生化总结 王镜岩最新版.docx
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生化总结王镜岩最新版
第一章糖类结构与功能
一、概论
糖:
多羟基醛、酮或其衍生物,或水解时能生成这些化合物的物质。
功能:
1、糖类是细胞的构成成分,如细胞壁。
2、糖类是生物体内的主要能源物质。
3、糖类是细胞之间相互识别的信息分子的组成成分。
细胞识别包括生长、发育、受精、免疫、形态发生、癌变、衰老等。
4、糖类与遗传信息的传递密切相关,如:
DNA、RNA分子都含有糖。
5、糖类是生物体内许多物质的前体,如:
氨基酸、核苷酸、脂肪、辅酶等都是通过糖代谢的中间产物转变而来。
分类:
根据糖类能否水解和水解后产物分为:
1、单糖(monosaccharides):
是糖类物质中最简单的一种,不能再被水解为更小分子的糖类物质。
2、寡糖(oligosaccharides):
由2~20个单糖分子缩合而成,其中最重要的是二糖,如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。
3、多糖(polysaccharides):
是由20个以上单糖分子或单糖衍生物缩合失水而成,加水降解后生成许多分子单糖。
常见的多糖有淀粉、糖原、纤维素、琼脂、果胶、糖胺聚糖等。
4、复合糖(compoundsaccharides):
由糖类与非糖物质结合而成,如糖脂、肽聚糖、蛋白聚糖、糖蛋白等。
二、旋光异构
同分异构(异构)是指存在两个或多个具有相同数目和种类的原子并因而具有相同相对分子质量的化合物的现象。
又分为结构异构(原子连接次序不同)和立体异构。
立体异构又分为几何异构和旋光异构。
原子在空间的相对排列或分布称为分子的构型,构型的改变涉及化学键的破裂。
由于单键自由旋转以及键角具有一定的柔性,一种具有相同结构和构型的分子在空间可采取多种形态,分子所采取的特定形态称为构象。
不对称碳原子(asymmetriccarbonatom):
是指与四个不同的原子或基团共价连接并因而失去对称性的四面体碳,也称手性碳原子(chiralcarbonatom),不对称中心或手性中心,常用C*表示。
旋光性(opticalactivity):
当平面偏振光通过旋光物质时光的偏振面会向左(-)或向右(+)旋转,旋光物质使平面偏振光旋转的能力称为旋光性,光学活性或旋光度。
含有C*的物质具有旋光性。
有旋光性的物质不一定有变旋性,而具有变旋性的物质一定有旋光性,因为旋光性是由于分子中含有不对称碳原子而引起的具有不同的立体结构的现象,而变旋则是由于分子立体结构发生某种变化的结果。
对映体(对称异构体)(antipode):
两种不能重叠而互为镜像的异构体.对映体之间只有旋光方向的不同,其他理化性质没有差异。
Fischer投影式:
水平方向的键伸向纸面前方,垂直方向的键伸向纸面后方。
构型的RS表示法
三、单糖的结构
单糖构型的确定:
将分子中离羰基最远的C*上-OH的空间排布与甘油醛比较,-OH在右边的为D-型,在左边的为L-型。
自然界中D-型单糖占优势。
单糖分子的D-型和L-型互为对映体,含n个C*的化合物,组成2n/2对对映体。
L系醛糖是相应D系醛糖的对应体。
差向异构体(表异构体)(epimer):
两种非对应旋光异构体在构型上只有一个不对称碳原子的差异。
单糖由直链结构变成环状结构后,羰基碳原子成为新的手性中心,转变为不对称碳原子,称为异头碳,由此又产生一对异构体,这种羰基碳上形成的差向异构体,称为异头物。
异头碳(anomericcarbon):
环化单糖中氧化数最高的碳原子(半缩醛碳原子)。
异头物(anomer):
仅在异头碳上具有不同构型的糖分子的两种异构体。
异头碳的羟基与最末的手性碳原子的羟基具有相同取向的异构体为α-异头物,相反取向的为β-异头物。
α-异头物与β-异头物不是对映体。
变旋:
异头物在水溶液中通过直链(开链)形式互变(差向异构化),经一定时间达到平衡,这是产生变旋的原因。
(分子立体结构发生变化)
对于葡萄糖来说,吡喃型(六碳)比呋喃型(五碳)更加稳定,其书写规则如下:
Fischer式书写规则:
1、靠近分子末端伯醇基的不对称碳原子上的羟基位于右边的为D型,位于左边的为L型;
2、异头碳上羟基与决定直链构型的碳上的羟基在同侧者为α型,异侧者为β型。
Haworth式书写规则:
1、Fischer式左边的基团写在环的上方,右边的基团写在环的下方;
2、环外碳(羟甲基)在上方的为D型,在下方的为L型;
3、异头碳羟基与末端羟甲基呈反式的为α型,顺式的为β型;
4、酮糖的第1位碳及其基团写在环平面上的为α型,环平面下的为β型。
呋喃糖比吡喃糖有更大柔性,因此作为DNA和RNA的组分。
四、单糖的性质
异构化:
单糖对稀酸相当稳定,但在碱性溶液中能发生多种反应,异构化是其中的一种,弱碱或稀强碱可引起单糖的分子重排,通过烯醇化中间体转变。
如D葡萄糖在氢氧化钡溶液中放置数天,从形成的混合液中可分离出63.5%D-葡萄糖、21%D-果糖、2.5%甘露糖以及10%不能发酵的酮糖和3%其他物质。
单糖分子含有多个羟基,故易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚、丙酮等非极性有机溶液
还原性:
所有的醛糖都是还原糖,许多酮糖也是还原糖;溴水专一性氧化醛糖,但不氧化酮糖。
糖脎:
单糖的醛基或酮基可与苯肼起加合作用,1mol糖要求3mol苯肼。
糖苷:
环状单糖的半缩醛(半缩酮)羟基与另一化合物(醇、糖、碱基等)的羟基、胺基或巯基发生缩合形成的含糖衍生物称为糖苷或甙。
糖是半缩醛,易发生醛的各种反应;糖苷是缩醛,不具醛的性质,不与苯肼反应,不具还原性,无变旋现象;糖苷对碱溶液稳定,易被酸水解。
单糖脱水:
戊糖与12%盐酸共热时脱水生成糠醛,不同的糠醛与多元酚作用产生特有的颜色反应:
羟甲糠醛与间苯二酚反应生成红色缩合物(Seliwanoff试验),可用来鉴定酮糖(果糖);戊糖脱水形成的糠醛与间苯三酚缩合成朱红色物质,与甲基苯二酚缩合生成蓝绿色物质,用来鉴别戊糖;糖脱水生成的糠醛能与α-萘酚反应生成红紫色缩合物,称为Molisch实验,用来鉴定糖类物质
五、重要的单糖和单糖衍生物
葡萄糖,半乳糖、果糖、甘油醛、二羟丙酮的结构式
六、寡糖
寡糖是由2~20个单糖通过糖苷键连接而成的糖类物质。
蔗糖:
无变旋现象(因为它的分子中无α及β构型之分),无还原性,不能成脎,由一个果糖以β-2,1糖苷键连接到葡萄糖上形成;乳糖:
有变旋现象,具有还原性,能成脎,由一个D-半乳糖分子和一个D葡萄糖分子以β-1,4糖苷键连接而成;麦芽糖:
有变旋现象,具有还原性,能成脎,由两个葡萄糖分子以α-1,4连接,纤维二糖以β-1,4连接。
小结:
4碳糖:
赤藓糖、苏糖;
5碳糖:
核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖;
6碳糖:
阿洛糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、果糖、古洛糖
七、多糖
属于非还原糖,因为一个很大的多糖分子只有一个还原端,不呈变旋现象,可分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。
淀粉:
直链是由葡萄糖单位以α-1,4连接的线性分子,空间构象呈螺旋状,遇碘显紫蓝色;支链是还存在α-1,6连接,遇碘显紫红色。
糖原:
是动物和细菌贮存多糖,高等动物的肝脏和肌肉组织中含有较多的糖原。
成分类似淀粉,由D-葡萄糖组成的带有分支的聚合物,主链以-1,4-糖苷键相连,支链连接键为(16)糖苷键,分支更多,遇碘呈红棕色,无还原性。
纤维素:
由-D-葡萄糖以(14)糖苷键连接而成的直链,二糖单位是纤维二糖。
空间构象呈带状,糖链之间通过分子间氢键堆积成片层结构。
壳多糖:
也称几丁质,是N-乙酰-β-D葡糖胺的同聚物,其结构与纤维素极相似,只是每个残基上C2上的羟基被乙酰化的氨基所取代。
八、糖胺聚糖(GAG)
又称为粘多糖、氨基多糖、酸性糖胺聚糖等,是一类含己糖胺和糖醛酸的杂多糖,由多个二糖单位形成的长链多聚物。
二糖单位中至少有一个单糖残基带有负电荷的羧酸或硫酸基,因此呈酸性。
一般与蛋白质结合,形成蛋白聚糖。
其代表性物质有:
透明质酸(HA),不含S,由D-葡糖醛酸以β-1,3糖苷键与N-乙酰葡糖胺相连而成;
硫酸软骨素(CS),由葡糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺缩合而成;、硫酸皮肤素(DS);
硫酸角质素(KS),由半乳糖和N-乙酰葡糖胺组成;
肝素(Hp),由葡糖胺和L-艾杜糖醛酸或葡糖醛酸组成,及硫酸乙酰肝素(HS)。
九、肽聚糖、糖蛋白及蛋白聚糖
细菌细胞壁主要由多糖组成,但也含有脂质和蛋白质。
由于细胞壁的化学组成和结构不同将细菌分成两大类:
能保留革兰氏染色的称革兰氏阳性细菌,不能保留的称为革兰氏阴性细菌。
前者的细胞壁是由多层网状结构的肽聚糖组成,并有磷壁酸与之相连;后者也含有肽聚糖,但只是单层的,并不含磷壁酸,此外在肽聚糖外面还覆盖着一层双脂膜。
肽聚糖:
又称胞壁质、粘肽、氨基糖肽、胞壁肽,是由N-乙酰葡糖胺(GlcNAc或NAG)和N-乙酰胞壁酸(MurNAc或NAM)通过β-1,4糖苷键交替组成的多糖链为骨干并与不同组成的肽(四肽)交叉连接所成的大分子。
糖蛋白:
多糖以共价键形式与蛋白质连接形成的生物大分子,含糖量为2~50%,人体1/3以上蛋白质属于糖蛋白。
糖蛋白中寡糖链末端糖基组成的不同决定人体的血型,在新生肽链折叠、缔合和分泌中起作用,并参与分子识别和细胞识别。
糖肽键的类型:
N-糖肽键是指β-构型的N乙酰葡糖胺异头碳与天冬酰胺的γ-酰胺N原子共价连接而成的N-糖苷键
O-糖肽键是指单糖的异头碳与羟基氨基酸O原子共价结合而成的O-糖苷键,包括:
N-乙酰半乳糖胺与丝氨酸/苏氨酸缩合而成的O-糖苷键;半乳糖与羟赖氨酸形成的O-糖苷键;L-呋喃阿拉伯糖与羟脯氨酸形成的O-糖苷键
蛋白聚糖(PG):
由蛋白质和糖胺聚糖通过共价键连接而成的大分子复合物,含糖量高50~90%。
用费林试剂或班乃德试剂鉴定还原糖时后者的灵敏度更高。
纤维素和糖原都是由D-葡萄糖残基通过(1→4)糖苷键连接形成的聚合物,为什么它们的差异很大?
天然纤维素是由通过β-(1→4)糖苷键连接的葡萄糖单位组成的,这种糖苷键迫使聚合物链成伸展的构型。
这种一系列的平行的聚合物链形成分子间的氢键,它们聚集成长的、坚韧的不溶于水的纤维。
糖原主要是由通过α-(1→4)糖苷键连接的葡萄糖单位组成的,这种糖苷键能引起链弯曲,防止长纤维的形成。
另外糖原是具有高分支的聚合物,它的许多羟基暴露于水中,可被高度水合,因此可被分散在水中。
第二章脂质与生物膜
一、定义及分类:
是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的有机分子,一般是由脂肪酸和醇所形成的酯及其衍生物。
生物学功能:
(1)贮存能量(贮存脂质),包括三酯酰甘油、蜡,是高度还原的化合物。
(2)细胞组分(结构脂质),是细胞原生质、生物膜等的组成成分。
(3)活性脂质,如固醇类激素、脂溶性维生素、电子载体、细胞信息分子、酶的激活剂等。
(4)具有保护作用,维持体温、防止机械碰撞和水分蒸发等。
二、油脂
天然脂肪酸的结构特点:
(1)在高等动植物体内主要存在12碳以上的高级脂肪酸,其中14~24碳占多数,且绝大多数含偶数碳原子;
(2)烃链有饱和的,不饱和的,也有取代基,动物体内饱和脂肪酸含量高,植物体内不饱和脂肪酸含量高。
(3)所含单不饱和脂肪酸(单烯酸)的双键位置一般在第9~10碳原子之间,多不饱和脂肪酸(多烯酸)常间隔3个碳原子出现一个双键。
(4)不饱和脂肪酸具有几何异构现象,天然的多为顺式异构体。
不饱和脂肪酸:
油酸含一个双键,亚油酸含两个双键,亚麻酸含三个双键,花生四烯酸含四个双键。
硬脂酸18:
0;亚油酸18:
2Δ9,12;花生四烯酸20:
4Δ5,8,11,14
亚油酸、亚麻酸是必需多不饱和脂肪酸
油脂(三酰甘油、TG)的性质:
1、乳化作用(emulsification):
油脂在乳化剂(如胆汁酸盐、肥皂)的作用下变成细小颗粒而均匀分散在水中形成稳定乳化液的过程。
2、水解与皂化:
三酰甘油在碱、酸或脂酶的作用下水解为脂肪酸和甘油。
油脂的碱水解作用称为皂化作用(saponification),产物之一是脂肪酸的盐类,俗称皂。
皂化价(值):
皂化1克油脂所需的氢氧化钾毫克数,是三酰甘油平均相对分子量的量度。
3×56×100056:
KOH的克分子量
皂化价=———————Mr:
脂肪的分子量
Mr
皂化值越高,表示含低相对分子量的脂肪酸越多。
测定皂化值可检测油脂质量(是否掺有其他物质),可检测油脂的水解程度,可指示转变油脂为肥皂所需的碱量。
3、加成反应
油脂分子中的不饱和双键与氢或卤素发生加成反应,也称氢化反应、卤化反应。
碘值(价):
油脂在卤化作用中,100克油脂与碘作用所需碘的克数。
N×V×127/1000
碘价=———————×100
W
N:
硫代硫酸钠的摩尔浓度,127:
碘原子量
V:
滴定时所耗硫代硫酸钠的体积(毫升)
W:
油脂的克数,
碘价表示油脂中脂肪酸的不饱和度。
碘价越大,不饱和度越大。
4、酸败与氧化作用
天然油脂长时间暴露在空气中会产生难闻的气味,这种现象称为酸败
酸价(值):
中和1克油脂中的游离脂肪酸所需的KOH毫克数,是表示酸败的程度,可用来表示油脂的品质。
蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯
脂肪过氧化作用对机体的损伤
1、中间产物自由基导致蛋白质分子的聚合
2、中间产物丙二醛导致蛋白质分子的交联
3、脂质过氧化对膜的损害,不饱和脂肪酸减少,膜脂流动性降低
4、导致动脉粥样硬化
5、导致衰老
三、磷脂
磷脂是含有磷酸的脂质,是构成生物膜的重要成分,是脂肪在肝内的主要形式。
磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。
根据磷脂中所含醇的不同分为两类:
甘油磷脂(glycerophospholipid)和鞘磷脂(sphingomyelin)
甘油磷脂:
又称磷脂酰甘油,是磷脂酸的衍生物,由甘油、脂肪酸、磷酸和含氮基团或肌醇等组成。
生物体内的磷酸甘油酯均为L-型。
甘油磷脂的电荷与极性
在生理条件下(pH=7),磷酸基团带负电荷,含氮基团带正电荷,在同样的条件下,不同的磷脂所带的电荷不同,可用电泳的方法将它们分开。
在生理条件下(pH=7),各种磷脂所带的电荷
名称磷酸基团含氮碱净电荷电泳方向
磷脂酸-1无-1正极
磷脂酰胆碱-1+10原点
磷脂酰乙醇胺-1+10原点
磷脂酰丝氨酸-1+1-1正极
磷脂酰肌醇-10-1正极
磷脂酰甘油-1无-1正极
心磷脂-2无-2正极
几种重要的甘油磷脂:
磷脂酰胆碱,(简称PC)。
俗称卵磷脂。
组成:
磷脂酸和胆碱。
磷脂酰乙醇胺,俗称脑磷脂。
组成:
磷脂酸和氨基乙醇(乙醇胺),广泛分布于脑、神经、大都等中的甘油磷脂。
磷脂酰肌醇,(简称PI)。
组成:
磷脂酸和肌醇
双磷脂酰甘油,心磷脂
寡霉素是ATP合酶的抑制剂。
磷脂酶A1广泛分布于生物界,磷脂酶A2主要存在于蛇毒,分别专一的除去甘油磷脂sn-1位或sn-2位上的脂肪酸
鞘磷脂:
由鞘氨醇、脂酸、磷酸、含氮碱(鞘氨醇、脂肪酸、磷酰胆碱/磷酰乙醇胺)组成的脂质。
含氮基团常见的是胆碱和乙醇胺。
鞘糖脂是神经酰胺的1-位羟基被糖基化形成的糖苷化合物,分为中性鞘糖脂(半乳糖神经酰胺,即脑苷脂)和酸性鞘糖脂(唾液酸鞘糖脂,即神经节苷脂)
四、其他脂质
类固醇:
又称甾醇,是环戊烷多氢菲的衍生物,其中胆固醇是最常见的一种动物固醇,其结构特征是:
1、甾核的C3上常为羟基或酮基;2、C17上可以是羟基、酮基或其他各种形式的侧链;3、C4-C5或C5-C6之间常是双键;4、A环在某些化合物中是苯环。
萜类:
是异戊二烯的聚合物。
脂蛋白:
由脂质和蛋白质以非共价键(氢键、疏水作用、范德华力、静电引力等)结合而成的复合物。
脂蛋白中的蛋白质部分称为载脂蛋。
.脂蛋白广泛存在于血浆中,是脂质在血液中的转运形式。
密度:
乳糜微粒(CM)<极低密度脂蛋白(VLDL)<中间密度脂蛋白(IDL)<低密度脂蛋白(LDL)<高密度脂蛋白(HDL)
功能:
CM:
转运外源脂质到血浆和其他组织;VLDL:
从肝脏运载内源性三酰甘油和胆固醇至靶组织;LDL:
转运胆固醇到外周组织;HDL:
将胆固醇从肝外组织运送到肝代谢。
五、生物膜
生物膜主要由蛋白质(包括酶)、脂质(主要是磷脂)、和糖类组成。
膜脂
生物膜内的脂质有磷脂、胆固醇、糖脂等
磷脂双层构成所有生物膜的基质;磷脂作为信息分子参与细胞表面的分子识别,构成某些细胞表面受体的识别位点;胆固醇与极性脂混合,因其具有刚性结构,能降低周围脂的运动性,因而能调节生物膜的流动性;膜脂具有多态性,生物膜一般条件下都是脂双层结构,但在某些生理条件下,有可能出现非双层结构,这种结构可能调节细胞的胞吞与外排、细胞融合、脂质分子的翻转运动以及蛋白质的跨膜运输等生理活动。
膜蛋白
外周膜蛋白分布于膜的脂双层表面,它们通过静电力或非共价键与其他膜蛋白相互作用连接在膜上,膜周边蛋白比较易于分离,通过改变离子强度或加入金属螯合剂即可提取,这类蛋白质都溶于水;
膜内在蛋白质主要靠疏水力与膜脂相结合,蛋白质分子上非极性基团的氨基酸侧链与膜脂的疏水部分都与水疏远,它们之间存在一种相互趋近的作用,称为疏水作用力,这类蛋白质不易分离,只有用较剧烈的条件(如去垢剂、有机溶剂和超声波等)才能把它们溶解下来,这类蛋白质不溶于水,一旦除去去垢剂后又聚合为不溶性物质,构象和活性都发生很大变化。
膜内在蛋白与膜结合的主要形式有:
1、以单一α螺旋跨膜;2、以多段α螺旋跨膜;3、以蛋白质分子末端片段插膜;4、通过共价键结合的脂插膜
生物膜的分子结构
生物膜分子之间主要有三种力起作用:
静电力、疏水力、范德华引力。
生物膜的不对称性:
表现为膜蛋白、膜脂以及糖类分布的不对称性。
生物膜的流动性、膜脂和膜蛋白的运动形式、流动性的意义
膜的流动性是指膜脂和膜蛋白的运动状态。
膜脂的流动性主要取决于磷脂分子,在生理条件下,大多数磷脂呈液晶态,有以下几种运动方式:
1、在膜内做侧向扩散或侧向移动,即指磷脂分子可在同一层中与邻近分子进行交换;2、在脂双层中做翻转运动,速度较慢;3、磷脂烃链围绕C-C键旋转而导致异构化运动,磷脂分子的脂酰链有全反式和偏转式两种构型,低温下主要以全反式存在;4、围绕与膜平面相垂直的轴左右摆动;5、围绕与膜平面相垂直的轴作旋转运动。
影响膜脂流动性的因素主要是磷脂酰链的长度和不饱和度,链越短、不饱和度越高,膜脂流动性越大。
另外,哺乳动物膜中胆固醇的含量也会影响膜的流动性,增加胆固醇的含量会降低膜的流动性。
膜蛋白分子可作侧向扩散和旋转扩散运动,即沿着双分支层的平面运动。
膜脂的流动性对膜内在蛋白嵌入脂双层的深度有一定影响,当膜流动性降低时,嵌入的膜蛋白暴露于水相的部分就会增加;相反当膜流动性增加时,嵌入的膜蛋白则更多地深入脂双层,因此膜脂流动性的变化会影响膜蛋白的构象与功能,膜脂合适的流动性是膜蛋白表现正常功能的必要条件。
膜流动性的生理意义:
1、细胞膜适宜的流动性是生物膜正常功能的必要条件;2、酶活性与流动性有极大关系,流动性大活性高;3、如果没有膜的流动性,细胞外的营养物质无法进入,细胞内合成的胞外物质及细胞废物也不能运输到细胞外,这样细胞就会终止新陈代谢而死亡;4、膜流动性与信息传递有极大关系;5、没有流动性就不会有能量传递;6、膜的流动性与发育和衰老过程都有很大关系。
膜蛋白运动性的实验证明
1、利用间接免疫荧光法通过细胞表面抗原分布的变化来研究膜蛋白的扩散,在两种细胞表面抗原的抗体上连接不同荧光染料作为标记(发绿光的荧光素和发红光的碱性蕊香红),当小鼠和人细胞融合形成一个杂合细胞时,由于两种连有荧光标记的抗体分别与两种细胞的抗原结合,开始时一半呈红色,一半呈绿色,经37度保温40分钟后,两种荧光染料就均匀分布
2、漂白荧光恢复法,利用激光使膜上某一微区内结合有荧光素的的膜蛋白不可逆地漂白,然后当其他部位的膜蛋白由于侧向扩散而进入这个微区时,荧光又重新呈现。
生物膜分子结构的模型主要有哪几种,流动镶嵌模型的要点
1925年,科学家通过对红细胞的研究,提出细胞外面有一个双脂分子层结构;1935年,科学家提出“三明治”结构:
两层磷脂分子的脂肪酸烃链伸向膜中心,其极性一段伸向膜两侧水相,蛋白质分子以单层覆盖两侧,形成蛋白质-脂质-蛋白质的结构;20世纪中期,科学家用电子显微镜观察生物膜具有三层结构,于是提出了“单位膜”模型;1972年,Singer和Nicolson总结了当时有关膜结构模型及各种研究新成就,提出了流动镶嵌模型:
1、单位膜的中间以磷脂双分子层为基本骨架,磷脂的亲水端面向膜的两侧,疏水端面向膜的中间,脂类双分子层的厚度为3.5nm;2、组成单位膜的蛋白质一般都是球蛋白,有的蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层表面,其疏水部分填入脂类双分子层内,亲水部分在表面;有的蛋白质全部嵌入内部;有的贯穿整个膜,在膜的内外两侧露出一部分;3、组成膜的物质分子排布是不对称的,膜外侧常含糖蛋白,中间层穿插功蛋白,内侧层长含美蛋白;4、膜结构具有流动性。
总之,流动镶嵌模型强调质膜的流动性和不对称性,能够说明质膜的通透性以及各种膜结构的特殊性。
胆固醇能影响膜的流动性,但它本身并不改变膜的相变温度。
脂双层膜的流动性主要取决于磷脂的相变温度和运动方式。
维持膜结构的主要作用力是疏水力。
在紫外线的作用下麦角固醇可转化为维生素D2。
反式双键不能引起脂酰链的弯曲,所以并不降低Tm;而顺式双键则相反,引起弯曲,降低Tm。
主动运输的特点:
专一性、运输速度可达到饱和状态、方向性、选择性抑制、需要提供能量
Na+,K+-泵:
1、Na+和K+的运输与ATP的水解紧密偶联;2、离子的运输与ATP的水解只有在Na+和ATP存在于血影膜内侧,而K+存在于膜外侧时才能发生;3、乌本苷只有在血影膜外侧时因竞争K+结合位置才能起到抑制作用;4、每水解1个ATP分子向膜外泵出三个钠离子,向膜内泵入两个钾离子;5、将提纯的Na+,K+-ATP酶重建在人工膜脂质体上,当有ATP和镁离子存在时,ATP酶有运输钠离子和钾离子的功能
Ca2+泵和Ca2+—ATP酶
Ca2+由肌质网释放进入细胞质中,引起肌肉收缩;当肌肉松弛时,Ca2+重新摄入肌质网,Ca2+泵具有Ca2+激活的Ca2+—ATP酶活性,心肌和骨骼肌中Ca2+主动运输是通过Ca2+—ATP酶的作用实现的;Ca2+泵主动运输Ca2+是通过水解ATP提供的能量驱动的,每水解一分子ATP运输两分子Ca2+
钙调蛋白CAM
每个CAM可结合四个Ca2+,形成的复合物可与Ca2+—ATP酶结合,并提高酶对Ca2+的亲和力
ATP/ADP交换体
将合成的ATP进行跨线粒体内膜运输,在膜上以二聚体形式存在,作用机制是两态阀门-孔道机制:
每一个二聚体交换蛋白只有一个核苷酸结合位点,当它面向膜表面时对ADP有高亲和力,而面向膜内时对ATP有高亲和力
生物膜运输的分子机制
1、移动性载体模型:
运输体或其结合被运输物质的部位在运输过程中,或由于通过膜的来回穿梭运动,或由于通过膜平面的旋转运动改变它在膜内的定向,可以使物质从膜的一侧运至另一侧
2、孔道或通道模型:
运输蛋白在膜内有较明确的方向,并且形成一个对被运输物具有立体构型的亲水性通道。
孔道在识别被运输物质作出反应时才瞬间打开,让被运输物通过。
如果当配基结合到一个专一性的细胞表面受体时,引起通道打开,称为配体-闸门通道;如果通道因膜电位变化而打开,称为电压-闸门通道
3、构象变化假说:
物质的跨膜运输具有高度的选择性和方向性,运输的这种专一性与运输过程中运输蛋白的构象变化相关,对一个多聚体蛋白来说,由于亚基单位之间相互位置的变化所导致亚基单位的重排,运输物质与运输蛋白的结合以及代谢、能量状态等都可导致蛋白质构象发生变化
第三章蛋白质化学
一、概论
蛋白质是一
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