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生物化学名词解释

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 氨基酸是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物,氨基一般连接在α-碳上。氨基酸是肽和蛋白质的构件分子。

必需氨基酸指人(或其它脊椎动物)自己不能合成,需要从饮食中获得的氨基酸,、

非必需氨基酸:指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成的,不需要由饮食供 给的氨基酸。

等电点: 使分子处于兼性分子状态,在电场中不迁移(分子的净电荷为零)的pH值。

茚三酮反应: 在加热条件下,氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色(与脯氨酸反应生成黄色)化合物的反应 。 肽键: 一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合,除去一分子水形成的酰胺键。 蛋白质一级结构: 指蛋白质中共价连接的氨基酸残基的排列顺序。

层析: 按照在移动相(可以是气体或液体)和固定相(可以是液体或固体)之间的分配比例将混合成分分开的技术。

Edman降解: 从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基的序列的过程。N末端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰,然后从多肽链上切下修饰的残基,再经层析鉴定,余下的多肽链(少了一个残基)被回收再进行下一轮降解循环。

构型: 一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。

构象: 指一个分子中,不改变共价键结构,仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时,不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。

蛋白质二级结构: 在蛋白质分子中的局部区域内氨基酸残基的有规则的排列(不包含侧链),常见的二级结构有α-螺旋和β-折叠。二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的。

蛋白质三级结构:蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的。三级结构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用、氢键范德华力和盐键(静电作用力)维持的。 α-螺旋:蛋白质中常见的一种二级结构,肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状,一般都是右手螺旋结构,螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基(第n个)的羰基氧与多肽链C端方向的第4个残基(第n+4个)的酰胺氮形成氢键。在典型的右手α-螺旋结构中,螺距为0.54nm,每一圈含有3.6个氨基酸残基,每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm。

β-折叠: 是蛋白质中的常见的二级结构,是由伸展的多肽链组成的。折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。氢键几乎都垂直伸展的肽链,这些肽链可以是平行排列(走向都是由N到C方向);或者是反平行排列(肽链反向排列)。

β-转角: 也是多肽链中常见的二级结构,连接蛋白质分子中的二级结构(α-螺旋和β-折叠),使肽链走向改变的一种非重复多肽区,一般含有2~16个氨基酸残基。含有5个氨基酸残基以上的转角又常称之环(loops)。常见的转角含有4个氨基酸残基,有两种类型。转角I的特点是:第1个氨基酸残基羰基氧与第4个残基的酰胺氮之间形成氢键;转角II的第3个残基往往是甘氨酸。这两种转角中的第2个残基大都是脯氨酸。

超二级结构: 也称之基元(motif)。在蛋白质中,特别是球蛋白中,经常可以看到由若干相邻的二级结构单元组合在一起,彼此相互作用,形成的有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体。

结构域:在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。

疏水相互作用:非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。这些非极性分子(如一些中性氨基酸残基,也称之疏水残基)在水相环境中具有避开水而相互聚集的倾向。

二硫键:通过两个(半胱氨酸)巯基的氧化形成的共价键。二硫键在稳定某些蛋白的三维结构上起着重要的作用。 范德华力:中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时,范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子相互靠近。

蛋白质变性: 生物大分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的现象。蛋白质在受到光照、热、有 机溶剂以及一些变性剂的作用时,次级键受到破坏,导致天然构象的破坏,使蛋白质的生物活性丧失。 复性:在一定的条件下,变性的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构象的现象。

别构效应: 又称之变构效应。是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象,导致蛋白质生物活性改变的现象。

酶:生物催化剂,除少数RNA外几乎都是蛋白质。酶不改变反应的平衡,只是通过降低活化能加快反应的速度。

全酶:具有催化活性的酶,包括所有的必需的亚基、辅基和其它的辅助因子。

脱辅基酶蛋白:酶中除去催化活性可能需要的有机或无机辅助因子或辅基后的蛋白质部分。

辅酶:某些酶在发挥催化作用时所需要的一类辅助因子,其成分中往往含有维生素。

辅基:是与酶蛋白共价结合的金属离子或一类有机化合物,用透析法不能除去。辅基在整个酶促反应过程中始终与酶的特定部位结合。

黄素单核苷酸(FMN): 核黄素磷酸,是某些氧化还原酶的辅酶。

黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD): 是某些氧化还原酶的辅酶,含有核黄素。 硫胺素焦磷酸: 是维生素B1的辅酶形式,参与转醛基反应。

磷酸吡哆醛: 是维生素B6(吡哆醇)的衍生物,是转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。 生物素(biotin): 参与脱羧反应的一种酶的辅助因子。

辅酶A: 一种含有泛酸的辅酶,在某些酶促反应中作为酰基的载体。

酶活力单位:酶活力的度量单位。1961年国际酶学会议规定:1个酶活力单位是指在特定条件(25℃,其它为最适条件)下,在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量,或是转化底物中1微摩尔的有关基团的酶量。

活性部位:酶中含有底物结合部位和参与催化底物转化为产物的氨基酸残基的部分。活性部酸-碱催化:质子转移加速

反应的催化作用。

共价催化:一个底物或底物的一部分与催化剂形成共价键,然后被转移给第二个底物。许多酶催化的基团转移反应都是通过共价催化方式进行的。

米氏方程:表示一个酶促反应的起始速度(v)与底物浓度([S])关系的速度方程,v=Vmax[S]/(Km+[S])。 米氏常数(Km):对于一个给定反应,导致酶促反应速度的起始速度(v0)达到最大反应速度(Vmax)一半时的底物浓度。

竞争性抑制作用: 通过增加底物浓度可以逆转的一种酶抑制类型。一个竞争性抑制剂通常与正常的底物或配体竞争同一个蛋白质的结合部位。这种抑制使得Km增大,而Vmax不变。

非竞争性抑制作用: 抑制剂不仅与游离酶结合,也可以与酶-底物复合物结合的一种酶促反应抑制作用。这种抑制使得Vmax变小,但Km不变。

反竞争性抑制作用: 抑制剂只与酶-底物复合物结合,而不与游离酶结合的一种酶促反应抑制作用。这种抑制作用使得Vmax,Km都变小,但Vmax/Km比值不变。

酶原: 通过有限蛋白水解能够由无活性变成具有催化活性的酶前体。

别构酶: 一种其活性受到结合在活性部位以外部位的其它分子调节的酶。

别构调节剂: 结合在别构酶的调节部位调节该酶催化活性的生物分子,别构调节剂可以是激活剂,也可以是抑制剂。

同功酶: 催化同一化学反应而化学组成不同的一组酶。它们彼此在氨基酸序列、底物的亲和性等方面都存在着差异。 别构调节物: 也称之别构效应物(allosteric effector)。结合在别构酶的调节部位,调节酶催化活性的生物分子。别构调节物可以是激活剂或抑制剂

维生素: 是一类动物本身不能合成但对动物生长和健康又是必需的有机化合物,所以必须从饮食中获得。许多辅酶都是由维生素衍生的。

转氨酶:也称之氨基转移酶,在该酶的催化下一个α-氨基酸的氨基转可移给另一个α-酮酸。

糖原:是含有分支的α-(1→4)糖苷键连接在一起的葡萄糖的同聚物,支链在分支点处通过α-(1→6)糖苷键与主链相连。

肽聚糖:N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰唾液酸交替连接的杂多糖与不同组成的肽交叉连接形成的大分子。肽聚糖是许多细菌细胞壁的主要成分。

糖蛋白:含有共价连接的葡萄糖残基的蛋白质。

脂肪酸: 是指一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链。脂肪酸是最简单的一种脂,它是许多更复杂的脂(例如三脂酰甘油、甘油磷脂、鞘磷脂和蜡)的成分。

必需脂肪酸: 维持哺乳动物正常生长所需的,而动物又不能合成的脂肪酸,例如亚油酸和亚麻酸。

三脂酰甘油:也称之甘油三酯。一种含有与甘油酯化的3个脂酰基的脂。脂肪和油是三脂酰甘油的混合物。

核苷:是由嘌呤或嘧啶碱基通过共价键与戊糖连接组成的化合物。核糖与碱基一般都是由糖的异头碳与嘧啶的N-1或嘌呤的N-9之间形成的β-N-糖苷键连接的。

核苷酸:核苷的戊糖成分中的羟基磷酸化形成的化合物。

cAMP(cyclic AMP):3ˊ,5ˊ-环腺苷酸,细胞内的第二信使,由于某些激素或其它分子信号刺激激活腺苷酸环化酶催化ATP环化形成的。

磷酸二酯键:一种化学基团,指一分子磷酸与两个醇(羟基)酯化形成的两个酯键。该酯键成了两个醇之间的桥梁。例如一个核苷的3ˊ羟基与另一个核苷的5ˊ羟基与同一分子磷酸酯化,就形成了一个磷酸二酯键。

DNA超螺旋:DNA本身的卷曲,一般是DNA双螺旋的弯曲、欠旋(负超螺旋)或过旋(正超螺旋)的结果。 拓扑异构酶:通过切断DNA的一条或两条链中的磷酸二酯键,然后重新缠绕和封口来改变DNA连环数的酶。拓扑异构酶I通过切断DNA中的一条链减少负超螺旋,增加一个连环数;而拓扑异构酶II切断DNA的两条链增加负超螺旋,减少2 个连环数。某些拓扑异构酶II也称之DNA促旋酶。

核小体:用于包装染色质的结构单位,是由DNA链绕一个组蛋白核缠绕构成的。 DNA变性:DNA双链解链分离成两条单链的现象。

退火:即DNA由单链复性变成双链结构的过程。来源相同的DNA单链经退火后完全恢复双链结构,同源DNA之间、DNA和RNA之间退火后形成杂交分子。

融解温度:双链DNA融解彻底变成单链DNA的温度范围的中点温度。

增色效应:当双螺旋DNA融解(解链)时,260nm处紫外吸收增加的现象。 减色效应:随着核酸复性,紫外吸收降低的现象。

核酸内切酶:核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶中能够水解核酸分子内磷酸二酯键的酶。 核酸外切酶:从核酸链的一端逐个水解下核苷酸的酶。

限制性内切酶:一种在特殊核苷酸序列处水解双链DNA的内切酶。I型限制性内切酶既催化宿主DNA的甲基化,又催化非甲基化的DNA的水解;而II型限制性内切酶只催化非甲基化的DNA的水解。 重组DNA技术:也称之基因工程(genomic engineering)。利用限制性内切酶和载体,按照预先设计的要求,将一种生物的某种目的基因和载体DNA重组后转人另一生物细胞中进行复制、转录和表达的技术。

糖酵解:一个由10步酶促反应组成的糖分解代谢途径,通过该途径,一分子葡萄糖转换为两分子丙酮酸,同时净生成两分子ATP和两分子NADH。

底物水平磷酸化:ADP或某些其它的核苷-5ˊ-二磷酸的磷酸化是通过来自一个非核苷酸底物的磷酰基的转移实现的。这种磷酸化与电子传递链无关。

柠檬酸循环:也称之三羧酸循环,Krebs 循环。是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化生成CO2的酶促反应的循环系统,该循环的第一步反应是由乙酰CoA和草酰乙酸缩合形成柠檬酸。

回补反应:酶催化的补充柠檬酸循环中间代谢物的供给的反应,例如由丙酮酸羧化生成草酰乙酸的反应。

乙醛酸循环:是某些植物、细菌和酵母中柠檬酸循环的修改形式,通过该循环可以由乙酰CoA经草酰乙酸净生成葡萄糖。乙醛酸循环绕过了柠檬酸循环中生成两个CO2的步骤。

戊糖磷酸途径:也称之磷酸己糖支路(hexose monophosphate shunt)。是一个葡萄糖-6-磷酸经代谢产生NADPH和核糖-5-磷酸的途径。该途径包括氧化和非氧化两个阶段,在氧化阶段,葡萄糖-6-磷酸转化为核酮糖-5-磷酸和CO2,并生成两分子的NADPH;在非氧化阶段,核酮糖-5-磷酸异构化生成核糖-5-磷酸或转化为酵解中的两个中间代谢物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。

糖醛酸途径:从葡萄糖-6-磷酸或葡萄糖-1-磷酸开始,经UDP-葡萄糖醛酸生成葡萄糖醛酸和抗坏血酸的途径。但只有在植物和那些可以合成抗坏血酸(维生素C)动物体内,通过该途径可以合成维生素C。

糖异生作用:由简单的非糖前体转变为糖的过程。糖异生不是糖酵解的简单逆转。虽然由丙酮酸开始的糖异生利用了糖酵解中的7步近似平衡反应的逆反应,但还必须利用另外4步酵解中不曾出现的酶促反应绕过酵解中的三个不可逆反应。

呼吸电子传递链:由一系列可作为电子载体的酶复合体和辅助因子构成,可将来自还原型辅酶或底物的电子传递给有氧代谢的最终电子受体分子氧(O2)。

氧化磷酸化:电子从一个底物传递给分子氧的氧化与酶催化的由ADP和Pi生成ATP的磷酸化相偶联的过程。

化学渗透理论:一种学说,主要论点是底物氧化期间建立的质子浓度梯度提供了驱动由ADP和Pi形成ATP的能量。 解偶联剂:一种使电子传递与ADP磷酸化之间的紧密偶联关系解除的化合物,例如2,4-二硝基苯酚。

P/O比:在氧化磷酸化中,每1/2O2被还原时形成的ATP的摩尔数。电子从NADH传递给O2时,P/O比为3,而电子从FADH2传递给O2时,P/O比为2。

高能化合物:在标准条件下水解时自由能大幅度减少的化合物。一般是指水解释放的能量能驱动ADP磷酸化合成ATP的化合物。

β氧化途径:是脂肪酸氧化分解的主要途径,脂肪酸被连续地在β碳氧化降解生成乙酰CoA,同时生成NADH和FADH2,因此可产生大量的ATP。该途径因脱氢和裂解均发生在β位碳原子而得名。每一轮脂肪酸β氧化都是由4步反应组成:氧化、水化、再氧化和硫解。

酮体:在肝脏中由乙酰CoA合成的燃料分子(β羟基丁酸、乙酰乙酸和丙酮)。在饥饿期间酮体是包括脑在内的许多组织的燃料,酮体过多将导致中毒。

柠檬酸转运系统:将乙酰CoA从线粒体转运到细胞质的穿梭循环途径。在转运乙酰CoA的同时,细胞质中的NADH氧化成NAD+、NADP+还原为NADPH。每循环一次消耗2分子ATP。

酰基载体蛋白:通过硫酯键结合脂肪酸合成的中间代谢物的蛋白质(原核生物)或蛋白质的结构域(真核生物)。 尿素循环:是一个由4步酶促反应组成的可以将来自氨和天冬氨酸的氮转化为尿素的代谢循环。该循环是发生在脊椎动物肝脏中的一个代谢循环。

转氨酶:也称之氨基转移酶。催化一个α-氨基酸的α-氨基向一个α-酮酸转移的酶。

生糖氨基酸:那些降解能生成可作为糖异生前体分子,例如丙酮酸或柠檬酸循环中间代谢物的氨基酸。

生酮氨基酸:那些降解可生成乙酰CoA或酮体的氨基酸。 核苷磷酸化酶:能分解核苷生成含氮碱和戊糖的磷酸酯的酶。

核苷水解酶:能分解核苷生成含氮碱和戊糖的酶。

补救途径:与从头合成途径不同,生物分子的合成,例如核苷酸可以由该类分子降解形成的中间代谢物,如碱基等来合成,该途径是一个再循环途径。

半保留复制:DNA复制的一种方式。每条链都可用作合成互补链的模板,合成出两分子的双链DNA,每个分子都是由一条亲代链和一条新合成的链组成。

复制叉:Y字型结构,在复制叉处作为模板的双链DNA解旋,同时合成新的DNA链。

DNA聚合酶:以 DNA为模板催化核苷酸残基加到已存在的聚核苷酸的3ˊ末端反应的酶。某些DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性,可用来校正新合成的核苷酸序列。

前导链:与复制叉移动的方向一致,通过连续地5ˊ→3ˊ聚合合成的新的DNA链。

滞后链:与复制叉移动的方向相反,通过不连续地5ˊ→3ˊ聚合合成的新的DNA链。

引发体:一种多蛋白复合体,E.coli中的引发体包括催化滞后链不连续DNA合成所需要的短的RNA引物合成的引发酶、解旋酶。

复制体:一种多蛋白复合体,包含DNA聚合酶、引发酶、解旋酶、单链结合蛋白和其它辅助因子。复制体位于每个复制叉处执行着细菌染色体DNA复制的聚合反应。

单链结合蛋白(SSB):一种与单链DNA结合紧密的蛋白质,它的结合可以防止复制叉处的单链DNA本身重新折叠回双链区。

逆转录酶:一种催化以RNA为模板合成DNA的DNA聚合酶,具有RNA指导的DNA合成、水解RNA和DNA指导的DNA合成的酶活性。

互补DNA :通过逆转录酶由mRNA模板合成的双链DNA。

直接修复:是通过一种可连续扫描DNA,识别出损伤部位的蛋白质将损伤部位直接修复的方法。该修复方法不用切断DNA或切除碱基。

切除修复:通过切除-修复内切酶使DNA损伤消除的修复方法。一般是切去损伤区,然后在DNA聚合酶的作用下以露出的单链为模板合成新的互补链,最后用连接酶将缺口连接起来。

错配修复:在含有错配碱基的DNA分子中使正常核苷酸序列恢复的修复方式。这种修复方式的特点是:识别出正确的链,切除掉不正确链的部分,然后通过DNA聚合酶和DNA连接酶的作用合成正确配对的双链DNA。

转录:在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合体的催化下,从双链DNA分子中拷贝生物信息生成单一一条RNA链的过程。

模板链:可作为模板转录为RNA的那条链,该链与转录的RNA碱基互补(A-U, G-C)。在转录过程中,RNA聚合酶与模板链结合,并沿着模板链的3ˊ→5ˊ方向移动,按照5ˊ→3ˊ方向催化RNA的合成。

编码链:双链DNA中,不能进行转录的那条DNA链,该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致(在RNA中是以U取代了DNA中的T)。

核心酶:大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由五个亚基(α2ββ'δ)组成,没有δ亚基的酶叫核心酶。核心酶只能使已开始合成的RNA链延长,但不具有起始合成RNA的能力,必需加入δ亚基才表现出全部聚合酶的活性。

RNA聚合酶:以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5ˊ-三磷酸合成RNA的酶。 启动子(promoter)NA分子中RNA聚合酶能够结合并导致转录起始的序列。

内含子:在转录后的加工中,从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。术语内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。

外显子:既存在于最初的转录产物中,也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。术语外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。

终止因子:协助RNA 聚合酶识别终止信号的辅助因子(蛋白质)。

核酶:具有象酶那样催化功能的RNA分子。

翻译: 在蛋白质合成期间将存在于mRNA上代表一个多肽链的核苷酸残基序列转换为多肽链氨基酸残基序列的过程。 遗传密码:核酸中的核苷酸残基序列与蛋白质中的氨基酸残基序列之间的对应关系。连续的3个核苷酸残基序列为一个密码,特指一个氨基酸。标准的遗传密码是由64个密码组成的,几乎为所有生物通用。

起始密码:指定蛋白质合成起始位点的密码。最常见的起始密码是蛋氨酸密码:AUG。

终止密码:任何tRNA分子都不能正常识别的、但可被特殊蛋白结合并引起新合成的肽链从翻译机器上释放的密码。存在三个终止密码:UAG,UAA和UGA。

密码子:mRNA(或DNA)上的三联体核苷酸残基序列,该序列编码着一个指定的氨基酸,tRNA的反密码子与mRNA的密码子互补。

反密码子:tRNA分子的反密码环上的三联体核苷酸残基序列。在翻译期间,反密码与mRNA中的互补密码结合。 氨基酸臂:tRNA分子中靠近3ˊ端的核苷酸序列和5ˊ端的序列碱基配对,形成的可接收氨基酸的臂(茎)。 氨酰-tRNA:在氨基酸臂的3ˊ端的腺苷酸残基共价连接了氨基酸的tRNA分子。 同工tRNA:结合相同氨基酸的不同的tRNA分子。

氨酰-tRNA合成酶:催化特定氨基酸激活并共价结合在相应的tRNA分子3ˊ端的酶。

翻译起始复合体:由核糖体亚基、一个mRNA模板、一个起始的tRNA分子和起始因子组成并组装在蛋白质合成起始点的复合体。

读码框:代表一个氨基酸序列的mRNA分子的非重叠密码序列。一个mRNA的读码框是由转录起始位置(通常是AUG密码)确定的。

肽酰转移酶:蛋白质合成期间负责转移肽酰基和催化肽键形成的酶。

开放读码框:DNA 或RNA序列中一段不含终止密码的连续的非重叠核苷酸密码。

转录因子:在转录起始复合体的组装过程中,与启动子区结合并与RNA聚合酶相互作用的一种蛋白质。某些转录因子在RNA延伸时一直维持着结合状态。

操纵子:是由一个或多个相关基因以及调控它们转录的操纵基因和启动子序列组成的基因表达单位。 操纵基因:与特定阻遏蛋白相互作用调控一个基因或一组基因表达的DNA区。

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