化 能量突然释放。 物质中的碳和氢直接与氧结合生成CO2和H2O 。2.呼吸链由哪些组分构成?其排列顺序是什么?由4种具有传递电子能力的复合体组成NADHFMNFe-S CoQ Fe-S CoQ 琥珀酸FAD几种Fe-S CoQCoQH2(Cyt b562Cyt b5
21、66) Fe-S Cytc1CytcCyt cCuACyt aCuB Cyt a3O2 3.举例说明维生素在生物氧化中的作用。 维生素B2(Vit B2), 又称核黄素(riboflavin)活性形式: 黄素单核苷酸(flavin mononucleotide, FMN) B2+磷酸=FMN 黄素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide, FAD) FMN+AMP=FAD作用: FMN和FAD是氧化还原酶的辅基, 参与递氢维生素PP (Vit PP) 包括尼克酸(nicotinic acid, 又称烟酸)和尼克酰胺(nicotinamide, 又称烟酰胺)。(1)
22、. 结构(2). 活性形式: 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+, 辅酶I) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+, 辅酶II)(3). 作用: NAD+和NADP+是许多不需氧脱氢酶的辅酶, 参与递氢4.试述体内ATP生成方式及部位。 ATP生成方式氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化,生成ATP,又称为偶联磷酸化。底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)与脱氢反应偶联,生成底物分子的高能键,使ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的过程。不经电子传递。氧化磷酸化偶联部位:复合
23、体、,细胞线粒体内膜5.何谓穿梭系统?体内有哪些重要穿梭系统?有何重要性? (待佳)1、a-磷酸甘油穿梭作用:主要存在于脑、骨骼肌2、苹果酸-天冬氨酸的穿梭作用:主要存在于肝、心肌组织第七章 氨基酸代谢氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收的氨基酸(外源性氨基酸)与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸(内源性氨基酸)混在一起,分布于体内各处参与代谢,称为氨基酸代谢库 腐败作用 :食物中的蛋白质,大约95%被消化吸收,未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基酸,在大肠下部会受大肠杆菌的分解,此分解作用称为腐败作用。 联合脱氨基作用:转氨基作用与脱氨基作用的联合作用,使氨基酸脱下-氨基生成-酮
24、酸的过程。 一碳单位:指某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个 碳原子的基团,包括甲基、甲烯基、甲炔基 、甲酰基及亚氨甲基等。 二氧化碳除外。生糖氨基酸:在体内可以转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸。问答:血氨的来源和去路如何?1. 血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源 胺类的分解也可以产生氨RCH2NH2 胺氧化酶 RCHO + NH3 肠道吸收的氨 氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨;尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺 谷氨酰胺酶 谷氨酸 + NH32. 血氨的去路 在肝内合成尿素,这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物
25、合成谷氨酰胺谷氨酸 + NH3 谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺 ATP ADP+Pi 肾脏排氨 分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+,随尿排出。乌氨酸循环的特点和生理意义是什么?特点: 原料:2 分子氨,一个来自于游离氨,另一个来自天冬氨酸。 定位:通过鸟氨酸循环,先在线粒体中进行,再在胞液中进行。 耗能:3 个ATP,4 个高能磷酸键。 尿素循环全过程不是孤立的,它与三羧酸循环和转氨基作用密切联系。 尿素循环的意义: 肝细胞通过鸟氨酸循环将有毒性的氨转变成可溶性而又相对无毒的尿素经肾脏排出体外,其意义就在于解除氨毒以保持血氨的低水平浓度。一碳单位代谢有何生理意义?1. 作为合成嘌呤、嘧啶的原料:
26、(主要功用) N10-甲酰-FH4 :为合成嘌呤的2位碳提供碳源 N5 ,N10-甲炔- FH4 : 为合成嘌呤的8位碳提供碳源 N5 ,N10-甲烯- F H4 :为合成胸腺嘧啶提供5位碳上的甲基2.一碳单位代谢把氨基酸代谢与核酸代谢联系起来了。3.磺胺药与抗癌药(氨甲碟呤等)也正是通过干扰细菌及癌细胞的叶酸、 FH4 的合成,进一步影响一碳单位代谢与核酸合成而发挥其药理作用的。 试述谷氨酰胺的生成和生理作用?在脑和肌肉等组织,氨与谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的催化下合成谷氨酰胺,并由血液运往肝或肾,再经谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨,从而进行解毒。谷氨酰胺的合成与分解是由不同酶催化的不可逆反应,其合
27、成需要消耗ATP。谷氨酰胺是一种转运氨的形式,它主要从脑和肌肉等组织向肝或肾运氨。它是氨的解毒产物,又是氨的储存和运输形式。试述糖、脂、蛋白质三大物质代谢的相互关系在高等动物体内,糖类、脂质和蛋白质这三大类物质的代谢是同时进行的,它们之间既相互联系又相互制约,是一个协调统一的过程。 1、三大营养物质代谢的相同点 (1)来源相同 三大营养物质的来源都有三条途径:食物中消化吸收、其他物质转化、自身物质的分解。 (2)都可以作为能源物质 三大营养物质在体内都可以进行氧化分解,作为能源物质使用。但它们供能有着先后顺序,它们按照糖类、脂质、蛋白质的顺序供能。 (3)在动物体内可以转化 糖类可以直接转化成
28、蛋白质和脂肪,蛋白质也可以直接转化成糖类和脂肪,但脂肪不能直接转化成蛋白质。 (4)代谢终产物 和是三大营养物质相同的代谢终产物。 2、三大营养物质代谢的不同点 (1)能否在体内储存 糖类和脂肪都可以在体内储存,但蛋白质不能在体内储存。 (2)代谢终产物不完全相同 糖类和脂肪的代谢终产物都是和,但是蛋白质的代谢终产物除了它们外还有尿素。 (3)在体内的主要用途不同 糖类主要是氧化分解提供生命活动所需的能量,脂肪主要是在体内再次合成为脂肪储存起来,蛋白质被消化分解成氨基酸之后,主要用来合成生物体内各种组织蛋白以及酶和某些激素等。 3、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
29、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
30、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。第八章 核苷酸代谢嘌呤核苷酸的从头合成途径 :在磷酸核糖的基础上由小分子物质参与逐渐合成嘌呤环及次黄嘌呤核甘酸(IMP),然后IMP再分别转变为AMP和GMP的合成过程。嘌呤核苷酸的补救合成途径 :利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成途径。 嘌呤核苷酸的抗代谢物:是指某些嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物,可干扰或阻断嘌呤核
31、苷酸的合成代谢,进而阻止核酸及蛋白质的生物合成。嘧啶核苷酸的从头合成:嘧啶核苷酸的从头合成是指利用天冬氨酸、谷氨酰胺和二氧化碳作为原料物质,经过一系列酶促反应先合成嘧啶环,再与磷酸核糖结合而成。问答:试述嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成途径的特点及意义?嘌呤核苷酸从头合成途径的特点:1. 从头合成途径主要在肝脏、小肠及胸腺组织的胞液中进行。2. 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤核苷酸,而不是先合成嘌呤碱,然后再与磷酸核糖结合。3. 合成的过程复杂,消耗的ATP较多。补救合成特点:主要在脑、骨髓、脾脏的胞液中进行;合成过程简单,消耗的ATP较少;只能利用现成的嘌呤碱来合成嘌呤核甘酸生理
32、意义:1. 经补救合成途径合成嘌呤核甘酸可以节省能量和一些氨基酸的消耗。2. 体内某些组织(脑、骨髓)由于缺乏从头合成的某些酶,而不能进行从头合成,只能利用现成的嘌碱或嘌呤核甘进行补救合成。 哪些抗代谢物影响嘌呤和嘧啶核苷酸的合成,举例说明其作用机理。嘌呤和嘧啶分解代谢的终产物是什么?别嘌呤醇药物的作用机理是什么?第三篇 基因信息的传递第十章DNA的生物合成复制:是指遗传物质的传代,以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。半保留复制:DNA生物合成时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板,按碱基互补配对规律合成子链。子代细胞的DNA,一条链从亲代完整地接受过来,另一条链则完全从新合成。两个子
33、细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。意义:按半保留复制方式,子代DNA与亲代DNA的碱基序列完全一致,即子代保留了亲代的全部遗传信息,体现了遗传的保守性。遗传的保守性,是物种稳定性的分子基础,但不是绝对的。半不连续复制:领头链连续复制而随从链不连续复制。端粒酶:由三部分组成:人端粒酶RNA、人端粒酶协同蛋白1和端粒酶逆转录酶。兼有提供RNA模板和催化逆转录的功能。通过爬行模型的机制维持染色体的完整。端粒酶参与解决染色体末端复制问题:染色体DNA呈线状,复制在末端停止;复制中岡崎片段和复制子之间可以连接;染色体两端DNA子链上最后复制的RNA引物,去除后留下空隙。
34、端粒:指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。结构特点:由末端单链DNA序列和蛋白质构成;末端DNA序列是多次重复的富含G、T碱基的短序列。功能:维持染色体的稳定性;维持DNA复制的完整性。复制的基本规律:半保留复制、双向复制、半不连续复制、高保真性 参与DNA复制的物质底物: dATP, dGTP, dCTP, dTTP聚合酶: 依赖DNA的DNA聚合酶,简写为 DNA-pol模板: 解开成单链的DNA母链引物: 提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合其他的酶和蛋白质因子复制的化学反应:核苷酸间形成3,5磷酸二酯键 (dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi 聚合反应的特
35、点DNA 新链生成需引物和模板; 新链的延长沿5 3方向进行 ;底物是脱氧三磷酸核苷,结合上的是脱氧一磷酸核苷;DNA聚合酶根据模板选择碱基;碱基配对形成氢键;核苷酸之间生成3-5磷酸二酯键.复制保真性的酶学依据1. 严格的遵守碱基配对规律;2. 聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能;3. 复制出错时DNA-pol的及时校读功能。DNA聚合酶、型的结构和功能DNA-pol(250kD) 不对称二聚体组成:qae:核心酶b:固定模板g-复合物:协助全酶组装功能: 35外切酶活性和53聚合酶活性,是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。DNA-pol(109kD)二级结构以-螺旋为主,用特异的水解酶
36、可水解为两个片段,小片段有5 3核酸外切酶活性,大片段或称Kenos 片段,有DNA聚合酶活性和3 5 核酸外切酶活性,是实验室合成DNA,进行分子生物学研究中常用的工具酶。 功能:对复制中的错误进行校读,对复制和修复中出现的空隙进行填补。解螺旋酶 引物酶 见书P247拓扑异构酶作用特点:既能水解 、又能连接磷酸二酯键。分类和作用机制 : 拓扑异构酶:切断DNA双链中一股链,使DNA解链旋转不致打结;适当时候封闭切口。反应不需ATP。拓扑异构酶:切断DNA分子两股链,断端通过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP供能,连接断端,DNA分子进入负超螺旋状态。DNA连接酶作用方式:连接DNA链3-OH末
37、端和相邻DNA链5-P末端,使二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。特点:连接碱基互补基础上的DNA双链中的单链缺口。DNA双链都有单链缺口,只要缺口前后的碱基互补也可连接.功能:DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。原核生物的DNA生物合成 (一)复制的起始1. DNA解开成单链,提供模板。2. 合成引物,提供3-OH末端。含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。 引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。复制起始的步骤:DnaA 辨认并结合到起始点-Dn
38、aC DnaB结合并解链,释放DnaA,引物酶进入-引发体形成-SSB与单链结合-合成RNA引物(二)复制的延长复制的延长指在DNA-pol催化下,dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上,其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。 (三)复制的终止:切除引物、填补空缺和 连接切口原核生物基因是环状DNA,双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。第十一章RNA的生物合成核酶具有酶促活性的RNA称为核酶。RNA编辑:是mRNA转录后通过插入、缺失或替换碱基,改变和扩大模板DNA的遗传信息,从而表达出不同氨基酸序列的多种蛋白质的过程.转录空泡 :由酶DNA-RNA形成的转录复合物。顺
39、式作用元件 :顺式作用元件包括启动子、启动子上游元件或近端调控元件和增强子或远隔序列。反式作用因子:能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质,统称为反式作用因子编码链:与模板链相互补的另一股单链,也称为Crick链。 模板链 :DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链,也称作Watson链。不对称转录:两方面含义:在DNA分子双链上,一股链用作模板指引转录,另一股链不转录;模板链并非总是在同一条单链上。结构基因:DNA分子上转录出RNA的区段。操纵子:每一个转录区段可视为一个转录单位,称为操纵子,包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。启动子:调控序列
40、中RNA聚合酶结合模板DNA的部位,是控制转录的关键部位。转录起始的辨认位点:-35区P271Pribnow box:-10区一致性序列TATAAT转录起始复合物:RNApol (a2sbb) - DNA - pppGpN- OH 3Hognest盒:起始点上游多数有共同的TATA序列,称为Hognest盒或TATA盒(TATA box)。通常认为这就是启动子的核心序列。转录因子: 反式作用因子中,直接或间接结合RNA聚合酶的,则称为转录因子(transcriptional factors, TF)、通用转录因子或基本转录因子。TF, TF, TF转录起始前复合物:TATA-TFD-A-B-R
41、NA-pol/TFF-TFE-TFH首尾修饰: 5端形成 帽子结构(m7GpppGp )帽子结构的作用 j对mRNA的5端起保护作用,避免酶解. k在蛋白质合成中促进mRNA翻译 3端加上多聚腺苷酸尾 (poly A tail) 3-端poly A尾的形成(核内)poly A尾不是模板编码,基因中没有相应序列,转录生成的mRNA在核内以ATP为底物,在poly A聚合酶催化下逐个加上去,形成polyA尾结构。真核细胞内mRNA的polyA可长达100-200个.5-m7GpppG -3-AAAAAAAAAAAAA polyA尾的作用:j 增加mRNA自身的稳定性 k 维持mRNA翻译模板的活性
42、mRNA的剪接P284 核内的初级mRNA称为杂化核RNA (hetero-nuclear RNA, hnRNA) snRNA (small nuclear RNA) 以U命名: U1, U2, U4, U5, U6剪接体:一种超大分子复合体,主要由snRNA和大约50种蛋白质装配而成,参与mRNA前体的剪接过程。因子的转录终止P273真核生物的RNA聚合酶P275简答:复制转录的区别P266选择:因子的功能是 ( ) A.释放结合在启动子上的RNA聚合酶 B.结合阻遏物与启动区域 C.参与转录的终止 D.增加RNA合成速率 E.允许特定转录的启动过程下列哪一项不是转录空泡的结构成分( ) A
43、.DNA模板链 B.DNA编码链 C.新生成的RNA链 D.转录因子 E.RNA聚合酶核心酶 不对称转录是指( ) A.从DNA链两侧开始转录 B.转录有53或35 C.模板链并非始终在同一条DNA链上 D.有一条DNA链不含结构基因 E有一条DNA链始终作为编码链Pribnow盒是( ) A.真核细胞启动子序列 B.位于转录的终止区的结构序列 C.位于原核转录其始位点上游的-10区 D.是mRNA 上的一个编码序列 E 形成发夹结构, 阻止RNA聚合酶的结合转录与DNA复制过程的共同点是( )A.需要DNA聚合酶 B.所用模板相同 C.所用原料相同 D.所得产物相同 E.需要RNA聚合酶 R
44、NA聚合酶中的s因子( ) A.是识别转录终止点的亚基 B.是识别转录起始点的亚基 C.是不可替换的亚基 D.是不可解离的亚基 E.是在转录延长中起作用的亚基与RNA聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列称作A操纵序列 B启动子C增强子 D沉默子 ES-D序列关于因子的叙述哪一项是正确的是( )A.是RNA聚合酶的亚基,B.是DNA聚合酶的亚基C.是50S核蛋白体亚基, D.是30S核蛋白体亚基,E.构成70S核蛋白体关于PIC的描述,哪一项是错误的( ) A.其形成需要多种转录因子的参与 B.TFII-D能特异地结合启动子上的TATA盒 C.PIC的组装按严格的顺序进行 D.PIC不能有效起动mRNA的转录 E.转录因子都能直接与DNA的启动子结合