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1、復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)筆記完整版第一篇 生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能第一章 氨基酸和蛋白質(zhì)一、組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類(lèi)、非極性氨基酸包括:甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、極性氨基酸極性中性氨基酸:色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸酸性氨基酸:天冬氨酸、谷氨酸堿性氨基酸:賴(lài)氨酸、精氨酸、組氨酸其中:屬于芳香族氨基酸的是:色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸屬于亞氨基酸的是:脯氨酸含硫氨基酸包括:半胱氨酸、蛋氨酸注意:在識(shí)記時(shí)可以只記第一個(gè)字,如堿性氨基酸包括:賴(lài)精組二、氨基酸的理化性質(zhì)、兩性解離及等電點(diǎn)氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基,能與酸或堿類(lèi)

2、物質(zhì)結(jié)合成鹽,故它是一種兩性電解質(zhì)。在某一的溶液中,氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等,成為兼性離子,呈電中性,此時(shí)溶液的稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。、氨基酸的紫外吸收性質(zhì)芳香族氨基酸在280nm波長(zhǎng)附近有最大的紫外吸收峰,由于大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這些氨基酸殘基,氨基酸殘基數(shù)與蛋白質(zhì)含量成正比,故通過(guò)對(duì)280nm波長(zhǎng)的紫外吸光度的測(cè)量可對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行定量分析。、茚三酮反應(yīng)氨基酸的氨基與茚三酮水合物反應(yīng)可生成藍(lán)紫色化合物,此化合物最大吸收峰在570nm波長(zhǎng)處。由于此吸收峰值的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比,因此可作為氨基酸定量分析方法。三、肽兩分子氨基酸可借一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫

3、去分子水縮合成最簡(jiǎn)單的二肽。二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫水作用縮合連成多肽。10個(gè)以?xún)?nèi)氨基酸連接而成多肽稱(chēng)為寡肽;39個(gè)氨基酸殘基組成的促腎上腺皮質(zhì)激素稱(chēng)為多肽;51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素歸為蛋白質(zhì)。多肽連中的自由氨基末端稱(chēng)為端,自由羧基末端稱(chēng)為端,命名從端指向端。人體內(nèi)存在許多具有生物活性的肽,重要的有:谷胱甘肽(GSH):是由谷、半胱和甘氨酸組成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團(tuán)。GSH的巰基具有還原性,可作為體內(nèi)重要的還原劑保護(hù)體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免被氧化,使蛋白質(zhì)或酶處于活性狀態(tài)。四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu):即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。主要化學(xué)鍵:肽

4、鍵,有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。、蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu):包括二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)。)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu):指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu),也就是該段肽鏈骨架原子的相對(duì)空間位置,并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。二級(jí)結(jié)構(gòu)以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),多為短距離效應(yīng)??煞譃椋?螺旋:多肽鏈主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律地螺旋式上升,順時(shí)鐘走向,即右手螺旋,每隔3.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈,螺距為0.540nm。-螺旋的每個(gè)肽鍵的-和第四個(gè)肽鍵的羧基氧形成氫鍵,氫鍵的方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平形。-折疊:多肽鏈充分伸展,各肽鍵平面折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu),側(cè)鏈基團(tuán)交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方;它們之間靠鏈間肽鍵羧基上的氧和亞氨基上的氫形成氫鍵維系

5、構(gòu)象穩(wěn)定-轉(zhuǎn)角:常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行180度回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上,常有個(gè)氨基酸殘基組成,第二個(gè)殘基常為脯氨酸。無(wú)規(guī)卷曲:無(wú)確定規(guī)律性的那段肽鏈。主要化學(xué)鍵:氫鍵。)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu):指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置,顯示為長(zhǎng)距離效應(yīng)。主要化學(xué)鍵:疏水鍵(最主要)、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華力。)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu):對(duì)蛋白質(zhì)分子的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)而言,只涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質(zhì)。在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)分子含有二條或多條肽鏈,每一條多肽鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu),稱(chēng)為蛋白質(zhì)的亞基,亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布,并以非共價(jià)鍵相連接。這種蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用,為四級(jí)

6、結(jié)構(gòu)。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒(méi)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。主要化學(xué)鍵:疏水鍵、氫鍵、離子鍵五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象和特定生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。一級(jí)結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì),其空間構(gòu)象以及功能也相似。尿素或鹽酸胍可破壞次級(jí)鍵-巰基乙醇可破壞二硫鍵、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。肌紅蛋白:只有三級(jí)結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì),易與氧氣結(jié)合,氧解離曲線呈直角雙曲線。血紅蛋白:具有個(gè)亞基組成的四級(jí)結(jié)構(gòu),可結(jié)合分子氧。成人由兩條-肽鏈(141個(gè)氨基酸殘基)和兩條-肽鏈(146個(gè)氨基酸殘基)組成。在氧分壓較低時(shí),與氧氣結(jié)合較難,氧解離曲線呈狀曲線。因?yàn)椋旱谝粋€(gè)亞基與氧氣結(jié)合以后,促進(jìn)第二及第三個(gè)

7、亞基與氧氣的結(jié)合,當(dāng)前三個(gè)亞基與氧氣結(jié)合后,又大大促進(jìn)第四個(gè)亞基與氧氣結(jié)合,稱(chēng)正協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。六、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)、蛋白質(zhì)的兩性電離:蛋白質(zhì)兩端的氨基和羧基及側(cè)鏈中的某些基團(tuán),在一定的溶液條件下可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。、蛋白質(zhì)的沉淀:在適當(dāng)條件下,蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。包括:a.丙酮沉淀,破壞水化層。也可用乙醇。b.鹽析,將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液,破壞在水溶液中的穩(wěn)定因素電荷而沉淀。、蛋白質(zhì)變性:在某些物理和化學(xué)因素作用下,其特定的空間構(gòu)象被破壞,從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失。主要為二硫鍵和非共價(jià)鍵的破壞,不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。變

8、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。常見(jiàn)的導(dǎo)致變性的因素有:加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線、震蕩等。、蛋白質(zhì)的紫外吸收:由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸,因此在280nm處有特征性吸收峰,可用蛋白質(zhì)定量測(cè)定。、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)a.茚三酮反應(yīng):經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生此反應(yīng),詳見(jiàn)二、b. 雙縮脲反應(yīng):蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸酮共熱,呈現(xiàn)紫色或紅色。氨基酸不出現(xiàn)此反應(yīng)。蛋白質(zhì)水解加強(qiáng),氨基酸濃度升高,雙縮脲呈色深度下降,可檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。七、蛋白質(zhì)的分離和純化、沉淀,見(jiàn)六、電泳:蛋白質(zhì)

9、在高于或低于其等電點(diǎn)的溶液中是帶電的,在電場(chǎng)中能向電場(chǎng)的正極或負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)支撐物不同,有薄膜電泳、凝膠電泳等。、透析:利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開(kāi)的方法。、層析:a.離子交換層析,利用蛋白質(zhì)的兩性游離性質(zhì),在某一特定時(shí),各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同,故可以通過(guò)離子交換層析得以分離。如陰離子交換層析,含負(fù)電量小的蛋白質(zhì)首先被洗脫下來(lái)。b.分子篩,又稱(chēng)凝膠過(guò)濾。小分子蛋白質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi),滯留時(shí)間長(zhǎng),大分子蛋白質(zhì)不能時(shí)入孔內(nèi)而徑直流出。、超速離心:既可以用來(lái)分離純化蛋白質(zhì)也可以用作測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量。不同蛋白質(zhì)其密度與形態(tài)各不相同而分開(kāi)。八、多肽鏈中氨基酸序列分析a.分析純化蛋白質(zhì)的氨基酸

10、殘基組成(蛋白質(zhì)水解為個(gè)別氨基酸,測(cè)各氨基酸的量及在蛋白質(zhì)中的百分組成)測(cè)定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基 二硝基氟苯法(DNP法)頭端 尾端羧肽酶、法等 丹酰氯法 水解肽鏈,分別分析胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)法:水解芳香族氨基酸的羧基側(cè)肽鍵胰蛋白酶法:水解賴(lài)氨酸、精氨酸的羧基側(cè)肽鍵溴化脯法:水解蛋氨酸羧基側(cè)的肽鍵Edman降解法測(cè)定各肽段的氨基酸順序(氨基末端氨基酸的游離-氨基與異硫氰酸苯酯反應(yīng)形成衍生物,用層析法鑒定氨基酸種類(lèi)) b.通過(guò)核酸推演氨基酸序列。第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能一、核酸的分子組成:基本組成單位是核苷酸,而核苷酸則由堿基、戊糖和磷酸三種成分連接而成。兩類(lèi)核酸:脫氧核糖核酸(DNA),

11、存在于細(xì)胞核和線粒體內(nèi)。核糖核酸(RNA),存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)。、堿基:NH2NH2OCH3OOOOONH2胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶鳥(niǎo)嘌呤腺嘌呤嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵,因此對(duì)波長(zhǎng)260nm左右的紫外光有較強(qiáng)吸收,這一重要的理化性質(zhì)被用于對(duì)核酸、核苷酸、核苷及堿基進(jìn)行定性定量分析。、戊糖:DNA分子的核苷酸的糖是-D-2-脫氧核糖,RNA中為-D-核糖。、磷酸:生物體內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團(tuán)位于核糖的第五位碳原子上。二、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)核苷酸在多肽鏈上的排列順序?yàn)楹怂岬囊患?jí)結(jié)構(gòu),核苷酸之間通過(guò)3,5磷酸二酯鍵連接。三、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)。雙

12、螺旋的骨架由糖和磷酸基構(gòu)成,兩股鏈之間的堿基互補(bǔ)配對(duì),是遺傳信息傳遞者,DNA半保留復(fù)制的基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)要點(diǎn):a.DNA是一反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的外側(cè),而堿基位于內(nèi)側(cè),堿基之間以氫鍵相結(jié)合,其中,腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對(duì),形成兩個(gè)氫鍵,鳥(niǎo)嘌呤始終與胞嘧啶配對(duì),形成三個(gè)氫鍵。b.DNA是右手螺旋結(jié)構(gòu)螺旋直徑為2nm。每旋轉(zhuǎn)一周包含了10個(gè)堿基,每個(gè)堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36度。螺距為3.4nm,每個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm。c.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的維系橫向靠互補(bǔ)堿基的氫鍵維系,縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持,尤以后者為重要。、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)是

13、在雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲形成超螺旋,使體積壓縮。在真核生物細(xì)胞核內(nèi),DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎(chǔ)上,DNA鏈經(jīng)反復(fù)折疊形成染色體。、功能DNA的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板,它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ),也是個(gè)體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。DNA中的核糖和磷酸構(gòu)成的分子骨架是沒(méi)有差別的,不同區(qū)段的DNA分子只是堿基的排列順序不同。四、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能DNA是遺傳信息的載體,而遺傳作用是由蛋白質(zhì)功能來(lái)體現(xiàn)的,在兩者之間RNA起著中介作用。其種類(lèi)繁多,分子較小,一般以單鏈存在,可有局部二級(jí)結(jié)構(gòu),各類(lèi)RNA在遺傳信息表達(dá)為氨基酸序列過(guò)程中發(fā)揮不同作用。如

14、:名稱(chēng) 功能核蛋白體RNA(rRNA) 核蛋白體組成成分信使RNA(mRNA) 蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA) 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸不均一核RNA(HnRNA) 成熟mRNA的前體小核RNA(SnRNA) 參與HnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)小核仁RNA(SnoRNA) rRNA的加工和修飾、信使RNA(半衰期最短)hnRNA為mRNA的初級(jí)產(chǎn)物,經(jīng)過(guò)剪接切除內(nèi)含子,拼接外顯子,成為成熟的mRNA并移位到細(xì)胞質(zhì))大多數(shù)的真核mRNA在轉(zhuǎn)錄后末端加上一個(gè)-甲基鳥(niǎo)嘌呤及三磷酸鳥(niǎo)苷帽子,帽子結(jié)構(gòu)在mRNA作為模板翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程中具有促進(jìn)核蛋白體與mRNA的結(jié)合,加速翻譯起始速度的作用,同時(shí)可以增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)

15、定性。末端多了一個(gè)多聚腺苷酸尾巴,可能與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)。)功能是把核內(nèi)DNA的堿基順序,按照堿基互補(bǔ)的原則,抄錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì),以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序。mRNA分子上每3個(gè)核苷酸為一組,決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸,為三聯(lián)體密碼。、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(分子量最?。﹖RNA分子中含有1020稀有堿基,包括雙氫尿嘧啶,假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。)二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形,位于左右兩側(cè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分別稱(chēng)為DHU環(huán)和T環(huán),位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。反密碼環(huán)中間的3個(gè)堿基為反密碼子,與mRNA上相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補(bǔ)。所有tRNA3末端均有相同的CCA-OH結(jié)構(gòu)。)三級(jí)結(jié)構(gòu)為

16、倒L型。)功能是在細(xì)胞蛋白質(zhì)合成過(guò)程中作為各種氨基酸的戴本并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA。、核蛋白體RNA(含量最多)原核生物的rRNA的小亞基為16S,大亞基為5S、23S;真核生物的rRNA的小亞基為18S,大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈花狀。)rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體,它是蛋白質(zhì)合成機(jī)器核蛋白體的組成成分,參與蛋白質(zhì)的合成。、核酶:某些RNA 分子本身具有自我催化能,可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的RNA稱(chēng)為核酶。五、核酸的理化性質(zhì)、DNA的變性在某些理化因素作用下,如加熱,DNA分子互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂,使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散,變成單

17、鏈,即為變性。監(jiān)測(cè)是否發(fā)生變性的一個(gè)最常用的指標(biāo)是DNA在紫外區(qū)260nm波長(zhǎng)處的吸光值變化。解鏈過(guò)程中,吸光值增加,并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系,稱(chēng)為DNA的增色效應(yīng)。紫外光吸收值達(dá)到最大值的50時(shí)的溫度稱(chēng)為DNA的解鏈溫度(Tm),一種DNA分子的Tm值大小與其所含堿基中的GC比例相關(guān),GC比例越高,Tm值越高。、DNA的復(fù)性和雜交變性DNA在適當(dāng)條件下,兩條互補(bǔ)鏈可重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象,這一現(xiàn)象稱(chēng)為復(fù)性,其過(guò)程為退火,產(chǎn)生減色效應(yīng)。不同來(lái)源的核酸變性后,合并一起復(fù)性,只要這些核苷酸序列可以形成堿基互補(bǔ)配對(duì),就會(huì)形成雜化雙鏈,這一過(guò)程為雜交。雜交可發(fā)生于DNADNA之間,RNARNA之

18、間以及RNADNA之間。六、核酸酶(注意與核酶區(qū)別)指所有可以水解核酸的酶,在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解。可分為DNA酶和RNA酶;外切酶和內(nèi)切酶;其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴(lài)性,稱(chēng)為限制性?xún)?nèi)切酶。第三章酶一、酶的組成單純酶:僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。結(jié)合酶:酶蛋白:決定反應(yīng)的特異性;輔助因子:決定反應(yīng)的種類(lèi)與性質(zhì);可以為金屬離子或小分子有機(jī)化合物。可分為輔酶:與酶蛋白結(jié)合疏松,可以用透析或超濾方法除去。輔基:與酶蛋白結(jié)合緊密,不能用透析或超濾方法除去。酶蛋白與輔助因子結(jié)合形成的復(fù)合物稱(chēng)為全酶,只有全酶才有催化作用。參與組成輔酶的維生素轉(zhuǎn)移的基團(tuán) 輔酶或輔基 所含維生素氫原子 NAD+NADP+ 尼克

19、酰胺(維生素PP)FMNFAD 維生素B2醛基 TPP 維生素B1?;?輔酶A硫辛酸 泛酸、硫辛酸烷基 鈷胺類(lèi)輔酶類(lèi) 維生素B12二氧化碳 生物素 生物素氨基 磷酸吡哆醛 吡哆醛(維生素B6)甲基、等一碳單位 四氫葉酸 葉酸二、酶的活性中心酶的活性中心由酶作用的必需基團(tuán)組成,這些必需基團(tuán)在空間位置上接近組成特定的空間結(jié)構(gòu),能與底物特異地結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。對(duì)結(jié)合酶來(lái)說(shuō),輔助因子參與酶活性中心的組成。但有一些必需基團(tuán)并不參加活性中心的組成。三、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)酶促反應(yīng)的速度取決于底物濃度、酶濃度、PH、溫度、激動(dòng)劑和抑制劑等。、底物濃度)在底物濃度較低時(shí),反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而上升,加大底物

20、濃度,反應(yīng)速度趨緩,底物濃度進(jìn)一步增高,反應(yīng)速度不再隨底物濃度增大而加快,達(dá)最大反應(yīng)速度,此時(shí)酶的活性中心被底物飽合。)米氏方程式VVmaxSKmSa.米氏常數(shù)Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度。b.Km值愈小,酶與底物的親和力愈大。c.Km值是酶的特征性常數(shù)之一,只與酶的結(jié)構(gòu)、酶所催化的底物和反應(yīng)環(huán)境如溫度、PH、離子強(qiáng)度有關(guān),與酶的濃度無(wú)關(guān)。d.Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度,與酶濃度呈正比。、酶濃度在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中,當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^(guò)酶濃度,使酶被底物飽和時(shí),反應(yīng)速度與酶的濃度成正比關(guān)系。、溫度溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度具有雙重影響。升高溫度一方面可加快酶促反應(yīng)速度,同時(shí)也

21、增加酶的變性。酶促反應(yīng)最快時(shí)的環(huán)境溫度稱(chēng)為酶促反應(yīng)的最適溫度。酶的活性雖然隨溫度的下降而降低,但低溫一般不使酶破壞。酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù),它與反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)。、PH酶活性受其反應(yīng)環(huán)境的PH影響,且不同的酶對(duì)PH有不同要求,酶活性最大的某一PH值為酶的最適PH值,如胃蛋白酶的最適PH約為1.8,肝精氨酸酶最適PH為9.8,但多數(shù)酶的最適PH接近中性。最適PH不是酶的特征性常數(shù),它受底物濃度、緩沖液的種類(lèi)與濃度、以及酶的純度等因素影響。、激活劑使酶由無(wú)活性或使酶活性增加的物質(zhì)稱(chēng)為酶的激活劑,大多為金屬離子,也有許多有機(jī)化合物激活劑。分為必需激活劑和非必需激活劑。、抑制劑凡能使酶的催化

22、活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為酶的抑制劑。大多與酶的活性中心內(nèi)、外必需基團(tuán)相結(jié)合,從而抑制酶的催化活性??煞譃椋海┎豢赡嫘砸种苿阂怨矁r(jià)鍵與酶活性中心上的必需基團(tuán)相結(jié)合,使酶失活。此種抑制劑不能用透析、超濾等方法去除。又可分為:a.專(zhuān)一性抑制劑:如農(nóng)藥敵百蟲(chóng)、敵敵畏等有機(jī)磷化合物能特民地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結(jié)合,使酶失活,解磷定可解除有機(jī)磷化合物對(duì)羥基酶的抑制作用。b.非專(zhuān)一性抑制劑:如低濃度的重金屬離子如汞離子、銀離子可與酶分子的巰基結(jié)合,使酶失活,二巰基丙醇可解毒?;瘜W(xué)毒氣路易士氣是一種含砷的化合物,能抑制體內(nèi)的巰基酶而使人畜中毒。)可逆性抑制劑:通常以非共價(jià)鍵與酶和

23、(或)酶底物復(fù)合物可逆性結(jié)合,使酶活性降低或消失。采用透析或超濾的方法可將抑制劑除去,使酶恢復(fù)活性??煞譃椋篴.競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心,從而阻礙酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物。如丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用;磺胺類(lèi)藥物由于化學(xué)結(jié)構(gòu)與對(duì)氨基苯甲酸相似,是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)抑制劑,抑制二氫葉酸的合成;許多抗代謝的抗癌藥物,如氨甲蝶呤(MTX)、5-氟尿嘧啶(-FU )、6-巰基嘌呤(6-MP)等,幾乎都是酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,分別抑制四氫葉酸、脫氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。Vmax不變,Km值增大b.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合,不影響酶與底物的結(jié)合,酶和底物的結(jié)合也不影響

24、與抑制劑的結(jié)合。Vmax降低,Km值不變c.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑:僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物結(jié)合,使中間產(chǎn)物的量下降。Vmax、 Km均降低四、酶活性的調(diào)節(jié)、酶原的激活有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體,必須在一定條件下,這些酶的前體水解一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵,致使構(gòu)象發(fā)生改變,表現(xiàn)出酶的活性。酶原的激活實(shí)際上是酶的活性中心形成或暴露的過(guò)程。生理意義是避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化,并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用,保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。、變構(gòu)酶體內(nèi)一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結(jié)合,使酶發(fā)生變構(gòu)并改變其催化活性,有變構(gòu)激活與變構(gòu)抑制。、酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)酶蛋白

25、肽鏈上的一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價(jià)結(jié)合,從而改變酶的活性,這一過(guò)程稱(chēng)為酶的共價(jià)修飾。在共價(jià)修飾過(guò)程中,酶發(fā)生無(wú)活性與有活性?xún)煞N形式的互變。酶的共價(jià)修飾包括磷酸化與脫磷酸化、乙?;c脫乙?;⒓谆c脫甲基化、腺苷化與脫腺苷化等,其中以磷酸化修飾最為常見(jiàn)。五、同工酶同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng),而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。同工酶是由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈,或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。翻譯后經(jīng)修飾生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一種屬或同一個(gè)體的不同組織或同一細(xì)胞的不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。如乳酸脫氫酶是四聚

26、體酶。亞基有兩型:骨骼肌型(M型)和心肌型(H型)。兩型亞基以不同比例組成五種同工酶,如LDH1(HHHH)、LDH2(HHHM)等。它們具有不同的電泳速度,對(duì)同一底物表現(xiàn)不同的Km值。單個(gè)亞基無(wú)酶的催化活性。心肌、腎以LDH1為主,肝、骨骼肌以LDH5為主。肌酸激酶是二聚體,亞基有M型(肌型)和B型(腦型)兩種。腦中含CK1(BB型);骨骼肌中含CK3(MM型);CK2(MB型)僅見(jiàn)于心肌。第四章維生素一、脂溶性維生素、維生素A作用:與眼視覺(jué)有關(guān),合成視紫紅質(zhì)的原料;維持上皮組織結(jié)構(gòu)完整;促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。缺乏可引起夜盲癥、干眼病等。、維生素D作用:調(diào)節(jié)鈣磷代謝,促進(jìn)鈣磷吸收。缺乏兒童引起佝僂病

27、,成人引起軟骨病。、維生素E作用:體內(nèi)最重要的抗氧化劑,保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能;促進(jìn)血紅素代謝;動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與性器官的成熟與胚胎發(fā)育有關(guān)。、維生素K作用:與肝臟合成凝血因子、有關(guān)。缺乏時(shí)可引起凝血時(shí)間延長(zhǎng),血塊回縮不良。二、水溶性維生素、維生素B1 又名硫胺素,體內(nèi)的活性型為焦磷酸硫胺素(TPP)TPP是-酮酸氧化脫羧酶和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶,并可抑制膽堿酯酶的活性,缺乏時(shí)可引起腳氣病和(或)末梢神經(jīng)炎。、維生素B2又名核黃素,體內(nèi)的活性型為黃素單核苷酸(FMN)和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)FMN和FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基,缺乏時(shí)可引起口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥。、維生素PP包括尼克酸及

28、尼克酰胺,肝內(nèi)能將色氨酸轉(zhuǎn)變成維生素PP,體內(nèi)的活性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。NAD和NADP在體內(nèi)是多種不需氧脫氫酶的輔酶,缺乏時(shí)稱(chēng)為癩皮癥,主要表現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆。、維生素B6包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺,體內(nèi)活性型為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中的轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶,也是-氨基-酮戊酸(ALA)合成酶的輔酶。、泛酸又稱(chēng)遍多酸,在體內(nèi)的活性型為輔酶A及?;d體蛋白(ACP)。在體內(nèi)輔酶A及?;d體蛋白(ACP)構(gòu)成?;D(zhuǎn)移酶的輔酶。、生物素生物素是體內(nèi)多種羧化酶的輔酶,如丙酮酸羧化酶,參與二氧化碳的羧化過(guò)程。、葉酸

29、以四氫葉酸的形式參與一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移,一碳單位在體內(nèi)參加多種物質(zhì)的合成,如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。葉酸缺乏時(shí),DNA合成受抑制,骨髓幼紅細(xì)胞DNA合成減少,造成巨幼紅細(xì)胞貧血。、維生素B12又名鈷胺素,唯一含金屬元素的維生素。參與同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反應(yīng),催化這一反應(yīng)的蛋氨酸合成酶(又稱(chēng)甲基轉(zhuǎn)移酶)的輔基是維生素B12,它參與甲基的轉(zhuǎn)移。一方面不利于蛋氨酸的生成,同時(shí)也影響四氫葉酸的再生,最終影響嘌呤、嘧啶的合成,而導(dǎo)致核酸合成障礙,產(chǎn)生巨幼紅細(xì)胞性貧血。、維生素C促進(jìn)膠原蛋白的合成;是催化膽固醇轉(zhuǎn)變成7-羥膽固醇反應(yīng)的7-羥化酶的輔酶;參與芳香族氨基酸的代謝;增加鐵的吸收;參與體

30、內(nèi)氧化還原反應(yīng),保護(hù)巰基等作用。第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)第一章糖代謝一、糖酵解、過(guò)程:見(jiàn)圖1-1糖酵解過(guò)程中包含兩個(gè)底物水平磷酸化:一為1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸;二為磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。、調(diào)節(jié))磷酸果糖激酶-1變構(gòu)抑制劑:ATP、檸檬酸變構(gòu)激活劑:AMP、ADP、1,6-雙磷酸果糖(產(chǎn)物反饋激,比較少見(jiàn))和2,6-雙磷酸果糖(最強(qiáng)的激活劑)。)丙酮酸激酶變構(gòu)抑制劑:ATP 、肝內(nèi)的丙氨酸變構(gòu)激活劑:1,6-雙磷酸果糖)葡萄糖激酶變構(gòu)抑制劑:長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A注:此項(xiàng)無(wú)需死記硬背,理解基礎(chǔ)上記憶是很容易的,如知道糖酵解是產(chǎn)生能量的,那么有ATP等能量形式存在,則可抑制該反應(yīng),

31、以利節(jié)能,上述的檸檬酸經(jīng)三羧酸循環(huán)也是可以產(chǎn)生能量的,因此也起抑制作用;產(chǎn)物一般來(lái)說(shuō)是反饋抑制的;但也有特殊,如上述的1,6-雙磷酸果糖。特殊的需要記憶,只屬少數(shù)。以下類(lèi)同。關(guān)于共價(jià)修飾的調(diào)節(jié),只需記住幾個(gè)特殊的即可,下面章節(jié)提及。(1)糖原1-磷酸葡萄糖(2)葡萄糖己糖激酶 6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖-1-激酶ATPADPATPADP磷酸二羥丙酮1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADHH+3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶ADPATPADPATP丙酮酸 乳酸NADHH+NAD+注:紅色表示該酶為該反應(yīng)的限速酶;藍(lán)色ATP表示

32、消耗,紅色ATP和NADH等表示生成的能量或可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康奈镔|(zhì)。以下類(lèi)同。(圖1-1)、生理意義)迅速提供能量,尤其對(duì)肌肉收縮更為重要。若反應(yīng)按()進(jìn)行,可凈生成分子ATP,若反應(yīng)按()進(jìn)行,可凈生成分子ATP;另外,酵解過(guò)程中生成的個(gè)NADH在有氧條件下經(jīng)電子傳遞鏈,發(fā)生氧化磷酸化,可生成更多的ATP,但在缺氧條件下丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸將消耗NADH,無(wú)NADH凈生成。)成熟紅細(xì)胞完全依賴(lài)糖酵解供能,神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓等代謝極為活躍,即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。)紅細(xì)胞內(nèi)1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成的2,-二磷酸甘油酸可與血紅蛋白結(jié)合,使氧氣與血紅蛋白結(jié)合力下降,釋放氧氣。)肌肉中產(chǎn)生的

33、乳酸、丙氨酸(由丙酮酸轉(zhuǎn)變)在肝臟中能作為糖異生的原料,生成葡萄糖。、乳酸循環(huán)葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖糖糖異酵生解途途徑徑丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸(肝) (血液) (肌肉)乳酸循環(huán)是由于肝內(nèi)糖異生活躍,又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖,釋出葡萄糖。肌肉除糖異生活性低外,又沒(méi)有葡萄糖-6-磷酸酶。生理意義:避免損失乳酸以及防止因乳酸堆積引起酸中毒。二、糖有氧氧化、過(guò)程1)、經(jīng)糖酵解過(guò)程生成丙酮酸2)、丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體乙酰輔酶ANAD+ NADHH+ 限速酶的輔酶有:TPPFADNAD+CoA及硫辛酸3)、三羧酸循環(huán)草酰乙酸乙酰輔酶A 檸檬酸合成酶檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶NAD

34、+ NADHH+-酮戊二酸-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酸酰CoA 琥珀酸NAD+ NADHH+GDPGTP延胡索酸蘋(píng)果酸草酰乙酸FADFADH2NAD+ NADHH+三羧酸循環(huán)中限速酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶同。三羧酸循環(huán)中有一個(gè)底物水平磷酸化,即琥珀酰COA轉(zhuǎn)變成琥珀酸,生成GTP;加上糖酵解過(guò)程中的兩個(gè),本書(shū)中共三個(gè)底物水平磷酸化。、調(diào)節(jié))丙酮酸脫氫酶復(fù)合體抑制:乙酰輔酶A、NADH、ATP激活:AMP、鈣離子)異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶NADH、ATP反饋抑制、生理意義)基本生理功能是氧化供能。)三羧酸循環(huán)是體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的最終共同

35、途徑。)三羧酸循環(huán)也是三大代謝聯(lián)系的樞紐。、有氧氧化生成的ATP葡萄糖有氧氧化生成的ATP反應(yīng) 輔酶 ATP第一階段 葡萄糖6-磷酸葡萄糖 -16-磷酸果糖1,6雙磷酸果糖 -12*3-磷酸甘油醛2*1,3-二磷酸甘油酸 NAD+ 2*3或2*2(詳見(jiàn))2*1,3-二磷酸甘油酸2*3-磷酸甘油酸 2*12*磷酸烯醇式丙酮酸2*丙酮酸 2*1第二階段 2*丙酮酸2*乙酰CoA NAD+ 2*3第三階段 2*異檸檬酸2*-酮戊二酸 NAD+ 2*32*-酮戊二酸2*琥珀酰CoA NAD+ 2*32*琥珀酰CoA2*琥珀酸 2*12*琥珀酸2*延胡索酸 FAD 2*22*蘋(píng)果酸2*草酰乙酸 NAD+

36、 2*3凈生成38或36個(gè)ATP、巴斯德效應(yīng)有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。三、磷酸戊糖途徑、 過(guò)程6-磷酸葡萄糖NADP+6-磷酸葡萄糖脫氫酶NADPH6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛5-磷酸木酮糖4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖6-磷酸果糖、生理意義)為核酸的生物合成提供-磷酸核糖,肌組織內(nèi)缺乏-磷酸葡萄糖脫氫酶,磷酸核糖可經(jīng)酵解途徑的中間產(chǎn)物- 磷酸甘油醛和-磷酸果糖經(jīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成。)提供NADPHa.NADPH是供氫體,參加各種生物合成反應(yīng),如從乙酰輔酶A合成脂酸、膽固醇;-酮

37、戊二酸與NADPH及氨生成谷氨酸,谷氨酸可與其他-酮酸進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)而生成相應(yīng)的氨基酸。b.NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶,對(duì)維持細(xì)胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進(jìn)而保護(hù)巰基酶的活性及維持紅細(xì)胞膜完整性很重要,并可保持血紅蛋白鐵于二價(jià)。c.NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng),有些羥化反應(yīng)與生物合成有關(guān),如從膽固醇合成膽汁酸、類(lèi)固醇激素等;有些羥化反應(yīng)則與生物轉(zhuǎn)化有關(guān)。四、糖原合成與分解、合成過(guò)程:葡萄糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖UDPG焦磷酸化酶尿苷二磷酸葡萄糖UTPPPi(UDPG)糖原合成酶(G)n+1UDP(G)n注:)UDPG可看作是活性葡萄糖,在體內(nèi)充作葡萄糖供體。)糖原引物是指原有的細(xì)胞

38、內(nèi)較小的糖原分子,游離葡萄糖不能作為UDPG的葡萄糖基的接受體。)葡萄糖基轉(zhuǎn)移給糖原引物的糖鏈末端,形成-1,4糖苷鍵。在糖原合酶作用下,糖鏈只能延長(zhǎng),不能形成分支。當(dāng)糖鏈長(zhǎng)度達(dá)到1218個(gè)葡萄糖基時(shí),分支酶將約67個(gè)葡萄糖基轉(zhuǎn)移至鄰近的糖鏈上,以-1,6糖苷鍵相接。調(diào)節(jié):糖原合成酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。、分解過(guò)程:(G)n+1磷酸化酶 (G)n1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶GPi注:)磷酸化酶只能分解-1,4糖苷鍵,對(duì)-1,6糖苷鍵無(wú)作用。)糖鏈分解至離分支處約個(gè)葡萄基時(shí),轉(zhuǎn)移酶把個(gè)葡萄基轉(zhuǎn)移至鄰近糖鏈的末端,仍以-1,4糖苷鍵相接,剩下個(gè)以-1,6糖苷鍵與糖鏈形成分支的葡萄糖基

39、被-1,6葡萄糖苷酶水解成游離葡萄糖。轉(zhuǎn)移酶與-1,6葡萄糖苷酶是同一酶的兩種活性,合稱(chēng)脫支酶。)最終產(chǎn)物中約85為1-磷酸葡萄糖,其余為游離葡萄糖。調(diào)節(jié):磷酸化酶受共價(jià)修飾調(diào)節(jié),葡萄糖起變構(gòu)抑制作用。五、糖異生途徑、 過(guò)程乳酸丙氨酸等生糖氨基酸NADH 丙酮酸丙酮酸ATP 丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶草酰乙酸草酰乙酸 (線粒體內(nèi))天冬氨酸蘋(píng)果酸GTP天冬氨酸 NADH草酰乙酸蘋(píng)果酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸(胞液)ATP3-磷酸甘油酸 NADH1,3-二磷酸甘油酸甘油ATP3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油NADH1,6-雙磷酸果糖果糖雙磷酸酶6-磷酸果糖6-磷酸

40、葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖注意:)糖異生過(guò)程中丙酮酸不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?,需?jīng)過(guò)草酰乙酸的中間步驟,由于草酰乙酸羧化酶僅存在于線粒體內(nèi),故胞液中的丙酮酸必須進(jìn)入線粒體,才能羧化生成草酰乙酸。但是,草酰乙酸不能直接透過(guò)線粒體膜,需借助兩種方式將其轉(zhuǎn)運(yùn)入胞液:一是經(jīng)蘋(píng)果酸途徑,多數(shù)為以丙酮酸或生糖氨基酸為原料異生成糖時(shí);另一種是經(jīng)天冬氨酸途徑,多數(shù)為乳酸為原料異生成糖時(shí)。)在糖異生過(guò)程中,1,3-二磷酸甘油酸還原成3-磷酸甘油醛時(shí),需NADH,當(dāng)以乳酸為原料異生成糖時(shí),其脫氫生成丙酮酸時(shí)已在胞液中產(chǎn)生了NADH以供利用;而以生糖氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí),NADH則必

41、須由線粒體內(nèi)提供,可來(lái)自脂酸-氧化或三羧酸循環(huán)。)甘油異生成糖耗一個(gè)ATP,同時(shí)也生成一個(gè)NADH、 調(diào)節(jié)2,6-雙磷酸果糖的水平是肝內(nèi)調(diào)節(jié)糖的分解或糖異生反應(yīng)方向的主要信號(hào),糖酵解加強(qiáng),則糖異生減弱;反之亦然。、 生理意義)空腹或饑餓時(shí)依賴(lài)氨基酸、甘油等異生成糖,以維持血糖水平恒定。)補(bǔ)充肝糖原,攝入的相當(dāng)一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物,后者再異生成糖原。合成糖原的這條途徑稱(chēng)三碳途徑。)調(diào)節(jié)酸堿平衡,長(zhǎng)期饑餓進(jìn),腎糖異生增強(qiáng),有利于維持酸堿平衡。第二章 脂類(lèi)代謝一、甘油三酯的合成代謝合成部位:肝、脂肪組織、小腸,其中肝的合成能力最強(qiáng)。合成原料:甘油、脂肪酸、 甘油一酯途徑(小腸

42、粘膜細(xì)胞)2-甘油一酯脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶1,2-甘油二酯脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶甘油三酯脂酰CoA脂酰CoA、甘油二酯途徑(肝細(xì)胞及脂肪細(xì)胞)葡萄糖3-磷酸甘油脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶1脂酰-3-磷酸甘油脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶脂酰CoA 脂酰CoA磷脂酸磷脂酸磷酸酶1,2甘油二酯脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶甘油三酯脂酰CoA二、甘油三酯的分解代謝、脂肪的動(dòng)員儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸(FFA)及甘油并釋放入血以供其它組織氧化利用的過(guò)程。甘油三酯激素敏感性甘油三酯脂肪酶甘油二酯甘油一酯甘油FFA FFA FFA-磷酸甘油磷酸二羥丙酮糖酵解或糖異生途徑、脂肪酸的-氧化)脂肪酸活化(胞液中)脂酸脂酰CoA合成酶

43、脂酰CoA(含高能硫酯鍵)ATPAMP)脂酰CoA進(jìn)入線粒體脂酰CoA肉毒堿線肉毒堿脂酰CoA 肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 粒 酶CoASH脂酰肉毒堿 體脂酰肉毒堿CoASH)脂肪酸-氧化脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后,進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步連續(xù)反應(yīng),生成1分子比原來(lái)少2個(gè)碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原來(lái)少2個(gè)碳原子的脂酰CoA,可再進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解反應(yīng)。如此反復(fù)進(jìn)行,以至徹底。)能量生成以軟脂酸為例,共進(jìn)行7次-氧化,生成7分子FADH2、7分子NADH及8分子乙酰CoA,即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=12

44、9)過(guò)氧化酶體脂酸氧化主要是使不能進(jìn)入線粒體的廿碳,廿二碳脂酸先氧化成較短鏈脂酸,以便進(jìn)入線粒體內(nèi)分解氧化,對(duì)較短鏈脂酸無(wú)效。三、酮體的生成和利用組織特點(diǎn):肝內(nèi)生成肝外用。合成部位:肝細(xì)胞的線粒體中。酮體組成:乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮。、 生成脂肪酸-氧化2*乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMGCoA合成酶羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)HMGCoA裂解酶乙酰乙酸-羥丁酸脫氫酶-羥丁酸NADH丙酮CO2、 利用1) -羥丁酸ATP+HSCoA乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶 琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶AMP乙酰乙酰CoA 琥珀酸乙酰乙酰CoA硫解酶乙酰CoA三羧酸循環(huán))丙酮可隨尿排出體外,部分丙酮可

45、在一系列酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛉樗?,進(jìn)而異生成糖。在血中酮體劇烈升高時(shí),從肺直接呼出。四、脂酸的合成代謝、 軟脂酸的合成合成部位:線粒體外胞液中,肝是體體合成脂酸的主要場(chǎng)所。合成原料:乙酰CoA、ATPNADPHHCO3-Mn+等。合成過(guò)程:)線粒體內(nèi)的乙酰CoA不能自由透過(guò)線粒體內(nèi)膜,主要通過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)轉(zhuǎn)移至胞液中。)乙酰CoA乙酰CoA羧化酶丙二酰CoAATP)丙二酰CoA通過(guò)酰基轉(zhuǎn)移、縮合、還原、脫水、再還原等步驟,碳原子由2增加至4個(gè)。經(jīng)過(guò)7次循環(huán),生成16個(gè)碳原子的軟脂酸。更長(zhǎng)碳鏈的脂酸則是對(duì)軟脂酸的加工,使其碳鏈延長(zhǎng)。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長(zhǎng)酶體系的作用下,一般可將脂酸碳鏈延長(zhǎng)

46、至二十四碳,以十八碳的硬脂酸最多;在線粒體脂酸延長(zhǎng)酶體系的催化下,一般可延長(zhǎng)脂酸碳鏈至24或26個(gè)碳原子,而以硬脂酸最多。、不飽和脂酸的合成人體含有的不飽和脂酸主要有軟油酸、油酸、亞油酸,亞麻酸及花生四烯酸等,前兩種單不飽和脂酸可由人體自身合成,而后三種多不飽和脂酸,必須從食物攝取。五、前列腺素及其衍生物的生成細(xì)胞膜中的磷脂磷脂酶A2花生四烯酸PGH合成酶PGH2TXA2合成酶TXA2PGD2、PGE2、PGI2等脂過(guò)氧化酶氫過(guò)氧化廿碳四烯酸 脫水酶白三烯(LTA4)六、甘油磷脂的合成與代謝、 合成除需ATP外,還需CTP參加。CTP在磷脂合成中特別重要,它為合成CDP-乙醇胺、CDP-膽堿及

47、CDP-甘油二酯等活化中間物所必需。)甘油二酯途徑CDP-乙醇胺CMP磷脂酰乙醇胺葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸甘油二酯轉(zhuǎn)移酶(腦磷脂)磷脂酰膽堿CDP-膽堿CMP(卵磷脂)腦磷脂及卵磷脂主要通過(guò)此途徑合成,這兩類(lèi)磷脂在體內(nèi)含量最多。)CDP-甘油二酯途徑肌醇 磷脂酰肌醇絲氨酸葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸CDP-甘油二酯合成酶 磷脂酰絲氨酸CTP PPi 磷脂酰甘油二磷脂酰甘油(心磷脂)此外,磷脂酰膽堿亦可由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成;磷脂酰絲氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化生成。、降解生物體內(nèi)存在能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類(lèi),根據(jù)其作用的鍵的特異性不同,分為磷脂酶A1和A2,磷脂酶B,磷脂酶C和磷脂酶D。磷脂酶A2特異地催化磷酸甘油酯中2位上的酯鍵水解,生成多不飽和脂肪酸和溶血磷脂。后者在磷脂酶B作用,生成脂肪酸及甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺,再經(jīng)甘油酸膽堿水解酶分解為甘油及磷酸膽堿。磷脂酶A1催化磷酸甘油酯1位上的酯鍵水解,產(chǎn)物是脂肪酸和溶血磷脂。七、膽固醇代謝、 合成合成部位:肝是主要場(chǎng)所,合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。合成原料:乙酰CoA(經(jīng)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)由線粒體轉(zhuǎn)移至胞液中)

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