临床执业医师考试辅导 生物化学讲义.pdf

临床执业医师考试辅导生物化学生物化学考试大纲单元细目要点一、蛋白质的结构与功能1.氨基酸与多肽(1)氨基酸的结构与分类(2)肽键与肽链2.蛋白质的结构(1)一级结构概念(2)二级结构一a螺旋(3)三级和四级结构概念3.蛋白质结构与功能的关系(1)蛋白质一级结构与功能的 关系(2)蛋白质高级结构与功能的 关系4.蛋白质的理化性质蛋白质变性二、核酸的结构与功能1.核酸的基本组成单 位一核甘酸(1)核甘酸分子组成(2)核酸(DNA 和 RNA)2.DNA的结构与功能(1)DNA碱基组成规律(2)DNA的一级结构(3)DNA双螺旋结构(4)DNA高级结构(5)DNA的功能3.DNA变性及其应用(1)DNA变性和复性的概念(2)核酸杂交4.RNA结构与功能(1)mRNA(2)t RNA(3)rRNA三、酶1.酶的催化作用(1)酶的分子结构与催化作用(2)酶促反应的特点(3)酶-底物复合物2.辅酶与酶辅助因子(1)维生素与辅酶的关系(2)辅酶作用(3)金属离子作用3.酶促反应动力学(1)Km和Vma x的概念(2)最适pH值和最适温度4.抑制剂对酶促反应 的抑制作用(1)不可逆抑制(2)可逆性抑制5.酶活性的调节(1)别构调节(2)共价修饰(3)酶原激活(4)同工酶概念6.核酶核酶的概念四、糖代谢L糖的分解代谢(1)糖酵解的基本途径、关键第1页临床执业医师考试辅导生物化学酶和生理意义(2)糖有氧氧化的基本途径及供能(3)三竣酸循环的生理意义2.糖原的合成与分解(1)肝糖原的合成(2)肝糖原的分解3.糖异生(1)糖异生的基本途径和关键酶(2)糖异生的生理意义(3)乳酸循环4.磷酸戊糖途径(1)磷酸戊糖途径的关键酶和 重要的产物(2)磷酸戊糖途径的生理意义5.血糖及其调节(1)血糖浓度(2)胰岛素的调节(3)胰高血糖素的调节(4)糖皮质激素的调节五、生物氧化1.ATP与其他高能化合物(1)ATP循环与高能磷酸键(2)ATP的利用(3)其他高能磷酸化合物2.氧化磷酸化(1)氧化磷酸化的概念(2)两条呼吸链的组成和排列顺序(3)ATP合酶(4)氧化磷酸化的调节六、脂类代谢1.脂类的生理功能(1)储能和供能(2)生物膜的组成成分(3)脂类衍生物的调节作用2.脂肪的消化与吸收(1)脂肪乳化及消化所需酶(2)一脂酰甘油合成途径及乳 麋微粒3.脂肪的合成代谢(1)合成的部位(2)合成的原料(3)合成的基本途径4.脂肪酸的合成代谢(1)合成的部位(2)合成的原料5.脂肪的分解代谢(1)脂肪动员(2)脂肪酸氧化的基本过程(3)酮体的生成、利用和生理意义第2页临床执业医师考试辅导生物化学6.甘油磷脂代谢(1)甘油磷脂的基本结构与分 类(2)合成部位和合成原料7.胆固醇代谢(1)胆固醇的合成部位、原料和关键酶(2)胆固醇合成的调节(3)胆固醇的转化8.血浆脂蛋白代谢(1)血脂及其组成(2)血浆脂蛋白的分类及功能(3)高脂蛋白血症七、氨基酸代谢1.蛋白质的生理功能及营养作用(1)氨基酸和蛋白质的生理功 能(2)营养必需氨基酸的概念和 种类2.蛋白质在肠道的消化、吸收及腐败 作用(1)蛋白酶在消化中的作用(2)氨基酸的吸收(3)蛋白质的腐败作用3.氨基酸的一般代谢(1)转氨酶(2)氨基酸的脱氨基作用(3)a-酮酸的代谢4.氨的代谢(1)体内氨的来源(2)氨的转运(3)体内氨的去路5.个别氨基酸的代谢(1)氨基酸的脱竣基作用(2)一碳单位的概念、来源、载体和意义(3)甲硫氨酸循环(4)苯丙氨酸和酪氨酸代谢八、核甘酸代谢1.核甘酸代谢(1)两条喋吟核甘酸合成途径 的原料(2)喋吟核甘酸的分解代谢产 物(3)两条喀咤核甘酸合成途径 的原料(4)喀咤核甘酸的分解代谢产 物2.核甘酸代谢的调节(1)核甘酸合成途径的主要调 节酶(2)抗核甘酸代谢药物的生化 机制九、遗传信息的传递1.遗传信息传递概述中心法则第3页临床执业医师考试辅导生物化学2.DNA的生物合成(1)DNA生物合成的概念(2)DNA的复制(3)逆转录(4)DNA的损伤与修复3.RNA的生物合成(1)RNA生物合成的概念(2)转录体系的组成及转录过程(3)转录后加工过程十、蛋白质生物合成蛋白质生物合成的概述(1)蛋白质生物合成的概念(2)蛋白质生物合成体系和遗 传密码(3)蛋白质生物合成与医学的 关系十一、基因表达调控1.基因表达调控的概述(1)基因表达的概念及基因表达调控的意义(2)基因表达的时空性(3)基因的组成性表达、诱导与阻遏(4)基因表达的多级调控(5)基因表达调控的基本要素2.基因表达调控的基本原理(1)原核基因表达调控(乳糖 操纵子)(2)真核基因表达调控(顺式 作用元件、反式作用因子)十二、信息物质、受体与信 号转导1.细胞信息物质(1)概念(2)分类2.受体(1)受体分类和作用特点(2)G蛋白3.膜受体介导的信号转导机制(1)蛋白激酶A通路(2)蛋白激酶C通路(3)酪氨酸蛋白激酶通路4.胞内受体介导的信号转导机制类固醇激素和甲状腺素的作用 机制十三、重组DNA技术1.重组DNA技术的概述(1)重组DNA技术相关的概念(2)基因工程的基本原理2.基因工程与医学(1)疾病相关基因的发现(2)生物制药(3)基因诊断(4)基因治疗(5)遗传病的防治第4页临床执业医师考试辅导生物化学第一单元蛋白质的结构与功能十四、癌基因与抑癌基因1.癌基因与抑癌基因(1)癌基因的概念(2)抑癌基因的概念2.生长因子(1)生长因子的概念(2)生长因子的作用机制十五、血液生化1.血液的化学成分(1)水和无机盐(2)血浆蛋白质(3)非蛋白质含氮物质(4)不合氮的有机化合物2.血浆蛋白质(1)血浆蛋白质的分类(2)血浆蛋白质的来源(3)血浆蛋白质的功能3.红细胞的代谢(1)血红素合成的原料、部位 和关键酶(2)成熟红细胞的代谢特点十六、肝胆生化1.肝脏的生物转化作用(1)肝脏生物转化的概念和特 点(2)生物转化的反应类型及酶 系(3)影响肝脏生物转化作用的 因素2.胆汁酸代谢(1)胆汁酸的化学(2)胆汁酸的代谢(3)胆汁酸代谢的调节3.胆色素代谢(1)游离胆红素和结合胆红素 的性质(2)胆色素的肠肝循环第一节氨基酸与多肽蛋白质是由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。一、蛋白质的元素组成主要有碳、氢、氧、氮和硫。有些蛋白质还含有少量磷和金属元素铁、铜、锌、镒、钻、铜等，个别蛋白质还含有碘。各种蛋白质的含氮量接近，平均为16%。蛋白质与氮的换算因数6.25。100克样品中蛋白质的含量(克%)=每克样品含氟克数X6.2 SX100。二、基本组成单位-女基酸构成蛋白质的天然氨基酸有20种。第5页临床执业医师考试辅导生物化学1.氨基酸的结构特点（1）氨基酸即含氨基又含竣基，是两性电解质。（2）不同氨基酸的R不同。（3）除甘氨酸外，都是基酸。2.氨基酸的分类 根据侧链R的性质可以分为：第6页临床执业医师考试辅导生物化学非极性、疏水性氨基酸；极性、中性氨基酸；酸性氨基酸：谷氨酸和天冬氨酸；碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸和组氨酸。两个半胱氨酸常脱氢构成胱氨酸，胱氨酸中有二硫键结构。三、肽键与肽链（氨基酸的连接）1.肽键：一个氨基酸的a-竣基与另一个氨基酸的a-氨基脱水缩合而形成的酰胺键称为肽键。肽键是蛋白质的基本结构键。两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽，由十个以内氨基酸相连而成的肽称 为寡肽。2.多肽链许多的氨基酸相连形成的肽称多肽。第7页临床执业医师考试辅导生物化学(1)肽链具有方向性N末端：多肽链中有自由氨基的一端C末端：多肽链中有自由竣基的一端(2)a碳原子和肽键形成主链，R形成侧链。四、生物活性肽：1.GSH：是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽。第一个肽键是由谷氨酸的广竣基与半胱氨酸的氨基脱水缩合而成，分子中半胱氨酸的疏基是该化合物 的主要功能基团。GSH的魂基具有还原性，可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中疏基免遭氧化，使蛋白 质或酶处在还原状态。在谷胱甘肽过氧化物酶的催化下，GSH可还原细胞内产生的H2O2,使其变成H2O,与此同时、GSH被 氧化成氧化型谷胱甘肽(GSSG),后者在谷胱甘肽还原酶的催化下，再生成GSH。此外，GSH的疏基还 有嗜核特性，能与外源的嗜电子的毒物如致癌剂或药物等结合，从而阻断这些化合物与DNA、RNA或蛋白 质的结合，以保护机体免遭毒物损害。H2O22H2O2.多肽类激素体内有许多激素属于寡肽或多肽，如缩宫素、加压素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素释 放激素等。第二节蛋白质的结构一、蛋白质的一级结构1.概念：蛋白质一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序及其共价连接。第8页临床执业医师考试辅导生物化学2.维系键：肽键有些蛋白质中含少量二硫键。I出IA H加甘淋，答阁1-率艮&依孑亮-华|1+41-等天天善YOOH 1 2 3 4$6 7|8 9 10 II 12 13 141sl6 17 IS 19/21/Ml HiN-K，天41b甘-依-跳-1-冬丙T4WE-JR-甘韦-甘寺讨-蕈年 1 2 3 4 S 6 7 S 10 0)2 13 U IS 16 17 It 19 21 22 23 M 2s1-JMI-t-M-COOH第 2 7 2 s 2 9 30牛晟岛索的一级结构二、蛋白质的二级结构L概念：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基 酸残基侧链的构象。2.形式：a螺旋、折叠、P转角和无规卷曲。3.维系键：氢键。Aa螺旋：多肽链的主链围绕中心轴螺旋上升，螺旋走向是顺时针方向，右手螺旋。氨基酸侧链伸向螺旋外侧。每3.6个氟基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54nm。a螺旋的每个肽键的-NH和第4个肽键的-CO形成氢键。主链中全部肽键都参与氢键的形成。三、蛋白质的三级结构第9页临床执业医师考试辅导生物化学1.概念：蛋白质的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维 空间的排布位置。2.维系键：疏水键、离子键、氢键和VanderWaals力等。三级结构形成时，亲水基团在表面，疏水基团在内部；耀持H白质分子构立的各种化学 a WW.b c3.结构域分子大的蛋白质三级结构常可分割成1个或数个球状或纤维状的区域，折叠较为紧密，各行其功能，称 为结构域。4.分子伴侣是蛋白质合成过程中形成空间结构的控制因子，广泛存在于从细菌到人的细胞中。分子伴侣可逆的与 未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。分子伴侣 也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键 的正确形成起了重要的作用。四、蛋白质的四级结构（多条肽链构成）L概念:蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。第10页临床执业医师考试辅导 生物化学亚基：在四级结构中，每一条具有完整三级结构的多肽链，称为蛋白质的亚基。2.维系键：疏水键、氢键、离子键。第三节蛋白质结构与功能的关系本节考点：（1）蛋白质一级结构与功能的关系（2）蛋白质高级结构与功能的关系一、一级结构和功能的关系：（一）与蛋白质生物学功能密切相关（-）一级结构是空间构象的基础（三）一级结构改变可以导致分子病。蛋白质分子发生变异导致的疾病称为“分子病如镰刀状红细胞性贫血。二、空间结构与功能的关系（-）空间结构破坏生物学活性丧失Mb是由153个氨基酸残基构成的单链蛋白，含有一个血红素辅基，能够进行可逆的氧合和脱氧。（二）别构效应小分子化合物与蛋白质结合后引起蛋白质构象变化，引起该蛋白质分子功能改变的现象。称为别构效 应。小分子化合物称为别构剂或效应剂。Hb是由01202组成的四聚体，每个亚基的三级结构与Mb相似，中间有一个疏水“口袋”，亚铁血红素位 于“口袋”中间，血红素的Fe2+能够与氧进行可逆结合。Hb与02结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百 分数（称百分饱和度）随。2浓度变化而改变。2和Hb的结合具有协同效应。一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应。2与Hb的一个亚基结合以后可以促进Hb的其他亚基与02的结合。肌红蛋白与血红蛋白的结构第四节蛋白质的理化性质本节考点：蛋白质变性第11页临床执业医师考试辅导生物化学一、蛋白质的两性电离1.两性电离：蛋白质由氨基酸构成，也是两性电解质。蛋白质分子除两端的氨基和竣基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，如谷氨酸、天冬氨酸残基中 的y和0-竣基，赖氨酸残基中的。氨基、精氨酸残基的胭基和组氨酸残基的眯睡基，在一定的溶液pH条件下 都可解离成带负电荷或正电荷的基团。2.等电点：使蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零时溶液的pH称为蛋白质的等 电点。蛋白质溶液的pH大于等电点时，该蛋白质颗粒带负电荷，反之则带正电荷。少数蛋白质含碱性氨基酸较多，其等电点偏于碱性，被称为碱性蛋白质，如鱼精蛋白、组蛋白等。也有少量蛋白质含酸性氨基酸较多，其等电点偏于酸性，被称为酸性蛋白质，如胃蛋白酶和丝蛋白等。二、蛋白质的胶体性质蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至100万之巨，其分子的直径可达1-l OOnm,为胶粒范围 第12页临床执业医师考试辅导生物化学之内。1.蛋白质是亲水胶体亲水胶体的稳定因素：水化膜、同种电荷。蛋白质颗粒表面大多为亲水基团，可吸引水分子，使颗粒表面形成一层水化膜，从而阻断蛋白质颗粒 的相互聚集，防止溶液.中蛋白质的沉淀析出。除水化膜是维持蛋白质胶体稳定的重要因素外，蛋白质胶粒 表面可带有电荷，也可起胶粒稳定的作用。若去除蛋白质胶体颗粒表面电荷和水化膜两个稳定因素，蛋白 质极易从溶液中析出。2.蛋白质不能透过半透膜三、蛋白质的变性、沉淀和凝固蛋白质的二级结构以氢键维系局部主链构象稳定，三、四级结构主要依赖于氨基酸残基侧链之间的相 互作用，从而保持蛋白质的天然构象。1.变性：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和 生物活性的丧失的现象称为蛋白质的变性。蛋白质变性后溶解度下降、容易消化生物活性丧失。2.沉淀：蛋白质从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀。蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链融汇相互缠绕继而聚集容易沉淀。3.凝固：蛋白质经强酸、强碱作用发生变性后，仍能溶解于强酸或强碱溶液中，若将*H调至等电点，则变性蛋 白质立即结成絮状的不溶解物，此絮状物仍可溶解于强酸和强碱中。如再加热则絮状物可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中，这种现象称为蛋白质的 凝固作用。4.复性：若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功 能，称为复性。四、蛋白质的紫外吸收由于蛋白质分子中含有共辄双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。在此波长范围内，蛋白质的0D 280与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。第13页临床执业医师考试辅导生物化学五、蛋白质的呈色反应1.苛三酮反应：蛋白质与年三酮反应可生成兰紫色化合物。2.双缩胭反应：蛋白质和多肽分子中的肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，可呈现紫色或红色，称为双缩腺反应。练习题1.关于蛋白质变性叙述正确的是A.氨基酸排列顺序的改变B.肽键断裂C.不容易被蛋白酶水解D.空间构象的破坏E.溶解度升高正确答案D2.关于蛋白质结构叙述正确的有A.蛋白质一级结构与高级结构无关B.蛋白质三级结构由两个以上的亚基构成C.维系蛋白质空间结构的键是肽键。D.许多蛋白质存在变构效应E.蛋白质都有四级结构正确答案D3.对氨基酸叙述错误的是A.即含有氨基又含有竣基B.都是L-a-氨基酸C.谷氨酸是酸性氨基酸D.是蛋白质的基本组成单位E.不同的氨基酸R不同正确答案B（以下为4-7共用备选答案）A构象改变B.亚基聚合C.肽键断裂D.二硫键形成E.蛋白质沉淀4.蛋白质空间结构形成时可出现正确答案D5.蛋白质变性时出现正确答案A第14页临床执业医师考试辅导生物化学6.蛋白质一级结构破坏时出现 正确答案C7.蛋白质四级结构形成时出现 正确答案B第二单元核酸的结构和功能第一节核酸的基本组成单位一核昔酸核酸是以核甘酸为基本组成单位的生物信息大分子，携带和传递遗传信息。天然存在的核酸分为脱氧 核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。DNA：90%以上分布于细胞核，其余分布于核外，如线粒体、叶绿体、质粒等。DNA携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型。RNA：分布于胞核、胞液。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载 体。一、核昔酸的分子组成（-）元素组成C、H、O、N、P（9%-10%）o（-）分子组成核酸可被酶水解为核甘酸，核甘酸完全水解释放出1：1：1的含氮碱基、戊糖和磷酸。即核酸的基本 组成单位是核甘酸。而核甘酸是由碱基、戊糖和磷酸连接而成。1.碱基 嚓吟碱（腺嚓吟A,鸟嗓吟G）,喘咤碱（胸腺喘咤T,胞喘咤C,尿喘咤U）o2.戊糖核糖，脱氧核糖。第15页临床执业医师考试辅导生物化学二、核酸（DNA 和 RNA）（-）核甘酸的结构核甘（脱氧核甘）和磷酸以磷酸酯键连接形成核甘酸（脱氧核甘酸）。1.核糖核甘酸 AMP,GMP,UMP,CMPo2.脱氧核甘酸 d AMP,d GMP,d TMP,d CMPo又根据磷酸基团数目不同，有核昔一磷酸，NMP；核甘二磷酸，NDP；核昔三磷酸，NTPo（二）多聚核甘酸核酸是有许多核甘酸分子连接而成的。每个核酸分子的大小或所含的核甘酸数目是不一样的，尽管核 酸分子之间存在差异，但核酸分子中各个核甘酸之间的连接方式完全一样，都是通过前一个核昔酸的3,羟 基与后一个核黄酸的5,磷酸缩合生成3，5,磷酸二酯键而彼此相连。这样，核酸就具有了方向性，通常以 5，-3,方向为正向。第16页临床执业医师考试辅导生物化学A CL T CL C T5，pApCpTpGpCpT-OH 35 ACTGCT 3第二节DNA的结构与功能一、DNA碱基组成规律DNA是由四种脱氧核糖核甘酸按一定顺序以磷酸二酯键相连形成的多聚脱氧核甘酸链。DNA中包含四 种碱基，即A、G、C、To二、DNA的一级结构定义核酸中核甘酸的排列顺序。由于核甘酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。核酸分子中 的核糖（脱氧核糖）和磷酸基团共同构成其骨架结构。而遗传信息记录在碱基排列顺序里面。三、DNA的双螺旋结构第17页临床执业医师考试辅导生物化学（一）DNA双螺旋结构要点1.DNA分子是两条反向平行（一条是夕T，、另一条是走向）的互补双链结构脱氧核糖和磷酸 在外，碱基在内，垂直于螺旋轴。两链的碱基以氢键结合。互补配对方式：G三C,A=To2.DNA双链是右手螺旋结构 螺旋每周含10对碱基,螺距3.4nm,相邻碱基平面距离0.3 4nm,直径2nm,3.螺旋的表面有大沟及小沟，是蛋白质-DNA相互作用的基础。4.疏水相互作用和氢键维系DNA双螺旋结构的稳定横向靠氢键，纵向靠碱基间的疏水堆积力维持。5.碱基可以在多核甘酸链中以任何排列顺序存在。（二）DNA双螺旋结构的多样性DNA、在不同环境、特别是不同湿度串，可以形成不同的立体构象。上述结构模型为B-DNA,还有 A-DNA和左手螺旋Z-DNA结构。四、DNA高级结构（）DNA的超螺旋结构第18页临床执业医师考试辅导生物化学DNA双螺旋链的基础上再盘绕即形成超螺旋结构。1.正超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方同相同。2.负超螺旋盘绕方向与DNA双螺旋方向相反。（二）核小体真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体。在一个典型的核小体中，大约有200个 碱基对，其中146个碱基对与由组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两分子组成核小体的核心紧密缠绕；组蛋 白H1则与处于核小体之间的连接DNA相连。KU IDA.ICB.W.IM核小体的折粉及染色体组装武科（示意图五、DNA的功能DNA是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是 个体生命活动的信息基础。第三节DNA变性及应用本节考点：（1）DNA变性和复性的概念（2）核酸杂交一、DNA变性和复性的概念（一）DNA变性在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程叫DNA的变性。DNA的变性是DNA二级 第19页临床执业医师考试辅导生物化学结构破坏、双螺旋解体的过程。DNA的变性中以DNA的热变性最常见。1.增色效应DNA变性时其溶液0D260增高的现象。2.Tm热变性的DNA是在一个相当窄的温度范围内完成，.在这一范围内。紫外光吸收值达到最大值的 50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度(melting temperature,Tm)。其大小与G+C含量 成正比。()DNA复性的定义在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。二、核酸杂交在DNA变性后的复性过程中，如果将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中，只要 两种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜的条件(温度及离子强度)下，就可以在不 同的分子间形成杂化双链。第20页临床执业医师考试辅导生物化学第四节RNA结构与功能一、mRN4遗传密码（-）真核生物中mRNA的结构特点1.大多数真核mRNA的5、端均在转录后加上一个7-甲基鸟背，同时第一个核甘酸的C，2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNmo2.大多数真核mRNA的3。端有一个多聚腺甘酸（po l yA）结构，称为多聚A尾。3.h nRNA是mRNA的未成熟的前体。两者的主要差别有两点：一是h nRNA核甘酸链中的一些片段将 不出现于相应的mRNA中，这些片段称为内含子，而保留于mRNA中的片段称为外显子。也就是说，h nRNA 在转变为mRNA的过程中经过剪接，去掉了一些片段，余下的片段被重新连接在一起。（二）mRNA的功能把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨 基酸排列顺序。（三）遗传密码第21页临床执业医师考试辅导 生物化学在mRNA分子开放读码框架内，每3个相互邻近的核甘酸按其特定的排列顺序，组成三联体，决定肽 链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为遗传密码。m7 Gpppp5幅子结构二、tRNA（）t RNA的一级结构1.含10%20%稀有碱基，如双氢尿口密咤（DHU）等。23-端为 CCA-OH。35-末端大多数为G。（二）t RNA的二级结构是三叶草形有氨基酸臂、DHU环、反密码环、额外环和TwC环。（三）t RNA的三级结构是倒L形。（四）t RNA的功能活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。三、rRNArRNA参与组成核糖体，是蛋白质生物合成的场所。【习题】1.核酸中核甘酸之间的连接方式是A.3 5磷酸二酯键B.25磷酸二酯键第22页临床执业医师考试辅导 生物化学C.糖昔键D.肽键正确答案A2.只存在于RNA中的碱基是A.腺喋吟 B.鸟喋吟 C.胞喀咤 D.尿喘咤正确答案D3.对DNA双螺旋的叙述错误的是A.两条链通过碱基之间的氢键连接B.两链反向平行C.碱基位于螺旋的外侧D.腺喋吟和胸腺嗑咤配对鸟喋吟和胞喀咤配正确答案C4.某DNA双链，一条链的碱基序列是5；AACGTTACGTCC-3，,其互补连为 A5-TTGCAATGCAGG-3B.5 GGACGT AACGTT-3C.55-AACGTT ACGTTC-3D.5 AACGUUACGUCC-3正确答案B5.下列是几种DNA分子的碱基组成比例，哪一种DNA的Tm最高？A.A+T=15%B.G+C=25%C.A+T=80%D.C+G=40%正确答案A6.RNA和DNA彻底水解后的产物A.核糖相同部分碱基不同 B.碱基相同核糖不同C.碱基部分不同核糖不同 D.碱基不同核糖相同正确答案C第三单元薛酶是生物催化剂，是一种具有生物活性的蛋白质，少数RNA分子也具有催化功能，称为核酶。醇不改变反 应的平衡，只是通过降低活化能加快反应的速度。第一节酶的催化作用第23页临床执业医师考试辅导生物化学本节考点：（1）酶的分子结构与催化作用（2）酶促反应的特点（3）酶-底物复合物一、酶的分子结构与催化作用绝大多数酶的本质是蛋白，根据酶的组成成分，分为单纯薛和结合薛两类。1.单纯酶：此类酶的结构组成除蛋白外；无其他成分，酶的活性决定于蛋白部分。2.结合酶：分子组成中除蛋白成分外，还有一些对热稳定的非蛋白小分子物质，把分子组成中的蛋白部 分称酶蛋白，非蛋白小分子物质称辅助因子。酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称全酶。通常全酶才能起催化作用：辅助因子+酶蛋白=全醇3.在催化反应中：酶蛋白与辅助因子所起的作用不同，醉反应的专一性及高效性取决于酶蛋白，而辅助 因子则起电子、原子或某些化学基团的传递作用。4.酶的活性中心：酶的特殊催化能力只局限在它的大分子的一定区域，称为酶的活性中心。酶的活性中心有两个功能部位：（1）结合部位：一定的底物靠此部位结合到酶分子上。（2）催化部位：底物的键在此处被打断或形成新的键，从而发生一定的化学变化。5.必需基团（1）活性中心内的必需基团：活性中心内的一些化学基团，是酶发挥催化作用与底物直接作用的有效 基团。（2）活性中心外的必需基团：在活性中心外的区域，还有一些不与底物直接作用的必需基团，这些基 团与维持整个酶分子的空间构象有关，可使活性中心的各个有关基团保持于最适的空间位置，间接对酶的 催化活性发挥其必不可少的作用。二、薛促反应的特点高度特异、高效、不稳定和可调节。（-）高度特异性（专一性）指酶对所作用的底物有严格的选择性。一种酶只能对一种底物或某一类 物质起催化作用，而其他化学催化剂一般对底物要求不严格。根据酶对底物的选择程度不同，将酶作用的专一性分为两种类型。第24页临床执业医师考试辅导生物化学1.结构专一性：根据酶对底物组成部分选择程度的不同又可分为：（1）绝对专一性：指酶对底物的要求非常严格，只作用于一种底物，而不作用于其他任何物质。（2）相对专一性：这些酶对底物的要求比上述绝对专一性要低一些，可作用一类结构相近的底物。包 括基团专一性和键专一性。2.立体异构专一性：当底物具有立体异构时，酶只能对底物的立体异构体中的一种起作用，而对另一种 则无作用。（1）旋光异构专一性：如D-氨基酸氧化酶只能催化D-氨基酸氧化脱氨，而对L-氨基酸无作用。（2）几何异构专一性：如琥珀酸脱氢酶只能催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸，而不能生成马来酸，称为 几何异构专一性。（二）高度催化效率酶具有极高的催化效率。要比一般催化剂高1013倍，这就是为什么生物体内酶含量少而又可催化 大量的底物。（三）高度不稳定性绝大多数酶的本质是蛋白质，凡是能使蛋白质变性的因素，如高温、高压、强酸、强碱等都会使酶丧 失活性。（四）酶活力的调节控制酶活力是受调节控制的，它的调节方式很多，包括抑制调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及 激素的调节控制等。三、酶-底物复合物“诱导契合”学说：当酶分子与底物分子接近时，酶蛋白受底物分子诱导，其构象发生有利底物结合的变 化，酶与底物在此基础上互补契合进行反应。近年来X射线晶体结构分析的实验结果也支持这一假说，证 明了酶与底物结合时，确有显著的构象变化。E+S ES-E+P第二节辅酶与酶辅助因子本节考点：（1）维生素与辅酶的关系（2）辅酶作用（3）金属离子作用全酶中有蛋白质部分和辅助因子。辅助因子又分为辅基与辅酶。辅酶与酶蛋白结合疏松，可用透析或 超滤的方法除去。一、维生素与辅酶的关系水溶性维生素可以形成辅酶。1.维生素Bi又名硫胺素，体内活性形式为焦磷酸硫胺素（TPP）。TPP是a-酮酸氧化脱蝮酶的辅酶，也 是转酮醇酶的辅酶。2.维生素&又名核黄素，体内活性形式为黄素单核昔酸（FMN）和黄素腺喋吟二核甘酸（FAD）。FMN 及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。第25页临床执业医师考试辅导生物化学手写板图示030L01-NH,3.维生素PP：包括尼克酸和尼克酰胺，体内活性形式是：尼克酰胺腺喋吟二核甘酸（NAD+）和尼克酰 胺腺喋吟二核甘酸磷酸（NADP+）。NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。4.维生素氏：包括毗哆醇，毗哆醛及毗哆胺。体内活性形式为磷酸毗哆醛和磷酸毗哆胺。磷酸毗哆醛 是氨基酸转氨酶及脱竣酶的辅酶，也是氨基y-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。5.泛酸：又名遍多酸，体内活性形式为辅酶A（Co A）、酰基载体蛋白（ACP）。Co A及ACP是酰基 转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。6.生物素：是多种竣化酶（如丙酮酸竣化酶）的辅酶，参与C02的竣化过程。第26页临床执业医师考试辅导生物化学7.叶酸：又称蝶酰谷氨酸，体内活性形式为四氢叶酸(FH4)o FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一 碳单位的转移。8.维生素B：又称钻胺素，体内活性形式为甲基钻胺素、5，-脱氧腺昔钻胺素。生化作用：参与体内甲 基转移作用。9.维生素C：又称L-抗坏血酸。参与氧化还原反应，参与体内羟化反应，促进胶原蛋白的合成，促进 铁的吸收。二、辅酶作用在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其他基团。三、金属离子作用1.稳定酶的构象。2.参与催化反应，传递电子。3.在酶与底物间起桥梁作用。4.中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。第三节酶促反应动力学本节考点：(1)Km和Vma x的概念(2)最适pH值和最适温度一、底物浓度的影响第27页临床执业医师考试辅导生物化学底物浓度与反应速度的关系可以用米氏方程描述：v=Vm-S/Km+SV：反应速度；S：底物浓度；Vma x：反应的最大速度；Km：米氏常数1.米氏常数：Km就是酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mo l/L。2.米氏常数的意义（1）米氏常数是酶的特征常数之一，每一种酶都有它的Km值，Km值只与酶的结构和所催化的底物有 关，与酶浓度无关。（2）判断酶与底物亲和力的大小。Km值小，表示用很低的底物浓度即可达到最大反应速度的一半，说 明酶与底物亲和力大。可用1/Km近似地表示亲和力，1/Km愈大，酶与底物的亲和力愈大，酶促反应愈 易进行。（3）判断哪些底物是酶的天然底物或最适底物（即Km值最小的底物）。（4）判断正逆两向反应的催化效率。如一个反应的正逆方向由同一个酶催化，则Km值较小的那向反 应催化效率较高。（5）求出要达到规定反应速度的底物浓度，或根据已知底物浓度求出反应速度。例如：已知Km值，求使反应达到95%Vma x时的底物浓度为多少？第28页临床执业医师考试辅导生物化学解：95%Vira x=Vma x-s/Km+s 移项解出s=19Km二、最适pH值和最适温度（-）温度对酶促反应有双重的影响1.酶促反应与一般化学反应一样，升高温度能加速化学反应的进行。2.绝大多数酶是蛋白质，升高温度能加速酶的变性而使酶失活。（二）最适温度：在某一温度范围时酶促反应速度最大，此温度称为酶作用的最适温度。人体内酶最 适温度多在3 7c左右。（三）最适pH：溶液的pH对酶活性影响很大。在一定的pH范围内酶表现催化活性。在一定pH时酶的催化活性最大，此pH称酶作用的最适pH。偏离酶最适pH值愈远，酶的活性愈小,过酸或过碱则可使酶完全失去活性。各种酶的最适pH不同，人体内大多数酶的最适pH在7.3 57.45之间，pH活性曲线近似于钟形。但并 非所有的酶都是如此，胃蛋白酶最适pH为L52.5,其活性曲线只有钟型的一半；胆碱酯酶在pH大于7.0 时有最大活性。第29页临床执业医师考试辅导生物化学第四节抑制剂对酶促反应的抑制作用本节考点：(1)不可逆抑制(2)可逆性抑制一、不可逆抑制这类抑制剂通常比较牢固的共价键与酶蛋白中的基团结合，而使酶失活，不能用透析、超滤等物理方 法除去抑制剂来恢复酶活性按照不可逆抑制作用的选择性不同，乂可分为专一性的不可逆抑制与非专一性的不可逆抑制两类。1.非专一性不可逆抑制：抑制剂可与酶分子中的一类或儿类基团反应，抑制酶的活性或使酶失活。一些 重金属离子(铅、铜、汞)、有机碑化物及对氯汞苯甲酸等，能与酶分子的疏基进行不可逆结合，许多以 筑基为必需基团的酶，因此会被抑制，可用二疏丙醇(BAL)解毒：除去抑制作用。2.专一性不可逆抑制剂:抑制剂仅仅和酶活性部位的有关基团反应从而抑制酶的活性。有机磷杀虫剂(敌 百虫、敌敌畏等)能特异性地与酶活性中心上的羟基结合，使酶的活性受到抑制，而且有机磷杀虫剂的结 构与底物愈接近，二、可逆性抑制抑制剂与酶非共价结合，可以用透析、超滤等简单物理方法除去抑制剂来恢复酶的活性，因此是可逆 的。根据抑制剂在酶分子上结合位置的不同，又可分为三类：1.竞争性抑制：抑制剂I与底物S的化学结构相似，在酶促反应中，抑制剂与底物相互竞争酶的活性中 心，当抑制剂与酶形成EI复合物后，酶才不能再与底物结合，从而抑制了酶的活性，这种抑制称为竞争性 抑制。Km增高，Vm不变。2.非竞争性抑制剂：抑制剂与底物结构并不相似。也不与底物抢占酶的活性中心，而是通过与活性中心 以外的必需基团结合抑制酶的活性，这种抑制称非竞争性抑制。非竞争性抑制与底物并无竞争关系。Km不 变，Vm降低。3.反竞争催抑制：酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，即ES+IESL ESI-xp。比较起 来，这种抑制剂作用最不重要。第30页临床执业医师考试辅导生物化学第五节酶活性的调节本节考点：(1)别构调节(2)共价修饰(3)酶原激活(4)同工酶概念一、别构调节一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆的结合，使酶发生变构并改变其催化活性。此结合部位称为别构部位或调节部位。对酶催化活性的这种调节称为别构调节。受别构调节的酶称为别构 酶。导致别构效应的代谢物称为别构效应剂。二、共价修饰酶蛋白肽链上一些基团可以与某种化学基团发生可遂的共价结合，从而改变酶活性。这一过程称为酶 的共价调节或化学修饰。在共价调节过程中，酶发生无(低)活性与有(高)活性的互变。三、醉原激活1.解原：有些酶(大多数为水解酶)在细胞内初合成或初分泌时是无活性的，这些酶的前身称为酶原。2.酶原的激活：在某些物质作用下，无活性的酶原转变为有活性的酶的过程。3.薛原激活的本质：酶原激活的实质是活性中心的形成和暴露的过程。首先是酶蛋白的一部分肽段被水 解，去掉其对必需基团的掩盖和空间阻隔作用，然后三维构象发生改变，必需基团相对集中，形成活性中 心。4.薛原激活的生理意义：酶原的存在形式对机体来说是一种保护作用。例如胰腺分泌的胰蛋白酶原和胰 凝乳蛋白酶原。需在肠道内经激活才能催化蛋白质水解，这样也保护了胰腺不受酶的破坏。四、同工酶概念指能催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫学性质不同的一组薛。第31页临床执业医师考试辅导生物化学第六节核酶本节考点：核酶核酶主要指一类具有催化功能的RNAo大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA 自身剪切、加工过程。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。核酶的发现对 于“所有酶都是蛋白质”的传统观念提出了挑战。核酶的具体作用主要有：1.核甘酸转移作用。2.水解反应，即磷酸二酯酶作用。3.磷酸转移反应，类似磷酸转移酶作用。4.脱磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。5.RNA内切反应，即RNA限制性内切酶作用。【习题】1.下列辅酶中含有维生素B2的是A.NAD+B.FAD C.FH4 D.Co A E.FH3正确答案B2.酶的特异性是指A.酶与辅酶特异的结合C.酶在细胞内的定位是特异的E.酶催化的反应机制相同正确答案BB.酶对所催化的底物有特异的选择D.酶催化的反应机制各不相同3.关于酶原和酶原激活A.体内所有酶初分泌时均以酶原形式存在B.酶原的激活过程是酶被完全水解的过程C.酶原激活的实质是酶活性中心形成或暴露的过程D.酶原的激活是酶的共价修饰过程E.酶原的激活是酶的别构调节的过程正确答案C4.影响酶促反应速度的因素不包括A.底物浓度 B.反应环境的pH C.酶原的浓度 D.反应温度正确答案C5.关于Km的