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文檔簡介
1、第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及功能第一節(jié) 氨基酸與多肽一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類(一)氨基酸的一般結(jié)構(gòu)式 氨基酸是組成人體蛋白質(zhì)的基本單位,共有20種,除甘氨酸外均屬L-a-氨基酸。氨基酸的一般結(jié)構(gòu)式為NH2CH(R)COOH。連在COOH基團上的C稱為a碳原子,不同氨基酸其側(cè)鏈(R)各異。(二)氨基酸分類 體內(nèi)20種氨基酸按理化性質(zhì)分為4組:非極性、疏水性氨基酸;極性、中性氨基酸;酸性氨基酸;堿性氨基酸分 類氨基酸名稱非極性、疏水性氨基酸甘氨酸(Gly)、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸(Phe)、脯氨酸極性、中性氨基酸色氨酸(Trp)、絲氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr),半胱氨酸、蛋氨酸、天
2、冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸(Thr)酸性氨基酸天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)堿性氨基酸賴氨酸(lys)、精氨酸(Arg)、組氨酸(His)生糖兼生酮氨基酸蘇氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、異亮氨酸、酪氨酸(Tyr) 記憶:(俗色本已漏)含硫氨基酸半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸 二、肽鍵與肽鏈氨基酸分子之間通過去水縮合形成肽鏈,NH2CH(R)CONHCH(R)COOH在相鄰兩個氨基酸之間新生的酰胺鍵稱為肽鍵,肽鍵具有一定程度雙鍵性質(zhì)。若許多氨基酸依次通過肽鍵相互連接,形成長鏈,稱為多肽鏈。三、氨基酸的兩性解離PH<PI 陽離子; PH=PI 兼性離子; PH>P
3、I 陰離子。四、紫外吸收色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)最大吸收峰值在280nm。第二節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸的排列順序稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu),肽鍵是維系一級結(jié)構(gòu)的化學鍵。蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)是其特異空間結(jié)構(gòu)及生物學活性的基礎。二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指局部或某一段肽鏈主鏈的空間結(jié)構(gòu),即肽鏈某一區(qū)段中氨基酸殘基相對空間位置,它不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象及與其它肽段的關(guān)系。-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角是二級結(jié)構(gòu)的主要形式之一,其結(jié)構(gòu)特征如下:多肽鏈主鏈圍繞中心軸旋轉(zhuǎn),每隔3.6個氨基酸殘基上升一個螺距;每個氨基酸殘基與第四個氨基酸殘基形成氫鍵。氫鍵維持了-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;
4、-螺旋為右手螺旋,氨基酸側(cè)鏈基團伸向螺旋外側(cè)。三、蛋白質(zhì)三級和結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置,即整條肽鏈的三維空間結(jié)構(gòu)。三級結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定主要靠疏水鍵、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵等。許多(并非所有)有生物活性的蛋白質(zhì)由兩條或多條具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈構(gòu)成,每條肽鏈被稱為一個亞基,通過非共價鍵維系亞基與亞基之間的空間位置關(guān)系,這就是蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。各亞基之間的結(jié)合力主要是疏水鍵,氫鍵和離子鍵也參與維持四級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)定義氨基酸的排列順序蛋白質(zhì)主鏈的局部結(jié)構(gòu)整條肽鏈中全部氨基酸殘基的排列各亞基之間的空間位置表現(xiàn)形式肽鏈-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)域、
5、分子伴侶亞基維系鍵肽鍵氫鍵疏水作用、氫鍵、范德華力、離子鍵氫鍵、離子鍵第三節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎,也是功能的基礎。一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì),其空間結(jié)構(gòu)及功能也相近。若一級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變影響其功能,稱為分子病。二、蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能由密切的關(guān)系,若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯誤,盡管其一級結(jié)構(gòu)不變,但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變,仍可影響其功能,嚴重時導致疾病稱為蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病。第四節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的變性在某些理化因素的作用下,蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)(但不包括一級結(jié)構(gòu))遭到破壞,導致蛋白質(zhì)若干理化性質(zhì)和生物學活性的改變,稱為蛋
6、白質(zhì)的變性作用。蛋白質(zhì)變性后,其溶解度降低、粘度增加、結(jié)晶能力消失、生物活性喪失,易被蛋白酶水解。引起蛋白質(zhì)變性的常見理化因素有:加熱、高壓、紫外線、X射線、有機溶劑、強酸、強堿等。球狀蛋白質(zhì)變性后其溶解度降低,容易發(fā)生沉淀。第二章 核酸的結(jié)構(gòu)和功能第一節(jié) 核酸的基本組成單位核苷酸一、核苷酸分子組成核酸也稱為多核苷酸,是由數(shù)十個以至數(shù)千萬計的核苷酸構(gòu)成的生物大分子,也即核酸的基本組成單位是核苷酸。核苷酸分子由堿基、核糖或脫氧核糖和磷酸三種分子連接而成。堿基與糖通過糖苷鍵連成核苷,核苷與磷酸以酯鍵結(jié)合成核苷酸。核酸中含量相對恒定的元素是氮。參與核苷酸組成的主要堿基有5種。屬于嘌呤類化合物的堿基有
7、腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G),屬于嘧啶類化合物的堿基有胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)。二、核酸(DNA和RNA) 幾個或十幾個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接而成的分子稱寡核苷酸,由更多的核苷酸連接而成的聚合物就是多聚核苷酸。多聚核苷酸鏈是有方向的(5 3)。 DNA分子中出現(xiàn)的堿基有A、T、C和G,糖為脫氧核糖。RNA分子中所含的堿基是A、U、C和G,糖為核糖。DNA分子由2條脫氧核糖核苷酸鏈組成,RNA分子由1條核糖核苷酸鏈組成。DNARNA名稱脫氧核糖核酸核糖核酸堿基A、T、C、GA、U、C、G戊糖脫氧核糖核糖核苷酸/脫氧核苷酸dAMP、dGMP、dCMP、dTMPAMP、GMP、CM
8、P、UMP第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)與功能一、DNA堿基組成規(guī)律DNA堿基組成有一定的規(guī)律,即DNA分子中A的摩爾數(shù)與T相等,C與G相等。二、DNA的一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 核苷酸的排列順序。三、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)要點 雙螺旋是DNA二級結(jié)構(gòu)形式,它的結(jié)構(gòu)要點如下: (一)DNA分子由兩條以脫氧核糖-磷酸作骨架的雙鏈組成,以右手螺旋的方式圍繞同一公共軸有規(guī)律地盤旋。螺旋直徑2.37nm,螺距3.54nm,并形成交替出現(xiàn)的大溝和小溝。 (二)兩股單鏈的戊糖-磷酸骨架位于螺旋外側(cè),戊糖相連的堿基平面垂直于螺旋軸而伸入螺旋之內(nèi)。每個堿基與對應鏈上的堿基共處同一平面,并以氫鍵維持配對關(guān)系,A與T配對,C與G配對。螺
9、旋旋轉(zhuǎn)一周為10.5對堿基。 (三)兩堿基之間的氫鍵是維持雙螺旋橫向穩(wěn)定的主要化學鍵??v向則以堿基平面之間的堿基堆積力維持穩(wěn)定。(四)雙螺旋兩股單鏈走向相反,從5向3。 四、DNA的三級結(jié)構(gòu)原核生物沒有細胞核,其DNA分子在,使體積壓縮。超螺旋結(jié)構(gòu)就是DNA的三級結(jié)構(gòu)。五、DNA的功能 DNA是遺傳的物質(zhì)基礎,表現(xiàn)生物性狀的遺傳信息貯存在DNA分子的核苷酸序列中。當細胞分裂時,生物遺傳信息通過復制從親代(細胞)傳遞給子代(細胞),使物種得以延續(xù)。因此,DNA與細胞增生、生物體傳代有關(guān)。DNA還可通過轉(zhuǎn)錄指導RNA(包括mRNA)合成,將遺傳信息傳遞給mRNA;繼而以mRNA為模板合成特異的蛋白
10、質(zhì)分子。蛋白質(zhì)賦予生物體或細胞特異的生物表型和代謝表型,使生物性狀遺傳。1、DNA的分子結(jié)構(gòu)及功能DNA的一級結(jié)構(gòu)DNA的二級結(jié)構(gòu)DNA的三級結(jié)構(gòu)定義核苷酸的排列順序即堿基排列順序雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋基礎上進一步扭轉(zhuǎn)盤曲,形成超螺旋功能DNA是遺傳的物質(zhì)基礎2、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的-螺旋結(jié)構(gòu)的區(qū)別DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的-螺旋結(jié)構(gòu)類型屬于DNA的二級結(jié)構(gòu)屬于蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)螺距3.54nm,每周10.5對堿基0.54nm,每周3.6個氨基酸第三節(jié) DNA變性及其應用一、DNA變性和復性的概念1、變性因素 加熱、酸堿等因素。2、結(jié)構(gòu)變化 變性時堿基對之間的氫鍵斷開。3、增色效應 變性后的D
11、NA在260nm的紫外光吸收增強,稱為增色效應。4、溶液粘度降低5、融解溫度Tm 在DNA熱變性過程中,使紫外吸收達到最大增值50時的溫度稱為解鏈溫度。6、DNA復性 變性的DNA在適當條件下,兩條互補鏈可以重新配對,恢復天然的雙螺旋結(jié)構(gòu)。二、核酸雜交復性是指核酸雙鏈分子中分開的兩股單鏈重新結(jié)合。如果將不同的DNA鏈放在同一溶液中作變性處理,或?qū)捂淒NA與RNA放在一起,只要某些區(qū)域(或鏈的大部分)有形成堿基配對的可能,它們之間就可形成局部雙鏈,這一過程稱為核酸雜交,生成的雙鏈稱為雜化雙鏈。DNA變性和蛋白質(zhì)變性的比較DNA變性蛋白質(zhì)變性定義DNA雙鏈堿基對之間的氫鍵斷開蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象破壞
12、,生物活性喪失主要破壞破壞維系雙鏈堿基配對的氫鍵不破壞一級結(jié)構(gòu)中核苷酸的序列破壞二硫鍵和非共價鍵不破壞一級結(jié)構(gòu)中氨基酸的序列變性結(jié)果雙鏈解開,增色效應,溶液粘度降低溶解度降低、粘度增加、生物活性喪失、易被蛋白酶水解復性在一定條件下可以復性在一定條件下可以復性第四節(jié) RNA的結(jié)構(gòu)與功能 RNA通常以數(shù)十個至數(shù)千個核苷酸組成的單鏈形式存在。RNA主要分為信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)和核糖(核蛋白)體RNA(rRNA) 三類。一、mRNAmRNA為線狀單鏈結(jié)構(gòu)。由hnRNA經(jīng)過剪切加工形成。大多數(shù)真核mRNA在5-端含倒裝的7-甲基三磷酸鳥苷(m7Gppp),稱為帽子結(jié)構(gòu)。mRNA
13、的3-末端有一段長短不一的多聚腺苷酸序列,由數(shù)十個至上百個腺苷酸連接而成。3-末端的多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)可增加轉(zhuǎn)錄活性,增加mRNA穩(wěn)定性。5加“帽”、3加“尾”屬轉(zhuǎn)錄后加工過程。 貯存在DNA核苷酸順序中的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄,轉(zhuǎn)送至mRNA的核苷酸順序,后者決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序,也即mRNA可作為蛋白質(zhì)合成的模板。分子中的每3個核苷酸為組,決定肽鏈上一個氨基酸,稱為遺傳密碼。遺傳密碼的特點為:三個相連核苷酸組成一個密碼子,編碼一個氨基酸,共有64個密碼子;密碼子之間無核苷酸間隔;一種氨基酸可有多種密碼子;所有生物使用同一套密碼子。二、tRNA tRNA由70至90個核苷酸構(gòu)成。tRNA分子
14、含有稀有堿基,包括雙氫尿嘧啶、假尿嘧啶和甲基化的嘌呤。在tRNA單鏈上有一些能配對的區(qū)域,形成局部雙鏈,這些局部的堿基配對雙鏈就像一支葉柄,中間不能配對的堿基鼓出成環(huán)狀。所有tRNA均呈三葉草形狀,這就是tRNA的二級結(jié)構(gòu)。tRNA的三級結(jié)構(gòu)為倒L型。tRNA二級結(jié)構(gòu)有三個環(huán),其中反密碼環(huán)上有反密碼子,反密碼子辨認mRNA上相應的三聯(lián)體密碼,而且把正確的氨基酸連接到tRNA 3,末端的CCA-OH結(jié)構(gòu)上。由此可見tRNA在蛋白質(zhì)生物合成中起運輸氨基酸的作用。三、rRNArRNA是細胞內(nèi)含量最多的RNA,約占RNA總量的80以上。真核生物的核糖體原核生物的核糖體小亞基大小為30S18S rRNA
15、+33種蛋白質(zhì)大小為40S16S rRNA+21種蛋白質(zhì)大亞基大小為60 S28S、5.8S、5S rRNA+49種蛋白質(zhì)大小為50S23S、5S rRNA+31種蛋白質(zhì)不同RNA的比較mRNAtRNArRNA主要功能蛋白質(zhì)合成的模板將氨基酸提交給mRNA核蛋白體的組成比例占總RNA的5%10%多于80%結(jié)構(gòu)特點5 帽子結(jié)構(gòu),3 多聚腺苷酸,帶有遺傳信息密碼含有稀有堿基包括雙氫尿嘧啶、假尿嘧啶和甲基化的嘌呤;3,末端有CCA-OH結(jié)構(gòu)組成核蛋白體大小亞基第三章 酶第一節(jié) 酶的催化作用一、酶的分子結(jié)構(gòu)與催化作用酶 是指由活細胞合成,在細胞內(nèi)或細胞外對其特異性底物起高效催化作用的蛋白質(zhì)。核酶 具有
16、高效、催化作用的核糖核酸,主要參與RNA的剪接。單體酶 由一條多肽鏈構(gòu)成的酶。多酶體系 由多種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復合物。同功酶 指幾種分子結(jié)構(gòu)、理化和免疫學性質(zhì)均不同,但可催化同一化學反應的一組酶。常用于臨床的兩種同功酶:乳酸脫氫酶LDH有五種同功酶,LDH1在心肌含量最高,LDH3在胰腺含量最高,LDH5在肝臟含量最高;肌酸激酶CK有3種同功酶,CK1在腦組織含量最高,CK2在心肌、CK3在骨骼肌含量最高。二、由于酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),它具有一些獨特的催化性質(zhì):酶能顯著地降低反應活化能,具有高度的催化能力;每種酶都選擇性地催化一種或一組類似發(fā)生特定的化學反應,具有高度的催化專性;
17、酶是蛋白質(zhì),其空間結(jié)構(gòu)可受到各種理化因素的影響以致改變酶的催化活性,所以酶具有高度的不穩(wěn)定性;酶的催化作用是受調(diào)控的。三、酶-底物復合物 ()中間產(chǎn)物學說 酶在催化時,首先與其底物結(jié)合,生成酶-底物復合物,經(jīng)催化作用后再分解為酶和產(chǎn)物,這種酶催化作用過程稱為中間產(chǎn)物學說。由于酶-底物復合物的形成,化學反應成千成萬倍地被加速,酶與底物一般是通過非共價鍵結(jié)合,使酶和底物分子中參與結(jié)合和催化作用的基團有一定的空間立體對應及恰當?shù)木嚯x,以達到快速的結(jié)合和解離平衡。 (二)酶的活性中心 酶分子中能與底物結(jié)合并發(fā)生催化作用的局部空間結(jié)構(gòu)稱為酶的活性中心?;钚灾行闹杏性S多與催化作用直接相關(guān)的基閉,稱為必需基
18、團。有些必需基團涉及酶與底物的結(jié)合,又稱為結(jié)合基團,有些具有催化功能,稱為催化基團。在酶活性中心外,也存在一些與活性相關(guān)的必需基團。第二節(jié) 輔酶與酶輔助因子 除了單純由氨基酸殘基形成的單純蛋白質(zhì)作為酶以外,更多的酶需要輔助因子參與作用,通常被稱為結(jié)合酶,其中酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白。根據(jù)輔助因子與酶蛋白結(jié)合成全酶的牢固程度,又分為輔酶和輔基兩類。輔酶為結(jié)構(gòu)復雜的小分子有機物,通過非共價鍵與酶蛋白疏松結(jié)合,可用透析、超濾等方法而分離;輔基則常以共價鍵與酶蛋白牢固結(jié)合,不易與酶蛋白分離。除了上述輔酶外,酶輔助因子主要是各種金屬離子,如Zn2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Na
19、2+和K+等。酶的分子組成其中酶蛋白決定反應的特異性,輔助因子決定反應的種類和性質(zhì)。一、維生素與輔酶的關(guān)系維生素可分為水溶性及脂溶性兩大類。水溶性維生素中有多種B族維生素,在體內(nèi)參與輔酶的組成輔 酶B族維生素硫胺素焦磷酸(TPP)維生素B1,(硫胺素)黃素腺嘌吟單核苷酸(FMN)維生素B2(核黃素)黃素腺嘌吟二核苷酸(FAD)維生素B2:(核黃素)磷酸吡哆醛(PLP)維生素B6輔酶A(CoA)泛酸四氫葉酸(FH4)葉酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)煙酰胺(維生素PP)二、輔酶作用輔酶及輔助因子,在酶促反應中起著傳遞電子、原子或某些化學基團的作用。各種輔酶的結(jié)構(gòu)中都具有某種能進行可逆變化的基團
20、,起到轉(zhuǎn)移各種化學基團的作用。在氧化還原酶中依賴輔酶分子中的煙酰胺或核黃素發(fā)揮其轉(zhuǎn)氫作用。在轉(zhuǎn)氨基酶分子中,吡哆醛起到轉(zhuǎn)移氨基的作用。三、金屬離子作用金屬離子與酶蛋白的結(jié)合可以是非常緊密的,是酶的重要組成成分,能與酶及底物形成各種形式的三元絡合物,不僅保證了酶與底物的正確定向結(jié)合,而且金屬離子還可作為催化基團,參與各種方式的催化作用。第三節(jié) 酶反應動力學酶反應動力學主要研究酶催化反應的過程與速率,以及各種影響酶催化速率的因素。一、Km和Vmax的概念在酶促反應中,底物濃度與反應速度為矩形雙曲線的關(guān)系。底物濃度很低時,反應速度隨底物濃度增加而上升,成直線比例,而當?shù)孜餄舛壤^續(xù)增加時,反應速度上升
21、的趨勢逐漸緩和,旦底物濃度達到相當高時,反應速度不再上升,達到極限最大值,稱最大反應速度(Vmax)。根據(jù)中間產(chǎn)物學說,推導出了一個方程式:V=VmaxS/Km+S。,從數(shù)學上顯示底物濃度和反應速度的關(guān)系,其中的Km值為一常數(shù),表示酶蛋白分子與底物的親和力。Km值是酶的特征性常數(shù)之一,在一定程度上代表酶的催化效率。一種酶能催化幾種底物時就有不同的Km值,其中Km值最小的底物一般認為是該酶的天然底物或最適底物。Km的特點(1) Km值是酶的特征性常數(shù)之一,只與酶的底物、溫度、pH而與酶濃度無關(guān);(2) 一種酶有幾種底物時,每種底物都有其Km,所以Km與底物有關(guān);(3) 同一底物,不同的酶,有不同
22、的Km值;(4) Km值為一常數(shù),表示酶蛋白分子與底物的親和力,Km值越小,表示親和力越大;(5) Km值在數(shù)值上等于酶促反應速度達到最大反應速度12時的底物濃度。二、最適pH和最適溫度在其他條件恒定的情況下,能使酶促反應速度達最大值時的pH,稱為酶的最適pH。大部分體內(nèi)酶的最適pH在7.4左右。例外的是胃蛋白酶的最適pH是1.52.5,這就是胃酸缺乏會出現(xiàn)消化不良癥狀的原因之一。能使酶促反應速度達最大值時的溫度,稱為酶的最適溫度。第四節(jié) 抑制劑對酶促反應抑制作用一、不可逆抑制作用不可逆抑制作用抑制劑一般均為非生物來源,它們與酶共價結(jié)合破壞了酶與底物結(jié)合或酶的催化功能。由于抑制劑與酶共價結(jié)合,
23、不能用簡單的透析、稀釋等物理方法除去抑制作用。二、可逆抑制作用可逆性抑制劑是通過非共價鍵與酶結(jié)合,因此既能結(jié)合又易解離,迅速地達到平衡。酶促反應速度因抑制劑與酶或酶-底物復合物相結(jié)合而減慢??赡嫘砸种谱饔糜址譃楦偁幮院头歉偁幮砸种频阮愋?。(一)競爭性抑制作用 競爭性抑制劑的結(jié)構(gòu)與底物相似,能與底物競爭酶的結(jié)合位點,所以稱競爭性抑制作用。抑制劑與底物競爭酶的結(jié)合位點的能力取決于兩者的濃度。如抑制劑濃度恒定,底物濃度低時,抑制作用最為明顯。隨著底物濃度的增加,酶-底物復合物濃度增加,抑制作用減弱。當?shù)孜餄舛冗h遠大于抑制劑濃度時,幾乎所有的酶均被底物奪取,此時,酶促反應的Vmax不變,但Km值變大。
24、很多藥物都屬酶的競爭性抑制劑?;前匪幬锱c對氨基苯甲酸具有類似結(jié)構(gòu),而對氨基苯甲酸是二氫葉酸合成酶的底物之一,因此磺胺藥通過競爭性地抑制二氫葉酸合成酶,使細菌缺乏二氫葉酸乃至四氫葉酸而不能合成核酸而增殖受抑制。(二)非競爭性抑制作用 ,從而使酶喪失活性,稱為非競爭性抑制劑。此種抑制劑既影響對底物的結(jié)合,又阻礙其催化功能,表現(xiàn)為Vmax值減小,而Km值不變。不可逆抑制作用競爭性抑制作用非競爭性抑制作用作用機制抑制劑與酶活性中心上的必需基團結(jié)合,使酶失活競爭性抑制劑的結(jié)構(gòu)與底物相似,能與底物競爭酶的結(jié)合位點抑制劑既能與酶結(jié)合,也能與酶-底物復合物結(jié)合去除方法不能用透析、超濾方法去除可用透析、超濾方法
25、去除可用透析、超濾方法去除表觀Km無增大不變Vmax無不變降低第五節(jié) 酶的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié)主要可分為酶活性調(diào)節(jié)及酶含量調(diào)節(jié)兩方面,前者涉及一些酶結(jié)構(gòu)的變化,后者則與酶的合成與降解有關(guān)。一、別構(gòu)調(diào)節(jié)代謝物等作用于酶的特定部位,也即別構(gòu)部位,引起酶構(gòu)象的變化,使酶活性增加或降低,這就是酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)。被調(diào)節(jié)的酶稱為別構(gòu)酶。二、酶的共價修飾有些酶,尤其是一些限速酶,在細胞內(nèi)其他酶的作用下,其結(jié)構(gòu)中某些特殊基團進行可逆的共價修飾,從而快速改變該酶活性,調(diào)節(jié)某一多酶體系的代謝通路,稱為共價修飾調(diào)節(jié)。最常見的共價修飾是磷酸化修飾。磷酸化修飾是體內(nèi)重要的快速調(diào)節(jié)酶活性的方式之。三、酶原激活在細胞內(nèi)合成及初分泌時,
26、沒有活性的酶稱為酶原。酶原在一定的條件下,可轉(zhuǎn)變成有活性的酶,此過程稱為酶原激活。酶原分子的內(nèi)部肽鍵一處或多處斷裂,使分子構(gòu)象發(fā)生一定程度的改變,形成活性中心,活性中心的暴露是酶原激活的機制。酶原激活的生理意義在于避免細胞產(chǎn)生的蛋白酶對細胞進行自身消化,并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用,保證體內(nèi)代謝的正常進行。四、同功酶同一種屬中,酶分子結(jié)構(gòu)組成不同,但能催化同一種化學反應的一組酶,稱為同工酶。同工酶的理化性質(zhì)和生物學功能均可有所差異。乳酸脫氫酶(LDH)由H和M兩種亞基組成的四聚體,這兩種亞基以不同的比例組成5種同工酶,即LDH1(H4),LDH2(H3M),LDH3(H2M2),LDH4
27、(HM3),LDH5(M4)。心肌中富有LDH1。當心肌損害時,血清中LDHl的濃度就會上升,這是心肌損害的重要輔助診斷指標之一。第六節(jié) 核酶大部分酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),但少部分為核酸。核酶指具有高效、催化作用的核糖核酸,主要參與RNA的剪接。第四章 糖代謝第一節(jié) 糖的分解代謝一、糖酵解基本途徑、關(guān)鍵酶和生理意義 (一)基本途徑 糖酵解在胞液中進行,其途徑可分為兩個階段。第一階段從葡萄糖生成2個磷酸丙糖。第二階段由磷酸丙糖轉(zhuǎn)變成丙酮酸,是生成ATP的階段。 特點:(1)能量代謝反應ATP葡萄糖6-磷酸葡萄糖消耗1分子6-磷酸葡萄糖1,6雙磷果糖消耗1分子2×(1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油
28、酸生成2×1分子2×(磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸)生成2×1分子(2)脫氫反應:l,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸,生成1分子NADH+H+(3)2次底物水平磷酸化反應:l,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸 (二)關(guān)鍵酶 (1)己糖激酶(或葡萄糖激酶)(2)6-磷酸果糖激酶-1(3)丙酮酸激酶肝臟中的己糖激酶稱為葡萄糖激酶,它對葡萄糖的親和力很低,Km為10mmol/L左右,而腦己糖激酶的Km為0.1mmol/L左右,故腦對葡萄糖的親和力很高,即使血糖濃度很低時,腦細胞仍然可以攝取葡萄糖。(三)生理意義 糖酵解最重要的生理意義在于迅速提供能量尤其對
29、肌肉收縮更為重要。此外,紅細胞沒有線粒體,完全依賴糖酵解供應能量。神經(jīng)、白細胞、骨髓等代謝極為活躍,即使不缺氧也常有糖酵解提供部分能量。二、糖有氧氧化基本途徑及供能 (一)基本途徑及供能 有氧氧化途徑的第一階段與糖酵解相同即從葡萄糖轉(zhuǎn)變成丙酮酸;第二階段為丙酮酸轉(zhuǎn)入線粒體內(nèi)并氧化成乙酰輔酶A;第三階段為三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化。特點:1、丙酮酸乙酰輔酶A 生成1分子NADH+H+,代謝后產(chǎn)生2.5分子ATP。2、由丙酮酸生成的乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán),可產(chǎn)生12.5分子ATP,三羧酸循環(huán)也稱檸檬酸循環(huán)。3、三羧酸循環(huán)中的1次底物水平磷酸化 琥珀酰輔酶A琥珀酸,生成1分子ATP。4、三羧酸循環(huán)中4
30、次脫氫,其中3次脫氫生成NADH+H+,1次脫氫生成FADH(1分子NADH+H+經(jīng)氧化磷酸化生成3分子ATP,1分子FADH經(jīng)氧化磷酸化生成2分子ATP)。5、供能 1 分子乙酰輔酶A釋放10個ATP(3×2.5+ 1×1.5+1),1 個丙酮酸在線粒體內(nèi)徹底氧化生成12.5個ATP(3×2.5+ 1×1.5+1+ 1×2.5)。6、關(guān)鍵酶 檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、-酮戊二酸脫氫酶。三、三羧酸循環(huán)的意義(一)三大營養(yǎng)素的最終代謝通路 (二)糖、脂肪和氨基酸代謝的聯(lián)系通路 三羧酸循環(huán)另一重要功能是為其他合成代謝提供小分子的前體。a-酮戊二酸
31、和草酰乙酸分別是合成谷氨酸和天冬氨酸的前體;草酰乙酸先轉(zhuǎn)變成丙酮酸再合成丙氨酸;許多氨基酸通過草酰乙酸可異生成糖。所以三羧酸循環(huán)是糖、脂肪酸(不能異生成糖)和某些氨基酸相互轉(zhuǎn)變的代謝樞紐。第二節(jié) 糖原的合成與分解 糖原是體內(nèi)糖的儲存形式,主要存在于肝臟和肌肉,分別稱為肝糖原和肌糖原。人體肝糖原總量70-100g,肌糖原180-300g。一、肝糖原的合成特點:1、 關(guān)鍵酶 糖原合酶。2、反應步驟: 葡萄糖6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖3、葡萄糖的供體 尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)4、葡萄糖合成糖原是耗能的過程,共消耗2個ATP。二、肝糖原的分解 特點:1、關(guān)鍵酶 磷酸化酶 2、反應
32、步驟 肝糖原1-磷酸葡萄糖 1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖葡萄糖 3、關(guān)鍵酶 葡萄糖-6-磷酸酶,此酶催化6-磷酸葡萄糖葡萄糖。 4、葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中,肌肉內(nèi)沒有,所以只有肝和腎的糖原分解可補充血糖濃度,肌糖原不能分解成葡萄糖。第三節(jié) 糖異生體內(nèi)非糖化合物轉(zhuǎn)變成糖的過程稱為糖異生。肝臟是糖異生的主要器官。只有肝、腎能夠通過糖異生補充血糖。能進行糖異生的非糖化合物主要為甘油、氨基酸、乳酸和丙酮酸等。一、糖異生的基本途徑從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應過程為糖異生途徑,與糖酵解的途徑相反。糖酵解與糖異生途徑的多數(shù)反應是共有的,是可逆的,但糖酵解途徑中有3個非平衡反應是不
33、可逆反應,在糖異生途徑中需由另外的反應和酶替代。1、丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸,消耗2個ATP。2、1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖,此反應由果糖二磷酸酶催化。3、6-磷酸葡萄糖葡萄糖,此反應由葡萄糖-6-磷酸酶催化。4、關(guān)鍵酶:丙酮酸羧化酶果糖二磷酸1葡萄糖-6-磷酸酶二、糖異生的生理意義由于肝臟和腎臟富含葡萄糖-6-磷酸酶,而肌肉中缺乏此酶,所以只有肝、腎能夠通過糖異生補充血糖。肝內(nèi)糖異生的生理意義主要為兩個方面:空腹或饑餓時肝臟可將非糖物質(zhì)(氨基酸、甘油等)經(jīng)糖異生途徑生成葡萄糖,以維持血糖濃度的恒定;通過糖異生作用,可以補充糖原儲備。三、乳酸循環(huán)(Cori循環(huán))肌肉收縮(尤其在氧供不足)時通
34、過糖酵解生成乳酸,后者通過細胞膜彌散入血漿,進入肝臟異生為葡萄糖。葡萄糖釋放人血液后可被肌肉氧化利用,這樣構(gòu)成了個循環(huán),稱為乳酸循環(huán)。乳酸循環(huán)的生理意義在于避免損失仍可被氧化利用的乳酸以及防止因乳酸堆積引起酸中毒。第四節(jié) 磷酸戌糖途徑一、磷酸戊糖關(guān)鍵酶及生成物1、關(guān)鍵酶 6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸2、生成物 經(jīng)一系列反應生成2分子NADPH和1分子核糖二、磷酸戊糖途徑的生理意義(1)磷酸戊糖途徑的生理意義在于為機體提供核糖和NADPH。(2)核糖用于核酸和游離單核苷酸的合成。(3)NADPH為體內(nèi)許多合成代謝提供氫原子。(4)NADPH還維持體內(nèi)重要的抗氧化劑,保護
35、紅細胞膜的完整性,蠶豆病的病人是因為體內(nèi)缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶。歸納總結(jié):糖代謝中的關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶糖酵解己糖激酶(或葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶糖異生丙酮酸羧化酶、果糖二磷酸1、葡萄糖-6-磷酸酶磷酸戊糖途徑6-磷酸葡萄糖脫氫酶糖原分解磷酸化酶、葡萄糖-6-磷酸酶糖原合成糖原合酶第五節(jié) 血糖及其調(diào)節(jié)一、血糖濃度血糖指血中的葡萄糖。血糖水平相當恒定,在3.9-6.1 mmolL。血糖的來源主要為腸道吸收、肝糖原分解或肝內(nèi)糖異生生成的葡萄糖釋入血液內(nèi)。血糖的去路則為周圍各組織以及肝的攝取利用,包括轉(zhuǎn)變成氨基酸和脂肪。二、胰島素的調(diào)節(jié)胰島素是體內(nèi)惟一降低血糖的激素,由胰臟內(nèi)的細胞合
36、成。它可誘導一些酶生成從而促進糖的有氧氧化。它也能促進糖原合成,抑制糖原分解和糖異生,使血糖水平下降。三、胰高血糖素的調(diào)節(jié)胰高血糖素抑制糖原合成酶和激活磷酸化酶,使肝糖原分解加強。它還抑制糖酵解和促進糖異生等,最終的結(jié)果是升高血糖。四、糖皮質(zhì)激素糖皮質(zhì)激素可以促進蛋白質(zhì)分解,產(chǎn)生的氨基酸進入肝臟進行糖異生作用,還抑制肝外組織攝取和利用葡萄糖,所以血糖水平升高。第五章 生物氧化第一節(jié) ATP與其他高能化合物一、ATP循環(huán)與高能磷酸鍵ATP是生命活動中能量的直接供體。ATP由腺嘌呤、核糖和三分子磷酸組成,三分子磷酸之間構(gòu)成二個磷酸酐鍵。二、生物氧化與體外氧化的比較:生物氧化體外氧化共同點都有能量產(chǎn)
37、生,最終生成CO2和H2O,都遵循氧化還原反應的一般規(guī)律氧化方式加氧、脫氫、失電子直接氧化反應產(chǎn)物CO2、H2O和能量CO2和H2OCO2由有機酸脫羧生成;H2O由脫下的氫和氧結(jié)合產(chǎn)生CO2和H2O由碳、氫直接與氧結(jié)合生成能量釋放逐步釋放突然釋放三、ATP的利用ATP有3個磷酸基,它們形成的二個高能磷酸鍵都可以利用。最常見的是末端磷酸基被分解和轉(zhuǎn)移,生成ADP。如ATP和6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶-1的催化下,ATP的末端磷酸基團轉(zhuǎn)移至6-磷酸果糖而生成1,6-二磷酸果糖。此外,ATP水解為ADP和Pi釋出的能量供離子轉(zhuǎn)運、肌肉收縮和羥化反應等。這時磷酸基團并不出現(xiàn)于反應產(chǎn)物中。有些反應利用A
38、TP的另一個高能磷酸鍵,生成焦磷酸,這在合成代謝中??梢姷健K?、其他高能磷酸化合物磷酸肌酸、磷酸烯醇式丙酮酸、乙酰CoA。其中磷酸肌酸是能量儲存的形式,它在肌肉中含量豐富。第二節(jié) 氧化磷酸化一、氧化磷酸化的概念從物質(zhì)代謝脫下的氫原子經(jīng)電子傳遞鏈與氧結(jié)合成水的過程,逐步釋放出能量,儲存在ATP中。氫的氧化和ADP的磷酸化過程偶聯(lián)在一起,稱為氧化磷酸化。二、兩條呼吸鏈的組成和排列順序氧化呼吸鏈的組成:人線粒體呼吸鏈有4種酶復合體組成,泛醌和Cytc與線粒體內(nèi)膜結(jié)合不緊密,極易分離,故不包含在4種酶復合體中。無論是遞氫體還是遞電子體,都能傳遞電子,因此呼吸鏈也稱電子傳遞鏈。體內(nèi)有兩條電子傳遞鏈,一條
39、是以NADH為起始的,生成3分子ATP,另條以FAD為起始的電子傳遞鏈,生成2分子ATP。兩條電子傳遞鏈的順序分別為:NADHFMN輔酶QCytbCytcCytaa3O2;FADH2輔酶QCytbCytcCytaa3O2。其中,單電子傳遞體為Fe-S、Cytc。三、ATP合酶ATP是由位于線粒體內(nèi)膜上的ATP合酶催化ADP與Pi合成的。ATP合酶是一個大的膜蛋白復合體,由兩個主要組分構(gòu)成,一是疏水的F0組分,另一個是親水的F1組分。F0主要構(gòu)成質(zhì)子通道。當質(zhì)子流從線粒體外回流至線粒體基質(zhì)時,提供能量給ATP合酶合成ATP。四、氧化磷酸化的調(diào)節(jié)(1)抑制劑的調(diào)節(jié):一類是電子傳遞鏈抑制劑,例如,魚
40、藤酮可以阻斷電子從NADH傳遞至泛醌(NADHFMN輔酶Q);抗霉素A和二巰基丙醇抑制電子從Cytb傳遞至Cytc(CytbCytc),CO、H2S、氰化物抑制電子從Cytaa3O2。另一類是解偶聯(lián)劑如二硝基苯酚,使氧化和磷酸化脫離,不能生成ATP。(2)ATP濃度的調(diào)節(jié):細胞活動消耗ATP后,ADP水平升高,ATP水平降低,就促進氧化磷酸化以補充ATP。(3)甲狀腺激素的作用:甲狀腺激素可促使ATP生成。四、胞漿中NADH的氧化線粒體內(nèi)的NADH可直接參加氧化磷酸化,但胞漿中的NADH不能自由通過線粒體內(nèi)膜,故線粒體外NADH攜帶的H必需通過-磷酸甘油或蘋果酸-天冬氨酸穿梭進入線粒體。腦和骨
41、骼肌中的NADH主要通過-磷酸甘油機制穿梭,生成1.5個ATP;肝臟和心臟中的NADH主要通過蘋果酸-天冬氨酸穿梭,生成2.5個ATP。第六章 脂肪代謝第一節(jié) 脂肪的合成代謝一、合成部位肝、脂肪組織及小腸是合成甘油三酯的主要場所,以肝的合成能力最強。CM含有載脂蛋白B48;VLDL含有載脂蛋白B100;LCAT的激活劑是載脂蛋白A。二、合成原料合成甘油三酯所需的甘油和脂肪酸主要由葡萄糖代謝提供。三、合成基本過程 肝和脂肪組織主要通過甘油二酯途徑合成甘油三酯。由酵解途徑生成的3-磷酸甘油依次加上2分子脂酰輔酶A,生成磷脂酸。后者脫去磷酸生成甘油二酯,然后再加上1分子脂酰輔酶A則生成甘油三酯。小腸
42、粘膜細胞主要利用消化吸收的甘油一酯再合成甘油三酯。第二節(jié) 脂肪酸的合成代謝一、合成部位脂肪酸的合成主要在肝、腎,腦、肺、乳腺及脂肪等組織的細胞胞液中進行,因為脂肪酸合成酶系存在于此。肝是人體合成脂肪酸的主要場所。二、合成原料脂肪酸合成原料主要為乙酰輔酶A和NADPH,合成時需要ATP提供能量。乙酰輔酶A來自糖的分解代謝,NADPH主要由磷酸戊糖途徑生成。由于糖分解代謝產(chǎn)生的乙酰輔酶A存在于線粒體,而脂肪酸合成酶則在胞漿中,乙酰輔酶A不能通過線粒體內(nèi)膜,需在線粒體內(nèi)先與草酰乙酸縮合成檸檬酸,后者再通過線粒體內(nèi)膜的載體進人胞漿,然后檸檬酸裂解酶的催化下,裂解生成乙酰CoA和丙酮酸用于脂肪酸的合成。
43、脂肪酸合成還需要CO2。第三節(jié) 脂肪的分解代謝一、脂肪動員儲存于脂肪細胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸和甘油釋放入血以供其它組織氧化利用,該過程稱為脂肪動員。脂肪動員的關(guān)鍵酶是激素敏感性甘油三酯酯酶(HSL)。二、脂肪酸的氧化(一)脂肪酸活化 經(jīng)血流運輸而進入細胞液的脂肪酸,首先要在脂酰輔酶A合成酶作用下,生成脂肪酸的活化形式脂肪酰輔酶A,這是耗能的過程。(二)脂酰輔酶A進入線粒體 脂酰肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I是脂肪酸氧化的限速酶。真題真練:(三)脂肪酸的氧化 脂肪酰輔酶A進入線粒體后,在脂肪酸氧化酶系的催化下,進行脫氫、加水、再脫氫及硫解4步連續(xù)反應,需要的輔酶是NAD、 FADH和輔酶A。三
44、、酮體的生成、利用和生理意義脂肪酸經(jīng)氧化后生成的乙酰輔酶A在線粒體中可縮合生成酮體。酮體包括乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮。合成酮體的酶系主要存在于肝臟,所以肝臟是酮體合成的器官。但肝又缺乏利用酮體的酶系(琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶、乙酰乙酸CoA硫解酶),而肝外許多組織具有活性很強的利用酮體的酶,所以肝臟產(chǎn)生的酮體透過細胞膜進入血液運至肝外組織氧化利用。酮體是肝內(nèi)正常脂肪酸代謝的中間產(chǎn)物,是肝輸出能源的方式之。由于酮體能通過血腦屏障及毛細血管壁,它是肌肉,尤其是腦組織的重要能源?;继悄虿r,糖代謝障礙可引起脂肪動員增加,酮體生成也增加,尤其在未經(jīng)控制的糖尿病患者,酮體生成可為正常情況的數(shù)十倍、這就是導致酮
45、癥酸中毒的主要原因。第四節(jié) 脂肪酸的合成一、原料:乙酰CoA、ATP、NADPH等。二、合成步驟: 1、丙二酰CoA的合成 乙酰CoA羧化酶是關(guān)鍵酶,該酶存在于胞漿中,輔基為生物素,是一種變構(gòu)酶。2、脂肪酸的合成3、不飽和脂肪酸 必需脂肪酸:亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。第五節(jié) 甘油磷脂代謝一、甘油磷脂基本結(jié)構(gòu)與分類甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等組成。甘油的1位和2位羥基各結(jié)合1分子脂防酸,3位羥基結(jié)合1分子磷酸,即為磷脂酸,然后其磷酸基團的羥基可與不同的取代基團連接,就形成六類不同的甘油磷脂:磷脂酰膽堿(卵磷脂);磷脂酰乙醇胺(腦磷脂);磷脂酰肌醇;磷脂酰絲氨酸;磷脂酰甘油; 二磷
46、脂酰甘油。磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)通過1,2-甘油二酯+CDP-膽堿 / CDP-乙醇胺合成,即1,2-甘油二酯途徑;磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸通過CDP-甘油二酯+肌醇/絲氨酸合成,即CDP-甘油二酯途徑。二、合成部位和原料體內(nèi)各組織細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均含有磷脂合成的酶系,因此都可以自行合成磷脂以供細胞內(nèi)磷脂成分的更新等需要,但肝、腎及腸的磷脂合成最為活躍,第六節(jié) 膽固醇代謝膽固醇是人體主要的固醇類化合物,它既是生物膜及血漿脂蛋白的重要成分,又是固醇激素、膽汁酸及維生素D的前體,體內(nèi)可自行合成膽固醇以滿足代謝和類固醇激素合成的需要 。一、膽固醇合成部位和合成原料幾乎全身各組織均可
47、合成膽固醇,肝是合成膽固醇的主要場所。膽固醇合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。合成膽固醇的原料為乙酰輔酶A和NADPH,此外還需ATP提供能量,乙酰輔酶A是葡萄糖、氨基酸和脂肪酸在線粒體內(nèi)的代謝分解產(chǎn)物。合成反應所需NADPH主要來自磷酸戊糖途徑。關(guān)鍵酶:-羥-甲戊二酸單酰CoA(HMG-CoA)還原酶是膽固醇合成的限速酶。二、膽固醇合成的調(diào)節(jié)膽固醇的合成受到下列因素的調(diào)節(jié):1饑餓與飽食 饑餓與禁食可抑制肝合成膽固醇。相反,進食高糖、高飽和脂肪膳食后,肝HMG-CoA還原酶活性增加,膽固醇的合成增加。2膽固醇 膽固醇可反饋抑制肝臟合成膽固醇,它主要抑制HMG-CoA還原酶的合成。此外膽固醇的代
48、謝產(chǎn)物,如7羥膽固醇和25羥膽固醇對HMG-CoA還原酶有較強的抑制作用。3激素 胰島素和甲狀腺素能誘導肝HMG-CoA還原酶的合成,從而增加膽固醇的合成。胰高血糖素和皮質(zhì)醇能抑制并降低HMG-CoA還原酶的活性,因而減少膽固醇的合成。甲狀腺素還可促進膽固醇在肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)變成膽汁酸,因此甲狀腺功能亢進時,患者血清膽固醇含量反見下降。4. 日周期的影響 午夜合成最高,中午合成最少。三、膽固醇的轉(zhuǎn)化1. 轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?膽固醇在體內(nèi)的主要去路是在肝內(nèi)轉(zhuǎn)化成膽汁酸。2. 轉(zhuǎn)化為類固醇激素 膽固醇是腎上腺、睪丸和卵巢等內(nèi)分泌合成及分泌類固醇激素的原料。 3轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇 在皮膚,膽固醇可被氧化為7-脫
49、氫膽固醇,后者經(jīng)紫外線照射轉(zhuǎn)變成維生素D3。第七節(jié) 血漿脂蛋白代謝一、血脂及其組成血漿所含脂類統(tǒng)稱血脂。血脂主要包括甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯,以及游離脂肪酸等。磷脂主要為磷脂酰膽堿。二、血漿脂蛋白的分類及功能超離心法是根據(jù)脂蛋白顆粒密度的差異而分離,可分為高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、極低密度脂蛋白(VLDL)和乳糜微粒(CM)。脂蛋白功能CM轉(zhuǎn)運外源性甘油三酯和膽固醇VLDL轉(zhuǎn)運內(nèi)源性甘油三酯和膽固醇LDL轉(zhuǎn)運內(nèi)源性膽固醇HDL逆向轉(zhuǎn)運膽固醇三、高脂蛋白血癥分 型脂蛋白變化血脂變化ICM增加甘油三酯,膽固醇IIaLDL增加膽固醇IIbLDL和VLDL增加膽固醇,甘油三酯
50、III中間密度脂蛋白增加膽固醇,甘油三酯IVVLDL增加甘油三酯VVLDI和CM增加甘油三酯,膽固醇第七章 氨基酸代謝第一節(jié) 蛋白質(zhì)的生理功能及營養(yǎng)作用一、蛋白質(zhì)與氨基酸的生理功能 (一)維持組織的生長、更新和修復 (二)參與多種重要的生理功能 (三)氧化供能 (四)轉(zhuǎn)變?yōu)樘穷惡椭?。二、必需氨基酸的概念和種類體內(nèi)需要而不能自身合成、或合成量不能滿足機體需要,必須由食物供應的氨基酸稱為必需氨基酸。必需氨基酸包括賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸。(一兩色素本來淡些)第二節(jié) 氨基酸的一般代謝一、轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶又稱氨基轉(zhuǎn)移酶。轉(zhuǎn)氨酶催化某一氨基酸的-氨基轉(zhuǎn)移到另種-酮
51、酸的酮基上,生成相應的氨基酸;原來的氨基酸則轉(zhuǎn)變成酮酸。其輔酶是維生素B6的磷酸酯磷酸吡哆醛。二、氨基酸的脫氨基作用 (一)氧化脫氨基作用 肝、腎、腦等組織廣泛存在L-谷氨酸脫氫酶,可催化L-谷氨酸氧化脫氨生成。-酮戊二酸及氨,輔酶是NAD+或NADP+。(二)聯(lián)合脫氨基作用 基本有兩種方式。(1)轉(zhuǎn)氨酶+L-谷氨酸脫氫酶 此聯(lián)合脫氨基作用主要在肝、腎等組織進行。(2嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨基 骨骼肌和心肌主要一種方式進行。三、-酮酸的代謝(一)合成非必需氨基酸 -酮酸可再氨基化重新生成相應的氨基酸。在谷氨酸脫氫酶催化下,-酮戊二酸可與氨生成谷氨酸;其余-酮酸的氨基化需經(jīng)聯(lián)合脫氨基作用的逆反應來
52、進行。(二)轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭?酮酸可轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭?。?酮酸的氨基酸來源講,大多數(shù)氨基酸在體內(nèi)可生成糖,這些氨基酸稱為生糖氨基酸;亮氨酸在體內(nèi)可生成酮體,稱為生酮氨基酸;苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸及異亮氨酸既可生成糖、又可生成酮體,稱為生糖兼生酮氨基酸。(三)氧化成H2O及CO2 經(jīng)三羧酸循環(huán)機制進行。第三節(jié) 氨的代謝一、體內(nèi)氨的來源()組織氨基酸及胺分解產(chǎn)氨 氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的主要來源。胺的分解也可以產(chǎn)生氨。 (二)腸道吸收氨 腸道吸收的氨有兩個來源,即腸內(nèi)氨基酸在細菌作用下產(chǎn)生的氨和腸道尿素經(jīng)細菌尿素酶的水解產(chǎn)生的氨。腸道產(chǎn)生的氨較多,每日4g。腸內(nèi)腐敗作用增強時,氨的產(chǎn)生量增
53、多。NH3比NH4+更易穿過細胞膜而被吸收;在堿性環(huán)境中,NH4+偏向于轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3因此腸道pH值偏堿時,氨的吸收增強。臨床對高血氨病人采用弱酸性透析液做結(jié)腸透析,而禁用堿性肥皂水灌腸就是為減少氨的吸收。(三)腎臟產(chǎn)氨 腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺,后者在谷氨酰胺酶催化下水解成谷氨酸和NH3,這部分NH3分泌到腎小管腔與尿中的H+結(jié)合成NH4+,以銨鹽形式由尿排出體外,這對體內(nèi)酸堿平衡調(diào)節(jié)起著重要作用。酸性尿有利于腎小管細胞中的氨擴散入尿,而堿性尿則阻礙腎小管細胞分泌氨,此時氨被吸收入血,成為血氨的另一來源。肝硬化腹水患者不宜使用堿性利尿劑,原因即在于此。二、氨的轉(zhuǎn)運(一)血氨 機體
54、內(nèi)代謝產(chǎn)生的氨,以及消化道吸收的氨進入血液,形成血氨。除門靜脈血液外,體內(nèi)血液中的氨濃度很低。正常人血漿氨濃度一般不超過0.1mg100m1,這是因為氨在血液中主要以無毒性形式丙氨酸和谷氨酰胺運輸。(二)丙氨酸葡萄糖循環(huán) 在肌組織中,氨基酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)給丙酮酸生成丙氨酸。丙氨酸經(jīng)血液運到肝,經(jīng)聯(lián)合脫氨基作用釋放氨,用于合成尿素;轉(zhuǎn)氨基后生成的丙酮酸經(jīng)糖異生途徑生成葡萄糖。葡萄糖經(jīng)血液運輸至肌組織,沿糖分解途徑轉(zhuǎn)變?yōu)楸岷?,再接受氨基生成丙氨酸?三)谷氨酰胺的運氨作用 在腦、肌組織中,氨與谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的催化下生成谷氨酰胺,并經(jīng)血液輸送至肝或腎,再經(jīng)谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。三、體內(nèi)氨的去路(一)合成尿素 正常情況下,體內(nèi)的氨主要在肝中通過鳥氨酸循環(huán)合成尿素而解毒。鳥氨酸循環(huán)又稱為尿素循環(huán)或者Krebs循環(huán)。首先,在線粒體內(nèi),氨和二氧化碳在ATP參與下經(jīng)酶催化合成氨基甲酰磷酸,后者與鳥氨酸縮合生成胍氨酸。胍氨酸出線粒體再與另一分子氨(由天冬氨酸供給)結(jié)
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