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文檔簡介
1、2009 年藥大藥綜(一)詳解生物化學(xué)一、選擇題1、A(脂類中唯一有抗原性的磷脂為心磷脂)脂類的分類:1. 油脂(fat)即甘油三酯或稱之為脂酰甘油(triacylglycerol),是油和脂肪的統(tǒng)稱。一般將常溫下呈液態(tài)的油脂稱為油,而將其呈固態(tài)時(shí)稱為脂肪。2. 類脂(lis)包括磷脂( os olis),糖脂(glycoli)和膽固醇及其酯(cholesterol and cholesterol ester)三大類。 磷脂是 含 有磷 酸 的脂類 , 包括 由 甘油的甘 油 磷脂 ( os oglycerides) 與 由鞘氨 醇的 鞘 磷脂 (s ingomyelin)。在動(dòng)物的腦和卵中,
2、大豆的 中,磷脂的含量較多。糖脂是含有糖基的脂類。還有,膽固醇及甾類化合物(類固醇)等物質(zhì)主要包括膽固醇、膽酸、 及維生素 D 等。這些物質(zhì)對于生物體維持正常的新陳代謝和生殖過程,起著重要的調(diào)節(jié)作用。另外,膽固醇還是脂肪酸鹽和維生素 D3 以及類固醇激素等的 原料,對于調(diào)節(jié)機(jī)體脂類物質(zhì)的吸收,尤其是脂溶性維生素(A,D,E,K)的吸收以及鈣、磷代謝等均起著重要作用。這三大類類脂是生 物膜的重要組成成分, 疏水性的“屏障”(barrier),分隔細(xì)胞水溶性成分及將細(xì)胞劃分為細(xì)胞器/核等小的區(qū)室,保證細(xì)胞內(nèi)同時(shí)進(jìn)行多種代謝活動(dòng)而互不干擾,維持細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)與功能等。分類及生理功能甘油磷脂基本結(jié)構(gòu)是磷
3、脂酸和與磷酸相連的取代基團(tuán)(X);甘油磷脂由于取代基團(tuán)不同又可以分為許多類,其中重要的有:?膽堿(choline) + 磷脂酸 磷脂酰膽堿( os atidylcholine)又稱卵磷脂(lecithin)?乙醇胺(enolamine) + 磷脂酸 磷脂酰乙醇胺( os atidylenolamine)又稱腦磷脂(ce ain)?絲氨酸(serine) + 磷脂酸 磷脂酰絲氨酸( os atidylserine)?甘油(glycerol) + 磷脂酸 磷脂酰甘油( os atidylglycerol)?呼吸鏈又稱電子傳遞鏈,是由一系列電子載體的,從 NADH 或 FADH2 向氧傳遞電子的系統(tǒng)
4、。呼吸鏈:線粒體內(nèi)膜上存在多種酶與輔酶組成的電子傳遞鏈,可使還原當(dāng)量中的氫傳遞到氧生成水。呼吸鏈( respiratory chain) 是由一系列的遞氫反應(yīng)( hydrogen transfer react ions)和 遞電子反應(yīng)( eletron transfer reacti ons)按 一定的順序排列所組成的連續(xù)反應(yīng)體系,它將代謝物脫下的成對氫原子交給氧生成水,同時(shí)有ATP 生成。實(shí)際上呼吸鏈的作用代表著線粒體最基本的功能,呼吸鏈中的遞氫體( hydrogen carrier)和遞電子體( electron carrier)就 是能傳遞氫原子或電子的載體,由于氫原子可以看作是由質(zhì)子和
5、核外電子組成的,所以遞氫體也是遞電子體,遞氫體和遞電子體的本質(zhì)是酶、輔酶、輔基或輔因子。5、D(b、c1、c、a、a3、O2)4B(倒 L 型結(jié)構(gòu))(1974 年用 X 射線晶體衍射法測出第一個(gè) tRNA酵母苯丙氨酸 tRNA 晶體的三維結(jié)構(gòu),分子全貌象倒寫的英文字母 L,呈扁平狀,長 60 埃,厚 20 埃(圖 2),它是在 tRNA 二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,通過氨基酸接受莖與 TC 莖以及 D 莖與反 莖間折疊成右手反平行雙螺旋)3B(鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的) (同 2010 年選擇題第 5 題)肌醇(inositol) + 磷脂酸 磷脂酰肌醇( os atidylinos
6、itol)?心磷脂( cardi oli pi n)是由甘油的 C1 和 C3 與兩分子磷脂酸結(jié)合而成。心磷脂是線粒體內(nèi)膜和細(xì)菌膜的重要成分,而且是唯一具有抗原性的磷脂分子。2、B 獲得 2000 年生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的是德國科學(xué)家德因發(fā)現(xiàn)人乳突淋瘤頸癌獲此殊榮,兩名法國科學(xué)家絲和蒙因發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷病毒獲此殊榮。100、2005 年,(Barry J. Marshall,澳大利亞),(J. Robin Warren,澳大利亞), 發(fā)現(xiàn)了幽門螺旋桿菌以及該細(xì)菌對消化性潰瘍病的致病機(jī)理。101、2006 年,法爾()和(),發(fā)現(xiàn)了 RNA(核糖核酸)干擾機(jī)制。102、2007 年,科學(xué)家卡佩奇和、英國
7、科學(xué)家馬丁。這三位科學(xué)家是因?yàn)椤霸谏婕芭咛ジ杉?xì)胞和哺乳動(dòng)物 DNA 重組方面的一系列突破性發(fā)現(xiàn)”而獲得這一殊榮的。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了一種通常們稱為“打靶”的強(qiáng)大技術(shù)。這一國際小組通過使用胚胎干細(xì)胞在老鼠身上實(shí)現(xiàn)了變化。 103、2008 年,德國科學(xué)家德因發(fā)現(xiàn)人乳突淋瘤頸癌獲此殊榮,兩名法國科學(xué)家和蒙因發(fā)現(xiàn)人類免疫缺陷獲此殊榮。104、2009 年,加利福尼亞舊金山大學(xué)的本(Elizabeth H.Blackburn)、的摩 醫(yī)學(xué)院的德(Carol W.Greider)、哈佛醫(yī)學(xué)院的紹(Jack W.Szostak)因發(fā)現(xiàn)端粒 和端粒酶保護(hù)的機(jī)理而獲此殊榮。來自加利福尼亞舊金山大學(xué),于 1948
8、年出生于澳大利亞。來自的摩-醫(yī)學(xué)院的德出生于 1961 年。另外,紹來自休斯醫(yī)學(xué),他于 1952 年出生于英國倫敦。105、2010 年,國生理學(xué)家因?yàn)樵诜矫娴难芯揩@得 2010 年生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。6、C(1- 4 和1- 6)糖原(gl ycogen)( C6H10O5)n 又稱肝糖,動(dòng)物淀粉,由葡萄糖結(jié)合而成的支鏈多糖,其糖苷鏈為 型。淀粉是葡萄糖的高聚體,在餐飲業(yè)又稱芡粉,通式是(C6H10O5)n,水解到二糖階段為麥芽糖,化學(xué)式是(C12H22O11),完全水解后得到葡萄糖,化學(xué)式是(C6H12O6 )。淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。淀粉是植物體中的養(yǎng)分,在和塊莖中,各類植物中的淀粉含
9、量都較高。呼吸鏈包含 15 種以上組分,主要由 4 種酶復(fù)合體和 2 種可移動(dòng)電子載體。其中復(fù)合體、輔酶 Q 和細(xì)胞色素 C 的數(shù)量比為 1:2:3:7:63:9。復(fù)合體 即 NADH:輔酶 Q 氧化還原酶復(fù)合體,由 NADH 脫氫酶(一種以 FMN 為輔基的蛋白)和一系列鐵硫蛋白(鐵硫中心)組成。它從 NADH 得到兩個(gè)電子,經(jīng)鐵硫蛋白傳遞給輔酶 Q。鐵硫蛋 白含有非血紅素鐵和酸不穩(wěn)定硫,其鐵與肽類半胱氨酸的硫原子配位結(jié)合。鐵的價(jià)態(tài)變化使電子從 FMNH2轉(zhuǎn)移到輔酶 Q。復(fù)合體 由琥珀酸脫氫酶(一種以 FAD 為輔基的蛋白)和一種鐵硫蛋白組成,將從琥珀酸得到的電子傳遞給輔酶 Q。輔酶 Q 是
10、呼吸鏈中唯一的非蛋白氧化還原載體,可在膜中迅速移動(dòng)。它在電子傳遞鏈中處于中心地位,可接受各種酶類脫下的氫。復(fù)合體 輔酶 Q:細(xì)胞色素 C 氧化還原酶復(fù)合體,是細(xì)胞色素和鐵硫蛋白的復(fù)合體,把來自輔酶 Q的電子,依次傳遞給結(jié)合粒體內(nèi)膜外表面的細(xì)胞色素 C。細(xì)胞色素類 都以血紅素為輔基,紅色或褐色。將電子從輔酶 Q 傳遞到氧。根據(jù)吸收光譜,可分為三類:a,b,c。呼吸鏈中至少有 5 種:b、c1、c、a、a3(按電子傳遞順序)。細(xì)胞色素 aa3 以復(fù)合物形式存在,又稱細(xì)胞色素氧化酶,是最后一個(gè)載體,將電子直接傳遞給氧。從 a 傳遞到 a3 的是兩個(gè)銅原子,有價(jià)態(tài)變化。復(fù)合體 IV:細(xì)胞色素 C 氧化
11、酶復(fù)合體。將電子傳遞給氧。還原型輔酶通過呼吸鏈再氧化的過程稱為電子傳遞過程。其中的氫以質(zhì)子形式脫下,電子沿呼吸鏈轉(zhuǎn)移到分子氧,形成粒子型氧,再與質(zhì)子結(jié)合生成水。放出的能量則使 和磷酸生成 ATP。電子傳遞和 ATP 形成的偶聯(lián)機(jī)制稱為氧化磷酸化作用。整個(gè)過程稱為氧化呼吸鏈或呼吸代謝。在葡萄糖的分解代謝中,一分子葡萄糖共生成 10 個(gè) NADH 和 2 個(gè) FADH2,其標(biāo)準(zhǔn)生成 能是 613千卡,而在燃燒時(shí)可放出 686 千卡熱量,即 90 在還原型輔酶中。呼吸鏈?zhǔn)惯@些能量逐步 ,有利于形成 ATP 和維持跨膜電勢。原核細(xì)胞的呼吸鏈位于質(zhì)膜上,真核細(xì)胞則位于線粒體內(nèi)膜上。8、B(胃蛋白酶)胃蛋
12、白酶在對蛋白或多肽進(jìn)行剪切時(shí),具有一定的氨基酸序列特異性。例如,它傾向于剪切氨基端或羧基端為芳香族氨基酸(如苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸)或亮氨酸的肽鍵;而如果往某一肽鍵氨基端數(shù)第三個(gè)氨基酸為堿性氨基酸(如賴氨酸、精氨酸和組氨酸)或者該肽鍵的氨基端為精氨酸時(shí),則不能有LDL 低密度脂蛋白,即脂蛋白。 血漿脂蛋白的一種,是血液中膽固醇的主要載體。其 約由 1500 個(gè)膽固醇酯分子組成。膽固醇之中最常見的酯?;莵営退帷J杷?外面包圍著磷酸脂和未酯化的膽固醇膽固醇?xì)樱瑲又幸埠?apo B-100,它被靶細(xì)胞所識(shí)別。LDL 的功能是轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇到 組織,并調(diào)節(jié)這些部血漿脂蛋白位的膽固醇從頭 。食物中維
13、生素 E 主要在動(dòng)物體內(nèi)小腸上部吸收, 在血液中主要由 - 脂蛋白攜帶, 至各組織。CM 乳糜微粒,由小腸 , 外源性TG 及膽固醇酯。VLDL 極低密度脂蛋白:是 內(nèi)源性甘油三酯的主要形式7、B(脂蛋白)2.高密度脂蛋白(HDL),即脂蛋白 是中顆粒密度最大的一組脂蛋白,亦稱為 a1 脂蛋白,比較富含磷脂質(zhì),在中的含量約為 300mgdl。其蛋白質(zhì)部分, A約為 75, A約為 20。主要作用是將肝臟以外組織中的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟進(jìn)行分解代謝。HDL 被認(rèn)為是抗動(dòng)脈粥樣硬化因子。 HDL 主要由肝和小腸。肝的新生 HDL 以磷脂和 ApoA為主。在 LCAT 作用下,游離膽固醇變成膽固醇酯,脂
14、蛋白則變成成熟球形 HDL3,再經(jīng) LPL 作用轉(zhuǎn)變成 HDL2。9、B(N 氨甲基天冬氨酸)尿素生物以 、水、天冬氨酸和氨等化學(xué)物質(zhì) 尿素。促使尿素 的代謝途徑是一種 代謝,叫做尿素循環(huán)。此過程耗費(fèi)能量,卻很必要。因?yàn)榘?,且是常見的新陳代謝產(chǎn)物,必須被消除。肝臟在 尿素時(shí),需要 N-乙酰谷氨酸作為調(diào)節(jié)。尿素的生物是一個(gè)循環(huán)的過程。在反應(yīng)開始時(shí)消耗的鳥氨酸在反應(yīng)末又重新生成,整個(gè)循環(huán)中沒有鳥氨酸、瓜氨酸、精氨酸代琥珀酸或精氨酸的凈丟失或凈增加。只消耗了氨、C02、ATP 和天冬氨酸。尿素分子中兩個(gè)氨基,一個(gè)來自氨,另一個(gè)來自天冬氨酸,而天冬氨酸又可由其它氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用生成。由此可見,尿
15、素分子中的兩個(gè)氨基雖然來源不同但均直接或間接來自各種氨基酸的氨基。從以上鳥氨酸循環(huán)可以看出,形成一分子尿素可清除兩分子氨和一分子 C02。尿素屬中性無毒物質(zhì),所以尿素的不僅可消除氨的毒性,還可減少 C02 溶于血液所產(chǎn)生的酸性。機(jī)體在將的氨轉(zhuǎn)換成尿素的過程是消耗能量的,氨甲酰磷酸時(shí)消耗了兩分子 ATP,而在精氨琥珀酸時(shí)表面上雖然消耗了一分子 ATP,但由于生成了和焦磷酸,這一過程實(shí)際上是水解了兩個(gè)高能磷酸鍵。所以相當(dāng)于消耗了兩分子 ATP,因此生成一分子尿素實(shí)際上共消耗四分子 ATP.尿素的總反應(yīng)可表示如下:NH3 + CO2+ 天冬氨酸 + 3ATP + 2H2O 尿素 + 延胡索酸 + 2
16、 + 4Pi嘧啶從頭途徑從頭途徑是指利用一些簡單的前體物逐步嘧啶核苷酸的過程。該過程主要在肝臟的胞液中進(jìn)行。同位素示蹤實(shí)驗(yàn)證明,嘧啶核苷酸從頭的原料來自天冬氨酸、谷氨酰胺和 CO2從頭途徑的過程嘧啶核苷酸從頭途徑首先生成 UMP,其過程如下:尿嘧啶核苷酸的:嘧啶環(huán)的由 6 步反應(yīng)完成。第一步是生成氨基甲酰磷酸。肝細(xì)胞中存在兩種氨基甲酰磷酸酶(CPS)。在肝細(xì)胞線粒體中氨基甲酰磷酸酶 I(CPS-1)催化生成氨基甲酰磷酸用于尿素;而肝細(xì)胞液中存在氨基甲酰磷酸酶(CPS-)以 Gln,CO2,ATP 為原料氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的催化下,轉(zhuǎn)移一分子天冬氨酸,從而氨甲酰天冬氨酸,然后
17、再經(jīng)脫氫、脫羧、環(huán)化等反應(yīng),第一個(gè)嘧啶核苷酸,即 UMP。CTP 的:UMP 經(jīng)尿苷酸激酶和二磷酸核苷激酶的連續(xù)催化從 ATP 兩次轉(zhuǎn)移磷酸基生成 UTP。并在 CTP酶作用下,消耗 1 分子 ATP,接受谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)變?yōu)?CTP。脫氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP 或 TMP)的生成:脫氧胸腺嘧啶核苷酸是 DNA 特有的組分。dTMP 是由 dUMP 經(jīng)甲基化而生成,反應(yīng)由胸苷酸合酶(thymidylate syn se)催化,N5,N10-甲烯四氫葉酸作為甲基供體,反應(yīng)后生成的二氫葉酸再經(jīng)二氫葉酸還原酶的作用,生成四氫葉酸。四氫葉酸攜帶的一碳 一方面作為嘌呤從頭 的前體,另一方面又能參與脫氧胸
18、苷酸的 ,與各種核苷酸 代謝都密切相關(guān)。dUMP 在體內(nèi)經(jīng)兩條途徑生成:主要經(jīng) dCMP 脫氨基生成,也可經(jīng) dUDP 水解除去磷酸生成 dUMP。酸水解 用 6MHCl 或 4MH2SO4,105回流 20 小時(shí)即可完全水解。酸水解不引起氨基酸的消旋,但色氨酸完全被破壞,絲氨酸和蘇氨酸部分破壞,天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解。如樣品含有雜質(zhì),在酸水解過程中常產(chǎn)生腐黑質(zhì),使水解液變黑。用 3mol/L 對甲苯磺酸代替鹽酸,得到色氨酸較多,可像絲氨酸和蘇氨酸一樣用外推法求其含量。天冬氨酸蛋白酶它們的活性中心是由兩個(gè)天冬氨酸殘基所組成,如由胃膜的胃蛋白酶、腎臟中的緊酶及細(xì)胞溶酶體中的某些組織蛋白
19、酶等。絲氨酸蛋白酶其活性中心除絲氨酸外還包括組氨酸和天冬氨酸殘基,如胰臟所的各種內(nèi)肽酶和與凝血、溶血、補(bǔ)體系統(tǒng)有關(guān)的各種蛋白酶。胰蛋白酶為蛋白質(zhì)水解酶,能選擇地水解蛋白質(zhì)中由賴氨酸(Lys)或精氨酸(Arg)的羧基所的肽鏈效地對此肽鍵進(jìn)行剪切。 這種剪切特異性在值為 1.3 時(shí)表現(xiàn)得更為明顯:只傾向于剪切氨基端10、D(磷酸化酶 a(四聚體))酶專題酶活測定初速度(initial velocity):酶促反應(yīng)最初階段底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速度,這一階段產(chǎn)物的濃度非常低,其逆反應(yīng)可以忽略不計(jì)。酶的(U, act i ve uni t):的量度。1961 年國際酶學(xué)會(huì)議規(guī)定:1 個(gè)酶是指在特定條件(25
20、,其它為最適條件)下,在 1mi n 內(nèi)能轉(zhuǎn)化 1mol 底物的酶量,或是轉(zhuǎn)化底物中 1mol 的有關(guān)基團(tuán)的酶量。比活(specific activity):每分鐘每毫克酶蛋白在 25下轉(zhuǎn)化的底物的微摩爾數(shù)。比活是酶純度的測量?;罨埽╝ctivation energy):將 1mol 反應(yīng)底物中所有分子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為過度態(tài)所需要的能量?;钚圆课唬╝ctive site):酶中含有底物結(jié)合部位和參與催化底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的氨基酸殘基部分?;钚圆课煌ǔN挥诘鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)域或亞基之間的裂隙或是蛋白質(zhì)表面的凹陷部位,通常都是由在三維空間上靠得很緊的一些氨基酸殘基組成。酶的特性1、高效性:酶的催化效率比無機(jī)催
21、化劑更高,使得反應(yīng)速率更快;2、專一性:一種酶只能催化一種或一類底物,如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解成多肽;3、多樣性:酶的種類很多,大約有 4000 多種;4、溫和性:是指酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在較溫和的條件下進(jìn)行的。5、活性可調(diào)節(jié)性:包括抑制劑和激活劑調(diào)節(jié)、反饋抑制調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)和變構(gòu)調(diào)節(jié)等。6.有些酶的催化性與輔因子有關(guān)。7.易變性,由于大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),因而會(huì)被高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等破壞。肌肉糖元磷酸化酶的酶促化學(xué)修飾是研究得比較清楚的一個(gè)例子。該酶有兩種形式,即無活性的磷酸化酶 b和有活性的磷酸化酶 a。磷酸化酶 b 是二聚體,分子量約為 85,000Da。它在酶的催化下,使每個(gè)亞基分
22、別接受 ATP 供給的一個(gè)磷酸基團(tuán),轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峄?a,后者具有高活性。兩分子磷酸化酶 a 二聚體可以再聚合成活性較低的(低于高活性的二聚體)磷酸化酶 a 四聚體。影響酶的米契(Michaelis)和門坦(Menten)根據(jù)中間產(chǎn)物學(xué)說推導(dǎo)出酶促反應(yīng)速度方程式,即米-門公式(具體參考環(huán)境工程微生物學(xué)第四章微生物的生理)。由米門公式可知:酶促反應(yīng)速度受酶濃度和底物濃度的影響,也受溫度、激活劑和抑制劑的影響。(1)酶濃度對酶促反應(yīng)速度的影響從米門公式和酶濃度與酶促反應(yīng)速度的關(guān)系圖解可以看出:酶促反應(yīng)速度與酶分子的濃度成正比。當(dāng)?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r(shí),酶分子越多,底物轉(zhuǎn)化的速度越快。但事實(shí)上,當(dāng)酶濃度很
23、高時(shí),并不保持這種關(guān)系,曲線逐漸趨向平緩。根據(jù)分析,這可能是高濃度的底物夾帶夾帶有許多的抑制劑所致。2)底物濃度對酶促反應(yīng)速度的影響在生化反應(yīng)中,若酶的濃度為定值,底物的起始濃度較低時(shí),酶促反應(yīng)速度與底物濃度成正比,即隨底物濃度的增加而增加。當(dāng)所有的酶與底物結(jié)合生成中間產(chǎn)物后,即使在增加底物濃度,中間產(chǎn)物濃度也不會(huì)增加,酶促反應(yīng)速度也不增加。還可以得出,在底物濃度相同條件下,酶促反應(yīng)速度與酶的初始濃度成正比。酶的初始濃度大,其酶促反應(yīng)速度就大。在實(shí)際測定中,即使酶濃度足夠高,隨底物濃度的升高,酶促反應(yīng)速度并沒有因此增加,甚至受到抑制。其原因是:高濃度底物降低了水的有效濃度,降低了分子擴(kuò)散性,從
24、而降低了酶促反應(yīng)速度。過量的底物在酶分子上,生成無活性的中間產(chǎn)物,不能出酶分子,從而也會(huì)降低反應(yīng)速度。(3)溫度對酶促反應(yīng)速度的影響各種酶在最適溫度范圍內(nèi),酶活性最強(qiáng),酶促反應(yīng)速度最大。在適宜的溫度范圍內(nèi),溫度每升高 10,酶促反應(yīng) 速度可以相應(yīng)提高 12 倍。不同生物體內(nèi)酶的最適溫度不同。如,動(dòng)物組織中各種酶的最適溫度為 3740;微生物體內(nèi)各種酶的最適溫度為 2560,但也有例外,如黑曲糖化酶的最適溫度為 6264;巨大芽孢桿菌、短乳酸桿菌、產(chǎn)氣桿菌等體內(nèi)的葡萄糖異構(gòu)酶的最適溫度為 80;枯草桿菌的液化型淀粉酶的最適溫度為 8594??梢?,一些芽孢桿菌的酶的熱穩(wěn)定性較高。過高或過低的溫度都
25、會(huì)降低酶的催化效率,即降低酶促反應(yīng)速度。最適溫度在 60以下的酶,當(dāng)溫度達(dá)到 6080時(shí),大部分酶被破壞,發(fā)生不可逆變性;當(dāng)溫度接近 100時(shí),酶的催化作用完全喪失。(4對酶促反應(yīng)速度的影響酶在最適范圍內(nèi)活性,大于或小于最適,都會(huì)降低酶活性。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài),從而影響酶和底物的結(jié)合;過高或過低的都會(huì)影響酶的穩(wěn)定性,進(jìn)而使酶不可逆破壞。激活劑對酶促反應(yīng)速度的影響能激活酶的物質(zhì)稱為酶的激活劑。激活劑種類很多,有無機(jī)陽離子,如鈉離子、鉀離子、銅離子、鈣離子等;無機(jī)陰離子,如氯離子、溴離子、碘離子、硫酸鹽離子磷酸鹽離子等;有機(jī)化合物,如維生素 C、半胱氨酸、還原性谷胱
26、甘肽等。許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r(shí),才催化活性或強(qiáng)化其催化活性,這稱為對酶的激活作用。而有些酶被后呈現(xiàn)無活性狀態(tài),這種酶稱為酶原。它必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)募せ顒┘せ詈蟛啪呋钚?。抑制劑對酶促反?yīng)速度的影響酶活調(diào)節(jié)競爭性抑制作用(competitive inhibition):通過增加底物濃度可以逆轉(zhuǎn)的一種酶抑制類型。競爭性抑制劑通常與正常的底物或配體競爭同一個(gè)蛋白質(zhì)的結(jié)合部位。這種抑制使 Km 增大而 max 不變。非競爭性抑制作用(noncompetitive inhibition): 抑制劑不僅與游離酶結(jié)合,也可以與酶-底物復(fù)合物結(jié)合的一種酶促反應(yīng)抑制作用。這種抑制使 Km 不變而 max
27、 變小。反競爭性抑制作用(uncompetitive inhibition): 抑制劑只與酶-底物復(fù)合物結(jié)合而不與游離的酶結(jié)合的一種酶促反應(yīng)抑制作用。這種抑制使 Km 和 max 都變小但 max/Km 不變。很大一類復(fù)雜的蛋白質(zhì)物質(zhì) enzyme;ferment,在促進(jìn)可逆反應(yīng)(解和氧化)方面起著像催化劑一樣的作用。在許多工業(yè)過程中是有用的(如發(fā)酵、皮革鞣制及干酪生產(chǎn))酶是一種有機(jī)的膠狀物質(zhì),由蛋白質(zhì)組成,對于生物的化學(xué)變化起催化作用,發(fā)酵就是靠它的作用:原。方程(Michaelis-Mentent equation):表示一個(gè)酶促反應(yīng)的起始速度()與底物濃度(s)關(guān)系的速度方程:=maxs
28、/(Km+s)常數(shù)(Michaelis constant):對于一個(gè)給定的反應(yīng),使酶促反應(yīng)的起始速度(0)達(dá)到最大反應(yīng)速度(max)一半時(shí)的底物濃度。催化常數(shù)(catalytic number)(Kcat):也稱為轉(zhuǎn)換數(shù)。是一個(gè)動(dòng)力學(xué)常數(shù),是在底物處于飽和狀態(tài)下一個(gè)酶(或一個(gè)酶活性部位)催化一個(gè)反應(yīng)有多快的測量。催化常數(shù)等于最大反應(yīng)速度除以總的酶濃度(max/Etotal)?;蚴敲磕γ富钚圆课幻棵腌娹D(zhuǎn)化為產(chǎn)物的底物的量(摩爾)。雙倒數(shù)作圖(double-reciprocal plot):那稱為 Lineweaver_Burk 作圖。一個(gè)酶促反應(yīng)的速度的倒數(shù)(1/V)對底物度的倒數(shù)(1/LSF)
29、的作圖。x 和 y 軸上的截距分別代表常數(shù)和最大反應(yīng)速度的倒數(shù)。別構(gòu)酶別構(gòu)酶(allosteric enzyme)往往是具有四級結(jié)構(gòu)的多亞基的寡聚酶,酶分子中除有催化作用的活性中心也稱催化位點(diǎn)(catalytic site)外;還有別構(gòu)位點(diǎn)(allosteric site)后者是結(jié)合別構(gòu)劑(allesteric effector)的位置,當(dāng)它與別構(gòu)劑結(jié)合時(shí),酶的分子構(gòu)象就會(huì)發(fā)生輕微變化,影響到催化位點(diǎn)對底物的親和力和催化效率。若別構(gòu)劑結(jié)合使酶與底物親和力或催化效率增高的稱為別構(gòu)激活劑(allostericactivator),反之使酶底物的 r 親和力或催化效率降低的稱為別構(gòu)抑制劑(allos
30、tericinhibitor)。酶活性受別構(gòu)劑調(diào)節(jié)的作用稱為別構(gòu)調(diào)節(jié)(allosteric regulation)作用別構(gòu)酶的催化位點(diǎn)與別構(gòu)位點(diǎn)可共處一個(gè)亞基的不同部位,但 的是分別處于不同亞基上在后一種情況下具催化位點(diǎn)的亞基稱催化亞基,而具別構(gòu)位點(diǎn)的稱調(diào)節(jié)亞基。多數(shù)別構(gòu)酶處于代謝途徑的開端,而別構(gòu)酶的別構(gòu)劑往往是一些生理性小分子及該酶作用的底物或該代謝途徑的中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物。故別構(gòu)酶的催化活性受細(xì)胞內(nèi)底物濃度、代謝中間物或終產(chǎn)物濃度的調(diào)節(jié)。終產(chǎn)物抑制該途徑中的別構(gòu)酶稱反饋抑制(feedback inhibition)說明一旦細(xì)胞內(nèi)終產(chǎn)物增多,它作為別構(gòu)抑制劑抑制處于代謝途徑起始的酶,及時(shí)調(diào)整
31、該代謝途徑的速度,以適應(yīng)細(xì)胞生理機(jī)能的需要。別構(gòu)酶在細(xì)胞物質(zhì)代謝上的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。故別構(gòu)酶又稱調(diào)節(jié)酶。(regulatory enzyme)同工酶同工酶(isoenzyme)的概念:即同工酶是一類催化相同的化學(xué)反應(yīng),但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫原性各不相同的一類酶。 它們存在于生物的同一種族或同一的不同組織,甚至在同一組織、同一細(xì)胞的不同細(xì)胞器中。至今已知的同工酶已不下幾十種,如己糖激酶,乳酸脫氫酶等,其中以乳酸脫氫酶(Lactic acid dehydrogenase,LDH)研究得最為清楚。人和脊柱動(dòng)物組織中,有五種分子形式,它們催化下列相同的化學(xué)反應(yīng):五種同工酶均由四個(gè)亞基組
32、成。LDH 的亞基有骨骼肌型(M 型)和心肌型(H 型)之分,兩型亞基的氨基酸組成不同,由兩種亞基以不同比例組成的四聚體,存在五種 LDH 形式即 H4(LDHl)、H3M1(LDH2)、H2M2 (LDH3)、H1M3(LDH4)和 M4 (LDH5)。酶的活性中心酶屬生物大分子,分子質(zhì)量至少在 1 萬以上,大的可達(dá)百萬。酶的催化作用有賴于酶分子的一級結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)的完整。若酶分子變性或亞基解聚均可導(dǎo)致酶活性喪失。一個(gè)值得注意是酶所催化的反應(yīng)物即底物(substrate),卻大多為小分物質(zhì)它們的分子質(zhì)量比酶要小幾個(gè)數(shù)量級。酶的活性中心(active center)只是酶分子中的很小部分,酶蛋
33、白的大部分氨基酸殘基并不與底物接觸。組成酶活性中心的氨基酸殘基的側(cè)鏈存在不同的功能基團(tuán),如-NH2、-COOH、-SH、-OH 和咪唑基等,它們來自酶分子多肽鏈的不同部位。有的基團(tuán)在與底物結(jié)合時(shí)起結(jié)合基團(tuán)(binding group)的作用,有的在催化反應(yīng)中起催化基團(tuán)(catalytic group)的作用。但有的基團(tuán)既在結(jié)合中起作用,又在催化中起作用,所以活性部位的功能基團(tuán)統(tǒng)稱為必需基團(tuán) (essential group)。它們通過多肽鏈的盤曲折疊,組成一個(gè)在酶分子表面、具有三結(jié)構(gòu)的孔穴或裂隙,以容納進(jìn)入的底物與之結(jié)合(圖 4-1)并催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物,這個(gè)區(qū)域即稱為酶的活性中心。而酶活性中
34、心以外的功能 則在形成并維持酶的空間構(gòu)象上也是必需的,故稱為活性中心以外的必需基團(tuán)。對需要輔助因子的酶來說,輔助因子也是活性中心的組成部分。酶催化反應(yīng)的特異性實(shí)際上決定于酶活性中心的結(jié)合基團(tuán)、催化基團(tuán)及其空間結(jié)構(gòu)。酶的化學(xué)組成按照酶的化學(xué)組成可將酶分為單純酶和結(jié)合酶兩大類。單純酶分子中只有氨基酸殘基組成的肽鏈,結(jié)合酶分子中則除了多肽鏈組成的蛋白質(zhì),還有非蛋白成分,如金屬離子、鐵卟啉或含 B 族維生素的小分子有機(jī)物。結(jié)合酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白(apoenzyme),非蛋白質(zhì)部分統(tǒng)稱為輔助因子 (cofactor),兩者一起組成全酶(holoenzyme);只有全酶才有催化活性,如果兩者分開則酶
35、。非蛋白質(zhì)部分如鐵卟啉或含 B 族維生素的化合物若與酶蛋白以共價(jià)鍵相連的稱為輔基(prosthetic group),用透析或超濾等方法不能使它們與酶蛋白分開;反之兩者以非共價(jià)鍵相連的稱為輔酶 (coenzyme),可用上述方法把兩者分開。表 4-1 為以金屬離子作結(jié)合酶輔助因子的一些例子。表 4-2 列出含 B 族維生素的幾種輔酶(基)及其參與的反應(yīng)。結(jié)合酶中的金屬離子有多方面功能,它們可能是酶活性中心的組成成分;有的可能在穩(wěn)定酶分子的構(gòu)象上起作用;有的可能作為橋梁使酶與底物相連接。輔酶與輔基在催化反應(yīng)中作為氫(H+和 e)或某些化學(xué)基團(tuán)的載體,起傳遞氫或化學(xué)基團(tuán)的作用。體內(nèi)酶的種類很多,但
36、酶的輔助因子種類并不多,從表 41 中已見到幾種酶均用某種相同的金屬離子作為輔助因子的例子,同樣的情況亦見于輔酶與輔基,如 3-磷酸甘油醛脫氫酶和乳酸脫氫酶均以 NAD+作為輔酶。酶催化反應(yīng)的特異性決定于酶蛋白部分,而輔酶與輔基的作用是參與具體的反應(yīng)過程中氫(H+和 e)及一些特殊化學(xué)基團(tuán)的運(yùn)載。能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。它可降低酶促反應(yīng)速度。酶的抑制劑有重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、氫 酸、氟化物、碘化乙酸、生物堿、對-氯 苯甲酸、二異丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性劑等。對酶促反應(yīng)的抑制可分為競爭性抑制和非競爭性抑制。與底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)爭先與酶的活性中心結(jié)合,從而
37、降低酶促反應(yīng)速度,這種作用稱為競爭性抑制。競爭性抑制是可逆性抑制,通過增加底物濃度最終可解除抑制,恢復(fù)酶的活性。與底物結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)稱為競爭性抑制劑。抑制劑與酶活性中心以外的位點(diǎn)結(jié)合后,底物仍可與酶活性中心結(jié)合,但酶不顯示活性,這種作用稱為非競爭性抑制。非競爭性抑制是不可逆的,增加底物濃度并不能解除對酶活性的抑制。與酶活性中心以外的位點(diǎn)結(jié)合的抑制劑,稱為非競爭性抑制劑。有的物質(zhì)既可作為一種酶的抑制劑,又可作為另一種酶的激活劑。二、1、子:指啟動(dòng)、終止和一系列緊密連鎖的結(jié)構(gòu)的總稱。原核生物大多數(shù) 表達(dá)調(diào)控是通過 子機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。 子通常由 2 個(gè)以上的編碼序列與啟動(dòng)序列、 序列以及其他調(diào)節(jié)序列在
38、組中成簇串聯(lián)組成。啟動(dòng)序列是 RNA 聚合酶結(jié)合并起動(dòng)轉(zhuǎn)錄的特異 DNA 序列。多種原核 啟動(dòng)序列特定區(qū)域內(nèi),通常在轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游-10 及-35 區(qū)域存在一些相似序列,稱為共有序列。大腸桿菌及一些細(xì)菌啟動(dòng)序列的共有序列在-10 區(qū)域是AAT,又稱 Pribnow 盒(PribnowBox),在-35 區(qū)域?yàn)?TTGACA。這些共有序列中的任一堿基突變或變異都會(huì)影響 RNA 聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合及轉(zhuǎn)錄起始。因此,共有序列決定啟動(dòng)序列的轉(zhuǎn)錄活性大小。序列是原核阻遏蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)序列結(jié)合阻遏蛋白時(shí)會(huì)阻礙 RNA 聚合酶與啟動(dòng)序列的結(jié)合,或使 RNA 聚合酶不能沿 DNA 向前移動(dòng),阻遏轉(zhuǎn)錄,
39、介導(dǎo)負(fù)性調(diào)節(jié)。原核子調(diào)節(jié)序列中還有一種特異 DNA 序列可結(jié)合激活蛋白,使轉(zhuǎn)錄激活,介導(dǎo)正性調(diào)節(jié)。乳糖子包括調(diào)節(jié)、啟動(dòng)、和結(jié)構(gòu)。大腸桿菌的 lac子受到兩方面的調(diào)控:一是對 RNA 聚合酶結(jié)合到啟動(dòng)子上去的調(diào)控(陽性);二是對的調(diào)控(陰性)。在含葡萄糖的培養(yǎng)基中大腸桿菌不能利用乳糖,只有改用乳糖時(shí)才能利用乳糖的調(diào)控機(jī)理是:當(dāng)在培養(yǎng)基中只有乳糖時(shí)由于乳糖是 lac子的誘導(dǎo)物,它可以結(jié)合在阻遏蛋白的變構(gòu)位點(diǎn)上,使構(gòu)象發(fā)生改變,破壞了阻遏蛋白與的親和力,不胰高血糖素是一種促進(jìn)分解代謝的激素。胰高血糖素具有很強(qiáng)的促進(jìn)糖原分解和糖異生作用,使血糖明顯升高,1mol/L的激素可使 3106mol/L 的葡
40、萄糖迅速從糖原分解出來。胰高血糖素通過 c - 系統(tǒng),激活肝細(xì)胞的磷酸化酶,加速糖原分解。糖異生增強(qiáng)是因?yàn)榧に丶铀侔被徇M(jìn)入肝細(xì)胞,并激活糖異生過程有關(guān)的酶系。胰高血糖素還可激活脂肪酶,促進(jìn)脂肪分解,同時(shí)又能加強(qiáng)脂肪酸氧化,使 生成增多。胰高血糖素產(chǎn)生上述代謝效應(yīng)的靶 是肝,切除肝或阻斷肝血流,這些作用便 。糖和脂肪代謝酶系中某些變構(gòu)酶及其變構(gòu)效應(yīng)劑代謝途徑 變構(gòu)酶 激活變構(gòu)劑 抑制變構(gòu)劑糖氧化分解 已糖激酶G-6-P磷酸果糖激酶、FDP、Pi ATP、檸檬酸酸激酶 FDP ATP、乙酸 CoA異檸檬酸脫氫酶ATP、長鏈脂酰 CoA檸檬酸酶、ATP糖異生 果糖-1,6-二磷酸酶酸羥化酶 乙酰
41、CoA、ATP脂肪酸乙酰 CoA 羥化酶 檸檬酸、異檸檬酸 長鏈脂酰CoA修飾酶:體內(nèi)有些酶需在其它酶作用下,對酶分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾后才具催化活性,這類酶稱為修飾酶(modification enzyme)。其中以共價(jià)修飾為多見,如酶蛋白的絲氨酸,蘇氨酸殘基的功能基團(tuán)- OH可被磷酸化,這時(shí)伴有共價(jià)鍵的修飾變化生成,故稱共價(jià)修飾( coval ent modi f i cati on) 。由于這種修飾導(dǎo)致酶 改變稱為酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)(covalent modification regulation)。體內(nèi)最常見的共價(jià)修飾是酶的磷酸化與去磷酸化,此外還有酶的乙酰化與去乙?;?、尿苷酸化與去尿苷酸化、
42、甲基化與去甲基化。由于共價(jià)修飾反應(yīng)迅速,具有級聯(lián)式放大效應(yīng)所以亦是體內(nèi)調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的重要方式。如催化糖 原分解第一步反應(yīng)的糖原磷酸化酶存在有活性和無活性兩種形式,有活性的稱為磷酸化酶 a,無活性的稱為磷酸化酶 b,這兩種形式的互變就是通過酶分子的磷酸化與去磷酸化的過程(詳見糖代謝章)表 92某些酶的酶促化學(xué)修飾調(diào)節(jié)酶類 反應(yīng)類型 效應(yīng)糖無磷酸化酶 磷酸化脫磷酸 激活/抑制 磷酸化酶 b 激酶 磷酸化脫磷酸 激活/抑制磷酸化酶磷酸酶 磷酸化脫磷酸 抑制/激活糖元酶 磷酸化脫磷酸 抑制/激活酸脫羥酶 磷酸化脫磷酸 抑制/激活脂肪酶(脂肪細(xì)胞) 磷酸化脫磷酸 激活/抑制谷氨酰胺酶(大腸桿菌) 腺苷化
43、脫腺苷 抑制/激活黃嘌呤氧化(脫氫)酶 SH/-S-S- 脫氫/氧化2、結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域是位于超二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)間的一個(gè)層次。結(jié)構(gòu)域是在蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)內(nèi)的獨(dú)立折疊單元,其通常都是幾個(gè)超二級結(jié)構(gòu)單元的組合。在較大的蛋白質(zhì)分子中,由于多肽鏈上相鄰的超二級結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系,進(jìn)一步折疊形成一個(gè)或多個(gè)相對獨(dú)立的致密的三維實(shí)體,即結(jié)構(gòu)域。3、氧化磷酸化氧化磷酸化是物質(zhì)在體內(nèi)氧化時(shí)的能量供給與無機(jī)磷ATP 的偶聯(lián)反應(yīng)。主要粒體中進(jìn)行。4、單核苷酸多態(tài)性組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的 DNA 序列多態(tài)性。主要是指在5、分子伴侶存在于原核生物和真核生物細(xì)胞質(zhì)以及細(xì)胞器中可協(xié)助新生肽鏈正確折疊的一類蛋白質(zhì)。三、
44、簡答題2、請寫出丙氨酸糖異生為葡萄糖的生物化學(xué)過程?簡述由兩種主要調(diào)節(jié)血糖水平的激素對糖異生過程中的調(diào)控方式。答:丙氨酸脫氨基變成酸和氨激素調(diào)節(jié)糖異生作用對維持機(jī)體的恒穩(wěn)狀態(tài)十分重要,激素對糖異生調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)是調(diào)節(jié)糖異生和糖酵解這兩個(gè)途徑的調(diào)節(jié)酶以及控制供應(yīng)肝臟的脂肪酸,更大量的脂肪酸的獲得使肝臟氧化的脂肪酸,也就促進(jìn)葡萄糖,胰高血糖素促進(jìn)脂肪組織分解脂肪,增加血漿脂肪酸,所以促進(jìn)糖異生;而胰島素的作用1、酶原激活?試舉例說明酶原激活的機(jī)制。答:某些酶在細(xì)胞內(nèi)或初時(shí)沒有活性,這些沒有活性的酶的前身稱為酶原( zymogen), 使酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚悦傅淖饔梅Q為酶原激活( zymogen acti v
45、ati on) 。本質(zhì)是切斷酶原分子中特異肽鍵或去除部分肽段,即酶原在一定條件下被打斷一個(gè)或幾個(gè)特殊的肽鍵,從而使酶構(gòu)象發(fā)生一定的變化,形成具有活性的三維結(jié)構(gòu)的過程。(注:由無活性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成活性狀態(tài)是不可逆的。)能與結(jié)合,于是 RNA 聚合酶結(jié)合于啟動(dòng)子,并順利地通過,進(jìn)行結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄,產(chǎn)生大量分解乳糖的酶,這就是當(dāng)大腸桿菌的培養(yǎng)基中只有乳糖時(shí)利用乳糖的原因。在糖的培養(yǎng)基中加入葡萄糖時(shí),不能利用乳糖的原因,即在 lac子的調(diào)控中,有降解物活化蛋白(CAP),當(dāng)它特異地結(jié)合在啟動(dòng)子上時(shí),能促進(jìn) RNA 聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合,促進(jìn)轉(zhuǎn)錄(由于 CAP 的結(jié)合能促進(jìn)轉(zhuǎn)錄,稱為陽性調(diào)控方式)。但游離的 CA
46、P 不能與啟動(dòng)子結(jié)合,必須在細(xì)胞內(nèi)有足夠的 c時(shí),CAP 首先與 c形成復(fù)合物,此復(fù)合物才能與啟動(dòng)子相結(jié)合。葡萄糖的降解產(chǎn)物能降低細(xì)胞內(nèi) c的含量,當(dāng)向乳糖培養(yǎng)基中加入葡萄糖時(shí),造成 c濃度降低,CAP 便不能結(jié)合在啟動(dòng)子上。此時(shí)即使有乳糖存在,RNA 聚合酶不能與啟動(dòng)子結(jié)合,雖已解除了對的阻遏,也不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,所以仍不能利用乳糖。相反。胰高血糖素和胰島素都可通過影響肝臟酶的磷酸化修飾狀態(tài)來調(diào)節(jié)糖異生作用,胰高血糖素激活腺苷酸環(huán)化酶以產(chǎn)生 c,也就激活 c依賴的蛋白激酶,后者磷酸化酸激酶而使之抑制,這一酵解途徑上的調(diào)節(jié)酶受抑制就刺激糖異生途徑,因?yàn)榱姿嵯┐际剿嵯蛩徂D(zhuǎn)變。胰高血糖素降低 2,6二
47、磷酸果糖在肝臟的濃度而促進(jìn) 1,6二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6 磷酸果糖,這是由于 2,6二磷酸果糖是果糖二磷酸酶的別位抑制物,又是 6磷酸果糖激酶的別位激活物,胰高血糖素能通過 c促進(jìn)雙功能酶(6磷酸果糖激酶 2/果糖 2,6二磷酸酶)磷酸化。這個(gè)酶經(jīng)磷酸化后就滅活激酶部位卻活化磷酸酶部位,因而 2,6二磷酸果糖生成減少而被水解為 6磷酸果糖增多。這種由胰高血糖素引致的 2,6二磷酸果糖下降的結(jié)果是 6磷酸果糖激酶 1 活性下降,果糖二磷酸酶活性增高,果糖二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)?6磷酸果糖增多,有利糖異生而胰島素的作用正相反。除上述胰高血糖素和胰島素對糖異生和糖酵解的短快調(diào)節(jié),它們還分別誘導(dǎo)或阻遏糖異生和糖酵
48、解的調(diào)節(jié)酶,胰高血糖素/胰島素比例高誘導(dǎo)大量磷酸烯醇式酸羧激酶,果糖 6-磷酸酶等糖異生酶而阻遏葡萄糖激酶和酸激酶的。生理學(xué)一、1、 閾電位:這個(gè)足以使膜上 Na +通道突然大量開放的臨界膜電位值,稱為閾電位。2、 心肌自律細(xì)胞:細(xì)胞和細(xì)胞除了具有興奮性、傳導(dǎo)性之外,還具有自動(dòng)發(fā)生節(jié)律性興三、簡答題1、結(jié)合 Na 通道的狀態(tài)簡述骨骼肌一次興奮過程中興奮性的變化規(guī)律。答:當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)沿軸突傳導(dǎo)到神經(jīng)末梢時(shí),神經(jīng)末梢產(chǎn)生動(dòng)作電位,在動(dòng)作電位去極化的影響下,軸突膜上的電壓門控性 Ca2+通道開放,細(xì)胞間隙中的一部分 Ca2+進(jìn)入膜內(nèi),促使囊泡向軸突膜內(nèi)側(cè)靠近,并與軸突二、填充題。1、血液凝固的三個(gè)基本
49、過程包括:凝血酶原激活物的形成,轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘哪?,轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘睦w維蛋白。(凝血酶原激活物(prothrombin activator)的形成;凝血酶原激活物在鈣離子的參與下使凝血酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘哪福╰hrombin);可溶性的 蛋白原(fibrinogen)在凝血酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘?蛋白(fibrin)。)2、神經(jīng)元之間的相互作用方式包括軸突-樹突式突觸、軸突-胞體式突觸、軸突-軸突式突觸。3、腎素是由腎小球旁器、球旁細(xì)胞的,其作用是能催化肝臟進(jìn)入血漿中的緊原轉(zhuǎn)變成緊。(腎是由肝臟的,被腎素激活后,變成緊1,它起到縮的作用,緊1 可以被酶分解變成緊2,它能縮以及促進(jìn)醛固酮的,
50、醛固酮可以促進(jìn)腎對水的重吸收,緊2 可以被酶分解變成緊3,它也有促進(jìn)醛固酮的的作用。)(腎素、緊、醛固酮三者是一個(gè)相連的作用系統(tǒng),稱為腎素-緊-醛固酮系統(tǒng)。腎素受多方面的調(diào)節(jié),當(dāng)動(dòng)脈血壓降低,循環(huán)血量減少時(shí),交感神經(jīng)興奮,致密斑感受器興奮,入球小動(dòng)脈的血壓和血流量均減少,對入球小動(dòng)脈的牽張刺激減弱,激活了管壁的牽張感受器,促進(jìn)球旁細(xì)胞腎素。同時(shí),腎小球?yàn)V過率隨腎血流量減少而減少,流過致密斑的鈉離子濃度減少,致密斑被激活,轉(zhuǎn)而促進(jìn)球旁細(xì)胞 腎素。球旁細(xì)胞受交感神經(jīng)支配,交感神經(jīng)興奮,增加腎素 。) 4、胃的運(yùn)動(dòng)形式包括緊張性收縮、容受性舒張和蠕動(dòng)。5、影響肺換氣的膜的厚度和面積,氣體分子的分子量
51、和溶解度,通氣血流比值。(1呼吸膜的厚度和面積:肺換氣效率與擴(kuò)散面積呈正比。與其厚度呈反比。 2氣體分子的分子量:肺換氣與分子量的平方根呈反比。 3溶解度:肺換氣與氣體分子的溶解度、氣體的分壓差呈正比。 4通氣血流比值:指每分鐘肺泡通氣量與每分鐘肺血流量的比值,正常值 0.84,增大或減小都不利于氣體交換。)奮及節(jié)律性的細(xì)胞,稱為心肌自律性細(xì)胞。3、 腎糖閾:尿中開始出現(xiàn)葡萄糖時(shí)最低血糖濃度。4、 EPSP:興奮性突觸后電位。是指興奮突觸的活動(dòng),在突觸后神經(jīng)元中所產(chǎn)生的去極化性質(zhì)的膜電位變化。(EPSP:exciorytsynaptic potential)5、 旁:內(nèi)泌細(xì)胞的激素進(jìn)入組織,彌
52、散至鄰近的靶細(xì)胞,調(diào)節(jié)其機(jī)能,此方式稱旁。4、簡述反射中樞興奮傳布的特征。3、試述影響尿濃度和稀釋的。受神經(jīng)和體液兩方面的影響。神經(jīng):腎主要接受腎交感神經(jīng)的支配和調(diào)節(jié)。腎交感神經(jīng)興奮可使入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈收縮,而前者收縮比后者更明顯,;可刺激球旁器中的球旁細(xì)胞腎素,導(dǎo)致循環(huán)血中的緊和醛固酮含量增加,增加腎小管對 NaCl 和水的重吸收;增加近端小管和髓袢上皮細(xì)胞重吸收 Na+、Cl-和水。腎交感神經(jīng)抑制則有相反的作用。體液:(一)腎髓質(zhì)滲透梯度的形成和保持是尿液濃縮和稀釋的先決條件,而抗利尿激素的有無是決定尿液是否被濃縮或稀釋的關(guān)鍵。(二)尿液的生成主要受抗利尿激素和醛固酮的調(diào)節(jié)。;其調(diào)節(jié)
53、與血漿晶體滲透壓和循環(huán)血量有關(guān)。;其受腎素-緊-醛固酮系統(tǒng)和血 K+、血 Na+ 濃度的調(diào)節(jié)。(三)心房鈉尿肽是由心房肌細(xì)胞和的激素。循環(huán)血量增多使心房擴(kuò)張和攝入鈉過多時(shí),刺激其。進(jìn)入球和出球小動(dòng)脈舒張(以前者為主)以及抑制腎素、醛固酮和抗利尿激素的,使水的重吸收減少。心房鈉尿肽通過抑制集合管對 NaCl 的重吸收、促心房鈉尿肽具有明顯的促進(jìn) NaCl 和水排出的作用皮細(xì)胞對 Na+和水的重吸收,促進(jìn) K+的,即“保 Na+保水排 K+”作用醛固酮促進(jìn)遠(yuǎn)和集合管上通透性,增加水的重吸收抗利尿激素可提高遠(yuǎn)和集合管上皮細(xì)胞對水的有密切關(guān)系。腎髓質(zhì)高滲透梯度的保持主要依靠直小的作用。梯度是由髓袢升支
54、粗段對 NaCl 的主動(dòng)重吸收所形成,內(nèi)髓部滲透梯度的形成與尿素的再循環(huán)和 NaCl 的擴(kuò)散外髓部滲透尿液的濃縮和稀釋過程發(fā)生在髓袢、遠(yuǎn)球小管和集合管內(nèi)。腎小球?yàn)V過率降低腎小球毛細(xì)血漿流量減少,腎小球毛細(xì)血壓下降,腎小球的有效濾過壓下降,2、簡述 為何能控制心臟跳動(dòng)及影響 自律性的 。答:可以自動(dòng)地、有節(jié)律地產(chǎn)生電流,電流按傳導(dǎo)組織的順序傳送到心臟的各個(gè)部位,從而引起心肌細(xì)胞的收縮和舒張。4 期自動(dòng)去極化是自律細(xì)胞具有自動(dòng)節(jié)律性的基礎(chǔ)。3 期復(fù)極化末的膜電位達(dá)到最大值之后,并不保持在穩(wěn)定的水平,而是在 4 期內(nèi)自動(dòng)而緩慢地去極化,使膜內(nèi)電位逐漸減小,故稱為 4 期自動(dòng)去極化。影響自律性的 :4
55、 期去極化的速度;最大舒張電位的水平;閾電位水平。膜融合,通過出胞作用將囊泡中的 ACh 以量子式 至接頭間隙。當(dāng) ACh 通過擴(kuò)散到達(dá)終板膜時(shí),立即同集中存在于該處的特殊化學(xué)門控通道分子的 2 個(gè)-亞 結(jié)合,由此引起蛋白質(zhì) 構(gòu)象的變化,導(dǎo)致通道的開放,結(jié)果引起終板膜對 Na+、K+(以 Na+為主)的通透性增加,出現(xiàn) Na+的內(nèi)流和 K+的外流,其總的結(jié)果使終板膜處原有的靜息電位減小,即出現(xiàn)終板膜的去極化,這一電位變化稱為終板電位。終板電位以電緊張的形式使鄰旁的肌細(xì)胞膜去極化而達(dá)到閾電位,激活該處膜中的電壓門控性 Na+通道和 K+通道,一次沿整個(gè)肌細(xì)胞膜傳導(dǎo)的動(dòng)作電位,從而完成了神經(jīng) 和肌
56、細(xì)胞之間的信息傳遞。5.試述胰島素的調(diào)節(jié)。答:1.血糖的作用血糖濃度是調(diào)節(jié)胰島素 的最重要 ,當(dāng)血糖濃度升高時(shí),胰島素 明顯增加,從而促進(jìn)血糖降低。當(dāng)血糖濃度下降至正常水平時(shí),胰島素 也迅速恢復(fù)到基礎(chǔ)水平。在持續(xù)高血糖的刺激下,胰島素的可分為三個(gè)階段:血糖升高 5min 內(nèi),胰島素的 可增加約 10 倍,主要來源于 B 細(xì)胞 的激素 ,因此持續(xù)時(shí)間不長,510min 后胰島素的 便下降 50%;血糖升高 15min 后,出現(xiàn)胰島素 的第二次增多,在 23h 達(dá) ,并持續(xù)較長的時(shí)間, 速率也遠(yuǎn)大于第一相,這主要是激活了 B 細(xì)胞胰島素 酶系,促進(jìn)了 與 ;倘若高血持續(xù)一周左右,胰島素的 可進(jìn)一步
57、增加,這是由于長時(shí)間的高血糖刺激 B 細(xì)胞增生布引起的。答: 1.單向傳布。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,沖動(dòng)只能沿著特定的方向和途徑 ,即感受器興奮產(chǎn)生的沖中樞傳遞,中樞的沖動(dòng)則傳向效應(yīng)器,這種現(xiàn)象稱為單向傳布。反射時(shí)和中樞延擱。從刺激作用于感受器起,到效應(yīng)器發(fā)生反應(yīng)所經(jīng)歷的時(shí)間,稱為反射時(shí)(reflex time),這是興奮通過反射?。╮elex arc)各個(gè)環(huán)節(jié)所需的時(shí)間。其中興奮通過突觸時(shí),經(jīng)歷時(shí)間較長,即所謂突觸延擱??偤?。在突觸傳遞中,突觸前末梢的一次沖動(dòng)引起 的遞質(zhì)不多,只引起突觸后膜的局部去極化,產(chǎn)生興奮性突觸后電位,如果同一突觸前末梢連續(xù)傳來多個(gè)沖動(dòng),或多個(gè)突觸前末梢同時(shí)傳來一排沖動(dòng),則
58、突觸后神經(jīng)元可將所產(chǎn)生的突觸后電位總和起來,待達(dá)到閾電位水平時(shí),就使突觸后神經(jīng)元興奮,前者稱為時(shí)間總和,后者稱為空間總和。在中樞內(nèi)興奮的總和實(shí)際上就是突觸總和。擴(kuò)散與集中。由機(jī)體不同部位傳入中樞的沖動(dòng),常最后集中傳遞到中樞內(nèi)某一部位,這種現(xiàn)象稱為中樞興奮的集中。 從機(jī)體某一部位傳入中樞的沖動(dòng),常不限于中樞的某一局部,而往往可引起中樞其它部位發(fā)生興奮。這種現(xiàn)象稱為中樞興奮的擴(kuò)散。興奮節(jié)律的改變。在一個(gè)反射活動(dòng)中,如果同時(shí)分別 背根傳入神經(jīng)和腹根傳出神經(jīng)的沖動(dòng)頻率,可發(fā)現(xiàn)兩者的頻率并不相同。后放。在一個(gè)反射活動(dòng)中, 看到,當(dāng)刺激停止后,傳出神經(jīng)仍可在一定時(shí)間內(nèi)連續(xù) 沖動(dòng),使反射能延續(xù)一段時(shí)間,這種
59、現(xiàn)象稱為后放。易化作用和抑制作用。中樞內(nèi)每一神經(jīng)元興奮性可受到其它神經(jīng)元的影響而發(fā)生變化。當(dāng)其興奮性受到影響而升高時(shí),其興奮閾值降低,則興奮的傳遞易于進(jìn)行,反射易于發(fā)生,這一現(xiàn)象醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜集整理稱為中樞興奮的易化作用。與此相反,當(dāng)某一神經(jīng)元的興奮性因受到其它神經(jīng)元的影響而降低時(shí),則興奮閾值就升高,使中樞興奮的傳遞難以進(jìn)行,反射也較難發(fā)生,這一現(xiàn)象稱為中樞興奮的抑制作用。對內(nèi)環(huán)境變化的敏感性和易疲勞性。 在反射活動(dòng)中,突觸是反射弧中最易發(fā)生疲勞的部位。因?yàn)?,在?jīng)歷了長時(shí)間的突觸傳遞后,突觸小泡內(nèi)的遞質(zhì)將大大減少,從而影響突觸傳遞而發(fā)生疲勞。突觸也最易受內(nèi)環(huán)境變化的影響,稱為突觸的敏感性。(突觸
60、對 值和某些藥物極為敏感有機(jī)化學(xué)氨基酸和脂肪酸的作用許多氨基酸都有刺激胰島素 的作用,其中以精氨酸和賴氨酸的作用最強(qiáng)。在血糖濃度正常時(shí),血中氨基酸含量增加,只能對胰島素的 有輕微的刺激作用,但如果在血糖升高的情況下,過量的氨基酸則可使血糖引起的胰島素 加倍增多。務(wù)右脂肪酸和 大量增加時(shí),也可促進(jìn)胰島素 。激素的作用影響胰島素的激素主要有:胃腸激素,如胃泌素、促胰液素、膽囊收縮素和抑胃肽都有促胰島素的作用;生長素、皮質(zhì)醇、甲狀腺激素以及胰高血糖素可通過升高血糖濃度而間接刺激胰島素,因此長期大劑量應(yīng)用這些激素,有可能使 B 細(xì)胞衰竭而導(dǎo)致;胰島 D 細(xì)胞的生長抑素可通過旁作用,抑制胰島素和胰高血糖
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