1. 什么是蛋白质的二级结构? 它主要有哪几种? 各有何特征? 二级结构 : 指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象, 借氢键维系 主要有以下几种类型 : ⑴α- 螺旋 : 其结构特征为 :1 主链骨架围绕中心轴盘绕形成右手螺旋 ;2 螺旋每上升一圈是 3.6 个氨基酸残基, 螺距为 0.54nm;3 相邻螺旋圈之间形成许多氢键 ;4 侧链基团位于螺旋的外侧 影响 α- 螺旋形成的因素主要是 :1 存在侧链基团较大的氨基酸残基 ;2 连续存在带相同电荷的氨基酸残基 ;3 存在脯氨酸残基 ⑵β- 折叠 : 其结构特征为 :1 若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片 ;2 所有肽键的 C=O 和 N H 形成链间氢键 ;3 侧链基团分别交替位于片层的上 下方 ⑶β- 转角 : 多肽链 180 回折部分, 通常由四个氨基酸残基构成, 借 1 4 残基之间形成氢键维系 ⑷ 无规卷曲 : 主链骨架无规律盘绕的部分 2. 试述 DNA 双螺旋结构的要点 1 为右手双螺旋, 两条链以反平行方式排列 ; 2 主链位于螺旋外侧, 碱基位于内侧 ; 3 两条链间存在碱基互补, 通过氢键连系, 且 A-T G-C( 碱基互补原则 ); 4 螺旋的稳定因素为横向的氢键和纵向的碱基堆砌力 ; 5 螺旋的螺距为 3.4nm, 直径为 2nm, 每一圈需要 10 个碱基 3. 金属离子作为辅助因子的作用有哪些? 1 作为酶活性中心的催化基团参加反应 2 作为连接酶与底物的桥梁, 便于酶对底物起作用 3 为稳定酶的空间构象所必需 4 中和阴离子, 降低反应的静电斥力 4. 比较三种可逆性抑制作用的特点 1 竞争性抑制 : 抑制剂的结构与底物结构相似, 共同竞争酶的活性中心 抑制作用大小与抑制剂和底物的浓度以及酶对它们的亲和力有关 Km 升高,Vmax 不变 2 非竞争性抑制 : 抑制剂与底物结构不相似或完全不相同, 只与酶活性中心以外的必需基团结合 不影响酶在结合抑制剂后与底物的结合 该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关 Km 不变,Vmax 下降 3 反竞争性抑制 : 抑制剂只与酶 - 底物复合物结合, 生成的三元复合物不能解离出产物 Km 和 Vmax 均下降 5. 简述 Km 和 Vmax 的意义 K m :1K m 值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度 2 当 ES 解离成 E 和 S 的 速度大大超过分解成 E 和 P 的速度时,K m 值近似于 ES 的解离常数 K s 在这种情况下,K m 值可用来表示酶对底物的亲和力 此时,K m 值愈大, 酶与底物的亲和力愈小 ;K m 值愈小, 酶与底物的亲和力愈大 K s 值和 K m 值的涵义不同, 不能互相代替使用 3 K m 值是酶的特性常数之一, 只与酶的结构 酶所催化的底物和外界环境 ( 如温度 ph 离子强度 ) 有关, 与酶的浓度无关 各种酶的 K m 值范围很广, 大致在 10-2 ~10mmol/L 之间 V max : 是酶完全被底物饱和时的反应速度 如果酶的总浓度已知, 便可从 V max 计算酶 的转换数 其定义是 : 当酶被底物充分饱和时, 单位时间内每个酶分子 ( 或活性中心 ) 催化底
物转变为产物的分子数 对于生理性底物, 大多数酶的转换数在 1~10 4 / 秒之间 6. 变构调节和共价修饰调节的比较 : ⑴ 变构调节 : 又称别构调节 某些代谢物能与变构酶分子上的变构部位特异性结合, 使酶的分子构发生改变, 从而改变酶的催化活性以及代谢反应的速度, 这种调节作用就称为变构调节 变构调节的特点 :1 酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现 ;2 酶的变构仅涉及非共价键的变化 ;3 调节酶活性的因素为代谢物 ;4 为一非耗能过程 ;5 无放大效应 ⑵ 共价修饰调节 : 酶蛋白分子中的某些基团可以在其他酶的催化下发生共价修饰, 从而导致酶活性的改变, 称为共价修饰调节 共价修饰方式有 : 磷酸化 - 脱磷酸化等 共价修饰调节一般与激素的调节相联系, 其调节方式为级联反应 共价修饰调节的特点为 :1 酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在 ;2 有共价键的变化 ;3 受其他调节因素 ( 如激素 ) 的影响 ;4 一般为耗能过程 ;5 存在放大效应 7. NADPH 的生理功能是什么? 1 参与多种生物合成还原反应的供氢体 2NADPH 是谷胱甘肽还原酶的辅酶, 能维持谷胱甘肽的还原态, 对维持红细胞的功能及完整性起重要作用 3NADPH 是加单氧酶系的供氢体, 它参与羟化反应, 因而与肝脏中药物 毒物和某些激素等的生物转化有关 8. 何谓糖异生? 糖异生的生理意义是什么? 由非糖物质转变为葡萄糖的过程 它是体内单糖生物合成的唯一途径 糖异生具有重要的生理意义 :1 作为补充血糖的重要来源, 它是体内维持血糖浓度相对恒定的一个重要途径 2 回收乳酸能量, 防止乳酸中毒 3 协助氨基酸代谢, 也是某些氨基酸异生为糖的过程 9. 脂肪动员 : 贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶的催化下水解并释放出脂肪酸, 供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员 激素敏感脂肪酶 (HSL) 是脂肪动员的关键酶 HSL 的激活剂是肾上腺素 去甲肾上腺素和胰高血糖素 ; 抑制剂是胰岛素 前列腺素 E2 和烟酸 脂肪动员的过程为 : 激素 + 膜受体 腺苷酸环化酶 camp 蛋白激酶 激素敏感脂肪酶 (HSL, 甘油三酯酶 ) 甘油三酯分解 脂肪动员的结果是生成三分子的自由脂肪酸 (FFA) 和一分子的甘油 脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白结合成为复合体再转运, 甘油则转运至肝脏再磷酸化为 3- 磷酸甘油后进行代谢 10. 酮体生成 ( 必看 ): 脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸 β- 羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物, 统称为酮体 酮体的生成 : 酮体主要在肝脏的线粒体中生成, 其合成原料为乙酰 CoA, 关键酶是 HMG-CoA 合成酶 其过程为 : 乙酰 CoA 乙酰乙酰 CoA HMG-CoA 乙酰乙酸 生成的乙酰乙酸再通过加氢反应转变为 β- 羟丁酸或经自发脱羧生成丙酮
( 注, 个人认为代谢图的形式写比较好, 代谢图见教材 ) 11. 什么是血浆脂蛋白, 它们的来源及主要功能是什么? 血浆脂蛋白是脂质与载脂蛋白结合形成的球形复合体, 是血浆脂质的运输和代谢形式, 主要包括 CM VLDL LDL 和 HDL 四大类 CM 由小肠粘膜细胞合成, 功能是运输外源性甘油三酯和胆固醇 VLDL 由肝细胞合成和分泌, 功能是运输内源性甘油三酯和胆固醇 LDL 由 VLDL 在血浆中转化而来, 功能是转运内源性胆固醇 HDL 主要由肝细胞合成和分泌, 功能是逆向转运胆固醇 12. 线粒体氧化呼吸链的组成 : 在线粒体中, 由若干递氢体或递电子体按一定顺序排列组成的, 与细胞呼吸过程有关的链式反应体系称为呼吸链 这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上 主要的复合体有 : 1. 复合体 Ⅰ(NADH- 泛醌还原酶 ): 由一分子 NADH 还原酶 (FMN), 两分子铁硫蛋白 (Fe-S) 和一分子 CoQ 组成, 其作用是将 (NADH+H+) 传递给 CoQ 2. 复合体 Ⅱ( 琥珀酸 - 泛醌还原酶 ): 由一分子琥珀酸脱氢酶 (FAD), 两分子铁硫蛋白和两分子 Cytb560 组成, 其作用是将 FADH2 传递给 CoQ 3. 复合体 Ⅲ( 泛醌 - 细胞色素 c 还原酶 ): 由两分子 Cytb( 分别为 Cytb562 和 Cytb566), 一分子 Cytc1 和一分子铁硫蛋白组成, 其作用是将电子由泛醌传递给 Cytc 4. 复合体 Ⅳ( 细胞色素 c 氧化酶 ): 由一分子 Cyta 和一分子 Cyta3 组成, 含两个铜离子, 可直接将电子传递给氧, 故 Cytaa3 又称为细胞色素 c 氧化酶, 其作用是将电子由 Cytc 传递给氧 附 : 由上述递氢体或递电子体组成了 NADH 氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链 1.NADH 氧化呼吸链 : 其递氢体或递电子体的排列顺序为 :NAD+ [ FMN (Fe-S)] CoQ b(fe-s) c1 c aa3 1/2O2 丙酮酸 α- 酮戊二酸 异柠檬酸 苹果酸 β- 羟丁酸 β- 羟脂酰 CoA 和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢 2. 琥珀酸氧化呼吸链 : 其递氢体或递电子体的排列顺序为 : [ FAD (Fe-S)] CoQ b(fe-s) c1 c aa3 1/2O2 琥珀酸 3- 磷酸甘油 ( 线粒体 ) 和脂酰 CoA 脱氢后经此呼吸链递氢 13. 生物体内能量生成的方式 : 1. 氧化磷酸化 : 在线粒体中, 底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧, 在此过程中释放能量使 ADP 磷酸化生成 ATP, 这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化 2. 底物水平磷酸化 : 直接将底物分子中的高能键转变为 ATP 分子中的末端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化
14. 为什么 1mol 葡萄糖分别在肝脏和肌肉组织中完全氧化产生的 ATP 数不同 (38 和 36mol ATP)? 1mol 葡萄糖在细胞液进行糖酵解可生成 2mol 丙酮酸和 2mol 的 NADH+H +, 净生成 2mol ATP 2mol 丙酮酸进入线粒体后氧化分解可产生 8mol NADH,2mol FADH 2,2mol GTP, 经氧化磷酸化共生成 30mol ATP 细胞液中生成的 2mol NADH+H + 在不同的组织细胞中可通过不同的穿梭途径进行线粒体, 肝细胞液中的 2mol NADH+H + 通过苹果酸穿梭途径可转变成线粒体中的 2mol NADH+ H +, 可生成 6mol ATP 而肌肉组织细胞液中的 2mol NADH+H + 则通过 - 磷酸甘油穿梭途径转变成 2mol FADH 2, 可生成 4mol ATP 所以肝细胞中 1mol 葡萄糖完全氧化可生成 (30+2+6) =38mol ATP, 而肌肉组织细胞中则为 (2+30+4)=36mol ATP 附, 线粒体外 NADH 的穿梭 ( 由于 NADH 无法直接透过线粒体内膜, 所以需要载体进行穿梭 ): 1. 磷酸甘油穿梭系统 : 这一系统以 3- 磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体, 在两种不同的 α- 磷酸甘油脱氢酶的催化下, 将胞液中 NADH 的氢原子带入线粒体中, 交给 FAD, 再沿琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化 因此, 如 NADH 通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体, 则只得到 2 分子 ATP 2. 苹果酸穿梭系统 ( 位于肝脏 ): 此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体, 在苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的催化下 将胞液中 NADH 的氢原子带入线粒体交给 NAD+, 再沿 NADH 氧化呼吸链进行氧化磷酸化 因此, 经此穿梭系统带入一对氢原子可生成 3 分子 ATP 15. 联合脱氨基 : - 氨基酸与 - 酮戊二酸在转氨酶作用下生成 - 酮酸和谷氨酸 ; 后者简在 L- 谷氨酸脱氢酶 作用下产生 NH 3, 是氨基酸脱氨基的一种重要方式 ( 代谢图见书, 氨基酸代谢 ) 16. 鸟氨酸循环 ( 必看 ): 在肝中 NH 3 先生成氨甲酰磷酸, 后者再与鸟氨酸反应 瓜氨酸 精氨酸 鸟氨酸 + 尿 素 是体内氨代谢转变的主要去路 ( 代谢图见书, 氨基酸代谢 ) 17. 甲硫氨酸 ( 蛋氨酸 ) 循环 :
甲硫氨酸 S- 腺苷甲硫氨酸 S- 腺苷同型半胱氨酸 同型半胱氨酸 甲硫氨酸甲硫氨酸是体内合成许多重要化合物, 如肾上腺素 胆碱 肌酸和核酸等的甲基供体 其高度活性形式为 S- 腺苷甲硫氨酸 (SAM) SAM 也是一种一碳单位衍生物, 其载体可认为是 S- 腺苷同型半胱氨酸, 携带的一碳单位是甲基 ( 代谢图见书, 氨基酸代谢 ) 18. 核苷酸合成途径的两种方式 : 核苷酸的从头合成 : 利用最基本的合成原料, 经一系列酶促反应, 合成核苷酸 这一途径主要见于肝脏 核苷酸的补救合成 : 利用体内游离的含氮有机碱或核苷, 经过简单的反应过程, 合成核苷酸 在大多数组织的细胞内都可进行 19. 嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的从头合成途径有何不同? 嘌呤核苷酸合成是在 PRPP(1'- 焦磷酸 -5'- 磷酸核糖 ) 的基础上, 利用相关原料, 逐个合成嘌呤环, 其重要中间物为 IMP( 次黄嘌呤核苷酸 ), 由此再转变或 AMP 和 GMP; 嘧啶核苷酸合成是先合成嘧啶环, 再与 PRPP 反应生成嘧啶核苷酸, 其重要中间物为 UMP( 尿苷酸 ), 由此再转变成其它嘧啶核苷酸