生物化學(xué)個(gè)人復(fù)印

1、生物化學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容第一章概述一、生物化學(xué)的發(fā)展史：1. 敘述（靜態(tài)）生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)發(fā)展的萌芽階段，該階分析和研究組成 生物體的各種化學(xué)成分，以及生物體的分泌物和排泄物。2. 動(dòng)態(tài)生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)蓬勃發(fā)展的階段，這一階段段的主要工作是研究 生物體內(nèi)各種主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。3. 分子生物學(xué)階段：是現(xiàn)代生物化學(xué)階段，這一階段的主要研究任務(wù)是探討各種生 物大分子的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。二、生物化學(xué)研究的主要方面：1. 生物體的物質(zhì)組成：高等生物體上要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂負(fù)以及水、無(wú)機(jī)鹽等組成。質(zhì)代謝：物質(zhì)代謝的基本過程主要包括三大步驟：消化、吸收一中間代謝一排泄。其中，中間代謝

2、過程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的最為復(fù)雜的化學(xué)變化過程，它包括合成代謝, 分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控，能量代謝等兒方面的內(nèi)容。3. 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)存在多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，而這些途徑之間通過一定的方式 相互交織在一起，從而構(gòu)成了非常復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控細(xì)胞的代謝、生理活動(dòng)及生 長(zhǎng)分化。4. 生物分子的結(jié)構(gòu)與功能：對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)的理解，揭示結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。5. 遺傳與繁殖：對(duì)生物體遺傳與繁殖的分子機(jī)制的研究，也是現(xiàn)代生物化學(xué)與分子 生物學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容。三、生物化學(xué)的研究：分離和分析（定性和定量）四：復(fù)習(xí)及答題原則：宏觀把握；前后聯(lián)系；從研究和應(yīng)用著眼；兼顧所報(bào)專業(yè)。第二章蛋白質(zhì)化學(xué)一、

3、氨基酸：1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸（amino acid）遢蛋白質(zhì)分子的基本組成單位。構(gòu)成天然蛋白質(zhì) 分子的氨基酸約有20種，除脯氨酸為口-亞氨慕酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均為l- a -氨基酸。2. 分類：根據(jù)氨基酸的r基團(tuán)的極性大小可將氨基酸分為四類：非極性中性氨 酸（8種）； 極性中性氨基酸（7種）; 酸性氨基酸（glu和asp）； 堿性氨基酸（lys、 arg 和 his） od. ala 一 his 一 lys 一 arg（南京大學(xué)下列哪個(gè)肽在280 nm有更人的光吸收？(a, ( ilii - leu -( iln - phec. gly-ala-ser-prof述氨基隈屮

4、娜一種慣有可能出現(xiàn)在球狀蛋白質(zhì)分子內(nèi)部？（）a. prob. serc lysd. vai是vai,因其疏水性最強(qiáng)！二、肽鍵與肽鏈：肽鍵（peptide bond）是指由一分子氨基酸的a -竣基與另一分子氨基酸的a -氨基經(jīng) 縮水而形成的特殊酰胺鍵（-co-nh-） o氨基酸分子在參與形成肽鍵z后，由于脫水而產(chǎn)生 的不完整結(jié)構(gòu)，稱為氨基酸殘基。每條多肽鏈都有兩端：即自由氨基端（n端）與自tl竣 基端（c端），肽鏈的方向是n端c端。6. 為穩(wěn)定原膠原三股螺旋結(jié)構(gòu)，三聯(lián)體的每第三個(gè)氨基酸的位咒必須是（a.丙氨酸b.谷氨酸c.廿氨酸解答c e gly在原膠原三股螺底結(jié)構(gòu)占總氨基戰(zhàn)殘基數(shù)的33%.三、

5、肽鍵平面（肽單位）：肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)；使得組成肽鍵的四個(gè)原子及其相鄰的兩個(gè) a碳原子處在同一個(gè)平而上，構(gòu)成剛性平而結(jié)構(gòu)，稱為肽鍵平而（肽單位）。例題1:根據(jù)下面給出的數(shù)據(jù)，判斷二肽glu-ala和二肽ala-lys能否用等電聚焦電泳方法 分離。氨基酸pic ( a cooh)pic ( a -nh3+)pic (r)ala2.349.69glu299.674.25lys2.188.9510.53答vl>計(jì)算二肽 glu-ala 的等電點(diǎn)：pi= (4.25+2.34) 12=33v2>計(jì)算二肽 ala-lys 的等電點(diǎn)：pi= (9.69+10.53)/2=10

6、.11<3>它們的等電點(diǎn)不同，故能用等電聚焦電泳方法分離。注意：?jiǎn)我话被岬慕怆x順序：cooh > anh3*>r 形成肽后，計(jì)算pi, 般是取相近的兩個(gè)求平均。四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)被人為分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)等層次。一級(jí)結(jié)構(gòu)為線狀結(jié) 構(gòu)，二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子量二aa數(shù)目*1101. 一級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，由肽鍵維系。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定 其空間結(jié)構(gòu)。2. 二級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈主鏈骨架盤繞折疊而形成的構(gòu)象，借氫鍵維系。主要有以下 幾種類型：(1) q-螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為：主鏈骨架圉繞中心軸盤繞形成右手螺旋；螺旋每

7、上 升一圈是3. 6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0. 54nm； 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵； 側(cè)鏈 基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。影響a-螺旋形成的因素主要是：側(cè)鏈基團(tuán)較大的氨基酸殘基；連續(xù)帶相同電荷 的氨基酸殘基；脯氨酸殘基。(2) 折疊：其結(jié)構(gòu)待征為：若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片； 所有 肽鍵的c=0和nii形成鏈間氫鍵； 側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。(3) 轉(zhuǎn)角：多肽鏈180?；卣鄄糠郑ǔＳ伤膫€(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，借1、4殘基之間 形成氫鍵維系。(4) 無(wú)規(guī)卷曲主鏈骨架無(wú)規(guī)律盤繞的部分。3. 三級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈所有原子的空間排布。其維系鍵主要是非共價(jià)鍵(次級(jí)鍵)： 氫鍵、疏水鍵、范德華力、

8、離子鍵等，也可涉及二硫鍵。4. 四級(jí)結(jié)構(gòu)：指亞基之間的立體排布、接觸部位的布局等，其維系鍵為非共價(jià)鍵。 亞基是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的而又具冇獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈。例3： igg分子由四條肽鏈組成，因此具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。錯(cuò)例4：、維持球蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的最重要的鍵或作用力是()a.二硫鍵b.鹽鍵c.氫鍵d.范德華力e.疏水鍵答案：e考點(diǎn)：維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵解析：維持蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要是肽鍵，二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是氫鍵，三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)靠次級(jí) 鍵維持，這其中最主要的是疏水作用，疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力、二硫鍵都參與三 級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，要區(qū)分這些化學(xué)鍵的含義：蛋白質(zhì)中眾多疏水基團(tuán)之間的作用力即為疏水

9、鍵；酸性和堿性氨基酸可帶電荷，正負(fù)電荷相互作用形成鹽鍵；與氫共用電子對(duì)形成的鍵 為氫鍵；半胱氨酸之間可以二硫鍵結(jié)合。五、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)：1. 兩性解離與等電點(diǎn)：蛋白質(zhì)分子中仍然存在游離的氨基和游離的竣基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性解離的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子所帶正、負(fù)電荷相等時(shí)溶液的ph值稱 為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。2. 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表血電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素。3. 蛋白質(zhì)的紫外吸收：蛋白質(zhì)分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸殘基對(duì)紫外光有吸收，以色氨酸吸收最強(qiáng)，最大吸收峰為280nnio4. 蛋白質(zhì)的變性：蛋白質(zhì)在某些理化因素的作

10、用下，其特定的空i'可結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo) 致其理化性質(zhì)改變及生物活性喪失，這種現(xiàn)彖稱為蛋白質(zhì)的變性。引起蛋白質(zhì)變性的因素 有：高溫、高壓、電離輻射、超聲波、紫外線及有機(jī)溶劑、重金屬鹽、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等。絕大 多數(shù)蛋白質(zhì)分了的變性是不可逆的。例題5：不能發(fā)牛雙縮脈反應(yīng)的是a.二肽 b.三肽 c.多肽 d.蛋白質(zhì)a例題6：不能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)中二硫鍵拆分的試劑為a.筑基乙醇b.過甲酸 c.碘代乙酸 d.尿素d例題7:從生物功能上看a. a螺旋無(wú)規(guī)卷曲 b.折疊無(wú)規(guī)卷曲c. 1螺旋折疊 d無(wú)規(guī)卷曲 a 螺旋d例題8：蛋白質(zhì)的生物功能直接由其來決定。a. aa序列 b.肽鏈個(gè)數(shù)c構(gòu)彖 d.構(gòu)型c例題9：刈蛋片

11、質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)a 螺旋起破壞作用的aa是a ala b cys c. met d. pro六、蛋白質(zhì)的分離與純化：1. 鹽析與有機(jī)溶劑沉淀：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性 質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸鍍、氯化鈉、硫酸鈉 等。鹽析時(shí)，溶液的ph在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。凡能與水以任意比例混合的有機(jī) 溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白質(zhì)沉淀。2. 電泳：蛋白質(zhì)分子在高于或低于其pl的溶液中帶凈的負(fù)或正電荷，因此在電場(chǎng)中 可以移動(dòng)。電泳遷移率的大小主要取決于蛋白質(zhì)分子所帶電荷量以及分子大小。3. 透析：利用透析袋膜的超濾性質(zhì)，可將大分子物質(zhì)與

12、小分子物質(zhì)分離開。4. 層析：利用混合物中各組分理化性質(zhì)的理異，瑩相互接觸的兩相（固定相與流動(dòng) 相）之間的分布不同而進(jìn)行分離。主要有離/交換層析，凝膠層析，吸附層析及親和層析 等，其中凝膠層析可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量。5. 超速離心：利用物質(zhì)密度的不同，經(jīng)超速離心后，分布于不同的液層而分離。超 速離心也可用來測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量，蛋白質(zhì)的分子量與其沉降系數(shù)s成正比。例10：如何從血液中分離純化清蛋白（mw： 68500, pi=4. 9）?請(qǐng)舉出兩種分離純化的 方法，簡(jiǎn)要說明各種方法的基本原理及基本流程?？键c(diǎn)：蛋白質(zhì)的分離與純化解析：分離純化蛋白質(zhì)的方法有多種，應(yīng)利用蛋白質(zhì)物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，

13、選擇合 適的方法，將其分離純化。如本題中可利用清蛋白分子量與英他蛋白不同的性質(zhì)，采用凝 膠過濾層析的方法，也可利用蛋白質(zhì)沉淀的性質(zhì)，采用鹽析的方法，或利用其兩性游離及 等電點(diǎn)、分子大小等與其他蛋白的差異采用電泳的方法等。答案：1凝膠過濾層析：層析柱內(nèi)填充帶有網(wǎng)孔的凝膠顆粒，根據(jù)清蛋白分子量，選 用合適大小網(wǎng)孔的凝膠，將血液加于柱頂端，以其所含的清蛋白球蛋白為例，清蛋白分子 小進(jìn)入凝膠孔內(nèi)，球蛋白分子量大于網(wǎng)孔的分離上限，不進(jìn)入孔內(nèi)而直接流出，清蛋白因 在孔內(nèi)被滯留隨后流出，從而清蛋白與球蛋白得以分離，而血液中含有的其他雜蛋白同理 因其與清蛋白的分子大小的差異，可以與清蛋白分離，最終得到純化的清

14、蛋白。2. 鹽析：硫酸鍍等中性鹽因能破壞蛋白質(zhì)在溶液中穩(wěn)定存在的兩大因素，故能使蛋白 質(zhì)發(fā)生沉淀，不同蛋白質(zhì)分子顆粒大小不同，親水程度不同，鹽析所需要的鹽濃度也不同, 從而將蛋白質(zhì)得以分離。如用硫酸讓分離純化清蛋白，在半飽和的硫酸鍍?nèi)芤褐?，球蛋?即可從血清中沉淀析出而除掉，再加硫酸鍍?nèi)芤褐溜柡?，則清蛋白沉淀析出，從而清蛋白 可以分離出來，再用透析，除去清蛋白中所含的硫酸錢，清蛋白即可被純化。七、氨基酸順序分析：蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸順序分析，即蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，主要有以下兒個(gè)步驟:1. 分離純化蛋白質(zhì)，得到一定量的蛋白質(zhì)純品；2. 取一定量的樣品進(jìn)行完全水解，再測(cè)定蛋白質(zhì)的氨基酸組成；3.

15、 分析蛋白質(zhì)的n-端和c-端氨基酸；4. 采用特異性的酶（如胰凝乳蛋白酶）或化學(xué)試劑（如漠化氟）將蛋白質(zhì)處理為若 干條肽段；5. 分離純化單一肽段；6. 測(cè)定各條肽段的氨基酸順序。一般采用edman降解法，用異硫貳酸苯酯進(jìn)行反應(yīng), 將氨基酸降解后，逐一進(jìn)行測(cè)定；7. 至少用兩種不同的方法處理蛋白質(zhì)，分別得到其肽段的氨基酸順序；8. 將兩套不同肽段的氨基酸順序進(jìn)行比較，以獲得完整的蛋白質(zhì)分子的氨基酸順序。 例11：已知某多肽組成是ala5> lysl, phel與2, 4-二硝基氟苯（dfb）反應(yīng)后再酸解產(chǎn)生一個(gè)游離的dnfb-ala,胰蛋白酶解得一個(gè)三肽：lysl, aw2和一個(gè)四肽al

16、a3.phel,整個(gè)多肽經(jīng)糜蛋白酶解產(chǎn)生一個(gè)六肽和一個(gè)游離氨基酸，寫出這個(gè)多肽的一級(jí)結(jié)構(gòu) 考點(diǎn)：氨基酸序列分析解析：1.多肽與dnfb反應(yīng)再酸解產(chǎn)生一個(gè)游離的dnfb-ala,說明此肽的n末端氨 基酸殘基是ab。2. 胰蛋白酸水解lys、arg竣基側(cè)的肽鍵，題中多肽無(wú)arg。且被此酸水解成一個(gè)三 肽和一個(gè)四肽，說明第3位氨基酸殘基是lyso3. 糜蛋白酶水解phe、tyr、trp竣基側(cè)的肽鍵，此多肽中只存在phe,且被此酶水解 成一個(gè)六肽和一個(gè)游離氨基酸，說明其第6位氨基酸殘基是phe。4. 此多肽一共有7個(gè)氨基酸殘基組成5個(gè)ala, 1個(gè)lys, 1個(gè)phe,所以剩余的2、4、5、7位全是a

17、la。故此多肽一級(jí)結(jié)構(gòu)為（從n端到c端）:ala-ala-lys-ala-ala-phe-ala1. 原肌球蠱白（tropomyosin）的相對(duì)分子質(zhì)fit是70kd它全部由a-螺加組戰(zhàn).請(qǐng)問這個(gè)分子的伸展k度是多少？（捉示；每個(gè)氮基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)星為110,在a-螺旋中相鄰兩個(gè)氨基酸殘 基的a 碳原子之間軸相距為0.15 mn,>（南開大學(xué)2004年試題）解答已知該蛋白的相對(duì)分子質(zhì)量是70kd則含有的氨基酸數(shù)=70 000/110= 636（個(gè)）因在a玄旋中，相令3兩個(gè)範(fàn)棊酸歿旱的a 碳原子z間軸相距為0. 15 nm.該分子的長(zhǎng)度=6 15 mnx636= 95. 4 nin2.

18、 氨基酸的定量分析表明牛山清空白含有0.58%的色氨酸（色氮酸的相對(duì)分了質(zhì)呈為204）. 心試計(jì)算牛血消蛋白的最小相對(duì)分子質(zhì)呈：（假?zèng)]毎個(gè)蠱白分子只含有一個(gè)色氨酸妓基）.b）凝膠過濾測(cè)得的牛血清白蛋白的相對(duì)分子質(zhì)址為70 0（）0試問血清蛋白分子含有幾個(gè)色氨酸 殘基?（淸華人學(xué)2001年試題）解答1 a）假設(shè)毎分子含有一個(gè)色氨酸.則該蛋白分子的朵小相對(duì)分子質(zhì)斌為loc g蛋白=如0.58 e tro 一 204必小=100 x 204 a）. 58=35 172b）已測(cè):得的牛血清白蛋白的郴對(duì)分子質(zhì)杲為70 000.該血.淸蛋白分子含有免氨酸殘基的個(gè)數(shù)為70 000/35172 弋？（個(gè) tr

19、p）第三章酶和維生素-、酶的概念:酶（enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，這種催化劑具有極高的催化效率和高度 的底物特異性，其化學(xué)本質(zhì)是蛋口質(zhì)。酶按照其分子結(jié)構(gòu)可分為單體酶、寡聚酶和多酶體 系（多酶復(fù)合體和多功能酶）三大類。二、酶的分子組成:酶分子可根據(jù)其化學(xué)組成的不同，可分為單純酶和結(jié)合酶（全酶）兩類。結(jié)合酶則是 由酶蛋白和輔助因子兩部分構(gòu)成，酶蛋白部分主要與酶的底物特界性有關(guān)，輔助因子則與 酶的催化活性有關(guān)。與酶蛋片疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱為輔酶。與酶蛋白以共價(jià)鍵牢固結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱為輔基。三、輔酶與輔基的來源及其生理功用：

20、輔酶與輔基的生理功用主要是：（1）運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。（2） 運(yùn)載反應(yīng)基團(tuán)，如?；?、氨基、烷基、竣基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。大部分的輔酶 與輔基衍生于維生素。維生素（vizmin）是指一類維持細(xì)胞正常功能所必需的，但在許多生物體內(nèi)不能自身 合成而必須由食物供給的小分子有機(jī)化合物。維生素可按其溶解性的不同分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。脂溶性維生素 有 vita、v辻d、vite 和 vitk 四種;水溶性維生素有 vitbi, vitb2, vitpp, vitbe, vitbi2, vitc,泛酸，生物素，葉酸等。1. tpp：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（vit b.

21、）焦磷酸化而生成，是脫竣酶的輔酶， 在體內(nèi)參與糖代謝過程中a -酮酸的氧化脫竣反應(yīng)。2. 卜、1和fad：即黃素單核營(yíng)酸（fm7）和黃素腺瞟吟二核哥酸（fad）,是核黃素（vitbj 的衍生物。fmn或fad通常作為脫氫酶的輔基，在酶促反應(yīng)中作為遞氫體（雙遞氫體）。3. nad*和nadp-：即尼克酰胺腺瞟吟二核營(yíng)酸（nads輔酶i , co i ）和尼克酰胺腺 嚓吟二核昔酸磷酸（nadp+,輔酶ii,coll）,是vit pp的衍生物。naj和nadp 主要作為 脫氫酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起遞氫體的作用，為單遞氫體。4. iip：磷酸毗哆醛和磷酸毗哆胺，是vit be的衍生物。磷酸毗哆醛和磷

22、酸毗哆胺可 作為氨基轉(zhuǎn)移酶，氨基酸脫竣酶，半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。5. coa：泛酸（遍多酸）在體內(nèi)參與構(gòu)成輔酶a （coa）。coa中的蔬基可與竣基以高 能硫酯鍵結(jié)合，在糖、月旨、蛋白質(zhì)代謝中起傳遞?；淖饔?，是?；傅妮o酶。6. 牛物素：是竣化酶的輔基，在體內(nèi)參與c02的固定和竣化反應(yīng)。7. 由葉酸衍生而來。四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶。& vil b】2衍生物：vit b12分子中含金屬元素鉆，故又稱為鉆胺素。vit b】2在體內(nèi) 有多種活性形式，如5'-脫氧腺營(yíng)鉆胺素、甲基鉆胺素等。其中，5'-脫氧腺哥鉆胺素參與 構(gòu)成變位酶的輔酶，甲基鉆胺素則是

23、甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。四、金屬離子的作用：1. 穩(wěn)定構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象；2. 構(gòu)成酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與構(gòu)成酶的活性中心;3. 連接作用：作為橋梁，將底物分子與酶蛋白螯合起來。五、酶的活性中心:酶分子上具有一定空i、可構(gòu)象的部位，該部位化學(xué)基團(tuán)集屮，直接參與將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn) 物的反應(yīng)過程，這一部位就稱為酶的活性屮心。參與構(gòu)成酶的活性屮心的化學(xué)基團(tuán)，有些是與底物相結(jié)合的，稱為結(jié)合基團(tuán)，有些是 催化底物反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的，稱為催化基團(tuán)，這兩類基團(tuán)統(tǒng)稱為活性屮心內(nèi)必需基團(tuán)。在 酶的活性中心以外，也存在一些化學(xué)基團(tuán)，主要與維系酶的空間構(gòu)象有關(guān)，稱為酶活性中 心外必

24、需基團(tuán)。六. 酶促反應(yīng)的特點(diǎn):1. 具有極高的催化效率：酶的催化效率可比一般催化劑高1061020倍。酶能與底 物形成es中間復(fù)合物，從而改變化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程，使反應(yīng)所需活化能閾大大降低，活化 分子的數(shù)目大大增加，從而加速反應(yīng)進(jìn)行。2. 具有高度的專一性：一種酶只作用于一種或一類化合物，以促進(jìn)一定的化學(xué)變化, 生成一定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱為酶作用的特異性。（1）絕對(duì)特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕 對(duì)特異性，如琥珀酸脫蛍酶。（2）相對(duì)特異性：一種酶只能作用于一類化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類化學(xué)反應(yīng), 稱為相對(duì)特異性，如脂肪酶。（3）立體異構(gòu)特異性：一種酶只能作用于一種

25、立體異構(gòu)體或只能生成一種立體異 構(gòu)體，稱為立體異構(gòu)特異性，如l-精氨酸酶。3. 作用條件溫和：酶一般適合的作用條件為37°c, ph 7,和一個(gè)大氣壓。4. 活性可以調(diào)節(jié)：如代謝物可調(diào)節(jié)酶的催化活性，對(duì)酶分子的共價(jià)修飾可改變酶的 催化活性，也可通過改變酶蛋白的合成來改變其催化活性。5. 酶易變性失活：酶是蛋白質(zhì)，在一些理化因子存在下會(huì)變性失活。七、酶促反應(yīng)的機(jī)制：1. 中間復(fù)合物學(xué)說與誘導(dǎo)契合學(xué)說：酶催化時(shí)，酶活性屮心首先與底物結(jié)合生成一 種酶-底物復(fù)合物（es）,此復(fù)合物再分解釋放岀酶，并生成產(chǎn)物，即為屮間復(fù)合物學(xué)說。 當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時(shí)，底物分子可以誘導(dǎo)酶活性屮心的構(gòu)象以生改變，使

26、z成為能與底物分 子密切契合的構(gòu)象，這就是誘導(dǎo)契合學(xué)說。2. 與酶的高效率催化有關(guān)的因素：趨近效應(yīng)與定向作用；張力作用；酸堿催 化作用；共價(jià)催化作用；酶活性中心的低介電區(qū)（表面效應(yīng)）。八、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各種因素。在探討各 種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測(cè)定其初始速度來代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化 量v時(shí)的反應(yīng)速度。1. 底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：（1）底物對(duì)酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象：由實(shí)驗(yàn)觀察到，在酶濃度不變時(shí)，不同的底物濃度 與反應(yīng)速度的關(guān)系為一矩形雙曲線，即當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，反應(yīng)速度的增加與底物濃度的 增加成正比（一級(jí)反應(yīng)）；此后，隨

27、底物濃度的增加，反應(yīng)速度的增加量逐漸減少（混合 級(jí)反應(yīng)）；最后，當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾拥揭欢繒r(shí)，反應(yīng)速度達(dá)到一最大值，不再隨底物濃度 的增加而增加（零級(jí)反應(yīng)）。(2) 米氏方程及米氏常數(shù)：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果michaelis & menten于1913年推導(dǎo) 出了上述矩形雙曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即米氏方程：其中，wiax為最大反應(yīng)速度，km為米氏常數(shù)。(3) km和vmax的意義: 當(dāng) v = yn 時(shí)，km二s。2kni等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。 km可以反映酶與底物親和力的大小，即km值越小，則酶與底物的親和力越大；反 之，則越小。 km可用于判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)：當(dāng)s<0. o

28、lkm時(shí)，v = (vmax/km) s,反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng), 即反應(yīng)速度與底物濃度成正比；當(dāng)s>lookm時(shí)，v=vmax,反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)，即反應(yīng)速度 與底物濃度無(wú)關(guān)；當(dāng)0.01kni<s<100km時(shí)，反應(yīng)處于零級(jí)反應(yīng)和一級(jí)反應(yīng)之間，為混合 級(jí)反應(yīng)。 km是酶的特征性常數(shù)：在一定條件下，某種酶的km值是恒定的，因而可以通過測(cè) 定不同酶(特別是一組同工酶)的km值，來判斷是否為不同的酶。 km可用來判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有兒種不同的底物存在時(shí)，km值最小者，為該 酶的最適底物。 km可用來確定酶活性測(cè)定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng)s=10km時(shí)，v =91%vmax,為最合適的測(cè)左酶活

29、性所需的底物濃度。 vmax可用于酶的齡換數(shù)的計(jì)算：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。(4) km和vmax的測(cè)定：主要采用linowoaver-burk雙倒數(shù)作圖法和hanes作圖法。2. 酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)川底物的濃度足夠人時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶 濃度成正比，即 v =ke o3. 溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響：一般來說，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快，但當(dāng)溫度 增加達(dá)到某一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降。酶促反應(yīng)速度隨溫度 升高而達(dá)到一最人值時(shí)的溫度就稱為酶的最適溫度。酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而

30、 它不是酶的特征性常數(shù)。低溫時(shí)由于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后， 酶活性又可恢復(fù)。4. ph對(duì)反應(yīng)速度的影響：觀察ph對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一鐘形曲線，即ph 過高或過低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。酶催化活性最高時(shí)溶液的ph值就稱為酶的最適 pho人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適ph在6. 5& 0之|'可。酶的最適ph不是酶的特征性常數(shù)。5. 抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響：凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑。按照抑 制劑的抑制作用，可將其分為不可逆抑制作用和可逆抑制作用兩大類。（1）不可逆抑制作用：抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性

31、的抑制，且不能釆用透析等簡(jiǎn)單方法 使酶活性恢復(fù)的抑制作用就是不可逆抑制作用。如果以ve作圖，可得到一組斜率相 同的平行線，隨抑制劑濃度的增加而平行向右移動(dòng)。酶的不可逆抑制作用包括專一性抑制 （如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制）和字專一性抑制（如路易斯氣對(duì)藐基酶的抑制）兩種。（2）可逆抑制作用：抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡(jiǎn)單方法 去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)的抑制作用就是可逆抑制作用。如果以ve作圖，可 得到一組隨抑制劑濃度增加而斜率降低的直線。可逆抑制作用包括競(jìng)爭(zhēng)性、反競(jìng)爭(zhēng)性和非 競(jìng)爭(zhēng)性抑制幾種類型。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的同一活性中心結(jié)合，從而

32、干擾了酶與底物 的結(jié)合，使酶的催化活性降低，這種作用就稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。其特點(diǎn)為：&競(jìng)爭(zhēng)性抑 制劑往往是酶的底物類似物或反應(yīng)產(chǎn)物；b.抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶的結(jié)合部位 相同；c.抑制劑濃度越大，則抑制作用越大；但增加底物濃度可使抑制程度減??；d.動(dòng)力 學(xué)參數(shù)：km值增大，vni值不變。典型的例子是丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶（底物為琥珀酸） 的競(jìng)爭(zhēng)性抑制和磺胺類藥物（對(duì)氨基苯磺酰胺）對(duì)二氫葉酸合成酶（底物為對(duì)氨基苯甲酸） 的競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑不能與游離酶結(jié)合，但可與es復(fù)合物結(jié)合并阻止產(chǎn)物生成, 使酶的催化活性降低，稱酶的反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。英特點(diǎn)為：&抑制劑與底物

33、可同時(shí)與酶的不 同部位結(jié)合；b.必須有底物存在，抑制劑才能對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用；c.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：km減小, vm降低。 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制:抑制劑既可以與游離酶結(jié)合，也可以與es復(fù)合物結(jié)合,使酶的催 化活性降低，稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。其特點(diǎn)為：乩底物和抑制劑分別獨(dú)立地與酶的不同部位 相結(jié)合；b.抑制劑對(duì)酶與底物的結(jié)合無(wú)影響，故底物濃度的改變對(duì)抑制程度無(wú)影響；c.動(dòng) 力學(xué)參數(shù):km值不變，vm值降低。6. 激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響：能夠促使酶促反應(yīng)速度加快的物質(zhì)稱為酶的激活劑。酶 的激活劑大多數(shù)是金屬離子，如k+、mg2+、mn2+等，唾液淀粉酶的激活劑為cl-。九、酶的調(diào)節(jié)：可以通過改變其催化活性而使整個(gè)代謝

34、反應(yīng)的速度或方向發(fā)生改變的酶就稱為限速 酶或關(guān)鍵酶。酶活性的調(diào)節(jié)可以通過改變其結(jié)構(gòu)而使其催化活性發(fā)生改變，也可以通過改變其含量 來改變其催化活性，還可以通過以不同形式的酶在不同組織中的分布差異來調(diào)節(jié)。1. 酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)：通過對(duì)現(xiàn)有酶分子結(jié)構(gòu)的影響來改變酶的催化活性。這是一種快 速調(diào)節(jié)方（1）變構(gòu)調(diào)節(jié)：又稱別構(gòu)調(diào)節(jié)。某些代謝物能與變構(gòu)酶分子上的變構(gòu)部位特異性結(jié)合, 使酶的分子構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的催化活性以及代謝反應(yīng)的速度，這種調(diào)節(jié)作用就稱 為變構(gòu)調(diào)節(jié)。具有變構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶就稱為變構(gòu)酶。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性 發(fā)生改變的代謝物就稱為變構(gòu)劑。當(dāng)變構(gòu)酶的一個(gè)亞基與其配體（底物或變構(gòu)劑）結(jié)

35、合后, 能夠通過改變相鄰亞基的構(gòu)象而使其對(duì)配體的親和力發(fā)生改變，這種效應(yīng)就稱為變構(gòu)酶的 協(xié)同效應(yīng)。變構(gòu)劑一般以反饋方式對(duì)代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，常見的為負(fù)反饋調(diào) 節(jié)。變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： 酶活性的改變通過酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)；酶的變構(gòu)僅涉 及非共價(jià)鍵的變化；調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；為一非耗能過程；無(wú)放大效應(yīng)。（2）共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：酶蛋白分子屮的某些基團(tuán)可以在其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾， 從而導(dǎo)致酶活性的改變，稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。共價(jià)修飾方式有：磷酸化-脫磷酸化等。共 價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級(jí)聯(lián)反應(yīng)。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)為： 酶以兩種不同修飾和不同活性的形式存在；有共價(jià)鍵

36、的變化；受其他調(diào)節(jié)因素（如 激素）的影響；一般為耗能過程；存在放大效應(yīng)。（3）酶原的激活：處于無(wú)活性狀態(tài)的酶的前身物質(zhì)就稱為酶原。酶原在一定條件下轉(zhuǎn) 化為有活性的酶的過程稱為酶原的激活。酶原的激活過程通常伴有酶蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的改 變。酶原分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致了酶原分子空間結(jié)構(gòu)的改變，使催化活性屮心得以形成, 故使其從無(wú)活性的酶原形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?。酶原激活的生理意義在于：保護(hù)自身組織 細(xì)胞不被酶水解消化。2. 酶含量的調(diào)節(jié)：是指通過改變細(xì)胞中酶蛋白合成或降解的速度來調(diào)節(jié)酶分子的絕 對(duì)含量，影響其催化活性，從而調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的速度。這是機(jī)體內(nèi)遲緩調(diào)節(jié)的重要方式。（1）酶蛋白合成的調(diào)節(jié)：酶蛋白的合

37、成速度通常通過一些誘導(dǎo)劑或阻遏劑來進(jìn)行調(diào)節(jié)。 凡能促使基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白合成增加的物質(zhì)就稱為誘導(dǎo)劑；反z,則稱為阻遏 劑。常見的誘導(dǎo)劑或阻遏劑包括代謝物、藥物和激素等。（2）酶蛋白降解的調(diào)節(jié)：如饑餓時(shí)，精氨酸酶降解減慢，故酶活性增高，有利于氨基 酸的分解供能。3. 同工酶的調(diào)節(jié)：在同一種屬中，催化活性相同而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)，理化性質(zhì)及 免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶稱為同工酶。同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應(yīng)不同組織或 不同細(xì)胞器在代謝上的不同需要。因此，同工酶在體內(nèi)的生理功能是不同的。乳酸脫氫酶同工酶(ldhs)為四聚體，在體內(nèi)共有五種分子形式，即ldh1 (h4) , ldh2 (h3m

38、1) , ldh3 (h2m2) , ldh4 (h1m3)和 ldh5 (m4)。心肌中以 ldh1 含量最多,ldh1 對(duì)乳酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵩龠M(jìn)一步氧化分解，以 供應(yīng)心肌的能量。在骨骼肌中含量最多的是ldh5, ldh5對(duì)丙酮酸的親和力較高，因此它 的主要作用是催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔源龠M(jìn)糖酵解的進(jìn)行。十、酶的命名與分類：1. 酶的命名：主要有習(xí)慣命名法與系統(tǒng)命名法兩種，但常用者為習(xí)慣命名法。2. 酶的分類：根據(jù)1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)(iec)的分類法，將酶分為六大類：氧 化還原酶類：催化氧化還原反應(yīng)；轉(zhuǎn)移酶類：催化一個(gè)基團(tuán)從某種化合物至另一種化合

39、物；水解酶類：催化化合物的水解反應(yīng)；裂合酶類：催化從雙鍵上去掉一個(gè)基團(tuán)或加 上一個(gè)基團(tuán)至雙鍵上；異構(gòu)酶類：催化分子內(nèi)基團(tuán)重排;合成酶類：催化兩分子化合 物的締合反應(yīng)。(丘轉(zhuǎn)水、裂異合)仮i) 1 :某生物化學(xué)家發(fā)現(xiàn)并純化了一種新的酶，純化過程及結(jié)果如下表:操作程序總蛋白(mg)活性(u)1. 粗提取2000040000002. 鹽析沉淀500030000003. ph 沉淀400010000004. 離子交換層析2008000005. 親和層析507500006. 排阻層析45675000根據(jù)表中結(jié)果：a) 計(jì)算每一步純化程序后酶的比活性。b) 指出哪一步對(duì)酶的純化最有效。c) 指出哪一步對(duì)酶

40、的純化最無(wú)效。d) 表屮結(jié)果能否說明該酶c被純化?若估計(jì)酶的純化程度還需要做些什么？e) 若該單純酶由682個(gè)氨基酸殘基組成，該酶的分子暈約為多少？考點(diǎn)：酶活力測(cè)定及酶的分離純化。解析：a)酶含量須用酶活力來表示，即在1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1微摩爾的底物所需的酶量 為一個(gè)單位，而每毫克酶蛋白所具有的酶活力，稱比活力，用單位/毫克蛋白表示。故每一步純化程序后酶的比活性為1. 4000000/20000=200 (u/mg)2. 3000000/5000 = 600 (u/mg)3. 1000000/4000 = 250 (u/mg)4. 800000/200=4000 (u/mg)5. 750000/50

41、= 15000(u/mg)6. 675000/45= 15000 (u/mg)b) 對(duì)同一種酶來說，比活力愈高，表明酶愈純，從第4步到第5步酶的比活力明顯 提高，故親和層析一步對(duì)酶的純化最有效。c) 從第5步到第6步，酶的比活力無(wú)變化，所以第6步對(duì)酶的純化最無(wú)效。d) 因?yàn)榈?步和第6步的比活力一樣，也就是說經(jīng)過排阻層析后酶的純度無(wú)變化， 所以該酶基本上已被純化。e) 般每個(gè)氨基酸殘基含一個(gè)氮原子，原子量為14,而每種蛋白質(zhì)分子的含氮量都約 為16%故,設(shè)蛋白質(zhì)分子量為x,則14x682/x = 16%, x=59675o例2：從組織提取酶時(shí)，最理想的結(jié)果是()a. 蛋白質(zhì)的產(chǎn)量最多，酶單位數(shù)

42、最大b. 酶單位數(shù)最大，比活力最高c. 需要補(bǔ)充的輔酶量最大d. km值最低e. 比活力最高答案：b考點(diǎn)：酶的活力測(cè)定及其活力的含義。解析：提取酶時(shí)，酶含量常用酶活力表示：即在1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化lumol底物所需的酶量 為一個(gè)單位，而每毫克酶蛋白所具有的酶活力，稱比活力。對(duì)同一種酶來說，比活力越高, 表明酶愈純，提取酶時(shí)，最理想的結(jié)果是酶量多，純度高，所以也就是酶活力單位最大， 比活力最高。3.在得到蛋白質(zhì)耦提液后欲分離到你想要的靶酸你將采用什么樣的分離稈序：b.你將如何檢 測(cè)所獲得的靶馬己被純化？(武漢人學(xué)2003年試題)解答a.根據(jù)龍的理化待件或牛物學(xué)特件設(shè)計(jì)分離純化方案并建"醍活件楡

43、測(cè)方法如鹽析、離子交換、分 子帥層析和親和層析等"捋一步都遜彳丁聊沽力分折和飯?jiān)粷飧?測(cè)定以確定分離飩化效果.b.測(cè)定純化后酶的比活力，并結(jié)合聚丙烯酰胺凝膠電泳分析確定祀酶是否己被純化.例2丿骨骼肌粗的無(wú)細(xì)胞提取液每亳升含有32 mg蛋白茨.在址適的條件下.10 pl提取液的催 化反應(yīng)速度為0.14 “21/min。取50 ml提取液用硫酸餃沉淀法分離°將飽和哎為20%至40%的沉 淀物冉帑于10 ml水中這個(gè)溶液的蛍白質(zhì)濃度為50 mg/ml.從中取出10 pl測(cè)定其反應(yīng)速度為 0.65pmol/mino計(jì)算，（1）提純過程中傷的回收4'；（2）櫛的純化涪數(shù).解答

44、粗的無(wú)細(xì)胞提取液含：0. 14 punol/min0. 01 ml14 卩mol anl minm甲位/ml總活力:14總位anlx50ml-700觸位總蛋 口： 32 mg /mix 50 ml" 1 600 mg比活力：14單位/32 mgl白=0.437 5單位/mg蛍白 純化后的魁液含：0. 6比:叫niu . 65單位m0. 01 ml總活力* 65單位x10ml = 6s0單位總蛋白：50 nig/mix 10 ml 500 mg比活力：650單位石ootng蛋白13單（i/mg 白 cd操純過檸購(gòu)的mi收半.純化后的總活力初捉液的總話力 乃= 650/700x100%=

45、 92. 86%<2）純化倍數(shù):純化后的比活 刃捏液的北活=1. 3/0.437 5 = 2.97 倍底物無(wú)押制劑反應(yīng)速度加抑制和反應(yīng)速度310. 44. 1511. 56. 41022. 511. 33033. 822. 69040. 533.8（q 分別求抑制劑心 存和缺失in的 j 和 氐.<b）判斷決抑制的炎卑。<c）假如s 10 inol/l.求抑制劑存在和缺失時(shí)的酶的活性部位被底物飽和的百分敢°（中國(guó)科學(xué)院&中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)2004年試題（a）抑制劑缺失吋 心 =9. 7 mol /l= 44.4恂制剖存在旳 心=29.3 mol/i.=44.

46、4（b）庶競(jìng)爭(zhēng)性抑制和（因 k.變大）。（c）尢抑制利召在底物飽和白分?jǐn)?shù)為51 %,有抑制利右在時(shí)為25. i % .底物飽和百分?jǐn)?shù)二v/vf s / （«+ s）第四章生物氧化一、生物氧化的概念和特點(diǎn)：物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解并釋放出能量的過程稱為生物氧化。與體外燃燒一樣，生物 氧化也是一個(gè)消耗02,生成c02和h20,并釋放出大量能量的過程。但與體外燃燒不同的是, 生物氧化過程是在37v,近于中性的含水環(huán)境中，由酶催化進(jìn)行的；反應(yīng)逐步釋放出能量, 相當(dāng)一部分能量以高能磷酸酯鍵的形式儲(chǔ)存起來。二、線粒體氧化呼吸鏈：在線粒體屮，由若干遞氫體或遞電子體按一定順序排列組成的，與細(xì)胞呼吸過程

47、有關(guān) 的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)體系稱為呼吸鏈。這些遞氫體或遞電子體往往以復(fù)合體的形式存在于線粒體內(nèi) 膜上。主要的復(fù)合體有：1. 復(fù)合體i （nadh-泛醍還原酶）:由一-分子nadh還原酶（fmn）,兩分子鐵硫蛋 白（fe-s）和一分子coq組成,其作用是將（nadh+h+）傳遞給coq。鐵硫蛋白分子中含有非血紅素鐵和對(duì)酸不穩(wěn)定的硫。其分子中的鐵離子與硫原子構(gòu)成 一種特殊的正四面體結(jié)構(gòu)，稱為鐵硫中心或鐵硫簇，鐵硫蛋白是單電子傳遞體。泛be （coq） 是存在于線粒體內(nèi)膜上的一種脂溶性醍類化合物。分子中含對(duì)苯醍結(jié)構(gòu)，可接受二個(gè)氫原 子而轉(zhuǎn)變成對(duì)苯二酚結(jié)構(gòu)，是種雙遞氫體。2. 復(fù)合體ii （琥珀酸-泛醍還原酶）

48、：由一分子琥珀酸脫氫酶（fad）,兩分子鐵硫 蛋白和兩分子cytb560組成，其作用是將fadh2傳遞給coq。細(xì)胞色素類：這是一類以鐵嚇卩林為輔基的蛋白質(zhì)，為單電子傳遞體。細(xì)胞色素可存在于 線粒體內(nèi)膜，也可存在于微粒體。存在于線粒體內(nèi)膜的細(xì)胞色素有cytaa3, cytb （b560, b562, b566） , cytc, cytcl；而存在于微粒體的細(xì)胞色素有cytp450和cytb5。3. 復(fù)合體111（泛醍-細(xì)胞色素c還原酶）：由兩分子cytb（分別為cytb562和cytb566）, 一分子cytcl和一分子鐵硫蛋白組成，其作用是將電子由泛醍傳遞給cytc04. 復(fù)合體iv （細(xì)胞

49、色素c氧化酶）:由一分子cyta和一分子cyta3組成，含兩個(gè) 銅離子，可直接將電子傳遞給氧，故cytaa3又稱為細(xì)胞色素c氧化酶，英作用是將電子 由cytc傳遞給氧。三、呼吸鏈成分的排列順序：由上述遞氫體或遞電子體組成了 nadh氧化呼吸鏈和琥珀酸氧化呼吸鏈兩條呼吸鏈。1. nadh氧化呼吸鏈：其遞氫體或遞電子體的排列順序?yàn)椋簄ad+ - fmn （fe-s）:- coq-b（fe-s）f cl - c -aa3 -1/202。丙酮酸、a -酮戊二酸、異檸檬酸、蘋果酸、 b -獨(dú)丁酸、p -輕脂酰coa和谷氨酸脫氫后經(jīng)此呼吸鏈遞氫。2. 琥珀酸氧化呼吸鏈：其遞氫體或遞電子體的排列順序?yàn)椋篺a

50、d （fe-s）->coq-> b （fe-s） -* cl f c -aaa 1/20?。琥珀酸、3-磷酸甘油（線粒體）和脂酰coa脫氫后 經(jīng)此呼吸鏈遞氫。e cytaa3 b例題：下列哪一項(xiàng)不是呼吸鏈的組成部分：a. nadh b. nadphc. fadh2 d. fmnh2四、生物體內(nèi)能量生成的方式：1. 氧化磷酸化：在線粒體中，底物分子脫下的氫原子經(jīng)遞氫體系傳遞給氧，在此過 程中釋放能量使adp磷酸化生成atp,這種能量的生成方式就稱為氧化磷酸化。2. 底物水平磷酸化：直接將底物分子屮的高能鍵轉(zhuǎn)變?yōu)閍tp分子屮的末端高能磷酸 鍵的過程稱為底物水平磷酸化。五、氧化磷酸化的偶

51、聯(lián)部位:每消耗一摩爾氧原子所消耗的無(wú)機(jī)磷的摩爾數(shù)稱為p/0比值。當(dāng)?shù)孜锩摎湟詎ad*為受 氫體時(shí)，p/0比值約為3；而當(dāng)?shù)孜锩摎湟詅ad為受氫體時(shí)，p/0比值約為2。故nadh氧 化呼吸鏈有三個(gè)生成atp的偶聯(lián)部位，而琥珀酸氧化呼吸鏈只有兩個(gè)牛.成atp的偶聯(lián)部位。六、氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制：目前公認(rèn)的機(jī)制是1961年由mitchell提出的化學(xué)滲透學(xué)說。這一學(xué)說認(rèn)為氧化呼吸 鏈存在于線粒體內(nèi)膜上，當(dāng)氧化反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，h通過氫泵作用（氧化還原祥）被排斥到線 粒體內(nèi)膜外側(cè)（膜間腔），從而形成跨膜ph梯度和跨膜電位差。這種形式的能量，可以 被存在于線粒體內(nèi)膜上的atp合酶利用，生成高能磷酸呈團(tuán)，并與a

52、dp結(jié)合而合成atp。在電鏡下，atp合酶分為三個(gè)部分，即頭部，柄部和基底部。但如用生化技術(shù)進(jìn)行分 離，則只能得到f。（基底部+部分柄部）和冉（頭部+部分柄部）兩部分。atp合酶的中心 存在質(zhì)子通道，當(dāng)質(zhì)子通過這一通道進(jìn)入線粒體基質(zhì)時(shí)，其能量被頭部的atp合酶催化活 性中心利用以合成atp。七、氧化磷酸化的影響因素：1. atp/adp比值：atp/adp比值是調(diào)節(jié)氧化磷酸化速度的重要因素。atp/adp比值下 降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，當(dāng)atp/adp比值升高時(shí)，則氧化磷酸化速度減慢。2. 甲狀腺激素：甲狀腺激素可以激活細(xì)胞膜上的na+, k+-atp酶，使atp水解增加， 因而使a

53、tp/adp比值下降，氧化磷酸化速度加快。3. 藥物和毒物：（1）呼吸鏈的抑制劑：能夠抑制呼吸鏈遞氫或遞電子過程的藥物或毒物稱為呼吸鏈的 抑制劑。能夠抑制第一位點(diǎn)的有異戊巴比妥、粉蝶每素a、魚藤酮等；能夠抑制第二位點(diǎn)的有抗霉素a和二硫基丙醇；能夠抑制第三位點(diǎn)的有co、比s和cn-、n3-o其中，cn-和 n廠主要抑制氧化型cytaa3-fe3+,而co和h2s主要抑制還原型cytaa3-fe2+o（2）解偶聯(lián)劑：不抑制呼吸鏈的遞氫或遞電子過程，但能使氧化產(chǎn)生的能量不能用 于adp的磷酸化的試劑稱為解偶聯(lián)劑。其機(jī)理是增大了線粒體內(nèi)膜對(duì)h+的通透性，使h+ 的跨膜梯度消除，從而使氧化過程釋放的能量

54、不能用于atp的合成反應(yīng)。主要的解偶聯(lián)劑 有2, 4-二硝基酚。（3）氧化磷酸化的抑制劑：對(duì)電子傳遞和adp磷酸化均有抑制作用的藥物和毒物稱 為氧化磷酸化的抑制劑，如寡霉素。八、高能磷酸鍵的類型：生物化學(xué)中常將水解時(shí)釋放的能量20kj/mol的磷酸鍵稱為髙能磷酸鍵，主要有以下 兒種類型：1. 磷酸肝鍵：包括各種多磷酸核昔類化合物,如adp, atp等。2. 混合酊鍵：由磷酸與竣酸脫水后形成的酹鍵，主要有1,3-二磷酸甘油酸等化合物。3. 烯醇磷酸鍵：見于磷酸烯醇式丙酮酸中。4磷酸弧鍵：見于磷酸肌酸中，是肌肉和腦組織中能量的貯存形式。磷酸肌酸中的 高能磷酸鍵不能被直接利用，而必須先將其高能磷酸鍵

55、轉(zhuǎn)移給atp,才能供生理活動(dòng)之需。 這一反應(yīng)過程由肌酸磷酸激酶（cpk）催化完成。九、線粒體外nadh的穿梭：胞液屮的3-磷酸甘油醛或乳酸脫氫，均可產(chǎn)生nadho這些nadh可經(jīng)穿梭系統(tǒng)而進(jìn)入 線粒體氧化磷酸化，產(chǎn)生出0和atpo1. 磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：這一系統(tǒng)以3-磷酸甘油和磷酸二輕丙酮為載體，在兩種不同 的a-磷酸甘油脫氫酶的催化下，將胞液屮nadh的氫原子帶入線粒體屮，交給fad,再沿 琥珀酸氧化呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。因此，如nadh通過此穿梭系統(tǒng)帶-對(duì)氫原子進(jìn)入線 粒體，則冬得到2分子atp。2. 蘋果酸穿梭系統(tǒng)：此系統(tǒng)以蘋果酸和天冬氨酸為載體，在蘋果酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn) 氨酶的催化下。將

56、胞液中nadii的氫原子帶入線粒體交給nal,再沿nadh氧化呼吸鏈進(jìn)行 氧化磷酸化。因此，經(jīng)此穿梭系統(tǒng)帶入一對(duì)氫原子可生成3分子atp。第五章糖代謝一、糖類的生理功用：氧化供能：糖類是人體最主要的供能物質(zhì)，占全部供能物質(zhì)供能量的70%；與供 能有關(guān)的糖類主要是葡萄糖和糖原，前者為運(yùn)輸和供能形式，后者為貯存形式。作為 結(jié)構(gòu)成分：糖類可與脂類形成糖脂，或與蛋白質(zhì)形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可參與構(gòu)成 生物膜、神經(jīng)組織等。作為核酸類化合物的成分：核糖和脫氧核糖參與構(gòu)成核營(yíng)酸,dna, rna等。轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)：糖類可經(jīng)代謝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被岬然衔?。二、糖的無(wú)氧酵解：糖的無(wú)氧酵解（emp）是指葡萄

57、糖在無(wú)氧條件下分解生成乳酸并釋放出能量的過程。 其全部反應(yīng)過程在胞液中進(jìn)行，代謝的終產(chǎn)物為乳酸，一分子葡萄糖經(jīng)無(wú)氧酵解可凈生成 兩分子atpo糖的無(wú)氧酵解代謝過程可分為四個(gè)階段：1. 活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖經(jīng)磷酸化和異構(gòu)反應(yīng)生成1,6-雙磷酸果糖（fbp）, 即葡萄糖一6磷酸葡萄糖一6磷酸果糖一1,6雙磷酸果糖（f-l,6-bp）o這一階段需消耗兩分 子atp,己糖激酶（肝屮為葡萄糖激酶）和6磷酸果糖激酶1是關(guān)鍵酶。2. 裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子f-1,6-bp裂解為兩分子3磷酸甘油醛，包括兩 步反應(yīng)：f-1,6-bp-磷酸二甕丙酮+3磷酸甘油醛和磷酸二疑丙酮一3磷酸甘油醛。3. 放能（丙酮酸的生成）：3磷酸甘油醛經(jīng)脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應(yīng)生成丙 酮酸，包括五步反應(yīng)：3磷酸甘油醛一1,3二磷酸甘油酸一3磷酸甘油酸一2磷酸甘油酸一 磷酸烯醇式丙酮酸一丙酮酸。此