目录

  • 1 绪论
    • 1.1 生物化学的定义与研究内容
    • 1.2 生物化学的内容组成
    • 1.3 生物化学的形成与发展
    • 1.4 生物化学与专业的关系
  • 2 蛋白质的化学
    • 2.1 概述
    • 2.2 蛋白质总论
    • 2.3 氨基酸的分类与物理性质
    • 2.4 蛋白质的构件——氨基酸
    • 2.5 肽
    • 2.6 蛋白质的结构
    • 2.7 蛋白质的结构与功能
    • 2.8 蛋白质的分离纯化
    • 2.9 蛋白质的性质与分离纯化
    • 2.10 蛋白质的鉴定与分析
    • 2.11 肌红蛋白与血红蛋白
    • 2.12 测验1氨基酸组成、结构与性质
    • 2.13 测验2 肽、蛋白质的结构和功能
    • 2.14 测验3 蛋白质的理化性质
  • 3 核酸化学
    • 3.1 DNA是遗传物质的发现
    • 3.2 概述
    • 3.3 核酸分子的化学组成
    • 3.4 DNA的结构
    • 3.5 tRNA结构
    • 3.6 核酸的分子结构
    • 3.7 核酸的理化性质
    • 3.8 核酸的变性、复性与分子杂交
    • 3.9 核酸的分离、纯化与鉴定
    • 3.10 训练4 核酸的组成、结构基础练习
    • 3.11 训练5 核酸的性质基础练习
  • 4 糖类化学
    • 4.1 第五次拓展训练
  • 5 脂类化学
    • 5.1 脂类概述
    • 5.2 单脂
    • 5.3 复脂
    • 5.4 类脂
    • 5.5 第六次拓展训练
  • 6 酶与维生素
    • 6.1 概述
    • 6.2 酶的分类及命名
    • 6.3 酶的结构
    • 6.4 酶的结构与功能
    • 6.5 酶的作用机理
    • 6.6 酶的高效性机制
    • 6.7 诱导契合学说
    • 6.8 酶促反应动力学
    • 6.9 训练6 酶概述部分基础练习
    • 6.10 训练7 酶组成、结构、作用机理基础练习
    • 6.11 训练8 酶促动力学基础练习
  • 7 生物氧化
    • 7.1 概述
    • 7.2 生物氧化的特点
    • 7.3 生物氧化体系——呼吸链
    • 7.4 ATP的生成方式
    • 7.5 化学渗透假说
    • 7.6 氧化磷酸化的抑制
    • 7.7 线粒体的穿梭系统
    • 7.8 训练9 生物氧化的特点、呼吸链的组成及功能基础练习
    • 7.9 训练10 ATP的生成方式、机理及抑制基础练习
  • 8 糖代谢
    • 8.1 糖原的降解
    • 8.2 葡萄糖的分解代谢
    • 8.3 糖酵解
    • 8.4 糖有氧氧化
    • 8.5 三羧酸循环
    • 8.6 糖有氧氧化的能量计算
    • 8.7 磷酸戊糖途径
    • 8.8 糖异生
    • 8.9 寡糖和多糖的合成
    • 8.10 葡萄糖的合解代谢
    • 8.11 糖代谢的调节
    • 8.12 训练11 多糖降解、糖酵解途径基础练习
    • 8.13 训练12 糖的有氧氧化、磷酸戊糖途径基础练习
    • 8.14 训练13 糖异生途径、糖的合成基础练习
  • 9 脂类代谢
    • 9.1 脂类的贮存、动员与运输
    • 9.2 脂肪的代谢
    • 9.3 脂肪酸氧化
    • 9.4 脂肪酸氧化的能量计算
    • 9.5 酮体的生成与利用
    • 9.6 乙醛酸循环
    • 9.7 脂肪的合成
    • 9.8 磷脂的代谢
    • 9.9 胆固醇代谢
    • 9.10 吉林省教学名师常桂英教授教学视频
    • 9.11 训练14脂肪降解、脂肪酸分解代谢
    • 9.12 训练15 脂肪酸的合成、磷脂、胆固醇的代谢基础练习
  • 10 蛋白质与氨基酸代谢
    • 10.1 氨基酸的一般代谢
    • 10.2 氨的代谢——鸟氨酸循环
    • 10.3 鸟氨酸循环
    • 10.4 氨的转运
    • 10.5 氨基酸的化学反应
    • 10.6 芳香族氨基酸的代谢
    • 10.7 氨基酸的合成代谢
    • 10.8 个别氨基酸的分解代谢
    • 10.9 嘧啶的分解代谢
    • 10.10 训练16蛋白质降解、氨基酸分解代谢基础练习
    • 10.11 训练17 鸟氨酸循环、个别氨基酸分解代谢基础练习
  • 11 核苷酸代谢
    • 11.1 概述
    • 11.2 核苷酸的降解
    • 11.3 嘌呤的分解代谢
    • 11.4 嘌呤核苷酸的合成代谢
    • 11.5 嘌呤核苷酸的从头合成
    • 11.6 嘧啶核糖核苷酸的生物合成
    • 11.7 核苷酸合成的抗代谢物
    • 11.8 脱氧核糖核苷酸和胸苷酸的生成
    • 11.9 训练18 核苷酸的分解、合成代谢基础练习
  • 12 DNA生物合成——复制
    • 12.1 概述
    • 12.2 DNA复制的过程
    • 12.3 半保留复制的发现
    • 12.4 DNA的半保留复制
    • 12.5 参与DNA的复制的酶与蛋白质
    • 12.6 原核生物(大肠杆菌)DNA的复制过程
    • 12.7 真核生物DNA复制
    • 12.8 逆转录 (RNA指导的DNA合成)
    • 12.9 基因突变和DNA的损伤修复
    • 12.10 PCR反应过程
    • 12.11 端粒的复制
    • 12.12 DNA的损伤修复
    • 12.13 训练19 参与DNA合成的酶及过程基础练习
    • 12.14 训练20 逆转录、DNA损伤和修复基础练习
  • 13 RNA 生物合成——转录
    • 13.1 RNA聚合酶
    • 13.2 原核生物的转录
    • 13.3 启动子
    • 13.4 转录的过程
    • 13.5 转录终止机制
    • 13.6 转录后加工
    • 13.7 真核生物的转录
    • 13.8 真核生物的转录后修饰
    • 13.9 训练21 RNA生物合成基础练习
  • 14 蛋白质的生物合成——翻译
    • 14.1 概述
    • 14.2 蛋白质合成体系的组分
    • 14.3 遗传密码的特性
    • 14.4 rRNA与蛋白质合成场所
    • 14.5 蛋白质生物合成过程(原核生物)
    • 14.6 翻译的过程
    • 14.7 肽链合成后的加工
    • 14.8 代谢调节
    • 14.9 蛋白质生物合成的干扰与抑制
    • 14.10 训练22 蛋白质生物合成基础练习
    • 14.11 第二十五次训练  蛋白质合成过程
  • 15 基因表达的调控
    • 15.1 乳糖操纵子
    • 15.2 色氨酸操纵子
    • 15.3 第二十六次训练  物质代谢调节及基因表达调节
  • 16 综合训练
    • 16.1 第二十七次训练  综合训练一
    • 16.2 第二十八次训练  综合训练二
    • 16.3 第二十九次训练  综合训练三
    • 16.4 第三十次训练    综合训练四
  • 17 实验视频
    • 17.1 胰蛋白酶比活力的测定
    • 17.2 离心机的使用
    • 17.3 移液管的使用
    • 17.4 紫外分光光度计的使用
    • 17.5 血清γ球蛋白的分离纯化与鉴定
    • 17.6 血清白蛋白的分离纯化与鉴定
蛋白质合成体系的组分


﹡ 原料——20种氨基酸

﹡ 模板——mRNA

﹡ 氨基酸的运载工具——tRNA

﹡ 场所——核糖体

﹡ 酶——氨酰- tRNA合成酶、转肽酶

﹡ 蛋白因子——起始因子、延长因子、终止因子

﹡ 能量——ATP、GTP

﹡ 其它——

为什么mRNA适于作DNA的信使?

◆  mRNA是由基本单位——核苷酸连接而成,跟DNA一样能储存遗传信息。

◆  mRNA一般为单链,比DNA短,能通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。

◆  mRNA与DNA的关系中,也遵循“碱基互补配对原则”。




为什么mRNA适于作蛋白质合成的模板?

◆  mRNA储存DNA的遗传信息

◆  mRNA蕴含与蛋白质的对应关系

     ——遗传密码与密码子

一、mRNA与遗传密码

1、遗传密码(genetic code) 

mRNA中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系,称为遗传密码。 

                           遗传密码表

密码子(codon): mRNA中三个连续的核苷酸可编码一种氨基酸,这种核苷酸三联体称为密码子。

起始密码(initiation coden) :5ˊ端第一个AUG表示起动信号,并代表甲酰蛋氨酸(细菌)或蛋氨酸(高等动物)

终止密码(termination coden) :UAA、UAG或UGA(不编码氨基酸) 

2.mRNA的功能结构

mRNA上能够编码一条多肽链合成的区段叫做编码区。

编码区的第一个密码子必定是AUG,最后一个密码子必定是UAA或UAG或UGA,从第一个密码子到最后一个密码子之间间隔3n个核苷酸。

N-蛋氨酸-苏氨酸-精氨酸-赖氨酸-色氨酸-脯氨酸-天冬酰胺-天冬氨酸-C


例1   

真核生物某蛋白质N-端氨基酸相对应的DNA双螺旋的模板链序列是:

ATACCGCCCCATTTT,请写出该蛋白质的N-端氨基酸序列。

解析:


例2   

某蛋白质C-端氨基酸相对应的DNA双螺旋中有意义链是:

ATACCGCAACTCGTAATC,请写出该蛋白质的C-端氨基酸序列。

解析:


3.遗传密码的特点※

(1)编码性:除三个终止密码子外其它所有密码子都和氨基酸相对应。


(2)简并性

遗传密码中,除色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子外,其余氨基酸有2、3、4个或多至6个三联体为其编码。

(3)通用性

☆ 蛋白质生物合成的整套密码,从原核生物到人类都通用。  

☆ 少数例外,如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体。例如通用密码子AGG编码精氨酸,而在人体线粒体中是终止密码子。

(4)无标点性、不重叠性

编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码连续阅读,密码间既无间断也无交叉。 


(5)摆动性

反密码子与密码子间不严格遵守常见的碱基配对规律,前两位碱基严格配对,第三位碱基配对有较大的灵活性,称为摆动配对。 

摆动配对


密码子、反密码子配对的摆动现象

为什么tRNA适合作氨基酸的运载工具?                    



1.tRNA的氨基酸臂可以与氨基酸结合。

2.tRNA上有3个特定碱基组成的一个反密码子与mRNA链上的密码子配对,识别mRNA链上的密码子,保证氨基酸按mRNA的碱基顺序入号。

3.被特定的氨酰-tRNA合成酶所识别。




二、氨基酸的搬运工具——tRNA 

1.tRNA的功能区 

氨基酸臂……与氨基酸结合

DHU环………与氨酰-tRNA合成酶结合

反密码环……识别密码子

TψC环…….与核蛋白体结合 

2.反密码子(anticodon)

tRNA反密码环中间的3个核苷酸,可与mRNA密码子配对 

反密码子的第一位核苷酸(5ˊ端)常为I

为什么核糖体适合作蛋白质合成的场所?


三、多肽链的"装配机"——核蛋白体 

1. 核糖体上的功能区

(1) 结合部位

① mRNA结合部位:

大小亚基之间存在一条细沟,用于接纳mRNA;


② tRNA结合部位:有2个,P位与A位

※氨酰基部位(A位)—— 氨酰tRNA的结合部位

※肽基部位 (P位) —— 正在延长的多肽基tRNA的结合部位;  

tRNA的这两个结合部位有一小部分在30S亚基内,大部分在50S亚基内。

(2) 催化部位

① 催化肽键形成的部位:

称为肽基转移酶,又叫转肽酶。位于大亚基上。

1992年发现该活性是由23S rRNA提供的。  

② 催化GTP水解的部位:

位于大亚基上,在核糖体移位期间将GTP水解成GDP和Pi。

(3) 排出部位——E位


原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式


四、蛋白质合成中两个关键酶


特点:绝对专一性;校正活性

这是一个古老的具有校编功能的蛋白质,王恩多等对其催化专一性进行了较深入研究。阅读“与人类疾病相关的几种线粒体氨基酰-tRNA合成酶”,2008-35(8),生物化学与生物物理研究进展

“哺乳动物氨基酰-tRNA合成酶的研究”,2006,3,生物科学。


第一步反应


第二步反应

氨基酸tRNA的合成,可使氨基酸①活化;②搬运;③定位。


2.转肽酶:催化蛋白质分子中肽键的形成。


五、辅助因子

1.蛋白质因子(原核生物)

在蛋白质合成体系中,还有溶解在胞质中的蛋白质,在蛋白质合成的不同阶段起作用,分别有:


2.其它因子 ATP、GTP、