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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) 　?。?、兩性解離及等電點 　　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。 　　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)溶液進行定量分析。 　?。?、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。GSH的巰基具有還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑保護體內(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) 　?。?、蛋白質(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。 　　２）蛋白質(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 　?。病⒌鞍踪|(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。因為：第一個亞基與氧氣結(jié)合以后，促進第二及第三個亞基與氧氣的結(jié)合，當前三個亞基與氧氣結(jié)合后，又大大促進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，在一定的溶液ＰＨ條件下可解離成帶負電荷或正電荷的基團。 　?。病⒌鞍踪|(zhì)的沉淀：在適當條件下，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。 　?。场⒌鞍踪|(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、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、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，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 　　１、沉淀，見六、２ 　?。?、電泳：蛋白質(zhì)在高于或低于其等電點的溶液中是帶電的，在電場中能向電場的正極或負極移動。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 　　　　（氨基末端氨基酸的游離α-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），存在于細胞核和線粒體內(nèi)。 　　　　　　　核糖核酸（RNA），存在于細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)。 　?。薄A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、核苷及堿基進行定性定量分析。 　　２、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。 　　３、磷酸：生物體內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團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為核酸的一級結(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　 　?。?、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： 　　a.DNA是一反向平行的互補雙鏈結(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。 　?。?、DNA的三級結(jié)構(gòu) 　　三級結(jié)構(gòu)是在雙螺旋基礎(chǔ)上進一步扭曲形成超螺旋，使體積壓縮。在真核生物細胞核內(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。 　　３、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RNA　(tRNA) 轉(zhuǎn)運氨基酸 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 小核仁RNA　(SnoRNA) rRNA的加工和修飾 　　１、信使RNA（半衰期最短） 　?。保﹉nRNA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RNA（分子量最小） 　?。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。 　?。玻┒壗Y(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。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。 　　４）功能是在細胞蛋白質(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） 　?。保┰松锏膔RNA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。 　　２）rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，它是蛋白質(zhì)合成機器－－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) 　?。?、DNA的變性 　　在某些理化因素作用下，如加熱，DNA分子互補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。 　　２、DNA的復(fù)性和雜交 　　變性DNA在適當條件下，兩條互補鏈可重新恢復(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，在細胞內(nèi)催化核酸的降解。可分為DNA酶和RNA酶；外切酶和內(nèi)切酶；其中一部分具有嚴格的序列依賴性，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 　　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 酰基 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組成，這些必需基團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 　　１）在底物濃度較低時，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，底物濃度進一步增高，反應(yīng)速度不再隨底物濃度增大而加快，達最大反應(yīng)速度，此時酶的活性中心被底物飽合。 　?。玻┟资戏匠淌? 　　　　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。 　?。病⒚笣舛? 　　在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中，當?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)進行的時間有關(guān)。 　　４、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。 　　５、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，也有許多有機化合物激活劑。分為必需激活劑和非必需激活劑。 　?。丁⒁种苿? 　　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)、外必需基團相結(jié)合，從而抑制酶的催化活性。可分為： 　?。保┎豢赡嫘砸种苿阂怨矁r鍵與酶活性中心上的必需基團相結(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) 　?。薄⒚冈募せ睢? 　　有些酶在細胞內(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。生理意義是避免細胞產(chǎn)生的蛋白酶對細胞進行自身消化，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可與某種化學(xué)基團發(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。 　　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胞的不同亞細胞結(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，促進鈣磷吸收。 　　缺乏兒童引起佝僂病，成人引起軟骨病。 　?。场⒕S生素E 　　作用：體內(nèi)最重要的抗氧化劑，保護生物膜的結(jié)構(gòu)與功能；促進血紅素代謝；動物實驗發(fā)現(xiàn)與性器官的成熟與胚胎發(fā)育有關(guān)。 　?。?、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。 　?。场⒕S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。 　?。?、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。 　?。?、泛酸　 　　又稱遍多酸，在體內(nèi)的活性型為輔酶A及?；d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。 　?。丁⑸锼? 　　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。 　?。?、葉酸 　　以四氫葉酸的形式參與一碳基團的轉(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，骨髓幼紅細胞DNA合成減少，造成巨幼紅細胞貧血。 　?。?、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)生巨幼紅細胞性貧血。 　?。?、維生素C 　　促進膠原蛋白的合成；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? 　?。?、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）進行，可凈生成３分子ATP，若反應(yīng)按（２）進行，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細胞完全依賴糖酵解供能，神經(jīng)、白細胞、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 　?。?、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。 　?。?、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 　　２）異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶 　　NADH、ATP反饋抑制 　?。?、生理意義 　?。保┗旧砉δ苁茄趸┠?。 　?。玻┤人嵫h(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。 　?。常┤人嵫h(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 　?。怠退沟滦?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，對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進而保護巰基酶的活性及維持紅細胞膜完整性很重要，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 　?。?、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械募毎麅?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。當糖鏈長度達到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)。 　?。病⒎纸? 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。 　　　?。常┳罱K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，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）補充肝糖原，攝入的相當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，腎糖異生增強，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。 合成原料：甘油、脂肪酸 １、 甘油一酯途徑（小腸粘膜細胞） 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 　　２、甘油二酯途徑（肝細胞及脂肪細胞） 　　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　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。獸FA ＋FFA ＋FFA α-磷酸甘油　　磷酸二羥丙酮　　糖酵解或糖異生途徑 　　２、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進入線粒體基質(zhì)后，進行脫氫、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，可再進行脫氫、加水、再脫氫及硫解反應(yīng)。如此反復(fù)進行，以至徹底。 　?。矗┠芰可? 　　以軟脂酸為例，共進行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　主要是使不能進入線粒體的廿碳，廿二碳脂酸先氧化成較短鏈脂酸，以便進入線粒體內(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：肝內(nèi)生成肝外用。 合成部位：肝細胞的線粒體中。 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；甲狀腺素除能促進合成外，又促進膽固醇在肝轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?，且后一作用較強，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　　　　　腸道細菌　　　7-脫氧膽酸 甘氨酸　牛磺酸　　　鵝脫氧膽酸　　　　　　　　　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?。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，故密度最高。 血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分，基本功能是運載脂類，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)錄水平上陰抑細胞LDL受體蛋白質(zhì)的合成，減少對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存。 ４）HDL　逆向轉(zhuǎn)運膽固醇。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