生化點點

氨基酸是蛋白質的基本結構單位,參與合成蛋白質的氨基酸有20種,可作為原料在核糖體工廠通過肽鍵連接形成多肽鏈,都有密碼子對應。這些氨基酸又可稱為天然氨基酸。但多肽鏈在折疊包裝過程中還可能有個別氨基酸進行了化學修飾出現在相應的空間構象,比如胱氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸等,它們沒有密碼子對應,屬于翻譯后加工修飾而來的。

甘氨酸的碳原子是對稱碳,其余19種氨基酸的碳是手性碳,屬于L-a-氨基酸。

氨基酸具有兩性解離性質,當處于其等電點的溶液中即成為兼性離子。若所處pH大于pI時帶負電,反之帶正電。

含有共軛雙鍵(苯環(huán))的色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸在280nm波長附近有最大吸收峰,吸收強度依次為色氨酸>酪氨酸>苯丙氨酸。

氨基酸與茚三酮溶液共熱可釋放游離NH3,繼而生成藍紫色化合物,在570nm有最大吸收峰。但脯氨酸加熱無氨產生,與茚三酮反應為黃色。

氨基酸之間通過脫水反應形成肽鍵連接的多肽鏈,肽鍵四個原子及兩側的碳原子形成肽鍵平面,是多肽鏈空間構象的基礎。

蛋白質的一級結構:1. 多肽鏈從N端到C端氨基酸殘基的排列順序2. 包含了氨基酸殘基的種類、數量及具體位置3. 肽鍵是主要的化學鍵,對于特殊的蛋白質,二硫鍵也必不可少4. 氨基酸殘基的排列順序決定了彼此之間的相互作用,也就決定了多肽鏈在空間的折疊方式。所以,一級結構是空間結構的基礎

蛋白質的二級結構:多肽鏈局部肽段主鏈骨架原子在空間的相對位置,不涉及側鏈的構象。二級結構靠氫鍵維系,具體形式有a-螺旋、b-折疊、b-轉角、無規(guī)卷曲。

a-螺旋結構特點:

1. 右手螺旋

2. 每圈螺旋包含3.6個氨基酸殘基,螺距為0.54nm? ? ? ? ?

3. 氫鍵維系,方向與長軸平行

4. 側鏈伸向螺旋外側

b-折疊結構特點:

1. 多肽鏈充分伸展,呈鋸齒狀

2. 側鏈交替位于平面的上、下方

3. 氫鍵維系,方向與折疊的長軸基本垂直

b-轉角結構特點:

1. 多位于球狀蛋白表面

2. 多肽鏈走向180°回折

3. 脯氨酸與甘氨酸常見

超二級結構是有規(guī)則的二級結構組合體。如aa、bab、bb。模體大多是具有特殊功能的超二級結構,有特定功能,一般均有特征性的氨基酸序列。如鈣結合蛋白模體、鋅指結構、亮氨酸拉鏈、螺旋-環(huán)(轉角)-螺旋。很多模體是轉錄因子具備的結構,如SP1轉錄因子含有鋅指結構。

蛋白質的三級結構:一條多肽鏈全部氨基酸殘基即所有原子的相對空間位置。是一條多肽鏈的最高級結構。

結構域(domain):分子量較大的多肽鏈可折疊成數個結構較為緊密的區(qū)域,并具有特定功能。是三級結構層次上的獨立功能區(qū)。

鐮刀形紅細胞貧血癥是典型的分子病,根本原因是堿基錯配造成的點突變,屬于DNA損傷的錯義突變。由此引起密碼子對應的氨基酸改變、使血紅蛋白b亞基N末端第6位谷氨酸變?yōu)槔i氨酸,導致紅細胞形態(tài)改變。

瘋牛病、老年癡呆都屬于蛋白構象疾病。即蛋白質的一級結構正常而空間結構改變、功能喪失導致的一類疾病。

分子伴侶:本身是一類蛋白質,主要有熱休克蛋白(Hsp)家族和伴侶蛋白。 其功能是通過提供保護環(huán)境使多肽鏈一級結構進行正確折疊形成空間結構。

蛋白質在溶液中穩(wěn)定存在的因素有水化膜、表面電荷。鹽析作用是指加入高濃度中性鹽,破壞水化膜和電荷,使蛋白質沉淀。

蛋白質變性是空間結構破壞、而一級結構完整、原有理化性質改變、功能喪失。次級鍵、二硫鍵斷裂而肽鍵完好。變性后蛋白質的溶解度降低、粘度增加、容易被蛋白酶降解。

蛋白質具有兩性解離性質,可以借助電泳進行分離。在一定pH值(非pI)溶液中,不同蛋白質的電泳速度取決于自身的分子量、分子形狀、帶電情況。同時,也與緩沖液的離子強度有關。

不同大小的蛋白質顆粒能夠通過凝膠過濾層析進行分離,分子越大流經層析柱所用時間越少,越快流出。分子越小流出越慢。

今天開始復習第二章的知識點

核苷酸是核酸的基本組成單位,核酸徹底水解可得到戊糖、堿基和磷酸。

DNA含脫氧核糖,A/T/G/C;RNA含核糖,A/U/G/C。

堿基與戊糖通過糖苷鍵連接成核苷。再以磷酯鍵連接磷酸成為核苷酸。核苷酸之間以3’,5’-磷酸二酯鍵連接形成核酸單鏈。

Chargaff規(guī)則:A含量等于T含量,G含量等于C含量,嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數;不同種屬堿基組成不同;同一個體不同組織、器官堿基組成相同

DNA雙螺旋結構模型的要點:1. 右手雙螺旋(反向平行互補雙鏈圍繞同一中心軸形成順時針螺旋);2. 雙螺旋直徑2.37nm,每一圈包含10.5個堿基對,螺距3.54 nm;3. 脫氧核糖與磷酸形成骨架,位于螺旋外側;堿基在內,通過A=T,G≡C互補配對;4. 維系力量:橫向氫鍵,縱向堿基堆積力;5. 表面有一條大溝和小溝。

DNA雙螺旋與組蛋白結合,以核小體形式存在,一個核小體大約含有200bp長度的雙螺旋。核小體是真核染色質的基本單位。核小體形成的串珠樣結構再經過多次超螺旋包裝才成為遺傳信息的攜帶者——染色質,并可以濃縮成染色體狀態(tài)。

歡迎新同學的加入!今天繼續(xù)第二章知識點的復習。DNA雙螺旋具有多樣性,B型DNA即標準的雙螺旋,Z型為左手螺旋,是體內存在的另一種形式,A型是環(huán)境濕度降低后出現的右手螺旋。

mRNA是蛋白質翻譯的模板,分子大小不一,容易被降解,所以壽命短。

真核生物mRNA的結構特點:5′- 帽子結構:m7GpppN(7-甲基鳥嘌呤核苷);3′- 尾巴結構:多聚A(polyA)尾;中心區(qū)域是編碼區(qū)(又稱為翻譯區(qū)或開放閱讀框ORF):即從起始密碼到終止密碼的區(qū)域。

tRNA是氨基酸的轉運工具,富含稀有堿基、分子較小。二級結構為三葉草結構:二氫尿嘧啶(DHU)環(huán)靠近5′-端,反密碼環(huán)含有反密碼子,與mRNA的密碼子互補配對,TψC環(huán)靠近3′-端,3′-末端均為CCA,是連接氨基酸的位點。tRNA的 三級結構是倒L型結構。

rRNA是構成核糖體的成分。原核生物核糖體(70S)由50S大亞基和30S小亞基組成,其中23S rRNA、5S rRNA存在于大亞基,16S rRNA存在于小亞基。真核生物核糖體(80S)由60S大亞基和40S小亞基組成,其中28S rRNA、5.8SrRNA、5S rRNA存在于大亞基,18S rRNA存在于小亞基。

核酸對260nm的紫外光具有最大吸收峰。但當DNA雙螺旋的氫鍵斷裂,發(fā)生變性成為單鏈時,260nm的吸收值顯著增高,稱為增色效應。

Tm即解鏈溫度,或稱為融解溫度,是指DNA受熱變性達50%也就是50%雙螺旋解體時對應的溫度。

Tm 的高低與DNA分子的大小、所含G與C的含量、所在溶液的離子強度都成正比。

受熱變性后的DNA當溫度緩慢降低后可以復性,又稱為退火。來源不同的兩條核酸單鏈靠堿基互補配對能夠形成雜交雙鏈,這一過程就是分子雜交。

核酶ribozyme是具有催化功能的RNA,通常用于RNA自身的加工修飾。核酸酶是水解核酸的蛋白酶,有水解DNA 的DNase,水解RNA的RNase。

今天開始復習第三章內容。結合酶是由蛋白質與非蛋白質成分共同構成的酶,蛋白質部分稱為酶蛋白,非蛋白成分稱為輔助因子。酶蛋白決定反應的特異性;輔助因子決定反應的種類和性質。輔助因子常常是某些金屬離子或小分子有機化合物。如果輔助因子與酶蛋白結合牢固,即屬于輔基,如果結合疏松則是輔酶。

很多B族維生素是結合酶的輔助因子,必須牢記的有:B1,活性形式TPP,α-酮酸氧化脫羧酶輔酶。B2,活性形式FMN、FAD,脫氫酶輔酶。維生素pp,活性形式NAD、NADP,脫氫酶輔酶。B6,活性形式磷酸吡哆醛,轉氨酶輔酶。另外還需注意的有:泛酸,活性形式CoA。葉酸,活性形式FH4,一碳單位載體。

昨天復習水溶性B族維生素大多參與構成輔酶,而脂溶性維生素可以看成激素,他們的受體都是核受體,二者結合后能夠調節(jié)基因的表達。

維生素A:參與視覺暗適應、抗氧化、抗腫瘤、其衍生物維甲酸與核受體結合調節(jié)基因表達。

維生素D:分別在肝臟(25位)、腎臟(1位)被羥化,形成活性形式1, 25(OH)2D3,與核受體結合,調節(jié)基因表達,促進鈣磷代謝。

能與底物結合并催化底物轉變生成產物的空間就是酶的活性中心。結合基團和催化基團均位于活性中心內,都是酶的必需基團。輔酶或輔基有時也位于活性中心內。活性中心外的必需基團對于維持酶的空間構象是必需的。

同工酶是能夠催化相同的化學反應而分子組成、理化性質、免疫學性質都不同的一組酶。乳酸脫氫酶LDH1即H4型和肌酸激酶CK2即MB型對心肌梗塞患者有輔助診斷價值。LDH5即M4型對肝細胞壞死性疾病有診斷意義。

酶與一般催化劑都能降低反應的活化能加快反應。但酶的作用環(huán)境溫和、具有高度特異性、高度催化效率、可調節(jié)性、不穩(wěn)定性。

酶的作用機制有以下假說。1. 誘導契合:酶與底物接近時,相互誘導、相互變形、最終結合。2. 鄰近效應和定向排列:兩個底物分子都與酶結合,距離靠近、取向正確,反應容易發(fā)生。3. 表面效應:酶的活性中心向內凹陷,形成相對封閉的“疏水口袋”。4.一般酸堿催化:酶活性中心的氨基酸殘基可作為廣義的酸或堿,通過質子轉移加快反應速度。5.共價催化:催化基團能與底物形成暫時的共價鍵,有利于反應發(fā)生.

底物濃度對酶促反應速度的影響呈矩形雙曲線,符合米氏方程。

米氏常數Km的意義:1.當反應速度是最大速度一半時的底物濃度即為Km的大小。2.是酶的特征性常數。3.可以反應酶和底物的親和力,呈反比關系。

酶促反應速度最大時的溫度為酶的最適溫度,但最適溫度不是酶的特征性常數。酶活性最高時的pH為酶的最適pH,也不是酶的特征性常數。多數酶的最適pH接近中性,胃蛋白酶(1.8),肝精氨酸酶(9.8)。

不可逆抑制劑與酶活性中心的必需基團通過共價鍵結合。有機磷化合物抑制羥基酶,重金屬離子抑制巰基酶。有機磷化合物中毒:與膽堿酯酶活性中心必需基團絲氨酸的羥基結合;造成乙酰膽堿蓄積;引起迷走神經過度長久興奮;用解磷定解毒。

競爭性抑制:抑制劑與底物結構相似,競爭酶的活性中心;抑制程度取決于抑制劑與底物的濃度比例;Vmax不變,表觀Km增大。丙二酸抑制乳酸脫氫酶屬于競爭性抑制。

磺胺類藥物與對氨基苯甲酸結構相似,競爭二氫葉酸合成酶的活性中心,阻斷二氫葉酸合成,造成四氫葉酸缺乏,一碳單位沒有載體,不能參與嘌呤堿基從頭合成,使得對磺胺藥敏感的細菌核苷酸及核酸合成障礙。最終達到抗菌的目的。

非競爭性抑制:抑制劑與酶活性中心外的必需基團結合;底物與抑制劑無競爭關系;表觀Km不變,Vmax降低。

反競爭性抑制:抑制劑只與酶-底物復合物結合;表觀Km減小,Vmax降低。

酶的調節(jié)有含量調節(jié)和活性調節(jié)。酶含量的調節(jié)(包括酶蛋白合成的誘導和阻遏,酶蛋白的降解)都屬于緩慢調節(jié)。酶活性調節(jié)(變構調節(jié)和化學修飾調節(jié))屬于快速調節(jié)。

變構調節(jié):效應劑結合到變構部位或調節(jié)部位,引起酶的構象改變,活性隨之變化。變構酶常是代謝途徑的關鍵酶,效應劑與酶的結合是非共價鍵結合,反應動力學曲線呈S曲線,不符合米氏方程。

共價修飾調節(jié):也稱化學修飾調節(jié)。在酶的催化下才能完成修飾過程,以磷酸化與去磷酸化方式為主。此外還有甲基化與去甲基化、乙?;c去乙酰化、腺苷化與去腺苷化。磷酸化則主要發(fā)生在絲、蘇、酪氨酸的羥基部位。

酶原:無活性的酶的前體。酶原的激活是酶活性中心形成或暴露的過程。酶原是酶的貯存形式,保證酶在特定的部位與環(huán)境發(fā)揮作用。消化道存在蛋白酶原,血液中存在凝血酶原。

今天開始復習糖代謝。無氧氧化:缺氧條件下,葡萄糖在胞液生成乳酸和少量ATP。3個關鍵酶:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶。2個高能磷酸化合物:1,3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸,2個底物水平磷酸化反應:1,3-二磷酸甘油酸.3-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸.丙酮酸。1個脫氫反應:3-磷酸甘油醛.1,3-二磷酸甘油酸,生成1分子NADH。

己糖激酶是同工酶,第Ⅳ型又稱葡萄糖激酶,存在于肝臟,受激素調控,其Km值比己糖激酶大,與葡萄糖的親和力很低,用于調節(jié)血糖。

6-磷酸果糖激酶-1:是控制糖酵解流量最重要的酶,屬于變構酶。檸檬酸是其變構激活劑,1,6-二磷酸果糖和2,6-二磷酸果糖是它的變構抑制劑。

糖無氧氧化的生理意義:及時、迅速提供能量(骨骼肌劇烈運動時);成熟紅細胞獲能的唯一途徑。

巴斯德效應:糖有氧氧化抑制無氧氧化。

糖有氧氧化關鍵酶丙酮酸脫氫酶復合體的組成。丙酮酸脫氫酶:含TPP(維生素B1);二氫硫辛酰胺轉乙酰酶:含CoA(維生素泛酸)、硫辛酸;二氫硫辛酰胺脫氫酶:含FAD(維生素B2)、NAD+(維生素pp)。

三羧酸循環(huán):4次脫氫(3次生成NADH,1次FADH2);3個關鍵酶:檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、 α-酮戊二酸脫氫酶復合體;2次脫羧;1次底物水平磷酸化(生成GTP)。

磷酸戊糖途徑的關鍵酶:6-磷酸葡萄糖脫氫酶;關鍵酶遺傳性缺陷導致紅細胞破裂引起溶血性黃疸,為蠶豆病。

磷酸戊糖途徑的生理意義:1. 5-磷酸核糖作為核苷酸的合成原料。2. NADPH作為供氫體參與合成代謝、羥化反應、維持GSH的還原狀態(tài)。

糖原合成的關鍵酶糖原合酶催化直鏈延長(生成α-1,4-糖苷鍵);分支酶催化生成α-1,6-糖苷鍵形成分支?;钚云咸烟鞘荱DPG。

糖原分解的關鍵酶磷酸化酶催化直鏈水解(水解α-1,4-糖苷鍵);脫支酶水解α-1,6-糖苷鍵去除分支;因為肝臟具有葡萄糖-6-磷酸酶,所以肝糖原水解徹底,可以補充血糖;而肌糖原不能分解獲得葡萄糖,僅供自身肌肉收縮所需能量。

糖異生的部位:肝臟(主要器官)和腎臟(長期饑餓時)的胞液和線粒體。糖異生的關鍵酶:葡萄糖-6-磷酸酶、果糖雙磷酸酶-1、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。

糖異生的原料:丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸。乳酸需要轉變?yōu)楸?,之后以草酰乙酸進入糖異生途徑;甘油通過磷酸二羥丙酮進入糖異生途徑;氨基酸脫去氨基成為相應的酮酸再進入糖異生途徑。

乳酸循環(huán):又稱Cori循環(huán)。是存在于骨骼肌和肝臟之間的循環(huán)途徑,其意義在于:避免乳酸丟失;防止乳酸堆積引起局部酸中毒。

胰島素:唯一的降糖激素,唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成的激素。通過減少血糖的來源途徑、增強血糖的去路途徑降低血糖。具體機制是對各條途徑關鍵酶進行調節(jié)。

胰高血糖素:體內主要升血糖的激素,通過抑制糖原合成,促進糖原分解,抑制糖酵解,增強糖異生升高血糖。腎上腺素:應激狀態(tài)下強力升高血糖的激素,主要通過加速糖原分解,促進糖異生實現。

脂肪動員的產物是脂酸和甘油,甘油三酯脂酶是脂肪動員的限速酶,又稱為激素敏感性甘油三酯脂酶。

脂肪動員的產物甘油通過轉變成磷酸二羥丙酮進入糖酵解徹底氧化,而脂肪酸則活化成脂酰CoA進入線粒體徹底氧化。

脂肪酸的氧化:(1)脂肪酸在胞液中經脂酰CoA合成酶催化活化為脂酰CoA。(2)脂酰CoA經肉堿協助進入線粒體,肉堿脂酰轉移酶1是關鍵酶,還需要轉位酶和肉堿脂酰轉移酶2配合。(3)脂酰CoA在線粒體氧化為乙酰COA再進入三羧酸循環(huán)。

脂酰CoA經過脫氫、加水、再脫氫、硫解四步氧化為乙酰CoA。

脂酰CoA的β氧化:(1)脫氫,脂酰CoA脫氫酶(FAD)催化脂酰CoA生成烯酰CoA。(2)加水,烯酰CoA水化酶催化烯酰CoA生成,(3)再脫氫,羥脂酰CoA脫氫酶(NAD+)催化羥脂酰CoA生成酮脂酰CoA,(4)硫解,酮脂酰CoA硫解酶(CoA)催化酮脂酰CoA生成乙酰CoA和新的脂酰CoA。

酮體是乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮的混合物。在肝臟線粒體合成,合成原料:乙酰CoA;HMG CoA合酶與HMG CoA裂解酶參與,乙酰乙酰CoA是中間產物。

酮體的利用是在肝外組織經琥珀酰CoA轉硫酶或乙酰乙酸硫激酶催化分解的。肝臟缺乏這兩種酶因而不能利用酮體。

酮體是肝臟輸出能源的一種形式。酮體能通過血腦屏障,是血糖降低時腦的能量來源。低糖高脂膳食、糖尿病及饑餓時,脂肪動員加強,酮體生成旺盛,將會導致酮血癥,引起酮癥酸中毒。

脂肪酸的合成原料:乙酰CoA、NADPH+、ATP。線粒體的乙酰CoA通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)進入胞液。

脂肪酸合成的關鍵酶:乙酰CoA羧化酶。輔基為生物素,變構激活劑是檸檬酸和異檸檬酸,變構抑制劑是長鏈脂酰CoA。

小腸粘膜細胞利用消化吸收的甘油一酯和脂肪酸合成甘油三酯,包裝成CM經淋巴入血。肝細胞利用糖代謝產物為原料合成甘油三酯,包裝成VLDL進入血液,避免脂肪肝的出現。脂肪細胞利用糖代謝產物為原料合成甘油三酯用以儲存。


卵磷脂合成的活化中間物CDP~膽堿,腦磷脂合成的活化中間物CDP~乙醇胺。乙醇胺通過甲基化(由SAM提供甲基)可轉變成膽堿。

甘油磷脂的水解靠磷脂酶(PL),PLA水解產物為溶血磷脂,可繼續(xù)被PLB水解;PLC水解磷酯鍵。必須脂肪酸包括:亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸?;ㄉ南┧崾乔傲邢偎?、血栓素、白三烯的前體。

膽固醇合成的原料:乙酰CoA、NADPH、ATP。關鍵酶:HMG CoA還原酶。還需要:HMG CoA合酶。中間產物:乙酰乙酰CoA、甲羥戊酸。游離膽固醇酯化為膽固醇酯:在細胞內是由ACAT催化,在血漿是由LCAT催化。

血漿脂蛋白是脂類物質與載脂蛋白共同構成的,是脂類在血液中的運輸形式。但游離脂肪酸是由血漿中的清蛋白即白蛋白結合運輸的。

CM在小腸黏膜細胞形成,以甘油三酯為主,是運輸外源性甘油三酯的形式。VLDL在肝細胞形成,以甘油三酯和膽固醇酯為主,是運輸內源性甘油三酯的主要形式。當甘油三酯逐漸分解后,轉變?yōu)橐阅懝檀减橹鞯腖DL。

LDL是在血液中由VLDL代謝而來、以膽固醇為主、是運輸內源性膽固醇的形式。憑借與多種細胞表面的LDL受體結合最終進入肝臟、腎上腺皮質等組織。HDL 由肝細胞過小腸黏膜細胞合成后釋放入血、收集膽固醇回到肝臟、是逆向轉運膽固醇回肝臟的形式。

VLDL形成障礙是脂肪肝的原因之一。氧化修飾的LDL被單核吞噬細胞或內皮細胞清理,是動脈粥樣硬化形成的機制之一。HDL又稱為抗動脈粥樣硬化因子。第五章復習完畢,請大家明天自己整理。后天繼續(xù)第六章復習。

今天開始復習生物氧化。呼吸鏈由四種復合體和兩種小分子組成。復合體Ⅰ(主要含FMN和鐵硫蛋白)接收NADH,復合體Ⅱ即琥珀酸脫氫酶(主要含FAD和鐵硫蛋白)或接收FADH2,輔酶Q是遞氫體,細胞色素是含鐵卟啉輔基的有色蛋白,和鐵硫蛋白都屬于遞電子體,復合體Ⅲ含有細胞色素b和c1,細胞色素c單獨存在,與內膜外側疏松結合,復合體Ⅳ又稱為細胞色素c氧化酶,含有細胞色素aa3。

呼吸鏈的排列順序即氧化還原電位由低到高的順序排列。NADH氧化呼吸鏈:NADH →復合體Ⅰ→CoQ →復合體Ⅲ →Cyt c →復合體Ⅳ →O2。琥珀酸(FADH2)氧化呼吸鏈:琥珀酸(FADH2)→復合體Ⅱ →CoQ →復合體Ⅲ →Cyt c →復合體Ⅳ →O2。

底物脫氫(NADH或FADH2)經呼吸鏈傳遞生成水釋放能量用于ADP磷酸化生成ATP,即為氧化磷酸化。呼吸鏈傳遞釋放的能量來自于質子H+被輸出到線粒體內膜外側積累的電化學梯度,復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ為質子泵。1分子NADH通過呼吸鏈積累的能量可以合成2.5個ATP(同時生成1分子H2O),則P/O為2.5,1分子FADH2通過呼吸鏈的P/O為1.5。

氧化磷酸化的偶聯部位在復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ;氧化磷酸化的偶聯機制是化學滲透學說:還原當量經呼吸鏈傳遞時,質子從線粒體基質進入膜間隙,形成跨膜的電化學梯度;線粒體內膜存在ATP合酶,疏水部分F0構成質子通道,親水部分F1依賴質子回流釋放的能力合成ATP。

氧化磷酸化的影響因素有呼吸鏈抑制劑、ATP合酶抑制劑合解偶聯劑。1.呼吸鏈抑制劑可阻斷電子傳遞,魚藤酮、粉蝶霉素A、異戊巴比妥阻斷復合體Ⅰ。抗霉素A阻斷復合體Ⅲ、氰化物和CO阻斷復合體Ⅳ。2.ATP合酶抑制劑寡霉素可阻斷ATP合成。3.解偶聯劑能使電子傳遞過程與ATP磷酸化解偶聯,釋放熱能,解偶聯蛋白和二硝基苯酚是典型的解偶聯劑。

補充如下:1. 甲狀腺激素通過誘導細胞膜上鈉泵運轉,消耗ATP,促進氧化磷酸化;同時促進解偶聯蛋白基因表達,增強解偶聯作用,熱能產生增加。2. 常考的高能磷酸化合物有:磷酸肌酸、1,3-二磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸、(d)NDP、(d)NTP。

胞液NADH進入線粒體的穿梭:1. α-磷酸甘油穿梭(腦、骨骼?。?α-磷酸甘油和磷酸二羥丙酮互變,最終進入FADH2呼吸鏈,生成1.5ATP。2. 蘋果酸-天冬氨酸穿梭(肝、心肌):涉及蘋果酸、天冬氨酸、草酰乙酸、谷氨酸、α酮戊二酸,最終進入NADH呼吸鏈,生成2.5ATP。

生物氧化復習完畢,請大家明日復習鞏固。后天繼續(xù)復習氨基酸代謝。晚安!

今天開始復習氨基酸代謝!

蛋白質的分解代謝是首先水解成氨基酸,然后繼續(xù)進行分解。體內蛋白質分解成氨基酸也可認為是降解過程。真核細胞內有溶酶體-自噬途徑與泛素-蛋白酶體途徑。前者降解膜蛋白、外來蛋白和長壽命蛋白,不需要ATP;后者降解結構異常的蛋白和短壽命蛋白,需要泛素和ATP支持。

必需氨基酸:纈氨酸、蛋氨酸、色氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸。蛋白質的營養(yǎng)價值:指食物蛋白質在體內的利用率,必需氨基酸含量越高,蛋白質營養(yǎng)價值越高。

小腸是蛋白質主要的消化場所,蛋白酶均以酶原形式存在,需要活化才有活性。胰蛋白酶、糜蛋白酶(胰凝乳蛋白酶)和彈性蛋白酶水解內部肽鍵,屬于內肽酶。羧基肽酶A和氨基肽酶B水解羧基末端的肽鍵,屬于外肽酶。

轉氨基作用:在轉氨酶催化下,α-氨基酸的氨基轉移給α-酮酸,生成相應的α-酮酸和α-氨基酸。 轉氨酶的輔酶是維生素B6形成的磷酸吡哆醛。丙氨酸氨基轉移酶(ALT):也稱谷丙轉氨酶(GPT),存在于肝臟。天冬氨酸氨基轉移酶(AST):也稱谷草轉氨酶(GOT),存在于心肌。

肝、腎、腦組織存在L谷氨酸脫氫酶,轉氨酶與之聯合可以實現聯合脫氨基作用。心肌和骨骼肌利用嘌呤核苷酸循環(huán)實現脫氨基。

嘌呤核苷酸循環(huán):通過轉氨基生成天冬氨酸,再與次黃嘌呤核苷酸(IMP)經腺苷酸代琥珀酸合成酶催化生成腺苷酸代琥珀酸,后者裂解產生AMP,AMP經腺苷酸脫氨酶催化脫去氨基。

脫氨基之后的α-酮酸繼續(xù)代謝可以(1)徹底氧化供能,(2)合成非必需氨基酸,(3)轉變成糖或脂類。生酮氨基酸:賴氨酸(Lys)和亮氨酸(Leu)。生糖兼生酮氨基酸:異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、蘇氨酸。

氨的運輸方式:(1)丙氨酸-葡萄糖循環(huán):將骨骼肌中的NH3運到肝臟合成尿素;(2)谷氨酰胺:腦中的游離氨借助谷氨酸生成谷氨酰胺,通過血液運往肝臟或腎臟。谷氨酰胺是氨的解毒產物,也是氨的儲存和運輸形式。

鳥氨酸循環(huán):尿素合成過程。反應部位:肝細胞線粒體和胞液。尿素氮的來源:NH3,天冬氨酸。關鍵酶:氨基甲酰磷酸合成酶-1(CPS-1,啟動關鍵酶);精氨酸代琥珀酸合成酶(控制速度)。重要的中間產物:鳥氨酸、瓜氨酸。

氨基酸脫羧酶:輔酶是磷酸吡哆醛。 谷氨酸脫羧:γ-氨基丁酸; 半胱氨酸脫羧:?;撬?。一碳單位來源:絲氨酸、色氨酸、組氨酸、甘氨酸。一碳單位功能:參與嘌呤和T嘧啶合成,載體FH4.蛋氨酸活性形式:S-腺苷蛋氨酸(SAM),作為甲基供體合成腎上腺素、肉堿、肌酸、膽堿。

苯丙氨酸經羥化酶催化轉變?yōu)槔野彼岽x。酪氨酸經羥化酶催化成為多巴胺,繼而生成去甲腎上腺素、腎上腺素。經酪氨酸酶催化生成黑色素。酪氨酸轉氨基后可生成尿黑酸,繼續(xù)分解得到延胡索酸和乙酰乙酸。苯丙氨酸羥化酶缺陷導致苯丙酮尿癥。酪氨酸酶缺陷引起白化病。酪氨酸羥化酶缺陷導致多巴胺減少,引起帕金森。

氨基酸代謝復習完畢,明天請同學們自行整理,后天復習核苷酸代謝。

今天開始復習核苷酸代謝。

嘌呤核苷酸從頭合成的原料:5-磷酸核糖來源于磷酸戊糖途徑,嘌呤堿基的原料有甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一碳單位及二氧化碳。嘧啶核苷酸從頭合成的原料:5-磷酸核糖來源于磷酸戊糖途徑,嘧啶堿基的原料有天冬氨酸、谷氨酰胺、二氧化碳。

嘌呤核苷酸從頭合成:在磷酸核糖分子上逐步形成嘌呤環(huán);先合成IMP,再轉變成AMP和GMP。嘧啶核苷酸從頭合成:先合成嘧啶環(huán),再與磷酸核糖結合;先合成UMP,再轉變生成CTP和dTMP。CTP由CTP合成酶催化UTP生成,dTMP由TMP合酶催化dUMP加上一碳單位來源的甲基生成。所有脫氧核糖核苷酸需在核糖核苷酸還原酶催化下,由NDP轉變?yōu)橄鄳膁NDP。

核苷酸的補救合成途徑是利用體內游離的堿基或核苷,經過簡單的反應合成核苷酸。腦、骨髓等只能進行補救合成。所有嘌呤最終分解代謝產物是尿酸,尿酸過高導致痛風癥,別嘌呤醇與次黃嘌呤結構相似,通過競爭抑制黃嘌呤氧化酶治療痛風癥。U和C分解生成β-丙氨酸;T分解產生β-氨基異丁酸。

6-巰基嘌呤,與次黃嘌呤結構相似。作用機制:抑制嘌呤核苷酸從頭合成途徑;抑制嘌呤核苷酸補救合成途徑;抑制IMP向AMP和GMP的轉變。5-氟尿嘧啶,與胸腺嘧啶結構相似。作用機制:轉變成FdUMP抑制dTMP的合成;轉變成FUTP摻入RNA分子中,抑制蛋白質的合成。Gln類似物為氮雜絲氨酸,干擾有Gln參與的反應。葉酸類似物為氨蝶呤和甲氨蝶呤,干擾有一碳單位參與的反應。

今天開始復習DNA的合成。

復制的規(guī)律:半保留復制、雙向復制、半不連續(xù)復制(領頭鏈、后隨鏈、岡崎片段)。

復制的特點:復制有固定的起始點,富含A、T堿基;遵循堿基互補原則;具有高保真性(遵守嚴格的堿基互補配對、DNA聚合酶ε亞基具有堿基選擇功能、DNA聚合酶具有即時校讀功能)。

DNA復制的實質就是脫氧核苷酸的聚合反應。拓撲異構酶能夠松解超螺旋,理順超螺旋;解螺旋酶(解鏈酶)解開雙螺旋成為單鏈模板;SSB單鏈結合蛋白與單鏈模板可逆結合;引物酶合成一小段RNA為引物,給DNA聚合酶提供3'-OH末端;DNA聚合酶沿5'到3’方向將底物dNTPs加入,合成磷酸二酯鍵,不斷延長子鏈。

原核DNA聚合酶:DNA polⅠ校讀錯誤,空隙填補;DNA polⅡSOS應急修復;DNA pol Ⅲ在復制中起主要作用。三種酶都具有5'到3'的聚合作用,3’到5’外切酶活性,只有DNA polⅠ具有5’到3’外切酶活性。真核DNA聚合酶:DNA pol α合成引物,DNA polγ參與線粒體DNA復制,DNA polδ負責核染色質的復制。

原核生物的復制過程。(1)起始:DnaA蛋白辨認復制起始位點(oriC),DnaC蛋白協助DnaB蛋白(大腸桿菌的解螺旋酶)解開模板,DnaG蛋白(大腸桿菌的引物酶)沿5′→3′方向合成RNA引物。(2)延長:由DNA

pol Ⅲ催化,按堿基互補配對原則依據模板合成領頭鏈和后隨鏈的岡崎片段。(3)終止:岡崎片段的連接。RNA酶水解引物,DNA polⅠ填補空隙,DNA連接酶連接缺口。

真核生物的復制過程。(1)起始:復制起始點多,屬于多復制子復制,但起始點序列比原核短;DNA pol α負責合成引物。(2)延長:速度較原核慢,引物和岡崎片段的長度均較短。(3)終止:端粒酶參與線性染色體的末端復制。人類的端粒包括人端粒酶RNA、端粒酶逆轉錄酶。

原核DNA聚合酶:DNA polⅠ校讀錯誤,空隙填補;DNA polⅡSOS應急修復;DNA pol Ⅲ在復制中起主要作用。三種酶都具有5'到3'的聚合作用,3’到5’外切酶活性,只有DNA polⅠ具有5’到3’外切酶活性。真核DNA聚合酶:DNA pol α合成引物,DNA polγ參與線粒體DNA復制,DNA polδ負責核染色質的復制。

逆轉錄:在逆轉錄酶催化下,以單鏈RNA為模板合成雙鏈cDNA。逆轉錄酶的活性:(1)RNA→DNA合成:逆轉錄活性以RNA為模板催化dNTP聚合生成DNA。(2)水解RNA:RNA酶活性(RNase

H),水解RNA。(3)DNA→DNA合成:催化互補DNA合成,生成cDNA。逆轉錄發(fā)現的意義:(1)發(fā)展并完善了中心法則。(2)拓寬了對RNA病毒致癌機理及癌基因的認識。(3)利用逆轉錄獲取目的基因,便于基因操作。

DNA損傷的類型:(1)點突變。分為錯義突變(引起一個氨基酸改變)、同義突變(不發(fā)生氨基酸改變)、無義突變(密碼子突變?yōu)榻K止密碼)(2)插入和缺失。破壞密碼的連續(xù)性,引起框移突變。(3)重排。

DNA損傷的修復:(1)直接修復。(2)切除修復(最常見的方式)。(2)重組修復。(4)SOS修復。

DNA生物合成復習完畢、請大家明天自己整理!

今天開始復習RNA的生物合成。

轉錄具有選擇性,模板是不對稱的。指導RNA合成的單鏈是模板鏈,另一條鏈是編碼鏈。

在模板鏈上,能轉錄生成RNA的DNA區(qū)段稱為結構基因,在其上游存在調控序列,含有啟動子,是RNA聚合酶識別并結合模板的區(qū)域。

原核啟動子包括(1)-35區(qū)(也稱Pribnow盒):是RNA聚合酶辨認模板的區(qū)域;(2)-10區(qū):是RNA聚合酶結合模板的區(qū)域。

真核啟動子:TATA盒(又稱Hogness盒)、GC盒、CAAT盒。

原核生物RNA聚合酶:1. 全酶:α2ββ′σ,轉錄起始需要全酶。2. 核心酶:α2ββ′,轉錄延長僅需核心酶。α亞基決定轉錄基因的類型;β亞基催化亞基,可被利福平或利福霉素抑制;β′結合DNA模板;σ因子辨認轉錄起始位點。

真核生物RNA聚合酶:(1)RNA pol Ⅰ:產物為45S rRNA(28S/18S/5.8S rRNA的前體);(2)RNA pol Ⅱ:產物為hnRNA(mRNA的前體);(3)RNA pol Ⅲ:產物為5S rRNA/tRNA/snRNA。

原核生物的轉錄過程:(1)起始。σ因子辨認啟動子-35區(qū);RNA聚合酶全酶結合到啟動子-10區(qū);RNA聚合酶催化合成第一個磷酸二酯鍵(不需要引物;合成的RNA第一位往往是GTP);σ因子脫落,核心酶繼續(xù)。(2)延長。核心酶催化,按堿基互補配對原則從5′→3′方向將底物NTPs聚合到前一核苷酸3′-OH末端,形成3′,5′-磷酸二酯鍵。特點:原核生物細胞缺乏核膜,轉錄與翻譯可以同時進行。(3)終止。有依賴ρ(Rho)因子和非依賴ρ(Rho)因子兩種方式。

真核生物的轉錄過程:(1)起始。轉錄因子(TF)與RNA聚合酶結合啟動子開始轉錄。TF是協助RNA聚合酶與啟動子結合的一類蛋白因子,具有高度保守性,不同RNA聚合酶需要不同的TF。如:TFⅡ協助 RNApol Ⅱ結合到TATA盒,可以起始mRNA基因的轉錄,其中TBP識別、結合TATA盒,是TFⅡD復合物的主要成分。(2)延長。出現核小體的移位和解聚。(3)終止。初級產物需要加工修飾。

hnRNA加工:(1)5′-末端加7-甲基鳥嘌呤核苷酸帽;(2) 3′-末端加Poly A尾;(3) 內含子剪接;由核內小RNA(snRNA)與蛋白質構成小分子核糖核蛋白體(snRNP),五種snRNP組成剪接體,識別內含子5′-GU,3′-AG特征,然后進行剪接。實質是hnRNA自身進行了兩次羥基的轉酯反應(可以看成是核酶的自我剪接反應),內含子最終以套索樣結構被剪除;(4)RNA編輯;在轉錄產物中插入、刪除或取代個別核苷酸以改變編碼信息,指導合成多種蛋白。

tRNA前體加工:(1)切除末端多余堿基;(2)剪接去除內含子;(3)添加3′-CCA;(4)稀有堿基修飾。

rRNA前體加工:45SrRNA在snoRNA協助下,利用核酶自身剪切作用剪切產生18S rRNA、28S rRNA與5.8S rRNA,繼而組裝成核糖體。

今天開始復習蛋白質的生物合成。

mRNA是蛋白質合成的直接模板,原核生物mRNA是多順反子;真核生物mRNA是單順反子。開放閱讀框架(ORF)即編碼區(qū),在ORF內排列有遺傳密碼。64個遺傳密碼:AUG既是起始密碼子,又是蛋氨酸的密碼子;UAA、UAG、UGA是終止密碼子。

遺傳密碼具有:方向性、連續(xù)性、通用性、簡并性、擺動性。方向性:密碼子翻譯時的閱讀方向只能是5′→3′。連續(xù)性:密碼子要連續(xù)讀碼才能正確翻譯。如果有插入或缺失將造成氨基酸框移突變。通用性:從簡單的病毒到高等的人類幾乎使用同一套密碼。簡并性:除蛋氨酸和色氨酸外,其它氨基酸都有兩個或兩個以上密碼子與其對應。擺動性:密碼子第三位與反密碼子第一位不嚴格遵守常見的堿基配對規(guī)律,如:反密碼子第一位是次黃嘌呤時,密碼子第三位可以是A、U、C的任一種。

tRNA是氨基酸的轉運工具,氨基酸與tRNA的3′-CCA末端羥基通過酯鍵結合成為氨基酰-tRNA,由氨基酰-tRNA合成酶催化。此酶具有高度的特異性和校正活性,真核起始氨基酰-tRNA表示為Met-tRNAiMet;原核起始氨基酰-tRNA表示為fMet-tRNAfMet,是經過甲?;?。

rRNA與相應蛋白質共同構成核糖體,是蛋白質合成的場所。原核核糖體的結構模式:① A位:結合活化氨基酸(氨基酰-tRNA)的位置;② P位:結合延長過程中肽酰-tRNA的部位;③ E位:空載tRNA的排出通道。④ 轉肽酶:位于大亞基,就是23s rRNA; 模板mRNA的結合位點在小亞基。真核核糖體沒有E位,轉肽酶是28srRNA。

原核生物蛋白質合成過程:(1)起始。大、小亞基分離; mRNA依賴SD序列在小亞基準確定位;fMet-tRNAfMet結合;大亞基結合,翻譯起始復合物組裝完成。(2)延長。即核糖體循環(huán),包括進位、成肽、轉位。進位:氨基酰-tRNA進入A位;成肽:轉肽酶催化肽鍵形成;轉位:在轉位酶(EF-G)催化下,騰空A位,為下一個氨基酰-tRNA的進入提供位置。(3)終止。當A位出現終止密碼子,釋放因子(RF)結合到A位,引起轉肽酶變?yōu)轷ッ福瑢⒍嚯逆溗忉尫拧?br>

真核生物蛋白質合成過程:(1)起始。大、小亞基分離; Met-tRNAMet結合到小亞基P位;mRNA依賴Kozak序列結合到小亞基;大亞基結合,翻譯起始復合物組裝完成。(2)延長。與原核生物大致相似,但真核核糖體沒有E位,空載tRNA直接從P位排出。(3)終止。與原核生物大致相似。

原核各階段的因子是:IF、EF、RF;真核的為eIF、eEF、eRF。

真核翻譯后修飾:(1)一級結有多肽鏈自身折疊、N端的切除、氨基酸殘基的化學修飾、肽鏈的水解;(2)空間結構有亞基聚合、輔基連接。

干擾和抑制蛋白質生物合成的有抗生素、毒素、干擾素。四環(huán)素抑制原核小亞基,占據A位,抑制氨基酰-tRNA進位,鏈霉素原核小亞基,引起讀碼錯誤,氯霉素、紅霉素抑制原核大亞基的轉肽酶、阻斷肽鍵形成,嘌呤霉素抑制原核及真核肽鏈合成,屬于抗腫瘤藥。白喉毒素是真核細胞蛋白質合成的抑制劑;干擾素也是真核細胞蛋白質合成的抑制劑,還可以降解病毒mRNA。

翻譯部分復習完畢,大家要及時整理鞏固。后天復習基因表達調控!

今天開始復習基因表達調控

1. 基因:是荷載特定遺傳信息的DNA片段??梢跃幋a單個具有生物學功能的產物(如多肽鏈、rRNA、tRNA等);一個完整的基因包括編碼序列和非編碼序列。

2.基因組:泛指一個生物體的一整套遺傳物質。對于原核生物:環(huán)狀染色體的全部基因。對于真核生物:特指一套染色體(單倍體)包含的全部DNA序列(染色體基因組)以及環(huán)狀線粒體或葉綠體DNA(核外遺傳物質)。

3.基因表達:基因信息轉變生成具有生物學功能產物的過程。對編碼蛋白質的基因來講,基因表達就是轉錄和翻譯;但對于不編碼蛋白質的基因,基因表達僅僅是轉錄。

基因表達的特性:(1)時間特異性:基因的表達按照嚴格的時間順序進行,又稱階段特異性。(2)空間特異性:同一基因在不同細胞和組織器官中的表達不同,表現出空間分布的差異,又稱細胞特異性或組織特異性。

基因表達的方式:(1)基本表達:在幾乎所有細胞都持續(xù)表達的基因屬于管家基因,這類基因的表達對生命是必需的,不受環(huán)境的影響,稱為基本表達或組成性表達。只受啟動子和RNA聚合酶的影響。(2)誘導或阻遏表達:隨著環(huán)境變化出現表達水平改變的基因。表達增強稱為誘導;表達減弱稱為阻遏。這類基因的表達除了受啟動子和RNA聚合酶的基本調節(jié)外,還受控于其它調節(jié)。

基因表達的調控是多層次的,但轉錄起始調節(jié)是基本控制點。

原核基因表達調控通常采用操縱子模型。乳糖操縱子含有一個啟動序列P、一個操縱序列O、一個CAP結合位點,一個調節(jié)基因I,還有數個串聯存在的結構基因Z\Y\A,轉錄產生多順反子。RNA聚合酶與P序列結合;阻遏蛋白由I基因編碼產生后與操縱序列結合,抑制基因表達,但乳糖存在時阻遏蛋白不能與O序列結合,可以轉錄;CAP(分解代謝物基因激活蛋白)受cAMP激活,當細胞沒有葡萄糖時,cAMP激活CAP,結合到CAP位點,促進轉錄活性。因此,只有在沒有葡萄糖而有乳糖存在時,該操縱子才能進行基因表達。

昨天有任務,半封閉、沒收手機,沒給大家復習。今天補充知識點。

真核基因組的特點:1. 結構龐大,編碼序列遠少于非編碼序列;2. mRNA為單順反子;3. 存在大量重復序列;4. 斷裂基因:內含子與外顯子并存。

真核基因表達調控:1.染色質水平。DNA上CG中C的甲基化抑制轉錄,組蛋白氨基末端乙酰化促進轉錄。2.轉錄起始(RNA pol Ⅱ轉錄起始為主)。順式作用元件: 啟動子TATA盒,GC盒、CAAT盒控制轉錄起始的準確性和頻率。增強子:遠離轉錄起始位點、決定基因表達的時間、空間特異性。發(fā)揮作用的方式與方向、距離無關。 沉默子:負性調節(jié)元件。反式作用因子有基本轉錄因子:或稱通用轉錄因子即TF,結合啟動子;特異轉錄因子結合增強子。

轉錄后水平調控:

1. siRNA:(1)是生物體對外源入侵的雙鏈RNA(dsRNA)經特殊的核酸酶(Dicer)切割后產生的;(2)與RNA誘導沉默復合物(RISC)結合,水解成為兩條單鏈;(3)其中的一條單鏈與入侵dsRNA轉變來的mRNA能夠互補結合,并導致該mRNA降解,失去蛋白質翻譯的模板,從而阻斷翻譯起始(4)siRNA具有特定長度(21---23個堿基)和特定序列;(5)根據這個原理建立的研究方法稱為RNA干擾技術,可以通過基因沉默來研究基因的功能。

轉錄后水平的調控:

2.miRNA:(1)細胞內存在的一類小分子RNA;(2)在核內經過轉錄及轉錄后加工形前體pre-miRNA;(3)進入胞漿經Dicer酶切割產生miRNA雙鏈;(4)與RNA誘導沉默復合物(RISC)結合,并水解成為兩條單鏈;(5)其中一條單鏈能夠結合到與其有互補序列的mRNA 3′-非翻譯區(qū),從而抑制該mRNA的翻譯模板功能,阻斷翻譯;(6)長度一般介于20---25個堿基;(7)生物體中普遍存在,進化上有一定的保守性;(8)具有明顯的階段特異性和組織特異性。

今天開始復習基本的分子技術

分子雜交印跡技術:應用探針技術和印跡技術,根據核酸的變性與復性原理,

利用經過標記的單鏈核酸片段來檢測未知樣品中DNA或RNA的技術。 1.DNA印跡:即Southern blotting,用于檢測DNA的分子雜交技術。2.RNA印跡:即Northern blotting,用于檢測RNA的分子雜交技術。

如果利用標記的抗體來檢測未知蛋白樣品中的抗原,則為蛋白質印跡:即Western blotting,用于檢測蛋白質的分子雜交技術。

PCR即聚合酶鏈反應,使少量的目的基因在短時間內大量擴增。

1. 反應體系(1)DNA模板;(2)特異性引物:為DNA聚合酶提供羥基末端,是體外合成的小片段DNA。但必需與擴增目的基因的兩條單鏈模板互補;(3)耐熱DNA聚合酶:由于缺乏細胞內復制所需的一系列酶,在試管中要借助高溫使DNA雙鏈解開,因此必需是耐熱的DNA聚合酶;(4)dNTPs:底物;(5)含Mg2+的緩沖液

2. 基本步驟:變性、復性、延伸不斷循環(huán)。(1)變性:通常在95℃;(2)復性:比引物Tm低5℃;(3)延伸:耐熱DNA聚合酶的最適溫度72℃

逆轉錄PCR:即 RT-PCR,在PCR之前先利用逆轉錄酶將單鏈mRNA逆轉錄成cDNA。這是目前從RNA水平出發(fā)研究基因表達或獲得目的基因最有效的方法。

研究蛋白質的相互作用技術:酵母雙雜交、標簽蛋白沉淀

研究DNA-蛋白質相互作用技術:電泳遷移率變動分析、染色質免疫沉淀技術

今天復習的技術原理要求考學碩的同學要神去理解,考專碩的同學有些印象即可。

文庫是指包含了一個生物體全部基因序列的集合。

1. 基因組文庫:以DNA片段形式儲存了一個生物體基因組全部信息(包括編碼和非編碼序列)。

2. cDNA文庫:以cDNA形式儲存了某一組織細胞所表達的全部基因信息(只包括編碼序列),因為是以這一組織細胞所表達全部mRNA逆轉錄獲得cDNA構成的。

今天的概念同樣只是對考學碩同學做更深層次的要求!

基因芯片:將大量已知的DNA或cDNA片段按一定的排列方式固定在某種支持物上做成的,(分為DNA芯片和cDNA芯片)。然后與標記的探針進行雜交,檢測樣品的信息。

轉基因技術:將某一基因整合進入受精卵或胚胎干細胞,使之發(fā)育成個體,并且能把這一基因繼續(xù)傳給子代,這種動物就成為轉基因動物。

基因剔除(敲除)技術:即gene knock-out。人工構建待剔除基因的同源假基因,并且轉移到胚胎干細胞內,借助自然發(fā)生的同源重組使假基因取代正?;虻奈恢?。

本章復習完畢、后天復習重組DNA技術!

今天開始復習重組DNA技術

工具酶:1. 限制性核酸內切酶。來源于細菌,Ⅱ型酶能特異識別雙鏈DNA的回文序列并進行切割。2. DNA連接酶。能連接互補基礎上雙鏈中的單鏈缺口,因此優(yōu)先選擇能切出粘性末端的內切酶用于切割目的基因和載體DNA。

作為載體應具有的條件:(1)有自主復制能力;(2)具有可遺傳的篩選標志;(3)具有多個限制性核酸內切酶的酶切位點(多克隆位點),以供外源DNA的插入。常用的基因工程載體有質粒、噬菌體、粘粒、酵母人工染色體、細菌人工染色體和病毒。

質粒:(1)是存在于細菌染色體外的小分子雙鏈環(huán)狀DNA(2)具有獨立的自主復制能力(3)攜帶有某些可遺傳的標記(大多數是抗生素抗性基因),便于篩選、鑒定。(4)具有限制性核酸內切酶的識別位點

目的基因為研究者感興趣并欲進行深入研究的基因,可以是DNA,也可以是RNA經逆轉錄后的產物。目的基因的獲取方法有:1. 化學合成;2. 從基因組文庫釣取;3. 從cDNA文庫釣??;4. PCR擴增(或RT-PCR擴增),必須已知基因的堿基排列以便合成引物。

陽性重組體的篩選:1. 直接選擇:針對載體本身攜帶的某種可遺傳標記進行選擇。(1)抗藥性標志選擇,在宿主細胞的培養(yǎng)基中加入相應的抗生素,只有轉入重組DNA的細菌才能夠生長;(2)標志補救,藍-白篩選(或叫α互補篩選)是最典型的一種方式;(3)插入失活或插入補救。2.分子雜交。(3)利用抗體進行免疫學篩選。

發(fā)現有的同學復習鞏固跟不上啦!到平臺期了[暈]加油!

基因治療原則上可以有:(1)基因矯正(2)基因置換(3)基因增補(4)基因失活。

目前以基因增補為主:向有功能缺陷的細胞導入具有相應功能的外源基因,以糾正或補償其基因缺陷,從而達到治療疾病的目的。

今天開始復習細胞信號轉導。

信號傳遞必須有信號分子、受體、蛋白激酶組成各自的傳遞途徑,才能得以實現。

信號有神經遞質、激素、旁分泌信號和氣體信號。

受體根據部位有膜受體和胞內受體。膜受體根據結構特點又分為7跨膜螺旋受體(G蛋白偶聯受體)和單跨膜螺旋受體(酶偶聯受體)。

蛋白激酶根據催化底物蛋白所含氨基酸主要又分為絲/蘇氨酸蛋白激酶和酪氨酸蛋白激酶。

PKA. PKC. PKG. MAPK屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶。TPK屬于酪氨酸蛋白激酶。蛋白激酶主要催化的是含羥基氨基酸的磷酸化反應,用以改變底物蛋白的活性,比如酶的磷酸化修飾就是蛋白激酶催化的結果。

G蛋白偶聯受體介導的信號轉導途徑包括PKA\PKC途徑。

1.cAMP-PKA途徑:激素(第一信使)--G蛋白偶聯受體(GPCR)--AC(腺苷酸環(huán)化酶)--cAMP(第二信使)--PKA--底物蛋白磷酸化--生物學效應。

其中:(1)G蛋白:鳥苷酸結合蛋白,可以與GDP、GTP結合;位于細胞膜胞漿側;由α、β、γ構成;a亞基具有GTP酶活性;(2)腺苷酸環(huán)化酶:催化ATP水解產生cAMP第二信使;(3)蛋白激酶A(PKA):屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶,有兩個調節(jié)亞基,兩催化亞基;結合cAMP后被變構激活。

2.PLC-IP3/DAG-PKC途徑:激素→七跨膜螺旋受體→G蛋白→PLC→IP3/DAG→PKC→底物Ser/Thr磷酸化→生物學效應。

(1)磷脂酶C:即PLC,能夠催化膜磷脂(磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸,PIP2)分解為三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG);(2)IP3:水溶性第二信使,產生后進入胞質,與內質網膜的受體結合,打開通道,大量鈣離子釋放進入胞質;(3)DAG:甘油二酯(DG),是脂溶性的第二信使,生成后依然保留在細胞膜上,與鈣離子共同激活PKC;(4)蛋白激酶C(PKC):屬于絲/蘇氨酸激酶;(5)Ca2+:鈣離子濃度增高不僅激活PKC,還能結合到鈣調蛋白,隨后活化鈣調蛋白依賴性蛋白激酶,因此,Ca2+也是第二信使。

酶偶聯受體介導的信息傳遞包括cGMP-PKG途徑和酪氨酸蛋白激酶(TPK)途徑。

1.cGMP-PKG途徑:心鈉素/NO→鳥苷酸環(huán)化酶受體→cGMP→PKG→底物Ser/Thr磷酸化→生物學效應。

(1)鳥苷酸環(huán)化酶(GC):膜結合型受體主要結合心鈉素(ANF)等信號分子;胞質中的可溶性受體主要結合NO信號。(2)cGMP與PKG:當信息分子與受體結合后,受體的鳥苷酸環(huán)化酶活性被激活,分解GTP產生cGMP第二信使,后者進一步激活蛋白激酶G(PKG)。PKG也屬于絲/蘇氨酸激酶,作用于血管平滑肌,使血管舒張。

2. 酪氨酸蛋白激酶(TPK)途徑。該途徑有很多具體的傳遞路線,最重要的是RAS途徑。

(1)Ras-MAPK途徑:信號分子(因子類旁分泌信號)→TPK受體→受體二聚化→自身磷酸化→Grb2/SOS結合→Ras活化→MAPK系統激活→轉錄因子活化→細胞增殖分化基因表達。

① Ras:小G蛋白,類似于G蛋白中的α亞基,具有GTP酶活性,可以被鳥苷酸交換因子SOS激活; ② MAPK系統:由MAPK、MAPKK、MAPKKK(Raf)三級激酶構成;MAPK家族屬于絲/蘇氨酸激酶,最終使一些轉錄因子磷酸化,調節(jié)細胞增殖基因的表達。

TPK途徑還有JAK-STAT信號途徑。① 干擾素、白介素等信號分子的傳導途徑; ② 當受體與信號分子結合后,胞質內游離的酪氨酸蛋白激酶JAK被激活;? ③ JAK活化轉錄因子STAT,進入細胞核,調節(jié)細胞增殖、分化基因的轉錄。

補充一些細節(jié):1.磷酸二酯酶:水解第二信使cAMP及cGMP

2.酪氨酸蛋白激酶途徑都轉導細胞增殖與分化的信號,過度活化導致腫瘤發(fā)生

.霍亂毒素與活化的α亞基結合,使之處于持久的激活狀態(tài),cAMP水平增高,小腸黏膜細胞膜的離子通道持續(xù)開放,水、電解質大量丟失,導致嚴重腹瀉

今天開始復習癌基因與抑癌基因

癌基因分為病毒癌基因和細胞癌基因。(一)病毒癌基因 :1. 存在于病毒基因組中;2. 能夠引起細胞惡性增殖;3. 不編碼病毒的結構成分,不參與病毒復制;4. 加前綴v-表示,如v-ras;5. 來源于細胞癌基因。

(二) 細胞癌基因:1.又稱為原癌基因;2.存在于正常生物基因組中;3.是維持細胞正常功能,控制細胞生長和分化必需的;4.具有誘導細胞惡性轉化的潛能;加前綴c-表示,如c-fos。

癌基因的特點: (1) 廣泛存在于生物界;(2) 進化上高度保守; (3) 是正常細胞生長、分化不可缺少的; (4) 被激活后,形成癌性的細胞轉化基因

癌基因活化機制:(1) 點突變;(2) 原癌基因擴增;(3) 獲得啟動子或增強子;(4) 染色體易位

癌基因的產物: (1) 生長因子:SIS、EGF、FGF、TGF; (2) 生長因子受體:EGFR、HER-2、erb-B; (3) 細胞內信號轉導分子:Src、Ras、Abl、Raf;(4) 轉錄因子家族:Myc、Fos、Jun

抑癌基因:存在于正常生物細胞內,可以抑制細胞過度增殖,遏制腫瘤形成的基因。

常見的抑癌基因:1. Rb:最早被發(fā)現的抑癌基因;2. p53:編碼P53蛋白(基因衛(wèi)士);監(jiān)測DNA損傷并參與修復,修復失敗引導細胞凋亡;3. p16:編碼P16蛋白,p16失活見于黑色素瘤;4. APC與DCC:基因突變見于結腸癌;5. PTEN:見于多種腫瘤,是被發(fā)現的第一個具有兩種特異磷酸酶活性的抑癌基因

生長因子:1. 大多是細胞癌基因的產物;2. 本質屬于多肽;3. 可通過旁分泌、自分泌發(fā)揮作用;4. 其受體大多是膜受體(大多屬于TPK受體);5. 調節(jié)細胞的生長、增殖和分化

今天開始復習最后一個內容,非營養(yǎng)物質代謝

血漿蛋白除免疫球蛋白是免疫細胞合成外,其它都在肝臟合成。清蛋白含量最多、具有運輸作用,運輸游離脂肪酸、游離膽紅素等。注意CAT也屬于血漿蛋白、在肝臟合成。

血漿蛋白的分類:電泳法分為五類:清蛋白(白蛋白)、α1球蛋白、α2球蛋白、β球蛋白、γ球蛋白。

血漿蛋白的功能:1. 運輸作用;2. 催化作用;3. 維持血漿膠體滲透壓和正常的血漿pH;4. 免疫作用;5. 營養(yǎng)作用

紅細胞糖代謝:1.無氧氧化與2,3-BPG旁路途徑。無氧氧化是成熟紅細胞獲取能量的唯一途徑;2,3-BPG旁路途徑是糖酵解中間產物1,3-二磷酸甘油酸在成熟紅細胞內生成2,3-BPG。2,3-BPG的意義:降低血紅蛋白與氧的親和,促進HbO2釋放氧,供組織所需。2. 磷酸戊糖途徑:產生NADPH

血紅素的合成。1. 原料:琥珀酰CoA、甘氨酸、Fe2+;2. 部位:起始在線粒體,后進入胞液,最后回到線粒體;3.關鍵酶:ALA合酶,輔酶是磷酸吡哆醛;4. 調節(jié):促紅細胞生成素(EPO);5.重金屬鹽中毒:抑制ALA脫水酶和亞鐵螯合酶

血紅素的合成。1. 原料:琥珀酰CoA、甘氨酸、Fe2+;2. 部位:起始在線粒體,后進入胞液,最后回到線粒體;3.關鍵酶:ALA合酶,輔酶是磷酸吡哆醛;4. 調節(jié):促紅細胞生成素(EPO);5.重金屬鹽中毒:抑制ALA脫水酶和亞鐵螯合酶

生物轉化作用:對非營養(yǎng)物質進行代謝轉變,使其水溶性提高,極性增強,易于排出。

第一相反應:(1)氧化反應:肝臟微粒體存在單加氧酶(又名混合功能氧化酶、羥化酶);(2)還原反應;(3)水解反應。

第二相反應:結合反應??捎靡越Y合的小分子物質及其活性形式有葡萄糖醛酸基(UDPGA)、硫酸根(PAPS)、谷胱甘肽(GSH)、蛋氨酸(SAM)、乙?;ㄒ阴oA)等;葡萄糖醛酸基普遍,由葡萄糖醛酸基轉移酶催化反應。

膽汁酸的合成的原料:膽固醇。關鍵酶:7α-羥化酶。 膽汁酸的分類。初級游離膽汁酸:膽酸、鵝脫氧膽酸;初級結合膽汁酸:甘氨膽酸、?;悄懰?、甘氨鵝脫氧膽酸、?;蛆Z脫氧膽酸;次級膽汁酸:脫氧膽酸、石膽酸。

膽汁酸腸肝循環(huán):進入結腸的膽汁酸約95%以上被主動重吸收,經過門靜脈回到肝臟,與重新合成的膽汁酸一起隨膽汁排入腸道。

意義:將有限的膽汁酸反復利用,促進脂類的消化和吸收。

膽汁酸的功能:(1)促進脂類的消化與吸收;(2)維持膽汁中膽固醇的溶解狀態(tài),抑制膽固醇結石形成。如果肝臟合成膽汁酸能力下降、膽汁酸腸肝循環(huán)減少、消化道丟失膽汁酸過多、膽汁中膽固醇過多都可造成膽固醇析出,形成膽結石。

膽紅素、膽綠素、膽素原、膽素統稱膽色素,是鐵卟啉化合物的代謝產物。

膽紅素來源于鐵卟啉化合物:血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素、過氧化物酶等。80%以上來自衰老紅細胞血紅蛋白分解釋放的血紅素。

游離膽紅素:1. 在血液中與清蛋白結合運輸;2. 二者的結合是非特異性、非共價結合;3. 磺胺藥物、水楊酸、脂肪酸等可以競爭與清蛋白結合;4. 過多的游離膽紅素進入腦組織造成膽紅素腦病或核黃疸。

游離膽紅素又稱為未結合膽紅素、間接膽紅素和血膽紅素。

游離膽紅素:1. 在血液中與清蛋白結合運輸;2. 二者的結合是非特異性、非共價結合;3. 磺胺藥物、水楊酸、脂肪酸等可以競爭與清蛋白結合;4. 過多的游離膽紅素進入腦組織造成膽紅素腦病或核黃疸。

游離膽紅素又稱為未結合膽紅素、間接膽紅素和血膽紅素。

游離膽紅素在肝臟的處理:1.自由通透肝細胞膜;2. 配體蛋白Y-蛋白和Z-蛋白將膽紅素運輸到滑面內質網;3. 游離膽紅素結合UDPGA成為結合膽紅素(又稱肝膽紅素或直接膽紅素),可以結合一個葡萄糖醛酸(膽紅素葡糖醛酸一酯),也可以結合2分子(膽紅素葡糖醛酸二酯,以后者為主);4. 結合膽紅素逆濃度梯度排入毛細膽管,這是肝代謝膽紅素的限速步驟。

結合膽紅素又稱為直接膽紅素、肝膽紅素。結合膽紅素在腸道細菌作用下被還原成膽素原,排出體外接觸空氣氧化為膽素。大約10~20%的膽素原在腸道被動擴散進入門靜脈回到肝臟,再隨膽汁排到腸道,構成膽素原的腸肝循環(huán)。

黃疸。1. 溶血性黃疸:肝前性黃疸,是由于紅細胞大量破壞,膽紅素來源增多,超過了肝細胞的攝取、轉化和排泄能力,導致血清游離膽紅素過高

2. 肝細胞性黃疸:肝原性黃疸。由于肝細胞功能受損,造成肝細胞對游離膽紅素的攝取、轉化和排泄能力下降,游離膽紅素含量升高。同時,毛細膽管阻塞造成結合膽紅素返流入血,結合膽紅素增高。

3. 阻塞性黃疸:肝后性黃疸。由于各種原因造成排出管道阻塞,結合膽紅素排泄障礙,內壓增大,返流入血。

游離膽紅素脂溶性高,水溶性差。對腦有毒性,不通過腎排出;結合膽紅素水溶性高,脂溶性低??沙霈F在尿中,不進入腦組織。

至此生化的基本考點已復習完畢,大家一定以基礎課的內容為主去理解、以強化課為重點鞏固復習!切記:專碩試題生化只有36分、不必花費太大的代價去抓那些鳳毛麟角的東西,否則得不償失!

考學碩的同學當然還需要在技術、組學等方面下點功夫,今年會有較大變革。這部分同學如果需要提升,請回復我,看是否有必要單獨建群?不要影響我們大部分同學的復習!

孩子們、加油?。?/p>

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