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1、生物化学（一）生物化学（一）氨基酸、蛋白质和酶氨基酸、蛋白质和酶竞赛生物化学考什么蛋白质（氨基酸、酶）核酸（中心法则）糖类（糖代谢）脂质维生素激素生物化学怎么学 1 1、选一份好的教材、选一份好的教材 2 2、做一份好的笔记、做一份好的笔记 3 3、在在联系联系和和比较比较中学习中学习 4 4、多做题，勤查书、多做题，勤查书预科：几个有机化学术语（1）苯环（芳香环）羟基羟基 OH 羰基羰基 C=O甲基甲基 CH3氨基氨基 NH2预科：几个有机化学术语（2）单键一个短横（-)双键两个短横（=）叁键 第一部分第一部分 蛋白质蛋白质生命是蛋白体的存在形式恩格斯反杜林论蛋白质由氨基酸蛋白质由氨基酸(A
2、A)组成组成研究蛋白质必先研究氨基酸研究蛋白质必先研究氨基酸蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸 22 22种种中学讲了中学讲了2020种种 另两种：另两种：含硒半胱氨酸含硒半胱氨酸吡咯赖氨酸吡咯赖氨酸但氨基酸总共有八十多但氨基酸总共有八十多种种人体内其它的重要氨基人体内其它的重要氨基酸酸 鸟氨酸鸟氨酸 (O R N)(O R N)瓜氨酸瓜氨酸（C I T)C I T)氨基酸（重点）氨基酸分类 氨基酸的酸碱性质氨基酸的酸碱性质 氨基酸的化学反应 氨基酸混合物的分离知识点氨基酸：氨基酸：是蛋白质的构件分子，具有酸碱性质、手性、聚 合能力、特定的侧链结构及多样的化学反应；兼性离子：兼性离子：指氨基酸分子含有一
3、个正电荷和一个负电荷的形式。在氨基酸晶体中或中性水溶液中以兼性离子形式存在；氨基酸类别（1）蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸（20种）酸性氨基酸酸性氨基酸天冬氨酸ASP谷氨酸 GLU碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸LYS组氨酸HIS精氨酸ARG中性氨基酸中性氨基酸极性氨基酸非极性氨基酸（贾府携一本亮色饼干）丝氨酸SER苏氨酸THR半胱氨酸CYS酪氨酸 TYR天冬酰氨ASN谷氨酰胺GLU甘氨酸GLN丙氨酸ALA亮氨酸LEU异亮氨酸ILE苯丙氨酸PHE甲硫氨酸MET色氨酸TRP脯氨酸PRO颉氨酸VAL氨基酸的类别（2）含苯环的氨基酸(芳香族氨基酸）酪氨酸Tyr苯丙氨酸Phe色氨酸Trp苯环对应着280MM处最大
4、的紫外吸收，以色氨酸（TRP）最强【例题 2010年决赛】1414在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸?(1?(1分分)A A丙氨酸丙氨酸 B B丝氨酸丝氨酸 C C色氨酸色氨酸 D D亮氨酸亮氨酸【例题 2010年决赛】1414在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸在氨基酸的分类中，下面哪一个氨基酸属于芳香族氨基酸?(1?(1分分)A A丙氨酸丙氨酸 B B丝氨酸丝氨酸 C C色氨酸色氨酸 D D亮氨酸亮氨酸答案C（很多书上不把色氨酸当成芳香族氨基酸，有的人2010年就吃了大亏）氨基酸的两性氨基酸有羧基和氨基羧基有酸
5、性氨基有碱性$#%&*。氨基酸的等电点氨基酸的等电点（难点难点）等电点就是水溶液的一个PH值，在这个PH值下氨基酸呈中性等电点的计算原理很复杂原理很复杂 记忆不难记忆不难等电点的计算氨基氨基酸有酸有两个两个或三或三个个PKA，分，分别是别是 pka1 Pka2 pka3酸性氨基酸（谷酸性氨基酸（谷GLUGLU、天冬、天冬ASP):ASP):两个低的相加除以二两个低的相加除以二 碱性氨基酸（赖碱性氨基酸（赖LYSLYS、精、精ARGARG、组、组HIS)HIS)两个高的之和除以二两个高的之和除以二 中性氨基酸中性氨基酸 半胱半胱 CYS CYS和酪和酪TYRTYR是两个低的之和除以是两个低的之和
6、除以二二 其他都只有两个其他都只有两个PKAPKA，相加除以二，相加除以二几个有特色的氨基酸含硫氨基酸甲硫MET半胱氨酸CYS没有手性的氨基酸甘氨酸GLN特殊基团精ARG胍基酪TYR酚基组HIS咪唑基色TRP吲哚不同的基团分别对应不同的基团分别对应不同的检测方法！不同的检测方法！氨基酸的化学反应成肽（脱水缩合）茚三酮（指纹分析）茚三酮会把氨基酸染成蓝紫色（579mm）但是脯氨酸（PRO）是黄色（440mm）肽键高中内容我就不讲了肽键不是肽平面！肽键不是单键一般都是反式肽键肽键有极性！双缩脲试剂无法检验单个的肽键鹅肌肽尿素两种活性寡肽谷胱甘肽（GSH）还原剂，可抗衰老还原剂，可抗衰老 鹅膏蕈碱鹅
7、膏蕈碱 剧毒！抑制转录剧毒！抑制转录蛋白质的结构蛋白质的结构一级结构二级结构三级结构四级结构 蛋白质的一级蛋白质的一级结构结构蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(Primary structure)包括：包括：(1)组成蛋白质的多肽链数目.(2)多肽链的氨基酸顺序，(3)多肽链内或链间二硫键的数目和位置。其中最重要的是多肽链的氨基酸顺序，它是蛋白质生物功能的基础。蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构有多种，常见的主要是螺旋螺旋 折叠折叠 转角转角 自由回转自由回转 在-螺旋中肽平面的键长和键角一定,肽键的原子排列呈反式构型,相邻的肽平面构成两面角.多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺
8、旋一周，沿轴上升的距离即螺距为0.54nm,含个氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离0.15nm.肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的-CO基与第四个氨基酸残基酰胺基团的-NH基形成氢键。蛋白质分子为右手-螺旋。左手和右手螺旋左手和右手螺旋左手旋和右手旋在生化中有很多螺旋，注意区分“左手”和“右手”螺旋左手和右手螺旋左手和右手螺旋 （2）-折叠 -折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿桩折叠构象。在-折叠中，nm.-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。-折叠有两种类型。一种
9、为平行式，即所有肽链的N-端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反。尽管以反平行为主，尽管以反平行为主，但也有正平行但也有正平行（3）-转角转角在-转角部分，由四个氨基酸残基组成.四个形成转角的残基中，第三个一般均为甘氨酸（GLN）或脯氨酸（PRO)残基弯曲处的第一个氨基酸残基的-C=O 和第四个残基的 N-H 之间形成氢键，形成一个不很稳定的环状结构。这类结构主要存在于球状蛋白分子中。（）自由回转（）自由回转没有一定规律的松散肽链结构，但仍是紧密有序的稳定结构，通过主链间及主链与侧链间氢键维持其构象不同的蛋白质，自由回转的数量和形式各不相同分两类：紧密环 连接条带2 2蛋白质
10、的三级结构蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。括主链和侧链构象在内的特征三维结构。维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等是。尤其疏水键，在蛋白离子键和范德华力等是。尤其疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。质三级结构中起着重要作用。需要说明的是蛋白质的三级结构是由一级结构需要说明的
11、是蛋白质的三级结构是由一级结构确定的确定的3,3,蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(Quaternary Structure)是指由多条各自具有一、二、是指由多条各自具有一、二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。关系。维持亚基之间的化学键主要是疏水力。维持亚基之间的化学键主要是疏水力。由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白；寡聚蛋白；例题（易错题）例题
12、（易错题）胰岛素由两条肽链组成，那么胰岛素有木有四级结构例题（易错题）例题（易错题）胰岛素由两条肽链组成，那么胰岛素有木有四级结构答案（没。）解析：胰岛素由两条肽链组成，但是两条肽链由三个-s-s-（二硫键）连接。二硫键是共价键！蛋白质各级结构的作用力肽键二硫键疏水键离子键范德华力 氢键一级+二级_ _ _ _+三级_+四级_+（1)1)离子键离子键生生物物大大分分子子表表面面的的带带电电基基团团可可以以与与药药物物或或底底物物分分子子的的带带电电基基团团形形成成离离子子键键。这种键可以解离。这种键可以解离。2)2)，氢键，氢键氢键的形成氢键的形成 氢键是由两个负电性原子对氢原子氢键是由两个负
13、电性原子对氢原子的静电引力所形成，是一种特殊形式的偶极的静电引力所形成，是一种特殊形式的偶极偶极键。它是质子给予体偶极键。它是质子给予体X-HX-H和质子接受体和质子接受体Y Y之之间的一种特殊类型的相互作用。间的一种特殊类型的相互作用。氢键的大小和方向氢键的大小和方向 氢键的键能比共价键弱，比氢键的键能比共价键弱，比范德华力强，在生物体系中为范德华力强，在生物体系中为33.4kj/mol(2-33.4kj/mol(2-8kcal/mol)8kcal/mol)。键长为，比共价键短。氢键的。键长为，比共价键短。氢键的方向用键角表示，是指方向用键角表示，是指X XH H与与H HY Y之间的夹角，
14、之间的夹角，一般为一般为180180 250250。3).3).范德华力范德华力这这是是一一种种普普遍遍存存在在的的作作用用力力，是是一一个个原原子子的的原原子子核核吸吸引引另另一一个个原原子子外外围围电电子子所所产产生生的的作作用用力力。它是一种比较弱的、非特异性的作用力。它是一种比较弱的、非特异性的作用力。这这种种作作用用力力非非常常依依赖赖原原子子间间的的距距离离，当当相相互互靠靠近近到到大大约约0.6nm(40.6nm(46A6A)时时，这这种种力力就就表表现现出较大的集合性质。出较大的集合性质。范范德德华华力力包包括括引引力力和和排排斥斥力力，其其中中作作用用势势能能与与1/R1/R
15、6 6成成正正比比的的三三种种作作用用力力（静静电电力力、诱诱导导力力和和色散力）通称为范德华引力。色散力）通称为范德华引力。4),4),疏水作用疏水作用疏水作用是指极性基团间的静电疏水作用是指极性基团间的静电力和氢键使极性基团倾向于聚集力和氢键使极性基团倾向于聚集在一起，因而排斥疏水基团，使在一起，因而排斥疏水基团，使疏水基团相互聚集所产生的能量疏水基团相互聚集所产生的能量效应和熵效应。效应和熵效应。蛋白质和酶的表面通常具有极性蛋白质和酶的表面通常具有极性链或区域，这是由构成它们的氨链或区域，这是由构成它们的氨基酸侧链上的烷基链或苯环在空基酸侧链上的烷基链或苯环在空间上相互接近时形成的。间上
16、相互接近时形成的。高分子的蛋白质可形成分子内疏高分子的蛋白质可形成分子内疏水链、疏水腔或疏水缝隙，可以水链、疏水腔或疏水缝隙，可以稳定生物大分子的高级结构。稳定生物大分子的高级结构。蛋白质电泳蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也有等电点。在等电点时有等电点。在等电点时(Isoelectric point(Isoelectric point pI)pI)，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移动。动。在不同的在不同的pHpH环境下，蛋白质的电学性质不同。环境下，蛋白质的电学性质不同。在等电点偏酸性溶液中，蛋白质粒子带负电在等电点
17、偏酸性溶液中，蛋白质粒子带负电荷，在电场中向正极移动；在等电点偏碱性荷，在电场中向正极移动；在等电点偏碱性溶液中，蛋白质粒子带正电荷，在电场中向溶液中，蛋白质粒子带正电荷，在电场中向负极移动。这种现象称为蛋白质电泳负极移动。这种现象称为蛋白质电泳(Electrophoresis)(Electrophoresis)。蛋白质的沉淀在温和条件下，通过改变溶液的在温和条件下，通过改变溶液的pHpH或电荷状或电荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液，在适当
18、的条件下，可以重新溶解形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性沉淀。所以这种沉淀又称为非变性沉淀。可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法。如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法。蛋白质的变性蛋白质的变性变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。引起变性的主要因素是热、随着不可逆沉淀。引起变性的主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以
19、及强酸和强碱等。紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。几种重要的蛋白质血红蛋白免疫球蛋白胶原蛋白血红蛋白血红蛋白血红蛋白是血红蛋白是脊椎动物脊椎动物红细胞主要组成部分，红细胞主要组成部分，它的主要功能是运输氧和二氧化碳。它的主要功能是运输氧和二氧化碳。（不仅有血红蛋白，还有血蓝蛋白）（不仅有血红蛋白，还有血蓝蛋白）血红蛋白中，血红素血红蛋白中，血红素FeFe原子的第六配价键可以原子的第六配价键可以与不同的分子结合：无氧存在时，与水结合，与不同的分子结合：无氧存在时，与水结合，生成去氧血红蛋白生成去氧血红蛋白(Hb)(Hb)；有氧存在时，能够与；有氧存在时，能够与氧结合形成氧合血红蛋白氧结合形成氧
20、合血红蛋白(HbO(HbO2 2)。血红蛋白与氧的结合不牢固，容易离解。血红蛋白与氧的结合不牢固，容易离解。HbOHbO2 2 的形成和离解受氧的分压和的形成和离解受氧的分压和pHpH等因素的影响，等因素的影响，氧的分压和氧的分压和pHpH较高时，有利于血红蛋白与氧的较高时，有利于血红蛋白与氧的结合，反之，则有利于离解。结合，反之，则有利于离解。煤气中毒的机制煤气中毒的机制一氧化碳（一氧化碳（COCO）也能与血红素）也能与血红素FeFe原子结原子结合。由于合。由于COCO与血红蛋白结合的能力是与血红蛋白结合的能力是O O2 2的的200200倍，因此，人体吸入少量的倍，因此，人体吸入少量的CO
21、CO即可完即可完全抑制血红蛋白与全抑制血红蛋白与O O2 2的结合，从而造成缺的结合，从而造成缺氧死亡。急救方法是尽快将病人转移到氧死亡。急救方法是尽快将病人转移到富含富含O O2 2的环境中（如新鲜空气、纯氧气或的环境中（如新鲜空气、纯氧气或高压氧气），使与血红素结合的高压氧气），使与血红素结合的COCO被被O O2 2置置换出来。换出来。免疫球蛋白的结构（免疫球蛋白的结构（Y形）形）抗原抗原某些低分子量的物质可以与抗体结合，某些低分子量的物质可以与抗体结合，但它们本身不能刺激抗体的产生。但它们本身不能刺激抗体的产生。几乎所有外来的蛋白质都是抗原，并且几乎所有外来的蛋白质都是抗原，并且每种蛋
22、白质都能诱导特异抗体的产生。每种蛋白质都能诱导特异抗体的产生。一个人得体内在任一个给定时刻大约有一个人得体内在任一个给定时刻大约有1000010000种抗体存在。种抗体存在。抗体的特点抗体的特点抗抗体体具具有有两两个个最最显显著著的的特特点点，一一是是高高度度特异性，二是多样性。特异性，二是多样性。高高度度特特异异性性就就是是一一种种抗抗体体一一般般只只能能与与引引起起它它产产生生的的相相应应抗抗原原发发生生反反应应。抗抗原原抗抗体体复复合合物物往往往往是是不不溶溶的的，因因此此常常从从溶溶液液中中沉沉淀淀出出来来，此此即即“沉沉淀淀反反应应”。在在体体外外，沉沉淀淀反反应应已已被被广广泛泛用
23、用于于研研究究抗抗原原抗抗体体反反应应，并并成成为为免免疫疫学学的的基基础础。多多样样性性就就是是它它们们可可以以和和成成千千上上万万的的各各种种抗抗原原(天然的和人工的天然的和人工的)起反应。起反应。胶原蛋白 胶原蛋白或称胶原胶原蛋白或称胶原(collagen)(collagen)是很是很多脊椎动物和无脊椎动物体内含量最多脊椎动物和无脊椎动物体内含量最丰富的蛋白质，它也属于结构蛋白质，丰富的蛋白质，它也属于结构蛋白质，使骨、腱、软骨和皮肤具有机械强度。使骨、腱、软骨和皮肤具有机械强度。胶原蛋白至少包括四种类型，称胶原胶原蛋白至少包括四种类型，称胶原蛋白蛋白I I、H H、HIHI和和IVIV
24、。胶原蛋白吃下去以后很难消化。胶原蛋白吃下去以后很难消化。这是什么？这是什么？毛发酱油（我也觉得很恶心。）毛发酱油（我也觉得很恶心。）三鹿奶粉为什么要加三聚氰胺？三聚氰胺（C6H6N6)的分子中氮含量很高蛋白质含量的测定蛋白质含量的测定凯氏定氮法凯氏定氮法双羧脲法：样品量双羧脲法：样品量Folin-LowryFolin-Lowry法：在碱性条件下磷钼法：在碱性条件下磷钼酸、磷钨酸混合试剂与酪氨酸上的酚酸、磷钨酸混合试剂与酪氨酸上的酚发生反应，生成蓝色化合物，将其与发生反应，生成蓝色化合物，将其与双羧脲法结合起来，蛋白质形成两种双羧脲法结合起来，蛋白质形成两种颜色的混合物老绿色，在颜色的混合物老
25、绿色，在650nm650nm具有特具有特定的吸收。灵敏度较高定的吸收。灵敏度较高2525 g-g-250250 g/ml.g/ml.考马斯亮蓝法（考马斯亮蓝法（考马斯亮蓝法（考马斯亮蓝法（BradfordBradfordBradfordBradford法）法）法）法）考马斯亮蓝考马斯亮蓝考马斯亮蓝考马斯亮蓝G250G250G250G250是一种带有负电荷的染料，在酸是一种带有负电荷的染料，在酸是一种带有负电荷的染料，在酸是一种带有负电荷的染料，在酸性条件下，可与蛋白质上的正电荷结合，形成蓝性条件下，可与蛋白质上的正电荷结合，形成蓝性条件下，可与蛋白质上的正电荷结合，形成蓝性条件下，可与蛋白质上
26、的正电荷结合，形成蓝色化合物，在色化合物，在色化合物，在色化合物，在595595595595nmnmnmnm具有特定吸收，反应简便、具有特定吸收，反应简便、具有特定吸收，反应简便、具有特定吸收，反应简便、快速、灵敏度高，快速、灵敏度高，快速、灵敏度高，快速、灵敏度高，5-50 5-50 5-50 5-50 g/ml.g/ml.g/ml.g/ml.紫外吸收法紫外吸收法 由于核酸在由于核酸在260nm260nm具有光吸收，对测具有光吸收，对测定干扰较大，可采用定干扰较大，可采用280nm280nm、260nm260nm同同测法。测法。酶学.酶的概念 酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性
27、的特殊蛋白质（？）。简单说，酶是一类由活性细胞产生的生物催化剂酶单成份酶：脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。双成份酶酶蛋白辅因子（简单蛋白质）（结合蛋白质）（apoenzyme）（cofacter)辅酶（coenzyme)辅基(prosthetic group)全酶(holoenzyme）=酶蛋白+辅因子2.酶的组成核酶核酶主要组分是RNA但并不是说有RNA的酶都是核酶特殊的含RNA的酶它也是核酶（2010年初赛试题）其他：端粒酶其他：端粒酶哲学问题：先有蛋or先有鸡答案：先有蛋生物学上类似的问题：先有蛋白质or先有核酸酶的进化完全由RNA构成的酶以RNA为主，蛋白质为辅的酶以蛋白质为主，R
28、NA为辅的酶含辅酶or辅基的酶全部由蛋白质组成的酶1、酶的辅因子（暂时不用记！讲糖暂时不用记！讲糖代谢和核酸的时候有几个很重要！代谢和核酸的时候有几个很重要！）！）p酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分，其主要作用是作为电子、原子或某些基团的载体参与反应并促进整个催化过程。(1)传递电子体：如传递电子体：如 卟啉铁、卟啉铁、铁硫簇；铁硫簇；(2)(2)传递氢（递氢体）：如传递氢（递氢体）：如 FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、硫辛酸；、硫辛酸；(3)(3)传递酰基体：如传递酰基体：如 C0A、TPP、硫辛酸；、硫辛酸；(4)(4)传递一碳基团：如传递一碳基团：如 四氢叶酸；四
29、氢叶酸；(5)(5)传递磷酸基：如传递磷酸基：如 ATP，GTP；(6)(6)其它作用：其它作用：转氨基，如转氨基，如 VB6；传递传递COCO2 2，如，如 生物素生物素。2.2.酶的分类酶的分类氧化氧化-还原酶催化氧化还原酶催化氧化-还原反应。还原反应。主要包括脱氢酶主要包括脱氢酶(dehydrogenase)(dehydrogenase)和氧化酶和氧化酶(Oxidase)(Oxidase)。反应通式：反应通式：AHAH2 2+B+B A+BH A+BH2 2如，乳酸如，乳酸(Lactate)(Lactate)脱氢酶脱氢酶(EC(EC）催化乳酸的脱氢反应。）催化乳酸的脱氢反应。()氧化氧化
30、-还原酶还原酶 OxidoreductaseOxidoreductase2.2.酶的分类酶的分类转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子转移酶催化基团转移反应，即将一个底物分子的基团或原子转移到另一个底物的分子上。的基团或原子转移到另一个底物的分子上。例如，例如，谷丙转氨酶谷丙转氨酶(EC2.6.1.2)催化的氨基转移催化的氨基转移反应。反应。反应通式：反应通式：AR+BAR+BA+BRA+BR()转移酶转移酶 TransferaseTransferase2.2.酶的分类酶的分类水解酶催化底物的加水分解反应。水解酶催化底物的加水分解反应。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。主要包括淀粉酶、
31、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。例如，脂肪酶例如，脂肪酶(Lipase)(Lipase)催化的脂的水解反应：催化的脂的水解反应：()水解酶水解酶 hydrolasehydrolase2.2.酶的分类酶的分类裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或裂合酶催化从底物分子中移去一个基团或原子形成双键的反应及其逆反应。原子形成双键的反应及其逆反应。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。主要包括醛缩酶、水化酶及脱氨酶等。反应通式：反应通式：例如，例如，延胡索酸水合酶催化的反应。延胡索酸水合酶催化的反应。(4)(4)裂合酶裂合酶 LyaseLyase2.2.酶的分类酶的分类异构酶催化各种同分异构体的相互转化，异构酶催化各
32、种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。即底物分子内基团或原子的重排过程。反应通式：反应通式：例如，例如，6-磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。（）(5)(5)异构酶异构酶 IsomeraseIsomerase2.2.酶的分类酶的分类合成酶，又称为连接酶，能够催化合成酶，又称为连接酶，能够催化C-CC-C、C-OC-O、C-N C-N 以及以及C-S C-S 键的形成反应。这类反应必须与键的形成反应。这类反应必须与ATPATP分解反应相互偶联。分解反应相互偶联。A+B+ATP+H-O-H=A A+B+ATP+H-O-H=A B+ADP+Pi B+ADP+
33、Pi 例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。例如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸丙酮酸 +COCO2 2 草酰乙酸草酰乙酸(6)(6)合成酶合成酶 Ligase or SynthetaseLigase or Synthetase酶分子中促使底物发生化学酶分子中促使底物发生化学变化的部位称为催化部位变化的部位称为催化部位。通常将酶的结合部位和催化通常将酶的结合部位和催化部位总称为酶的活性部位或部位总称为酶的活性部位或活性中心。活性中心。结合部位决定酶的专一性，结合部位决定酶的专一性，催化部位决定酶所催化反应催化部位决定酶所催化反应的性质。的性质。催化部位催化部位 catalytic sitecataly
34、tic site酶的“中心”活性中心（战斗部队）结合基团（诱饵）催化基团（主力军）活性中心外必须基团（后勤部队）木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶是改造后的胰蛋白酶1.酶催化作用的本质：降低反应活化能2.酶催化作用的中间产（络合）物学说在酶催化的反应中，第一步是酶与底物形成酶底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。E +S =E-S P +E许多实验事实证明了ES复合物的存在。ES复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。四、酶作用的机制四、酶作用的机制3.酶与底物结合形成中间络合物的方式（理论）(1)锁钥假说(lock and key hypothesis)：认为整个酶
35、分子的天然构象是具有刚性结构的，酶表面具有特定的形状。酶与底物的结合如同一把钥匙对一把锁一样(2)诱导契合假说（inducedfit hypothesis):该学说认为酶表面并没有一种与底物互补的固定形状，而只是由于底物的诱导才形成了互补形状.4.使酶具有高效催化的因素(1)临近定向效应：l在酶促反应中，底物分子结合到酶的活性中心，一方面底物在酶活性中心的有效浓度大大增加，有利于提高反应速度；l另一方面，由于活性中心的立体结构和相关基团的诱导和定向作用，使底物分子中参与反应的基团相互接近，并被严格定向定位，使酶促反应具有高效率和专一性特点。(2)“张力”和“形变”：l底物与酶结合诱导酶的分子构
36、象变化，变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生“张力”甚至“形变”，从而促使酶底物中间产物进入过渡态。米氏方程1913年，德国化学家Michaelis和Menten根据中间产物学说对酶促反映的动力学进行研究，推导出了表示整个反应中底物浓度和反应速度关系的著名公式，称为米氏方程。K Km m 米氏常数米氏常数V Vmax max 最大反应速度最大反应速度例题有关米氏常数米氏常数的单位是（）【2011年初赛题】A.、mol/LBmlCmolDmol/s例题有关米氏常数米氏常数的单位是（）【2011年初赛题】A.、mol/LBmlCmolDmol/s解答：米氏常数是“当反应速度等于最大反应速度一半时,
37、即V=1/2Vmax,Km=S”因此它是浓度,选A 抑制剂对酶反应的影响有些物质能与酶分子上某些必须基团结合（作用),使酶的活性中心的化学性质发生改变，导致酶活力下降或丧失，这种现象称为酶的抑制作用。能够引起酶的抑制作用的化合物则称为抑制剂（inhibitor)。酶的抑制剂一般具备两个方面的特点：a.在化学结构上与被抑制的底物分子或底物的过渡状态相似。b.能够与酶的活性中心以非共价或共价的方式形成比较稳定的复合体或结合物。p抑制作用的类型：抑制作用的类型：(1)(1)不可逆抑制作用：不可逆抑制作用：抑制剂与酶反应中心的活抑制剂与酶反应中心的活性基团以共价形式结合，性基团以共价形式结合，引起酶的
38、永久性失活。如引起酶的永久性失活。如有机磷毒剂二异丙基氟磷有机磷毒剂二异丙基氟磷酸酯。酸酯。（例：农药的进化、砒霜杀（例：农药的进化、砒霜杀人）人）(2)可逆抑制作用：抑制剂与酶蛋白以非共价方式结合，引起酶活性暂时性丧失。抑制剂可以通过透析等方法被除去，并且能部分或全部恢复酶的活性。根椐抑制剂与酶结合的情况，又可以分为三类：I.竞争性抑制：某些抑制剂的化学结构与底物相似，因而能与底物竟争与酶活性中心结合。当抑制剂与活性中心结合后，底物被排斥在反应中心之外，其结果是酶促反应被抑制了。竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物的竞争能力来消除。竞争性抑制可用下式表示：有反竞争性抑制剂存在时，有
39、反竞争性抑制剂存在时，KmKm和和V V值均减小值均减小(1+I/Ki)(1+I/Ki)倍，且倍，且都随都随II的增高而降低的增高而降低。III.反竞争性抑制：l酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，引起酶活性下降。l反竞争性抑制可用下式表示：l反竞争性抑制作用的速度方程：5.温度对酶反应的影响一方面是温度升高,酶促反应速度加快。另一方面,温度升高,酶的高级结构将发生变化或变性，导致酶活性降低甚至丧失。因此大多数酶都有一个最适温度。在最适温度条件下,反应速度最大。（例：淀粉酶、taq酶）最适温度6.pH对酶反应的影响在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。7.酶的别构（
40、变构）效应：由于效应物的存在，而引起酶的结构（构象）变化。别构酶(Allosteric enzyme)的特点：一般是寡聚酶，由多亚基组成，包括催化部位和调节（别构）部位；具有别构效应。指酶和一个配体（底物，调节物）结合后可以影响酶和另一个配体（底物）的结合能力。相同（均为底物）：同促效应（相同（均为底物）：同促效应（homotropic effecthomotropic effect）不同（效应调节物）：异促效应不同（效应调节物）：异促效应（heterotropic effectheterotropic effect）根据配体结合根据配体结合后对后继配后对后继配体的影响体的影响根据配体性质根据
41、配体性质正协同效应正协同效应（positive cooperative effectpositive cooperative effect）负协同效应负协同效应（negative cooperative effectnegative cooperative effect）动力学特点：不符合米曼方程双曲线。8.固定化酶固定化酶是通过吸附、耦联、交联和包埋等物理或化学的方法把酶连接到某种载体上，做成仍具有酶催化活性的水不溶性酶。作用特点：稳定性提高，易分离，可反复使用，提高操作的机械强度。（详情参阅选修一）生物化学生物化学 习习 题题天然蛋白质中不存在的氨基酸是（）A、半胱氨酸B、瓜氨酸C、丝氨酸
42、D、蛋氨酸天然蛋白质中不存在的氨基酸是（B）A、半胱氨酸B、瓜氨酸C、丝氨酸D、蛋氨酸形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个-碳原子处于()A、不断绕动状态B、可以相对自由旋转C、同一平面D、随不同外界环境而变化的状态形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个-碳原子处于(C)A、不断绕动状态B、可以相对自由旋转C、同一平面D、随不同外界环境而变化的状态谷氨酸的pK1(-COOH)为，pK2(-N+H3)为，pK3r(-COOH)为，其pI是（）A、4.25B、3.22C、6.96D、5.93谷氨酸的pK1(-COOH)为，p
43、K2(-N+H3)为，pK3r(-COOH)为，其pI是（B）A、4.25B、3.22C、6.96D、5.93蛋白质变性过程中与下列哪项无关（）A、理化因素致使氢键破坏B、疏水作用破坏C、蛋白质空间结构破坏D、蛋白质一级结构破坏，分子量变小蛋白质变性过程中与下列哪项无关（D）A、理化因素致使氢键破坏B、疏水作用破坏C、蛋白质空间结构破坏D、蛋白质一级结构破坏，分子量变小蛋白质中多肽链形成-螺旋时，主要靠哪种次级键维持（）A、疏水键B、肽键C、氢键D、二硫键蛋白质中多肽链形成-螺旋时，主要靠哪种次级键维持（C）A、疏水键B、肽键C、氢键D、二硫键有关亚基的描述，哪一项不恰当（）A、每种亚基都有各自的三维结构B、亚基内除肽键外还可能会有其它共价键存在C、一个亚基（单位）只含有一条多肽链D、亚基单位独立存在时具备原有生物活性氨基酸与蛋白质共有的特性是：A.胶体性质B沉淀反应C两性性质D双缩脲反应氨基酸与蛋白质共有的特性是：CA.胶体性质B沉淀反应C两性性质D双缩脲反应