透明质酸是一种大分子糖胺聚糖,其重复二糖单位由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺组成,不含硫酸基团,透明质酸单独存在,不与核心蛋白形成蛋白聚糖,但可参与蛋白聚糖聚合物的形成,该聚合物由透明质酸长糖链两侧经连接蛋白结合许多蛋白聚糖而成。透明质酸是细胞外基质的重要组成成分,透明质酸具有很高的分子量,其自身也可缠绕、聚合进而交织成网络状,其分子表面的基团又有很强的亲水性,可吸引、保留水分而形成凝胶,容许小分子化合物自由扩散而阻止细菌通过,起保护作用。另外,在组织细胞表面存在有透明质酸受体,基质中透明质酸可与之识别结合,影响细胞与细胞的黏附、细胞迁移、增殖和分化等细胞生物学行为。
56.试分析半胱氨酸代谢对糖胺聚糖形成的作用。
半胱氨酸作为含硫氨基酸代谢可产生硫酸根而且是体内硫酸根的主要来源。硫酸根经ATP活化后形成活性硫酸根即3?-磷酸腺苷-5?-磷酸硫酸(PAPS),其是活泼的硫酸基供体。除透明质酸外,大分子糖胺聚糖如肝素、硫酸类肝素、硫酸角质素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等均含有大量的硫酸基团,这些硫酸基团均由PAPS提供,因此主要由半胱氨酸代谢产生的活性硫酸根是糖胺聚糖合成不可缺少的物质。
57、简述遗传信息传递工程中,复制.转录.翻录过程的特点
将亲代DNA的遗传信息准确地传递到子代DNA分子中,这一过程称为DNA复制。
DNA本身并不能直接指导蛋白质的合成,而是首先以DNA分子为模板,在细胞内合成与其结构相应的RNA,将DNA的遗传信息抄录到mRNA(信使RNA)分子中,这种将 DNA遗传信息传递给RNA的过程,称为转录。
通过转录,DNA的碱基序列按互补配对的原则转变成RNA分子中的相应碱基序列。然后,再以mRNA为模板,按照其碱基(A、G、C、U)的排列顺序,以三个相邻碱基序列为一种氨基酸的密码子形式,来决定蛋白质合成时氨基酸的序列。这一过程称为翻译。
每个子代DNA分子的双链,一条链来自亲代DNA,而另一条链则是新合成的。这种复制方式称为半保留复制。
DNA的复制过程极为复杂,这是由于许多酶和蛋白质因子参与了复制过程。
在原有DNA模板链存在情况下,DNA聚合酶催化四种脱氧核苷酸(dATP、dTTP、dGTP、dCTP),通过与模板链的碱基互补配对,合成新的对应DNA链,故此酶又称为DNA指导的DNA聚合酶.DNA聚合酶的特点是不能自行从头合成DNA链,而必须有一个多核苷酸链作为引物,DNA聚合酶只能在此引物的端催化dNTP与末端作用,形成,-磷酸二酯键,从而逐步合成DNA链。因此,DNA链的合成是有方向性的 1.起始与引物的合成 2.DNA片段的合成 3.RNA引物的水解
4.完整子代DNA分子的形成
与 DNA复制不同,转录是不对称的(即只有一条链转录,而不是象复制中两条链均可以用做模板)。这是转录的重要特点。
转录是在DNA模板上的特定部位开始的。转录起始点之前有一段核苷酸序列组成的启动子,是RNA聚合酶的识别和结合部位。
转录过程大体分为三个阶段,即起始、RNA链的延长和终止。与DNA复制不同的是:转录不需要引物;转录时碱基配对的规律是U代替T。转录时RNA链的合成也有方向性,mRNA
分子中每相邻的三个核苷酸编成一组,在蛋白质合成时,代表某一种氨基酸,称为密码子由rRNA组成的核蛋白体是蛋白质多肽链合成的场所,即“装配机”。在蛋白质合成过程中,上述三类RNA缺一不可。
tRNA在蛋白质合成中的作用是特异性转运氨基酸,并通过tRNA的反密码子与mRNA的密码子配对结合,使氨基酸准确地在mRNA密码子上“对号入座”,保证了遗传信息的传递。 58、(一)糖的无氧氧化过程:又称糖酵解,葡萄糖在缺氧情况下,生成乳酸的过程 1. 基本反应过程:分为两个反应阶段,全程在胞浆中进行
(1)第一阶段:糖酵解途径,由一分子葡萄糖分解分成两分子丙酮酸的过程 记忆要点:反应有“①、②、③” ① 一次脱氢:3-磷酸甘油醛 ←→ 1,3-二磷酸甘油酸 + NADH+H+的氧化过程 i. 氧化反应的三种表现形式:加氧反应、脱氢反应、失电子反应 ii. 正是因为此步骤的脱氢,使整个糖酵解过程又称为无氧氧化过程 iii. 该步骤是可逆反应,催化的酶不是关键酶 ② 二次底物水平磷酸化过程:各生成1分子ATP
i. 1,3-二磷酸甘油酸 ←→ 3-磷酸甘油酸 + ATP (磷酸甘油酸激酶,可逆反应) ii. 磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) → 丙酮酸 + ATP (丙酮酸激酶,不可逆反应) ② 二次ATP消耗的反应:
i. 葡萄糖 + ATP → 6-磷酸葡萄糖
ii. 6-磷酸果糖 + ATP → 1,6-二磷酸果糖 ② 二个磷酸丙糖的生成:1,6-二磷酸果糖裂解为磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛 ② 二个ATP的净生成:2(底物水平磷酸化)×2(磷酸丙糖)-2(ATP消耗)= 2 ATP ③ 三次不可逆性反应,三个关键酶的参与:
i. 已糖激酶 催化 葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖 ii. 6-磷酸果糖激酶-1 催化 6-磷酸果糖 → 1,6-二磷酸果糖
iii. 丙酮酸激酶 催化 磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸
(2)第二阶段:丙酮酸还原生成乳酸,所需的氢原子由前述?一次脱氢?过程提供,反应由乳酸脱氢酶催化,辅酶是NAD
(二)糖酵解的调节:主要是在6-磷酸果糖激酶-1这个关键酶上的调节
AMP、ADP等缺乏能量的表现会促进生成能量即生成ATP的代谢反应加强,促进6-磷酸果糖激酶-1活性增高;此外,1,6-二磷酸果糖是该酶的正反馈激活剂,这是生物化学知识点中,唯一的一个正反馈机制。其它正反馈主要集中在生理学知识中:包括排尿反射、排便反射、分娩过程、动作电位产生时Na通道的开放,血液凝固过程、胰蛋白酶原的激活过程,以及排卵前期成熟的卵泡分泌大量雌激素对腺垂体分泌黄体生成素的影响。 2,6-二磷酸果糖是该酶最强的变构激活剂 提示:重点是6-磷酸果糖激酶-1的调控掌握 (三)糖酵解的生理意义:
(1) 迅速提供能量,对肌收缩更为重要 (2) 成熟红细胞的供能
(3) 神经组织、白细胞、骨髓等代谢活跃的组织,即使不缺氧也多由糖酵解提供能量
59、3. 三羧酸循环【三羧酸循环名称的由来】 (1)三羧酸循环的反应过程: ①乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸。乙酰辅酸A在柠檬酸合成酶催化下,与草酰乙酸缩合成柠檬酰辅酶A,后水解成柠檬酸和CoA。此反应在生理条件下是不可逆的。 ②柠檬酸转变成异柠檬酸。柠檬酸在顺乌头酸酶催化下,先脱水转变为顺乌头酸,再加水、异构成异柠檬酸。此反应都是可逆反应。【反应式】 ③异柠檬酸氧化脱羧成α-酮戊二酸。【反应式】 ④α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A。【反应式】
这一酶系是由α-酮戊二酸脱氢酶、硫辛酸琥珀酰转移酶及二氢硫辛酸脱氢酶组成的复合体,其辅酶及催化方式与丙酮酸脱氢酶系相似,属不可逆的α-氧化脱羧反应,是三羧酸循环的第三个调节点。 ⑤琥珀酰辅酶A转变成琥珀酸。琥珀酸硫激酶催化此反应。【反应式】
这是三羧酸循环中唯一直接生成高能磷酸键化合物的反应。所生成的GTP经核苷二磷酸激酶催化,可转变为ATP。【反应式】 ⑥-⑧三羧酸循环的最后阶段是四个碳的化合物的反应,即琥珀酸转变为草酰乙酸,共有三步:脱氢、加水、再脱氢。琥珀酸脱氢酶(辅基为FAD)催化琥珀酸脱氢生成延胡索酸;延胡索酸酶催化延胡索酸加水生成苹果酸;苹果酸经苹果酸脱氢酶脱氢生成草酰乙酸。【反应式】
60、可分下列三个阶段:
1. 葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸
这个阶段也是在胞液中进行的,与无氧酵解过程基本相同。 2. 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
胞液中的丙酮酸透过线粒体膜进入线粒体后,经丙酮酸脱氢酶系催化,进行氧化脱羧,并与辅酶A结合而生成乙酰辅酶A。【反应式】
丙酮酸脱氢酶系是一个很复杂的多酶体系。包括丙酮酸脱氢酶(辅酶是TPP)、硫辛酸乙酰转移酶(辅酶是硫辛酸和CoA-SH)、二氢硫辛酸脱氢酶(辅基是FAD),并需要线粒体基质中的NAD+。现已了解,此多酶复合体形成了紧密相连的连锁反应机构,故催化效率较高。【丙酮酸氧化脱羧过程】