生化

生物化学一些重点，主要内容有TCA的要点、TCA的生物学意义、磷酸戊糖途径的主要特点、磷酸戊糖途径的生物学意义、遗传密码的特点、草酰乙酸的去路。

生化

• TCA的要点
  • 二氧化碳的生成，异柠檬酸脱氢酶催化的是β-氧化脱羧，α-酮戊二酸脱羧酶系催化的是α-氧化脱羧，辅酶都是NAD+，两次同时伴有脱氢作用
  • 四次脱氢，三对氢原子受体为NAD+，一对受氢体为FAD，分别产生2.5molATP和1.5molATP，一底物磷酸化产生一分子ATP，一分子乙酰CoA参与三羧酸循环共生成10分子ATP。
  • 乙酰CoA进入三羧酸循环后，乙酰CoA中的乙酰基与草酰乙酸缩合，生成6C的柠檬酸，在三羧酸循环中两次脱羧生成两分子二氧化碳。
  • 三羧酸循环的中间产物可以参与合成其他物质
• TCA的生物学意义
  • 是乙酰辅酶A最终氧化生成二氧化碳和水的途径，是机体利用糖或其他物质氧化而获得能量的最有效途径。
  • 糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化，三羧酸循环可产生各种重要的中间产物，对其他化合物的生物合成也重要意义，三羧酸循环可供应多种化合物的碳骨架，以供细胞生物合成。
  • 脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰辅酶A可进入三羧酸循环氧化
  • 蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨基后合成非必需氨基酸，所以三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。
  • 三羧酸循环产生的有机酸，既是生物氧化基质，也是一定生长发育时期，一定器官中的积累物质，如柠檬富含柠檬酸，苹果富含苹果酸。
  • 发酵工业上利用微生物的三羧酸循环代谢途径生产有关的有机酸如柠檬酸。
• 磷酸戊糖途径的主要特点
  • 葡萄糖直接脱氢和脱羧，不经过糖酵解途径和三羧酸循环
  • 脱氢酶的辅酶是NADP+而不是NAD+
  • 磷酸戊糖途径分为氧化阶段和非氧化阶段，前者从葡糖-6-磷酸脱氢，脱羧形成核糖-5-磷酸，后者是戊糖磷酸分子重排产生己糖磷酸和丙糖磷酸的过程
• 磷酸戊糖途径的生物学意义
  • 产生的NADPH可用于合成代谢的还原反应，如脂肪酸和固醇类化合物的生物合成。NADPH可是GSH保持还原状态，GSH可使红细胞膜和血红蛋白的巯基免遭氧化破坏
  • 产生的核糖-5-磷酸是核酸生物合成的必需原料，核糖类化合物与光合作用密切相关，是植物光合作用中二氧化碳合成葡萄糖的部分途经
  • 通过转酮及转醛醇基反应是丙糖，丁糖，戊糖，己糖，庚糖相互转化
  • 植物中赤藓糖-4-磷酸与甘油酸-3-磷酸可合成莽草酸，后者可转变成多酚，也可转变成芳香氨基酸如色氨酸和吲哚乙酸。
• 遗传密码的特点
  • mRNA中，每相邻3个核苷酸（三联碱基）在蛋白质合成时代表一种氨基酸
  • 连续性，编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读，密码间既无间断，无标点，也无交叉和重叠
  • 简并性，遗传密码中除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子 其余氨基酸的密码子有两个或者更多密码子
  • 通用性，不论病毒，原核生物还是真核生物都用同一套遗传密码
  • 方向性，阅读mRNA模板上三联体密码时，只能沿5'-3'方向进行
  • 摆动性，tRNA上的反密码子与mRNA的密码子配对，密码子的第一位，第二位碱基是严格按照碱基配对原则进行的，而第三位碱基配对则不严格
  • AUG为起始密码子，UAG，UGA，UAA
• 草酰乙酸的去路
  • 磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶的作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸，再通过糖异生生成葡萄糖，或者糖酵解途径（丙酮酸激酶）生成丙酮酸，再分解为乙酰辅酶A进入TCA被完全氧化
  • 接收来自其他氨基酸的氨基转化为天冬氨酸用于合成蛋白质，
  • 和一分子乙酰辅酶A生成柠檬酸，进行三羧酸循环，虽然草酰乙酸由苹果酸氧化后再生，但是在三羧酸循环中，中间产物可用于合成脂肪酸和氨基酸等，间接消耗了草酰乙酸
• 增强子 能强化转录起始的一段DNA序列，是顺式作用元件的一种，增强子通过启动子来增强转录效率
  • 远距离效应，一般位于上游－200bp处，但可增强远处启动子的转录相距十多个千bp也能发挥作用
  • 无方向性，无论位于靶基因的上游，下游或内部都可发挥增强转录的作用
  • 顺式调节，只调节位于同一染色体上的靶基因，而对其他染色体上的基因没有作用
  • 无物种和基因特异性，可以连接到异源基因上发挥作用
  • 具有组织特异性，增强子的效应需特定的蛋白质因子参与
  • 有相位性，其作用与DNA的构象有关
  • 某些增强子可应答外部信号如热休克基因在高温下才表达，另一些增强子可被固醇类激素激活
• 竞争性抑制作用 E
  • 抑制剂的化学结合与底物相似，因而能与底物竞争与酶活性部位的结合，当抑制剂结合于酶的活性部位后，底物排斥在酶活性部位之外，导致酶促反应被抑制
  • 抑制剂和底物与酶的结合位点相同
  • 抑制剂浓度与抑制作用有关，可以增加底物浓度解除抑制
  • Km升高，Vmax不变
• 非竞争性抑制作用 E，ES
  • 酶可以同时与底物及非竞争性抑制剂结合，且底物和抑制剂与酶的结合能力互不影响，但形成的三元复合物不能进一步分解为产物，导致酶促反应被抑制。
  • 非竞争性抑制剂化学结构与底物不同
  • Km不变，Vmax减小
  • 底物和抑制剂分别独立地结合在酶的不同结合部位
  • 抑制剂浓度与抑制作用无关，不能用增大底物浓度方法解除抑制，可增加酶浓度解除抑制作用
• 反竞争性抑制作用 ES
  • 酶只有与底物结合后，才能与这类抑制剂结合，形成三元复合物不能分解产物 导致酶促反应被抑制，抑制剂结合位点与底物结合位点不同
  • Km降低，Vmax减小
• 脂肪的生理功能
  • 生物膜的结构成分（甘油磷脂，鞘磷脂，胆固醇，糖脂）
  • 生长因子
  • 能量贮存形式（动物，油料种子的甘油三酯）
  • 抗氧化剂
  • 化学信号
  • 参与信号识别与免疫（糖脂）
  • 动物的脂肪组织有保温防机械压力等保护作用，植物的蜡质可以防止水分的蒸发
  • 激素，维生素和色素的前体（萜类，固醇类）
• 生物氧化中二氧化碳，水和ATP怎样产生
  • 生物氧化有机物（糖，蛋白质，脂类）在生物体内氧的作用下，生成二氧化碳和水并释放能量的过程
  • 糖的氧化过程
    • 糖酵解
      • 两次底物磷酸化生成ATP，并有水生成
    • 三羧酸循环
      • 丙酮酸转化为乙酰辅酶A产生一个NADH和二氧化碳，乙酰辅酶A进入三羧酸循环，脱羧脱氢产生3个NADH和一个FADH2，2个CO2，1个GTP。还原性辅酶中的氢以质子形式脱下，其电子经过一系列电子传递链转移，最后转移到分子氧，质子或离子型的氧结合生成水，并释放能量合成ATP
  • 二氧化碳，ATP，水的生物
    • 二氧化碳有机酸脱羧产生（α，β－脱羧）
    • 水是代谢物脱下的氢经一系列传递体与氧气结合而生成
    • ATP是通过定位于线粒体内膜上的ATP合酶，利用膜两侧氢离子梯度合成的，ATP捕获生物氧化中释放的能量