1、99-10 年 生 物 化 学 真 题 问 答 题 汇 总2010 年 生 物 化 学 问 答 题三 、 简 答 题1、 辅 基 和 辅 酶 有 何 不 同 , 请 写 出 三 种 维 生 素 与 辅 酶 的 关 系 。 这 些 辅 酶 在 代 谢 中 的 应 用 。答 : 根 据 酶 催 化 反 应 最 适 条 件 的 要 求 , 原 则 上 在 酶 测 定 体 系 中 应 加 入 一 定 量 的 辅 助 因 子 。 辅 助 因 子 ( cofactors) 是指 酶 的 活 性 所 需 要 的 一 种 非 蛋 白 质 成 分 , 包 括 辅 酶 、 辅 基 和 金 属 离 子 激 活 剂
2、。 与 酶 紧 密 结 合 的 辅 因 子 称 为 辅 基 ; 不含 辅 基 的 酶 蛋 白 称 为 脱 辅 基 酶 蛋 白 ( apoenzyme) , 没 有 催 化 活 性 , 必 须 加 入 足 量 辅 基 , 和 它 结 合 成 为 全 酶( holoenzyme) , 才 有 催 化 活 性 。 脱 辅 基 酶 蛋 白 与 辅 基 孵 育 一 段 时 间 后 , 酶 活 性 才 会 恢 复 , 因 此 , 往 往 需 要 样 品 与 试 剂中 的 辅 基 先 预 孵 育 的 过 程 。 辅 基 的 用 量 往 往 较 少 。 与 酶 蛋 白 结 合 很 松 弛 , 用 透 析 和
3、其 它 方 法 很 易 将 它 们 与 酶 分 开 的 称 为 辅 酶 ( Coenzyme) 。 辅 酶 尽 管 不 同 于 酶 的底 物 , 但 在 作 用 方 式 上 和 底 物 类 似 , 在 酶 反 应 过 程 中 与 酶 结 合 、 分 离 及 反 复 循 环 。 辅 酶 用 量 的 确 定 可 将 它 们 按 底 物 处 理 。例 如 乳 酸 脱 氢 酶 中 辅 酶 按 双 底 物 动 力 学 方 程 计 算 。硫 胺 素 即 维 生 素 B1。 它 在 生 物 体 内 的 辅 酶 形 式 是 硫 胺 素 焦 磷 酸 (TPP)。 硫 胺 素 焦 磷 酸 过 去 也 称 为 辅
4、羧 酶 。 它 在 动 物 糖 代 谢 中 起 着 重 要 作 用 , 例 如 丙 酮 酸 在 脱 羧 作 用 时 需 要 它 。 在 TPP 缺 少的 情 况 下 ,代 谢 中 间 物 丙 酮 酸 不 能 顺 利 脱 羧 会 积 聚 于 血 液 和 组 织 中 而 出 现 神 经 炎 症 状 。 TPP 还 是 其 他 酶 例 如 -酮 酸氧 化 酶 、 转 酮 醇 酶 的 辅 酶 。 TPP 催 化 的 酶 反 应 还 需 要 有 镁 离 子 的 存 在 。 核 黄 素即 维 生 素 B2。 参 与 组 成 两 种 辅 酶 ,是 细 胞 内 的 氧 化 还 原 系 统 的 主 要 成 分
5、,它 们 是 黄 素 单 核 苷 酸 (FMN)和 黄 素 腺 嘌呤 二 核 苷 酸 (FAD)。 FMN 和 FAD 是 一 系 列 黄 素 连 接 的 氧 化 还 原 酶 或 称 为 黄 素 蛋 白 类 的 辅 酶 , 从 它 们 与 酶 蛋 白 结 合 紧 密 的 程 度 来 说 , 也可 认 为 是 辅 基 。 这 些 酶 中 有 的 除 了 FMN 或 FAD 外 , 还 需 要 一 些 金 属 辅 助 因 子 , 如 铁 或 钼 离 子 等 。 因 此 它 们 被 称 为 金 属黄 素 蛋 白 。 这 些 酶 催 化 一 系 列 可 逆 或 不 可 逆 的 细 胞 中 的 氧 化
6、还 原 反 应 。 吡 哆 醛 及 其 衍 生 物吡 哆 醛 、 吡 哆 胺 和 吡 哆 醇 总 称 为 维 生 素 B6( 图 3维 生 素 的 结 构 式 的 结 构 式 “ class=image) 。 维 生 素 B6 参与 形 成 两 种 辅 酶 , 即 吡 哆 醛 磷 酸 和 吡 哆 胺 磷 酸 。 需 要 吡 哆 醛 磷 酸 或 吡 哆 胺 磷 酸 作 为 辅 酶 的 酶 在 氨 基 酸 代 谢 中 特 别 重 要 , 催 化 转 氨 、 脱 羧 以 及 消 旋 作 用 等 。辅酶作为酶的辅因子的有机分子,本身无催化作用,但一般在酶促反应中有传递电子、原子或某些功能基团(如参与氧
7、化还原或运载酰基的基团)的作用。在大多数情况下,可通过透析将辅酶除去。 辅酶(coenzyme)是一类可以将化学基团从一个酶转移到另一个酶上的有机小分子,与酶较为松散地结合,对于特定酶的活性发挥是必要的。有许多维他命及其衍生物,如核黄素、硫胺素和叶酸,都属于辅酶。这些化合物无法由人体合成,必须通过饮食补充。不同的辅酶能够携带的化学基团也不同:NAD 或 NADP+携带氢离子,辅酶 A 携带乙酰基,叶酸携带甲酰基,S-腺苷基蛋氨酸也可携带甲酰基。二 、 甲 氨 蝶 呤 抗 肿 瘤 作 用 的 化 学 原 理 。答 : 甲氨蝶呤为抗叶酸类抗肿瘤药,主要通过对二氢叶酸还原酶的抑制而达到阻碍肿瘤细胞的
8、合成,而抑制肿瘤细胞的生长与繁殖。四氢叶酸是在体内合成嘌呤核苷酸和嘧啶脱氧核苷酸的重要辅酶,甲氨蝶呤作为一种叶酸还原酶抑制剂,主要抑制二氢叶酸还原酶而使二氢叶酸不能还原成有生理活性的四氢叶酸,从而使嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的生物合成过程中一碳基团的转移作用受阻,导致 DNA 的生物合成受到抑制。此外,本品也有对胸腺核苷酸合成酶的抑制作用,但抑制 RNA 与蛋白质合成的作用则较弱,四氢叶酸主要作用于细胞周期的 S 期,属细胞周期特异性药物,对 G1/S 期的细胞也有延缓作用,对G1 期细胞的作用较弱。2009 年生物化学简答题二、 简答题1、 什么是酶原激活?试举例说明酶原激活的机制。答:某 些
9、酶 在 细 胞 内 合 成 或 初 分 泌 时 没 有 活 性 , 这 些 没 有 活 性 的 酶 的 前 身 称 为 酶 原 (zymogen),使 酶 原 转 变 为 有 活 性酶 的 作 用 称 为 酶 原 激 活 (zymogen activation)。 本 质 是 切 断 酶 原 分 子 中 特 异 肽 键 或 去 除 部 分 肽 段 , 即 酶 原 在 一 定 条 件 下 被 打 断 一 个 或 几 个 特 殊 的 肽 键 , 从 而 使酶 构 象 发 生 一 定 的 变 化 , 形 成 具 有 活 性 的 三 维 结 构 的 过 程 。 ( 注 : 由 无 活 性 状 态 转
10、变 成 活 性 状 态 是 不 可 逆 的 。 )2、请写出丙氨酸糖异生为葡萄糖的生物化学过程?简述人体由两种主要调节血糖水平的激素对糖异生过程中的调控方式。答:丙氨酸脱氨基变成丙酮酸和氨激素调节糖异生作用对维持机体的恒稳状态十分重要,激素对糖异生调节实质是调节糖异生和糖酵解这两个途径的调节酶以及控制供应肝脏的脂肪酸,更大量的脂肪酸的获得使肝脏氧化更多的脂肪酸,也就促进葡萄糖合成,胰高血糖素促进脂肪组织分解脂肪,增加血浆脂肪酸,所以促进糖异生;而胰岛素的作用则正相反 。胰高血糖素和胰岛素都可通过影响 肝脏酶的磷酸化修饰状态来调节糖异生作用,胰高血糖素激活腺苷酸环化酶以产生 cAMP,也就激活
11、cAMP 依赖的蛋白激酶 ,后者磷酸化丙酮酸激酶而使之抑制,这一酵解途径上的调节酶受抑制就刺激糖异生途径,因为阻止磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸转变。胰高血糖素降低 2,6二磷酸果糖在肝脏的浓度而促进 1,6二磷酸果糖转变为 6 磷酸果糖,这是由于 2,6二磷酸果糖是果糖二磷酸酶的别位抑制物,又是 6磷酸果糖激酶的别位激活物,胰高血糖素能通过 cAMP 促进双功能酶(6磷酸果糖激酶 2/果糖 2,6二磷酸酶)磷酸化。这个酶经磷酸化后就灭活激酶部位却活化磷酸酶部位,因而 2, 6二磷酸果糖生成减少而被水解为 6磷酸果糖增多。这种由胰高血糖素引致的 2,6二磷酸果糖下降的结果是 6磷酸果糖激酶 1 活性
12、下降,果糖二磷酸酶活性增高,果糖二磷酸转变为 6磷酸果糖增多,有利糖异生而胰岛素的作用正相反。除上述胰高血糖素和胰岛素对糖异生和糖酵解的短快调节,它们还分别诱导或阻遏糖异生和糖酵解的调节酶,胰高血糖素/胰岛素比例高诱导大量磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,果糖 6-磷酸酶等糖异生酶合成而阻遏葡萄糖激酶和丙酮酸激酶的合成。2008 年生物化学问答题三、简答题1、什么是核酸的变性?核酸变性后的理化特性有何变化?核酸变性在生化研究中有何应用?答:核酸在理、化因素作用下,双螺旋结构破坏称核酸变性。根据变性因素区分为碱变性、热变性等。如 DNA 的碱变性、DNA 的热变性,其中以 DNA 的热变性更具典型意义。D
13、NA 变性后的性质改变:增色效应:指 DNA 变性后对 260nm 紫外光的光吸收度增加的现象;旋光性下降;粘度降低;生物学功能丧失或改变。 应用:DNA 杂交是指不同来源的 DNA 经热变性后,在慢慢冷却的复性过程中,由于异源 DNA 之间的某些区域有相同的序列,可以彼此结合形成杂交分子,称此方法为 DNA 分子杂交。DNA 也可与互补的 RNA 之间发生杂交,形成 DNARNA 杂交分子。核酸杂交可在液相或固相上进行,由于硝酸纤维素膜只吸附变性 DNA,故常用硝酸纤维素膜作核酸杂交的支持介质。 由于嘌呤和嘧啶在 240nm290nm 紫外线处表现出强烈的吸收性能,所以可以利用紫外分光光度计
14、测定碱基、核苷、核苷酸和核酸,它们的最大吸收峰值在 260nm 附近。不同核苷酸有不同的吸收特性,可以此作定性定量检测。DNA 变性后,粘度改变,钢性线性分子变得无序,粘度下降,UV 吸收增强,其规律如下:高色效应- 核酸变性后、氢键破坏,双螺旋结构破坏,碱基暴露,紫外吸收(260nm )增强,谓高色效应。解链温度 融解温度(Tm)-UV 吸收增值达到最大吸收增值 50%时的温度,称 Tm。Tm 值与 DNA G+C 含量有关,G+C 含量愈大,Tm 愈高,反之则反;与核酸分子长度有关,分子愈长,2.核酸杂交的分子基础是什么?有哪些应用价值?答:杂交(hydridization):两个以上的分
15、子因具有相近的化学结构和性质而在适宜的条件下形成杂交体(hybrid),杂交体中的分子不是来自一个二聚体分子。同一个二聚体中的两个分子在变性解离后重组合称为复性。利用两条不同来源的多核苷酸链之间的互补性而使它们形成杂交体双链叫核酸杂交。与核酸杂交技术相对应的另一项技术被称为探针技术,它是指利用标记分子对其它分子的识别性而实现对后者进行检测的一种技术,我们把标记的分子叫探针(Probe)。将探针技术与分子杂交技术相结合,从而使分子杂交技术得以广泛推广应用。目前所用的核酸杂交技术均应用了标记技术。核酸杂交的原理:具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下(适宜的温度及离子强度等)可按碱基互补原则形成
16、双链,此杂交过程是高度特异的。杂交的双方是待测核酸及探针。待测核酸序列为性病病原体基因组或质粒 DNA。探针以放射核素或非放射性核素标记,以利于杂交信号的检测。核酸的分子杂交技术是目前生物化学和分子生物学研究中应用最广泛的技术之一,是定性或定量检测特异 RNA 或 DNA 序列片段的有力工具。它是利用核酸分子的碱基互补原则而发展起来的。在碱性环境中加热或加入变性剂等条件下,双链DNA 之间的氢键被破坏(变性),双链解开成两条单链。这时加入异源的 DNA,在核酸杂交的基础上发展起来的一种用于研究和诊断的非常有用的技术称探针技术(Probe)。一小段(例如十数个至数百个)核苷酸聚合体的单链,有放射
17、性同位素如32P、35S 或生物素标记其末端或全链,就可作为探针。把待测 DNA 变性并吸附在一种特殊的滤膜,例如硝酸纤维素膜上。然后把滤膜与探针共同培育一段时间,使发生杂交。用缓冲液冲洗膜。由于这种滤膜能较牢固地吸附双链的核酸,单链的在冲洗时洗脱了。带有放射性的探针若能与待测 DNA 结合成杂化双链,则保留在滤膜上。通过同位素的放射自显影或生物素的化学显色,就可判断探针是否与被测的 DNA 发生杂交。有杂交现象则说明被测 DNA 与探针有同源性(homogeneity),即二者的碱基序列是可以互补的。例如:想知道某种病毒是否和某种肿瘤有关,可把病毒的 DNA 制成探针。从肿瘤组织提取DNA,
18、与探针杂交处理后,有杂化双链的出现,就说明两种 DNA 之间有同源性。这不等于可以说这种病毒引起肿瘤,但至少这是可以继续深入研究下去的一条重要线索。探针技术在遗传性疾病诊断上已开始应用。例如诊断地中海贫血或血红蛋白病,可以由已确诊的病人白细胞中提取DNA,这就是诊断探针。用诊断探针检查,不但可以对有症状患者进行确诊,还可以发现一些没有症状的隐性遗传性疾病。从胎儿的羊水也可以提取到少量 DNA。由于探针技术比较灵敏,就使遗传性疾病的产前诊断较为容易办得到了。杂交和探针技术是许多分子生物学技术的基础,在生物学和医学的研究中,以及临床诊断中得到了日益广泛的应用。NA 或 RNA (单链)并在一定离子
19、强度和温度下保温(复性),若异源 DNA 或 RNA 之间的某些区域有互补的碱基序列,则在复性时可形成杂交的核酸分子。3、简述如何应用抗代谢物理论开展新药物研究?答:在 微 生 物 生 长 过 程 中 常 常 需 要 一 些 生 长 因 子 才 能 正 常 生 长 , 可 以 利 用 生 长 因 子 的 结 构 类 似 物 干 扰 集 体 的 正 常 代 谢 ,以 达 到 抑 制 微 生 物 生 长 的 目 的 。 此 类 生 长 因 子 的 结 构 类 似 物 又 称 为 抗 代 谢 物 。抗 代 谢 类 药 物 作 用 于 核 酸 合 成 过 程 中 不 同 的 环 节 , 按 其 作 用
20、 可 分 为 以 下 几 类 药 物 : 胸 苷 酸 合 成 酶 抑 制 剂 : 氟 尿 嘧 啶 ( 5-FU) 、 呋 喃 氟 尿 嘧 啶 ( FT-207) 、 二 喃 氟 啶 ( 双 呋 啶 FD-1) 、 优 氟 泰( UFT) 、 氟 铁 龙 ( 5-DFUR) 。 抗 肿 瘤 作 用 主 要 由 于 其 代 谢 活 化 物 氟 尿 嘧 啶 脱 氧 核 苷 酸 干 扰 了 脱 氧 尿 嘧 啶 苷 酸 向 脱 氧 胸 腺 嘧 啶 核 苷 酸 转 变 , 因 而影 响 了 DNA 的 合 成 , 经 过 四 十 年 的 临 床 应 用 , 成 为 临 床 上 常 用 的 抗 肿 瘤 药
21、物 , 成 为 治 疗 肺 癌 、 乳 腺 癌 、 消 化 道 癌 症的 基 本 药 物 。 不 良 反 应 比 较 迟 缓 , 用 药 6-7 天 出 现 消 化 道 粘 膜 损 伤 , 例 如 : 口 腔 溃 疡 、 食 欲 不 振 、 恶 心 、 呕 吐 、 腹 泻 等 , 一周 以 后 引 起 骨 髓 抑 制 。 而 连 续 96 小 时 以 上 粘 腺 炎 则 成 为 其 主 要 毒 性 反 应 。 临 床 上 如 长 时 间 连 续 点 滴 此 类 药 物 应 做 好病 人 的 口 腔 护 理 , 教 会 病 人 自 己 学 会 口 腔 清 洁 的 方 法 , 预 防 严 重 的
22、粘 膜 炎 发 生 。 二 氢 叶 酸 还 原 酶 抑 制 剂 : 甲 氨 喋 呤 ( MTX) 、 氨 喋 呤 ( 白 血 宁 ) 等 。 它 们 具 有 对 二 氢 叶 酸 还 原 酶 抑 制 作 用 , 应用 甲 酰 四 氢 叶 酸 ( CF) 解 救 MTX 的 毒 性 后 , 较 大 地 增 加 MTX 的 剂 量 。 它 对 治 疗 成 骨 肉 瘤 和 头 颈 肿 瘤 以 及 某 些 免 疫 性疾 病 有 效 。 其 不 良 反 应 可 引 起 严 重 的 口 腔 炎 、 溃 疡 性 胃 炎 、 出 血 性 肠 炎 、 甚 至 肠 穿 孔 而 死 亡 ; 骨 髓 抑 制 与 剂 量
23、 和 给 药方 案 有 关 。 临 床 上 应 做 好 病 人 的 口 腔 护 理 , 认 真 观 察 病 人 有 无 肠 穿 孔 等 严 重 的 不 良 反 应 的 发 生 , 及 时 报 告 医 生 , 做 好 抢救 准 备 。 DNA 多 聚 酶 抑 制 剂 : 阿 糖 胞 苷 ( Ara-c) 、 环 胞 苷 , 氯 环 胞 苷 , 它 们 在 体 内 变 成 阿 糖 胞 苷 三 磷 酸 ( Ara-CTP) 后发 挥 作 用 , 此 反 应 由 脱 氧 胞 苷 激 酶 催 化 。 在 白 血 病 细 胞 及 淋 巴 细 胞 中 此 激 酶 的 含 量 较 高 , 故 它 对 白 血
24、病 有 选 择 作 用 , 对DNA 多 聚 酶 有 强 大 的 抑 制 作 用 , 而 影 响 DNA 的 复 制 。 一 般 剂 量 可 以 引 起 骨 髓 抑 制 、 恶 心 、 呕 吐 等 不 良 反 应 但 较 轻 , 高 剂 量 时 有 严 重 的 骨 髓 抑 制 如 白 细 胞 、 血 小 板 降 低和 贫 血 , 明 显 的 恶 心 、 呕 吐 、 严 重 的 腹 泻 , 护 士 应 根 据 病 人 出 现 的 不 良 反 应 的 类 型 做 好 病 人 的 相 应 的 护 理 。 如 做 好 预防 感 染 、 出 血 、 腹 泻 的 护 理 , 减 少 不 良 反 应 带 来
25、 的 并 发 症 。 核 苷 酸 还 原 酶 抑 制 剂 : 羟 基 脲 ( HU) 、 肌 苷 二 醛 ( inosine dialdehyde) 、 腺 苷 二 醛 (adenosinediialde-hgde)、胍 唑 ( guanazole) ,包 括 胞 苷 酸 、 鸟 苷 酸 、 腺 苷 酸 、 胸 苷 酸 还 原 成 相 应 的 脱 氧 核 苷 酸 , 最 终 阻 止 DNA 的 合 成 , 通 过抑 制 核 酸 还 原 酶 的 抑 制 。 临 床 用 于 治 疗 慢 性 粒 细 胞 白 血 病 、 恶 性 黑 色 素 瘤 、 乳 腺 癌 、 头 颈 部 癌 、 肠 癌 、 对
26、银 屑 病也 有 效 。 不 良 反 应 主 要 为 骨 髓 抑 制 。 临 床 上 应 注 意 对 血 象 的 监 测 , 预 防 感 染 。 嘌 呤 核 苷 酸 合 成 抑 制 剂 : 6-巯 嘌 呤 ( 6-MP) 为 嘌 呤 类 衍 生 物 , 由 于 6-GMP 对 鸟 苷 酸 激 酶 有 亲 和 能 力 , 故 6-TG最 后 可 以 取 代 鸟 嘌 呤 , 掺 入 到 核 酸 中 去 。 它 可 以 抑 制 嘌 呤 合 成 中 的 反 应 。 临 床 用 于 治 疗 白 血 病 , 也 可 作 为 免 疫 抑 制 剂 ,用 于 肾 病 综 合 征 、 器 官 移 植 、 红 斑
27、狼 疮 。 主 要 不 良 反 应 是 骨 髓 抑 制 和 消 化 道 反 应 外 还 可 以 引 起 高 尿 酸 血 症 , 用 药 后 要 充分 水 化 及 碱 化 尿 液 , 减 少 高 尿 酸 血 症 的 发 生 。2007 年生物化学问答题一 、 简 答 题1、 什 么 是 蛋 白 质 的 变 性 ? 变 性 的 本 质 是 什 么 ? 蛋 白 质 变 性 有 哪 些 特 征 ?答 : 蛋 白 质 的 变 性 : 在 热 、 酸 、 碱 、 重 金 属 盐 、 紫 外 线 等 作 作 用 下 , 蛋 白 质 会 发 生 性 质 上 的 改 变 而 凝 结 起 来 这种 凝 结 是 不
28、 可 逆 的 , 不 能 再 使 它 们 恢 复 成 原 来 的 蛋 白 质 蛋 白 质 的 这 种 变 化 叫 做 变 性 2.变性的本质:破坏非共价键和二硫键,不改变蛋白质的一级结构。蛋白质或核酸分子中除了连接氨基酸或核苷酸链的一级化学键以外的任何天然构象的改变。可涉及非共价键如氢键的断裂和共价键如二硫键的断裂,可导致蛋白质或核酸的一种或多种化学、生物学或物理学特性的改变。变性的特征:会生物活性丧失-变性蛋白质的主要特征 如酶不再具有催化活性. 溶解度明显下降,易沉淀 球状蛋白质变性后,空间结构破坏,多肽链伸展, 形成随机卷曲的无规线团,隐藏在分子内部的疏水基团 暴露,肽链伸展并相互缠绕聚
29、集,原有的亲水性丧失, 溶解度下降。 变性蛋白质因疏水基团暴露,易沉淀。尤其在 pH 接近 其等电点的溶液中发生聚集而沉淀。但是在离等电点很远 的 pH 环境中或有尿素、胍等变性剂共存时,由于电荷的排 斥,可不发生沉淀。 溶液粘度增大,扩散速度降低 粘度和扩散速度与分子量大小和分子结构的不对称程度 相关,分子量愈大、不对称程度愈大的蛋白质,粘度愈大, 扩散速度愈小。 蛋白质变性后,原来有秩序的空间结构转变为无秩序松 散的伸展状态,分子的不对称程度加大, 因而溶液的粘度亦增 大。扩散速度下降。 易被蛋白质水解,旋光度、紫外、红外吸光光谱改变等蛋 白 质 变 性 后 , 就 失 去 了 原 有 的
30、 可 溶 性 , 也 就 失 去 了 它 们 生 理 上 的 作 用 因 此 蛋 白 质 的 变 性 凝 固 是 个 不 可 逆 过 程 造 成 蛋 白 质 变 性 的 原 因 :物 理 因 素 包 括 : 加 热 、 加 压 、 搅 拌 、 振 荡 、 紫 外 线 照 射 、 超 声 波 等 : 化 学 因 素 包 括 : 强 酸 、 强 碱 、 重 金 属 盐 、 三 氯 乙 酸 、 乙 醇 、 丙 酮 等 。2、 简 述 原 核 生 物 蛋 白 质 合 成 中 肽 链 的 延 长 过 程 。答 : 肽链的延长:延长阶段为不断循环进行的过程,也称核蛋白体循环。分为进位、成肽和转位三个步骤。
31、真核及原核生物的延长,主要是延长因子体系的不同。EFTuEFTsEFG 协助氨基酰-tRNA 进入 A 位,结合 GTP 从 EFTu 中置换 GDP 转位酶,促助肽酰-tRNA 由 A 位进至P 位,协助 tRNA 的释放。(1)进位 根据 A 位上密码引导,相应的氨基酰 -tRNA 进入 A 位,称为进位(注册)。EF-T 由 EF-Tu 和 EF-Ts 两个亚基组成, EF-Tu-GTP 与氨基酰-tRNA 形成 氨基酰-tRNA-Tu-GTP 三元复合物并进入 A 位,消耗 GTP 完成进位,释出 EF-Tu-GDP,EF-Ts 促进 EF-Tu 释出 GDP,并重新形成 EF-T,再
32、次被利用。 (2)成肽 转肽酶催化 P 位上甲酰甲硫氨酰基或肽酰基转移给 A 位上进入的氨基酰-tRNA,形成肽键连接,生成的二肽酰-tRNA占据 A 位,P 位连有 空载 tRNA,将迅速从核蛋白体脱落。 (3)转位 EFG 有转位酶活性,催化 A 位二肽酰 tRNA 进入 P 位,同时核蛋白体沿 mRNA 移动一个密码子, A 位再次空缺,开第 3个氨基酰-tRNA 进位。重复上述循环,肽链在 N 端加入一个氨基酸。使 P 位依次出现 3 肽、4 肽等。 原核延长因子 生物学功能 真核延长因子EF-TuEF-TsEF-G促进氨基酰-tRNA 进入核蛋白体 A 位,结合分解 GTP.调节亚基
33、有转位酶活性,促使 mRNA-肽酰-tRNA 由 A 位前移到 P 位,促使御载的 tRNA 释放。EF1-EF1-EF-2(一)肽链合成终止(原核) 终止需要释放因子 RF、RR。真核生物仅需一种释放因子,有 GTP 酶活性。 1、任何氨基酰-tRNA 不辨认终止密码,由 RF-1 辨认终止密码 UAA、UAG;RF-2 辨认 UAA、UGA。 2、RF-3 可使转肽酶的构象改变,发挥酯酶活性水解多肽、脱离 tRNA。 3、在 RR 作用下,tRNA、mRNA、RF 与核蛋白体分离。大、小亚基分开,重新参与蛋白质合成过程。 肽 链 的 延 长 、 终 止 和 释 放 : 多 肽 链 的 延
34、长 在 多 肽 链 上 每 增 加 一 个 氨 基 酸 都 需 要 经 过 进 位 , 转 肽 和 移 位 三 个 步 骤 。( 1) 为 密 码 子 所 特 定 的 氨 基 酸 tRNA 结 合 到 核 蛋 白 体 的 A 位 , 称 为 进 位 。 氨 基 酰 tRNA 在 进 位 前 需 要 有 三 种 延 长 因子 的 作 用 , 即 , 热 不 稳 定 的 E( Unstable temperature,EF) EF-Tu,热 稳 定 的 EF(stable temperature EF,EF-Ts)以及 依 赖 GTP 的 转 位 因 子 。 EF-Tu 首 先 与 GTP 结 合
35、 , 然 后 再 与 氨 基 酰 tRNA 结 合 成 三 元 复 合 物 , 这 样 的 三 元 复 合 物 才 能进 入 A 位 。 此 时 GTP 水 解 成 GDP, EF-Tu 和 GDP 与 结 合 在 A 位 上 的 氨 基 酰 tRNA 分 离 。 三、问答题1、 什么是蛋白质的变性,在日常生活中有哪些应用?答 : 蛋 白 质 的 变 性 : 在 热 、 酸 、 碱 、 重 金 属 盐 、 紫 外 线 等 作 作 用 下 , 蛋 白 质 会 发 生 性 质 上 的 改 变 而 凝 结 起 来 这种 凝 结 是 不 可 逆 的 , 不 能 再 使 它 们 恢 复 成 原 来 的
36、蛋 白 质 蛋 白 质 的 这 种 变 化 叫 做 变 性 2.变性的本质:破坏非共价键和二硫键,不改变蛋白质的一级结构。蛋白质或核酸分子中除了连接氨基酸或核苷酸链的一级化学键以外的任何天然构象的改变。可涉及非共价键如氢键的断裂和共价键如二硫键的断裂,可导致蛋白质或核酸的一种或多种化学、生物学或物理学特性的改变。蛋白质热变性的应用: 蛋白质在烹饪中的热变性具有很大的温度系数,在等电点时可达 600 左右,即温度每升高 10,蛋白质变性的速度是原来的 600 倍。利用蛋白质的高温度系数,可采用高温瞬间灭菌,加热破坏食物中的有毒蛋白,使之失去生理活性。在加工蔬菜、水果时,先用热水烫漂,可使维生素
37、C 氧化酶或多酚氧化酶变性而失活,从而减少加工过程中维生素 C 由于酶促氧化的损失和酶促褐变。 在烹饪中采用爆、炒、烟、测等方法,由于进行快速高温加热,加快了蛋白质变性的速度,原料表面因变性凝固、细胞孔隙闭合,从而原料内部的营养素和水分不会外流,可使菜看的口感鲜嫩,并能保住较多的营养成分不受损失。经过初加工的鱼、肉在烹制前有时先用沸水烫一下,或在较高的油锅中速炸一下,也可达到上述的目的。例如,在制作干烧鱼时,先将鱼放人热油中,炸成七成熟后,再放人加有调味品的汤烧制,不仅鱼肉鲜嫩可口,而且形优色美,诱人食欲。除了高温之外,酸、碱、有机溶剂、振荡等因素也会引起蛋白质变性,并均可在烹饪中得到应用。
38、蛋白质的 pH 值处于 4 以下或 10 以上的环境中会发生酸或碱引起的变性,例如在制作松花蛋时,就是利用碱对蛋白质的变性作用,而使蛋白和蛋黄发生凝固;酸奶饮料和奶酪的生产,则是利用酸对蛋白质的变性作用;牛奶中的乳糖在乳酸菌的作用下产生乳酸,pH 值下降引起乳球蛋白凝固,同时使可溶性的酪蛋白沉淀析出。 酒精和其他有机溶剂也能使蛋白质变性,鲜活水产品的醉腌就是利用这一原理,通过酒浸醉死,不再加热,即可食用,如醉蟹、平湖糟蛋等。2、 什么是酶的活性中心与必需集团?相互间有何关系?答:酶 的 活 性 中 心 : 酶 分 子 中 氨 基 酸 残 基 的 侧 链 有 不 同 的 化 学 组 成 。 其
39、中 一 些 与 酶 的 活 性 密 切 相 关 的 化 学 基 团 称 作酶 的 必 需 基 团 ( essential group) 。 这 些 必 需 基 团 在 一 级 结 构 上 可 能 相 距 很 远 , 但 在 空 间 结 构 上 彼 此 靠 近 , 组 成 具有 特 定 空 间 结 构 的 区 域 , 能 和 底 物 特 异 结 合 并 将 底 物 转 化 为 产 物 。 这 一 区 域 称 为 酶 的 活 性 中 心 ( active center)或 活 性 部 位 ( active site)参 与 构 成 酶 的 活 性 中 心 和 维 持 酶 的 特 定 构 象 所 必
40、 需 的 基 团 为 酶 的 必 需 基 团 。 酶 的 分 子 中 存 在 有 许 多 功 能 基 团 例 如 , -NH2、 -COOH、 -SH、 -OH 等 , 但 并 不 是 这 些 基 团 都 与 酶 活 性 有 关 。 一 般 将 与 酶活 性 有 关 的 基 团 称 为 酶 的 必 需 基 团 (essential group)。构 成 酶 活 性 中 心 的 必 需 基 团 可 分 为 两 种 , 与 底 物 结 合 的 必 需 基 团 称 为 结 合 基 团 (binding group), 促 进 底 物 发 生 化学 变 化 的 基 团 称 为 催 化 基 团 (cat
41、alytic group)。 活 性 中 心 中 有 的 必 需 基 团 可 同 时 具 有 这 两 方 面 的 功 能 。 还 有 些 必 需基 团 虽 然 不 参 加 酶 的 活 性 中 心 的 组 成 , 但 为 维 持 酶 活 性 中 心 应 有 的 空 间 构 象 所 必 需 , 这 些 基 团 是 酶 的 活 性 中 心 以 外 的 必需 基 团 。 活性中心的基团都是必需基团,但是必需基团还包括那些在活性中心以外的,对维持酶空间构象必需的基团。因此酶分子其它部分的作用对于酶催化来说,可能是次要的,但绝不是毫无意义的,它们至少为酶活性中心的形成提供了结构基础。所以酶的活性中心与酶蛋
42、白空间构象完整性之间,是辩证统一的关系。当酶以具有催化活性的构象存在时,活性中心便自然地形成。一旦外界理化因素破坏了酶的构象,肽链伸展,活性中心的特定结构解体,酶就失去催化底物发生反应的能力,结果是酶变性失活。2006 年 药 综 ( 二 ) 问 答 题二 、 问 答 题1、 糖 酵 解 的 限 速 调 节 位 点 是 那 三 个 ? 如 何 调 节 ? ( 变 构 和 共 修 )答:在糖酵解反应的全过程中,有三步是不可逆的单向反应。催化这三步反应的己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶是糖酵解的限速酶,其中尤以 6-磷酸果糖激酶-1 的催化活性最低,是最重要的限速酶,其活性
43、大小,对糖的分解代谢的速度起着决定性的作用。糖酵解反应的限速酶调节如下(1)6-磷酸果糖激酶-1(变构酶)变构抑制剂:ATP、柠檬酸变构激活剂:AMP、ADP、1,6-双磷酸果糖、2,6-双磷酸果糖*(2)丙酮酸激酶(变构酶)变构抑制剂:ATP变构激活剂: 1,6-双磷酸果糖共价修饰调节:磷酸化失活2、生物大分子按大小和密度分离的方法?透析:透析(dialysis)是通过小分子经过半透膜扩散到水(或缓冲液)的原理,将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术。 透析疗法是使体液内的成分(溶质或水分)通过半透膜排出体外的治疗方法,一般可分为血液透析和腹膜透析两种。超滤:在压力差的驱动下,用可以阻挡
44、不同大小分子的滤板或滤膜将液体过滤的方法。是常用的分离方法。分子筛:具网状结构的天然或人工合成的化学物质。如交联葡聚糖、沸石等,当作为层析介质时,可按分子大小对混合物进行分级分离。密度梯度离心:在密度梯度介质中进行的依密度而分离的离心法。各组分会依其密度分布在与其自身密度相同的液层中。密度梯度可以离心前预先制备(如叠加不同浓度蔗糖、甘油) 或在离心中自然形成(如使用氯化铯时)。可用于分析型或制备型的离心分离。通常分为速率区带离心和等密度离心两种方式。3、 生 物 技 术 的 手 段 有 那 些 ?答 : 生物技术(biotechnology)也译成生物工程,生物学研究与应用的技术方面,包括,基
45、因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程,现代生物技术发展到高通量组学(omics)芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。生物技术内容广泛,它包括生物学科中所用到的各种技术,有些是传统的技术,如生物解剖技术、标本制作技术、切片制作技术、显微技术等等;有些是现代的新技术,如基因克隆与转导技术、组织培养技术、电镜技术、分子杂交技术等等2005 年生物化学问答题一、问答题1、 什么是蛋白质的二级结构,主要包括哪几种,各有什么结构特征?二级结构:多肽链或多核苷酸链沿分子的一条轴所形成的旋转和折叠等,主要是由分子内的氢键维系的局部空间排列。如蛋白质的 螺旋、 片层、 转角、无规卷曲及 DN
46、A 的双螺旋结构。 螺旋:蛋白质分子中多个肽键平面通过氨基酸 碳原子的旋转,使多肽链的主骨架沿中心轴成稳定的 螺旋构象。折叠(sheet)也是一种重复性的结构,可分为平行式和反平行式两种类型,它们是通过肽链间或肽段间的氢键维系。可以把它们想象为由折叠的条状纸片侧向并排而成,每条纸片可看成是一条肽链, 称为 折叠股或 股(strand) 转角:蛋白质二级结构类型之一,由 4 个氨基酸残基组成,其中第一个残基的 CO 基团和第四个残基的 NH 基团之间形成氢键,使多肽链的方向发生“U”形改变。 无规卷曲:直链多聚体的一种比较不规则的构象,其侧链间的相互作用比较小。无规卷曲对围绕单键转动阻力极小,并
47、且由于溶剂分子的碰撞而不断扭曲,因此不具独特的三维结构和最适构象。无规卷曲可因环境而改变,有其生物学意义。2、 比较哺乳动物脂肪酸 氧化和合成的主要区别。合成 分解反应最活跃时期 高糖膳食后 饥饿刺激激素 胰岛素/胰高血糖素高比值 胰岛素胰高血糖素低比值主要组织定位 肝脏为主 肌肉、肝脏亚细胞定位 胞浆 线粒体为主酰基载体 柠檬酸(线粒体到胞浆) 肉毒碱(胞浆到线粒体)含磷酸酰疏基乙胺的活性载体 酰基载体蛋白区,CoA CoA氧化还原辅因子 NADPH NAD+,FAD二碳供体/产物 丙二酰 CoA;酰基供体 乙酰 CoA:产物激活剂 抑制剂柠檬酸脂辅酶 CoA(抑制乙酰 CoA 羧化酶) 丙
48、二酰 CoA(抑制肉毒碱酰基转移酶)反应产物 软脂酸 乙酰辅酶 A2004 年生物化学问答题三、问答题1、 试说明胰高血糖素、胰岛素如何在体内其调节作用?答:胰 高 血 糖 素 是 一 种 促 进 分 解 代 谢 的 激 素 。 胰 高 血 糖 素 具 有 很 强 的 促 进 糖 原 分 解 和 糖 异 生 作 用 , 使 血 糖 明 显 升 高 ,1mol/L 的 激 素 可 使 3106mol/L 的 葡 萄 糖 迅 速 从 糖 原 分 解 出 来 。 胰 高 血 糖 素 通 过 cAMP-PK 系 统 , 激 活 肝 细 胞 的 磷 酸化 酶 , 加 速 糖 原 分 解 。 糖 异 生
49、增 强 是 因 为 激 素 加 速 氨 基 酸 进 入 肝 细 胞 , 并 激 活 糖 异 生 过 程 有 关 的 酶 系 。 胰 高 血 糖 素 还 可激 活 脂 肪 酶 , 促 进 脂 肪 分 解 , 同 时 又 能 加 强 脂 肪 酸 氧 化 , 使 酮 体 生 成 增 多 。 胰 高 血 糖 素 产 生 上 述 代 谢 效 应 的 靶 器 官 是 肝 ,切 除 肝 或 阻 断 肝 血 流 , 这 些 作 用 便 消 失 。 另 外 , 胰 高 血 糖 素 可 促 进 胰 岛 素 和 胰 岛 生 长 抑 素 的 分 泌 。 药 理 剂 量 的 胰 高 血 糖 素 可 使 心 肌 细 胞 内 cAMp 含 量 增加 , 心 肌 收 缩 增 强 。胰 岛 素 的 作 用 :调 节 糖 代 谢胰 岛 素 能 促 进 全 身 组 织 对 葡 萄 糖 的 摄 取 和 利 用 , 并 抑 制 糖 原 的 分 解 和 糖 原 异 生 , 因 此 , 胰 岛 素 有 降 低 血 糖 的 作用 。 胰 岛 素 分 泌 过 多 时 , 血 糖 下 降 迅 速 , 脑 组 织 受 影 响 最 大