生物化学

园艺，生化，大二上，包含核酸结构和功能、蛋白质、酶、脂质与生物膜、糖类代谢、脂质代谢、蛋白质的酶促降解和氨基酸的分解与氧化、氨的同化及氨基酸的生物合成、核酸的酶促降解及核苷酸代谢、核酸的生物合成、蛋白质的生物合成等。

生物化学

• 第一章 核酸结构和功能
  • 核酸分类
    • DNA
      • 脱氧核糖核苷酸
        • 例DATP 脱氧腺苷一磷酸
    • RNA
      • 核糖核苷酸
        • 例AMP 腺苷一磷酸 腺嘌呤戊糖一磷酸
  • 核酸组成
    • 碱基
    • 稀有碱基（基本碱基＋s,p）
      • 基本碱基上连甲基等基团
      • 表示方法：m₂⁴A表示A的4号位上有两个甲基
    • 戊糖
      • 碳位用'来表示
    • 磷酸
  • DNA结构
    • 一级
      • 核苷酸连成了单链
        • 5’GATGCAT3’
    • 二级
      • 双螺旋。
        • 大沟小沟（电话线两股）
          • 左手
            • Z-DNA
          • 右手
            • A-DNA
            • B-DNA（短而粗）
    • 高级。
      • 双螺旋再螺旋。
        • 正向旋 正超螺旋，反向旋 负超螺旋
        • 组蛋白八聚体→核小体
  • RNA（发卡结构）
    • mrna
      • 真核
        • 单顺反子（只编码一种蛋白质）
      • 原核
        • 多顺反子
    • trana
      • 二级结构：三叶草结构
      • 三维结构：倒L型
    • rrna
  • 核酸性质
    • 微溶于水，70％乙醇下沉淀
    • 紫外吸收最高峰260nm,A260（核酸）/A280（蛋白质）
      • DNA：1.8 RNA：2.0
    • 变性
      • 加热一半解旋时的温度为溶解温度即熔点Tm
      • 氢键断裂
      • 因素：加热，酸碱，尿素，甲酰胺等
    • 复性
      • 冷却过程叫退火
      • 恢复后吸收能力下降，为减色效应
    • 分子杂交
      • DNA-DNA，DNA-RNA
• 第二章 蛋白质
  • 氨基酸
    • 20种，除甘氨酸，其余L型氨基酸 除脯氨酸，α-亚氨基酸，其余α-氨基酸 带巯基，半胱氨酸
    • 化学反应
      • 䒢三酮反应（黄或红），Sanger反应（黄色），Edman反应（），双缩脲反应
  • 蛋白质结构
    • 一级
      • 氨基酸序列
      • 肽键
    • 二级
      • α螺旋
      • β折叠
      • β转角
      • 无规则卷曲
      • 氢键，主链
    • 超二级
      • αβ连起来
    • 结构域
      • 多个αβ，链接
    • 三级
      • 亚基（一条多肽链或多条），少的是结构域
    • 四级
      • 多个亚基结合（含次级键） 寡聚蛋白
    • 一二级类比DNA
  • 蛋白质
    • 同源蛋白质含可变残基，不可变残基，序列同源性
    • 一级结构起决定作用，
      • 一级，高级结构，蛋白质功能
    • 肌红蛋白：单体，氧合曲线为双曲线，低氧也结合 血红蛋白：多聚体，氧合曲线为S型（协同作用），高氧才结合
      • 与CO结合能力更高
    • 一级决定蛋白质构想的氨基酸不变，则可产生相同的构象，
  • 蛋白质性质
    • 沉淀反应
      • 中性盐
      • 重金属
      • 有机溶剂（先调PH到等电点）
      • 生物碱
    • 稳定胶体：氨基酸残基有亲水性（水膜）， 颗粒带电荷
    • 两性电离，等电点：等电点时无电荷形成沉淀
    • 变性复性
      • 物理因素，化学因素
• 第四章 酶
  • 分类1（按化学组成）
    • 单纯酶
    • 结合酶
      • 酶蛋白+辅因子（辅酶（不紧），辅基（紧））
  • 分类2（按结构特点）
    • 单体酶
    • 寡聚蛋白（单条聚合起来）
    • 多酶复合体
  • 分类3（按反应性质）
    • 氧化还原酶类
    • 转移酶类
    • 水解酶类
    • 裂合酶类
    • 异构酶类
    • 合成酶类
  • 酶的命名
    • 惯用名
  • 酶的活性中心
    • 结合
    • 催化
    • 在必需基团里
  • 两大催化学说
    • 诱导契合学说（戴手套）
    • 中间产物学说（活化能）
  • 性质
    • 专一性（有对比才体现专一性）
      • 结构
        • 相对专一性（键和基团对比）
          • 键专一性
          • 基团专一性
        • 绝对专一性（一对一结合）
      • 立体
        • 旋光异构（只一种）
        • 几何异构（顺反一种）
  • 影响酶催化效率的因素
    • 与酶的邻近效应和定向效应（底物靠近酶活性中心）
    • 酶有酸碱性可对底物酸碱催化
    • 酶给底物电子，使底物不稳定（共价催化）
    • 酶需要金属离子
    • 底物产生张力，变形
  • 酶浓度对反应速率的影响（双曲线米氏方程）
  • 抑制剂影响
    • 不可逆抑制剂
    • 可逆抑制剂
      • 竞争性
        • 占阴原本底物的位点
          • 抢老婆
      • 非竟争性
        • 结合到酶上不是底物结合点的位置
          • 当小三
      • 反竞争
        • 不和底物抢了，我搞你儿子去，照样可以阻止你生儿育女
          • 不让你生孩子
  • 酶活性调节
    • 别构酶（有和调节物结合的部位）
      • 同促
        • 调节物是底物
      • 异促
        • 调节物如果不应该结合上去但结合上去了，属于外来调节物，为异促效应
      • 别构激活剂
      • 别构抑制剂
      • 是寡聚酶，分子质量较大
      • 是系列反应的第一个酶
      • 不遵循米氏方程
    • 同工酶
    • 共价修饰酶
      • 可逆的磷酸化修饰（激酶活化）
    • 酶原激活
      • 打掉多余部分，有活性
  • 维生素
    • 脂溶
      • A，D，E，K
    • 水溶
      • B族
        • B1，B2，B6，B12，维生素PP，泛酸，生物素，叶酸
      • C
• 第五章 脂质与生物膜
  • 脂质分类
    • 单脂
      • 脂肪酸
      • 脂肪
      • 蜡
    • 复合脂
      • 磷脂
      • 鞘磷脂
      • 鞘糖脂
    • 非皂化脂
      • 萜
      • 固醇
      • 前列腺素
      • 菑类化合物（类固醇）
  • 生物膜
    • 质膜
    • 内膜
    • 生物膜组成
      • 概念：蛋白质，脂质和糖类组装而成的超分子体系，在生理条件下形成独特的空间结构
      • 脂膜
        • 磷脂
          • 头尾大小一样，成两圈，头大尾小，脚放一起成一圈
      • 膜蛋白
        • 内在蛋白
        • 外周蛋白
      • 膜糖
    • 结构
      • 流动镶嵌模型
        • 脂质双分子层是生物膜的基本骨架
        • 膜蛋白的多寡决定膜的功能
        • 膜的不对称性
        • 膜的流动性
    • 功能
      • 细胞识别
      • 信号传递
        • 内分泌信号传递（内分泌系统）
        • 旁分泌信号传递（邻近细胞）
        • 自分泌信号传递
      • 物质运输
        • 小分子运输
          • 单纯扩散
          • 易化扩散（协助扩散）
          • 主动转运
            • ATP直接提供能量
            • 协同转运（次级主动运输）
              • 同向转运
              • 反向转运（Na-K泵）
        • 生物大分子
          • 内吞作用
            • 吞噬
            • 胞饮
          • 胞吐作用
          • 基团转位
      • 能量转化
• 第七章 糖类代谢
  • 糖类的分解
    • 糖酵解P139
      • 三阶段
        • 磷酸化
        • 裂解
        • ATP和丙酮酸的形成
    • 三羧酸循环P147
      • 两阶段
        • 丙酮酸形成乙酰辅酶A
        • 三羧酸循环
          • 柠檬酸的合成→异构→脱氢脱羧→第二次脱氢脱羧→唯一一次底物磷酸化→脱氢→水化→脱氢
    • 磷酸戊糖途径（次要途径）P153
      • 关键酶
      • 意义（过程）
  • 氧化磷酸化（大量产能）P171
    • 准备过程
      • 产生NADH
      • 产生琥珀酸
    • 氧化磷酸化过程
      • 电子传递链顺序及酶的名称组成
  • 糖的生物合成
    • 糖异生P186
      • 特征酶
      • 苹果酸穿梭
      • 糖异生和糖酵解的互补调节
    • 蔗糖及淀粉的合成P189
      • 活化形式
        • 蔗糖：UDPG 淀粉：ADPG
      • 直链及支链淀粉的合成所需酶
        • 淀粉合酶
        • D酶
        • 淀粉磷酸化酶
• 第十章 脂质代谢
  • 分解
    • β-氧化
      • 过程
      • 能量计算
      • 位置
    • α-氧化（植物叶片，动物脑肝中）
      • 过程
        • OH/OOH化除去α位碳
    • ω-氧化（十二个碳以下，特殊官能团）
      • 步骤
        • Ch3→OH→CHO→COOH
    • 酮体代谢（肝中）
      • 过程及意义
    • 乙醛酸循环（主要油料种子中）
      • 过程及意义
    • 类脂的代谢
      • 磷脂
        • 用到了CTP
      • 糖脂
        • 由单半乳糖二酰甘油MGDG，双半乳糖二酰甘油DGDG，合成
      • 胆固醇
        • 碳源是乙酰辅酶A
        • 限速酶是HMG-COA还原酶
  • 合成
    • 软脂酸的从头合成
    • 场所
    • 酶
• 第十一章 蛋白质的酶促降解和氨基酸的分解与氧化
  • 酶促降解
    • 蛋白水解酶
      • 内肽酶（蛋白酶）
        • 丝氨酸蛋白酶
          • 抑制剂：二丙基氟磷酸（DIFP）
          • 举例酶？
        • 半胱氨酸蛋白酶
          • 碘乙酸，对羟基汞苯甲酸
        • 天冬氨酸蛋白酶
          • 胃蛋白酶抑制剂
        • 金属蛋白酶
          • 金属螯合剂
      • 外肽酶
        • 氨肽酶
        • 羧肽酶
    • 蛋白质的降解
      • 食物中
        • 胃—小肠（酶原→有活性的酶）
      • 胞内
        • 溶酶体蛋白降解途径
          • 长寿蛋白和外来蛋白
        • 泛素介导的蛋白质降解途径（主）
          • 短寿命蛋和反常蛋白
            • 红细胞短命
            • 泛速C端羧基与赖氨酸残基e氨基形成异肽键，成为泛素化的蛋白质，此蛋白质在26S蛋白酶体下被水解。
  • 氨基酸的分解
    • 脱氨基（主）
      • 氧化脱氨基作用。
        • 氨基酸加氧脱氢，脱氨基
      • 转氨基作用。
        • 氨基酸变铜酸，铜酸变氨基酸。
      • 联合脱氨基作用。（主）
        • 转氨酶-琥珀酸脱氢酶的联合转氨基作用
          • a-酮戊二酸变谷氨酸，谷氨酸再脱氨
        • 转氨酶-嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用
          • a-酮戊二酸变谷氨酸，谷氨酸到腺嘌呤核苷酸，腺…脱氨
      • 非氧化脱氨基（微生物中）
        • 还原脱氨基作用
          • 无氧
        • 脱水脱氨基作用
          • 酶以磷酸吡哆醛为辅酶
        • 由解氨酶催化的脱氨基反应
      • 脱酰胺基作用
    • 脱羧基
      • 直接脱羧基作用
        • 氨基酸脱羧酶（以磷酸吡哆醛为辅酶）
      • 羟化脱羧基作用
        • 酪氨酸加羟基，后脱羧基
  • 氨的代谢
    • 尿素循环（肝）（氧化脱氨基—Nh3—形成尿素）
      • • 消耗四个高能磷酸键，三个ATP 两个N一个来自游离氨，一个来自天冬氨酸的氨
      • 尿素的作用
        • 解除氨毒，贮存氨
    • a-酮酸的代谢
      • 生糖氨基酸（生糖）
        • 丙酮酸，草酰乙酸等糖代谢中间产物，利用糖代谢途径代谢掉
      • 生酮氨基酸（生脂肪）
        • 产生乙酰辅酶a或乙酰乙酸，利用酮体途径代谢
• 第十二章 氨的同化及氨基酸的生物合成
  • 生物固氮
    • 固氮微生物
      • 自生固氮微生物（无植物时也能固氮）
        • 光能还原N2，鱼腥藻，念珠藻
        • 化能固氮，如好气性固氮菌，贝氏固氮菌，厌气的巴斯德梭菌和克氏杆菌
      • 共生固氮微生物（必须与植物共生）
        • 根瘤菌
    • 固氮酶复合物（除了固N2，也能固N2O）
      • 还原酶
        • 二聚体（含Fe-S（光合链的电子载体），每次只传递一个电子）
          • 作用：传递电子，及水解ATP
      • 固氮酶（钼铁蛋白）
        • 2个a亚基，2个b亚基组成的四聚体
    • 条件
      • 充分的ATP供应
      • 很强的还原剂
      • 厌氧环境
    • 固氮过程的氢代谢（H+—H2）
      • 固氮酶的放氢反应
        • 需ATP，不受CO的抑制
      • 氢酶（Fe-S蛋白）的放氢反应
        • 反应不需要ATP，但受CO的抑制
      • 吸氢酶催化H2的氧化作用
        • 产物有水，并伴有ATP生成，反应受KCN抑制 消耗了O2，保护了固氮酶
  • 硝酸还原作用（NO3-，NO2-，NH4+）
    • 硝酸还原酶（诱导酶（有硝酸才会出现硝酸还原酶））（NO3-→NO2-）
      • 铁氧还蛋白-硝酸还原酶
      • NAD（P）H-硝酸还原酶
        • 寡聚蛋白
    • 亚硝酸还原酶（NO3-→NO2-）
  • 氨的同化（NH3→有机物）
    • 谷氨酸合成
      • 谷氨酰胺合成酶，谷氨酸合酶（主）
      • 谷氨酰胺脱氢酶（逆反应更易进行）
    • 合成氨甲酰磷酸
  • 氨基酸的生物合成
    • 与转氨反应可逆
  • 各族氨基酸的合成（五大族）
    • 丙氨酸族（丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸）
      • C架来源：丙酮酸
    • 丝氨酸族
      • 丝氨酸，甘氨酸，半胱氨酸
        • 乙醛酸或乙醇酸途径生成的乙醛酸
    • 谷氨酸族
      • 谷氨酸，谷氨酰胺，脯氨酸，精氨酸
        • a-酮戊二酸
    • 天冬氨酸族
      • 天冬氨酸，天冬酰胺，赖氨酸，苏氨酸，异亮氨酸，甲硫氨酸
        • 草酰乙酸，延胡索酸
    • 组氨酸和芳香族氨基酸
      • 组氨酸，酪氨酸，色氨酸，苯丙氨酸
        • 磷酸戊糖途径的5-磷酸核糖
  • 一碳基团代谢（名解）
    • 四氢叶酸（FH4）为辅酶
    • 与氨基酸的代谢和嘌呤，胸腺嘧啶的合成均有关
    • 一碳单位来源
      • 施舍竹竿
    • 一碳单位去路
      • 嘌呤环，dAMP
• 第十三章核酸的酶促降解及核苷酸代谢
  • 分解
    • 嘌呤分解
      • 次黄嘌呤，黄嘌呤，尿素
      • 痛风：
    • 嘧啶分解
      • 两个氨基酸，丙二酸单酰COA（脂肪酸合成前体），甲基丙二酸单酰COA（琥珀酰COA）
  • 合成
    • 从头合成
      • 嘌呤核苷酸
        • 次黄嘌呤核苷酸，与联合脱氨有联系
      • 嘧啶核苷酸
        • 氨甲酰磷酸合成酶2，与鸟氨酸循环有联系
    • 补救途径
      • 不合成碱基，直接PRPP连上游离的碱基
      • 意义：1：减少能量的消耗和氨基酸的消耗 2：脑，脊髓无酶，只能采用此途径
• 第十四章 核酸的生物合成
  • DNA的生物合成
    • DNA复制
      • 原核
        • 酶
          • 拓补异构酶（Ⅰ，Ⅱ两种）
            • 使正超螺旋变负超螺旋
          • 解旋酶
            • 结合到单链，从5'→3'
          • 单链结合蛋白（SSB）
            • 保护单链免遭降解，保持单链以便合成
          • 引发酶（体）
            • 引发体才有活性
          • DNA聚合酶
            • DNA聚合酶Ⅰ
              • 有5'→3'外切酶活性（其他几种聚合酶没有）
              • 作用：DNA损伤修复，及切除引物
            • DNA聚合酶Ⅱ
              • 作用：参与DNA损伤修复
            • DNA聚合酶Ⅲ（DNA合成关键酶）
              • 寡聚酶
                • 包括：α…ε…θ10多种亚基，其中α、ε、θ是核心酶
              • 非对称二聚体，含两个核心酶
          • DNA连接酶
            • 将一条子链DNA片段连到一起
            • 供能
              • 大肠杆菌
                • NAD+
              • 真核生物
                • ATP
        • 复制过程
          • 起始（双向复制）
            • 复制子
            • 复制泡
            • 复制起点
            • 复制叉
          • 延伸（半不连续复制）
            • 前导链
            • 后随链
            • 冈崎片段
              • 后随链的较小片段
          • 终止
      • 真核
        • 有端粒酶（在生殖细胞活性较高）
    • 反转录
      • 反转录酶
        • 三种酶活性
          • （依赖RNA的）DNA聚合酶活性
          • （DNA指导的）DNA聚合酶活性
          • 核糖核酸酶H的活性
            • 水解RNA
    • DNA的损伤与修复突变
      • 损伤原因
        • 内因
        • 外因
          • 物理
          • 化学
      • 修复类型
        • 光裂合酶修复
        • 切除修复
        • 重组修复
        • SOS修复
      • 突变
        • 置换
        • 插入（伤害最大）
        • 缺失
  • RNA的生物合成
    • 重要概念
      • 模板链
        • 反义链，负（一）链
      • 编码链
        • 有义链，正（+）链
    • RNA聚合酶亚基
      • 原核
        • 2α，β，β'核心酶
        • σ
        • 全酶
      • 真核
    • 启始
      • -10区
        • 有利于局部解链
      • -35区
        • σ亚基识别结合
    • 终止
      • 有ρ因子（发卡结构）
    • 加工
      • 原核
        • 包括碱基修饰，改变糖苷键，形成5'，3'特殊结构，切除拼接核苷酸
      • 真核
        • mRNA ：5'端加帽，3'端加尾，剪内含子，甲基化修饰（内外含子）
• 第十五章 蛋白质的生物合成
  • 基础知识
    • 64种密码子
    • 核糖体
      • 原核70S，30S50S 真核：80S，40S60S
      • 三个位点
  • 合成过程
    • 氨基酸的活化
      • 氨酰-tRNA合成酶
      • 需ATP→AMP
      • 高保真
    • 起始
      • 识别SD序列
      • Met-tRNA₁met甲酰化形成fMet-tRNA₁met
    • 延伸
      • 进位：需GTP，Mg2+A位
      • 转肽：P位
      • 移位：mrna5'→3'，需GTP
    • 释放
      • 释放因子与终止密码子结合
  • 加工修饰
    • 修饰
      • N端修饰
      • 多肽链的剪切
      • 侧链的修饰
      • 糖基化修饰
    • 折叠
      • 酶
      • 分子伴侣
• 边背边复习 不能照着文字干读 边背边梳理逻辑 背一下泛昆的概念。 atp和美的学说。
• 浮动主题
• 生酮又生糖：异亮氨酸，懒氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸（老赖本色）
• 生酮：亮氨酸
• 内肽酶的抑制剂？ 各族氨基酸的合成骨架？ 生酮氨基酸，生糖氨基酸？ 氨基酸会产生糖，脂肪，一碳单位，酮，氨
• 25个ATP
• 7/5个ATP
• 注意几个英文：PRPP IMP A（G，U，C，T）MP
• DNA聚合酶3'→5'外切酶维持高保真
• 原核：单起点双向复制 真核：多起点双向复制