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復(fù)旦大學(xué)生物化學(xué)筆記完整版 第一篇 生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能 　　　　　　　　　第一章 氨基酸和蛋白質(zhì) 　　一、組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類 　?。?、非極性氨基酸 　　包括：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 　?。?、極性氨基酸 　　極性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸 　　酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸 　　堿性氨基酸：賴氨酸、精氨酸、組氨酸　 　　其中：屬于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸　 　　　　　屬于亞氨基酸的是：脯氨酸 　　　　　含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸 　　注意：在識記時可以只記第一個字，如堿性氨基酸包括：賴精組 　　二、氨基酸的理化性質(zhì) 　?。薄尚越怆x及等電點(diǎn) 　　氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基，能與酸或堿類物質(zhì)結(jié)合成鹽，故它是一種兩性電解質(zhì)。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，呈電中性，此時溶液的ＰＨ稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。 　　２、氨基酸的紫外吸收性質(zhì) 　　芳香族氨基酸在280nm波長附近有最大的紫外吸收峰，由于大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這些氨基酸殘基，氨基酸殘基數(shù)與蛋白質(zhì)含量成正比，故通過對280nm波長的紫外吸光度的測量可對蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行定量分析。 　　３、茚三酮反應(yīng)　 　　氨基酸的氨基與茚三酮水合物反應(yīng)可生成藍(lán)紫色化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波長處。由于此吸收峰值的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比，因此可作為氨基酸定量分析方法。 　　三、肽 　　兩分子氨基酸可借一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫去１分子水縮合成最簡單的二肽。二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫水作用縮合連成多肽。10個以內(nèi)氨基酸連接而成多肽稱為寡肽；39個氨基酸殘基組成的促腎上腺皮質(zhì)激素稱為多肽；51個氨基酸殘基組成的胰島素歸為蛋白質(zhì)。 　　多肽連中的自由氨基末端稱為Ｎ端，自由羧基末端稱為Ｃ端，命名從Ｎ端指向Ｃ端。 　　人體內(nèi)存在許多具有生物活性的肽，重要的有： 　　谷胱甘肽（GSH）：是由谷、半胱和甘氨酸組成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團(tuán)。GSH的巰基具有還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑保護(hù)體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免被氧化，使蛋白質(zhì)或酶處于活性狀態(tài)。 　　四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 　?。薄⒌鞍踪|(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。 　　主要化學(xué)鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。 　　２、蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)：包括二級、三級、四級結(jié)構(gòu)。　　 　?。保┑鞍踪|(zhì)的二級結(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空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。二級結(jié)構(gòu)以一級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，多為短距離效應(yīng)?？煞譃椋? 　　α-螺旋：多肽鏈主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律地螺旋式上升，順時鐘走向，即右手螺旋，每隔3.6個氨基酸殘基上升一圈，螺距為0.540nm。α-螺旋的每個肽鍵的Ｎ-Ｈ和第四個肽鍵的羧基氧形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長軸基本平形。 　　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度回折時的轉(zhuǎn)角上，常有４個氨基酸殘基組成，第二個殘基常為脯氨酸。 　　無規(guī)卷曲：無確定規(guī)律性的那段肽鏈。 　　主要化學(xué)鍵：氫鍵。 　?。玻┑鞍踪|(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，顯示為長距離效應(yīng)。 　　主要化學(xué)鍵：疏水鍵（最主要）、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華力。 　?。常┑鞍踪|(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：對蛋白質(zhì)分子的二、三級結(jié)構(gòu)而言，只涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質(zhì)。在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)分子含有二條或多條肽鏈，每一條多肽鏈都有其完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基，亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布，并以非共價鍵相連接。這種蛋白質(zhì)分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，為四級結(jié)構(gòu)。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒有四級結(jié)構(gòu)。 　　主要化學(xué)鍵：疏水鍵、氫鍵、離子鍵 　　 　　五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系 　?。?、蛋白質(zhì)一級結(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鍵 　　β-巰基乙醇可破壞二硫鍵 　?。?、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 　　肌紅蛋白：只有三級結(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個亞基組成的四級結(jié)構(gòu)，可結(jié)合４分子氧。成人由兩條α-肽鏈（141個氨基酸殘基）和兩條β-肽鏈（146個氨基酸殘基）組成。在氧分壓較低時，與氧氣結(jié)合較難，氧解離曲線呈Ｓ狀曲線。因?yàn)椋旱谝粋€亞基與氧氣結(jié)合以后，促進(jìn)第二及第三個亞基與氧氣的結(jié)合，當(dāng)前三個亞基與氧氣結(jié)合后，又大大促進(jìn)第四個亞基與氧氣結(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)。 　　六、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。 　　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鍵的破壞，不涉及一級結(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。常見的導(dǎo)致變性的因素有：加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線、震蕩等。 　?。?、蛋白質(zhì)的紫外吸收：由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm處有特征性吸收峰，可用蛋白質(zhì)定量測定。 　?。?、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng) 　　a.茚三酮反應(yīng)：經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生此反應(yīng)，詳見二、３ 　　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，可檢測蛋白質(zhì)水解程度。 　 　　七、蛋白質(zhì)的分離和純化 　?。?、沉淀，見六、２ 　　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，在電場中能向電場的正極或負(fù)極移動。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的方法。 　?。?、層析： a.離子交換層析，利用蛋白質(zhì)的兩性游離性質(zhì)，在某一特定ＰＨ時，各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同，故可以通過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?！　? b.分子篩，又稱凝膠過濾。小分子蛋白質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi)，滯留時間長，大分子蛋白質(zhì)不能時入孔內(nèi)而徑直流出。 　?。?、超速離心：既可以用來分離純化蛋白質(zhì)也可以用作測定蛋白質(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。 　　八、多肽鏈中氨基酸序列分析 　　a.分析純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成 　?。ǖ鞍踪|(zhì)水解為個別氨基酸，測各氨基酸的量及在蛋白質(zhì)中的百分組成）　　 　　　　　　　　↓ 　　　測定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基 　　　　　 二硝基氟苯法（DNP法） 　　　頭端 　　　　　　　　　　　　　　　尾端　羧肽酶Ａ、Ｂ、Ｃ法等 　　　　　 丹酰氯法 　　 ↓ 　　　水解肽鏈，分別分析 　　　　胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）法：水解芳香族氨基酸的羧基側(cè)肽鍵 　　　　胰蛋白酶法：水解賴氨酸、精氨酸的羧基側(cè)肽鍵 　　　　溴化脯法：水解蛋氨酸羧基側(cè)的肽鍵 　　　　　　　　↓ 　　　Edman降解法測定各肽段的氨基酸順序 　　　?。ò被┒税被岬挠坞xα-氨基與異硫氰酸苯酯反應(yīng)形成衍生物，用層析法鑒定氨基酸種類） 　　b.通過核酸推演氨基酸序列。 　　　　　　　　　　　　　　　第二章　　核酸的結(jié)構(gòu)與功能 　　一、核酸的分子組成：基本組成單位是核苷酸，而核苷酸則由堿基、戊糖和磷酸三種成分連接而成?！　? 　　兩類核酸：脫氧核糖核酸（DNA），存在于細(xì)胞核和線粒體內(nèi)。 　　　　　　　核糖核酸（RNA），存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)。 　?。?、堿基： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NH2 　　　　　NH2　　　　O　　CH3　O　　　　　　　　O　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　O　　　　　　O　　　　　O　　　　　　　NH2 　　 　　　胞嘧啶　　胸腺嘧啶　　尿嘧啶　　　　　　鳥嘌呤　　　　　　腺嘌呤 　嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵，因此對波長260nm左右的紫外光有較強(qiáng)吸收，這一重要的理化性質(zhì)被用于對核酸、核苷酸、核苷及堿基進(jìn)行定性定量分析。 　?。?、戊糖：DNA分子的核苷酸的　糖是β-D-2-脫氧核糖，RNA中為β-D-核糖。 　?。?、磷酸：生物體內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團(tuán)位于核糖的第五位碳原子上。 　　二、核酸的一級結(jié)構(gòu) 　　核苷酸在多肽鏈上的排列順序?yàn)楹怂岬囊患壗Y(jié)構(gòu)，核苷酸之間通過3′，5′磷酸二酯鍵連接。 　　三、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能　 　　１、DNA的二級結(jié)構(gòu) 　　DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是核酸的二級結(jié)構(gòu)。雙螺旋的骨架由　糖和磷酸基構(gòu)成，兩股鏈之間的堿基互補(bǔ)配對，是遺傳信息傳遞者，DNA半保留復(fù)制的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)要點(diǎn)： 　　a.DNA是一反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)　親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的外側(cè)，而堿基位于內(nèi)側(cè)，堿基之間以氫鍵相結(jié)合，其中，腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對，形成兩個氫鍵，鳥嘌呤始終與胞嘧啶配對，形成三個氫鍵。 　　b.DNA是右手螺旋結(jié)構(gòu)　螺旋直徑為2nm。每旋轉(zhuǎn)一周包含了10個堿基，每個堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36度。螺距為3.4nm，每個堿基平面之間的距離為0.34nm。 　　c.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的維系　橫向靠互補(bǔ)堿基的氫鍵維系，縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持，尤以后者為重要。 　?。病NA的三級結(jié)構(gòu) 　　三級結(jié)構(gòu)是在雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲形成超螺旋，使體積壓縮。在真核生物細(xì)胞核內(nèi)，DNA三級結(jié)構(gòu)與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎(chǔ)上，DNA鏈經(jīng)反復(fù)折疊形成染色體。 　?。?、功能　 　　DNA的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板，它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個體生命活動的基礎(chǔ)。 　　DNA中的核糖和磷酸構(gòu)成的分子骨架是沒有差別的，不同區(qū)段的DNA分子只是堿基的排列順序不同。 　　四、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能 DNA是遺傳信息的載體，而遺傳作用是由蛋白質(zhì)功能來體現(xiàn)的，在兩者之間RNA起著中介作用。其種類繁多，分子較小，一般以單鏈存在，可有局部二級結(jié)構(gòu)，各類RNA在遺傳信息表達(dá)為氨基酸序列過程中發(fā)揮不同作用。如： 名　　稱 功　　能 核蛋白體RNA　(rRNA) 核蛋白體組成成分 信使RNA　(mRNA) 蛋白質(zhì)合成模板 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA　(tRNA) 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸 不均一核RNA　(HnRNA) 成熟mRNA的前體 小核RNA　(SnRNA) 參與HnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn) 小核仁RNA　(SnoRNA) rRNA的加工和修飾 　　１、信使RNA（半衰期最短） 　　１）hnRNA為mRNA的初級產(chǎn)物，經(jīng)過剪接切除內(nèi)含子，拼接外顯子，成為成熟的mRNA并移位到細(xì)胞質(zhì) 　?。玻┐蠖鄶?shù)的真核mRNA在轉(zhuǎn)錄后５′末端加上一個７-甲基鳥嘌呤及三磷酸鳥苷帽子，帽子結(jié)構(gòu)在mRNA作為模板翻譯成蛋白質(zhì)的過程中具有促進(jìn)核蛋白體與mRNA的結(jié)合，加速翻譯起始速度的作用，同時可以增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。３′末端多了一個多聚腺苷酸尾巴，可能與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)。 　?。常┕δ苁前押藘?nèi)DNA的堿基順序，按照堿基互補(bǔ)的原則，抄錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序。mRNA分子上每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個氨基酸，為三聯(lián)體密碼。 　?。?、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（分子量最?。? 　?。保﹖RNA分子中含有10％～20％稀有堿基，包括雙氫尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。 　　２）二級結(jié)構(gòu)為三葉草形，位于左右兩側(cè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分別稱為DHU環(huán)和Tψ環(huán)，位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。反密碼環(huán)中間的3個堿基為反密碼子，與mRNA上相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補(bǔ)。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH結(jié)構(gòu)。 　?。常┤壗Y(jié)構(gòu)為倒L型。 　?。矗┕δ苁窃诩?xì)胞蛋白質(zhì)合成過程中作為各種氨基酸的戴本并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA。 　　３、核蛋白體RNA（含量最多） 　　１）原核生物的rRNA的小亞基為16S，大亞基為5S、23S；真核生物的rRNA的小亞基為18S，大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級結(jié)構(gòu)呈花狀。 　?。玻﹔RNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，它是蛋白質(zhì)合成機(jī)器－－核蛋白體的組成成分，參與蛋白質(zhì)的合成。 　?。?、核酶：某些RNA 分子本身具有自我催化能，可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的RNA稱為核酶。 　　五、核酸的理化性質(zhì) 　　１、DNA的變性 　　在某些理化因素作用下，如加熱，DNA分子互補(bǔ)堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，變成單鏈，即為變性。監(jiān)測是否發(fā)生變性的一個最常用的指標(biāo)是DNA在紫外區(qū)260nm波長處的吸光值變化。解鏈過程中，吸光值增加，并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系，稱為DNA的增色效應(yīng)。紫外光吸收值達(dá)到最大值的50％時的溫度稱為DNA的解鏈溫度（Tm），一種DNA分子的Tm值大小與其所含堿基中的G＋C比例相關(guān)，G＋C比例越高，Tm值越高。 　?。?、DNA的復(fù)性和雜交 　　變性DNA在適當(dāng)條件下，兩條互補(bǔ)鏈可重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性，其過程為退火，產(chǎn)生減色效應(yīng)。不同來源的核酸變性后，合并一起復(fù)性，只要這些核苷酸序列可以形成堿基互補(bǔ)配對，就會形成雜化雙鏈，這一過程為雜交。雜交可發(fā)生于DNA－DNA之間，RNA－RNA之間以及RNA－DNA之間。 　　六、核酸酶（注意與核酶區(qū)別） 　　指所有可以水解核酸的酶，在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解?？煞譃镈NA酶和RNA酶；外切酶和內(nèi)切酶；其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴性，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。 參與組成輔酶的維生素 轉(zhuǎn)移的基團(tuán) 　　輔酶或輔基 所含維生素 氫原子 NAD+﹑NADP+ 尼克酰胺（維生素PP） FMN﹑FAD 維生素B2 醛基 TPP 維生素B1 ?；?輔酶A﹑硫辛酸 泛酸、硫辛酸 烷基 鈷胺類輔酶類 維生素B12 二氧化碳 生物素 生物素 氨基 磷酸吡哆醛 吡哆醛（維生素B6） 甲基、等一碳單位 四氫葉酸 葉酸 　　二、酶的活性中心 　　酶的活性中心由酶作用的必需基團(tuán)組成，這些必需基團(tuán)在空間位置上接近組成特定的空間結(jié)構(gòu)，能與底物特異地結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。對結(jié)合酶來說，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、激動劑和抑制劑等。 　　１、底物濃度 　?。保┰诘孜餄舛容^低時，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，此時酶的活性中心被底物飽合。 　　２）米氏方程式 　　　　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)，與酶的濃度無關(guān)。 　　d.Vmax是酶完全被底物飽和時的反應(yīng)速度，與酶濃度呈正比。 　?。?、酶濃度 　　在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^酶濃度，使酶被底物飽和時，反應(yīng)速度與酶的濃度成正比關(guān)系。 　?。场囟? 　　溫度對酶促反應(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，同時也增加酶的變性。酶促反應(yīng)最快時的環(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。 　　６、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? 　　１）不可逆性抑制劑：以共價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。 　?。玻┛赡嫘砸种苿和ǔＲ苑枪矁r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? 　　a.競爭性抑制劑：與底物競爭酶的活性中心，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)與對氨基苯甲酸相似，是二氫葉酸合成酶的競爭抑制劑，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，幾乎都是酶的競爭性抑制劑，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.非競爭性抑制劑：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.反競爭性抑制劑：僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物結(jié)合，使中間產(chǎn)物的量下降。 　　Vmax、 Km均降低 　　四、酶活性的調(diào)節(jié) 　?。?、酶原的激活　 　　有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，必須在一定條件下，這些酶的前體水解一個或幾個特定的肽鍵，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程。生理意義是避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對細(xì)胞進(jìn)行自身消化，并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。 　?。?、變構(gòu)酶 　　體內(nèi)一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結(jié)合，使酶發(fā)生變構(gòu)并改變其催化活性，有變構(gòu)激活與變構(gòu)抑制。 　?。场⒚傅墓矁r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)生可逆的共價結(jié)合，從而改變酶的活性，這一過程稱為酶的共價修飾。在共價修飾過程中，酶發(fā)生無活性與有活性兩種形式的互變。酶的共價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。 　　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，對同一底物表現(xiàn)不同的Km值。單個亞基無酶的催化活性。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）僅見于心肌。 　　　　　　　　　　　　　　　第四章　　維生素 　　一、脂溶性維生素 　?。?、維生素A 　　作用：與眼視覺有關(guān)，合成視紫紅質(zhì)的原料；維持上皮組織結(jié)構(gòu)完整；促進(jìn)生長發(fā)育。 　　缺乏可引起夜盲癥、干眼病等。 　?。?、維生素D 　　作用：調(diào)節(jié)鈣磷代謝，促進(jìn)鈣磷吸收。 　　缺乏兒童引起佝僂病，成人引起軟骨病。 　?。?、維生素E 　　作用：體內(nèi)最重要的抗氧化劑，保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能；促進(jìn)血紅素代謝；動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與性器官的成熟與胚胎發(fā)育有關(guān)。 　　４、維生素K 　　作用：與肝臟合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有關(guān)。 　　缺乏時可引起凝血時間延長，血塊回縮不良。 　 　　二、水溶性維生素 　　１、維生素B1 　　又名硫胺素，體內(nèi)的活性型為焦磷酸硫胺素（TPP） 　　TPP是α-酮酸氧化脫羧酶和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，并可抑制膽堿酯酶的活性，缺乏時可引起腳氣病和（或）末梢神經(jīng)炎。 　?。?、維生素B2 　　又名核黃素，體內(nèi)的活性型為黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 　　FMN和FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，缺乏時可引起口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥。 　?。?、維生素PP 　　包括尼克酸及尼克酰胺，肝內(nèi)能將色氨酸轉(zhuǎn)變成維生素PP，體內(nèi)的活性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP＋）。 　　NAD＋和NADP＋在體內(nèi)是多種不需氧脫氫酶的輔酶，缺乏時稱為癩皮癥，主要表現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆。 　　４、維生素B6 　　包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，體內(nèi)活性型為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 　　磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中的轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸（ALA）合成酶的輔酶。 　　５、泛酸　 　　又稱遍多酸，在體內(nèi)的活性型為輔酶A及酰基載體蛋白（ACP）。 　　在體內(nèi)輔酶A及?；d體蛋白（ACP）構(gòu)成?；D(zhuǎn)移酶的輔酶。 　?。?、生物素 　　生物素是體內(nèi)多種羧化酶的輔酶，如丙酮酸羧化酶，參與二氧化碳的羧化過程。 　?。贰⑷~酸 　　以四氫葉酸的形式參與一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移，一碳單位在體內(nèi)參加多種物質(zhì)的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。葉酸缺乏時，DNA合成受抑制，骨髓幼紅細(xì)胞DNA合成減少，造成巨幼紅細(xì)胞貧血。 　　８、維生素B12 　　又名鈷胺素，唯一含金屬元素的維生素。 　　參與同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反應(yīng)，催化這一反應(yīng)的蛋氨酸合成酶（又稱甲基轉(zhuǎn)移酶）的輔基是維生素B12，它參與甲基的轉(zhuǎn)移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同時也影響四氫葉酸的再生，最終影響嘌呤、嘧啶的合成，而導(dǎo)致核酸合成障礙，產(chǎn)生巨幼紅細(xì)胞性貧血。 　?。?、維生素C 　　促進(jìn)膠原蛋白的合成；是催化膽固醇轉(zhuǎn)變成7-α羥膽固醇反應(yīng)的7-α羥化酶的輔酶；參與芳香族氨基酸的代謝；增加鐵的吸收；參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)，保護(hù)巰基等作用。 　　 　　　　　　　　第二篇　　　物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié) 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　第一章　　糖代謝 　 　　一、糖酵解 　?。?、過程： 　　　　見圖1-1 　　糖酵解過程中包含兩個底物水平磷酸化：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? 　　２、調(diào)節(jié) 　?。保叮姿峁羌っ?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）和2，6-雙磷酸果糖（最強(qiáng)的激活劑）。 　　２）丙酮酸激酶 變構(gòu)抑制劑：ATP 、肝內(nèi)的丙氨酸 變構(gòu)激活劑：1，6-雙磷酸果糖 　?。常┢咸烟羌っ? 　　變構(gòu)抑制劑：長鏈脂酰輔酶A 　　注：此項(xiàng)無需死記硬背，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)物一般來說是反饋抑制的；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)于共價修飾的調(diào)節(jié)，只需記住幾個特殊的即可，下面章節(jié)提及。 (1)糖原　　　　　　　1-磷酸葡萄糖 　　　　　　　　　　　　　　　 (2)葡萄糖　己糖激酶 6-磷酸葡萄糖　　6-磷酸果糖6-磷酸果糖-1-激酶　 　　　　　ATP　ADP　　　　　　　　　　　　　　　ATP　　　ADP 　　　　　　　　　　　　磷酸二羥丙酮　　　　　　　　　 　1,6-二磷酸果糖　　　　　　　　　　　 　　 3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NAD+　　NADH＋H+ 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 ADP　　ATP　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ADP　　ATP 丙酮酸 乳酸 　　　NADH＋H+　　NAD+ 注：紅色表示該酶為該反應(yīng)的限速酶；藍(lán)色ATP表示消耗，紅色ATP和NADH等表示生成的能量或可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康奈镔|(zhì)。以下類同。 　　　　　　　　　　　　　?。▓D1-1）　　　　　　　　　　 　 　?。?、生理意義 　?。保┭杆偬峁┠芰?，尤其對肌肉收縮更為重要。若反應(yīng)按（１）進(jìn)行，可凈生成３分子ATP，若反應(yīng)按（２）進(jìn)行，可凈生成２分子ATP；另外，酵解過程中生成的２個NADH在有氧條件下經(jīng)電子傳遞鏈，發(fā)生氧化磷酸化，可生成更多的ATP，但在缺氧條件下丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸將消耗NADH，無NADH凈生成。 　?。玻┏墒旒t細(xì)胞完全依賴糖酵解供能，神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。 　?。常┘t細(xì)胞內(nèi)1，3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成的2，３-二磷酸甘油酸可與血紅蛋白結(jié)合，使氧氣與血紅蛋白結(jié)合力下降，釋放氧氣。 　?。矗┘∪庵挟a(chǎn)生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸轉(zhuǎn)變）在肝臟中能作為糖異生的原料，生成葡萄糖。 ４、乳酸循環(huán) 葡萄糖 葡萄糖 　　　　葡萄糖 　　糖　　　　　　　　　　　　　　　糖 　　異　　　　　　　　　　　　　　　酵 　　生　　　　　　　　　　　　　　　解 　　途　　　　　　　　　　　　　　　途 徑　　　　　　　　　　　　　　　徑　 丙酮酸　　　　　　　　　　　　　丙酮酸 　乳酸　　　　　乳酸　　　　　　乳酸　 (肝) (血液) (肌肉) 　　乳酸循環(huán)是由于肝內(nèi)糖異生活躍，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，釋出葡萄糖。肌肉除糖異生活性低外，又沒有葡萄糖-6-磷酸酶。 　　生理意義：避免損失乳酸以及防止因乳酸堆積引起酸中毒。 　　二、糖有氧氧化 　　１、過程 1)、經(jīng)糖酵解過程生成丙酮酸 2)、丙酮酸　丙酮酸脫氫酶復(fù)合體　乙酰輔酶A NAD+ NADH＋H+ 　　限速酶的輔酶有：TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸 3)、三羧酸循環(huán) 　　草酰乙酸＋乙酰輔酶A 檸檬酸合成酶　檸檬酸　　異檸檬酸　異檸檬酸脫氫酶　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　NAD+ NADH＋H+ α-酮戊二酸　α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體　琥珀酸酰CoA 琥珀酸 　　　　　　　NAD+ NADH＋H+　　　　　　　　　　　　GDP　　GTP 　　　　　　　延胡索酸　　蘋果酸　　　　　　　　　草酰乙酸 　FAD　FADH2　　　　　　　　　　NAD+ NADH＋H+ 三羧酸循環(huán)中限速酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶同。 三羧酸循環(huán)中有一個底物水平磷酸化，即琥珀酰COA轉(zhuǎn)變成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解過程中的兩個，本書中共三個底物水平磷酸化。 　　２、調(diào)節(jié) 　?。保┍崦摎涿笍?fù)合體 　　抑制：乙酰輔酶A、NADH、ATP 　　激活：AMP、鈣離子 　?。玻┊悪幟仕崦摎涿负挺?酮戊二酸脫氫酶 　　NADH、ATP反饋抑制 　　３、生理意義 　?。保┗旧砉δ苁茄趸┠?。 　　２）三羧酸循環(huán)是體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的最終共同途徑。 　　３）三羧酸循環(huán)也是三大代謝聯(lián)系的樞紐。 ４、有氧氧化生成的ATP 　　　　　　　葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反　　　應(yīng) 輔酶 ATP 第一階段 葡萄糖　6-磷酸葡萄糖 -1 6-磷酸果糖　1，6雙磷酸果糖 -1 2*3-磷酸甘油醛　2*1,3-二磷酸甘油酸 NAD+ 2*3或2*2(詳見) 2*1,3-二磷酸甘油酸　2*3-磷酸甘油酸 2*1 2*磷酸烯醇式丙酮酸　2*丙酮酸 2*1 第二階段 2*丙酮酸　2*乙酰CoA NAD+ 2*3 第三階段 2*異檸檬酸　2*α-酮戊二酸 NAD+ 2*3 2*α-酮戊二酸　2*琥珀酰CoA NAD+ 2*3 2*琥珀酰CoA　2*琥珀酸 2*1 2*琥珀酸　2*延胡索酸 FAD 2*2 2*蘋果酸　2*草酰乙酸 NAD+ 2*3 凈生成　　　38或36個ATP 　?。?、巴斯德效應(yīng) 　　有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。 　 　　三、磷酸戊糖途徑 １、 過程 　　　　　　　　　　　　　6-磷酸葡萄糖 　　　　　　　　　　　　NADP+　 　　　　　　　　　　　　　　　　　6-磷酸葡萄糖脫氫酶 NADPH 　　　　　　　　　　　　　6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯 　　　　　　　　　　　　　6-磷酸葡萄糖酸 　　　　　　　　　　　　NADP+ 　　　　　　　　　　　　NADPH 　　　　　　　　　　　　　5-磷酸核酮糖 　　　　　　　　　　　　　5-磷酸核糖　　　　5-磷酸木酮糖 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　7-磷酸景天糖　　　3-磷酸甘油醛 　　　5-磷酸木酮糖　　　　4-磷酸赤蘚糖　　　6-磷酸果糖 　　　3-磷酸甘油醛　　　　6-磷酸果糖 　　　6-磷酸果糖 　　 ２、生理意義 　?。保楹怂岬纳锖铣商峁?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 　　a.NADPH是供氫體，參加各種生物合成反應(yīng)，如從乙酰輔酶A合成脂酸、膽固醇；α-酮戊二酸與NADPH及氨生成谷氨酸，谷氨酸可與其他α-酮酸進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)而生成相應(yīng)的氨基酸。 　　b.NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對維持細(xì)胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進(jìn)而保護(hù)巰基酶的活性及維持紅細(xì)胞膜完整性很重要，并可保持血紅蛋白鐵于二價。 　　c.NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)，有些羥化反應(yīng)與生物合成有關(guān)，如從膽固醇合成膽汁酸、類固醇激素等；有些羥化反應(yīng)則與生物轉(zhuǎn)化有關(guān)。 　　 　　四、糖原合成與分解 　　１、合成 過程： 葡萄糖　　6-磷酸葡萄糖　　1-磷酸葡萄糖　UDPG焦磷酸化酶　尿苷二磷酸葡萄糖　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　UTP　　PPi　　　　　(UDPG) 糖原合成酶　(G)n+1＋UDP 　(G)n 　　注：１）UDPG可看作是活性葡萄糖，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。 　　　?。玻┨窃锸侵冈械募?xì)胞內(nèi)較小的糖原分子，游離葡萄糖不能作為UDPG的葡萄糖基的接受體。 　　　?。常┢咸烟腔D(zhuǎn)移給糖原引物的糖鏈末端，形成α-1，4糖苷鍵。在糖原合酶作用下，糖鏈只能延長，不能形成分支。當(dāng)糖鏈長度達(dá)到12～18個葡萄糖基時，分支酶將約6～7個葡萄糖基轉(zhuǎn)移至鄰近的糖鏈上，以α-1，6糖苷鍵相接。 　　調(diào)節(jié)：糖原合成酶的共價修飾調(diào)節(jié)。 　?。?、分解 過程： (G)n+1磷酸化酶 (G)n＋1-磷酸葡萄糖　 6-磷酸葡萄糖　葡萄糖-6-磷酸酶　G＋Pi 　　 注：１）磷酸化酶只能分解α-1，4糖苷鍵，對α-1，6糖苷鍵無作用。 　　　?。玻┨擎湻纸庵岭x分支處約４個葡萄基時，轉(zhuǎn)移酶把３個葡萄基轉(zhuǎn)移至鄰近糖鏈的末端，仍以α-1，4糖苷鍵相接，剩下１個以α-1，6糖苷鍵與糖鏈形成分支的葡萄糖基被α-1，6葡萄糖苷酶水解成游離葡萄糖。轉(zhuǎn)移酶與α-1，6葡萄糖苷酶是同一酶的兩種活性，合稱脫支酶。 　　　　３）最終產(chǎn)物中約85％為1-磷酸葡萄糖，其余為游離葡萄糖。 　　調(diào)節(jié)：磷酸化酶受共價修飾調(diào)節(jié)，葡萄糖起變構(gòu)抑制作用。 五、糖異生途徑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 １、 過程 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）糖異生過程中丙酮酸不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?，需?jīng)過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；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。 ２）在糖異生過程中，1，3-二磷酸甘油酸還原成3-磷酸甘油醛時，需NADH，當(dāng)以乳酸為原料異生成糖時，其脫氫生成丙酮酸時已在胞液中產(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，NADH則必須由線粒體內(nèi)提供，可來自脂酸β-氧化或三羧酸循環(huán)。 ３）甘油異生成糖耗一個ATP，同時也生成一個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，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，長期饑餓進(jìn)，腎糖異生增強(qiáng)，有利于維持酸堿平衡。 第二章 脂類代謝 一、甘油三酯的合成代謝 合成部位：肝、脂肪組織、小腸，其中肝的合成能力最強(qiáng)。 合成原料：甘油、脂肪酸 １、 甘油一酯途徑（小腸粘膜細(xì)胞） 2-甘油一酯　脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶　1,2-甘油二酯　脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶　甘油三酯　　　 　　　脂酰CoA　　　　　　　　　　　　脂酰CoA 　?。?、甘油二酯途徑（肝細(xì)胞及脂肪細(xì)胞） 　　葡萄糖　　3-磷酸甘油　脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶　1脂酰-3-磷酸甘油　脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶　 　　　　　　　　脂酰CoA 脂酰CoA 磷脂酸　磷脂酸磷酸酶　1,2甘油二酯　脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶　甘油三酯 脂酰CoA 　　二、甘油三酯的分解代謝 １、脂肪的動員　儲存在脂肪細(xì)胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸（FFA）及甘油并釋放入血以供其它組織氧化利用的過程。 甘油三酯　激素敏感性甘油三酯脂肪酶　甘油二酯　　甘油一酯　　甘油　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＋FFA ＋FFA ＋FFA α-磷酸甘油　　磷酸二羥丙酮　　糖酵解或糖異生途徑 　?。?、脂肪酸的β-氧化 　?。保┲舅峄罨ò褐校? 　　脂酸　脂酰CoA合成酶　脂酰CoA（含高能硫酯鍵） 　　　　　ATP　　　AMP 　?。玻┲oA進(jìn)入線粒體 　　脂酰CoA　　　肉毒堿　　　線　　　　　肉毒堿　　　　脂酰CoA　　 　　　　　　 肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ 粒 酶Ⅱ 　　CoASH　　　　脂酰肉毒堿 　體　　　　脂酰肉毒堿　　　CoASH ３）脂肪酸β-氧化　 脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后，進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步連續(xù)反應(yīng)，生成1分子比原來少2個碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原來少2個碳原子的脂酰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? 　　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，即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129 　?。担┻^氧化酶體脂酸氧化　主要是使不能進(jìn)入線粒體的廿碳，廿二碳脂酸先氧化成較短鏈脂酸，以便進(jìn)入線粒體內(nèi)分解氧化，對較短鏈脂酸無效。 三、酮體的生成和利用 組織特點(diǎn)：肝內(nèi)生成肝外用。 合成部位：肝細(xì)胞的線粒體中。 酮體組成：乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮。 １、 生成 脂肪酸　β-氧化　2*乙酰CoA　乙酰乙酰CoA　HMGCoA合成酶　羥甲基戊二酸單酰CoA 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(HMGCoA) HMGCoA裂解酶　乙酰乙酸　β-羥丁酸脫氫酶　β-羥丁酸 　　　　　　　　　　　　　NADH　　　　　　　　 丙酮 CO2 ２、 利用 1) β-羥丁酸 ATP+　HSCoA　　　　乙酰乙酸　　　　琥珀酰CoA 乙酰乙酸硫激酶 琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶 　　　　　　　　　　　　AMP　　　　乙酰乙酰CoA 琥珀酸 乙酰乙酰CoA硫解酶 　　　　　　　　　　　　　　　　　　乙酰CoA 三羧酸循環(huán) ２）丙酮可隨尿排出體外，部分丙酮可在一系列酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛉樗?，進(jìn)而異生成糖。在血中酮體劇烈升高時，從肺直接呼出。 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所。 合成原料：乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。 合成過程： １）線粒體內(nèi)的乙酰CoA不能自由透過線粒體內(nèi)膜，主要通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)轉(zhuǎn)移至胞液中。 ２）乙酰CoA　乙酰CoA羧化酶　丙二酰CoA 　　　ATP ３）丙二酰CoA通過?；D(zhuǎn)移、縮合、還原、脫水、再還原等步驟，碳原子由2增加至4個。經(jīng)過7次循環(huán)，生成16個碳原子的軟脂酸。更長碳鏈的脂酸則是對軟脂酸的加工，使其碳鏈延長。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長酶體系的作用下，一般可將脂酸碳鏈延長至二十四碳，以十八碳的硬脂酸最多；在線粒體脂酸延長酶體系的催化下，一般可延長脂酸碳鏈至24或26個碳原子，而以硬脂酸最多。 ２、不飽和脂酸的合成 人體含有的不飽和脂酸主要有軟油酸、油酸、亞油酸，亞麻酸及花生四烯酸等，前兩種單不飽和脂酸可由人體自身合成，而后三種多不飽和脂酸，必須從食物攝取。 五、前列腺素及其衍生物的生成 細(xì)胞膜中的磷脂　磷脂酶A2　花生四烯酸　PGH合成酶　PGH2　TXA2合成酶　TXA2 PGD2、PGE2、PGI2等 　　　　　　　　　　　　　　　　脂過氧化酶　氫過氧化廿碳四烯酸 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 脫水酶 白三烯(LTA4) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 六、甘油磷脂的合成與代謝 １、 合成　 除需ATP外，還需CTP參加。CTP在磷脂合成中特別重要，它為合成CDP-乙醇胺、CDP-膽堿及CDP-甘油二酯等活化中間物所必需。 １）甘油二酯途徑　　　　　　　　　　　　　CDP-乙醇胺　　CMP　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　磷脂酰乙醇胺 葡萄糖　　3-磷酸甘油　　磷脂酸　　甘油二酯　轉(zhuǎn)移酶　　　　　(腦磷脂)　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　磷脂酰膽堿 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CDP-膽堿　　　CMP　(卵磷脂) 腦磷脂及卵磷脂主要通過此途徑合成，這兩類磷脂在體內(nèi)含量最多?！　? ２）CDP-甘油二酯途徑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　肌醇 　 磷脂酰肌醇 絲氨酸 葡萄糖　　3-磷酸甘油　　磷脂酸　　　CDP-甘油二酯　合成酶　 磷脂酰絲氨酸 CTP PPi 磷脂酰甘油 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　二磷脂酰甘油 (心磷脂) 此外，磷脂酰膽堿亦可由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成；磷脂酰絲氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化生成。 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。 合成過程： １） 甲羥戊酸的合成（胞液中） 2*乙酰CoA　　乙酰乙酰CoA　　HMGCoA　 HMGCoA還原酶　甲羥戊酸 　　　　　　　　　　　　　　　NADPH 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） 合成調(diào)節(jié)： １）饑餓與飽食　饑餓可抑制肝合成膽固醇，相反，攝取高糖、高飽和脂肪膳食后，肝HMGCoA還原酶活性增加，膽固醇合成增加。 ２） 膽固醇　膽固醇可反饋抑制肝膽固醇的合成。主要抑制HMGCoA還原酶活性。 ３）激素　胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMGCoA還原酶的合成，增加膽固醇的合成。胰 高血糖素及皮質(zhì)醇則能抑制并降低HMGCoA還原酶的活性，因而減少膽固醇的合成；甲狀腺素除能促進(jìn)合成外，又促進(jìn)膽固醇在肝轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼幔液笠蛔饔幂^強(qiáng)，因而甲亢時患者血清膽固醇含量反而下降。 ２、 轉(zhuǎn)化 １）膽固醇在肝中轉(zhuǎn)化成膽汁酸是膽固醇在體內(nèi)代謝的主要去路，基本步驟為： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　膽酸 膽固醇　7α-羥化酶　7α-羥膽固醇　　　　　　　　甘氨酸或?；撬帷〗Y(jié)合型膽汁酸 　 NADPH　　　　　　　　　　　　　　鵝脫氧膽酸 膽酸　　　　　腸道細(xì)菌　　　7-脫氧膽酸 甘氨酸　?；撬帷　　※Z脫氧膽酸　　　　　　　　　石膽酸 ２）轉(zhuǎn)化為類固醇激素　膽固醇是腎上腺皮質(zhì)、睪丸，卵巢等內(nèi)分泌腺合成及分泌類固醇激素的原料，如睪丸酮、皮質(zhì)醇、雄激素、雌二醇及孕酮等。 ３）轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇　在皮膚，膽固醇可氧化為7-脫氫膽固醇，后者經(jīng)紫外光照射轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D。 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 １、分類 １）電泳法：α﹑前β﹑β及乳糜微粒 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、組成 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，同時其表面的載脂蛋白連同表面的磷脂及膽固醇離開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LDL的攝取；③激活A(yù)CAT的活性，使游離膽固醇酯化成膽固醇酯在胞液中儲存。 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。 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的過度狀態(tài)。 家族性高膽固醇血癥的重要原因是LDL受體缺陷 　　　　　　　　　　　第三章　氨基酸代謝 一、營養(yǎng)必需氨基酸 簡記為：纈、異、亮、蘇、蛋、賴、苯