第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

????第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成

一、蛋白質(zhì)的主要組成元素：C、H、O、N、S ??特征元素：N（16%） ?特異元素：S

凱氏定氮法：每克樣品含氮克數(shù)×6.25×100＝100g樣品中蛋白質(zhì)含氮量（g%）

組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸

（名解）不對(duì)稱碳原子或手性碳原子：與四個(gè)不同的原子或原子基團(tuán)共價(jià)連接并因而失去對(duì)稱性的四面體碳

為L(zhǎng)-α-氨基酸，其中脯氨酸（Pro）屬于L-α-亞氨基酸

?不同L-α-氨基酸，其R基側(cè)鏈不同

除甘氨酸（Gly）外，都為L(zhǎng)-α-氨基酸，有立體異構(gòu)體　　

組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸分類

非極性氨基酸：甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、纈氨酸（Val）、

?????????????????亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、脯氨酸（Pro）

極性中性氨基酸：絲氨酸（Ser）、半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）

???????????????????天冬酰胺（Asn）、谷氨酰胺（Gln）、蘇氨酸（Thr）

芳香族氨基酸：苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr）

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）

　 其中：含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸

四、氨基酸的理化性質(zhì)

1、兩性解離及等電點(diǎn)

　 ① 氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基，能與酸或堿類物質(zhì)結(jié)合成鹽，故它是一種兩性電解質(zhì)。

???② 氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。

???③（名解）等電點(diǎn)（pI點(diǎn)）：在某一pH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pH稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。

　　pH<pI ??陽(yáng)離子 ?????氨基酸帶凈負(fù)電荷，在電場(chǎng)中將向正極移動(dòng) ?????????

????pH=pI ??氨基酸的兼性離子 ???

????pH>pI ??陰離子 ?????氨基酸帶凈正電荷，在電場(chǎng)中將向負(fù)極移動(dòng)

???④ 在一定pH范圍內(nèi)，氨基酸溶液的pH離等電點(diǎn)越遠(yuǎn)，氨基酸所攜帶的凈電荷越大

2、含共軛雙鍵的氨基酸具有紫外吸收性質(zhì)

色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近

????大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測(cè)定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡(jiǎn)便的方法　　

3、氨基酸與茚三酮反應(yīng)生成藍(lán)紫色化合物　

　　在pH5~7，80~100℃條件下，氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，因此可作為氨基酸定量分析方法

五、蛋白質(zhì)是由許多氨基酸殘基組成的多肽鏈

（一）氨基酸通過(guò)肽鍵連接而形成肽

1、（名解）肽鍵(peptide bond)是由一個(gè)氨基酸的α-羧基與另一個(gè)氨基酸的α-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵

2、肽是由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物

3、10個(gè)以內(nèi)氨基酸連接而成多肽稱為寡肽；由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽

肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基

多肽鏈(polypeptide chain)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：多肽鏈中有游離α-氨基的一端

?????????????????????C末端：多肽鏈中有游離α-羧基的一端

????6、AA順序從氨基端（N-端）開(kāi)始以羧基端（C-端）氨基酸殘基為終點(diǎn)

　　7、人體內(nèi)存在多種重要的生物活性的肽：

　　 ??谷胱甘肽（GSH）：是由谷氨酸、半胱氨酸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)。

????第二節(jié)?蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

一、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

一級(jí)結(jié)構(gòu)

二級(jí)結(jié)構(gòu) ↘

三級(jí)結(jié)構(gòu) → 高級(jí)結(jié)構(gòu)（空間構(gòu)象）

四級(jí)結(jié)構(gòu) ↗

?。ㄒ唬?、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指在蛋白質(zhì)分子中，從N-端至C-端的氨基酸排列順序，即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。

1、主要化學(xué)鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。

2、一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)

??（二）、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。

1、主要化學(xué)鍵：氫鍵

????2、（名解）肽鍵平面／肽單元：參與肽鍵的6個(gè)原子C 、C、O、N、H、C ?位于同一平面，又叫酰胺平面或肽鍵平面，此同一平面上的6個(gè)原子構(gòu)成了所謂的肽單元

3、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)。可分為：

　　 α-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0.54nm。α-螺旋的每個(gè)肽鍵的Ｎ-Ｈ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。

　　 ????影響α-螺旋形成因素：R基較大，空間位阻大。

?????????????????????????????帶相同電荷的R基集中，電荷相互排斥。

?????????????????????????????多肽鏈中若有脯氨酸不能形成a-螺旋。

?????β-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Ｒ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構(gòu)象穩(wěn)定．

　 　β-轉(zhuǎn)角：常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行180度回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上，含4個(gè)氨基酸殘基，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。

　　4、模體(motif)是具有特殊功能的超二級(jí)結(jié)構(gòu)，是由二個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象

??（三）、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置，即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。

1、主要化學(xué)鍵（非共價(jià)鍵）：疏水鍵（最主要）、鹽鍵（離子鍵）、氫鍵、范德華力、二硫鍵

2、（名解）結(jié)構(gòu)域：分子量較大的蛋白質(zhì)?？烧郫B成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密的區(qū)域，并各行其功能，稱為結(jié)構(gòu)域

??（四）、蛋白質(zhì)的四級(jí)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，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)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)。

1、（名解）亞基：有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基，亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵

2、主要化學(xué)鍵：疏水鍵、氫鍵、離子鍵

二、蛋白質(zhì)的分類　　

根據(jù)組成成分：?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì)　

??????????????結(jié)合蛋白質(zhì) = 蛋白質(zhì)部分 + 非蛋白質(zhì)部分（輔基）

根據(jù)形狀：纖維狀蛋白質(zhì)

??????????球狀蛋白質(zhì)

?????第三節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系

一、 蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)

??1、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

　　β-巰基乙醇可破壞二硫鍵

??2、由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為“分子病”，如：鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥

二、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４個(gè)亞基組成的四級(jí)結(jié)構(gòu)，可結(jié)合４分子氧。成人由兩條α-肽鏈（141個(gè)氨基酸殘基）和兩條β-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Ｓ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)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，稱正協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。

三、若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤，盡管其一級(jí)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(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生，稱為蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病，如：人紋狀體脊髓變性病(CJD)、老年癡呆癥、亨廷頓舞蹈病、瘋牛病等。

????第四節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

1、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pH條件下可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。

2、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。

變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性

3、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。

4、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。

5、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)生反應(yīng)，蛋白質(zhì)分子中游離a-氨基能與茚三酮反應(yīng)生成藍(lán)紫色化合物

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。

????第五節(jié)、蛋白質(zhì)的分離和純化

1、沉淀，

2、電泳：蛋白質(zhì)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。

3、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。

4、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ＰＨ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)?！　?/p>

b.分子篩，又稱凝膠過(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。

5、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)。

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第二章　　核酸的結(jié)構(gòu)與功能

核酸：是以核苷酸為基本組成單位的生物信息大分子，攜帶和傳遞遺傳信息

核算的分類及分布：

脫氧核糖核酸（DNA）：存在與細(xì)胞核、線粒體

?????????????????????攜帶遺傳信息，通過(guò)復(fù)制傳遞給下一代

?????????????????????基本組成單位是脫氧核苷酸

核糖核苷酸（RNA）：存在于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體

???????????????????DNA轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制表達(dá)

???????????????????也可作為遺傳物質(zhì)

???????????????????基本組成單位是核糖核苷酸

???第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成及一級(jí)結(jié)構(gòu)

核酸的元素組成：C、H、O、N、P ????標(biāo)記元素P：用于測(cè)量生物樣品中核酸的含量

核酸的分子組成： ??核酸（DNA和RNA）

????????????????????????????↓ ?3',5'-磷酸二酯鍵

??????????????????????????核苷酸

??????????????????????????↙ ↘　磷脂鍵

???????????????????????磷酸 ?核苷和脫氧核苷

??????????????????????????????↙ ???????↘ ?糖苷鍵

???????????????????????????戊糖 ?????????堿基　

??????????????????????????↙ ↘ ?????????↙ ↘

???????????????????????核糖 ?脫氧核糖 ?嘌呤 ?嘧啶

核苷酸是構(gòu)成核酸的基本組成單位

堿基

????DNA：A、G、C、T

????RNA：U、G、C、T

戊糖（主要區(qū)別）

????DNA：脫氧核糖

????RNA：核糖

核苷/脫氧核苷：由堿基和核糖或脫氧核糖生成

核苷酸：核苷或脫氧核苷C-5'上的羥基與磷酸通過(guò)脂鍵結(jié)合構(gòu)成

????DNA：AMP、GMP、CMP、TMP

RNA：AMP、GMO、CMP、UMP

核苷酸衍生物：

環(huán)化核苷酸：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)到中的第二信使

DNA是脫氧核苷酸通過(guò)3',5'-磷酸二酯鍵連接形成的大分子

一個(gè)脫氧核糖核苷酸3'-羥基與另一脫氧核糖核苷酸的5'-磷酸基團(tuán)縮合形成3',5'-磷酸二酯鍵

DAN鏈：多個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)磷脂二脂鍵構(gòu)成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸，即DNA鏈

DAN鏈的方向是5'-端向3'-端

交替的磷脂基團(tuán)和戊糖構(gòu)成DAN的骨架

RAN也是具有3',5'-磷酸二酯鍵的線性大分子　　

核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是核苷酸的排列順序

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。

2、核苷酸序列：方向是5'-端向3'-端

3、堿基序列　

????第二節(jié) DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)與功能

DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu)

（一）Changaff規(guī)則：A與T的摩爾數(shù)相等，G與C的摩爾數(shù)相等

??????????????不同生物種屬的DNA堿基組成不同

??????????????同一個(gè)體的不同器官、不同組織的DNA具有相同的剪輯組成

（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)

1、DNA的反向平行，右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)

??脫氧核糖和磷酸基團(tuán)組成親水性骨架，位于雙鏈的外側(cè)，而疏水的堿基位于內(nèi)側(cè)

??螺旋直徑為2nm，螺距為3.4nm（3.54nm）

2、DNA雙鏈之間形成了互補(bǔ)堿基對(duì)

??堿基之間以氫鍵相結(jié)合，—A=T—，—G≡C—

??每一個(gè)螺旋包含了10個(gè)堿基對(duì)，每?jī)蓚€(gè)堿基對(duì)的旋轉(zhuǎn)角度為36°

??每個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm

3、疏水作用力和氫鍵共同維持著DAN雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，尤以前者為重要　　

??氫鍵、疏水性的堿基堆積力、中和核酸鏈上的負(fù)電荷

（三）DNA雙螺旋的多樣性

??B-DAN：右手螺旋，92%相對(duì)濕度下

??A-DAN：右手螺旋，適濕降低

??Z-DAN：左手螺旋

（四）DAN的多鏈螺旋結(jié)構(gòu)

二、DAN的高級(jí)結(jié)構(gòu)（三級(jí)結(jié)構(gòu)）是超螺旋結(jié)構(gòu)

（一）原核生物DAN的環(huán)形超螺旋

（二）真核生物DAN高度有序和高度致密的結(jié)構(gòu)

??????細(xì)胞周期：松散的染色質(zhì)

??????細(xì)胞分裂期：致密的染色體

核小體：染色質(zhì)的基本組成單位，由DAN和五種組蛋白共同構(gòu)成

????組成：DAN：約200bp

??????????組蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4

????八疊體：各兩組H2A、H2B、H3、H4構(gòu)成

（三）DAN是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)

1、基因：指DAN中的特定區(qū)段，核苷酸排列順序決定了基因功能

2、DNA的基本功能：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)。

?

第三節(jié) RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能

RNA和蛋白質(zhì)共同負(fù)責(zé)基因的表達(dá)和表達(dá)過(guò)程的調(diào)控

RNA分類：信使RNA(mRNA) ?????合成蛋白質(zhì)的模板

???????????????轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA) ??????轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸

???????????????核糖體RNA(rRNA) ????核糖體的組成成分

???????????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)

?

?一、mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板（半衰期最短）

1、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)

2、成熟mRNA由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構(gòu)成

3、真核生物mRNA： 3'-末端：多聚A尾結(jié)構(gòu)

????????????????5'-末端：帽結(jié)構(gòu)（7-甲基鳥(niǎo)嘌呤及三磷酸鳥(niǎo)苷）加速翻譯起始速度，增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性

4、mRNA的種類最多，代謝速度最快　　

5、mRNA功能：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

6、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。

?二、tRNA是蛋白質(zhì)合成的氨基酸載體（分子量最?。?/p>

1、tRNA分子中含有稀有堿基

2、二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形，具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)

????三環(huán)四臂：DHU環(huán)、TψC環(huán)、反密碼子環(huán)；

??????????????DHU臂、TψC臂、反密碼子臂、氨基酸臂

3、所有tRNA：3'-末端：CCA-OH結(jié)構(gòu)

??????????????????5'-末端：游離磷酸

4、tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型。

?三、以rRNA為組分的核糖體是蛋白是合成的場(chǎng)所（含量最多）

1、核糖體：rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，是蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所

2、原核生物的rRNA ???????真核生物的rRNA

???小亞基為16S ???????小亞基為18S

???大亞基為5S、23S ???大亞基為5S、5.8S、28S

3、真核生物的18SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈花狀。

?四、核酶：某些小RNA 分子具有催化特定RNA降解的活性，在RNA合成后的剪接修飾中具有重要作用，這種具有催化作用的小RNA稱為核酶。

第四節(jié) 核酸的理化性質(zhì)

一、核算分子具有強(qiáng)烈的紫外吸收260nm

嘌呤，嘧啶都含有共軛雙鍵，因此對(duì)波長(zhǎng)260nm左右的紫外光有較強(qiáng)吸收

純DNA樣品260nm/280nm比值為1.8

純RNA樣品260nm/280nm比值為2.0

DNA變性是雙鏈解離為單鏈的過(guò)程

1、DNA變性：某些理化因素（溫度、pH、離子強(qiáng)度等）會(huì)導(dǎo)致DNA雙鏈互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵的發(fā)生斷裂，使雙鏈DNA解離為單鏈，這種現(xiàn)象稱為DNA變性，最常用的變性方法之一是加熱

2、DNA變性只改變其二級(jí)結(jié)構(gòu)，不改變它的核苷酸序列

?????分子量不變、Tm值不變、紫外吸收增強(qiáng)、粘度降低

3、解鏈溫度或熔解溫度（Tm）：在解鏈過(guò)程中，紫外吸光度的變化ΔA260達(dá)到最大變化值的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度稱為DNA的解鏈溫度或稱融解溫度

4、DNA分子的Tm值大小與其DNA長(zhǎng)短以及堿基中的G＋C含量相關(guān)

???????G＋C比例越高，Tm值越高：離子強(qiáng)度越高，Tm值越高

變性的核酸可以復(fù)性或形成雜交雙鏈

1、復(fù)性：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)象稱為復(fù)性

2、退火：熱變性的DNA緩慢冷卻（25°） ?發(fā)生復(fù)性

?????????熱變性的DNA迅速冷卻（4°） ??不發(fā)生復(fù)性

3、雜交雙鏈

核酸酶（注意與核酶區(qū)別）

????1、核酸酶：是所有可以水解核酸的酶，在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解。

????2、可分為DNA酶和RNA酶；外切酶和內(nèi)切酶

????3、其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴性，稱為限制性內(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)合物稱為全酶，只有全酶才有催化作用。

?

?

　　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

　?。保┰诘孜餄舛容^低時(shí)，反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而上升，加大底物濃度，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。

　?。玻┟资戏匠淌?/p>

　　　　V＝Vmax〔S〕／Km＋〔S〕

　　a.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。

　　２、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。

　?。场囟?/p>

　　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)也增加酶的變性。酶促反應(yīng)最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為酶促反應(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

　　凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑。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?/p>

　　１）不可逆性抑制劑：以共價(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.專一性抑制劑：如農(nóng)藥敵百蟲、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。化學(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。

２）可逆性抑制劑：通常以非共價(jià)鍵與酶和（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?/p>

　　a.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（５-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)

　　１、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。

　　２、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)活性與有活性兩種形式的互變。酶的共價(jià)修飾包括磷酸化與脫磷酸化、乙?；c脫乙?；?、甲基化與脫甲基化、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　　糖代謝

　

　　一、糖酵解

１、糖酵解：在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的過(guò)程

2、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帷?/p>

　?。?、糖酵解限速酶

　　１）６－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）。

　?。玻┍峒っ?/p>

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

　?。常┢咸烟羌っ?/p>

　　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)，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。

一、糖酵解過(guò)程

葡萄糖

↓己糖激酶

6-磷酸葡萄糖

↓　

6-磷酸果糖

↓6-磷酸果糖激酶-1

1，6-二磷酸果糖

↓　　　　

磷酸二羥丙酮

↓

3-磷酸甘油醛

↓

1,3-二磷酸甘油酸

↓

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

丙酮酸

↓

乳酸

糖酵解小結(jié)

反應(yīng)部位：胞質(zhì)

糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過(guò)程。

反應(yīng)全過(guò)程中有三步不可逆反應(yīng)

產(chǎn)能方式和數(shù)量：方式：底物水平磷酸化，凈產(chǎn)生2個(gè)ATP

?

二、糖有氧氧化

　　糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在機(jī)體氧供充足時(shí)，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過(guò)程。是機(jī)體主要供能方式

部位：胞液及線粒體

１、過(guò)程

1)、糖酵解過(guò)程生成丙酮酸

2)、丙酮酸→→乙酰輔酶A

　　限速酶：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體

????????????輔酶有：TPP、FAD、NAD+、CoA及硫辛酸

、三羧酸循環(huán) ?反應(yīng)部位：線粒體

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

α-酮戊二酸

↓α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體

琥珀酰CoA

↓

琥珀酸

↓

延胡索酸

↓

蘋果酸

↓

草酰乙酸

?

三羧酸循環(huán)限速酶：異檸檬酸脫氫酶

三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶

　?。场⑷人嵫h(huán)生理意義

　　１）基本生理功能是氧化供能。

　?。玻┤人嵫h(huán)是體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的最終共同途徑。

　?。常┤人嵫h(huán)也是三大代謝聯(lián)系的樞紐。

４、葡萄糖有氧氧化生成的32個(gè)ATP

反　　　應(yīng) 輔酶 ATP

第一階段 葡萄糖　6-磷酸葡萄糖 -1

三、磷酸戊糖途徑生理意義

　　１）為核酸的生物合成提供５-磷酸核糖，肌組織內(nèi)缺乏６-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３- 磷酸甘油醛和６-磷酸果糖經(jīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成。

　?。玻┨峁㎞ADPH

　　四、糖原合成與分解

　?。薄⒑铣蛇^(guò)程：

葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→1-磷酸葡萄糖→＋PPi

UDPG＋糖原引物→糖原

E：糖原合成酶 ?生成3個(gè)ATP

　　注：１）UDPG可看作是活性葡萄糖，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。

２、分解:肝臟。肌肉的胞漿中 ?關(guān)健酶：磷酸化酶　

?

五、糖異生途徑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

１、 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　　　　　　　　　　蘋果酸

?

　　　　　　GTP　天冬氨酸　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　 NADH

　　　　　　　　　草酰乙酸　　　　　　　　　　蘋果酸

　　　　　　　　　　　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)

?

　　　　　　　ATP　3-磷酸甘油酸

?

　　　　 NADH　1，3-二磷酸甘油酸　　　　　　　　　　　　　　甘油　ATP　　　　　　　

?

　　　　　　　　　3-磷酸甘油醛　　 磷酸二羥丙酮　　　　　　3-磷酸甘油

NADH

　　　　　　　　　　　　　1,6-雙磷酸果糖

　　　　　　　　　　　　　　　　　　果糖雙磷酸酶

　　　　　　　　　　　　　6-磷酸果糖

　　

　　　　　　　　　　　　　6-磷酸葡萄糖　　　　　　1-磷酸葡萄糖　　糖原

　　　　　　　　　　　　　　　　　　葡萄糖-6-磷酸酶

　　　　　　　　　　　　　　葡萄糖　

注意：１）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)。

２）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則必須由線粒體內(nèi)提供，可來(lái)自脂酸β-氧化或三羧酸循環(huán)。

３）甘油異生成糖耗一個(gè)ATP，同時(shí)也生成一個(gè)NADH

２、 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。

３、 生理意義

１）空腹或饑餓時(shí)依賴氨基酸、甘油等異生成糖，以維持血糖水平恒定。

２）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三碳途徑。

３）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。

?

?

第五章 脂類代謝

一、脂肪動(dòng)員(fat mobilization)是指儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過(guò)程。

脂肪動(dòng)員關(guān)鍵酶

在脂肪動(dòng)員中，脂肪細(xì)胞內(nèi)的甘油三酯脂肪酶是限速酶，它受多種激素的調(diào)控，因此稱為激素敏感性甘油三酯脂肪酶 ???

脂解激素

能促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素，如腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素等。

抗脂解激素

抑制脂肪動(dòng)員，如胰島素、前列腺素E2

甘油經(jīng)糖代謝途徑

脂酸經(jīng)β-氧化分解供養(yǎng)

　?。保┲舅峄罨ò褐校?/p>

脂酸

↓脂酰CoA合成酶

脂酰CoA（含高能硫酯鍵）

　　２）脂酰CoA進(jìn)入線粒體 ??限速酶：肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ

????3)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。

　?。矗┠芰可?/p>

　　以軟脂酸為例，共進(jìn)行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH及8分子乙酰CoA，106個(gè)ATP

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、β-羥丁酸、丙酮。肝分解氧化時(shí)特有的中間產(chǎn)物

合成原料：乙酰CoA←脂酸氧化

限速酶：HMG CoA合酶

２、 肝外利用原因：肝內(nèi)缺少乙酰乙酸硫激酶和琥珀酸 CoA轉(zhuǎn)硫酶

四、脂酸的合成代謝

１、 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、ATP、NADPH、HCO3-、Mn++等。

合成過(guò)程：限速酶：乙酰輔酶A羧化酶 ?輔基：生物素 ?

激活劑：檸檬酸、異檸檬酸　　　　　　

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（小腸粘膜細(xì)胞）

甘油二酯途徑（肝細(xì)胞及脂肪細(xì)胞）

　　　　　　　　

六、甘油磷脂的合成與代謝

１、合成：肝、腎、腸內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ?

２、降解

生物體內(nèi)存在能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類，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

１、 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)、ATP、NADPH等。

合成過(guò)程：

１） 甲羥戊酸的合成（胞液中）限速酶：HMGCoA還原酶

２） 鯊烯的合成（胞液中）

３）膽固醇的合成（滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上）

2、去路：轉(zhuǎn)化為膽汁液、轉(zhuǎn)化為類固醇激素、轉(zhuǎn)化為維生素D2

３、膽固醇酯的合成　

細(xì)胞內(nèi)游離膽固醇在脂酰膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（ACAT）的催化下，生成膽固醇酯；

血漿中游離膽固醇在卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（LCAT）的催化下，生成膽固醇酯和溶血卵磷酯。

?

八、血漿脂蛋白

血脂組成：甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯、游離脂酸

１、血漿脂蛋白分類

１）電泳法：乳糜微粒、前β、β及α

２）超速離心法：乳糜微粒(含脂最多)，極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)，分別相當(dāng)于電泳分離的CM、前β-脂蛋白、β-脂蛋白及α-脂蛋白等四類。

２、血漿脂蛋白主要由蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯組成。

乳糜微粒含甘油三酯最多，蛋白質(zhì)最少，故密度最小；VLDL含甘油三酯亦多，但其蛋白質(zhì)含量高于CM；LDL含膽固醇及膽固醇酯最多；含蛋白質(zhì)最多，故密度最高。

血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分，基本功能是運(yùn)載脂類，稱載脂蛋白。HDL的載脂蛋白主要為apoA，LDL的載脂蛋白主要為apoB100，VLDL的載脂蛋白主要為apoB、apoC，CM的載脂蛋白主要為apoC。

３、生理功用及代謝

１）CM　運(yùn)輸外源性甘油三酯及膽固醇的主要形式。成熟的CM含有apoCⅡ，可激活脂蛋白脂肪酶（LPL），LPL可使CM中的甘油三酯及磷脂逐步水解，產(chǎn)生甘油、脂酸及溶血磷脂等，同時(shí)其表面的載脂蛋白連同表面的磷脂及膽固醇離開(kāi)CM，逐步變小，最后轉(zhuǎn)變成為CM殘粒。

２）VLDL　運(yùn)輸內(nèi)源性甘油三酯的主要形式。VLDL的甘油三酯在LPL作用下，逐步水解，同時(shí)其表面的apoC、磷脂及膽固醇向HDL轉(zhuǎn)移，而HDL的膽固醇酯又轉(zhuǎn)移到VLDL。最后只剩下膽固醇酯，轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)DL。

３）LDL　轉(zhuǎn)運(yùn)肝合成的內(nèi)源性膽固醇的主要形式。肝是降解LDL的主要器官。apoB100水解為氨基酸，其中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解為游離膽固醇及脂酸。游離膽固醇在調(diào)節(jié)細(xì)胞膽固醇代謝上具有重要作用：①抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)HMGCoA還原酶；②在轉(zhuǎn)錄水平上陰抑細(xì)胞LDL受體蛋白質(zhì)的合成，減少對(duì)LDL的攝?。虎奂せ預(yù)CAT的活性，使游離膽固醇酯化成膽固醇酯在胞液中儲(chǔ)存。

４）HDL　逆向轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇。HDL表面的apoⅠ是LCAT的激活劑，LCAT可催化HDL生成溶血卵磷脂及膽固醇酯。

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九、高脂血癥

　高脂蛋白血癥分型

分型 脂蛋白變化 血脂變化

Ⅰ CM↑ 甘油三酯↑↑↑

Ⅱa LDL↑ 膽固醇↑↑

Ⅱb LDL、VLDL↑ 膽固醇↑↑甘油三酯↑↑

Ⅲ IDL↑ 膽固醇↑↑甘油三酯↑↑

Ⅳ VLDL↑ 甘油三酯↑↑

Ⅴ VLDL、CM↑ 甘油三酯↑↑↑

注：IDL是中間密度脂蛋白，為VLDL向LDL的過(guò)度狀態(tài)。

家族性高膽固醇血癥的重要原因是LDL受體缺陷

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　　　　　　　　　　　第七章　氨基酸代謝

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一、營(yíng)養(yǎng)必需氨基酸

簡(jiǎn)記為：纈、異、亮、蘇、甲硫、賴、苯、色

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二、體內(nèi)氨的來(lái)源和轉(zhuǎn)運(yùn)

１、 來(lái)源

１）氨基酸經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的主要來(lái)源；

２）由腸道吸收的氨；即腸內(nèi)氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨和腸道尿素經(jīng)細(xì)菌尿素

酶水解產(chǎn)生的氨。

３）腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來(lái)自谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解生成的氨。

２、轉(zhuǎn)運(yùn)

１） 丙氨酸-葡萄糖循環(huán) ?肌肉到肝

２）谷氨酰胺的運(yùn)氨作用 ?腦、肌肉等組織向肝或腎運(yùn)氨

三、氨基酸的脫氨基作用

１、轉(zhuǎn)氨基作用：轉(zhuǎn)氨酶催化某一氨基酸的α-氨基轉(zhuǎn)移到另一種α-酮酸的酮基上，生成相應(yīng)的氨基酸；原來(lái)的氨基酸則轉(zhuǎn)變成α-酮酸。既是氨基酸的分解代謝過(guò)程，也是體內(nèi)某些氨基酸合成的重要途徑。

丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶ALT ?肝

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶 AST 心

２、L-谷氨酸氧化脫氨基作用

L-谷氨酸 L-谷氨酸脫氫酶　α-酮戊二酸＋NH3

NADH

３、聯(lián)合脫氨基作用

　　氨基酸　　　α-酮戊二酸　　　NH3＋NADH

　　　轉(zhuǎn)氨酶 谷氨酸脫氫酶

　　α-酮酸　　　谷氨酸　　　　　NAD+

４、嘌呤核苷酸循環(huán)

上述聯(lián)合脫氨基作用主要在肝、腎等組織中進(jìn)行。骨骼肌和心肌中主要通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基。

氨基酸　　α-酮戊二酸　　天冬氨酸　　　　　　　　次黃嘌呤核苷酸　　　　NH3

GTP (IMP)

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　　　　　　　　　　　　　　　　　腺苷酸代琥珀酸　　　　　　腺嘌呤核苷酸

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(AMP)

延胡索酸

α-酮酸 L-谷氨酸 草酰乙酸

　　　蘋果酸

５、氨基酸脫氨基后生成的α-酮酸可以轉(zhuǎn)變成糖及脂類，在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱為生糖氨基酸；能轉(zhuǎn)變成酮體者稱為生酮氨基酸；二者兼有者稱為生糖兼生酮氨基酸。只要記住生酮氨基酸包括：亮、賴；生糖兼生酮氨基酸包括異亮、蘇、色、酪、苯丙；其余為生糖氨基酸。

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四、氨基酸的脫羧基作用

１、L-谷氨酸　L-谷氨酸脫羧酶　γ-氨基丁酸(GABA)

GABA為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。

２、L-半胱氨酸　　磺酸丙氨酸　磺酸丙氨酸脫羧酶　?；撬?/p>

?；撬崾墙Y(jié)合型膽汁酸的組成成分。

３、L-組氨酸　組氨酸脫羧酶　組胺

組胺是一種強(qiáng)烈的血管舒張劑，并能增加毛細(xì)血管的通透性。

４、色氨酸　色氨酸羥化酶　5-羥色氨酸　5-羥色氨酸脫羧酶　5-羥色胺(5-HT)

腦內(nèi)的5-羥色胺可作為神經(jīng)遞質(zhì)，具有抑制作用；在外周組織，有收縮血管作用。

５、L-鳥(niǎo)氨酸　鳥(niǎo)氨酸脫羧酶　腐胺　　　　精脒　　　　精胺

　　　　　　　　　　　　　　脫羧基SAM　　脫羧基SAM

精脒與精胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的重要物質(zhì)。合稱為多胺類物質(zhì)。

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五、一碳單位：某些氨基酸在分解代謝過(guò)程中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)

一碳單位來(lái)源于組、色、甘、絲氨酸

一碳單位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基及亞氨甲基，CO2不屬于一碳單位。

四氫葉酸是一碳單位代謝的輔酶。

主要生理功用是作為合成嘌呤及嘧啶的原料。如N10-CHO-FH4與N5,H10=CH-FH4分別提供嘌呤合成時(shí)C2與C8的來(lái)源；N5,N10-CH2-FH4提供胸苷酸合成時(shí)甲基的來(lái)源。由此可見(jiàn)，一碳單位將氨基酸與核酸代謝密切聯(lián)系起來(lái)。

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六、芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）的代謝

１、　　　　　　　　苯丙氨酸　

　　　　　苯丙氨酸羥化酶

　　　　　　　酪氨酸　黑色素細(xì)胞的酪氨酸酶　多巴

　　　　　　酪氨酸羥化酶

　　　　　　　　　　　多巴　　　　　　　　　　　　　黑色素　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　多巴脫羧酶

　　　　　　　　　　　多巴胺

　　　　　　　SAM　去甲腎上腺素　兒茶酚胺

　　　　　　　　　　　腎上腺素

苯酮酸尿癥：當(dāng)苯丙氨酸羥化酶先天性缺乏時(shí)，苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔w內(nèi)苯丙氨酸蓄積，并經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成苯乙酸等衍生物。此時(shí)尿中出現(xiàn)大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物，稱為苯酮酸尿癥。

白化?。喝梭w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。

２、 色氨酸

１）生成5-羥色胺

２）生成一碳單位

３）可分解產(chǎn)生尼克酸，這是體內(nèi)合成維生素的特例。

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七、含硫氨基酸（甲硫、半胱、胱）代謝

１、甲硫氨酸　　　　　　S-腺苷甲硫氨酸(SAM)

　　　　　　ATP　　PPi

SAM中的甲基為活性甲基，通過(guò)轉(zhuǎn)甲基作用可以生成多種含甲基的重要生理活性物質(zhì)。SAM是體內(nèi)最重要的甲基直接供給體。

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２、甲硫氨酸循環(huán)

　　　　　　　　甲硫氨酸　　　SAM　甲基轉(zhuǎn)移酶　S-腺苷同型半胱氨酸

　　　　　　　　　　　　　　　　RH　　　　RCH3

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　甲硫氨酸合成酶　　　　　同型半胱氨酸

　　　　　　　　　　FH4　　　　　　N5-CH3-FH4

N5-CH3-FH4可看成體內(nèi)甲基的間接供體，甲硫氨酸合成酶輔酶為維生素B12。

３、肌酸的合成　肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM供給甲基而合成。在肌酸激酶催化下，肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸，并儲(chǔ)存ATP的高能磷酸鍵。

４、體內(nèi)硫酸根主要來(lái)源于半胱氨酸，一部分以無(wú)機(jī)鹽形式隨尿排出，另一部分則經(jīng)ATP活化成活性硫酸根，即3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS)。

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八、氨基酸衍生的重要含氮化合物

化合物 氨基酸前體

嘌呤堿 天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸

嘧啶堿 天冬氨酸

血紅素、細(xì)胞色素 甘氨酸

肌酸、磷酸肌酸 甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸

尼克酸 色氨酸

兒茶酚胺類 苯丙氨酸、酪氨酸

甲狀腺素 酪氨酸

黑色素 苯丙氨酸、酪氨酸

精胺、精脒 蛋氨酸、鳥(niǎo)氨酸

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尿素的生成：鳥(niǎo)氨酸循環(huán)

?????1、部位：肝 ?線粒體、胞液

?????2、步奏：NH3+CO2+H2O→氨基甲酰磷酸　 ?線粒體

　　　E:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CSP-Ⅰ) ????耗2*ATP　　

??????N-乙酰谷氨酸

氨基甲酰磷酸+鳥(niǎo)氨酸→瓜氨酸 ???線粒體

瓜氨酸+天冬氨酸→精氨酸代琥珀酸

E:精氨酸代琥珀酸合成酶　　　胞液　　 耗ATP

精氨酸代琥珀酸→精氨酸+延胡索酸　　　胞液

精氨酸→尿素+鳥(niǎo)氨酸

尿素分子中的2個(gè)氮原子，1個(gè)來(lái)自氨，另1個(gè)來(lái)自天冬氨酸

谷氨酰胺為氮源，通過(guò)CSP-Ⅱ，催化合成氨基甲酰磷酸，并進(jìn)一步參與嘧啶的合成

第八章 核苷酸代謝

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一、嘌呤核苷酸代謝

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合成原料：天冬氨酸 N1；甲酰基（一碳單位） C2、C8

??????????????谷氨酰胺N3 、N9；甘氨酸C5、C4、N7；CO2：C6

２、合成過(guò)程

　?。保念^合成：

　　5-磷酸核糖　PRPP合成酶　磷酸核糖焦磷酸　PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶　5-磷酸核糖胺

ATP AMP (PRPP)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　ATP　　　 AMP　　　　　　　　次黃嘌呤核苷酸　　　　　　　　　　　　　　

(IMP)

GTP GMP 黃嘌呤核苷酸

(XMP)

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先單獨(dú)合成嘌呤堿然后再與磷酸核糖結(jié)合而成的。

２） 補(bǔ)救合成：

利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸。生理意義為：一方面在于可以節(jié)省從頭合成時(shí)能量和一些氨基酸的消耗；另一方面，體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等由于缺乏從頭合成的酶體系，只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。

３、 脫氧核苷酸的生成

脫氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上，由核糖核苷酸還原酶催化，核糖核苷酸C2上的羥基被氫取代生成。

４、 分解產(chǎn)物

AMP　　　　　次黃嘌呤　黃嘌呤氧化酶

　　　　　　　　　　　　　黃嘌呤　黃嘌呤氧化酶　尿酸

GMP　　　　　鳥(niǎo)嘌呤

人體內(nèi)嘌呤堿最終分解生成尿酸，隨尿排出體外。

痛風(fēng)癥患者血中尿酸含量升高。臨床上常用別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥，這是因?yàn)閯e嘌呤醇與

次黃嘌呤結(jié)構(gòu)類似，可抑制黃嘌呤氧化酶，從而抑制尿酸的生成。

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