中职生物化学课件第10章
中职生物化学课件第9-10章
天冬氨酸
H2O 精氨酸
精氨酸代 琥珀酸 草酰乙酸
延胡索酸
苹果酸
α-酮戊 二酸
谷氨酸
鸟 氨 酸 循 环
氨基酸
α-酮酸
交流研讨
观察上述过程,讨论并填空。
尿素分子中的 个基,1个来自 ,另一个则
来自
,而天冬氨酸又可由其它氨基酸通
过转氨基作用而生成。由此,尿素分子中的2个氨
基的来源虽不同,但都直接或间接的来自各种
联想质疑
市售营养保健品多种多样,其中就有一 类是蛋白质/氨基酸类的营养保健品,那么 蛋白质/氨基酸到底有哪些营养作用呢?
第 1 节 蛋白质的营养作用
一、蛋白质的生理功能
1
维持组织细 胞生长、更 新、修补;
2
构成机体重 要的生理活 性物质 ;
3
氧化供能.
二、蛋白质需要量
(一)氮平衡(nitrogen balance)试验 氮平衡是指人体每日摄入食物中的氮量与排泄
2.氨中毒的可能机制
NADH+H+ NAD+ NADH+H+ NAD+
α-酮戊二酸
谷氨酸
谷氨酰胺
NH3ATP ADP
NH3 ATP ADP
脑内 α-酮戊二酸↓
脑 供
能
TCA循环 ↓
不 足
四、α-酮酸代谢
(一) 合成非必需氨基酸 (二) 氧化功能 (三) 转变成糖及脂肪。
类别 生糖氨基酸
生酮氨基酸 生糖兼生酮氨基酸
第9章 蛋白质分解代谢
导言
绝大多数的婴儿都能用母乳喂养,对 宝宝来说,母乳无疑是最好的不可替代的 营养品,但是,你可知道有些婴儿是不宜 用母乳喂养的吗? 苯丙氨酸代谢障碍所引 起的疾病苯丙酮尿症的婴儿就不宜用母乳 喂养,不及早控制患儿的饮食将导致其智 能障碍。同学们可以通过学习氨基酸的分 解代谢,了解氨基酸代谢障碍引起疾病的 机制和治疗的原则。
生物化学(第三版)第十章 酶的作用机制和酶的调节课后习题详细解答_ 复习重点
第十章酶的作用机制和酶的调节提要酶的活性部位对于不需要辅酶的酶来说,就是指酶分子中在三维结构上比较靠近的几个氨基酸残基负责与底物的结合与催化作用的部位,对于需要辅酶的酶来说,辅酶分子或辅酶分子上的某一部分结构,往往也是酶活性部位的组成部分。
酶活性部位有6个共同特点。
研究酶活性部位的方法有:酶分子侧链基团的化学修饰法,动力学参数测定法,X射线晶体结构分析法和定点诱变法,这些方法可互相配合以判断某个酶的活性部位。
酶是催化效率很高的生物催化剂,这是由酶分子的特殊结构所决定的。
经研究与酶催化效率的有关因素有7个,即底物和酶的邻近效应与定向效应,底物的形变与诱导契合,酸碱催化,共价催化,金属离子催化,多元催化和协同效应,活性部位微环境的影响。
但这些因素不是同时在一个酶中其作用,也不是一种因素在所有的酶中起作用,对于某一种酶来说,可能分别主要受一种或几种因素的影响。
研究酶催化的反应机制,始终是酶学研究的一个重点,通过大量的研究工作,已经对一些酶的作用机制有深入了解,该章对溶解酶、胰核糖核酸酶A、羧肽酶A、丝氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶等的催化作用机制进行了详尽的讨论。
酶活性是受各种因素调节控制的,除了在第8章中已介绍的几种因素外,主要还有①别构调节,例如ATCase。
②酶原的激活,如消化系统蛋白酶原的激活及凝血系统酶原的激活。
③可逆共价修饰调控,如蛋白质的磷酸化,一系列蛋白激酶的作用。
通过以上作用,使酶能在准确的时间和正确的地点表现出它们的活性。
别构酶一般都是寡聚酶,有催化部位和调节部位,别构酶往往催化多酶体系的第一步反应,受反应序列的终产物抑制,终产物与别构酶的调节部位相结合,由此调节多酶体系的反应速率。
别构酶有协同效应,[S]对υ的动力学曲线呈S形曲线(正协同)或表现双曲线(负协同),两者均不符合米氏方程。
ATCase作为别构酶的典型代表,已经测定了其三维结构,详细研究了别构机制和催化作用机制。
为了解释别构酶协同效应的机制,有两种分子模型受到人们重视,即协同模型和序变模型。
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中等职业教育 “十二五”国家级规划教材
生物化学
第2章 蛋白质的结构与功能
导言
蛋白质(protein)普遍存在于自然界各 种生物体内,人体内的蛋白质种类繁多, 多达10万余种,约占人体干重的45%。体内 各种蛋白质形态万千,功能各异。这些蛋 白质除承担重要的结构功能外,还参与催 化反应、免疫反应、血液凝固、代谢调节 、遗传物质传递与调控以及肌肉收缩等几 乎所有的生命活动过程。因此,蛋白质是 生命活动的物质基础,没有蛋白质就没有 生命。
氨基酸的分类 (表2-1)
非极性疏水性 氨基酸(8种)
极性中性 氨基酸(7种)
碱性 氨基酸(3种)
酸性 氨基酸(2种)
第2节 蛋白质的结构与功能
一、蛋白质的基本结构
(一)肽键: 一个氨基酸的α-羧基与另 一个 氨基酸的α-氨基之间脱水缩合而成 的化学键。
肽:氨基酸通过肽键连接而成的化合物 有:二肽、三肽、……多肽(链) 多肽链的基本构成:
(二)蛋白质分子的三级结构
定义:整条多肽链上所有原子的空间排列 位置
主要的稳定键: 疏水键、离子键、氢键和 范德华力等
主要构象: 球形、椭圆形等
蛋白质分子三级结构的维持键
肌红蛋白三级结构示意图
C 端
N 端
仅由一条多肽 链构成的蛋白 质需具有三级 结构才具有生 物学活性
(三)蛋白质分子的四级结构
三、蛋白质结构与功能的关系
(一)蛋白质一级结构与功能的关系 一级结构是空间构象的基础
去除尿素、 β-巯基乙醇
天然状态, 有催化活性
尿素、 β-巯基乙醇
非折叠状态,无活性
三、蛋白质结构与功能的关系
(一)蛋白质一级结构与功能的关系
1
第十章 新酶的发现与筛选
3
微生物作为酶源的优点
( 2 )培养简便、繁殖快、发酵周期短, 能控制培养条件大幅度提高酶的产量。 ( 3 )微生物易变异,可采用各种遗传变 异手段,培育出新的、更理想的菌株。
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第10章 新酶的发现与筛选
4
二、 微生物新酶的获取途径
购买商品化的酶
购买产酶微生物
获取途径 从自然界筛选产酶微生物
第10章 新酶的发现与筛选
41
示例1 基因组序列搜索
查找基因组序列:Kluyveromyces lactis 搜索基因组序列中的还原酶 reductase
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第10章 新酶的发现与筛选
42
2、 基因挖掘法
基因组狩猎原理
以已知酶为探针,与整个数据库的酶进行比 对,获得中等相似度( 50%~70% )的酶进行克 隆表达,通过功能筛选并获得所需要的酶。
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第10章 新酶的发现与筛选
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示例2 数据库比对寻找相似酶序列
酶探针的氨基酸序列
NADPH-dependent alpha-keto amide reductase [Kluyveromyces marxianus]
GenBank: BAP73216.1
1 61 121 181 241 301 MTNQKFFTLS AETYKTYPEL IHSPFFDKDL FSPFLQNQTP QVLLLWVYKR YTKYNSEAQK NGNKIPAVAV GAALKETKKP NIDLETAWKQ GIVEFSQKND GILPVTTSAK VGTGTKWYKA REEIFITDKF LEELYKSGKA ILLEAYSPLG IERIKQAQDI EETDATFSQE SSLHKISEDP KNIGVSNFTV PLQKKPADAD FSFDLTEEEV LTDIVKLSLD KSALETALKK EDLKKVLAIA QQPFYQYLKE KKITDLGLQH TVPGIVHIDA LGVDYVDLYL EIKPQVNQIE LSEKYNKTEA EPVRLYWVDF
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三、生物化学与医学
近20年来,几乎每年的诺贝尔医学和生 理学奖及化学奖都授予从事生物化学和分子 生物学的科学家。这个事实本身充分说明生 物化学和分子生物学在生命科学中的重要地 位和作用。因此对于医学生来讲,学习和掌 握生物化学知识,既可以理解生命现象的本 质与人体生命过程中的分子机制,也可以为 进一步学习基础医学其它课程和临床医学奠 定扎实的生物化学基础。
分布广 含量高 种类多
蛋白质分 布特征
作为生物催化剂(酶)
代谢调节作用
蛋白质的生物 学功能
免疫保护作用 物质的转运和存储 运动与支持作用
参与细胞间信息传递
氧化供能
第1节 蛋白质的分子组成
一、蛋白质的元素组成
主要元素:C、H、O、N 其他元素:硫、少数含磷、铁、 铜、锌、锰、钴、钼、碘
蛋白质元素组成的特点
氨基酸的分类 (表2-1)
非极性疏水性 氨基酸(8种)
极性中性 氨基酸(7种)
碱性 氨基酸(3种)
酸性 氨基酸(2种)
第2节 蛋白质的结构与功能
一、蛋白质的基本结构
(一)肽键: 一个氨基酸的α-羧基与另 一个 氨基酸的α-氨基之间脱水缩合而成 的化学键。
肽:氨基酸通过肽键连接而成的化合物 有:二肽、三肽、……多肽(链) 多肽链的基本构成:
(二)蛋白质分子的三级结构
定义:整条多肽链上所有原子的空间排列 位置
主要的稳定键: 疏水键、离子键、氢键和 范德华力等
主要构象: 球形、椭圆形等
蛋白质分子三级结构的维持键
肌红蛋白三级结构示意图
C 端
N 端
仅由一条多肽 链构成的蛋白 质需具有三级 结构才具有生 物学活性
(三)蛋白质分子的四级结构
第10章肝脏生化
C H 3 C H O ( 乙 醛 )
C H 3 C O O H ( 乙 酸 )
第10章肝脏生化
(一)第一相反应
• 氧化反应:
3)胺氧化酶系: 存在部位:线粒体内
反应方程式:
RCH2NH2+O2+H2O2
RCHO+NH3+H2O
第10章肝脏生化
(一)第一相反应
• 还原反应:
存在部位:肝细胞微粒体中
约80%来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。
第10章肝脏生化
胆红素的生成过程
• 部位:肝、脾、骨髓单核-巨噬细胞系统细
第10章 肝脏生物化学
第10章肝脏生化
导言
肝是人体最大的实质性器官,也是体内最大的腺 体,有人把肝脏比喻为“人体化工厂”、“物质代谢 中枢”。那么肝脏究竟在物质代谢过程中参与了哪些 反应?肝脏又具有怎样的重要功能?本章肝脏生物化 学将主要介绍肝在糖、脂类、蛋白质、维生素、激素 代谢中的作用,以及肝的分泌、排泄和生物转化等方 面的重要功能。
织,尤其是大脑和红细胞的能量供应。
• 肝内进行的糖代谢途径有:
饱食 合成肝糖原
空腹 分解肝糖原 饥饿 糖异生
维持血糖浓度
脂肪动员→酮体合成→供大脑利用
节省葡萄糖
第10章肝脏生化
二、肝在脂类代谢中的作用
• 作用:在脂类的消化、吸收、合成、分解与运输
均具有重要作用。
• 分泌胆汁,促进脂类物质的消化和吸收 • 肝脏是胆固醇、磷脂等各种类脂和血浆脂蛋白合
• 功能障碍:
雌激素↑→男性女性化、蜘蛛痣 醛固酮↑→水钠潴留
第10章肝脏生化
第2节 胆汁酸代谢
第10章肝脏生化
一、胆汁
《生物化学》全套PPT课件
研究对象
生物大分子(蛋白质、核酸、多糖等 )及其相互作用;生物小分子(氨基 酸、脂肪酸、糖类等)及其代谢;生 物体内能量转化与传递等。
2024/1/26
4
生物化学发展历史及现状
发展历史
从19世纪末到20世纪初,生物化学逐渐从生理学和有机化学中独立出来,成为 一门独立的学科。随着科学技术的不断发展,生物化学的研究领域和深度不断 拓展。
胆固醇的生理功能
胆固醇在体内具有多种生理功能,如参与胆汁酸的合成、 构成细胞膜、合成类固醇激素和维生素D等。
胆固醇代谢异常与疾病
胆固醇代谢异常可导致多种疾病的发生,如高胆固醇血症 、动脉粥样硬化等。因此,维持胆固醇代谢平衡对于预防 和治疗相关疾病具有重要意义。
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06 基因表达调控与疾病关系
2024/1/26
入三羧酸循环彻底氧化分解,释放大量能量。
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甘油代谢途径
甘油在体内可转化为磷酸二羟丙酮,进而进入糖酵解途径分解产生能量
,或转化为葡萄糖等供能物质。
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磷脂代谢途径探讨
磷脂的合成与分解
磷脂合成主要发生在肝脏和肠黏膜细胞中,以甘油二酯为骨架,通过CDP-甘油二酯途径 合成不同种类的磷脂。磷脂的分解则通过磷脂酶的作用,水解生成甘油、脂肪酸和磷酸等 产物。
2024/1/26
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残 基的相对空间位置,包括 结构域、超二级结构等。
四级结构
由多个具有独立三级结构 的亚基组成的复杂空间结 构。
10
蛋白质功能多样性
催化功能
作为酶催化生物体内的化学反应。
运输功能
如载体蛋白,血红蛋白运输氧气等。
营养功能
生物化学:第十章生化分离技术与应用-习题
⽣物化学:第⼗章⽣化分离技术与应⽤-习题第⼗章⽣化分离技术和应⽤⼀、选择题⒈下列哪种⽅法可⽤于测定蛋⽩质的分⼦量()A、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法;B、280/260nm紫外吸收⽐值;C、凯⽒定氮法;D、荧光分光光度法;E、Folin酚试剂法⒉氨基酸和蛋⽩质共有的理化性质为()A、胶体性质;B、两性性质;C、沉淀性质;D、变性性质;E、双缩脲性质⒊蛋⽩质溶液的稳定因素为()A、蛋⽩质溶液为真溶液;B、蛋⽩质在溶液中做布朗运动;C、蛋⽩质分⼦表⾯带有⽔化膜和同性电荷;D、蛋⽩质溶液的黏度⼤;E、以上都不对⒋关于蛋⽩质在等电点时的特性描述,哪项是错误的?()A、导电性最⼩;B、溶解度最⼩;C、黏度减⼩;D、电泳迁移率最⼩;E、以上都不对⒌今有①、②、③、④、四种蛋⽩质的混合液,等电点分别为:5.0、8.6、6.8和9.2 ,在pH8.6的条件下进⾏电泳分离,四种蛋⽩质电泳区带⾃正极的排列顺序为:()A、①、③、②、④;B、①、②、③、④;C、④、②、③、①;D、③、②、①、④;E、②、④、③、①;⒍盐析沉淀蛋⽩质的原理为()A、中和电荷,破坏⽔化膜;B、与蛋⽩质结合成不溶性盐;C、次级键断裂,蛋⽩质构象改变;D、调节蛋⽩质溶液的等电点;E、以上都不是⒎关于下列多肽Glu-His-Arg-Val-Lys-Asp的叙述,哪个是错的?()A、在pH12时,在电场中向阳极移动;B、在pH3时,在电场中向阴极移动;C、在pH5时,在电场中向阴极移动;D、在pH11时,在电场中向阴极移动;E、该肽的等电点⼤约在pH8⒏⽤下列⽅法测定蛋⽩质含量,哪⼀种⽅法需要完整的肽键()A、双缩脲反应;B、凯⽒定氮;C、紫外吸收;D、茚三酮;E、奈⽒试剂⒐蛋⽩质⽤硫酸铵沉淀后,可选⽤透析法除去硫酸铵,要确定硫酸铵是否从透析袋中除净,你选⽤下列哪⼀种试剂检查()A、茚三酮试剂;B、奈⽒试剂;C、双缩脲试剂;D、Folin-酚试剂;E、斐林试剂⒑将抗体固定在层析柱的载体上,使抗原从流经此柱的蛋⽩质样品中分离出来,这种技术属于()A、吸附层析;B、离⼦交换层析;C、分配层析;D、亲和层析;E、凝胶过滤⒒若⽤电泳分离Gly-Lys、Asp-Val和Ala-His三种⼆肽,在下列哪个pH值条件下电泳最合适()A、pH2以下;B、pH2-4;C、pH7-9;D、pH10-12;E、pH12以上;⒓进⾏疏⽔层析时,以下哪种条件⽐较合适?()A、在有机溶剂存在时上柱,低盐溶液洗脱;B、在有机溶剂存在时上柱,⾼盐溶液洗脱;C、在低盐条件下上柱,⾼盐溶液洗脱;D、在⾼盐条件下上柱,按低盐、⽔和有剂溶剂顺序洗脱;E、低盐缓冲液上柱,低盐洗脱⒔对⼀个富含His残基的蛋⽩质,在使⽤离⼦交换层析时应优先考虑()A、严格控制蛋⽩质上样液的浓度;B、严格控制盐浓度;C、严格控制NaCl的浓度;D、严格控制洗脱液的pH值;E、严格控制洗脱液的体积⒕定性鉴定20种氨基酸的双向纸层析是()A、交换层析;B、亲合层析;C、分配层析;D、薄层层析⼆、判断是⾮⒈⽤凝胶过滤法分离蛋⽩质时,总是分⼦质量⼤的蛋⽩质⾸先被洗脱下来。
中职生物化学课件第10章
NADPH
NADP++H2O
dTMP的生成
脱氧胸甘酸(dTMP)的合成是由脱氧尿甘酸 (dUMP)甲基化生成。
(四)核苷酸抗代谢物及应用
❖ 核苷酸抗代谢物是指与核苷酸合成过程的中间产物结构相似 的一些类似物。
如:嘌呤、嘧啶、氨基酸、叶酸等。 ❖ 通过竞争性抑制方式,干扰和阻断核苷酸的合成。 ❖ 应用:
临床上常用6-巯基嘌呤(6-MP)及5-氟尿嘧啶(5-FU)对 肿瘤进行化学治疗。
嘌呤核苷酸抗代谢物
抗代谢物 6-巯基嘌呤
氮杂丝氨酸 氨蝶呤 甲氨蝶呤
相似物 次黄嘌呤 谷氨酰胺
叶酸
作用
抑制IMP转变 为AMP和GMP
抑制嘌 呤核酸的合成
阻断二氢叶酸及四氢叶 酸的生成→影响一碳单 位的代谢
嘧啶核苷酸抗代谢物
转录过程示意图
转录特点
1、模板:DNA一条单链为 模板,方向:5´ →3´
3、酶:RNA聚 合酶
2、原料:NTP (N为A、G、 C、U)
4、碱基互补配对: A与U配对,T与A 配对,G与C配对
DNA复制与RNA转录的区别
复制
转录
模板 原料 聚合酶 引物 碱基配对 产物 特征
单链DNA模板 dNTP(N:A、G、C、T)
CTP。
2.嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶碱 +PRPP
磷酸嘧啶核苷+PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP 胸苷激酶 TMP +ADP
(三)脱氧核苷酸的合成
嘌呤和嘧啶脱氧核苷酸合成是在二磷酸核苷酸 (NDP)水平进行,供氢体是NADPH+H+。N代 表A、G、C、U四种碱基。
生物化学第10章 脂类代谢
课外练习题一、名词解释1、脂肪动员:贮存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油并释放入血液以供其它组织氧化利用的过程。
2、酮体:脂肪酸在肝内氧化的中间产物——乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮统称为酮体。
3、脂肪酸的β-氧化:脂肪酸氧化分解时,在脂酰基的β-碳原子上进行脱氢、加水、再脱氢和硫解的连续反应过程。
4、血脂:血浆中各种脂类物质的总称。
5、高脂血症:血脂高于正常值上限。
6、溶血磷脂:甘油磷脂的一位或二位脂酰基水解后形成的磷脂。
二、符号辨识1、ACP:酰基载体蛋白;2、BCCP:生物素羧基载体蛋白三、填空1、甘油三酯的合成包括()途径和()途径共两条途径。
2、脂肪酸β-氧化的限速酶是()。
3、脂肪酸的活化在()中进行,由()酶催化。
4、脂肪酸的β-氧化包括()、()、()和()四步连续反应。
5、酮体在()中生成,在()组织中利用。
6、酮体包括()、()和()三种物质。
7、脂肪酸合成的主要原料是(),需通过()循环由线粒体转运至细胞质。
8、脂肪酸合成的关键酶是()羧化酶;脂肪酸合成酶系催化合成的终产物主要是()。
9、脂肪酸碳链的延长可在()和()中进行。
10、人体内不能合成的不饱和脂肪酸主要是()、()和()。
11、人体内胆固醇的来源有二,即()和()。
胆固醇合成的主要原料是()。
12、胆固醇在体内可转化生成()、()激素和维生素()。
13、参与胆固醇合成的NADPH主要来自()途径;乙酰CoA来自()代谢。
14、3-磷酸甘油的来源有两种方式,即()的消化产物和葡萄糖经过()途径产生。
15、每一分子脂肪酸被活化为脂酰CoA需消耗()个高能磷酸键。
16、脂酰CoA经一次β-氧化可生成()分子乙酰CoA和比原来少()个碳原子的脂酰CoA。
17、一分子14碳长链脂酰CoA可经()次β-氧化生成()个乙酰CoA。
18、若底物脱下的[H]全部转变成A TP,则1mol软脂酸(含16C)经β-氧化途径可共生成()个A TP,或净生成()个A TP。
专科(生物化学)第10章RNA的生物合成(转录)
4.终止因子:终止因子ρ
3.酶:
RNA聚合酶(RNA-pol
DDRP)
3.RNA聚合酶
特点:
1.都以四种三磷酸核苷的底物作为原料:
NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 2.都遵循碱基配对原则: A-U,T-A,C-G,
3.RNA链的延长方向都是5’→3’的连续合成。 3.都不需要引物。
4.都缺乏3’→5’外切酶活性,所以没有校正功能。
1.原核生物的RNA聚合酶 (1)组成特点:
以E.coli为例:
只有一种RNA聚合酶,由4种亚基,其中αββ’ σ组成五聚 体(α2ββ’ σ)蛋白质。 α2ββ’ 亚基合称为核心酶,σ(singma)因子也可称为 启动因子。这5个亚基结合后称全酶。
帽 子 结 构 的 生 成
5 pppGp…
磷酸酶
5 ppGp…
Pi
pppG
帽子结构可以 ppi mRNA免遭核酸酶 的水解,并且更 5 GpppGp… 容易被蛋白质的 SAM 甲基转移酶 起始因子所识别, 从而促进蛋白质 5 m7GpppGp… 的合成。
鸟苷酸 转移酶
帽子结构和多聚A尾
(2)加尾(adding tail): 多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)
转录开始时能与RNA全酶识别、结合并启动
转录的DNA顺序(双链)
为了方便,人们将在DNA上开始转录的第一个碱
基定为+1,沿转录方向顺流而下的核苷酸序列均
用正值表示;逆流而上的核苷酸序列均用负值表
示。
结构基因
5 3 5 3 3 5 3 5
-50
-40
-30
-20
-10
1
生物化学(共45张PPT)可编辑全文
(四)、多糖类
1、来源于植物的具有一定生物活性和药理作用的多糖。
黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、麦麸多糖、黄精多糖、 昆布多糖、菊糖、褐藻多糖、波叶多糖、茶叶多糖、葡萄皮脂多 糖、麦秸半纤维素B、针裂蹄多糖、酸多糖、枸杞多糖、当归多 糖、人参多糖、地衣多糖
构成多糖的葡萄糖都是 D-型
生物化学主要是应用化学的理论和方
法来研究生命现象,阐明生命现象的
化学本质。
生物化学和化
生物化学的基本内容包括: 麦芽糖
是α-1,4、1,3、1,6还是β-1,4、1,3、1,6等连接方式。
发现和阐明构成生命物体的分子基础 是α-1,4、1,3、1,6还是β-1,4、1,3、1,6等连接方式。
发现其在生物体中的靶分子,研究这些物质与生物体靶分子的
相互作用,进一步采用化学方法改造其结构,创制具有某种特异 性质的新颖生物活性物质,探讨其结构与活性关系和作用机制; 阐明生理或病理过程的发生、发展与调控机制,揭示生命过程 的秘密,并进一步从中发展出新的诊断与治疗方法或药物。
它结合传统的天然产物化学、生物有机化学、生物无机 化学、生物化学、药物化学、晶体化学、波谱学和计算 机化学等学科的部分研究方法,从而大大拓宽了研究领 域。
五、几丁质
又称甲壳素、壳聚糖、壳多糖、甲壳质、几丁 聚糖(脱乙酰甲壳素),是构成甲壳类动物外壳 及昆虫鳞片的组成物质的结构多糖和某些真菌细 胞胞壁组成成分。其在自然界的贮存量仅次于纤 维素居于第二位。
六、其他多糖
1、半纤维素 2、琼脂
3、树胶和粘胶
4、果胶
5、藻类物地衣类多糖
2、性质 一般是与protein结合而存在于自然界,不溶于水
三、纤维素
CH2OH
O
环境生物化学 第10章 环境毒理学
环境生物化学
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第10章环境毒理学
▪ 环境毒理学的主要研究任务:
研究有毒环境污染物对人体的损害作用及其机理,探索环境污染物对 人体健康损害的早期检测指标和生物标记物,从而为制定环境卫生标准和 防治环境污染对人体健康的危害提供理论依据和措施。此外,还依据有毒 环境污染物对其它生物包括动物、植物、微生物等生物个体、种群,及生 态系统甚至在特定环境中的整个生物社会的危害,研究其损害作用及其机 理、早期损害指标及防治理论和措施。环境毒理学最终任务是保护地球生 物圈内包括人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展。
环境生物化学
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环境生物化学
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第10章环境毒理学
10.2环境有毒物质在生物体 内的转运和代谢
10.2.1有毒化学物质进入人体途径
有毒化学物质进入人体的主要途径是经口摄食、呼吸道和肺吸入和皮肤 吸收;次要的途径是直肠、生殖道以及药物注射进入。有毒物进入人体的途 径见图10-1。
环境生物化学
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第10章环境毒理学
环境生物化学
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第10章环境毒理学
10.1.2有毒化学物质
1.有毒化学物质概念
当今世界,科学技术飞速发展。商品生产给人类的物质文明不断增添光 彩。在丰富的物质世界中,化学品生产规模的扩大尤为迅速,人类的文明促 使化学品的家庭成员不断发展。据估计,人类财富的50%来源于化学品,绝 大部分化学品是低毒的(或称无毒的),它们给人类带来巨大的利益利享受。 但实践多次重复证明,少数化学品能给生态环境和人体健康带来严重危害。 由于化学品种类繁多,它们对环境及人体健康的影响要通过的大量的科学实 验才能获得证实。因此,众多的化学品究竟怎样来划分哪些是属于有毒的至 今尚无确切的定义和统一的概念。
生物化学第10章 酶的作用机理和酶的调节
别够调节可发生在底物-底物、调节物-底物、调节物-调节 物之间,可以是正协同也可以是负协同。
2.别构酶的动力学
别构酶的[S]对V0的动力学曲线不是双曲线,而是S形曲线(正协 同)或表观双曲线(负协同),二者均不符合米氏方程。
定向效应: 底物会诱导酶分子构象改变,使酶活性中心的相 关基团和底物的反应基团正确定向排列,使反应基团之间 的分子轨道以正确方向严格定位,使酶促反应易于进行。
2. 底物的形变(distortion)与诱导契合
当酶遇到其底物时,酶中某些基团或离子可以使底物分子 内敏感键中的某些基团的电子云密度增高或降低,产生“电子 张力”,使敏感键的一端更加敏感,底物分子发生形变,底物 比较接近它的过渡态,降低了反应活化能,使反应易于发生。
[S] (10-4molL-1)
(NAG)2 (NAG)3 (NAG)4 (NAG)5 (NAG)6 (NAG)8
相对水解率
0 1 8 4000 30000 30000
××
ABCDEF
NAG-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM
××
NAG-NAG-NAG
NAG-NAG-NAG-NAG NAG-NAG-NAG-NAG-NAG NAG-NAM-NAG-NAM-NAG-NAM
酶与底物给合时构象变化的示意图
3.多元催化和协同效应
在酶催化反应中,几个基元催化反应配合在一起起作用, 如:胰凝乳蛋白酶是通过Asp102, His57,Ser195组成电荷中继网 催化肽键水解,包括亲核和酸碱共同催化共同作用。
4. 活性部位微环境的影响
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蛋白质合成方向:N端→C端
其它:蛋白质因子(起始因子、 延长因子、终止因子)、GTP、 ATP、Mg2+、K+等
一、RNA在蛋白质合成中的作用
mRNA
是蛋白质生物 合成的直接模 板,以mRNA 上的遗传密码 来指导蛋白质 的生物合成。
tRNA
是运载 氨基酸 的工具
rRNA
与蛋白质 装配形成 核糖体, 是蛋白质 合成的场 所
5´端 第一位 核苷酸
U
C
A
G
U
苯丙氨酸UUU 苯丙氨酸UUC 亮氨酸UUA 亮氨酸UUG 亮氨酸CUU 亮氨酸CUC 亮氨酸CUA 亮氨酸CUG 异亮氨酸AUU 异亮氨酸AUC 异亮氨酸AUA 甲硫氨酸AUG 缬氨酸GUU 缬氨酸GUC 缬氨酸GUA 缬氨酸GUG
遗传密码表
第二位核苷酸
C
A
丝氨酸UCU 丝氨酸UCC 丝氨酸UCA 丝氨酸UCG 脯氨酸CCU 脯氨酸CCC 脯氨酸CCA 脯氨酸CCG 苏氨酸ACU 苏氨酸ACC 苏氨酸ACA 苏氨酸ACG 丙氨酸GCU 丙氨酸GCC 丙氨酸GCA 丙氨酸GCG
第1节 核酸代谢
一、核苷酸的合成代谢
核苷酸的 合成代谢
❖从头合成途径: 是指细胞利用一 碳单位、磷酸核 糖和氨基酸等基 本原料,经过一 系列复杂的酶促 反应,合成嘌呤 或嘧啶核苷酸的 过程。
❖补救合成途径: 是指细胞利用已有 的嘌呤碱或嘧啶碱 以及它们的核苷形 式,经过简单的酶 促反应,合成嘌呤 或嘧啶核苷酸的过 程
❖ 概念:以RNA为模板,合成DNA链的过程。 ❖ 逆转录酶:为多功能酶。 ❖ 逆转录过程:
(三)、DNA的损伤与修复
❖ DNA损伤: 又称点突变,是DNA分子结构改变从而导致遗传信
息的改变。 ❖ DNA的修复: 在一定条件下,DNA的损伤可通过相应的修复机制
进行修补 。如:切除修复、重组修复
三、RNA的生物合成
(一)嘌呤核苷酸的合成
1.嘌呤核苷酸的从 头合成
❖ 部位 肝(主要), 小肠黏 膜和胸腺(次要 )
❖ 合成原料 甘氨酸、天冬氨 酸、谷氨酰胺、 一碳单位、二氧 化碳和5-磷酸核 糖
❖呤核苷酸从头合成过程:
IMP的生成:
PRPP合 成酶
5—磷酸核糖+ATP
5—磷酸核糖—1—焦磷
酸
……
IMP
AMP和GMP的生成:
案例10—1
患儿,男,4岁,经常用指甲和器械划伤自己的脸部, 用牙咬破自己的口唇和手指,智力低下,并有痛风症表 现。实验室检查:患儿血尿酸增高。诊断为LeschNyhan 综合征,也称自毁容貌征。
问题:是什么原因导致患儿发生自毁容貌征?
(二)嘧啶核苷酸的合成
1.嘧啶核苷酸的从头 合成
❖ 部位 主要是在肝细胞中 进行。
(一)概念:以DNA为模板,合成RNA的过 程。
(二)原料:NTP(N代表A、G、C、U四种 碱基)。
(三)模板: DNA双链在转录中只有一条链 起模板作用,称为模板链(或有意义链), 与其互补的另一条链称为编码链(或反意 义链)
❖不对称转录
5´ DNA
3´
模板链 编码链
编码链 模板链
模板链 3´
CTP。
2.嘧啶核苷酸的补救合成
嘧啶碱 +PRPP
磷酸嘧啶核苷+PPi
尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP
胸腺嘧啶核苷 + ATP 胸苷激酶 TMP +ADP
(三)脱氧核苷酸的合成
嘌呤和嘧啶脱氧核苷酸合成是在二磷酸核苷酸 (NDP)水平进行,供氢体是NADPH+H+。N代 表A、G、C、U四种碱基。
终止 阶段
DNA复制末,RNA酶将新合成链上的引物水解, 出现的空隙由DNA聚合酶加入相应的脱氧核苷 酸。前导链和随从链上的缺口由DNA连接酶催 化进行连接,最终形成完整的DNA链
AG CTTAG CAAG C CATC G GA TC GAA
C G G TAG C C T
DNA复制过程
(二)逆转录
σ:辨认识别转录起始点。
β β´ αα
核心酶
σ β
β´
αα
全酶
(五)转录的过程
起始 阶段
RNA聚合酶的σ亚基 识别模板链上的启动 子,以全酶的形式与 之结合,该部位DNA 螺旋解开,形成局部 单链。按照碱基互补 配对原则对应上相应 的原料,原料之间通 过磷酸二酯键,当第 一个磷酸二酯键形成 成后,σ亚基从全酶 上脱落下来,完成转 录的起始。
案例10—2
患者, 男,52岁,某日饮酒后于夜间发生踝关节、 膝关节等多处关节红肿,疼痛剧烈。入院后经 实验室检查为高尿酸血症,诊断为痛风。入院 期间给予秋水仙碱等进行抗炎、止痛治疗,给 予别嘌呤醇抑制尿酸合成。
问题:用别嘌呤醇治疗痛风的机理是什么?
三、DNA的生物合成——复制
遗传信息传递的中心法则:
酪氨酸UAU 酪氨酸UAC 终止密码UAA 终止密码UAG 组氨酸CAU 组氨酸CAC 谷氨酸CAA 谷氨酸CAG 天冬氨酸AAU 天冬酰胺AAC 赖氨酸AAA 赖氨酸AAG 天冬氨酸GAU 天冬氨酸GAC 谷氨酸GAA 谷氨酸GAG
G
半胱氨酸UGU 半胱氨酸UGC 终止密码UGA 色氨酸UGG 精氨酸CGU 精氨酸CGC 精氨酸CGA 精氨酸CGG 丝氨酸AGU 丝氨酸AGC 精氨酸AGA 精氨酸AGG 甘氨酸GGU 甘氨酸GGC 甘氨酸GGA 甘氨酸GGG
3´端 第三位 核苷酸
U C A G U C A G U C A G U C A G
遗传密码的特点
方文向本性 简并性 摆动性 连续性
通用性
模板mRNA
密码子阅读方向
5´ A U G C C A U C U G G C A U C-----------C U C U A A
Met N
Pro Ser 蛋白质多肽链
❖复制的过程
起始 阶段
在拓扑异构酶、解链酶及单链DNA结合蛋白和 蛋白因子的参与下,DNA双螺旋解开形成单链。 引物酶利用模板DNA单链,合成一段RNA引物。
延长 阶段
DNA聚合酶利用4种dNTP原料,在RNA引物的3´-
OH端按照碱基互补配对逐步加入脱氧核苷酸,通 过磷酸二酯键连接形成新链,新链沿5´→3´不断 延长合成一条前导链和一条随从链。
抗代谢物 5-氟尿嘧啶
氮杂丝氨酸
氨蝶呤 甲氨蝶呤
相似物 胸腺嘧啶 谷氨酰胺
作用 阻断嘧啶核苷酸的合 成
抑制CTP的合成
叶酸
干扰一碳单位的代谢, 影响嘧啶核苷酸合成
二、核苷酸的分解代谢
(一)嘌呤核苷酸的分解代谢 ❖嘌呤碱代谢的终产物是尿酸,随尿排出。 ❖痛风症:
过多尿酸以钠盐形式沉积于关节、软组织和 软骨等处,发生尿酸盐结石及炎症反应。 ❖治疗:别嘌呤醇 (二)嘧啶核苷酸的分解代谢 ❖胞嘧啶→尿嘧啶→ β-丙氨酸、NH3和CO2 ❖胸腺嘧啶→ β-氨基异丁酸、NH3和CO2
延长 阶段
σ亚基脱落后,核心酶 沿着DNA模板链3´→5´ 方向移动,使DNA双链 解链,同时催化4种 NTP按模板链互补( T 与A 、A与U和G与C)的 核苷酸序列逐个连接, 使RNA按5´→3´方向不 对延伸,合成RNA链。
终止 阶段
当核心酶沿着DNA 模板链3´→5´方向 移动到终止信号时, 转录结束。新合成 的RNA链及RNA聚 合酶便从模板链上 脱落下来。
碱基互 A与T配对,G与C配对 补配对
❖参与复制的酶和蛋白质因子
酶 拓扑异构酶
解链酶 引物酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 单链DNA结合蛋白
作用
松解、理顺DNA超螺旋。
解开DNA双链之间的氢键,形成单链DNA模板。
以单链DNA为模板,合成RNA引物,以提供3´-OH。 DNA复制终止阶段,催化DNA分子上的片段缺口 之间形成磷酸二酯键。 以单链DNA为模板,以dNTP作为原料,按碱基配 对原则,催化DNA新链的合成。 能结合在DNA单链上,具有保护和稳定DNA模板 单链的作用
临床上常用6-巯基嘌呤(6-MP)及5-氟尿嘧啶(5-FU)对 肿瘤进行化学治疗。
嘌呤核苷酸抗代谢物
抗代谢物 6-巯基嘌呤
氮杂丝氨酸 氨蝶呤 甲氨蝶呤
相似物 次黄嘌呤 谷氨酰胺
叶酸
作用
抑制IMP转变 为AMP和GMP
抑制嘌 呤核酸的合成
阻断二氢叶酸及四氢叶 酸的生成→影响一碳单 位的代谢
嘧啶核苷酸抗代谢物
DNA聚合酶 需要合成一段RNA引物
A与T、G与C DNA分子
半保留复制
单链DNA模板 NTP(N:A、G、C、U)
RNA聚合酶 不需要引物 A与U、A与T、G与C
三种RNA 不对称转录
第2节 蛋白质的生物合成
蛋白质合成体系
三种RNA共同参与
场所:核糖体
方向: 沿模板5´→3´ 进行
合成体系
基本原料:20Leu 终止密码
C
肽链合成方向
mRNA上的遗传密码指导合成蛋白质多肽链
(二)tRNA
mRNA
5´
UCA
3´
1 23
3 21
AGU
C 5´ C A 3´
丝氨酸
反密码子与密码子之间的配对
(三)rRNA
由大小两个亚基组成
大亚基 有转肽酶活性和两
个 tRNA 结合部位
小亚基
5´ 编码链
不对称转录: ❖ 只以DNA单链的某一区段作为模板进行转录。 ❖ 模板链不是永远都在同一条DNA单链上。
(四)RNA聚合酶
原核生物RNA聚合酶是由四种亚基α2、β、β′和σ组 成的五聚体,其中σ亚基能辨认转录的起始位点,脱 离了σ亚基后的四聚体(α2ββ′)称为核心酶,能催 化RNA链的延长。