细胞质基质的化学组成可按其分子量大小分为三类,即小分子、中等分子和大分子
小分子:包括水、无机离子;
中等分子:有脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物、维生素等;
大分子:包括多糖、蛋白质、脂蛋白和RNA等
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细胞质基质又称胞质溶胶(cytosol)是细胞质中均质而半透明的胶体部分,充填于其它有形结构之间细胞质基质的化学组成可按其分子量大小分为三类,即小分子、中等分子和大分子小分子包括水、无机离子;属于中等分子的有脂类、糖类、氨基酸、核苷酸及其衍生物等;大分子则包括多糖、蛋白质、脂蛋白和RNA等细胞质基质的主要功能是:为各种细胞器维持其正常结构提供所需要的离子环境,为各类细胞器完成其功能活动供给所需的一切底物,同时也是进行某些生化活动的场所
对于院感科工作职责,如何正确的清洗以及消毒灭菌是一项必备技能。跟我们一直打交道的是病毒、细菌、真菌等等,往分子水平上说,我们一直打交道的是蛋白质以及核酸,因为绝大多数生命体都离不开这两者,只有深入的认识特别是蛋白质,才能正确的开展工作。
蛋白质作为生物大分子,其分子量可自1万至100万之巨,其分子直径可达1~100nm。组成蛋白质的基础单位是氨基酸,可通过肽键相连成链。从蛋白质的N端到C端的氨基酸序列,称为蛋白质的一级结构。蛋白质的一级结构是构成高级结构的基础。二级结构是蛋白质主链局部的三维空间结构,主要为α-螺旋、β-折叠、β-转角等,以氢键来维持稳定性。三级结构是整个蛋白质主链的三维空间结构,主要以次级键(氢键、离子键、疏水作用)来维持。四级结构是多条肽链或者说亚基构成的空间结构,主要也是靠次级键来维持。
一级结构是空间构象的基础,也是功能的基础。蛋白质空间构象与功能有着密切关系。若蛋白质的空间构象分数改变,可导致其理化性质的变化和生物活性的丧失,称为之蛋白质变性。蛋白质发生变性后,只要其一级结构未遭破坏,仍可在一定条件下复性,恢复其原有的空间构象和功能。
大家都知道消毒和灭菌的原理大都是对蛋白质进行变性,不管你选择哪种方式,剂量和时间是你一定要考虑的要素。为什么要考虑到剂量和时间内,只有在消毒剂或者灭菌剂一定的剂量和时间,蛋白质的二级、三级结构被破坏形成一级结构后,一级结构才不会重新恢复到二级结构和三级结构,这个过程变得 不再可逆 。
值得一提的是紫外线消毒的波段大概在200-300nm之间, 很可能也是由于蛋白质特殊的性质,280nm波段对紫外线有特征性吸收即吸收量比其他波段更高、更显著,当然也可能是由于核酸吸收的缘故。
除了消毒以外,日常的清洗,特别在供应室以及内镜中心清洗过程中,涉及到酶洗。酶洗也就是用各种酶类对器械上残留的蛋白质、有机质进行水解洗涤,方便后续的消毒灭菌。如果不进行酶洗,器械残留的蛋白质可能包裹保护微生物,也不利于后续消毒灭菌后的保存。
酶,除了核糖核酸酶以外,几乎所有的酶都是蛋白质,同样具有一级、二级、三级、四级结构,可分为单体酶、寡聚酶、多酶体系。酶类组成上可分为单纯酶和结合酶。单纯酶是由肽链组成的酶。结合酶由蛋白质部分和非蛋白质部分的辅助因子。前者决定了酶促反应的特异性(与什么底物特意结合发生反应),后者决定酶促反应的性质,是氧化、还原还是水解。
酶分子中在一级结构上可能相距很远的必需基团,在空间上彼此靠近,组成特定空间结构的区域,能与底物特异的结合并将底物转化为产物,这一区域称为酶的活性中心。其催化机制,这些酶上必需基团在三维空间上构成的整个活性中心,可以与底物诱导契合成酶-底物复合物,通过邻近效应、定向排列等使酶发挥高效的催化作用。
酶促反应有各种各样的影响因素,包括底物浓度、酶浓度、温度、PH、抑制剂和激活剂等。
(1)底物浓度
从上图可知,在底物浓度很低的时候,酶反应速度很快,到底物浓度越来越大的时候,其酶促反应的速度增加的越来越慢直到饱和,从这个信息来看,在器械进行酶洗之前,日常的刷洗是非常有必要的,对于后面的酶洗效果有重要的影响。
(2)温度
一般酶反应的速度随着温度的降低而降低,随着温度的升高而升高,到到达60摄氏度时,酶作为蛋白质就会发生变性从而失活。一般适合的温度在35~40摄氏度(动物)。
(3)PH
一般来讲,大部分酶类反应适应的PH环境是在中性环境,除了一些比较特殊的酶类,比如胃蛋白酶、胆碱酯酶。
从清洗的角度考虑,如何选择酶液,首先我们要考虑底物的成分。因为酶促反应是特异性的反应。然后我们要考虑酶促反应的条件,比如水温、液体的PH来加快这个酶促反应达到清洗效果。
组成:四部分蛋白质复合体,分别为NADH-Q还原酶(FMN Fe-S),琥珀酸-Q还原酶(FAD Fe-S,血红素b-562,血红素b-566,血红素c1,Fe-S),细胞色素还原酶(血红素b-562,血红素b-566,血红素c1,Fe-S),细胞色素氧化酶(血红素a,血红素a3,CuA和CuB)括号内为辅基
底物:NADH
偶联部位:我们没学,抱歉
生成ATP数:一份子NADH生成25分子ATP
第三章 酶
一、酶的组成
单纯酶:仅由氨基酸残基构成的酶。
结合酶:酶蛋白:决定反应的特异性;
辅助因子:决定反应的种类与性质;可以为金属离子或小分子有机化合物。
可分为辅酶:与酶蛋白结合疏松,可以用透析或超滤方法除去。
辅基:与酶蛋白结合紧密,不能用透析或超滤方法除去。
酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶,只有全酶才有催化作用。
参与组成辅酶的维生素
转移的基团 辅酶或辅基 所含维生素
氢原子 NAD+﹑NADP+ 尼克酰胺(维生素PP)
FMN﹑FAD 维生素B2
醛基 TPP 维生素B1
酰基 辅酶A﹑硫辛酸 泛酸、硫辛酸
烷基 钴胺类辅酶类 维生素B12
二氧化碳 生物素 生物素
氨基 磷酸吡哆醛 吡哆醛(维生素B6)
甲基、等一碳单位 四氢叶酸 叶酸
二、酶的活性中心
酶的活性中心由酶作用的必需基团组成,这些必需基团在空间位置上接近组成特定的空间结构,能与底物特异地结合并将底物转化为产物。对结合酶来说,辅助因子参与酶活性中心的组成。但有一些必需基团并不参加活性中心的组成。
三、酶反应动力学
酶促反应的速度取决于底物浓度、酶浓度、PH、温度、激动剂和抑制剂等。
1、底物浓度
1)在底物浓度较低时,反应速度随底物浓度的增加而上升,加大底物浓度,反应速度趋缓,底物浓度进一步增高,反应速度不再随底物浓度增大而加快,达反应速度,此时酶的活性中心被底物饱合。
2)米氏方程式
V=Vmax[S]/Km+[S]
a米氏常数Km值等于酶促反应速度为速度一半时的底物浓度。
bKm值愈小,酶与底物的亲和力愈大。
cKm值是酶的特征性常数之一,只与酶的结构、酶所催化的底物和反应环境如温度、PH、离子强度有关,与酶的浓度无关。
dVmax是酶完全被底物饱和时的反应速度,与酶浓度呈正比。
2、酶浓度
在酶促反应系统中,当底物浓度大大超过酶浓度,使酶被底物饱和时,反应速度与酶的浓度成正比关系。
3、温度
温度对酶促反应速度具有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反应速度,同时也增加酶的变性。酶促反应最快时的环境温度称为酶促反应的最适温度。酶的活性虽然随温度的下降而降低,但低温一般不使酶破坏。
酶的最适温度不是酶的特征性常数,它与反应进行的时间有关。
大部分的酶是蛋白质,由 碳,氢,氧,氮元素组成,小部分酶是核糖核苷酸,组成比蛋白质多了一个磷。
抗体是免疫球蛋白,淀粉酶也是蛋白质,而蛋白质都含有C、H、O、N四种元素,有的还含有S、P等元素
酶(德语:Enzym,源于希腊语:ενζυμον,“在酵里面”),指具有生物催化功能的高分子物质。 在酶的催化反应体系中,反应物分子被称为底物,底物通过酶的催化转化为另一种分子。几乎所有的细胞活动进程都需要酶的参与,以提高效率。与其他非生物催化剂相似,酶通过降低化学反应的活化能(用Ea或ΔG表示)来加快反应速率,大多数的酶可以将其催化的反应之速率提高上百万倍;事实上,酶是提供另一条活化能需求较低的途径,使更多反应粒子能拥有不少于活化能的动能,从而加快反应速率。酶作为催化剂,本身在反应过程中不被消耗,也不影响反应的化学平衡。酶有正催化作用也有负催化作用,不只是加快反应速率,也有减低反应速率。与其他非生物催化剂不同的是,酶具有高度的专一性,只催化特定的反应或产生特定的构型。
虽然酶大多是蛋白质,但少数具有生物催化功能的分子并非为蛋白质,有一些被称为核酶的RNA分子 和一些DNA分子同样具有催化功能。此外,通过人工合成所谓人工酶也具有与酶类似的催化活性。 有人认为酶应定义为具有催化功能的生物大分子,即生物催化剂。
酶的催化活性会受其他分子影响:抑制剂是可以降低酶活性的分子;激活剂则是可以增加酶活性的分子。有许多药物和毒药就是酶的抑制剂。酶的活性还可以被温度、化学环境(如pH值)、底物浓度以及电磁波(如微波)等许多因素所影响。
(1)小烧杯中有NaOH溶液,其目的是用于吸收呼吸作用产生的CO2,在小烧杯中插入一根滤纸折叠条,NaOH溶液便会扩散到滤纸上,可增大吸收CO2的能力.
(2)甲装置中发芽小麦种子呼吸作用时消耗氧气,并放出二氧化碳,其中CO2被NaOH溶液所吸收.使得锥形瓶中气压下降,导致墨滴向右移动,可见减少的气体为氧气的量.
(3)甲装置内的气体变化是氧气的消耗量,为了求出发芽小麦的呼吸熵,还得测定发芽小麦呼吸作用过程中CO2气体的变化量.因此可以根据甲装置及题干中所列的器材与试剂,启发设计出测定CO2气体变化的装置乙,应当与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水,既不吸收氧气,也不吸收二氧化碳.则容器内气体体积的减小代表消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值,从而可以计算出种子消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值,进而可以计算出种子呼吸作用释放的二氧化碳的量.实验步骤如下:
①:在②装置的烧杯中加入等量的清水,②用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作;
③测出相同时间内密闭系统的气体体积净变化量;④再计算出CO2释放量.
(4)由题意可知,装置甲测得的X为小麦呼吸作用所吸收的氧气量,装置乙测得的Y为小麦种子呼吸作用所吸收的氧气量与放出的二氧化碳量的差值.则小麦种子呼吸作用放出的二氧化碳量=X-Y.那么据题干所提供呼吸熵(RQ)=呼吸作用释放的CO2/呼吸作用吸收的O2,可得计算公式为
xy |
x |
(5)丙装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子时,对瓶中的气体变化几乎没有影响.则丙装置的墨滴在实验后向左移动量Z应为实验测量的误差值,所以校正后可得氧气的实际消耗量为X+Z.
故答案为:
(1)增大吸收CO2的能力
(2)氧气
(3)①在②装置的烧杯中加入等量的清水
③相同时间内密闭系统的气体体积净变化量
(4)
xy |
x |
(5)与实验组等量的死种子 与实验组等量的清水 X+Z
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