生物化學(xué)考試重點(diǎn)筆記完整版[共28頁(yè)]
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1、臨床醫(yī)學(xué) 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、組成蛋白質(zhì)的元素 1、主要有C、H、O、N和S,有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬,個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘 。 2、蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn):各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近,平均為16%。 3、由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主,因此,只要測(cè)定生物樣品中的含氮量,就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量:100克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數(shù) 6.25100 二、氨基酸—— 組成蛋白質(zhì)的基本單位 (一)氨基酸的分類 1. 非極性氨基酸(9):甘氨酸
2、 (Gly) 丙氨酸 ( Ala)纈氨酸(Val)亮氨酸(Leu)異亮氨酸(Ile)苯丙氨酸 (Phe)脯氨酸(Pro) 色氨酸(Try)蛋氨酸(Met) 2、 不帶電荷極性氨基酸(6):絲氨酸(Ser) 酪氨酸(Try) 半胱氨酸 (Cys) 天冬酰胺 (Asn) 谷氨酰胺(Gln ) 蘇氨酸(Thr ) 3、 帶負(fù)電荷氨基酸(酸性氨基酸)(2): 天冬氨酸(Asp ) 谷氨酸(Glu) 4、 帶正電荷氨基酸(堿性氨基酸)(3):賴氨酸(Lys) 精氨酸(Arg) 組氨酸( His) (二)氨基酸的理化性質(zhì)
3、 1. 兩性解離及等電點(diǎn) 等電點(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值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。 2. 紫外吸收 (1)色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。 (2)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. 茚三酮反應(yīng) 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。由于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
4、分析方法 三、肽 (一)肽 1、肽鍵是由一個(gè)氨基酸的a-羧基與另一個(gè)氨基酸的a-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、由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽,由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽 4、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 5、多肽鏈?zhǔn)侵冈S多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。 6、多肽鏈有兩端 :N 末端:多肽鏈中有自由氨基的一端 C 末端:多肽鏈中有自由羧基的一端 (二) 幾種生物活性肽 1. 谷胱甘肽 2. 多肽類激素及神經(jīng)肽 第 二 節(jié) 蛋 白 質(zhì) 的 分 子 結(jié) 構(gòu) 一、蛋白質(zhì)的
5、一級(jí)結(jié)構(gòu) 1、定義:蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的連接方式、排列順序和二硫鍵的位置。 2、主要的化學(xué)鍵:肽鍵,有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。 3、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) 1、定義:蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu),即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置,并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象 2、主要的化學(xué)鍵: 氫鍵 3、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式a-螺旋、 b-折疊、b-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)卷曲 三、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu) 1、 定義: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。 2、主要的化學(xué)鍵 :疏水作用
6、、離子鍵、氫鍵和 Van der Waals力等 四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 1、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)。 2、亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用,其次是氫鍵和離子鍵。 第四節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) (一)蛋白質(zhì)的紫外吸收 (二)蛋白質(zhì)的兩性電離 1、蛋白質(zhì)的等電點(diǎn): 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時(shí),蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等,即成為兼性離子,凈電荷為零,此時(shí)溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。 (三)蛋白質(zhì)的沉降特性 (四)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素:顆粒表面電荷、水化膜 (五)蛋白質(zhì)的變性
7、、復(fù)性 1、蛋白質(zhì)的變性: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,也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無(wú)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。 2、變性的本質(zhì) :破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵,不改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。 (六)蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng) ⒈茚三酮反應(yīng) 蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。 ⒉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銅共熱,呈現(xiàn)紫色或紅色,此反應(yīng)稱為雙縮脲反應(yīng),雙縮脲反應(yīng)可用來(lái)檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。 第二 章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能 第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成 一、核苷酸的組成 1、元素組成:C、H、O、N、P(
8、9~10%) 2、分子組成:(1)堿基:嘌呤堿,嘧啶堿(2)戊糖:核糖,脫氧核糖(3)磷酸 3、DNA與RNA在分子組成上的異同 類型 DNA RNA 堿基 A、T、C、G A、U、C、G 戊糖 脫氧核糖 核糖 磷酸 相同 二、核苷酸的結(jié)構(gòu) 1、核苷的形成:堿基和核糖(脫氧核糖)通過(guò)糖苷鍵連接形成核苷(脫氧核苷)。 2、核苷:AR, GR, UR, CR 脫氧核苷:dAR, dGR, dTR, dCR 3、核苷酸的結(jié)構(gòu):核苷(脫氧核苷)和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸(脫氧核苷酸)。 4、核苷酸:AMP, GMP, UMP, CMP 脫氧核苷酸
9、:dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 第二節(jié) 核酸的分子結(jié)構(gòu) 一、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu) 1、定義:核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同,所以也稱為堿基序列。 二、核酸的空間結(jié)構(gòu)與功能 (一)DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能 1、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)——雙螺旋結(jié)構(gòu) (1)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn):①DNA分子由兩條相互平行但走向相反的脫氧核糖核苷酸鏈組成,磷酸、脫氧核糖在外圍構(gòu)成骨架,中間是堿基對(duì)平面,堿基嚴(yán)格按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(A=T; GC) ②右手雙螺旋結(jié)構(gòu),螺旋一圈10對(duì)堿基,螺距3.4nm,表面有間隔排列的大溝、和小溝。③互補(bǔ)堿基的氫鍵維持雙鏈橫
10、向穩(wěn)定性,堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性。 2、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu) 在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊、盤(pán)繞成為更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu) (1)原核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu) —— DNA超螺旋閉合環(huán)狀雙螺旋,正超螺旋、負(fù)超螺旋 (2)DNA在真核生物細(xì)胞內(nèi)真核生物染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成,其基本單位是核小體 (3)核小體的組成:①DNA:約200bp(堿基對(duì)) ②組蛋白:H1、H2A、H2B、H3、H4 3、 DNA的功能 DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息,并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),也是個(gè)體生命活動(dòng)的信息基礎(chǔ) (二)RNA
11、的空間結(jié)構(gòu)與功能 1、mRNA---(含量少,種類多,壽命短) (1)mRNA的功能 :攜帶遺傳信息(DNA),作為蛋白質(zhì)翻譯的模板。 (2) mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn):①5末端形成帽子結(jié)構(gòu):m7GpppNm- ②3末端有一個(gè)多聚腺苷酸(polyA)(80-250) 尾 2、tRNA (1)tRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) :①73-93個(gè)核苷酸(分子量最小)②含 10~20% (7-15個(gè))稀有堿基,如 DHU等③ 3末端為 — CCA-OH,5 末端大多是-G (2) tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)——三葉草形 結(jié)構(gòu)有:氨基酸臂 DHU環(huán)及臂 反密碼環(huán)及臂 TΨC環(huán)及臂 額外環(huán) (3)
12、tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)—— 倒L形 (4)RNA的功能:活化、搬運(yùn)氨基酸到核糖體,參與蛋白質(zhì)的翻譯。 (三)rRNA (1)rRNA的結(jié)構(gòu):空間結(jié)構(gòu),較為復(fù)雜 (2) rRNA的功能 參與組成核糖體,作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。 (3)rRNA的種類(根據(jù)沉降系數(shù)):①真核生物5S rRNA、 5.8S rRNA、 18S rRNA、 28S rRNA ②原核生物5S rRNA 、16S rRNA、 23S rRNA 第 三 節(jié) 核 酸 的 理 化 性 質(zhì) 一、紫外吸收:核酸在260nm處有吸收高峰,在230nm處有一低谷 二、DNA的變性 1、定義:在某些理化因素作
13、用下,DNA雙鏈解開(kāi)成兩條單鏈的過(guò)程。 2、方法:過(guò)量酸,堿,加熱,變性試劑如尿素、 酰胺以及某些有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等 3、變性后其它理化性質(zhì)變化:OD260增高 粘度下降 比旋度下降 浮力密度升高 酸堿滴定曲線改變 生物活性喪失 4、 DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂 5、 增色效應(yīng):DNA變性時(shí)其溶液OD260增高的現(xiàn)象。 6、Tm:紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時(shí)的溫度稱為DNA的解鏈溫度,又稱融解溫度, 其大小與G+C含量成正比。 三、DNA的復(fù)性與分子雜交 1、DNA復(fù)性的定義 :在適當(dāng)條件下,變性DNA的兩條互補(bǔ)鏈可恢復(fù)天
14、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經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性,這一過(guò)程稱為退火。 3、減色效應(yīng):DNA復(fù)性時(shí),其溶液OD260降低。 四、 核酶和脫氧核酶 1、 核酶:催化性RNA作為序列特異性的核酸內(nèi)切酶降解mRNA。 2、脫氧核酶:催化性DNA 人工合成的寡聚脫氧核苷酸片段,也能序列特異性降解RNA。 第五章 維生素 一、概述 1、定義:維生素(vitamin)是機(jī)體維持正常功能所必需,但在體內(nèi)不能合成或合成量不足,必須由食物供給的一組小分子有機(jī)化合物。 2、分類:(1)脂溶性維生素 Vit.A*、 D*、 E 、 K: (2
15、)水溶性維生素: Vit.C* B族Vit.:B1*、B2*、PP*、 B6*、生物素 泛酸、葉酸*、B12 *、硫辛酸 3、 引起維生素缺乏的原因:(1)攝入不足:偏食、烹飪不當(dāng)(2)吸收障礙:胃腸道疾病、肝膽疾?。?)需要量增加:兒童,孕婦,哺乳期婦女,重體力勞動(dòng)者和慢性消耗性疾病患者(4)服用某些藥物:如抗生素,可致腸道菌群紊亂,自身可合成的少量維生素缺失(維生素K、B6、PP、生物素、泛酸等)(5)生物體的特異缺陷:如內(nèi)因子缺乏 二、脂溶性維生素 1、共同特點(diǎn):(1)不溶于水,溶于脂肪及有機(jī)溶劑(2)在食物中與脂類共存,并隨脂類一同吸收(3)在血漿中與特異蛋白結(jié)合而運(yùn)輸
16、(4)在肝臟內(nèi)儲(chǔ)存,攝入過(guò)多會(huì)出現(xiàn)中毒 2、種類: Vit A, Vit D, Vit E, Vit K 一、維生素A----抗干眼病維生素 1、視黃醇(維生素A1),3-脫氫視黃醇(維生素A2) 視黃醇 ———— 視黃醛 ——— 視黃酸 2、 活性形式:11-順視黃醛(紫外線可破壞維生素A) 3、來(lái)源:哺乳動(dòng)物及魚(yú)的肝臟、蛋黃、乳制品等 維生素A原: β-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)化為維生素A (胡蘿卜、紅辣椒、菠菜、芥菜等綠葉蔬菜) (二)生化作用及缺乏癥:1、構(gòu)成視覺(jué)細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)的成分 2、維持上皮組織結(jié)構(gòu)的完整性 3、參與類固醇的
17、合成促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育 4、有一定的抗癌、防癌作用 缺乏癥:夜盲癥、干眼病 二 、維生素D---抗佝僂病維生素 1、種類:VitD2(麥角鈣化醇) VitD3(膽鈣化醇) 2、VitD2原:麥角固醇 VitD3原: 7-脫氫膽固醇 3、來(lái)源:肝、蛋黃、牛奶、魚(yú)肝油 4、VitD3的活性形式: 1, 25- (OH)2-VitD3 5、生化作用及缺乏癥:1、生化作用:(1)腸:促進(jìn)腸道對(duì)鈣的吸收; (2)腎:促進(jìn)腎臟對(duì)鈣、磷的重吸收 (3)骨骼:增加骨對(duì)鈣、磷的吸收和沉積,有利于骨的鈣化; 2、缺乏癥:兒童——佝僂病 成人——軟骨病 三、 維
18、生素E---生育酚 1、 活性形式:生育酚 2、 來(lái)源:植物油、豆類、谷物等 3、 生化作用:1、抗氧化作用 2、維持生殖機(jī)能 3、促進(jìn)血紅素代謝 缺乏癥:未發(fā)現(xiàn),臨床:治療習(xí)慣性流產(chǎn) 四、 維生素K----凝血維生素 1、 來(lái)源:綠色蔬菜、種子、魚(yú)、肝等 2、 化學(xué)結(jié)構(gòu):2-甲基-1,4-萘醌的衍生物 3、生化作用: 維持體內(nèi)凝血因子Ⅱ、Ⅶ 、 Ⅸ和Ⅹ的正常水平,參與凝血作用 4、缺乏維生素K會(huì)延遲血液凝固;易出血。 第 二 節(jié) 水溶性維生素 一、概 述 (一)共同特點(diǎn):1、易溶于水,故易隨尿液排出。 2、體內(nèi)不易儲(chǔ)存,必須經(jīng)常從食物中攝取
19、。 3、不易導(dǎo)致積累而引起中毒 (二)種類:B族維生素和維生素C 一、維生素B1----抗腳氣病維生素 (一)別名及活性形式:1、維生素B1又名硫胺素 2、活性形式:焦磷酸硫胺素(TPP) (四)生化作用及缺乏癥 1、生化作用:(1) TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶, (2)TPP是磷酸戊糖途徑中轉(zhuǎn)酮酶的輔酶。 (3) 在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定的作用,抑制膽堿酯酶的活性。 2、 缺乏癥:(1)腳氣?。壕S生素B1缺乏時(shí),可引起依賴TPP代謝的反應(yīng)受抑制,導(dǎo)致如丙酮酸堆積,使組織供氧不足,功能不足。出現(xiàn):手足麻木,肌肉萎縮,心力衰竭,下肢水腫,神經(jīng)功能退化等。(2
20、)末梢神經(jīng)炎:神經(jīng)痛,面部神經(jīng)麻痹等。(3)胃腸機(jī)能障礙:胃腸蠕動(dòng)減慢,消化液分泌減少,食欲不振,消化不良。 二、維生素B2------核黃素 (一)來(lái)源: 動(dòng)物內(nèi)臟、黃豆、小麥、綠色蔬菜,腸道合成。 耐熱,酸性溶液中穩(wěn)定,易被堿和紫外線破壞 (二)別名及活性形式 1、維生素B2又名核黃素(riboflavin) 2、活性形式:黃素單核苷酸 (FMN) 黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 3、生化作用: FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基,主要起氫傳遞體的作用。 4、缺乏癥:口角炎,唇炎,陰囊炎等。 三、維生素PP---抗賴皮病維生素 1、體內(nèi)活性形式: 尼克酰胺腺嘌呤
21、二核苷酸(NAD+) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADP+) 2、生化作用:NAD+及NADP+是體內(nèi)多種脫氫酶(如蘋(píng)果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶)的輔酶,起傳遞氫的作用。 3、缺乏癥:癩皮?。?D癥狀:皮炎 腹瀉 癡呆 四、維生素B6 1、別名及活性形式:維生素B6:包括吡哆醇,吡哆醛及吡哆胺 活性形式:磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺 2、生化作用及缺乏癥:1、磷酸吡哆醛是轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶 2、磷酸吡哆醛是血紅素合成關(guān)鍵酶的輔酶。 3、磷酸吡哆醛參與糖原分解。 五、泛酸---遍多酸 (一)、別名及活性形式 1、別名: 遍多酸 2、活性形式:輔酶A (CoA) 和
22、?;d體蛋白(ACP)。 二)生化作用及缺乏癥 1、CoA及ACP是?;D(zhuǎn)移酶的輔酶,參與?;霓D(zhuǎn)移作用。 2、缺乏?。何窗l(fā)現(xiàn) 六、生物素---α生物素和β生物素 (一)活性形式:生物素 (二)生化作用:生物素(biotin)是多種羧化酶(如丙酮酸羧化酶)的輔酶,參與CO2的羧化過(guò)程。人類罕見(jiàn)生物素缺乏癥。 七、葉酸 (一)、化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì):1、葉葉酸又稱蝶酰谷氨酸 2、活性形式:四氫葉酸(FH4) (二)生化作用及缺乏癥:1、生化作用:FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶,參與一碳單位的轉(zhuǎn)移 2、缺乏癥:巨幼紅細(xì)胞貧血 八、維生素B12-----
23、抗惡性貧血維生素 (一)別名及活性形式 1、維生素B12又稱鈷胺素 2、活性形式:甲基鈷胺素 5 -脫氧腺苷鈷胺素 (二)生化作用及缺乏癥1、生化作用: 參與體內(nèi)甲基轉(zhuǎn)移作用,甲基轉(zhuǎn)移酶的輔助因子。 2、缺乏癥:巨幼紅細(xì)胞貧血 九、維生素C—對(duì)熱不穩(wěn)定的酸性物質(zhì) (一)別名及活性形式 1、維生素C又稱L-抗壞血酸 2、活性形式:抗壞血酸 3、生化作用: (1)參與體內(nèi)羥化反應(yīng)(維生素C作為輔助因子): 促進(jìn)膠原蛋白的合成 參與膽固醇的轉(zhuǎn)化 參與芳香族氨基酸的代謝 (2)參與氧化-還原反應(yīng):保護(hù)巰基酶的活性(解毒) 使GSSG還原成G
24、SH,保護(hù)細(xì)胞膜。 具有解毒作用 促進(jìn)抗體的合成。 促進(jìn)造血將Fe3+ 轉(zhuǎn)化為( Fe2+)。 保護(hù)VitA,VitE免遭氧化。 抗病毒,防止腫瘤。 2、缺乏癥:壞血病 十、硫辛酸 1、活性形式:硫辛酸 2、生化作用及缺乏病 (1)、生化作用:是α-酮酸脫氫酶系的輔助因子,參與傳遞氫和?;饔?。 (2)、缺乏?。何窗l(fā)現(xiàn) 第 六 章 酶 1、酶的概念:酶是一類由活細(xì)胞產(chǎn)生的,對(duì)其特異底物具有高效催化作用的蛋白質(zhì)。 2、目前將生物催化劑分為兩類酶 、 核酶、脫氧核酶 第一節(jié) 酶的組成、活性中心 與功能 一、 酶的組成
25、 (一)分子組成:?jiǎn)渭兠负徒Y(jié)合酶 2、全酶:由蛋白質(zhì)部分(酶蛋白)和輔助因子(小分子有機(jī)化合物和金屬離子)組成 3、只有全酶才有催化作用。 4、輔助因子分類 :(1)輔酶):與酶蛋白結(jié)合疏松,可用透析或超濾的方法除去。 (2)輔基:與酶蛋白結(jié)合緊密,不能用透析或超濾的方法除去。 5、酶蛋白決定酶促反應(yīng)的特異性,輔助因子決定酶促反應(yīng)的類型。 (二) 酶的結(jié)構(gòu)組成 1、 單體酶:由一條多肽鏈構(gòu)成的酶,只含有一個(gè)活性中心。 2、 寡聚酶:有多個(gè)相同或不同的亞基以非共價(jià)鍵結(jié)合
26、構(gòu)成,含有多個(gè)活性中心的酶。 3、多酶復(fù)合體:由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復(fù)合物共同完成催化功能的多酶復(fù)合體。 3、 多功能酶或串聯(lián)酶:多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中,這類酶稱為多功能酶 4、多酶體系:物質(zhì)代謝的各條途徑有許多酶共同參與,依次完成反應(yīng)過(guò)程,這些酶在結(jié)構(gòu)上無(wú)彼此關(guān)聯(lián),稱為多酶體系。 二、酶的活性中心 1、定義:某些必需基團(tuán)在一級(jí)結(jié)構(gòu)上可能相距得很遠(yuǎn),但在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近,組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域,它能與底物結(jié)合,并催化底物生成產(chǎn)物,稱這個(gè)區(qū)域?yàn)槊傅幕钚灾行? 2、必需基團(tuán):一些與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)。 3、常見(jiàn)的必需基團(tuán)有:組氨酸殘基的咪唑基,絲
27、氨酸殘基的羥基,半胱氨酸殘基的巰基,天冬氨酸殘基的羧基。 三、 酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)制 (一)酶促反應(yīng)的特點(diǎn) 1、高效性 2、特異性(絕對(duì)特異性、相對(duì)特異性、立體結(jié)構(gòu)特異性) 3、可調(diào)節(jié)性 4、不穩(wěn)定性 (二)酶促反應(yīng)的機(jī)制 酶與底物相互接近時(shí),其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng),進(jìn)而相互結(jié)合。這一過(guò)程稱為酶-底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說(shuō) 第二節(jié) 酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 1、 概念:研究各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 2、影響因素包括有 酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑 一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 在其他因素不變的情況下,底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響呈矩形雙曲線關(guān)系
28、。 1、當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí),反應(yīng)速度與底物濃度成正比;反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。 2、隨著底物濃度的增高,反應(yīng)速度不再成正比例加速;反應(yīng)為混合級(jí)反應(yīng)。 3、當(dāng)?shù)孜餄舛雀哌_(dá)一定程度,反應(yīng)速度不再增加,達(dá)最大速度;反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng) 4、Km值:酶促反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的底物濃度,單位是mol/L。 5、Km的意義:a) Km是酶的特征性常數(shù)之一;只與酶的性質(zhì)有關(guān), 而與酶的濃度無(wú)關(guān),不同的酶有不同的Km。(一組同工酶有不同的Km值) b) Km反映酶與底物的親和力:Km越大,酶與底物的親和力越??; c)一種酶對(duì)不同底物有不同的Km值, Km最小的底物是天然底物(最適底物) 6、Vmax
29、 ——是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速率,與酶濃度成正比。 二、 酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響 1、當(dāng)[S]>>[E],酶可被底物飽和的情況下,反應(yīng)速度與酶濃度成正比。 三、 溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響 1、 雙重影響 2、最適溫度 (optimum temperature):酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度。 四、 pH對(duì)反應(yīng)速度的影響 五、 抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響 1、酶的抑制劑: 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。 抑制劑多與酶的活性中心內(nèi)、外必需基團(tuán)結(jié)合抑制酶的活性(特異的結(jié)合)。 2、根據(jù)抑制劑與酶結(jié)合的緊密程度不同分為:不可逆性抑制,可逆性抑制 (
30、一) 不可逆性抑制作用 1、概念:抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)相結(jié)合,使酶失活。抑制劑不能用透析、超濾等方法除去。 2、 舉例1、有機(jī)磷中毒 羥基酶 解毒 -- -- -- 解磷定(PAM) 2、重金屬中毒 巰基酶 解毒 -- -- -- 二巰基丙醇(BAL) (二) 可逆性抑制作用 *1、概念:抑制劑以非共價(jià)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。 2、類型:根據(jù)抑制劑與底物的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系:競(jìng)爭(zhēng)性抑制、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制、 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 1、 競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用:抑制劑(I)與底物(S)結(jié)構(gòu)相似
31、 * 特點(diǎn):1)抑制劑與底物的結(jié)構(gòu)相似。 2)抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心。 3)酶的活性中心與抑制劑結(jié)合后,酶失去活性。 4)抑制作用的大小取決于親和力及[I]/[S]。當(dāng)[S]》[I]時(shí),抑制作用可以忽略 舉例:(1)抑制劑丙二酸與琥珀酸競(jìng)爭(zhēng)琥珀酸脫氫酶(2)磺胺類藥物的抑菌機(jī)制 與對(duì)氨基苯甲酸競(jìng)爭(zhēng)二氫葉酸合成酶 機(jī)理:磺胺類藥物的結(jié)構(gòu)與對(duì)氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)相似,競(jìng)爭(zhēng)性抑制二氫葉酸合成酶,從而使細(xì)菌的核酸合成受阻,從而影響其生長(zhǎng)繁殖,達(dá)到抑菌的效果。 由于是競(jìng)爭(zhēng)性抑制,因而,服用磺胺類藥物時(shí),必須保持血液中藥物達(dá)到一定濃度,才能發(fā)揮有效的競(jìng)爭(zhēng)抑菌作用。 2、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 *
32、特點(diǎn):1)抑制劑與酶的活性中心以外的必需基團(tuán)相結(jié)合。抑制酶的催化活性。 2)抑制劑與底物之間無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。 3)形成酶-底物-抑制劑復(fù)合物不能釋放出產(chǎn)物。 3、反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用 特點(diǎn):1)抑制劑與中間產(chǎn)物(ES)結(jié)合。抑制酶的催化活性。 2)降低ES的有效濃度,促進(jìn)底物和酶的結(jié)合。 3)抑制作用與競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用相反。 4、各種可逆性抑制作用的比較 類型 與I結(jié)合的部分 表觀Vmax 表觀Km 競(jìng)爭(zhēng)性抑制 E 不變 增大 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 E、ES 減小 不變 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 ES 減小 減小 六、 激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響 1、激活劑: 使酶由無(wú)活性
33、變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì) 2、大多數(shù)為金屬離子:Mg2+,K+,Mn2+等,少數(shù)為陰離子:Cl- 有機(jī)化合物:膽汁酸鹽 酶原激活劑:腸激酶等 第 三 節(jié) 酶 的 存 在 形 式 及 其 調(diào) 節(jié) 一、 酶原與酶原的激活 1、 酶原 : 酶的無(wú)活性前體,稱為酶原。 2、 酶原的激活:在一定條件下,無(wú)活性的酶的前體轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過(guò)程。 3、 酶原激活的生理意義:(1)避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)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)代謝正常進(jìn)行。(2)酶原是酶的儲(chǔ)存形式。 二、 同工酶及
34、其臨床意義 1、定義: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)和電泳行為均不同的一組酶。 2、 舉例:乳酸脫氫酶(LDH1~ LDH5) (1)、LDH的含量與分布 LDH1在心肌中的比例較高,LDH5在肝臟、骨骼肌中所占比例較大 (2)診斷 LDH1作為心肌疾病診斷的輔助指標(biāo) ,LDH5作為肝臟和骨骼肌疾病的輔助指標(biāo) 3、生理及臨床意義:同工酶譜的改變有助于對(duì)疾病的診斷; 同工酶可以作為遺傳標(biāo)志,用于遺傳分析研究。 三、關(guān)鍵酶 1、定義:在代謝途徑的各個(gè)反應(yīng)中,催化單向反應(yīng)、速度最慢、控制著整個(gè)代謝速度的酶促反應(yīng)為該途徑的限速反應(yīng)。催化此反應(yīng)的
35、酶稱之。又稱為限速酶(limiting velocity enzyme) 四、酶活性測(cè)定和酶活性單位 國(guó)際單位(IU):在25℃、最適PH值、最適底物濃度時(shí),每分鐘催化1μmol底物生成產(chǎn)物所需的酶量。 催量單位(katal):1催量(kat)是指在特定條件下,每秒鐘催化1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。 第 七 章 糖 代 謝 第二節(jié) 糖 的 氧 化 分 解 一、糖酵解 1、 糖酵解的定義:在缺氧情況下,葡萄糖生成乳酸(lactate)的過(guò)程稱之為糖酵解。 2、 糖酵解的反應(yīng)部位:胞漿 3、糖酵解分為兩個(gè)階段:第一階段:由葡
36、萄糖分解成丙酮酸,稱之為糖酵解途徑 第二階段由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。 (一)葡萄糖分解成丙酮酸 ⑴ 葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖 ⑵ 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖 ⑶ 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖 ⑷ 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 ⑸ 磷酸丙糖的同分異構(gòu)化 ⑹ 3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸 ⑺ 1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸 ⑻ 3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸 ⑼ 2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖? ⑽ 磷酸烯醇
37、式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸, 并通過(guò)底物水平磷酸化生成ATP (二) 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸 反應(yīng)中的NADH+H+ 來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的 3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。 (三)糖酵解的生理意義 1. 是機(jī)體在缺氧情況下獲取能量的有效方式。 2. 是某些細(xì)胞在氧供應(yīng)正常情況下的重要供 能途徑。 ① 無(wú)線粒體的細(xì)胞,如:紅細(xì)胞 ② 代謝活躍的細(xì)胞,如:白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞 3. 糖酵解的中間產(chǎn)物是其他物質(zhì)的合成原料。 (四)糖酵解小結(jié) ⑴ 反應(yīng)部位:胞液 ⑵ 糖酵解全過(guò)程要求掌握 ⑶ 關(guān)鍵酶(限速酶):己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶 ⑷ 能量改變--產(chǎn)能
38、 凈生成ATP數(shù)量:從G開(kāi)始 22-2=2ATP 從Gn開(kāi)始 22-1=3ATP (五)糖酵解的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)方式:① 別構(gòu)調(diào)節(jié)② 共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 二、 糖的有氧氧化 1、概念: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。 2、部位:胞液及線粒體 (一)有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程 第一階段:酵解途徑 第二階段:丙酮酸的氧化脫羧 1、丙酮酸進(jìn)入線粒體,氧化脫羧為乙酰CoA 2、總反應(yīng)式: NAD+ , HSCoA CO2 , NADH +
39、H+ 丙酮酸————————————————————————乙酰CoA 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 2、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成: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 第三階段:三羧酸循環(huán) 1、定義:三羧酸循環(huán)(TAC)也稱為檸檬酸循環(huán),這是因?yàn)檠h(huán)反應(yīng)中的第一個(gè)中間產(chǎn)物是一個(gè)含三個(gè)羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學(xué)說(shuō),故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán),它由一連串反應(yīng)組成。 2、反應(yīng)部位:所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行 3、ATP的生成 :NADH+H+————3ATP NADPH————2ATP
40、 4、三羧酸循環(huán)的生理意義:①是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑;②是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐;③為其它物質(zhì)代謝提供小分子前體 5、小 結(jié) ① 部位:線粒體 ②掌握TAC全過(guò)程。 ③關(guān)鍵酶:檸檬酸合(成)酶 、異檸檬酸脫氫酶、 α-酮戊二酸脫氫酶系 ④能量改變(產(chǎn)能:12molATP) ⑤生理意義 第四階段:氧化磷酸化 (二)有氧氧化的關(guān)鍵酶 己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脫氫酶系、檸檬酸合成酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶系 (三) 有氧氧化的能量改變 產(chǎn)能:1mol葡萄糖經(jīng)過(guò)有氧氧化,
41、 生成36或38molATP (四)有氧氧化的生理意義 1、糖的有氧氧化是機(jī)體產(chǎn)能最主要的途徑。 2、是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑。 3、是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐。 糖有氧氧化的小結(jié):① 部位:胞液及線粒體 ②掌握糖有氧氧化全過(guò)程。③關(guān)鍵酶 ④能量改變(產(chǎn)能:36或38molATP)⑤生理意義 三、磷酸戊糖途徑 1、定義: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(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應(yīng)過(guò)程。 (一)、反應(yīng)過(guò)程 1、細(xì)胞定位:胞 液 2、反應(yīng)過(guò)程可分為二個(gè)階段:第一階段:氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖,NADPH+H+及CO
42、2 第二階段則是非氧化反應(yīng) 包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。 (二)、磷酸戊糖途徑的生理意義 1、為核苷酸的生成提供5-磷酸核糖 3、 提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng) 四、糖醛酸途徑 生理意義:1、生成活化的葡萄糖醛酸UDPGA,即UDPGA是葡萄糖的活性形式 2、 參與生物轉(zhuǎn)化,為合成透明質(zhì)酸等多糖提供葡萄糖醛酸。 第 三 節(jié) 糖原合成和分解 1、糖原儲(chǔ)存的主要器官及其生理意義 (1) 肌肉:肌糖原,180 ~ 300g,主要供肌肉收縮所需 (2)肝臟:肝糖原,70 ~ 100g,維持血糖水平 一、糖原的合成代謝 (一)定義 糖原的合成(
43、指由葡萄糖合成糖原的過(guò)程。 (二)合成部位 組織定位:主要在肝臟、肌肉 細(xì)胞定位:胞漿 (四) 糖原合成途徑 1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖 2. 6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖 3. 1- 磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖 4、 α-1,4-糖苷鍵式結(jié)合 二、糖原的分解代謝 (一)定義:糖原分解習(xí)慣上指肝糖原分解成為葡萄糖的過(guò)程。 部位:亞細(xì)胞定位:胞 漿 (二)肝糖原的分解 1. 糖原的磷酸解—從糖原的非還原端 2、 1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖 3
44、、 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 三、 糖原合成與分解的生理意義 1、 體內(nèi)糖來(lái)源豐富,能量充足時(shí),合成糖原儲(chǔ)能。空腹時(shí)機(jī)體將儲(chǔ)存的糖原迅速分解,提供能量。 2、維持血糖濃度的相對(duì)恒定(肝糖原)。3、在肌肉組織為肌肉收縮提供能量(肌糖原) 四、糖原合成與分解的調(diào)節(jié) 1、關(guān)鍵酶 : ① 糖原合成:糖原合酶 ② 糖原分解:糖原磷酸化酶 1、別構(gòu)調(diào)節(jié) (1)6-磷酸葡萄糖是糖原合酶的別構(gòu)激活劑。 (2)ATP、葡萄糖是磷酸化酶的別構(gòu)抑制劑。 2、共價(jià)修飾調(diào)節(jié) ①兩種酶磷酸化或去磷酸化后活性變化相反 ②此調(diào)節(jié)為酶促反應(yīng),調(diào)節(jié)速度快 ③調(diào)節(jié)有級(jí)聯(lián)放大作用,
45、效率高; ④受激素調(diào)節(jié)。 第 四 節(jié) 糖異生作用 概念 糖異生是指從非糖化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程。 原料 主要有乳酸(有機(jī)酸)、甘油、生糖氨基酸 部位:主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體 過(guò)程:糖異生途徑不完全是糖酵解的逆過(guò)程。 一、糖異生途徑 1. 丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) ① 丙酮酸羧化酶,輔酶為生物素(反應(yīng)在線粒體) ② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(反應(yīng)在線粒體、胞液) 2. 1,6-雙磷酸果糖 轉(zhuǎn)變?yōu)?6-磷酸果糖 3. 6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖 4、底物循環(huán)定義: 由不同的酶催化的單向反應(yīng)使兩個(gè)底物通
46、過(guò)循環(huán)相互轉(zhuǎn)化。 底物循環(huán)在正常生理?xiàng)l件下不會(huì)進(jìn)行。 糖異生的調(diào)節(jié)是通過(guò)對(duì)兩個(gè)底物循環(huán)的調(diào)節(jié)與糖酵解調(diào)節(jié)彼此協(xié)調(diào)。 4、 乳酸循環(huán) 二、 糖異生的生理意義 (一)維持血糖濃度的相對(duì)恒定 (二)補(bǔ)充糖原儲(chǔ)備 (三)調(diào)節(jié)酸堿平衡 (四)協(xié)助氨基酸代謝 第 五 節(jié) 血糖及其調(diào)節(jié) 一、血糖來(lái)源和去路 1、來(lái)源:①食物經(jīng)消化吸收的葡萄糖②肝糖原分解③糖異生 2、去路:①氧化供能②合成糖原③轉(zhuǎn)變?yōu)橹炯澳承┓潜仨毎被幄苻D(zhuǎn)變?yōu)槠渌穷愇镔|(zhì) 3、平恒定的生理意義 :要組織器官的能量供應(yīng),特別是某些依賴葡萄糖供能的組織器官。 腦組織不能利用脂酸,正常情況下主要依賴葡萄糖供能;
47、紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體,完全通過(guò)糖酵解獲能; 骨髓及神經(jīng)組織代謝活躍,經(jīng)常利用葡萄糖供能 二、血糖水平的調(diào)節(jié) 1、肝臟調(diào)節(jié) 是維持血糖濃度的主要器官,在神經(jīng),激素的控制下進(jìn)行。 血糖↑→肝糖原合成↑,糖異生↓ 血糖↓→肝糖原分解↑ ,糖異生↑ 2、腎臟調(diào)節(jié) 腎糖閾:血糖8.9-10.0mmol/L 血糖低于腎糖閾,腎小管將葡萄糖全部重吸收 血糖高于腎糖閾,出現(xiàn)糖尿。 3、依靠激素的調(diào)節(jié) 降低血糖:胰島素 升高血糖:胰高血糖素(glucagon)、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素 三、 糖代謝紊亂 (一)低血糖 1. 低血糖的定義:腹血糖濃度低
48、于3.33~3.89mmol/L時(shí)稱為低血糖。 2. 低血糖的影響 :血糖水平過(guò)低,會(huì)影響腦細(xì)胞的功能,從而出現(xiàn) 頭暈、倦怠無(wú)力、心悸等癥狀,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)昏迷,稱為低血糖休克。 3. 低血糖的病因:① 胰性(胰島β-細(xì)胞功能亢進(jìn)、胰島α-細(xì)胞功能低下等) ② 肝性(肝癌、糖原積累病等)③ 內(nèi)分泌異常(垂體功能低下、腎上腺皮質(zhì)功能低下等)④ 腫瘤(胃癌等)⑤ 饑餓或不能進(jìn)食 (二)高血糖及糖尿癥 1. 高血糖的定義:臨床上將空腹血糖濃度高于7.22~7.78mmol/L稱為高血糖。 2. 腎糖閾的定義:當(dāng)血糖濃度高于8.89~10.00mmol/L時(shí),超過(guò)了腎小
49、管的重吸收能力,則可出現(xiàn)糖尿。這一血糖水平稱為腎糖閾。 3. 高血糖及糖尿的病理和生理原因 a. 持續(xù)性高血糖和糖尿,主要見(jiàn)于糖尿病(diabetes mellitus, DM)。 b. 血糖正常而出現(xiàn)糖尿,見(jiàn)于慢性腎炎、腎病綜合征等引起腎對(duì)糖的吸收障礙 c. 生理性高血糖和糖尿可因情緒激動(dòng)而出現(xiàn)。 第八章 脂類代謝 第 一 節(jié) 脂類的消化、吸收、分布及生理功能 脂 類:脂肪和類脂總稱為脂類 一、脂類的消化 1、部 位 主要在小腸上段 2、條 件 ① 乳化劑(膽汁酸的乳化作用);② 酶的催化作用 二、脂類的吸收 1、部 位
50、 十二指腸下段及空腸上段 三、脂類分布及生理功能 分類 分布 生理功能 脂肪(甘油三酯) 脂肪組織、血漿 1、儲(chǔ)脂供能 2、提供必需脂酸 3、促脂溶性維生素吸收 4、熱墊作用 5、保護(hù)墊作用 6、構(gòu)成血漿脂蛋白 類脂 生物膜、神經(jīng)、 血漿 1、維持生物膜的結(jié)構(gòu)和功能 2、膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇激素、維生素、膽汁酸等 3、構(gòu)成血漿脂蛋白 第 二 節(jié) 三酰甘油代謝 一、三酰甘油的分解代謝 (一) 脂肪的動(dòng)員 1、定義 :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。
51、 2、關(guān)鍵酶:激素敏感性脂酶(三酰甘油脂酶) 3、脂解激素:能促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素,如胰高血糖素、去甲腎上腺素、促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH) 、促甲狀腺激素(TSH) 等。 4、抗脂解激素:抑制脂肪動(dòng)員,如胰島素、前列腺素E2、雌二醇等。 激素敏感性脂酶 二酰甘油脂酶 一酰甘 5、脂肪動(dòng)員過(guò)程:三酰甘油—————————二酰甘油———————酰甘油——— 油脂酶 ————甘油 (二)脂肪酸氧化(β-氧化) 1、部位:(1)組 織:除腦組織外,大多數(shù)組織均
52、可進(jìn)行,其中肝、肌肉最活躍。 (2)亞 細(xì) 胞:胞液、線粒體 2、過(guò)程:(1)脂酸的活化 —— 脂酰 CoA 的生成(胞液) 關(guān)鍵酶:脂酰CoA合成酶:存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上 活化形式:脂酰CoA 條件:ATP、HSCOA、Mg2+,消耗兩個(gè)高能磷酸鍵 (2)脂酰CoA進(jìn)入線粒體(載體分子——肉堿) 關(guān)鍵酶:肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I (3) 脂肪酸的β-氧化(線粒體):脫氫、加水、再脫氫、硫解 (4)脂酸氧化的能量生成—— 以16碳軟脂酸的氧化為例 活 化:消耗2個(gè)高能磷酸鍵 β氧 化: 每輪循環(huán) 四個(gè)重復(fù)步驟:脫氫、水化、再脫氫、硫解
53、 產(chǎn)物:1分子乙酰CoA 1分子少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+1分子FADH2 軟脂酸(16C)的徹底氧化 7 輪循環(huán)產(chǎn)物:8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2 能量計(jì)算: 生成ATP 812 + 73 + 72 = 131 凈生成ATP 131 – 2 = 129 脂酸氧化是體內(nèi)能量的重要來(lái)源 (四)酮體的生成和利用 1、乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮三者總稱為酮體。 2、合成原料:脂酸 β-氧化生成的乙酰CoA 3、代謝定位:生成:肝細(xì)胞線粒體 利用:肝外組織(心、腎、腦、骨骼肌等)線粒體 4、酮體
54、生成和利用的特點(diǎn):肝內(nèi)生成,肝外利用 5. 酮體生成的生理意義:①酮體是肝臟輸出能源的一種形式。并且酮體可通過(guò)血腦屏障和肌肉的毛細(xì)血管壁,是肌肉尤其是腦組織的重要能源。 ②酮體利用的增加可減少糖的利用,有利于維持血糖水平恒定,節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。 ③在饑餓、糖尿病、高脂低糖膳食時(shí),脂肪動(dòng)員加強(qiáng),酮體生成增加,引起酮血癥和酮尿癥及酮癥酸中毒。 6、酮體生成的調(diào)節(jié) 1) 飽食及饑餓的影響(主要通過(guò)激素的作用) 飽 食————胰島素增多————抑制脂解,脂肪動(dòng)員 ————脂酸β氧化減弱,酮體生成 下降————進(jìn)入肝的脂酸 (2)肝細(xì)胞糖原含量及代謝的影響 糖代謝減弱,脂酸β氧化及酮體
55、生成均加強(qiáng) 3)丙二酰CoA抑制脂酰CoA進(jìn)入線粒體 丙二酰CoA競(jìng)爭(zhēng)性抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 I,抑制脂酰CoA進(jìn)入線粒體,脂酸β氧化減弱,酮體生產(chǎn)減少。 二、三酰甘油的合成代謝 (一)合成部位: 1、肝 臟:肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的TG,組成VLDL入血 2、脂肪組織:主要以葡萄糖為原料合成脂肪,也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪 3、小腸粘膜:利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪。 (二)合成原料 1. 甘油和脂酸主要來(lái)自于葡萄糖代謝 2. CM中的FFA(來(lái)自食物脂肪) (三)合成基本過(guò)程 1. 甘油一酯途徑(小腸粘膜細(xì)胞) 2. 甘油二酯途徑(
56、肝、脂肪細(xì)胞) 三、脂酸的合成代謝 (一)軟脂酸的合成 1. 合成部位 (1)組 織:肝(主要)、脂肪等組織 (2)亞細(xì)胞:胞液:主要合成16碳的軟脂酸(棕櫚酸) 肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng):碳鏈延長(zhǎng) 2. 合成原料:乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+ 3、關(guān)鍵酶:乙酰CoA羧化酶,存在于胞液中,其輔基是生物素,Mn2+是其激活劑。 (三)脂酸合成的調(diào)節(jié) 1. 代謝物的調(diào)節(jié)作用 乙酰CoA羧化酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)物 抑制劑:軟脂酰CoA及其他長(zhǎng)鏈脂酰CoA 激活劑:檸檬酸、異檸檬酸 2. 激素調(diào)節(jié) 胰高血糖素:激活PKA,使之磷酸
57、化而失活 胰島素:通過(guò)磷蛋白磷酸酶,使之去磷酸化而復(fù)活 第 三 節(jié)類 脂 的 代 謝 一、甘油磷脂的代謝 1、組成:甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物 (一)甘油磷脂的合成 1. 合成部位:全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng),肝、腎、腸等組織最活躍。 2. 合成原料及輔因子 :脂酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、蛋氨酸、ATP、CTP 三、 膽固醇代謝 (一) 膽固醇的生理功能:1、是生物膜的重要成分,是決定細(xì)胞膜性質(zhì)的一種重要成分。 2、是合成膽汁酸、類固醇激素及維生素D等生理活性物質(zhì)的前體。 (二)膽固醇在體內(nèi)含量及分布 1、分布: 廣泛
58、分布于全身各組織中大約 分布在腦、神經(jīng)組織肝、腎、腸等內(nèi)臟、皮膚、脂肪組織中也較多肌肉組織含量較低腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高 2、存在形式:游離膽固醇 膽固醇酯 (三)、 膽固醇的合成 1、合成部位 組織定位:除成年動(dòng)物腦組織及成熟紅細(xì)胞外,幾乎全身各組織均可合成,以肝、小腸為主。 細(xì)胞定位:胞液、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 2、合成原料:18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+) 3、關(guān)鍵酶:HMG-CoA還原酶 (二)膽固醇的酯化 兩種方式 1、組織細(xì)胞:脂酰-膽固醇?;D(zhuǎn)移酶(ACAT) 2、血漿:磷脂酰膽堿-膽固醇?;D(zhuǎn)
59、移酶(LCAT) (三)膽固醇合成的調(diào)節(jié) 1、饑餓與飽食 饑餓與禁食可抑制肝合成膽固醇。 攝取高糖、高飽和脂肪膳食后,膽固醇的合成增加。 (2) 膽固醇:膽固醇可反饋抑制肝膽固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA還原酶的合成。 3)激素:①胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMG-CoA還原酶的合成,從而增加膽固醇的合成。 ②胰高血糖素及皮質(zhì)醇則能抑制HMG-CoA還原酶的活性,因而減少膽固醇的合成。 ③甲狀腺素還促進(jìn)膽固醇在肝轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼帷? (五) 膽固醇的轉(zhuǎn)化 1、
60、轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼幔ǜ闻K)2、轉(zhuǎn)化為類固醇激素3、轉(zhuǎn)化為7 - 脫氫膽固醇 第 四 節(jié) 血 脂 一、定義: 血漿所含脂類統(tǒng)稱血脂,包括:甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂酸。 二、血脂的來(lái)源和去路 1、來(lái)源:①食物脂類消化吸收②體內(nèi)合成脂類③脂庫(kù)脂肪動(dòng)員釋放 2、去路:①氧化供能②進(jìn)入脂庫(kù)儲(chǔ)存 ③構(gòu)成生物膜④轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì) 三、血漿脂蛋白的分類 1、電泳法:CM 、b脂蛋白、 前b 脂蛋白 、 a 脂蛋白 2、超速離心法 : CM、VLDL、LDL、HDL 3、載脂蛋白定義 :載脂蛋白指血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分。 apo A: AⅠ、AⅡ、AⅣ apo B: B100
61、、B48 apo C: CⅠ、CⅡ、CⅢ apo D apo E 4、載脂蛋白功能① 結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì),穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu) ② 載脂蛋白可參與脂蛋白受體的識(shí)別:AⅠ識(shí)別HDL受體B100,E 識(shí)別LDL受體 ③ 載脂蛋白可調(diào)節(jié)脂蛋白代謝關(guān)鍵酶活性:AⅠ激活LCAT (卵磷酯膽固醇脂轉(zhuǎn)移酶) CⅡ激活LPL (脂蛋白脂肪酶) AⅣ輔助激活LPL CⅢ抑制LPL AⅡ激活 HL (肝脂肪酶) 4、血漿脂蛋白的組成特點(diǎn)和功能 CM
62、 VLDL LDL HDL 密度 <0.95 0.95~1.006 1.006~1.063 1.063~1.210 組 成 脂類 含TG最多, 80~90% 含TG 50~70% 含膽固醇及其酯最多,40~50% 含脂類50% 膽固醇及其酯20% 蛋白質(zhì) 最少, 1% 5~10% 20~25% 最多,約50% 部位 小腸黏膜細(xì)胞 肝細(xì)胞 血漿 肝及小腸 功能 轉(zhuǎn)運(yùn)外源性TG 轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性TG 轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性Ch 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)Ch 四、血漿脂蛋白的代謝 (一)乳糜微粒 1、CM由小腸粘膜細(xì)胞合成
63、 2、CM的生理功能:運(yùn)輸外源性甘油三酯至骨骼肌、心肌、脂肪等組織,運(yùn)輸外源性膽固醇至肝臟。 (二)極低密度脂蛋白 1、VLDL的合成以肝臟為主,小腸亦可合成少量 2、VLDL的生理功能:運(yùn)輸內(nèi)源性的甘油三酯 (三)低密度脂蛋白 1、由VLDL在血漿中轉(zhuǎn)變而來(lái) 2、LDL的生理功能:轉(zhuǎn)運(yùn)肝合成的內(nèi)源性膽固醇 (四)高密度脂蛋白 1、主要在肝合成;小腸亦可合成。 2、HDL的生理功能:主要是參與膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn),即將肝外組織細(xì)胞內(nèi)的膽固醇,通過(guò)血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)到肝,被肝攝取的膽固醇可轉(zhuǎn)化為肝汁酸或直接通過(guò)膽汁排出體外。 第九章 1. 生物氧化:是指糖、
64、脂肪、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)氧化分解,最終生成二氧化碳和水,同時(shí)逐步釋放能量的過(guò)程。 2. 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物氧化過(guò)程與在體外氧化或燃燒過(guò)程的異同: 生物氧化 體外氧化 相同點(diǎn) 1. 生物氧化中物質(zhì)的氧化方式有加氧、脫氫、失電子,遵循氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律。 2. 物質(zhì)在體內(nèi)外氧化時(shí)所消耗的氧量、最終產(chǎn)物(CO2,H2O)和釋放能量均相同。 不同點(diǎn) 1.是在細(xì)胞內(nèi)溫和的環(huán)境中(體溫,pH接近中性),逐步進(jìn)行酶促反應(yīng)。 2.生成的能量分別以熱能和化學(xué)能(ATP)的形式釋放,能量的釋放是逐步實(shí)現(xiàn)的。 3.有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生CO2 4.營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝脫下的
65、氫,經(jīng)過(guò)一系列傳遞反應(yīng)最終與氧結(jié)合產(chǎn)生H2O。 1.是在體外高溫、高壓等劇烈地條件下進(jìn)行的。 2.能量全部以光和熱能的形式釋放。 3.碳直接與氧結(jié)合生成CO2 。 4.氫直接與氧結(jié)合產(chǎn)生H2O。 3. 物質(zhì)在生物體內(nèi)通過(guò)加氧、脫氫和失電子等方式進(jìn)行氧化。 4. 呼吸鏈:也稱電子傳遞鏈,是位于線粒體內(nèi)膜(原核細(xì)胞位于胞膜)的一組排列有序的氫和電子傳遞體,將代謝物脫下的氫傳遞給氧生成水 5. 呼吸鏈作用:將生物氧化脫下的氫和電子經(jīng)各傳遞體的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),依次傳遞給氧生成水,并產(chǎn)生能量用于ATP的生成。 6. 呼吸鏈組成成分: ①鐵硫蛋白,傳遞電子 ②NAD+/NADP+
66、,傳遞電子和氫 ③黃素蛋白,傳遞電子 ④泛醌,傳遞電子和氫 ⑤細(xì)胞色素有a、b、c三種,傳遞電子,其電子傳遞順序Cyt b→Cyt c1→Cyt c→Cyt aa3→O2 7.四種具有傳遞電子功能的酶復(fù)合體: ①?gòu)?fù)合體Ⅰ:NADH-泛醌還原酶,將電子從NADH傳遞給泛醌 ②復(fù)合體Ⅱ:琥珀酸-泛醌還原酶,將電子從琥珀酸傳遞給泛醌 ③復(fù)合體Ⅲ:泛醌細(xì)胞色素C還原酶,將電子從NADH傳遞給泛醌 ④復(fù)合體Ⅳ:細(xì)胞色素氧化酶,將電子從細(xì)胞色素c傳遞給氧 8. NADH氧化呼吸連 NADH →復(fù)合體Ⅰ→Q →復(fù)合體Ⅲ→Cyt c →復(fù)合體Ⅳ→O2 9. 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→O2 10. 呼吸鏈排列的主要依據(jù): ①呼吸鏈各組分的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位值 ②呼吸鏈成分的氧化態(tài)和還原態(tài)有不同的吸光度值 ③分離線粒體的四種復(fù)合物,在體外進(jìn)行組合研究 ④特異的抑制劑阻斷某一組分的電子傳遞 11. 高能鍵:在標(biāo)準(zhǔn)條件下水解時(shí)釋放的自由能大于30.5KJ/mol的化學(xué)鍵稱為高能鍵,常表示
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