一、蛋白質(zhì)化學(xué)

組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸除Gly以外，都有不對(duì)稱碳原子，能使偏振光發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

堿性氨基酸有Lys、Arg和His，酸性氨基酸有Asp和Glu；Tyr是帶芳香族側(cè)鏈的極性氨基酸，Trp和Phe是帶芳香族側(cè)鏈的非極性氨基酸，Cys是含硫的極性氨基酸；Leu和Val都是分支氨基酸，His、Trp和Pro都是雜環(huán)氨基酸。

His的咪唑基既可以作為H+的受體也可以作為H+的供體，Gln側(cè)鏈基團(tuán)的PKa值最接近于生理pH。氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)，主要以兩性(兼性)離子形式存在，在pH>pI的溶液中，以負(fù)(陰)離子形式存在，在pH<pI的溶液中，以正(陽)離子形式存在。在水溶液中，蛋白質(zhì)溶解度最小時(shí)的pH值通常就是它的等電點(diǎn)；某蛋白質(zhì)在pH6時(shí)向陽極移動(dòng)，則其等電點(diǎn)小于6。

VanSlyke法測(cè)定氨基氮主要利用(-NH2與HNO3作用生成N2。肽鏈N端分析方法有DNFB、PITC等，C端分析方法有肼解和羧肽酶等。Sanger試劑是指2,4-二硝基氟苯，確定了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)中的氨基酸順序在很大程度上決定它的構(gòu)象。

蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、Ω環(huán)等形式；α-螺旋模型中每圈螺

旋包含3.6個(gè)氨基酸殘基，高度為0.54nm，每個(gè)氨基酸殘基沿軸上升0.15nm，并沿軸旋轉(zhuǎn)100度；影響α-螺旋的形成和穩(wěn)定的氨基酸有Pro、Ile和Gly。蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)是指二級(jí)結(jié)構(gòu)的基本單位相互聚集，形成有規(guī)律的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體，其基本組合形式有((、(((、((等。每分子血紅蛋白所含鐵離子數(shù)為4。

維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的次級(jí)鍵主要有氫鍵、離子鍵、疏水鍵和范德華力等。蛋白質(zhì)的亞基和肽鏈?zhǔn)遣煌x的，球蛋白與球狀蛋白質(zhì)是不同的。核糖體和病毒均是核酸與蛋白質(zhì)組成的核蛋白。

實(shí)驗(yàn)室中常用的測(cè)定蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的方法有超離心法、凝膠過濾法和聚丙烯酰胺凝膠電泳等。紫外分光光度法測(cè)定蛋白質(zhì)的含量，是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子中的Tyr、Phe和Trp三種氨基酸的共軛雙鍵有紫外吸收能力，對(duì)280nm紫外光的吸收能力強(qiáng)弱依次是色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。常見的蛋白質(zhì)顏色反應(yīng)有雙縮脲反應(yīng)、米倫氏反應(yīng)、黃色反應(yīng)、茚三酮反應(yīng)、乙醛酸反應(yīng)、坂口反應(yīng)等。

二、核酸化學(xué)

核酸的主要組成是戊糖、堿基和磷酸，生物體內(nèi)存在的游離核苷酸多為5′-核苷酸。目前為止發(fā)現(xiàn)的修飾核苷酸大多存在于tRNA中。

核酸分子中糖環(huán)與堿基之間的連接為糖苷鍵，核苷與核苷之間通過磷酸二酯鍵連接形成多聚體。DNA雙螺旋中存在二種不同堿基對(duì)，T總是與A配對(duì)，而C與G配對(duì)，若雙鏈DNA中的一條鏈堿基順序?yàn)閜CpTpGpGpApC,則另一條鏈的堿基順序?yàn)閜GpApCpCpTpG。維持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要因素是堿基堆積力，氫鍵、離子鍵和范德華力也起一定作用。

胸腺嘧啶除了作為DNA組分外，還出現(xiàn)在tRNA分子中；一個(gè)tRNA的反密碼子為IGC，它可識(shí)別的密碼子是GCU，GCA和GCC；tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L形，其一端為氨基酸臂，另一端為反密碼子環(huán)。mRNA是細(xì)胞內(nèi)種類最多、含量最豐富的RNA。

引起核酸變性的因素很多，如溫度升高、酸堿變化和有機(jī)溶劑等；核酸變性或降解時(shí)，出現(xiàn)減色效應(yīng)。變性DNA的復(fù)性與許多因素有關(guān)，包括樣品均一度、DNA濃度、DNA片段大小、溫度、溶液離子強(qiáng)度等。

DNA分子中存在三類重復(fù)序列，tRNA，rRNA以及組蛋白等由中度重復(fù)序列編碼，而大多

數(shù)蛋白質(zhì)由單一序列編碼。

常見的高能磷酸化合物有核苷三磷酸、核苷二磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸、磷酸肌酸；ATP是體內(nèi)重要的供能物質(zhì)，GTP參與蛋白質(zhì)合成，CTP參與磷脂合成；ADPG、UDPG參與了淀粉、糖原等生物合成，作為活性糖基供體。

三、酶化學(xué)

根據(jù)國際系統(tǒng)分類法，酶按所催化的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)可以分為六大類：氧化還原酶、轉(zhuǎn)移

酶、水解酶、裂合酶、異構(gòu)酶和合成酶。每一種酶都有一個(gè)唯一的編號(hào)，如：醇脫氫酶的編號(hào)是EC1.1.1.1，EC代表酶學(xué)委員會(huì)，4個(gè)數(shù)字分別代表氧化還原酶類，亞類，亞亞類和亞亞類中序號(hào)為1。

全酶由酶蛋白和輔助因子組成，其中酶蛋白決定酶的專一性和高效率，輔助因子起傳遞電子、原子或化學(xué)基團(tuán)的作用；輔助因子包括輔酶、輔基和金屬離子等，其中輔基與酶蛋白結(jié)合緊密，而輔酶與酶蛋白結(jié)合疏松，可用透析法除去。

酶的專一性可以分為絕對(duì)專一性、相對(duì)專一性和立體專一性。酶的活性中心包括結(jié)合部位和催化部位兩個(gè)功能部位，其中結(jié)合部位直接與底物結(jié)合，決定酶的專一性，催化部位是發(fā)生化學(xué)變化的部位，決定催化反應(yīng)的性質(zhì)；酶活性中心一般由在一級(jí)結(jié)構(gòu)中相鄰的若干氨基酸殘基組成。

測(cè)定酶活性時(shí)，通常以底物濃度變化小于5%時(shí)測(cè)得的速度為反應(yīng)初速度。一種酶有幾種底物就有幾種Km值，Km值小表示酶對(duì)該底物的親和力更高。pH的影響可能與影響E、S和ES復(fù)合物的解離狀態(tài)以及過酸過堿導(dǎo)致酶蛋白變性有關(guān)。酶的最適溫度與其作用時(shí)間有關(guān)，作用時(shí)間長，則最適溫度高。常見不可逆抑制劑是有機(jī)磷化合物、有機(jī)砷化合物等。酶的競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑可以使Vmax不變和Km增加，可用增加［S］的方法減輕抑制程度，丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的影響屬于競(jìng)爭(zhēng)性抑制，與競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制程度有關(guān)的因素是{S}、[I]、E與S(或I)的親和力大小。

四、維生素化學(xué)

維生素是維持機(jī)體正常生理活動(dòng)所必需的一類微量有機(jī)化合物。動(dòng)物體內(nèi)不能合成或合成量不足，必須從食物中攝取；植物和微生物的生長也需要維生素；植物的某些器官可以自行合成某些維生素，并供給植物整體生長所需。

根據(jù)溶解度性質(zhì)，維生素分為兩類：水溶性維生素和脂溶性維生素。B族維生素都可以作為輔酶或輔酶的組分參與代謝。

維生素B1主要功能是以TPP形式，作為脫羧酶和轉(zhuǎn)酮酶的輔酶，轉(zhuǎn)移二碳單位。維生

素B2的化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為二部分，即二甲基異咯嗪基和核糖醇基，其中1，10位氮原子上可以加氫，因此有氧化型和還原型之分；輔基FAD與酶蛋白之間為共價(jià)結(jié)合。維生素B3可以與巰基乙胺，焦磷酸和腺苷酸共同組成CoA，作為各種?；磻?yīng)的輔酶，傳遞酰基。維生素B5有煙酸和煙酰胺兩種形式，其輔酶形式是NAD+與NADP+，作為脫氫酶的輔酶。維生素B6又稱吡哆素，主要以磷酸酯即磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺形式存在，是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶、脫羧酶和消旋酶的輔酶。生物素可看成由尿素，噻吩，戊酸側(cè)鏈三部分組成，是羧化酶的輔酶，在CO2的固定中起重要是作用。維生素B11由喋呤衍生物、對(duì)氨基苯甲酸、谷氨酸三部分組成，以四氫葉酸的形式，作為一碳單位的載體。維生素B12是唯一含金屬元素的維生素，由咕啉環(huán)，核苷酸和氨基丙醇三部分組成，可作為變位酶、轉(zhuǎn)甲基酶等酶的輔酶。

多食糖類需補(bǔ)充維生素B1；以玉米為主食，容易導(dǎo)致維生素B5的缺乏；多食肉類，需

補(bǔ)充維生素B6。來自于維生素的輔酶有TPP、FMN、FAD、CoA、NAD、NADP、PLP、PMP、FH2、5′-脫氧腺苷鈷胺素。含腺苷酸結(jié)構(gòu)的輔酶有FAD、CoA、NAD+、NADP+、等。

維生素A的活性形式是11-順視黃醛，可與視蛋白組成視紫紅質(zhì)，后者是維持暗視覺所

必需的。維生素D在體內(nèi)的最高活性形式是1,25-二羥膽鈣化醇，主要功能是調(diào)節(jié)鈣磷代謝，經(jīng)常做日光浴有助于預(yù)防佝僂病和骨軟化癥的出現(xiàn)。維生素E不容易被氧化，因此可做抗氧化劑。維生素K的主要作用是作為羧化酶的輔酶，促進(jìn)肝臟凝血酶原生成。新生兒、腸胃疾病、常用抗生素的人易產(chǎn)生維生素K的缺乏癥。

五、生物氧化

生物氧化只有在氧氣的存在下才能進(jìn)行。參與生物氧化的酶可分為氧化酶、脫氫酶和加氧酶三類。NADH和NADPH都可以直接進(jìn)入呼吸鏈。

呼吸鏈由許多組分組成：煙酰胺脫氫酶類、黃素脫氫酶類、鐵硫蛋白類、輔酶Q類、細(xì)胞色素類等。呼吸鏈上流動(dòng)的電子載體包括NAD+(FAD、FMN)、CoQ和CytC(b、aa3)等幾種。線粒體內(nèi)膜上的復(fù)合體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中均含有Fe-S蛋白。

P/O值是指在呼吸鏈氧化磷酸化過程中每消耗1mol氧原子所消耗的無機(jī)磷mol數(shù)(或生

成的ATPmol數(shù))，NADH的P/O值是3，F(xiàn)ADH2的P/O值是2。NADH型呼吸鏈中氧化磷酸化偶聯(lián)部位是NADH→CoQ，Cytb→Cytc，Cytaa3→O2。常見的呼吸抑制劑有魚藤酮(安密妥)，寡霉素A，CO(氰化物、疊氮化物)等?？姑顾谹能阻斷異檸檬酸氧化過程中ATP的形成，但不阻斷琥珀酸氧化過程中ATP的形成。

呼吸作用能導(dǎo)致線粒體基質(zhì)的pH值升高。線粒體內(nèi)膜上能夠產(chǎn)生跨膜的質(zhì)子梯度的復(fù)合體是復(fù)合體Ⅰ、復(fù)合體Ⅲ和復(fù)合體Ⅳ。

線粒體外產(chǎn)生的NADH要把H交給能透過線粒體內(nèi)膜的某種化合物,然后進(jìn)入線粒體內(nèi)參

與呼吸鏈氧化，常見的穿梭作用有蘋果酸穿梭作用(38ATP)和α-磷酸甘油穿梭作用(36ATP)。

含有高能磷酸鍵的物質(zhì)有ATP(ADP等NTP、NDP)，PEP（甘油酸-1,3-二磷酸、乙酰磷酸），

磷酸肌酸(磷酸精氨酸)等。

六、糖代謝

水解淀粉的酶類包括α-淀粉酶和(-淀粉酶，前者主要存在于動(dòng)物消化道中，后者主要

存在于植物中。其中α-淀粉酶可以越過支鏈作用，催化活力較高。體內(nèi)糖原降解由磷酸化酶催化切斷α-1,4-糖苷鍵，由脫支酶催化切斷α-1,6-糖苷鍵；糖原中一個(gè)糖基轉(zhuǎn)變?yōu)?分子乳酸，可凈得3分子ATP。

參與EMP的激酶有己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，分別催化途徑中三個(gè)不可逆

反應(yīng)。多數(shù)腫瘤細(xì)胞糖代謝失調(diào)表現(xiàn)為糖酵解加速。

丙酮酸脫氫酶系包含3種酶和6種輔助因子：丙酮酸脫羧酶、二氫硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶、二氫硫辛酸脫氫酶，TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA、Mg2+，酶系中電子傳遞方向?yàn)榱蛐了帷鶩AD→NAD+。

TCA循環(huán)的第一個(gè)產(chǎn)物是檸檬酸，所有中間產(chǎn)物中只有草酰乙酸可以被該循環(huán)中的酶完

全降解。主要限速反應(yīng)有檸檬酸合成酶和(-酮戊二酸脫氫酶等；循環(huán)中二次脫羧反應(yīng)分別是由異檸檬酸脫氫酶和(-酮戊二酸脫氫酶催化；可以產(chǎn)生NADH·H+和FADH2，但不能直接產(chǎn)生ATP。

通過戊糖磷酸途徑可以產(chǎn)生CO2、NADPH和戊糖磷酸等重要化合物，所有來自戊糖磷酸途徑的還原能都是在該循環(huán)的前兩步反應(yīng)中產(chǎn)生的。乙醛酸循環(huán)作為TCA循環(huán)支路存在于植、微生物體內(nèi)。沿糖酵解途徑逆行，可從丙酮酸、乳酸、甘油等小分子前體物質(zhì)合成葡萄糖。糖有氧氧化過程中伴隨底物水平磷酸化的反應(yīng)有1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸，磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸，琥珀酰CoA→琥珀酸。

七、脂代謝

乳糜微粒是由甘油三酯、膽固醇(磷脂)和蛋白質(zhì)等物質(zhì)組成的。

脂酸的氧化降解是從分子的羧基端開始的。肉堿的功能是參與由轉(zhuǎn)移酶催化的轉(zhuǎn)?；磻?yīng)，使長鏈脂?；鶑陌麧{轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體內(nèi)進(jìn)行脂酸的β-氧化。脂酸β-氧化途徑起始于脂酰CoA，僅需一次活化，消耗ATP分子的兩個(gè)高能鍵，還包括脫氫、水化、脫氫和硫解等重復(fù)步驟，不斷產(chǎn)生乙酰CoA、脂酰CoA、FADH2、NADH；與β-氧化循環(huán)有關(guān)的酶是：脂酰CoA脫氫酶、烯脂酰CoA水化酶、羥脂酰CoA脫氫酶和酮脂酰CoA硫解酶。

酮體包括乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮三種化合物。當(dāng)動(dòng)物長期饑餓，就要?jiǎng)佑皿w內(nèi)脂肪，這時(shí)分解酮體的速度大于酮體生成速度；低糖、高脂膳食情況下，血中酮體濃度回增加。

脂酸從頭合成需要原料乙酰CoA、CO2、NADPH和ATP等。以丙二酸單酰CoA作為2C供

體由乙酰CoA和CO2合成，需消耗1個(gè)高能磷酸鍵，并需要生物素輔酶參加；乙酰CoA來源于葡萄糖分解或脂酸氧化，NADPH來源于戊糖磷酸途徑。從乙酰CoA合成1分子軟脂酸，消耗8分子ATP。將乙?；鶑木€拉體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿中的化合物是檸檬酸。合成甘油三酯最強(qiáng)的器官是肝臟。

水解甘油醇磷脂將得到：甘油、脂酸、磷酸和氮堿(膽堿、乙醇胺、絲氨酸)的混合物。

膽固醇生物合成的前體包括羊毛固醇、鯊烯、異戊烯醇焦磷酸酯(二羥甲基戊酸)。膽固醇是維生素D、性激素、腎上腺皮質(zhì)素、膽酸等生理活性重要物質(zhì)的前體分子。血漿膽固醇含量與動(dòng)脈硬化密切有關(guān)。

八、氨基酸代謝

動(dòng)物的蛋白水解酶有肽鏈內(nèi)切酶、肽鏈外切酶、二肽酶三類，消化道中能水解肽鏈內(nèi)部肽鍵的蛋白水解酶主要有胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶。胃(糜)蛋白酶水解由芳香氨基酸的氨(羧)基形成的肽鍵，胰蛋白酶水解由堿性氨基酸的羧基形成的肽鍵。蛋白質(zhì)的選擇性降解不需要ATP提供能量。蛋白質(zhì)的壽命與成熟蛋白質(zhì)的N末端氨基酸有關(guān)。在哺乳動(dòng)物體內(nèi)由蛋白質(zhì)氧化分解產(chǎn)生的能量效率一般低于糖或脂肪的氧化分解。

L-氨基酸氧化酶參與氨基酸脫氨基作用；不能進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的基本氨基酸是Gly、Thr、Lys、Pro。氨基酸脫羧酶也需要吡哆醛磷酸作為輔基；His脫羧后會(huì)生成血管擴(kuò)張物。

體內(nèi)氨基酸脫下氨的主要去路有合成尿素、酰胺生成、合成非必需氨基酸(銨鹽等含氮

化合物)。人類對(duì)氨基代謝的終產(chǎn)物是尿素，鳥類對(duì)氨基代謝的終產(chǎn)物是尿酸，植物解除氨的毒害的方法是合成天冬酰胺。葡萄糖-Ala循環(huán)的功能是將肌肉中的NH3運(yùn)輸?shù)礁巍?/p>

在代謝研究中，第一個(gè)被闡明的循環(huán)途徑是鳥氨酸循環(huán)。動(dòng)物產(chǎn)生尿素的主要器官是肝臟，肝細(xì)胞內(nèi)合成尿素的場(chǎng)所是胞漿和線粒體。與尿素循環(huán)有關(guān)的氨基酸有Arg、Asp、瓜氨酸、鳥氨酸等。

哺乳動(dòng)物的必需氨基酸有甲硫氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、

色氨酸、蘇氨酸、精氨酸、組氨酸，后二者是半必需氨基酸。Ala、Asp、Glu是生糖氨基酸，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^轉(zhuǎn)氨作用可分別生成丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸；生酮氨基酸有亮氨酸、賴氨酸，嚴(yán)格的生酮氨基酸都是必需氨基酸；氨基酸經(jīng)脫氨基作用后留下的碳架進(jìn)行氧化分解，需要先形成能夠進(jìn)入TCA循環(huán)的中間物。

九、核苷酸代謝

核酸酶作用于核酸的磷酸二酯鍵，生成寡核苷酸和單核苷酸，水解RNA的稱RNA酶，水

解DNA的稱DNA酶。核苷酸被核苷酸酶水解為核苷和無機(jī)磷酸，核苷被核苷酶水解為戊糖和堿基。

嘌呤分解代謝終產(chǎn)物因生物種類而異，有尿酸(尿囊素、尿素)、氨、CO2等，人類的嘌

呤代謝終產(chǎn)物是尿酸；痛風(fēng)是因?yàn)轶w內(nèi)尿酸產(chǎn)生過多造成的，用別嘌呤醇作為黃嘌呤氧化酶的自殺性底物，可以治療痛風(fēng)。嘧啶分解代謝產(chǎn)物有：NH3、CO2、β-Ala(或β-氨基異丁

酸)。

嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的生物合成需要5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)。嘌呤環(huán)合成的原料有天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2、一碳單位；嘧啶環(huán)合成的原料有天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2；Gln、Asp是合成嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)都是必需的。嘌呤核苷酸的從頭合成是先閉環(huán)，再形成N-糖苷鍵，IMP是嘌呤核苷酸從頭合成途徑的中間產(chǎn)物。

十、物質(zhì)代謝聯(lián)系與調(diào)控

不同生物大分子的分解代謝均可分為三個(gè)階段：將大分子降解為較小分子的構(gòu)件單元，將不同的小分子轉(zhuǎn)化為共同的降解產(chǎn)物乙酰輔酶A，最后完全氧化成CO2和H2O。在糖、脂、蛋白質(zhì)及核酸的相互轉(zhuǎn)化過程中重要的代謝中間產(chǎn)物有乙酰CoA、丙酮酸、葡萄糖-6-磷酸。

人最能耐受糖類物質(zhì)的缺乏。

生物體內(nèi)的代謝調(diào)節(jié)在三種不同的水平上進(jìn)行：細(xì)胞-酶水平、激素水平和神經(jīng)系統(tǒng)水平。發(fā)生在線粒體中與能量代謝有關(guān)的過程有三羧酸循環(huán)、呼吸鏈(氧化磷酸化)、脂酸(-氧化等。發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中的代謝途徑有糖酵解、磷酸戊糖途徑、脂酸從頭合成等。

代謝物濃度對(duì)代謝的調(diào)節(jié)強(qiáng)于酶活性對(duì)代謝的調(diào)節(jié)。酶蛋白的磷酸化和去磷酸化是可逆反應(yīng)，由不同酶催化完成，主要在高等動(dòng)物細(xì)胞中進(jìn)行，修飾位點(diǎn)通常在絲氨酸殘基上；酶的腺苷酰化和脫腺苷?；饔脛t是細(xì)菌中共價(jià)修飾酶活性的一種重要方式。

操縱子由調(diào)節(jié)基因、結(jié)構(gòu)基因和操縱基因三種成分組成。將乳糖加到以葡萄糖為碳源的培養(yǎng)基中，則大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)參與乳糖代謝的酶將不被合成，因?yàn)樵谄咸烟谴嬖跁r(shí),有分解物阻遏作用，當(dāng)葡萄糖濃度較低時(shí)，乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄活性最高。

十一、核酸生物合成（自學(xué)不考）

參與DNA復(fù)制的主要蛋白質(zhì)包括DNA解鏈酶、單鏈結(jié)合蛋白、DNA聚合酶、DNA連接酶、

引發(fā)酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶、引物切除酶等；幾種酶的作用次序是DNA解鏈酶→引發(fā)酶→DNA聚合酶Ⅲ→引物切除酶→DNA連接酶。大腸桿菌中DNA復(fù)制的主要聚合酶是DNA聚合酶Ⅲ，分別負(fù)責(zé)前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成，切除RNA引物的酶是DNA聚合酶Ⅰ；而真核細(xì)胞中切除RNA引物的酶是RNase H。DNA后隨鏈的復(fù)制是先合成許多岡崎片段，最后再將它們一起連接起來形成一條連續(xù)的鏈。滾環(huán)復(fù)制不需要RNA作為引物；D環(huán)復(fù)制不形成岡崎片段。

真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)：多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)、多種DNA聚合酶、端粒復(fù)制。參與真核細(xì)胞線粒體DNA復(fù)制的DNA聚合酶是DNA聚合酶(。端粒酶由RNA和蛋白質(zhì)兩個(gè)部分組成，生理功能是維持DNA端粒的完整。癌細(xì)胞的端聚酶活性較高，而正常的分化細(xì)胞的端聚酶活性則很低。

DNA損傷可分為形成二聚體和脫嘌呤(脫氨基)兩種類型，造成DNA損傷的因素有環(huán)境作

用(物理、化學(xué)、生物等)和自發(fā)性損傷(堿基錯(cuò)配、互變異構(gòu)等)。大多數(shù)DNA修復(fù)四步驟依次是識(shí)別、切除、合成、連接。人細(xì)胞缺乏DNA直接修復(fù)(光復(fù)活修復(fù))的機(jī)制；完成DNA切除修復(fù)至少需要核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶和DNA連接酶等幾種酶，XP(著色性干皮病)是因?yàn)槠つw細(xì)胞中缺乏切除修復(fù)有關(guān)的酶；嘧啶二聚體不能通過重組修復(fù)被徹底去除；原核細(xì)胞是以甲基化作為DNA錯(cuò)配修復(fù)過程中識(shí)別新鏈和老鏈的標(biāo)志。

維持DNA復(fù)制高度忠實(shí)性的機(jī)制主要有嚴(yán)格配對(duì)堿基、自我校對(duì)、RNA引物的合成與切

除、錯(cuò)配修復(fù)、4種dNTP濃度的平衡。由于RNA聚合酶缺乏校對(duì)能力，因此RNA生物合成的忠實(shí)性低于DNA的生物合成。DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶一般都含有鋅離子。

大腸桿菌RNA聚合酶由核心酶和σ因子組成，其中前者由(亞基、(亞基和(’亞基組成，

活性中心位于β亞基上，負(fù)責(zé)識(shí)別啟動(dòng)子的亞基是σ因子。

真核生物mRNA前體的加工有帶帽、加尾、剪接、內(nèi)部甲基化等，真核細(xì)胞mRNA都有帽

子結(jié)構(gòu)。四膜蟲Pre-rRNA的剪接并不需要消耗ATP。tRNA的3′-端所具有的CCA序列都是通過后加工才加上的。

放線菌素D既可以抑制原核細(xì)胞也可以抑制真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄。吖啶染料可以引起移碼突變。

十二、蛋白質(zhì)生物合成（自學(xué)不考）

蛋白質(zhì)的生物合成是以mRNA作為模板，tRNA作為運(yùn)輸氨基酸的工具，核糖體作為合成的場(chǎng)所。從結(jié)構(gòu)基因中的DNA序列可以推出相應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸序列；從氨基酸序列也能準(zhǔn)確地推導(dǎo)出相應(yīng)基因的核苷酸序列。細(xì)胞內(nèi)多肽鏈合成的方向是從N端到C端，而閱讀mRNA的方向是從5′端到3′端。

蛋白質(zhì)翻譯一般以AUG作為起始密碼子，也是甲硫氨酸密碼；以UAA、UAG和UGA作為終止密碼子；蛋白質(zhì)所含的天冬酰胺及谷氨酰胺兩種殘基是生物合成時(shí)直接從模板中譯讀而來。在蛋白質(zhì)分子中不容易突變的氨基酸有Arg、Leu、Ser。某種tRNA的反密碼子為IUC，它識(shí)別的密碼子可以是GAU、GAC、GAA。由于遺傳密碼的通用性，真核細(xì)胞mRNA可在原核翻譯系統(tǒng)中得到正常的翻譯。

核糖體不僅存在于細(xì)胞質(zhì)中，也存在于線粒體和葉綠體中。核糖體上能夠結(jié)合tRNA的部位有P部位、A部位和E部位。

原核生物蛋白質(zhì)合成的起始因子(IF)有3種，延伸因子(EF)有3種，終止釋放因子(RF)有3種；真核生物蛋白質(zhì)合成的延伸因子通常有2種，終止釋放因子有1種。

氨酰-tRNA合成酶可通過其催化的逆反應(yīng)對(duì)誤載的氨基酸進(jìn)行校對(duì)。SD序列是指原核細(xì)胞mRNA的5′-端富含嘌呤堿基的序列，它可以和16S rRNA的3′-端嘧啶序列互補(bǔ)配對(duì)，幫助起始密碼子的識(shí)別。氨酰-tRNA進(jìn)入A部位時(shí)，與EF-Tu結(jié)合的GTP必須水解，EF-Tu的GTPase活性越高，翻譯速度就越快，但翻譯的忠實(shí)性就越低。

真核生物在翻譯起始階段，常由40S核糖體小亞基與mRNA的5′-端帽子結(jié)合，再向3′

-端移動(dòng)尋找AUG，從而開始蛋白質(zhì)合成。

胰島素是mRNA翻譯的原始產(chǎn)物在切除特定的肽段形成A、B兩條鏈后，通過S-S鍵相連才轉(zhuǎn)變成有活性的形式。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的蛋白質(zhì)分子中經(jīng)常含有較多的二硫鍵。多肽鏈的折疊不一定是在蛋白質(zhì)合成結(jié)束以后才開始；不是所有蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)由其一級(jí)結(jié)構(gòu)決定，而是由分子伴侶決定的。

美國洛克菲勒大學(xué)的Blobel因信號(hào)肽學(xué)說而獲得1999年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。SRP是一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的超分子體系，它的功能是識(shí)別信號(hào)肽，還可干擾進(jìn)入的氨酰-tRNA和移位酶催化的反應(yīng)，以終止肽鏈的延長。

四環(huán)素只能抑制原核生物細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成。既能抑制原核又能抑制真核細(xì)胞及其細(xì)胞器蛋白質(zhì)合成的抑制劑是嘌呤霉素。白喉毒素能抑制真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，是因?yàn)樗种屏说鞍踪|(zhì)合成的肽酰-tRNA移位。

十三、基因表達(dá)調(diào)控（自學(xué)不考）

在大腸桿菌里表達(dá)人組蛋白，可直接從人基因組中獲取目的基因，因?yàn)榛虮磉_(dá)的最終產(chǎn)物都是蛋白質(zhì)。某些蛋白質(zhì)既可以作為激活蛋白又可以作為阻遏蛋白參與基因表達(dá)的調(diào)控。原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基因表達(dá)調(diào)控包括轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的調(diào)控，但關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。

操縱子結(jié)構(gòu)是原核細(xì)胞特有的。衰減子這種調(diào)控模式不可能出現(xiàn)在真核細(xì)胞。ppGpp和

pppGpp被稱為超級(jí)調(diào)控因子，它作為RNA聚合酶的別構(gòu)效應(yīng)物調(diào)節(jié)此酶的活性。

真核細(xì)胞參與基因表達(dá)調(diào)節(jié)的調(diào)控區(qū)比原核細(xì)胞復(fù)雜是因?yàn)檎婧思?xì)胞需要特異性的基

因表達(dá)。某一個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄活性越強(qiáng)，則該基因所處的DNA序列對(duì)DNaseⅠ就越敏感，因?yàn)榛虮患せ詈?，DNA解鏈產(chǎn)生一些對(duì)DNAaseⅠ的超敏位點(diǎn)。

增強(qiáng)子的作用與距離和方向無關(guān)，但某一個(gè)增強(qiáng)子不可能同時(shí)提高與它同在一條染色體 DNA上所有的基因的轉(zhuǎn)錄效率；某些病毒基因組中也含有增強(qiáng)子；某些DNA序列既可以作為增強(qiáng)子也可作為沉默子。

在基因表達(dá)的調(diào)控中，核酸和蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)的分子之間相互作用十分重要。反式作用因子常通過氫鍵、離子鍵和疏水鍵與相應(yīng)的順式作用因子結(jié)合；存在于反式作用因子上負(fù)責(zé)激活基因轉(zhuǎn)錄的結(jié)構(gòu)花色通常有富含脯氨酸、富含酸性氨基酸和富含谷氨酰胺三種形式。