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这是一篇关于生物化学的思维导图，主要内容有蛋白质的分子组成、核酸的结构和功能、酶、生物氧化、糖代谢等。
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生物化学
蛋白质的结构和功能
蛋白质的分子组成
大多数蛋白质含氮量约为16%，蛋白质的含量＝蛋白质样品含氮量*6.25
测定蛋白质溶液280nm，氨基酸和茚三酮反应有紫色的化合物，最大吸收峰在570nm，脯氨酸黄色
蛋白质一级结构：氨基酸按一定的排列顺序通过肽键连接形成的多肽链，主要化学键是肽键
a螺旋稳定的次级键是氢键，是蛋白质二级结构的主要方式
单一肽链蛋白质最高级结构是三级结构，主要化学键是疏水键、氢键、离子键和范德华力'
四级结构各亚基的结合力主要是疏水键
蛋白质在水溶液形成稳定胶体原因
蛋白质表面具有水化膜和同性电荷
蛋白质变性不一定沉淀，沉淀不一定变性
蛋白质颜色反应
茚三酮产生蓝紫色化合物
碱性硫酸铜产生紫红色反应
核酸的结构和功能
DNA和RNA对遗传信息的储存和传递，是依靠碱基排列顺序实现的
DNA二级结构是双螺旋结构
碱基位于内侧，横向稳定靠氢键，纵向靠碱基疏水性且更重要
真核生物mRNA5′有帽子结构和3′多（A）尾结构
tRNA的功能是蛋白质生物合成中作为携带和转运氨基酸的载体
tRNA含有多种稀有碱基，二级结构是三叶草结构，三级结构是倒L形结构
rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体
酶
高效性
降低反应所需的活化能
专一性
可调节性
金属离子
稳定酶的构象
借助自身氧化还原特性传递电子
在酶与底物间起桥梁作用
中和阴离子
小分子有机化合物
作为运载体，传递电子、质子、原子或其他基团
酶原存在意义
保护组织免收酶的催化而破坏，保证酶的催化作用适时发挥
V＝V［S］/Km+［s］
竞争性抑制
抑制剂与底物竞争酶的活性中心
Km大,V不变
别构调节
别构酶大多具有四级结构，是非耗能过程
共价修饰
本质是酶促反应，具有双向性和放大效应
生物氧化
指糖、脂肪和蛋白质等三大营养物质在体内氧化分解，生成二氧化碳和水，并逐步释放能量的过程
呼吸链
指线粒体内膜中一组排列有序的递氢体和递电子体
烟酰胺和泛醌是递氢体，细胞色素是单电子传递体
复合体1、3和4在线粒体内膜中，2在内膜的基质侧
NADH氧化呼吸链生成约2.5个ATP，琥珀酸氧化呼吸链生成1.5个ATP
生成ATP的方式
底物水平磷酸化
指营养物质通过分解代谢生成高能化合物，通过将高能基团转移给ADP形成ATP的过程
氧化磷酸化
代谢物氧化释放出的能量偶联ADP磷酸化生成ATP而将能量储存起来 复合体1、3、4是偶联部位
生成每摩尔ATP约需30.5KJ，化学渗透学说较好地阐释了氧化磷酸化偶联机制，解释呼吸链如何产生ATP
糖代谢
糖的主要功能
氧化供能是糖主要的生理功能
糖还是机体重要的糖原
糖是机体组织细胞的组成成分
糖酵解
机体在缺氧条件下，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
葡萄糖分解为丙酮酸再变为乳酸，其反应在细胞质中进行
净生成2分子ATP
生理意义：在于能迅速提供能量，供机体急需，尤为骨骼肌收缩为甚
葡萄糖是红细胞唯一能源，成熟红细胞因无线粒体而完全依赖糖酵解供能
己糖激酶、果糖-6-磷酸激酶-1、丙酮酸激酶催化的3个反应是不可逆的。其3是关键酶 其中果糖-6-磷酸激酶-1催化活性最低，是最重要的关键酶
有氧氧化
反应在胞质和线粒体内进行
丙酮酸脱氢酶复合物是糖有氧氧化的关键酶
三羧酸循环指乙酰辅酶A和草酰乙酸缩合生成含三个羧酸的柠檬酸。在线粒体中进行
三羧酸循环意义
三大营养素的最终代谢通路
为糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽
为一些物质的生物合成代谢提供前体
净生成30或32份ATP
戊糖磷酸
在细胞质中进行
为核酸的生物合成提供核糖
NADPH作为多种物质代谢反应的供氢体
糖原合成与分解
糖原是以葡萄糖为基本单位通过a-1，4-糖苷键和a-1，6-糖苷键连接聚合而成的高度分支的大分子多糖 是体内糖的储存形式
每活化1分子葡萄糖实际消耗2个高能磷酸键
UDPG可被看作“活性葡萄糖”，作为糖原合成的葡萄糖供体
在糖原磷酸化酶作用下，糖基逐个磷酸解生成葡糖-1-磷酸
葡糖-6-磷酸酶只存在肝和肾组织中
糖异生
各种非糖物质（乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖或糖原的过程
肝是糖异生作用的主要器官，长期饥饿时，肾糖异生也起重要作用
生理意义：1.维持血糖浓度稳定2.恢复肝糖储备3.调节酸碱平衡
乳酸循环
乳酸循环因为肝有葡糖-6-磷酸酶，糖异生活跃。肌肉糖异生活性低，有缺乏葡糖-6-磷酸酶
生理意义：1.避免肌肉生成的乳酸损失2.防止乳酸堆积引起的酸中毒
乳酸循环是耗能过程
脂质代谢
脂肪酸
三酰甘油
1.储能和供能2.防止热量丧失3.保护作用
1.提供必需脂肪酸
人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸
亚油酸、a-亚麻酸、花生四烯酸（同族能在人体互相转化）
2.合成前列腺素、血栓噁烷、白三烯等不饱和脂肪酸衍生物
脂肪消化
胆汁酸盐有较强乳化作用
脂肪动员
储存在脂肪细胞内的脂肪在脂肪酶（激素敏感性甘油三脂脂肪酸酶）作用下， 逐步水解，释放出游离脂肪酸和甘油，供其他细胞氧化利用的过程
激活脂肪酶、促进脂肪动员的激素
胰高血糖素——胰岛素
甘油的氧化分解
在甘油激酶作用下，甘油转变为3-磷酸甘油， 然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，循糖代谢途径分解或转变为葡萄糖
脂肪酸氧化分解（β-氧化）
关键酶是肉碱脂酰转移酶I
从脂酰基β-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解
酮体
包括乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮
肝中合成，肝中利用
酮体是肝向肝外组织输出能量的重要形式。 葡萄糖供应不足，酮体是脑组织的主要能源物质
脂肪酸的合成
原料是乙酰辅酶A来源于葡萄糖分解和NADPH来自磷酸戊糖途径
乙酰辅酶A羧化酶是关键酶
类脂
1.磷脂是构成生物膜的重要成分2.磷脂酰肌醇是第二信使的前体3.胆固醇是细胞膜的基本结构成分
胆固醇的合成原料是乙酰辅酶A、ATP、NADPH（H+）
HMG-CoA还原酶是关键酶
脂蛋白
血脂和血浆中的蛋白质结合形成的溶与水的微球，是血脂的主要运输形式
载脂蛋白
脂蛋白中的蛋白质
乳糜微粒CM
运输外源性三酰甘油
极低密度脂蛋白VLDL
运输内源性三酰甘油
低密度脂蛋白LDL
从肝运输胆固醇至全身
坏蛋白
高密度脂蛋白HDL
从全身各组织运输胆固醇至肝
好蛋白
蛋白质分解
氮平衡
人体每日摄入食物的含氮量与排泄物中含氮量之间的关系
蛋白质的营养价值
食物蛋白质在体内的利用率
必需氨基酸
携一两本单色来
氨基酸的脱氨基作用
转氨基作用
在氨基转移酶的催化下，可逆地把一个氨基酸的a-氨基转移到一个a-酮酸的羰基上
血液中心肌梗死AST多，肝炎ALT多
氧化脱氨基作用
在酶的催化下，氨基酸氧化脱氢、水解脱氨基，生成氨和a-酮酸
联合脱氨基作用
转氨基作用偶联氧化脱氨基作用
体内合成非必需氨基酸的重要途径
氨的代谢
来源转运
丙氨酸-葡萄糖循环
谷氨酰胺的运氨作用
尿素合成
前两步在线粒体内，后三步在胞质 关键酶CPS-I，原料NH3 ATP CO2 天冬氨酸
氨甲酰磷酸的合成
瓜氨酸的合成
精氨酸的合成
精氨酸水解生成尿素
一份子尿素消耗4个ATP
氨基酸脱羧基作用
谷氨酸脱羧生成r-氨基丁酸
抑制性神经递质
组氨酸生成组胺
色氨酸生成5-羟色胺
鸟氨酸生成多胺类物质
一碳单位
四氢叶酸是载体也是一碳单位转移酶的辅酶
核苷酸代谢
尿酸是人类嘌呤碱降解的最终产物
引起痛风症的原因，治疗是别嘌呤醇抑制尿酸生成
C生成NH3、CO2及β-丙氨酸，T生成NH3、CO2和β-氨基异丁酸
嘌呤核苷酸从头合成
利用5-磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位及CO2为原料 经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程
IMP是重要中间产物
嘌呤核苷酸补救合成途径
细胞利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷， 经过简单的反应步骤合成嘌呤核苷酸的过程
嘧啶核苷酸从头合成途径
利用5-磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺及CO2为原料， 经过一系列酶促反应合成嘧啶核苷酸的过程
CPS-II是关键酶
嘧啶核苷酸的补救合成途径
利用游离的嘧啶或嘧啶核苷经过简单的反应，生成相应的嘧啶核苷酸
DNA合成
复制的特点
半保留复制
子代DNA保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性
从复制起始点双向复制
半不连续复制
DNA双螺旋中的两条单链走向相反，DNA合成方向只能是5'-3'
复制的高保真性
遵守严格的碱基配对规律
DNA聚合酶对碱基的正确选择
复制出错时，DNA聚合酶有及时校正功能
复制完成后的损伤修复机制
参与物质
DNA模板
解开成单链的DNA母链
底物
dNTP
聚合酶（依赖DNA的DNA聚合酶）
I切除引物，DNA修复
IIDNA修复
IIIDNA复制（主要酶）
引物
引发DNA聚合酶启动dNTP聚合反应的一下段RNA
其他酶和蛋白质因子
解旋酶
拓扑异构酶
改变DNA分子的拓扑构象，理顺DNA链结构来配合复制进程
I不需要ATP而II要
单链DNA结合蛋白
稳定处于单链状态的DNA并拮抗核酸酶的降解作用
DNA连接酶
复制过程
复制起始
解开成单链提供模板，形成引发体合成引物提供3'-OH端
复制延长
领头链连续复制，后随链不连续复制
复制终止
端粒是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构
防止正常染色体端部间发生融合，避免被核酸酶降解
逆转录
以RNA为模板，dNTP为原料，在逆转录酶作用下合成DNA
DNA损伤与修复
突变
DNA组成与结构的变化如果能遗传到子代
同义突变
密码子简并性，无影响
错义突变
编码错了
无义突变
终止子提前出现
RNA合成
原料
DNA模板、NTP、RNA聚合酶、其他蛋白质因子及Mg和Mn
不对称转录
DNA的每一个转录区都只有一股链可以转录（模板链），另一个链不被转录（编码链） 对模板具有选择性
RNA聚合酶
真核生物
原核生物RNA转录
启动子是RNA聚合酶识别、结合和启动转录的一段DNA序列，具有方向性
形成闭合复合体
形成开放复合体
启动RNA合成
释放o因子'
RNA聚合酶-DNA-RNA三元转录复合物称为转录泡
o因子依赖型终止子
o因子非依赖型终止子
形成茎环结构使RNA聚合酶变构，转录停顿
转录后加工
剪接
剪切
添加
编辑
修饰
蛋白质合成
mRNA与遗传密码
开放阅读框
从mRNA5'端的起始密码子AUG到3'端的终止密码子之间的核苷酸序列
单顺反子
真核细胞的一个mRNA分子只能编码一种蛋白质
多顺反子
原核细胞的一个mRNA可编码几种功能相关的蛋白质
操纵子
原核细胞数个结构基因常串联排列构成一个转录单位
遗传密码子
在mRNA分子的开放阅读框内，每三个相邻的核苷酸构成一组，代表一种氨基酸
方向性5'-3'
简并性
一个氨基酸一般由两个或以上的密码子编码
连续性
连续进行，不重叠不间断
摆动性
有时不严格遵守碱基配对原则
通用性
自然界共用一套遗传密码
氨酰tRNA合成酶
高度专一性及校正活性
过程
起始
mRNA、fMet-tRNA（fMet）、与核糖体小亚基结合形成翻译起始复合物
需要3种起始因子IF-1、IF-2、IF-3及GTP参与
核糖体大、小亚基分离
IF-3与核糖体小亚基结合
mRNA与小亚基结合
SD序列
mRNA上的起始密码子AUG上游8-13个核苷酸的部位存在一段 富含嘌呤的核苷酸序列，由4-9个核苷酸构成
起始氨酰tRNA与小亚基结合
翻译起始复合物形成
延长
进位
成肽
形成肽键
移位
移动一个密码子的距离
终止
蛋白质靶向转运
蛋白质合成后在细胞内被定向输送到其发挥作用部位的过程
信号序列
所有靶向输送的蛋白质结构中存在分选信号,主要是N末端特异氨基酸序列, 可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位,
