（4）104 × 3 × 0.34 =106nm ≈ 0.11μm。
（5）(96000/120) × 3 × 320 = 76800。
3．答：（1）设DNA的两条链分别为α和β，那么：
A =βT，Tα=Aβ，Gα=Cβ，：Cα=Gβ，
因为，(Aα+ Gα)/（Tβ+ Cβ）= (Aα+ Gα)/（Aβ+ Gβ）= 0.7
所以，互补链中（Aβ+ Gβ）/（Tβ+ Cβ）= 1/0.7 =1.43
（2）在整个DNA分子中，因为A = T， G = C，
所以，A+G = T+C，（A+G）/（T+C）= 1
（3）假设同（1），则
Aα+ Tα= Tβ+  Aβ，Gα+ Cα= Cβ+Gβ，
所以，（Aα+ Tα）/（Gα+Cα）=（Aβ+ Tβ）/（Gβ+Cβ）= 0.7
（4）在整个DNA分子中
（Aα+ Tα+ Aβ+ Tβ）/（Gα+Cα+ Gβ+Cβ）= 2（Aα+ Tα）/2（Gα+Cα）= 0.7
4．答：将DNA的稀盐溶液加热到70～100℃几分钟后，双螺旋结构即发生破坏，氢键断裂，两条链彼此分开，形成无规则线团状，此过程为DNA的热变性，有以下特点：变性温度范围很窄，260nm处的紫外吸收增加；粘度下降；生物活性丧失；比旋度下降；酸碱滴定曲线改变。Tm值代表核酸的变性温度（熔解温度、熔点）。在数值上等于DNA变性时摩尔磷消光值（紫外吸收）达到最大变化值半数时所对应的温度。
5．答：为（G + C）% = (Tm – 69.3) × 2.44 ×%
= (89.3-69.3) × 2.44 ×%
=48.8%
G = C =       2  4.4%
(A + T)% = 1－ 48.8% =51.2%
A = T = 25.6%
6．答：（1）阳离子的存在可中和DNA中带负电荷的磷酸基团，减弱DNA链间的静电作用，促进DNA的复性；
（2）低于Tm的温度可以促进DNA复性；
（3）DNA链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度、机会，从而促进DNA复性。
7．答：核酸分子中是通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的。
8．答：按Watson-Crick模型，DNA的结构特点有：两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕；碱基位于结构的内侧，而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧，通过磷酸二酯键相连，形成核酸的骨架；碱基平面与轴垂直，糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋；双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm，两核酸之间的夹角是36°，每对螺旋由10对碱基组成；碱基按A=T，G≡C配对互补，彼此以氢键相连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力；双螺旋结构表面有两条螺形凹沟，一大一小。
9．答：在稳定的DNA双螺旋中，碱基堆积力和碱基配对氢键在维系分子立体结构方面起主要作用。
10．答：tRNA的二级结构为三叶草结构。其结构特征为：
（1）tRNA的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片断称为臂，未配对的片断称为环。
（2）叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3’，此结构是接受氨基酸的位置。
（3）氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子，可与mRNA上的密码子相互识别。
（4）左环是二氢尿嘧啶环（D环），它与氨基酰-tRNA合成酶的结合有关。
（5）右环是假尿嘧啶环（TψC环），它与核糖体的结合有关。
（6）在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环，它的大小决定着tRNA分子大小。
11．答：不同。RNA可以被水解成单核苷酸，而DNA分子中的脱氧核糖2’碳原子上没有羟基，所以DNA不能被碱水解。
12．答：（1）用专一性的RNA酶与DNA酶分别对两者进行水解。
（2）用碱水解。RNA能够被水解，而DNA不被水解。
（3）进行颜色反应。二苯胺试剂可以使DNA变成蓝色；苔黑酚（地衣酚）试剂能使RNA变成绿色。
（4）用酸水解后，进行单核苷酸的分析（层析法或电泳法），含有U的是RNA，含有T的是DNA。
13．答：已知：（1） 32μmol/L AMP的 A260消光度
A260 =32×10-6 × 15400 = 0.493
（2）47.5μmol/L CMP的 A260消光度
A260 =47.5×10-6 × 7500 = 0.356
（3）6.0μmol/L UMP的A260消光度
A260 =6.0×10-6 × 9900 = 0.0594
（4）48μmol/L AMP和32μmol/L UMP混合物的A260消光度
A260 =32×10-6 × 9900 + 48×10-6 × 15400 = 0.493 = 1.056
（5）0.325/11700 = 2.78 × 10-5mol/L
（6）0.090/9200 = 9.78 × 10-6mol/L
14．答：（1）每个体细胞的DNA的总长度为：
6.4×109×0.34nm = 2.176×109 nm= 2.176m
（2）人体内所有体细胞的DNA的总长度为：
2.176m×1014 = 2.176×1011km
（3）这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为：
2.176×1011/2.2×109 = 99倍
15．答：种核苷酸带电荷情况：
    pH2.5    pH3.5    pH6    pH8    pH11.4
UMP    负电荷最多    -1    -1.5    -2    -3
GMP    负电荷较多    -0.95    -1.5    -2    -3
AMP    负电荷较少    -0.46    -1.5    -2    -2
CMP    带正电荷    -0.16    -1.5    -2    -2
（1）电泳分离四种核苷酸时应取pH3.5 的缓冲液，在该pH值时，这四种单核苷酸之间所带负电荷差异较大，它们都向正极移动，但移动的速度不同，依次为：
UMP>GMP>AMP>CMP
（2）应取pH8.0，这样可使核苷酸带较多负电荷，利于吸附于阴离子交换树脂柱。虽然pH11.4时核苷酸带有更多的负电荷，但pH过稿对树脂不利。
（3）洗脱液应调到pH2.5。当不考虑树脂的非极性吸附时洗脱顺序为CMP>AMP>UMP>GMP（根据pH2.5时核苷酸负电荷的多少来决定洗脱速度），但实际上核苷酸和聚苯乙烯阴离子交换树脂之间存在着非极性吸附，嘌呤碱基的非极性吸附是嘧啶碱基的3倍。静电吸附与非极性吸附共同作用的结果使洗脱顺序为：CMP>AMP>UMP>GMP。
第三章   酶与辅酶

一、知识要点

在生物体的活细胞中每分每秒都进行着成千上万的大量生物化学反应，而这些反应却能有条不紊地进行且速度非常快，使细胞能同时进行各种降解代谢及合成代谢，以满足生命活动的需要。生物细胞之所以能在常温常压下以极高的速度和很大的专一性进行化学反应，这是由于生物细胞中存在着生物催化剂——酶。酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化能力的蛋白质。
酶作为一种生物催化剂不同于一般的催化剂，它具有条件温和、催化效率高、高度专一性和酶活可调控性等催化特点。酶可分为氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类六大类。酶的专一性可分为相对专一性、绝对专一性和立体异构专一性，其中相对专一性又分为基团专一性和键专一性，立体异构专一性又分为旋光异构专一性、几何异构专一性和潜手性专一性。
影响酶促反应速度的因素有底物浓度（S）、酶液浓度（E）、反应温度（T）、反应pH值、激活剂（A）和抑制剂（I）等。其中底物浓度与酶反应速度之间有一个重要的关系为米氏方程，米氏常数（Km）是酶的特征性常数，它的物理意义是当酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用分别对Km值与Vmax的影响是各不相同的。
酶的活性中心有两个功能部位，即结合部位和催化部位。酶的催化机理包括过渡态学说、邻近和定向效应、锁钥学说、诱导楔合学说、酸碱催化和共价催化等，每个学说都有其各自的理论依据，其中过渡态学说或中间产物学说为大家所公认，诱导楔合学说也为对酶的研究做了大量贡献。
胰凝乳蛋白酶是胰脏中合成的一种蛋白水解酶，其活性中心由Asp102、His57及Ser195构成一个电荷转接系统，即电荷中继网。其催化机理包括两个阶段，第一阶段为水解反应的酰化阶段，第二阶段为水解反应的脱酰阶段。
同工酶和变构酶是两种重要的酶。同工酶是指有机体内能催化相同的化学反应，但其酶蛋白本身的理化性质及生物学功能不完全相同的一组酶；变构酶是利用构象的改变来调节其催化活性的酶，是一个关键酶，催化限速步骤。
酶技术是近年来发展起来的，现在的基因工程、遗传工程、细胞工程、酶工程、生化工程和生物工程等领域都有酶技术的参与。
维生素是生物生长和生命活动中所必需的微量有机物，在天然食物中含量极少，人体自身不能合成，必须从食物中摄取。这些维生素既不是构成各种组织的主要原料，也不是体内能量的来源，它们的生理功能主要是在物质代谢过程中起着非常重要的作用，因代谢过程离不开酶，而结合蛋白酶中的辅酶和辅基绝大多数都含有维生素成份。机体缺乏某种维生素时，代谢受阻，表现出维生素缺乏症，而植物体内能合成维生素。

二、习  题

（一）名词解释
1．米氏常数（Km值）
2．底物专一性（substrate specificity）
3．辅基（prosthetic group）
4．单体酶（monomeric enzyme）
5．寡聚酶（oligomeric enzyme）
6．多酶体系（multienzyme system）
7．激活剂（activator）
8．抑制剂（inhibitor inhibiton）
9．变构酶（allosteric enzyme）
10．同工酶（isozyme）
11．诱导酶（induced enzyme）
12．酶原（zymogen）
13．酶的比活力（enzymatic compare energy）
14．活性中心（active center）

（二）英文缩写符号
1．NAD+（nicotinamide adenine dinucleotide）
2．FAD（flavin adenine dinucleotide）
3．THFA（tetrahydrofolic acid）
4．NADP+（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）
5．FMN（flavin mononucleotide）
6．CoA（coenzyme A）
7．ACP（acyl carrier protein）
8．BCCP（biotin carboxyl carrier protein）
9．PLP（pyridoxal phosphate）

（三）填空题
1．酶是           产生的，具有催化活性的                        。
2．酶具有         、          、           和           等催化特点。
3．影响酶促反应速度的因素有       、        、        、       、       和           。
4．胰凝乳蛋白酶的活性中心主要含有      、      、和      基，三者构成一个氢键体系，使其中的       上的      成为强烈的亲核基团，此系统称为           系统或                。
5．与酶催化的高效率有关的因素有              、             、             、
、                   等。
6．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的                    抑制剂。
7．变构酶的特点是：（1）           ，（2）                      ，它不符合一般的         ，当以V对[S]作图时，它表现出      型曲线，而非      曲线。它是              酶。
8．转氨酶的辅因子为    即维生素        。其有三种形式，分别为      、        、       ，其中      在氨基酸代谢中非常重要，是       、        和         的辅酶。
9．叶酸以其      起辅酶的作用，它有      和      两种还原形式，后者的功能作为       载体。
10．一条多肽链Asn-His-Lys-Asp-Phe-Glu-Ile-Arg-Glu-Tyr-Gly-Arg经胰蛋白酶水解可得到   个多肽。
11．全酶由     和      组成，在催化反应时，二者所起的作用不同，其中      决定酶的专一性和高效率，      起传递电子、原子或化学基团的作用。
12．辅助因子包括     、      和       等。其中     与酶蛋白结合紧密，需要      除去，       与酶蛋白结合疏松，可以用          除去。
13．T．R．Cech和S.Alman因各自发现了        而共同获得1989年的诺贝尔奖（化学奖）。
14．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类        、        、        、        、        、        和         。
15．根据国际酶学委员会的规定，每一种酶都有一个唯一的编号。醇脱氢酶的编号是EC1.1.1.1，EC代表                 ，4个数字分别代表            、               、            和            。
16．根据酶的专一性程度不同，酶的专一性可以分为        、        、            和             。
17．酶的活性中心包括             和          两个功能部位，其中           直接与底物结合，决定酶的专一性，                是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。
18．酶活力是指           ，一般用                表示。
19．通常讨论酶促反应的反应速度时，指的是反应的        速度，即         时测得的反应速度。
20．解释别构酶作用机理的假说有          模型和         模型两种。
21．固定化酶的优点包括                  ，                   ，                   等。
22．pH值影响酶活力的原因可能有以下几方面：影响                            ，影响                            ，影响                                  。
23．温度对酶活力影响有以下两方面：一方面                     ，另一方面                 。
24．脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有             专一性；甘油激酶可以催化甘油磷酸化，仅生成甘油-1-磷酸一种底物，因此它具有             专一性。
25．酶促动力学的双倒数作图（Lineweaver-Burk作图法），得到的直线在横轴的截距为          ，纵轴上的截距为                       。
26．磺胺类药物可以抑制                        酶，从而抑制细菌生长繁殖。
27．判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的             和              。
28．维生素是维持生物体正常生长所必需的一类_________有机物质。主要作用是作为_________的组分参与体内代谢。
29．根据维生素的____________性质，可将维生素分为两类，即____________和____________。
30．维生素B1由__________环与___________环通过__________相连，主要功能是以__________形式，作为____________和____________的辅酶，转移二碳单位。
31．维生素B2的化学结构可以分为二部分，即____________和____________，其中____________原子上可以加氢，因此有氧化型和还原型之分。
32．维生素B3由__________与_________通过___________相连而成，可以与__________，_________和___________共同组成辅酶___________，作为各种____________反应的辅酶，传递____________。
33．维生素B5是_________衍生物，有_________，_________两种形式，其辅酶形式是________与_________，作为_______酶的辅酶，起递______作用。
34．生物素可看作由____________，____________，____________三部分组成，是____________的辅酶，在____________的固定中起重要的作用。
35．维生素B12是唯一含____________的维生素，由____________，____________和氨基丙酸三部分组成，有多种辅酶形式。其中____________是变位酶的辅酶，____________是转甲基酶的辅酶。
36．维生素C是____________的辅酶，另外还具有____________作用等。

（四）选择题
1．酶的活性中心是指：
A．酶分子上含有必需基团的肽段      B．酶分子与底物结合的部位
C．酶分子与辅酶结合的部位        D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区
E．酶分子有丝氨酸残基、二硫键存在的区域
2．酶催化作用对能量的影响在于：
A．增加产物能量水平       B．降低活化能       C．降低反应物能量水平
D．降低反应的自由能       E．增加活化能
3．竞争性抑制剂作用特点是：
A．与酶的底物竞争激活剂        B．与酶的底物竞争酶的活性中心
C．与酶的底物竞争酶的辅基      D．与酶的底物竞争酶的必需基团；
E．与酶的底物竞争酶的变构剂
4．竞争性可逆抑制剂抑制程度与下列那种因素无关：
A．作用时间            B．抑制剂浓度           C．底物浓度
D．酶与抑制剂的亲和力的大小       E．酶与底物的亲和力的大小
5．哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度：
A．不可逆抑制作用     B．竞争性可逆抑制作用     C．非竞争性可逆抑制作用
D．反竞争性可逆抑制作用     E．无法确定
6．酶的竞争性可逆抑制剂可以使：
A．Vmax减小，Km减小       B．Vmax增加，Km增加
C．Vmax不变，Km增加       D．Vmax不变，Km减小
E．Vmax减小，Km增加
7．下列常见抑制剂中，除哪个外都是不可逆抑制剂：
A  有机磷化合物            B  有机汞化合物            C  有机砷化合物
D  氰化物                  E  磺胺类药物