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生物化学

参与蛋白质生物合成的物质(三)

(四)核糖核蛋白体核蛋白体是由rRNA和几十种蛋白质组成的亚细胞颗粒，位于胞浆内，可分为两类，一类附着于粗面内质网，主要参与白蛋白、胰岛素等分泌性蛋白质的合成，另一类游离于胞浆，主要参与细胞固有蛋白质的合成。核糖体是细胞中的主要成分之一，在一个生长旺盛的细菌中大约不20000个核糖体，其中蛋白质占细胞总蛋白质的10%，RNA占细胞总RNA的80%。任何生物的核糖体都是由大、小两个亚基组成，现将大肠…
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参与蛋白质生物合成的物质(二)

(三)tRNA是氨基酸的运载工具：tRNA在蛋白质生物合成过程中起关键作用。mRNA推带的遗传信息被翻译成蛋白质一级结构，但是mRNA分子与氨基酸分子之间并无直接的对应关系。这就需要经过第三者“介绍”，而tRNA分子就充当这个角色。tRNA是类小分子RNA，长度为73-94个核苷酸，tRNA分子中富含稀有碱基和修饰碱基，tRNA分子3’端均为CCA序列，氨基酸分子通过共价键…
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嘌呤的分解代谢

嘌呤的分解代谢嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸成为嘌呤核苷，嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)的催化下转变为嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可经水解，脱氨及氧化作用生成尿酸(图8-15)图8-15　嘌呤核苷酸的分解代谢哺乳动物中，腺苷和脱氧腺苷不能由PNP分解，而是在核苷和核苷酸水平上分别由腺苷脱氨酶(adenosine deami…
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参与蛋白质生物合成的物质(一)

(一)合成原料自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种，只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。某些蛋白质分子还含有羟脯氨酸、羟赖氨酸、γ-羧基谷氨酸等，这些特殊氨基酸是在肽链合成后的加工修饰过程中形成的。(二)mRNA是合成蛋白质的直接模板原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关蛋白质的编码信息，以一种多顺反子的形式排列，在翻译过程中可同时合成几种蛋白质，而真核细胞中，每种mRNA一般…
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嘧啶核苷酸的分解代谢

嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸的分解代谢途径与嘌呤核苷酸相似。首先通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用，分别除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱再进一步分解。嘧啶的分解代谢主要在肝脏中进行。分解代谢过程中有脱氨基、氧化、还原及脱羧基等反应。胞嘧啶脱氨基转变为尿嘧啶。尿嘧啶和胸腺嘧啶先在二氢嘧啶脱氢酶的催化下，由NADPH+H+供氢，分别还原为二氢尿嘧啶和二氢胸腺嘧啶。二氢嘧啶酶催化嘧啶环水解，分别生成β-丙氨…
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红细胞的代谢(四)

(三)磷酸戊糖通路红细胞内利用葡萄糖的5～10%通过磷酸戊糖通路代谢，为红细胞提供另一种还原力(NADPH)，NADPH在红细胞氧化还原系统中发挥重要作用，具有保护膜蛋白、血红蛋白及酶蛋白的巯基不被氧化，还原高铁血红蛋白等多种功能。1.谷胱甘肽代谢，红细胞内谷胱甘肽含量很高(2×10-3mol/L)，而且几乎全是还原型GSH)。GSH的主要生理功能是对抗氧化剂对巯基的氧化。细胞内可自发生成少量超氧…
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红细胞的代谢(三)

(二)2，3-二磷酸甘油酸(2，3-BPG)支路在糖无氧酵解通路中，1，3-二磷酸甘油酸(1，3-BPG)有15～50%在二磷酸甘油酸变位酶催化下生成2，3-BPG，后者再经2，3-BPG磷酸酶催化生成3磷酸甘油酸。经此2，3-BPG的侧支循环称2，3-BPG支路(图10-19)。图10-19　2，3-BPG支路红细胞中2，3-BPG磷酸酶活性远低于BPG变位酶，使2，3-BPG的生成大于分解，…
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红细胞的代谢(二)

4.血红素的生成：胞液中生成的粪卟啉原Ⅲ再进入线粒体中，在粪卟啉原氧化脱羧酶作用下，使2、4位的丙酸基(P)脱羧脱氢生成乙烯基(V)，生成原卟啉原IX。再经原卟啉原IX氧化酶催化脱氢，使连接4个吡咯环的甲烯基氧化成甲炔基，生成原卟啉IX。最后在亚铁螯合酶(ferrochelatase)催化下和Fe2+结合生成血红素。血红素生成后从线粒体转入胞液，与珠蛋白结合而成为血红蛋白。正常成人每天合成6克Hb…
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红细胞的代谢(一)

一、血红素的生物合成成熟红细胞中，血红蛋白(hemoglolin,Hb)占红细胞内蛋白质总量的95%，它是血液运输O2的最重要物质，和CO2的送输亦有一定关系。血红蛋白是由4个亚基组成的四聚体，每一亚基由一分子珠蛋白(globin)与一分子血红素(heme)缔合而成。由于珠蛋白的生物合成与一般蛋白质相同，因此本节重点介绍血红素的生物合成。血红素也是其它一些蛋白质，如肌红蛋白(myoglobin)，…
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转录作用(三)

第二类转录因子为组织细胞特异性转录因子或者叫可诱导性转录因子，这此TF是在特异的组织细胞或是受到一些类固醇激素，生长因子或其它刺激后，开始表达某些特异蛋白质分子时，才需要的一类转录因子。例如：激活剂蛋白-1就是一类可诱导的转录因子，它是由多蛋白质成份组成的复合物，可发由fos基因和jun基因家庭的蛋白质产物组成。当某些生长因子细胞因子和某些化学物质在细胞外刺激这些细胞时，使细胞内JUN蛋白和FOS…
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转录作用(二)

(一)识别转录是从DNA分子的特定部位开始的，这个部位也是RNA聚合酶全酶结合的部信这就是启动子。为什么RNA聚合酶能够仅在启动子处结合呢?显然启动子处的核苷酸序列具有特殊性，为了方便，人们将在DNA上开始转录的第一个碱基定为+1，沿转录方向顺流而下的核苷酸序列均用正值表示;逆流而上的核苷酸序列均用负值表示。对原核行物的100多个启动子的序列进行了比较后发现;在RNA转录起始点上游大约-10bp和…
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RNA转录后的加工与修饰(二)

(二)rRNA转录后加工原核生物rRNA转录后加工，包括以下几方面：①rRNA前体被大肠杆菌RNaseⅢ,RNaseE等剪切成一定链长的rRNA分子;②rRNA在修饰酶催化下进行碱基修饰;③rRNA与蛋白质结合形成核糖体的大、小亚基(见图17-14)图17-14　大肠杆菌rRNA前体的加工真核生物rRNA前体比原核生物大，哺乳动物的初级转录产物为45s，低等真核生物的rRNA前体为38s，真核生物…
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转录作用(一)

RNA的转录合成从化学角度来讲类似于DNA的复制，多核苷酸链的合成都是以5’→3’的方向，在3’-OH末端与加入的核苷酸磷酸二酯键，但是，由于复制和转录的目的不同，转录又具有其特点：(一)对于一个基因组来说，转录只发生在一部分基因，而且每个基因的转录都受到相对独立的控制(图17-2);(二)转录是不对称的。(三)转录时不需要引物，而且RNA链的合成是连续的。一、依赖DNA的RNA聚合酶真核和原核细…
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RNA转录后的加工与修饰(一)

不论原核或真核生物的rRNAs都是以更为复杂的初级转录本形式被合成的，然后再加工成为成熟的RNA分子。然而绝大多数原核生物转录和翻译是同时进行的，随着mRNA开始的DNA上合成，核蛋白体即附着在mRNA上并以其为模板进行蛋白质的合成，因此原核细胞的mRNA并无特殊的转录后加工过程，相反，真核生物转录和翻译在时间和空间上是分天的，刚转录出来的mRNA是分子很大的前体，即核内不均一RNA。hnRNA分…
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核苷酸代谢

核苷酸在人体内广泛分布，具有多种生物学功能：①核苷酸是构成核酸的基本单位，这是其最主要功能。②储存能量。三磷酸核苷酸，尤其是ATP是细胞的主要能量形式。另外，一些活化的中间产物，如UDP葡萄糖，亦含有核苷酸成分。③参与代谢和生理调节：许多代谢过程受到体内ATP、ADP或AMP水平的调节。cAMP(或cGMP)是多种细胞膜激素受体的调节作用的第二信使。④组成辅酶。如腺苷酸可作为NAD+、ANDP+…
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核苷酸的化学结构

核苷酸是组成核酸的基本单位。组成DNA的核苷酸是脱氧核糖核苷酸(deoxyribonucleotide)。组成RNA的是核糖核苷酸(ribonudeotide)。核苷酸可以进一步水解为核苷(nucleoside)和磷酸，核苷又可以水解为戊糖(pentose)和碱基(base)(图8-1)图8-1　核酸的组成核苷酸中的戊糖有核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)两种，分别存在于核糖…
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脱氧核糖的生成

脱氧核糖的生成：脱氧核糖核苷酸是通过相应核糖核苷酸还原，以H取代其核糖分子中C2上的羟基而生成，而非从脱氧核糖从头合成。此还原作用是在二磷酸核苷酸(NDP)水平上进行的。(此处N代表A、G、U、C等碱基)。催化脱氧核糖核苷酸生成的酶是核糖核苷酸还原酶(ribonudeotide reductase)。已发现有三种不同的核糖核苷酸还原酶，此反应过程较复杂。核糖核苷酸还原酶催化循环反应的最后一步是酶分…
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脱氧核糖核苷酸合成的调节

脱氧核糖核苷酸合成的调节四种dNTP的合成水平受到反馈调节，同时保持dNTP的适当比例也是细胞正常生长所必需的。实际上，缺少任一种dNTP都是致命的，而一种dNTP过多也可致突变，因为过多的dNTP可错误掺入DNA链中。核糖核苷酸还原酶的活性对脱氧核糖核苷酸的水平起着决定作用。各种dNTP通过变构效应调节不同脱氧核糖核苷酸生成。因为，某一种特定NDP经还原酶作用生成dNDP时，需要特定NTP的促进…
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脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成

脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)是由脱氧尿嘧啶核苷酸(dUMP)甲基化生成。而dUMP由dUTP水解生成：体内进行此种“浪废”能量的反应过程的意义在于：细胞必须减少细胞内dUTP浓度以防止脱氧尿嘧啶掺入DNA中，因为合成DNA的酶系不能有效识别dUTP和dTTP。dUMP甲基化生成dTMP由胸腺嘧啶合成酶(thymidylate synthetase,…
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DNA的损伤与修复(三)

(二)切除修复(excision repair)是修复DNA损伤最为普遍的方式，对多种DNA损伤包括碱基脱落形成的无碱基位点、嘧啶二聚体、碱基烷基化、单链断裂等都能起修复作用。这种修复方式普遍存在于各种生物细胞中，也是人体细胞主要的DNA修复机制。修复过程需要多种酶的一系列作用，基本步骤如图16?1所示，①首先由核酸酶识别DNA的损伤位点，在损伤部位的5′侧切开磷酸二酯键。不同的DNA损伤需要不同…
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DNA的损伤与修复(一)

DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，因此维护DNA分子的完整性对细胞至关重要。外界环境和生物体内部的因素都经常会导致DNA分子的损伤或改变，而且与RNA及蛋白质可以在胞内大量合成不同，一般在一个原核细胞中只有一份DNA，在真核二倍体细胞中相同的DNA也只有一对，如果DNA的损伤或遗传信息的改变不能更正，对体细胞就可能影响其功能或生存，对生殖细胞则可能影响到后代。所以在进化过程中生物细胞所获…
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DNA的损伤与修复(二)

(二)DNA损伤的后果上述损伤会最终导致DNA分子结构的变化，这种DNA分子水平上的突变(mutation)是整体遗传突变的基础。归纳DNA损伤后分子最终的改变，有以下几种类型：1.点突变(point mutation)　指DNA上单一碱基的变异。嘌呤替代嘌呤(A与G之间的相互替代)、嘧啶替代嘧啶(C与T之间的替代)称为转换(transition);嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤则称为颠换(transve…
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RNA的生物合成

执行生命功能、表现生命特征的主要物质是蛋白质分子。DNA贮存着决定生物特征的遗传信息，只有通过蛋白质才能表达出它的生命意义，直接决定蛋白质合成及蛋白质特征的不是RNA而是DNA，因而人们确定DNA是遗传信息贮存者后就推测DNA是通过RNA去决定蛋白质合成的。50年代末RNA聚合酶的发现开始证实了这一推测。以DNA为模板合成RNA的过程称为转录(transcription)。转录是生物界RNA合成的…
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转录的终止

转录的终止(Termination)转录是在DNA模板某一位置上停止的，人们比较了若干原核生物RNA转录终止位点附近的DNA序列，发现DNA模板上的转录终止信号有两种情况，一类是不依赖于蛋白质因子而实现的终止作用，另一类是依赖蛋白质辅因子才能实现终止作用，这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子。两类终止信号有共同的序列特征，在转录终止之前有一段回文结构，回文序列是一段方向相反，碱基互补的序列…
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