護理本科生物化學(xué)期末復(fù)習(xí)

1、生物化學(xué),期 末 總 復(fù) 習(xí),1. 微生物2. 植物學(xué)3. 生態(tài)學(xué)4. 林學(xué)5. 生物化學(xué)與分子生物學(xué)6. 遺傳學(xué)7. 細胞生物學(xué)與發(fā)育生物學(xué)8. 免疫學(xué)9. 神經(jīng)科學(xué)與心理學(xué),10. 生物物理學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程11. 農(nóng)學(xué)12. 畜牧獸醫(yī)與水產(chǎn)學(xué)13. 動物學(xué)14. 生理學(xué)與病理學(xué)15. 預(yù)防醫(yī)學(xué)與衛(wèi)生學(xué)16. 臨床醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科17. 藥物學(xué)與藥理學(xué)18. 中醫(yī)學(xué)與中藥學(xué),按照國家自然科學(xué)基金委員會的分類

2、，生命科學(xué)包括：,學(xué)好生物化學(xué)的秘訣,正如一句諺語所說的：我聽，我忘。我看，我記得。我做，我理解。,第1章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能,一、蛋白質(zhì)的分子組成1、組成蛋白質(zhì)的元素：主要元素有：C、H、O、N和 S各種蛋白質(zhì)的含N量很接近,平均為16％2、組成單位：L-а氨基酸 有20種編碼的氨基酸熟悉20種氨基酸的中文名稱及簡寫符號,3、等電點：在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電

3、中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。,pH=pI pH < pI < pH 兼性(中性)離子 陽離子 陰離子,5、肽:氨基酸通過肽鍵連接形成.多肽鏈:是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。多肽鏈有兩端： N 末端 C 末端 氨基端

4、 羧基端,4、蛋白質(zhì)的紫外吸收最大峰值為280nm,6、氨基酸在蛋白質(zhì)分子中以肽鍵相連,7. 谷胱甘肽(GSH) ----生物活性肽,二、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),1、 Pr的一級結(jié)構(gòu)：指在蛋白質(zhì)分子從N-端至C-端的氨基酸排列順序。主要的化學(xué)鍵:肽鍵，有些Pr還包括二硫鍵。2、Pr的二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置。主要的化學(xué)鍵：氫鍵 。形成二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)：肽單元,3、 Pr的三級結(jié)構(gòu) ：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位

5、置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。,主要的化學(xué)鍵:疏水鍵、離子鍵（鹽鍵）、氫鍵和 Van der Waals力（范德華力）等 其中最主要的是疏水作用（或疏水鍵）,大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)?？煞指畛梢粋€或數(shù)個球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能，稱為結(jié)構(gòu)域 。,結(jié)構(gòu)域：,4、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用,亞基之間的結(jié)合主要是：氫鍵和離子鍵,三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功

6、能的關(guān)系,1、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)2、蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu),三級結(jié)構(gòu)或四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)才具有生物學(xué)功能。,三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,1、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)2、蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu),四、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì),1、蛋白質(zhì)具有兩性電離的性質(zhì)--等電點 2、蛋白質(zhì)具有膠體性質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素:顆粒表面電荷 水化膜,四、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì),1、蛋白質(zhì)具有兩性電離的

7、性質(zhì)--等電點 2、蛋白質(zhì)具有膠體性質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素:顆粒表面電荷 水化膜,pH=pI pH < pI < pH 兼性(中性)離子 陽離子 陰離子,變性的本質(zhì): ——破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。,變性的結(jié)果：理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。如：溶解度降低、黏度增加、結(jié)晶能

8、力消失、生物活性的喪失、易被蛋白酶水解等。,3、蛋白質(zhì)的變性：概念：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，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。,導(dǎo)致變性的因素：如高溫、高壓、強酸、強堿、有機溶劑、重金屬離子、生物堿試劑及輻射等因素。,5、蛋白質(zhì)的沉淀、凝固,臨床應(yīng)用舉例： ① 臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。② 防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件

9、。,4、蛋白質(zhì)的復(fù)性若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性。,核酸的結(jié)構(gòu)與功能,一、核酸的化學(xué)組成及其一級結(jié)構(gòu)1、基本組成單位：核苷酸(堿基、戊糖、磷酸)2、連接方式：3、方向：5? → 3?4、一級結(jié)構(gòu)：指核苷酸的排列順序5、分類：核糖核酸（RNA） 脫氧核糖核酸（DNA）,3’,5’-磷酸二酯鍵,二、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能,1、二級結(jié)構(gòu)：雙螺旋結(jié)構(gòu),穩(wěn)定

10、因素,堿基堆積力,互補堿基對的氫鍵作用力,,堿基間距0.34nm，螺旋一圈10對堿基，螺距3.4nm 。,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的具有多樣性,染色質(zhì),,,2、DNA的高級結(jié)構(gòu)：超螺旋結(jié)構(gòu),原核生物DNA為環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu),真核生物DNA為高度有序和高度致密的結(jié)構(gòu),DNA(約150bp纏繞區(qū)和60bp的連接區(qū)) +組蛋白(由H2A/H2B/H3/H4組成八聚體),核小體,三次折疊,,,三、RNA的結(jié)構(gòu)與功能,開始轉(zhuǎn)錄成hnRNA加工后為成熟的mR

11、NA結(jié)構(gòu)特點：密碼子：每3個堿基為一個密碼子 帽子結(jié)構(gòu)：7-甲基鳥苷三磷酸 多聚A尾：多個腺苷酸連接而成,1、信使RNA（ mRNA ）,功能：mRNA依照自身的堿基順序指導(dǎo)蛋白質(zhì)氨基酸順序的合成，即為蛋白質(zhì)的生物合成提供模板。,結(jié)構(gòu)：含有多種稀有堿基 tRNA的二級結(jié)構(gòu)——三葉草形 三級結(jié)構(gòu)為倒“L”型 3?-末端有共同的三個核苷酸（C

12、CA） 柄端攜帶活化的氨基酸 反密碼子環(huán)上有反密碼子,功能：是蛋白質(zhì)合成過程中氨基酸的載體，將氨基酸運輸?shù)絤RNA相應(yīng)的位置上,2、轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）,3、核糖體RNA（rRNA）,功能：核蛋白體是蛋白質(zhì)合成的場所,rRNA與不同的蛋白質(zhì)結(jié)合組成了核糖體的大、小亞基。,rRNA占總RNA的80％以上。,四、核酸的理化性質(zhì),1、核酸在波長 260nm 處有強烈的吸收,2、DNA變性：在某些理化因

13、素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程，本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂。,解鏈溫度(Tm)：解鏈過程中，紫外吸光度的變化達到最大變化值的一半時所對應(yīng)的溫度。,G+C 含量越高，解鏈溫度就越高。,理化性質(zhì)變化如： ① OD260增高 ② 粘度下降③生物活性喪失 ④增色效應(yīng),3、復(fù)性,定義,(3)減色效應(yīng)：DNA復(fù)性時，其溶液OD260降低。,(1)當變性因素去除后，變性DNA的兩條互補鏈可恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性。,(2)熱變性的

14、DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，這一過程稱為退火(annealing) 。,第3章 酶,一、酶的分子結(jié)構(gòu)與功能 蛋白質(zhì)部分：酶蛋白 決定反應(yīng)的特異性1.全酶 小分子有機化合物 決定反應(yīng)的 輔助因子 金屬離子 種類與性質(zhì)（輔酶或輔基）,,,酶是由活細胞產(chǎn)生的，對特異底物具有高效催化作用的蛋白質(zhì)。又稱生物催化

15、劑。,活性中心外的必需基團：位于活性中心以外,維持酶活性中心應(yīng)有的空間構(gòu)象和(或)作為調(diào)節(jié)劑的結(jié)合部位所必需.,2.酶的活性中心:指必需基團在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。,二 酶的工作原理,1、酶促反應(yīng)的特點 ：高效性 特異性 可調(diào)節(jié)性,2、酶的作用原理：降低活化能 誘導(dǎo)契合假說,三、酶促反應(yīng)動力學(xué)1、底物濃度對反應(yīng)速率的影響Km值等于酶促反應(yīng)速率為最大反應(yīng)速率一半時的底物濃

16、度，單位是mol/LKm是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境（如，溫度、pH、離子強度）有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)。Vmax：是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速率，與酶濃度成正比。,2、底物足夠時酶濃度對反應(yīng)速率的影響呈直線關(guān)系3、溫度對反應(yīng)速率的影響具有雙重性4、pH通過改變酶和底物分子解離狀態(tài)影響反應(yīng)速率,5、抑制劑對酶促反應(yīng)速率的影響1）不可逆性抑制主要以共價與酶活性中心的必需基團相結(jié)合，使酶失活如：有機磷化合物 ?

17、? 羥基酶 重金屬離子及砷化合物 ?? 巰基酶2）可逆性抑制作用：抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶-底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。,三種可逆性抑制劑作用的特點的比較,（1）競爭性抑制劑：抑制劑結(jié)構(gòu)與底物結(jié)構(gòu)相似，共同競爭酶活性中心。抑制作用大小與抑制劑和底物的相對濃度有關(guān)。Km升高，Vm不變。（2）非競爭性抑制劑：抑制劑結(jié)構(gòu)與底物結(jié)構(gòu)不相似或完全不同。它只與活性中心以外的必需基團結(jié)

18、合，使E和ES都下降。該抑制作用的強弱只與抑制劑的濃度有關(guān)。Km不變，Vm下降。（3）反競爭性抑制劑：抑制劑并不與酶直接結(jié)合，而是與ES復(fù)合物結(jié)合成ESI，使酶失去催化活性。結(jié)合的ESI則不能分解成產(chǎn)物，Km下降，Vm下降。,磺胺類藥物的抑菌機制——與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶,（1）細菌在生長繁殖過程中，必需從宿主體內(nèi)攝取對氨基苯甲酸，在其他因素的參與下由二氫葉酸合成酶催化生成二氫葉酸，再在二氫葉酸催化下生成四氫葉酸，參與核酸

19、的合成，細菌才可以生長繁殖。（2） 磺胺藥的基本結(jié)構(gòu)與對氨基苯甲酸相似，能競爭性地與二氫葉酸合成酶結(jié)合，從而影響細菌的二氫葉酸合成 ，抑制細菌的生長繁殖。（3） 由于這是一種競爭性抑制作用，故在治療中需維持磺胺藥在體液中的高濃度才能有好的效果。因而首次用量需加倍，同時要1日服用4次，以維持血中的高濃度。,磺胺類藥物的抑菌機制——與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶,,,2、酶原的激活:酶原在一定條件下，水解掉一個或幾個短肽，形成或暴露

20、出活性中心，轉(zhuǎn)化為有活性酶的過程。,酶原激活最主要的意義是避免酶對細胞進行自身消化損傷,四、酶活性的調(diào)節(jié),1、調(diào)節(jié)對象：關(guān)鍵酶,3、 酶的變構(gòu)調(diào)節(jié),變構(gòu)調(diào)節(jié)：一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性 , 此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。,4.同工酶 (isoenzyme)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。,一 糖的分解代謝,（一）、糖的無氧氧化 (

21、Glycolysis),,在不需氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖的無氧氧化，又稱為糖酵解。其反應(yīng)部位在胞漿。,第四章 糖代謝,,1、反應(yīng)部位：胞漿2、代謝終產(chǎn)物：乳酸3、產(chǎn)能的方式和數(shù)量 方式：底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量：從G開始 2×2-2= 2ATP 從Gn開始 2×2-1= 3ATP,(2)凈生成ATP數(shù)

22、量：從G開始 2×2-2= 2ATP 從Gn開始 2×2-1= 3ATP,1、產(chǎn)能的方式和數(shù)量,,(1) 產(chǎn)能方式為底物水平磷酸化，是某些細胞在供氧正常時的重要供能途徑，如紅細胞。也是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。,2、紅細胞中存在2,3-BPG支路。2,3-BPG與Hb結(jié)合，可降低Hb與氧的親和力，促進氧的釋放，以滿足組織細胞對氧的需要。,糖酵解反應(yīng)的意義,3、某些組織細胞如視網(wǎng)膜、睪丸

23、、白細胞、瘤細胞等即使在有氧條件下，仍以糖酵解為主要供能方式，此種現(xiàn)象稱為反巴斯德效應(yīng)。,糖的有氧氧化指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。在胞液及線粒體分四個階段進行。,（二）、糖的有氧氧化,2.丙酮酸的氧化脫羧,丙酮酸進入線粒體，氧化脫羧為乙酰CoA (acetyl CoA)。,(1)總反應(yīng)式:,反應(yīng)過程,1.丙酮酸的生成 (同無氧氧化),輔 酶 TPP

24、 硫辛酸( ) HSCoA FAD, NAD+,丙酮酸氧化脫氫酶系的組成,酶E1：丙酮酸脫氫酶E2：二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶,,,,輔酶A(CoA) ?；d體蛋白(ACP),泛酸在體內(nèi)活性形式,所有的反應(yīng)均在線粒體中進行。,3.三羧酸循環(huán),(1)三羧酸循環(huán)因循環(huán)中的第一個中間產(chǎn)物是含三個羧基的檸檬酸，故也稱為檸檬酸循環(huán) 。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說

25、，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)。,(2)反應(yīng)過程,,,NADH+H+,NAD+,,NAD+,NADH+H+,CO2,,GTP,GDP+Pi,FAD,,FADH2,NADH+H+,NAD+,,⑧,①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,②,,,,,,,,,,,①檸檬酸合酶,②順烏頭酸酶,③異檸檬酸脫氫酶,④α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體,⑤琥珀酰CoA合成酶,⑥琥珀酸脫氫酶,⑦延胡索酸酶,⑧蘋果酸脫氫酶,,(3)三羧酸循環(huán)的要點,①整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)

26、。一次循環(huán)，消耗一分子乙酰CoA。②經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子 CO2， 1分子GTP。③關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體。④三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，如草酰乙酸看似在循環(huán)中不消耗，其實不然，可轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)，故需不斷補充。,(二)有氧氧化的意義,1.是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑和聯(lián)系的樞紐。,2.為其他物質(zhì)代謝提供小分子前體；為呼吸鏈

27、提供H+ 和 e。,4.氧、糖供應(yīng)充足時，絕大部分的組織細胞表現(xiàn)出有氧氧化抑制無氧氧化的現(xiàn)象，稱為巴斯德效應(yīng)(Pastuer effect) 。,3.有氧氧化是機體產(chǎn)能最主要的途徑。它不僅產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，所以能量的利用率也高。,磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過程。,磷酸戊糖途徑又稱磷酸戊糖旁路代謝。,（三）、磷酸戊糖途徑,1、反應(yīng)過

28、程,1）.細胞定位：胞液,2）.反應(yīng)過程可分為二個階段,第一階段：氧化反應(yīng)。,第二階段：非氧化基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)。,總反應(yīng)式,3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+,2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2,①生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。②關(guān)鍵酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶。③磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物。,(1)磷酸戊糖生成,,(二)磷酸戊糖途徑的意義及調(diào)節(jié),1.生成的5-磷酸核糖是核

29、酸合成的重要原料。2. NADPH+H+ 是GSH還原酶的輔酶，具有保護細胞膜和清除自由基的作用。6-磷酸葡萄糖脫氫酶缺陷者，不能維持GSH的還原狀態(tài)，故紅細胞膜易破裂而發(fā)生急性溶血。3. NADPH作為供氫體，是加單氧酶體系的組成成分，參與激素、藥物、毒物的生物轉(zhuǎn)化過程。,,4. 6-磷酸葡萄糖脫氫酶受NADPH/NADP+比值的調(diào)節(jié)。,糖原儲存,二、糖原的合成與分解,,糖原的結(jié)構(gòu)特點：葡萄糖殘基以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈，以α

30、-1,6-糖苷鍵連接形成分枝,（一）、糖原合成,1、合成部位 組織定位 主要在肝、肌肉 細胞定位 胞漿,2、糖原合成過程,葡萄糖供體為 UDPG,關(guān)鍵酶：糖原合酶,消耗2個高能磷酸鍵,(二)、糖原分解,在幾個酶的共同作用下，最終產(chǎn)物中的85％為1-磷酸葡萄糖，15％為游離葡萄糖。,關(guān)鍵酶：磷酸化酶,糖原的合成與分解總圖,、 糖 異 生,2、部位 主要在肝

31、、腎細胞的胞漿及線粒體。,3、原料 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。,（一）、什么是糖異生,1、糖異生 是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。,生糖氨基酸,,α-酮酸,甘油,,α-磷酸甘油,,磷酸二羥丙酮,乳酸,丙酮酸,,（二）、糖異生途徑,(一)反應(yīng)過程,糖異生與糖酵解途徑共有可逆反應(yīng)，3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)，由另外的反應(yīng)和酶代替。,1. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖,葡萄糖,G-6-P,,,Pi,葡萄糖-6-磷酸酶,果糖雙

32、磷酸酶,2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖,F-1,6-BP,F-6-P,,,Pi,丙酮酸羧化酶(輔酶為生物素),,,,,丙酮酸,,草酰乙酸,ATP + CO2,ADP + Pi,,,蘋果酸,,天冬氨酸,,,天冬氨酸,蘋果酸,線粒體,胞液,,,丙酮酸羧化為草酰乙酸，再脫羧生成PEP的過程稱丙酮酸羧化支路。,3. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),（三）、糖異生的意義,1、維持血糖濃度恒定,2、調(diào)節(jié)酸堿平衡,3、協(xié)助氨基

33、酸代謝,4、乳酸循環(huán)(lactose cycle)—（Cori 循環(huán)）,五 血糖及其調(diào)節(jié),血糖是血液中單糖的總稱，臨床稱血中葡萄糖為血糖。 正常成人血糖濃度 為3.89~6.11mmol/L 。,,血糖,,轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì),（一）、血糖來源和去路,尿糖,,(>8.89~10.00mmol/L),腎糖閾,（二）、血糖水平的調(diào)節(jié),糖尿病人代謝時會 出現(xiàn)多方面的代謝紊亂。,脂類是指脂肪和類脂的總稱為脂類。,第5章 脂類代

34、謝,血漿中所含脂類統(tǒng)稱為血脂，包括：甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂肪酸。,必需脂肪酸——亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等多不飽和脂肪酸是人體不可缺乏的營養(yǎng)素，不能自身合成，需從食物攝取，故稱必需脂肪酸。,一、甘油三酯的分解代謝,(一)脂肪動員,1.定義 儲存的脂肪，被脂肪酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。2.關(guān)鍵酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive trig

35、lyceride lipase , HSL) 3.脂解激素 能促進脂肪動員的激素，如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTH 等。4.抗脂解激素 可抑制脂肪動員，如胰島素、前列腺素E2等。,3.脂肪酸氧化的反應(yīng)過程,1.脂肪酸氧化的反應(yīng)部位,除腦組織外,大多數(shù)組織均可進行，其中肝、肌肉最活躍。,第一階段：脂肪酸的活化成脂酰CoA（胞液）第二階段：脂酰CoA經(jīng)肉堿轉(zhuǎn)運進入線粒體第三階段： β-氧化過程：脫氫、加水、再脫氫

36、、硫解第四階段：乙酰CoA的徹底氧化,(二)脂肪酸的氧化,2.亞細胞定位 胞液、線粒體。,4、脂酸氧化是體內(nèi)能量的重要來源----以16碳軟脂酸的氧化為例活化：消耗2個高能磷酸鍵 β-氧化：每輪循環(huán)四個重復(fù)步驟：脫氫（FADH2） 、加水、再脫氫(NADH)硫解,血漿水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)。,代謝定位：生成：肝細胞線粒體。原料：乙酰CoA。利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線

37、粒體。,(三)酮體的生成和利用,酮體生成的關(guān)鍵酶： HMGCoA合酶,酮體是乙酰乙酸(acetoacetate) 、β-羥丁酸 (β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者的總稱。,5、 甘油 3-磷酸甘油 磷酸二羥 糖酵解,,,,1. 酮體的生成,,,HSCoA,HSCoA,NAD+,NADH+H+,,β-羥丁酸脫氫酶,HMGCoA合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCo

38、A 裂解酶,琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶(心、腎、腦及骨骼肌的線粒體),2. 酮體的利用,,NAD+,NADH+H+,,琥珀酰CoA,琥珀酸,HSCoA+ATP,PPi+AMP,,,HSCoA,乙酰乙酰CoA硫激酶(腎、心和腦的線粒體),乙酰乙酰CoA硫解酶(心、腎、腦及骨骼肌線粒體),2×,酮體的生成和利用的總示意圖,(一)脂肪酸的合成,1. 合成部位 肝(主要)、脂肪等組織的胞液中。,(2)NADPH的來源,主要來源

39、是磷酸戊糖途徑，胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應(yīng)亦可提供。,乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+,2. 合成原料,(1)乙酰CoA的主要來源,乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán) 出線粒體。,二、甘油三酯的合成代謝,3. 脂肪酸合成過程,①乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂肪酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。催化丙二酰CoA的合成

40、。,②脂肪酸合酶復(fù)合體，該酶是由兩個亞基組成的二聚體，每個亞基都含有多個功能結(jié)構(gòu)域和一個?；d體蛋白(acyl carrier protein，ACP)。脂肪酸合成的各步反應(yīng)均在ACP輔基上進行。,(1) 脂肪酸合成酶系,二、 膽固醇的合成,2.細胞定位：胞液、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),(一)合成部位,乙酰CoA通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體。,(二)合成原料,1.組織定位：除成年動物腦組織及成熟紅細胞外，幾乎全身各組織均可合成，以肝、小腸為主。,外

41、源性膽固醇,,體內(nèi)合成,,,膽汁酸鹽,,,7-脫氫膽固醇 （皮膚）,,VitD3,紫外光,,1,25-(OH)2-D3,,類固醇激素,,皮質(zhì)醇醛固酮睪丸酮雌二醇孕酮,糞固醇,消化吸收,內(nèi)源性膽固醇,,排出體外,四、膽固醇的轉(zhuǎn)化,五、血漿脂蛋白代謝,1、概念：血脂與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合，以脂蛋白 形式而運輸，其中的Pr稱為載脂蛋白。2、血漿脂蛋白的分類超速離心法：CM、VLDL、LDL、HDL乳糜微粒（CM）：轉(zhuǎn)運外源性

42、甘油三酯極低密度脂蛋白：轉(zhuǎn)運外源性甘油三酯低密度脂蛋白：轉(zhuǎn)運膽固醇到肝外高密度脂蛋白:轉(zhuǎn)運肝外膽固醇入肝,VLDL的合成以肝為主，小腸亦可合成少量。,第六章 生物氧化,,物質(zhì)在生物體內(nèi)進行氧化稱生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時逐步釋放能量，最終生成CO2 和 H2O的過程。,呼吸鏈：代謝物脫下的成對氫原子（2H）通過多種酶和輔酶所催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈又稱電子傳遞鏈。,

43、1. NADH氧化呼吸鏈NADH →復(fù)合體Ⅰ→Q →復(fù)合體Ⅲ→Cyt c →復(fù)合體Ⅳ→O2P/O 比值=2.52. 琥珀酸氧化呼吸鏈 琥珀酸 →復(fù)合體Ⅱ →Q →復(fù)合體Ⅲ→Cyt c →復(fù)合體Ⅳ→O2P/O 比值=1.5,一、呼吸鏈成分的排列順序,3.兩條呼吸鏈的排列順序,NADH氧化呼吸鏈,FADH2氧化呼吸鏈,二、氧化磷酸化,(一)氧化磷酸化 是指在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯(lián)磷酸化。,

44、是底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。,(三)底物水平磷酸化,(二)P/O 比值氧化磷酸化過程中，每消耗1摩爾無機磷原子數(shù)與所消耗的氧原子摩爾數(shù)之比即P/O比值。,(五) 氧化磷酸化的偶聯(lián)機理----,化學(xué)滲透假說,三、氧化磷酸化系統(tǒng)及抑制劑的影響,胞漿中NADH的氧化,胞漿中NADH必須經(jīng)一定轉(zhuǎn)運機制進入線粒體，再經(jīng)呼吸鏈進行氧化磷酸化。,四、線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運,五、高能化合物的儲存和利用,磷酸肌

45、酸作為肌肉和腦組織中能量的一種儲存形式。,第 7 章 氨 基 酸 代 謝,一、氨基酸的一般代謝1.營養(yǎng)必需氨基酸:指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸,共有8種:Thr、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Lys、Met 2.脫氨基作用:指aa脫去α-氨基生成相應(yīng)α-酮酸的過程。 包括： 轉(zhuǎn)氨基作用 輔酶是磷酸吡哆醛 氧化脫

46、氨基作用 催化酶： L-谷氨酸脫氫酶 氨基酸氧化酶作用 嘌呤核苷酸循環(huán),,第 7 章 氨 基 酸 代 謝,一、氨基酸的一般代謝1.營養(yǎng)必需氨基酸:指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸,共有8種:Thr、Val、Leu、Ile、Phe、Trp、Lys、Met 2.脫氨基作用:指aa脫去α-氨基生成相應(yīng)α-酮酸的過程。

47、 包括： 氧化脫氨基作用 催化酶： L-谷氨酸脫氫酶 轉(zhuǎn)氨基作用 輔酶是磷酸吡哆醛 聯(lián)合脫氨基作用 主要在肝、腎組織中進行 嘌呤核苷酸循環(huán) 主要在肌肉組織進行,,轉(zhuǎn)氨酶的種類多，專一性強，分布廣，主要存在于細胞內(nèi)，血清中的活性很低。丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)：即谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）

48、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)即谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標之一。氨基酸脫氨基的主要方式：聯(lián)合脫氨基作用,肝細胞中活性最強,心肌細胞中活性最強,二、氨的代謝,1、血氨的來源氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨主要來源, 胺類的分解也可以產(chǎn)生氨腸道細菌腐敗作用產(chǎn)生氨腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺2、血氨的轉(zhuǎn)運通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)氨從肌肉運往肝 谷氨酰胺的運氨作用,3、氨在肝

49、合成尿素是氨的主要去路,生成部位:主要是在肝細胞的線粒體及胞液中進行反應(yīng)過程:原料：2 分子氨，一個來自于游離氨， 另一個來自天冬氨酸。過程：通過鳥氨酸循環(huán)，也叫尿素循環(huán)。耗能：3 個ATP，4 個高能磷酸鍵。關(guān)鍵酶：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ, CPS-Ⅰ 精氨酸代琥珀酸合成酶,,鳥氨酸循環(huán),2ADP+Pi,線粒體,胞 液,TAC ↓

50、,,腦內(nèi)α-酮戊二酸↓,,氨中毒的可能機制,,腦供能不足,,肝昏迷,4、尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒血氨濃度升高稱高血氨癥，常見于肝功能嚴重損傷或尿素合成相關(guān)酶的遺傳缺陷。高血氨癥時可引起腦功能障礙，稱氨中毒,,一碳單位：某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位,一碳單位的種類：甲基(-CH3 )、甲烯基(-CH2- )、甲炔基(-CH= )、甲?；? -CHO)、亞胺甲基 ( -CH=NH ),四

51、氫葉酸:一碳單位的運載體參與一碳單位代謝,SAM(S—腺苷甲硫氨酸)：甲基的直接供體,其他個別氨基酸代謝的產(chǎn)物,氨基酸的特殊代謝及其產(chǎn)物,L-組氨酸 ? 組胺,色氨酸 ? 5-羥色胺,L-谷氨酸 ? γ-氨基丁酸,L-半胱氨酸 ??；撬?SAM為體內(nèi)甲基的直接供體,活性硫酸根：3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸（PAPS）,(1) 苯丙酮酸尿癥(PKU) 苯丙氨酸羥化酶缺陷時，苯丙氨酸

52、不能轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，生成苯丙酮酸、苯乙酸等從尿排出的一種遺傳代謝病。,苯丙氨酸的代謝,(2)人體缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱為白化病(albinism)。,（3）體內(nèi)尿黑酸氧化酶先天缺陷時，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥，表現(xiàn)為骨及組織有廣泛的黑色物沉積。,第八章 核苷酸代謝,一、嘌呤核苷酸的合成與分解代謝從頭合成和補救合成兩種途徑,（一）嘌呤核苷酸的合成代謝,從頭合成途徑,1、合成原料：磷酸核糖、氨基酸、一碳單位

53、及CO22、哺乳動物合成部位：主要在肝臟3、在磷酸核糖上逐步合成；4、最先合成IMP，再轉(zhuǎn)化成AMP和GMP5、脫氧核糖核苷酸的生成在在核苷二磷酸水平上進行,NDP,dNDP,核糖核苷酸還原酶，Mg2+,,嘌呤核苷酸的抗代謝物,嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。,（二）、嘌呤核苷酸的分解代謝嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物是尿酸,,二、嘧啶核苷酸的合成與分解代謝,(一)嘧啶核苷酸的從頭合成,1、合成部位：主要是肝細胞胞

54、液,2、合成原料：谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸,3、最先合成UMP，再生成CTP、dTMP,(二)、嘧啶核苷酸的分解代謝的終產(chǎn)物被徹底氧化分解,dTMP或TMP的生成,dUMP,脫氧胸苷一磷酸dTMP,,第十章 DNA的生物合成,一、復(fù)制的基本規(guī)律1、半保留復(fù)制： DNA合成時，以親代DNA解開的兩股單鏈為模板，按堿基配對規(guī)律，合成子代DNA的過程。子代DNA，一股單鏈來源于親代，另一股單鏈為新合成。子代和親代的DNA堿基序列一致。

55、這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制意義：按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代DNA的堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性2、DNA復(fù)制從起始點向兩個方向延伸形成雙向復(fù)制,3、 DNA復(fù)制為半不連續(xù)復(fù)制領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。,順解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制為連續(xù)進行，稱為領(lǐng)頭鏈另一股鏈復(fù)制方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長,稱為隨從鏈。復(fù)制中不連續(xù)片段稱為岡崎片段二、DN

56、A復(fù)制的酶學(xué)和拓撲學(xué)變化參與DNA復(fù)制的物質(zhì):底物: dNTP聚合酶: 依賴DNA的DNA聚合酶（ DNA-pol；DDDP）模板: 解開成單鏈的DNA母鏈；引物: 提供3?-OH末端使dNTP可以依次聚合；其他的酶和蛋白質(zhì)因子,聚合反應(yīng)的特點:DNA 新鏈生成需引物和模板； 新鏈的延長只可沿5? → 3?方向進行,原核生物的DNA聚合酶分為三型: DNA-

57、pol Ⅰ DNA-pol Ⅱ DNA-pol Ⅲ 延長子鏈常見的真核細胞DNA聚合酶有五種DNA-pol ?DNA-pol ?DNA-pol ?DNA-pol ? 延長子鏈的

58、主要酶DNA-pol ?,1、DNA聚合酶,參與DNA合成反應(yīng)的各種酶DNA聚合酶：催化核苷酸之間聚合核酸外切酶：校讀和堿基選擇拓撲異構(gòu)酶：理順DNA鏈解螺旋酶DnaA、B、C：作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。引物酶:由dnaG編碼,催化生成RNA引物的酶單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB) :保護單鏈的完整DNA拓撲異構(gòu)酶:改變DNA超螺旋狀態(tài)、理順DNA鏈DNA連接酶:連接DNA雙鏈中的單鏈缺口,DNA聚合酶，拓

59、撲酶和連接酶催化3?,5?-磷酸二酯鍵生成的比較,三、DNA的生物合成過程,2、真核生物復(fù)制的起始與原核基本相似,含有解螺旋酶(DnaB蛋白)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG蛋白)和DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體,1、原核生物的DNA生物合成：復(fù)制起始DNA解鏈形成引發(fā)體,端粒(telomere)指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。,四、DNA損傷與修復(fù),突變(Mutation)是指DNA分子中堿基序列的改變，又稱為DNA

60、損傷(DNA damage)。,突變的類型,逆轉(zhuǎn)錄概念,含有逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒是通過逆轉(zhuǎn)錄(反轉(zhuǎn)錄)過程傳遞遺傳信息的，即以RNA為模板，指導(dǎo)DNA的合成，也稱為反轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄。,逆轉(zhuǎn)錄酶：,是一種依賴RNA的DNA聚合酶(RNA dependent DNA polymerase，RDDP)，是一多功能酶。,第11章 RNA的生物合成,是DNA指導(dǎo)的RNA合成，也叫轉(zhuǎn)錄RNA指導(dǎo)的RNA合成，也叫RNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄 (trans

61、cription) 是生物體以DNA為模板合成RNA的過程 。參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)：原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶 : 依賴DNA的RNA聚合酶 (RNA-pol)（DDRP）

62、 其他蛋白質(zhì)因子,復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別,RNA聚合酶,（一）原核生物的RNA聚合酶,利福平或利福霉素特異性抑制,真核生物的RNA聚合酶,種 類 I(A) Ⅱ(B) Ⅲ(C)細胞定位 核仁 核質(zhì)

63、 核質(zhì) 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 45S-rRNA hnRNA 5S-rRNA， (5.8\18\28) tRNA，

64、 snRNA對鵝膏蕈堿的敏感性 耐受 極敏感 中度敏感,,,,一、原核生物轉(zhuǎn)錄的模板和酶,1、原核生物轉(zhuǎn)錄的模板DNA分子上轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段，稱為結(jié)構(gòu)基因DNA雙鏈中按堿基配對規(guī)律能指引轉(zhuǎn)錄生成RNA的一股單鏈，稱為模板鏈、有意義鏈相對的另一股單鏈是編碼鏈、反義鏈。2、 RNA合成由RNA聚合酶催化,3 、RNA聚合

65、酶結(jié)合到DNA的啟動子上起動轉(zhuǎn)錄,4.不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription)：在包含多個基因的DNA分子中，各基因的模板鏈并不總在同一條鏈上，在某個基因節(jié)段以其中某一條鏈為模板進行轉(zhuǎn)錄，而在另一個基因節(jié)段上則以其對應(yīng)單鏈為模板，這種選擇性稱不對稱轉(zhuǎn)錄。 不對稱轉(zhuǎn)錄有兩方面含義：在DNA分子雙鏈上，一股鏈用作模板指引轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄；其二是模板鏈并非總是在同一單鏈上。,二、原核生物的轉(zhuǎn)錄過程,1、轉(zhuǎn)錄

66、起始需要RNA聚合酶全酶與模板結(jié)合，形成閉合轉(zhuǎn)錄復(fù)合體2、原核生物的轉(zhuǎn)錄延長時蛋白質(zhì)的翻譯也同時進行3、原核生物轉(zhuǎn)錄終止依賴ρ(Rho )因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴ρ( Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止：轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),三、真核生物的轉(zhuǎn)錄過程,1、 真核生物有三種DNA依賴性RNA聚合酶2、轉(zhuǎn)錄起始需要啟動子 、RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的參與3、真核生物轉(zhuǎn)錄延長過程中沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象4、真核生物的轉(zhuǎn)錄終止和加尾修飾同時進行聚

67、腺苷酸(poly A)尾巴,不同物種、不同細胞或不同的基因，轉(zhuǎn)錄起始點上游可以有不同的DNA序列，但這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件(cis-acting element)。,能直接、間接辨認和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-acting factors)。,反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factors, TF)。,四、 真核生

68、物RNA的加工,1、真核生物mRNA的加工包括首、尾修飾和剪接前體mRNA在5’-末端加入“帽”結(jié)構(gòu)前體mRNA在3’端特異位點斷裂并加上多聚腺苷酸尾mRNA的剪接：除去hnRNA中的內(nèi)含子，將外顯子連接。,主要的修飾方式有剪接、剪切、修飾、添加。,外顯子：在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列。內(nèi)含子：隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列。,斷裂基因：真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編