生物化學(xué)考試重點(diǎn)_總結(jié)



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1、 ...wd... 第一章 蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能 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(chēng)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(chēng)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
2、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(lèi) 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(lài)氨酸〔Lys〕、精氨酸〔Arg〕、組氨
3、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(lèi)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(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。
pH
4、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、氨基酸與茚三酮反響生成藍(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
5、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?xún)?nèi)氨基酸連接而成多肽稱(chēng)為寡肽;由更多的氨基酸相連形成的肽稱(chēng)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(chēng)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構(gòu)造 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
6、的一端 6、AA順序從氨基端〔N-端〕開(kāi)場(chǎng)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的巰基具有復(fù)原性,可作為體內(nèi)重要的復(fù)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)的分子構(gòu)造 一、蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造 一級(jí)構(gòu)造 二級(jí)構(gòu)造 ↘ 三級(jí)構(gòu)造 → 高級(jí)構(gòu)造〔空間構(gòu)象〕 四級(jí)構(gòu)造 ↗ 〔一〕、蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造:蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造指在蛋白質(zhì)分子中,從N-端
7、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)構(gòu)造是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的根基 〔二〕、蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造:指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間構(gòu)造,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)構(gòu)造以一級(jí)構(gòu)造為根基,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
8、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。 帶一樣電荷的R基集中,電荷相互排斥。 多肽鏈中假設(shè)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構(gòu)造,側(cè)鏈R基團(tuán)交織位于鋸齒狀構(gòu)造上下方;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-
9、轉(zhuǎn)角:常發(fā)生于肽鏈進(jìn)展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)構(gòu)造,是由二個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)構(gòu)造的肽段,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)構(gòu)造: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〕構(gòu)造域:分子量較大的蛋白質(zhì)??烧郫B成多個(gè)構(gòu)造較為嚴(yán)密的區(qū)域,并各行其功能,稱(chēng)為構(gòu)造域
10、 〔四〕、蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造: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(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒(méi)有四級(jí)構(gòu)造。 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)構(gòu)造,稱(chēng)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(lèi) 根據(jù)組成成分:?jiǎn)渭兊鞍踪|(zhì) 結(jié)合蛋白質(zhì) = 蛋白質(zhì)局部 + 非蛋白質(zhì)局部〔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)構(gòu)造與功能關(guān)系 一、 蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造是高級(jí)
11、構(gòu)造與功能的根基 1、蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造是空間構(gòu)象和特定生物學(xué)功能的根基。一級(jí)構(gòu)造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(chēng)為“分子病〞,如:鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥 二、蛋白質(zhì)空間構(gòu)造是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功能的構(gòu)造根基。 肌紅蛋白:只有三級(jí)構(gòu)造的單鏈蛋白質(zhì),易與氧氣結(jié)合,氧解離曲線(xiàn)呈直角雙曲線(xiàn)。 血紅蛋白:具有4個(gè)亞基組成的四級(jí)構(gòu)造,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(xiàn)呈S狀曲
12、線(xiàn)。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(chēng)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、假設(shè)蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤,盡管其一級(jí)構(gòu)造不變,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(chēng)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
13、: a.丙酮沉淀,破壞水化層。也可用乙醇。 b.鹽析,將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等參加蛋白質(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)構(gòu)造的改變。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(xiàn)、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
14、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)的呈色反響 a.茚三酮反響:經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生反響,蛋白質(zhì)分子中游離a-氨基能與茚三酮反響生成藍(lán)紫色化合物 b.雙縮脲反響: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)此反響。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)的別離和純化 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
15、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)離子交換層析得以別離。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)?! ? b.分子篩,又稱(chēng)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)別離純化蛋白質(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)各不一樣而分開(kāi)。 第二章 核酸的構(gòu)造與功能 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(lèi)及分布: 脫氧核糖核酸〔DNA〕:存在與細(xì)胞核、線(xiàn)粒
16、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(xiàn)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)構(gòu)造 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〕
17、 ↓ 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
18、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(xiàn)性分子,稱(chēng)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
19、二酯鍵的線(xiàn)性大分子 核酸的一級(jí)構(gòu)造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)構(gòu)造,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)構(gòu)造與功能 DNA的二級(jí)構(gòu)造是雙螺旋構(gòu)造 〔一〕Changaff規(guī)那么: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具有一樣的剪輯組成 〔二〕DNA雙螺旋構(gòu)造模型的要點(diǎn) 1、DNA的反向平行,右手螺旋的雙鏈構(gòu)造 脫氧核
20、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雙螺旋構(gòu)造的穩(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
21、 〔四〕DAN的多鏈螺旋構(gòu)造 二、DAN的高級(jí)構(gòu)造〔三級(jí)構(gòu)造〕是超螺旋構(gòu)造 〔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構(gòu)造 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)根基 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
22、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)根基,也是個(gè)體生命活動(dòng)的根基。 第三節(jié) RNA的空間構(gòu)造與功能 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(lèi):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
23、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尾構(gòu)造 5'-末端:帽構(gòu)造〔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(lèi)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)的原那么,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
24、蛋白質(zhì)合成的氨基酸載體〔分子量最小〕 1、tRNA分子中含有稀有堿基 2、二級(jí)構(gòu)造為三葉草形,具有莖環(huán)構(gòu)造 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構(gòu)造 5'-末端:游離磷酸 4、tRNA三級(jí)構(gòu)造為倒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16
25、S 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)構(gòu)造呈花狀。 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(chēng)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
26、〔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(chēng)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)構(gòu)造,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到達(dá)最大變化值的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為DNA的解鏈溫度或稱(chēng)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
27、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(chēng)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、其中一局部具有嚴(yán)格的序列依賴(lài)性,稱(chēng)為限制性?xún)?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:決定反響的特異性; 輔助因子:決定反響的種類(lèi)與性質(zhì)
28、;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)合嚴(yán)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(chēng)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構(gòu)造,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、酶反響動(dòng)力學(xué) 酶促反響的速度取決于底物濃度、酶濃度、PH、溫度、沖動(dòng)劑和抑制
29、劑等。 ?。?、底物濃度 ?。薄吃诘孜餄舛容^低時(shí),反響速度隨底物濃度的增加而上升,加大底物濃度,反響速度趨緩,底物濃度進(jìn)一步增高,反響速度不再隨底物濃度增大而加快,達(dá)最大反響速度,此時(shí)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值等于酶促反響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,只與酶的構(gòu)造、酶所催化的底物和反響環(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)的反響速度,與酶濃度呈正比。 ?。病⒚?/p>
30、濃度 在酶促反響系統(tǒng)中,當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^(guò)酶濃度,使酶被底物飽和時(shí),反響速度與酶的濃度成正比關(guān)系。 ?。?、溫度 溫度對(duì)酶促反響速度具有雙重影響。升高溫度一方面可加快酶促反響速度,同時(shí)也增加酶的變性。酶促反響最快時(shí)的環(huán)境溫度稱(chēng)為酶促反響的最適溫度。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),它與反響進(jìn)展的時(shí)間有關(guān)。 4、PH 酶活性受其反響環(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
31、適PH不是酶的特征性常數(shù),它受底物濃度、緩沖液的種類(lèi)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(chēng)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(chēng)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? ?。薄巢豢赡嫘砸种苿阂怨矁r(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(zhuān)一性抑制劑:如農(nóng)藥敵百蟲(chóng)、敵敵畏等有機(jī)磷化合物能特民地與膽堿酯酶活性中
32、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(zhuān)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? 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(lèi)藥物由于化學(xué)構(gòu)造與對(duì)氨基苯甲酸相似,是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)抑制劑
33、,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
34、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。生理意義是防止細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)展自身消化,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)展。 ?。?、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(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(chēng)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?xún)煞N形式的互變。酶的共價(jià)修飾包括磷酸化與脫磷酸化
35、、乙?;c脫乙酰化、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 同工酶是指催化一樣的化學(xué)反響,而酶蛋白的分子構(gòu)造、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)胞構(gòu)造中。 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,
36、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L(fǎng)DH1為主,肝、骨骼肌以L(fǎng)DH5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)一系列酶促反響生成丙酮酸進(jìn)而復(fù)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? ?。?、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
37、活劑:AMP、ADP、1,6-雙磷酸果糖〔產(chǎn)物反響激,比較少見(jiàn)〕和2,6-雙磷酸果糖〔最強(qiáng)的激活劑〕。 ?。病潮峒っ? 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 ?。场称咸烟羌っ? 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,理解根基上記憶是很容易的,如知道糖酵解是產(chǎn)生能量的,那么有ATP等能量形式存在,那么可抑制該反響,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)是反響抑制的;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(lèi)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
38、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) 反響部位:胞質(zhì) 糖酵解是一個(gè)不需氧的產(chǎn)能過(guò)程。 反響全過(guò)程中有三步不可逆反響 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
39、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(xiàn)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) 反響部位:線(xiàn)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(píng)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、
40、α-酮戊二酸脫氫酶 ?。?、三羧酸循環(huán)生理意義 ?。薄? 基本生理功能是氧化供能。 ?。病橙人嵫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。 3〕三羧酸循環(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 ?。薄碁楹怂岬纳锖铣商峁?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)移反響生成。 ?。病程峁㎞ADPH 四、糖原合成與分解 ?。?、合成過(guò)程: 葡萄糖→6-磷
41、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
42、 草酰乙酸 草酰乙酸 (線(xiàn)粒體內(nèi)) 天冬氨酸 蘋(píng)果酸 GTP 天冬氨酸 NADH 草酰乙酸 蘋(píng)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
43、 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(xiàn)粒體內(nèi),故胞液中的丙酮酸必須進(jìn)入線(xiàn)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(xiàn)粒體膜,需借助兩種方式將
44、其轉(zhuǎn)運(yùn)入胞液:一是經(jīng)蘋(píng)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,1,3-二磷酸甘油酸復(fù)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)展糖異生時(shí),NADH那么必須由線(xiàn)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響方向的主要信號(hào),糖酵解加強(qiáng),那么糖異生減弱;反之亦然。 3、 生理意義 1〕空腹或饑
45、餓時(shí)依賴(lài)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)一局部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(chēng)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(lèi)代謝 一、脂肪發(fā)動(dòng)(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。 脂肪發(fā)動(dòng)關(guān)鍵酶 在脂肪發(fā)動(dòng)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(chēng)為激素敏感性甘油三酯脂肪酶 脂解激素 能促進(jìn)脂肪發(fā)動(dòng)的激素,如腎上腺素、胰
46、高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素等。 抗脂解激素 抑制脂肪發(fā)動(dòng),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) 1〕脂肪酸活化〔胞液中〕 脂酸 ↓脂酰CoA合成酶 脂酰CoA〔含高能硫酯鍵〕 ?。病持oA進(jìn)入線(xiàn)粒體 限速酶:肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ 3)脂酰CoA進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)后,進(jìn)展脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步連續(xù)反響,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)展脫氫、加水、再脫氫及硫解反響。如此反復(fù)進(jìn)展,以至徹底。 ?。础衬芰可?
47、以軟脂酸為例,共進(jìn)展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(xiàn)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(xiàn)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
48、 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(lèi),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
49、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(xiàn)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復(fù)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(lèi)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
50、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(lèi) 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)于電泳別離的CM、前β-脂蛋白、β-脂蛋白及α-脂蛋白等四類(lèi)。 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?。籚LDL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,
51、故密度最高。 血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)局部, 基本功能是運(yùn)載脂類(lèi),稱(chēng)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)其外表的載脂蛋白連同外表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
52、時(shí)其外表的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復(fù)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??;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(chǔ)存。 4〕HDL 逆向轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇。HDL外表的apoⅠ是LCAT的激活劑,LCAT可催化HDL生成溶血卵磷脂及膽固醇酯。
53、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 第七章 氨基酸代謝 一、營(yíng)養(yǎng)必需氨基酸 簡(jiǎn)記為:纈、異、亮、蘇、甲硫、賴(lài)、苯、色 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
54、; 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)的氨基酸那么轉(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
55、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)展。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) 腺苷酸代琥珀酸 腺嘌呤核苷酸 (AMP) 延胡索酸
56、 α-酮酸 L-谷氨酸 草酰乙酸 蘋(píng)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(lèi),在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱(chēng)為生糖氨基酸;能轉(zhuǎn)變成酮體者稱(chēng)為生酮氨基酸;二者兼有者稱(chēng)為生糖兼生酮氨基酸。只要記住生酮氨基酸包括:亮、賴(lài);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。 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 牛磺酸 ?;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
57、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(chēng)為多胺類(lèi)物質(zhì)。 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
58、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)。 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
59、 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(chēng)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(chēng)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。 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
60、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。 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,
61、一局部以無(wú)機(jī)鹽形式隨尿排出,另一局部那么經(jīng)ATP活化成活性硫酸根,即3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS)。 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(lèi) 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 尿素的生成:鳥(niǎo)氨酸循環(huán) 1、部位:肝 線(xiàn)粒體、胞液 2、步奏:NH3+CO2+H2O→氨基甲酰磷酸 線(xiàn)粒體 E:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(
62、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(xiàn)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 一、嘌呤核苷酸代謝 合成原料:天冬氨酸 N1;甲?;惨惶紗挝弧?C2、C8 谷氨酰胺N3 、N9;甘氨酸C5、C4、N7;CO2
63、:C6 2、合成過(guò)程 ?。薄硰念^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)單的反響過(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)展補(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,由核糖核苷酸復(fù)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 次黃嘌呤構(gòu)造類(lèi)似,可抑制黃嘌呤氧化酶,從而抑制尿酸的生成。
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