第一部分基礎(chǔ)綜合(助理醫(yī)師)

1、第一部分 基礎(chǔ)綜合第一章 生物化學(xué)一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能理解應(yīng)用1 蛋白質(zhì)的分子組成1.元素組成從各種動(dòng)、植物組織提取的蛋白質(zhì)，經(jīng)元素分析表明，含碳5055、氫68、氧1924、氮1319和硫04。有些蛋白質(zhì)還含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬等，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘。各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16。動(dòng)植物組織中含氮物又以蛋白質(zhì)為主，因此只要測(cè)定生物樣品中的含氮量，就可以按下式推算出樣品中的蛋白質(zhì)大致含量。每克樣品中含氮克數(shù)×6.25×100100克樣品中蛋白質(zhì)含量（g）2.基本單位蛋白質(zhì)是高分子化合物，可以受酸、堿或蛋白酶作用而水解成為其基本組成單位氨基酸。(

2、1) 氨基酸的一般結(jié)構(gòu)式 蛋白質(zhì)水解生成的天然氨基酸有20余種之多，但其化學(xué)結(jié)構(gòu)式具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即在連結(jié)羧基的a碳原子上還有一個(gè)氨基，故稱a-氨基酸。a-氨基酸的一般結(jié)構(gòu)式可用下式表示： 由上式可以看出，除甘氨酸外，其余氨基酸的a碳原子是一個(gè)不對(duì)稱碳原子，具有旋光異構(gòu)現(xiàn)象，也有D系和L系兩種構(gòu)型。組成天然蛋白質(zhì)的20種氨基酸多屬于L-a-氨基酸。生物界中已發(fā)現(xiàn)的D系氨基酸大都存在于某些細(xì)菌產(chǎn)生的抗生素及個(gè)別植物的生物堿中。(2) 氨基酸的分類 組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20余種，但絕大多數(shù)蛋白質(zhì)只由20種氨基酸組成。根據(jù)它們的側(cè)鏈R的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分為以下四類：非極性R基氨基酸，這類氨基酸的特征是

3、在水中溶解度小于極性R基氨基酸。包括四種帶有脂肪烴側(cè)鏈的氨基酸(丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸)；兩種含芳香環(huán)氨基酸電荷的極性R基氨基酸 這類氨基酸的特征是比非極性R基氨基酸易溶于水。包括三(苯丙氨酸和色氨酸)；一種含硫氨基酸(甲硫氨酸)和一種亞氨基酸(脯氨酸)。不帶電荷具有羥基的氨基酸(絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸)；兩種具有酰胺基的氨基酸(谷氨酰氨和天冬酰胺)；一種含有巰基氨基酸(半胱氨酸)和R基團(tuán)只有一個(gè)氫但仍能表現(xiàn)一定極性的甘氨酸。帶正電荷的R基氨基酸，這類氨基酸的特征是在生理?xiàng)l件下帶正電荷，是一類堿性氨基酸。包括在側(cè)鏈含有e氨基的賴氨酸；R基團(tuán)含有一個(gè)帶正電荷胍基的精氨酸和含有弱堿性咪唑

4、基的組氨酸。帶負(fù)電荷的R基氨基酸，天冬氨酸和谷氨酸都含有兩個(gè)羧基，在生理?xiàng)l件下分子帶負(fù)電荷，是一類酸性氨基酸。理解應(yīng)用2 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)1.肽鍵與肽鏈兩分子氨基酸可借一分子的氨（羧）基與另一分子的羧（氨）基脫去1分子水、縮合成為最簡(jiǎn)單的肽，即二肽。在兩個(gè)氨基酸之間新產(chǎn)生的酰胺鍵(-CO-NH-) 稱為肽鍵。肽鍵中的CN鍵具有部分雙鍵的特征，不能自由旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果使肽鍵處在一個(gè)剛性的平面上，此平面被稱為肽鍵平面(酰胺平面)。兩個(gè)肽鍵平面之間的-碳原子，可以作為一個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)形成二面角。二面角的變化，決定著多肽主鍵在三維空間的排布方式，是形成不同蛋白質(zhì)構(gòu)象的基礎(chǔ)。二肽分子中的羧基能以同樣方式與另一分子

5、氨基酸的氨基縮合成三肽。如此進(jìn)行下去，依次生成四肽、五肽，許多氨基酸可連成多肽。肽鏈分子中的氨基酸相互銜接，形成長(zhǎng)鏈，稱為多肽鏈。肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而有殘缺，故稱為氨基酸殘基。蛋白質(zhì)就是由許多氨基酸殘基組成的多肽鏈。多肽鏈中有自由氨基的一端稱為氨基末端或N-末端；有自由羧基的一端稱羧基末端或C-末端。每條多肽鏈中氨基酸殘基順序編號(hào)都是從N端開始，N端在左，C端在右。命名短肽從N-末端開始指向C-末端。2.一級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸殘基在多肽鏈中的排列順序及其共價(jià)連接稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，肽鍵是其基本結(jié)構(gòu)鍵，有些尚含有二硫鍵，由兩個(gè)半胱氨酸巰基（-SH）脫氫氧化而生成。蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)是其生物

6、學(xué)活性及特異空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。盡管各種蛋白質(zhì)都有相同的多肽鏈骨架，而各種蛋白質(zhì)之間的差別是由其氨基酸殘基組成、數(shù)目以及氨基酸殘基在蛋白質(zhì)多肽鏈中的排列順序決定的。氨基酸殘基排列順序的差別意味著從多肽鏈骨架伸出的側(cè)鏈R基團(tuán)的性質(zhì)和順序?qū)τ诿恳环N蛋白質(zhì)是特異的因?yàn)镽基團(tuán)有不同的大小，帶不同的電荷，對(duì)水的親和力也不相同。即蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的排列順序決定其空間構(gòu)象。3.二級(jí)結(jié)構(gòu)螺旋蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架中原子的局部空間排列，并不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象。在所有已測(cè)定的蛋白質(zhì)中均有二級(jí)結(jié)構(gòu)的存在，主要形式包括螺旋結(jié)構(gòu)、-折疊和-轉(zhuǎn)角等。-螺旋結(jié)構(gòu) 1951年，Pauling和Corey根據(jù)多肽鏈骨

7、架中剛性平面及其它可以旋轉(zhuǎn)的原子提出多肽構(gòu)象是螺旋結(jié)構(gòu)，他們稱之為-螺旋，其特點(diǎn)如下：(1)多肽鏈主鏈圍繞中心軸有規(guī)律的螺旋式上升，每隔3.6個(gè)氨基酸殘基螺旋上升一圈，每個(gè)氨基酸殘基向上平移0.15 nm，故螺距為0.54 nm。(2)第一個(gè)肽平面羰基上的氧與第四個(gè)肽平面亞氨基上的氫形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。氫鍵是一種很弱的次級(jí)鍵，但由于主鏈上所有肽鍵都參與氫鍵的形成，所以-螺旋很穩(wěn)定。(3)組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸都由（是）L氨基酸，故（所以只能）形成右手螺旋。側(cè)鍵R基團(tuán)伸向螺旋外側(cè)。4.三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)概念具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的一條多肽鏈，由于其序列上相隔較遠(yuǎn)的氨基酸殘基側(cè)鏈的相互作用，

8、而進(jìn)行范圍廣泛的盤曲與折疊，形成包括主、側(cè)鏈在內(nèi)的空間排列，這種在一條多肽鏈中所有原子在三維空間的整體排布稱為三級(jí)結(jié)構(gòu)。例如，存在于紅色肌肉組織中的肌紅蛋白（Mb），是由153個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的單鏈蛋白質(zhì)，含有一個(gè)血紅素輔基，能夠進(jìn)行可逆的氧合與脫氧。X-射線衍射法測(cè)定了它的空間構(gòu)象，多肽鏈中螺旋占75，形成A至H 8個(gè)螺旋區(qū)，兩個(gè)螺旋區(qū)之間有一段無(wú)規(guī)卷曲，脯氨酸位于拐角處。由于側(cè)鏈R基團(tuán)的相互作用，多肽鏈盤繞、折疊成緊密的球狀結(jié)構(gòu)。親水R基團(tuán)大部分分布在球狀分子的表面；疏水R基團(tuán)位于分子內(nèi)部，形成一個(gè)疏水“口袋”。血紅素位于“口袋”中，它的Fe離子配位與組氨酸相連。Mb的空間構(gòu)象與血紅蛋白（

9、Hb）的一條鏈的空間構(gòu)象基本相同。但Hb是由2條肽鏈和2條肽鏈（22）組成，鏈的141個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成7個(gè)螺旋區(qū)；-鏈的146個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成8個(gè)螺旋區(qū)。4條肽鏈分別在三維空間盤曲折疊成緊密的球狀結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)中多肽鏈的盤曲方式由氨基酸殘基的排列順序決定。三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定主要靠疏水鍵、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵和Van der waals力。蛋白質(zhì)分子中含有許多疏水基團(tuán)，如Leu、Ile、Phe、Val等氨基酸殘基的R基團(tuán)。這些基團(tuán)具有一種避開水、相互集合而藏于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的自然趨勢(shì)，這種結(jié)合力稱疏水鍵，它是維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的最主要穩(wěn)定力量。酸性和堿性氨基酸的R基團(tuán)可以帶電荷，正負(fù)電荷互相吸引

10、形成鹽鍵；鄰近的兩個(gè)半胱氨酸則以二硫鍵結(jié)合。其它基團(tuán)可通過氫鍵及van der Waals力結(jié)合，盡管結(jié)合力很弱，但數(shù)量頗多，可以保持三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。許多有生物活性的蛋白質(zhì)由兩條或多條肽鏈構(gòu)成，肽鏈與肽鏈之間并不是通過共價(jià)鍵相連，而是由非共價(jià)鍵維系。每條肽鏈都有自己的一、二和三級(jí)結(jié)構(gòu)。這種蛋白質(zhì)的每條肽鏈被稱為一個(gè)亞基。由亞基構(gòu)成的蛋白質(zhì)稱為寡聚蛋白。寡聚蛋白中亞基的立體排布、亞基之間的相互關(guān)系稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。對(duì)多亞基蛋白質(zhì)而言，單獨(dú)的亞基沒有生物學(xué)活性，只有完整的四級(jí)結(jié)構(gòu)寡聚體才有生物學(xué)活性。如Hb是由4個(gè)兩種不同的亞基組成四聚體，具有運(yùn)輸氧和CO2的功能。實(shí)驗(yàn)證明：它的任何一個(gè)亞基單

11、獨(dú)存在都無(wú)此功能。寡聚蛋白的亞基可以相同也可以不同。例如，過氧化氫酶是由四個(gè)相同的亞基組成，而天冬氨酸氨甲酰基轉(zhuǎn)移酶是由12個(gè)亞基組成，其中有6個(gè)催化亞基和6個(gè)調(diào)節(jié)亞基。【試題】下列關(guān)于肽鍵性質(zhì)和組成的敘述正確的是A.由C和C-COOH組成 B.由C1和C2組成來源 C.由C和N組成D.肽鍵有一定程度雙鍵性質(zhì) E.肽鍵可以自由旋轉(zhuǎn)【解析】答案：D本試題“考核肽鍵結(jié)構(gòu)”。肽鍵C-N形成的單鍵較正常C-N的單鍵短，C=O形成的雙鍵較正常的C=O雙鍵長(zhǎng)，肽鍵中的原子以共軛鍵形式存在，因此肽鍵有一定程度雙鍵性質(zhì)。理解應(yīng)用3 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1.等電點(diǎn)蛋白質(zhì)分子末端有自由的-NH3+ 和-COO- ；蛋

12、白質(zhì)分子中氨基酸殘基側(cè)鏈也含有可游離的基團(tuán)，如賴氨酸的-NH3+、精氨酸的胍基、組氨酸的咪唑基、谷氨酸的-COO-和天冬氨酸的-COO-等。這些基團(tuán)在溶液一定pH條件下可以結(jié)合與釋放H+ ，這就是蛋白質(zhì)兩性游離的基礎(chǔ)。在酸性溶液中，蛋白質(zhì)解離成陽(yáng)離子；在堿性溶液中，蛋白質(zhì)解離成陰離子。在某一pH值溶液中，蛋白質(zhì)不解離，或解離成陽(yáng)性和陰性離子的趨勢(shì)相等，即成兼性離子。此時(shí)溶液的pH值稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）。各種蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)不同，但大多數(shù)接近于pH 5.0，所以在人及動(dòng)物組織體液pH 7.4環(huán)境下，大多數(shù)蛋白質(zhì)解離成陰離子。少數(shù)蛋白質(zhì)含堿性氨基酸較多，分子中含有較多自由氨基，故其等電點(diǎn)偏堿性

13、；此類蛋白質(zhì)稱堿性蛋白質(zhì)。例如，魚精蛋白和細(xì)胞色素C等。也有少數(shù)蛋白質(zhì)含酸性氨基酸較多，分子內(nèi)含有較多的羧基，故其等電點(diǎn)偏酸性；此類蛋白質(zhì)稱為酸性蛋白質(zhì)，例如，絲蛋白和胃蛋白酶等。在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)兼性離子帶有相等的正、負(fù)電荷，稱為中性微粒，故不穩(wěn)定而易于沉淀?？梢岳玫鞍踪|(zhì)的這一特性以及各種蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的差異，從一混合蛋白質(zhì)溶液中分離不同的蛋白質(zhì)。例如，利用豬胰腺提取胰島素（pI = 5.305.35），可先調(diào)節(jié)組織勻漿pH呈堿性，使堿性雜蛋白沉淀析出；再調(diào)節(jié)pH至酸性，使酸性雜蛋白沉淀。然后再調(diào)節(jié)含有胰島素的上清液pH至5.3，得到的蛋白質(zhì)沉淀即是胰島素的粗制品了。2.沉淀蛋白質(zhì)從溶液中析

14、出的現(xiàn)象，稱為沉淀。沉淀蛋白質(zhì)的方法有以下幾種。(1)鹽析 在蛋白質(zhì)溶液中若加大量中性鹽，蛋白質(zhì)膠粒的水化層即被破壞，其所帶電荷也被中和，蛋白質(zhì)膠粒因失去這兩種穩(wěn)定因素而沉淀。此種沉淀過程稱為鹽析。鹽析法沉淀蛋白質(zhì)常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉等。鹽析時(shí)若溶液的pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)則效果最好。鹽析沉淀的蛋白質(zhì)不發(fā)生變性是其優(yōu)點(diǎn)，故常用與天然蛋白質(zhì)的分離；缺點(diǎn)是沉淀的蛋白質(zhì)中混有大量中性鹽，必須經(jīng)透析除去。(2)重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì) 重金屬離子如Ag+、Hg2+、Cu2+、Pb2+ 等，可與蛋白質(zhì)的負(fù)離子結(jié)合，形成不溶性蛋白質(zhì)沉淀。沉淀的條件為pH稍大于蛋白質(zhì)的pI為宜。臨床上利用蛋白質(zhì)與重

15、金屬鹽結(jié)合形成不溶性沉淀這一性質(zhì)，搶救重金屬鹽中毒病人。給病人口服大量酪蛋白、清蛋白等，然后再用催吐劑將結(jié)合的重金屬鹽嘔出以解毒。(3)生物堿試劑與某些酸沉淀蛋白質(zhì) 生物堿試劑如苦味酸、鞣酸、鎢酸等以及某些酸，如三氯醋酸、磺酸水楊酸、硝酸等，可與蛋白質(zhì)的正離子結(jié)合成不溶性的鹽沉淀。沉淀的條件是pH < pI。血液化學(xué)分析時(shí)常利用此原理除去血液中的蛋白質(zhì)干擾，制備無(wú)蛋白質(zhì)的血濾液。如測(cè)血糖時(shí)可用鎢酸沉淀蛋白質(zhì)。另外，此類反應(yīng)也可用于檢測(cè)尿中的蛋白質(zhì)。(4)有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì) 可與水混合的有機(jī)溶劑，如酒精、甲醇、丙酮等能與蛋白質(zhì)爭(zhēng)水，破壞蛋白質(zhì)膠粒的水化膜，使蛋白質(zhì)沉淀析出。在常溫下，有機(jī)溶

16、劑沉淀蛋白質(zhì)往往引起變性，如用酒精可消毒滅菌。若在低溫、低濃度、短時(shí)間則變性進(jìn)行緩慢或不變性，可用于提取生物材料中的蛋白質(zhì)，若適當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH和離子強(qiáng)度，則可以使分離效果更好。優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)溶劑易蒸發(fā)除去。3.蛋白質(zhì)的變性在某些物理或化學(xué)因素作用下，使蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象破壞（但不包括肽鏈的斷裂等一級(jí)結(jié)構(gòu)變化），導(dǎo)致蛋白質(zhì)理化性質(zhì)、生物學(xué)性質(zhì)的改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。使蛋白質(zhì)變性的因素很多，如高溫、高壓、紫外線、X射線照射、超聲波、劇烈震蕩及攪拌等物理因素；強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、有機(jī)溶劑、濃尿素和十二烷基硫酸鈉（SDS）等化學(xué)因素。這些理化因素都可使蛋白質(zhì)變性，球狀蛋白質(zhì)變性后的明顯改變

17、是溶解度降低。本來在等電點(diǎn)時(shí)能溶于水的蛋白質(zhì)經(jīng)過變性就不再溶于原來的水溶液。蛋白質(zhì)變性后，其它理化性質(zhì)的改變，如結(jié)晶性消失、黏度增加、呈色性增加和易被蛋白水解酶水解等，均與蛋白質(zhì)的空間破壞、結(jié)構(gòu)松散、分子的不對(duì)稱性增加，以及氨基酸殘基側(cè)鏈外露等密切相關(guān)?？臻g結(jié)構(gòu)破壞必然導(dǎo)致生物學(xué)功能的喪失，如酶失去催化活性，激素不能調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)，抗體不能與抗原結(jié)合等。蛋白質(zhì)劇烈變性時(shí)其空間結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，不能恢復(fù)，稱為不可逆性變性。但某些溫和蛋白質(zhì)變性，時(shí)間也不很久，除去變性因素仍可恢復(fù)其活性，稱為可逆變性。例如，核糖核酸酶經(jīng)尿素和巰基乙醇作用變性后，再透析去除尿素和巰基乙醇，又可恢復(fù)其酶活性。又如，被強(qiáng)堿變性

18、的胃蛋白酶也可在一定條件下恢復(fù)其酶活性；被稀鹽酸變性的Hb也可在弱堿溶液里變回天然Hb，但在100變性的胃蛋白酶和Hb就不能復(fù)性。蛋白質(zhì)被強(qiáng)酸或強(qiáng)堿變性后，仍能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液中。若將此強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液的pH調(diào)至等電點(diǎn)，則變性蛋白質(zhì)立即結(jié)成絮狀的不溶解物。這種現(xiàn)象稱為變性蛋白質(zhì)的結(jié)絮作用。結(jié)絮作用所生成的絮狀物仍能再溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中。如再加熱，則絮狀物變?yōu)楸容^堅(jiān)固的凝塊；此凝塊不宜再溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的凝固作用。雞蛋煮熟后本來流動(dòng)的蛋清變成了固體狀；豆?jié){中加少量氯化鎂即可變成豆腐，都是蛋白質(zhì)凝固的典型例子。蛋白質(zhì)的變性和凝固常常是相繼發(fā)生的，蛋白質(zhì)變性后結(jié)構(gòu)松散，長(zhǎng)肽鏈狀似亂

19、麻，或互相纏繞、或互相穿插、扭成一團(tuán)、結(jié)成一塊，不能恢復(fù)其原來的結(jié)構(gòu)，即是凝固?？梢哉f凝固是蛋白質(zhì)變性后進(jìn)一步發(fā)展的一種結(jié)果。了解變性理論有重要的實(shí)際意義，一方面注意低溫保存生物活性蛋白，避免其變性失活；另一方面可利用變性因素消毒滅菌?！驹囶}】取一滴血漿，在pH 8.6條件進(jìn)行醋酸纖維膜電泳。若樣品點(diǎn)在負(fù)極，電泳后可將血漿至少分成5種成分，跑在最前面的成分是 A.纖維蛋白原 B.球蛋白 C.球蛋白D.球蛋白 E.清蛋白【解析】答案：E本試題“考用電泳法將血漿蛋白分類”。血漿蛋白等電點(diǎn)一般在5.0左右，在pH 8.6條件下帶負(fù)電荷，電泳時(shí)向正極移動(dòng)。由于血漿蛋白分子量大小及帶電荷數(shù)量不同，電泳時(shí)

20、移動(dòng)速率不一樣，用此法可將血漿蛋白分為清蛋白、1-球蛋白、2-球蛋白、-球蛋白和-球蛋白。清蛋白分子最小，帶的電荷最多，所以跑的最快。二、維生素理解應(yīng)用1 脂溶性維生素1.脂溶性維生素的生理功能及缺乏癥(1)維生素A的生理功能及缺乏癥 維生素A又稱抗干眼病維生素。維生素A多存在于動(dòng)物的肝臟中。植物中不存在維生素A，但存在多種胡蘿卜素，其中胡蘿卜素最重要，被稱為維生素A原。維生素A在體內(nèi)的活性形式包括視黃醇、視黃醛和視黃酸。生理功能及缺乏癥：構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)。當(dāng)維生素A缺乏時(shí)，視紫紅質(zhì)合成減少，對(duì)弱光敏感性降低，暗適應(yīng)能力減弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生“夜盲癥”。參與糖蛋白的合成。當(dāng)維生素A缺乏時(shí)，可

21、導(dǎo)致糖蛋白合成中間產(chǎn)物異常，低分子量的多糖脂的累積。維生素A是維持上皮組織發(fā)育和分化所必需的，若缺乏可引起上皮組織干燥、增生和角化。如皮脂腺角化出現(xiàn)毛囊丘疹；淚腺上皮不健全可出現(xiàn)淚液分泌減少，進(jìn)而發(fā)展成干眼癥等，這與維生素A能促進(jìn)糖蛋白合成有關(guān)。其它功能。視黃醇、視黃酸具有固醇類激素樣作用，影響細(xì)胞分化，促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)和發(fā)育。缺乏維生素A時(shí)，生殖功能衰退，骨骼生長(zhǎng)不良及生長(zhǎng)發(fā)育受阻等，可能與視黃醇的固醇類激素樣作用異常有關(guān)。(2)維生素D的生理功能及缺乏癥 維生素D又稱抗佝僂病維生素，為類固醇衍生物。體內(nèi)膽固醇可轉(zhuǎn)變成7脫氫膽固醇，儲(chǔ)存于皮下，在日光或紫外線照射下可轉(zhuǎn)變?yōu)镈3。1,25（OH）2

22、D3是維生素D的活性形式。生理功能及缺乏癥：1,25（OH）2D3是維生素D的活化形式，其主要靶細(xì)胞是小腸黏膜、骨骼和腎小管，主要生理功能是促進(jìn)鈣和磷的吸收，有利于新骨的生成與鈣化，并與甲狀旁腺素、降鈣素共同調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)的鈣、磷平衡。當(dāng)維生素D缺乏或轉(zhuǎn)化障礙時(shí)，兒童骨鈣化不良，稱佝僂病，成人引起軟骨病。(3)維生素K的生理功能與缺乏癥 維生素K能加速血液凝固，是促進(jìn)肝合成凝血酶原的必要因素。凝血酶原分子的N端含有10個(gè)谷氨酸殘基，羧化后變成r羧基谷氨酸（Gla）有很強(qiáng)的螯合Ca2的能力，這種結(jié)合可激活蛋白水解酶，使凝血酶原水解轉(zhuǎn)變?yōu)槟?。催化這一反應(yīng)的酶稱為谷氨酸羧化酶，維生素K為該酶的輔助因

23、子。此外，維生素K對(duì)VII，IX，X等另外幾種凝血因子的生物合成也很重要。缺乏維生素K時(shí)影響血液凝固。一般情況下人體不會(huì)缺乏維生素K，因?yàn)榫S生素K在自然界綠色植物中含量豐富，只有長(zhǎng)期口服抗生素使腸道菌生長(zhǎng)受抑制或因脂肪吸收受阻，或因食物中缺乏綠色蔬菜，才會(huì)發(fā)生維生素K的缺乏癥。(4)維生素E的生理功能及缺乏癥 維生素E與動(dòng)物生育有關(guān)，故稱生育酚。生理功能及缺乏癥：維生素E與動(dòng)物生殖功能有關(guān)。動(dòng)物缺乏維生素E時(shí)其生殖器官受損而不育。雄鼠缺乏時(shí)，睪丸萎縮，不產(chǎn)生精子。雌鼠缺乏時(shí)，胚胎及胎盤萎縮而被吸收，引起流產(chǎn)。在人類尚未發(fā)現(xiàn)因維生素E缺乏而引起不育癥，臨床常用維生素E治療先兆流產(chǎn)和習(xí)慣性流產(chǎn)。抗

24、氧化作用。維生素E是最重要的天然抗氧化劑，它能對(duì)抗生物膜磷脂中多不飽和脂肪酸的過氧化反應(yīng)，因而避免脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)生，保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能。維生素E還可與硒（Se）協(xié)同通過谷胱甘肽過氧化酶發(fā)揮抗氧化作用。促進(jìn)血紅素合成。維生素E能提高血紅素合成過程中的關(guān)鍵酶氨基酮戊酸（ALA）合成酶和ALA脫水酶的活性，從而促進(jìn)血紅素合成。此外，維生素E還能抑制血小板凝集，其作用與維生素E在體內(nèi)能調(diào)節(jié)前列腺素和血栓素形成有關(guān)。維生素E還能維持肌肉與周圍血管正常功能，防止肌肉萎縮。理解應(yīng)用2 水溶性維生素1.水溶性維生素的生理功能及缺乏癥(1)維生素B1的生理功能及缺乏癥 維生素B1又名硫胺素，焦磷酸硫胺素（T

25、PP)是其在體內(nèi)的活性形式。維生素B1主要存在于種子外皮和胚芽中，米糠、麥麩、豆類中含量豐富。維生素B1易被小腸吸收，吸收后主要在肝及腦組織中由硫胺素焦磷酸激酶催化轉(zhuǎn)變?yōu)門PP。生理功能和缺乏癥：TPP是酮酸氧化脫羧酶系的輔酶。當(dāng)維生素B1缺乏時(shí)，影響到丙酮酸的氧化供能，以致影響細(xì)胞的正常功能，特別是神經(jīng)組織。TPP作為轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶參與磷酸戊糖途徑。當(dāng)維生素B1缺乏時(shí)，戊糖代謝障礙，體內(nèi)核苷酸合成及神經(jīng)髓鞘中磷酸戊糖代謝則受到影響。TPP在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定作用。當(dāng)B1缺乏時(shí)，一方面丙酮酸的氧化脫羧反應(yīng)受到影響，從而影響乙酰膽堿的合成作用；另一方面維生素B1對(duì)膽堿酯酶的抑制減弱，加強(qiáng)了乙酰膽堿

26、的分解作用，使神經(jīng)傳導(dǎo)受到影響，造成胃腸蠕動(dòng)緩慢、消化液分泌減少、食欲不振、消化不良等消化道癥狀。(2)維生素B2的生理功能及缺乏癥 維生素B2為一橙黃色針狀結(jié)晶，又名核黃素，具有可逆的氧化還原特征。黃素單核苷酸( FMN ) 和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）是核黃素的活性形式。FMN和FAD是體內(nèi)許多氧化還原酶的輔基，這些酶被稱為黃素蛋白或黃酶。FMN和FAD分子能可逆的加氫和脫氫，進(jìn)行可逆的氧化還原反應(yīng)，因此它們?cè)隗w內(nèi)可以作為氫的傳遞體。當(dāng)維生素B2缺乏時(shí)，引起口角炎、唇炎、舌炎、陰囊皮炎、眼瞼炎、角膜血管增生等缺乏癥。成人維生素B2的每日需要量為1.21.5mg。(3)維生素pp的生理功能

27、及缺乏癥 維生素pp包括尼克酸及尼克酰胺，又稱“抗癩皮病因子”，二者均屬于吡啶衍生物。維生素pp廣泛存在于自然界，以酵母、花生、谷類、肉類和動(dòng)物肝中含量豐富。在體內(nèi)尼克酰胺與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶，主要有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)作為多種不需氧脫氫酶的輔酶，廣泛參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中它們是遞氫物質(zhì)，能夠可逆的加氫或脫氫。尼克酸缺乏病稱為糙皮病，主要表現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆等。皮炎常對(duì)稱出現(xiàn)于暴露部位，而癡呆則是神經(jīng)組織變性的結(jié)果。這些癥狀的出現(xiàn)可能是缺乏多種維生素的結(jié)果，但給與尼克酸可見效。另外，抗

28、結(jié)核藥異煙肼（雷米封）的結(jié)構(gòu)與維生素PP十分相似，因此二者有拮抗作用，長(zhǎng)期服用可引起維生素PP的缺乏。(4)維生素B6的生理功能及缺乏癥 維生素B6包括3種物質(zhì)，即吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，皆屬于吡啶衍生物。維生素B6在體內(nèi)以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式。自然界的維生素B6存在于種子、谷類、肝、肉類及綠葉蔬菜中。三種形式的維生素B6都容易在腸內(nèi)被吸收。磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中多種酶的輔酶。如氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及氨基酸脫羧酶的輔酶均是磷酸吡哆醛，它的作用是傳遞氨基和脫羧基，從而催化氨基酸分解、合成和相互轉(zhuǎn)變。這些作用是從氨基酸釋放能量和產(chǎn)生多種神經(jīng)遞質(zhì)的重要反應(yīng)。故可將維生素B6視

29、為與能量相關(guān)的維生素，其缺乏癥多與其它涉及釋放能量的維生素相似，如周圍神經(jīng)可出現(xiàn)脫髓鞘等。臨床上常用維生素B6治療嬰兒驚厥和妊娠嘔吐，其機(jī)理是因?yàn)榱姿徇炼呷┦枪劝彼崦擊让傅妮o酶，該酶催化谷氨酸脫羧生成氨基丁酸，后者是中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制性遞質(zhì)。磷酸吡哆醛也是氨基酮戊酸（ALA）合酶的輔酶，而ALA合酶是血紅素合成的限速酶。因此維生素B6缺乏時(shí)可出現(xiàn)低血色素小細(xì)胞性貧血和血清鐵增高。另外，異煙肼能與磷酸吡哆醛結(jié)合，使其失去輔酶作用，故在應(yīng)用該藥同時(shí)，需補(bǔ)充維生素B6。(5)維生素B12和葉酸的生理功能及缺乏癥 維生素B12又稱鈷胺素，是目前所知唯一含金屬元素的維生素。人體內(nèi)維生素B12參與胞漿中同型

30、半胱氨酸的甲基化反應(yīng)。如果B12缺乏結(jié)果可能產(chǎn)生巨幼紅細(xì)胞性貧血，也即惡性貧血。葉酸因綠葉中含量十分豐富而得名，葉酸的活性形式是四氫葉酸。四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶,能攜帶一碳單位。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。當(dāng)葉酸缺乏時(shí)，DNA合成必然受到抑制，骨髓幼紅細(xì)胞DNA合成減少，細(xì)胞分裂速度降低，細(xì)胞體積變大，細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)疏松，稱巨幼紅細(xì)胞，此種細(xì)胞大部分在成熟前就被破壞造成貧血，稱巨幼紅細(xì)胞性貧血。甲氨喋呤因結(jié)構(gòu)與葉酸相似，它能抑制二氫葉酸還原酶的活性，使四氫葉酸合成減少，進(jìn)而抑制體內(nèi)胸腺嘧啶核苷酸的合成，因此有抗癌作用。(6)維生素C生理功能及缺乏癥

31、維生素C是一種含有6個(gè)碳原子的酸性多羥化合物，又稱L抗壞血酸。維生素C具有還原劑的性質(zhì)。在有氧化劑存在時(shí)，抗壞血酸可轉(zhuǎn)變成脫氫抗壞血酸。脫氫抗壞血酸液具有生理活性，但在血液中以前者為主，后者僅為前者的115。維生素C的主要功能是：參與體內(nèi)多種羥化反應(yīng)，是多種羥化酶的輔助因子。維生素C可促進(jìn)膠原蛋白的合成，是膠原脯氨酸羥化酶及膠原賴氨酸羥化酶維持活性所必需的輔助因子，膠原是結(jié)締組織、骨及毛細(xì)血管等的重要組成部分。結(jié)締組織的生成是傷口愈合的前提，所以維生素C對(duì)創(chuàng)傷的愈合是不可缺少的。維生素C缺乏時(shí)會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)血管破裂，牙齒易松動(dòng)、骨骼脆弱而易折斷以及創(chuàng)傷時(shí)傷口不易愈合。維生素C參與膽固醇的轉(zhuǎn)化及類固

32、醇激素的合成，是催化膽固醇轉(zhuǎn)變成7羥膽固醇反應(yīng)中7-羥化酶的輔酶。維生素C參與芳香族氨基酸的代謝，酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)羥苯丙酮酸及尿黑酸的反應(yīng)中，都需要維生素C。維生素C缺乏時(shí)，尿中大量出現(xiàn)對(duì)羥苯丙酮酸。維生素C還參與酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影?、色氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)?羥色胺的反應(yīng)。參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。維生素C可保持巰基酶的活性和谷胱甘肽的還原狀態(tài)。體內(nèi)許多含巰基的酶當(dāng)其在體內(nèi)發(fā)揮催化作用時(shí)需要自由的巰基（SH），維生素C能使酶分子中的SH維持在還原狀態(tài)，從而使酶保持活性。維生素C還與谷胱甘肽的氧化還原關(guān)系密切，它們?cè)隗w內(nèi)往往共同發(fā)揮抗氧化作用。如不飽和脂肪酸易被氧化成脂質(zhì)過氧化物從而使細(xì)胞膜受損，還原性谷胱甘

33、肽（GSH）可使脂質(zhì)過氧化物還原，從而消除其對(duì)細(xì)胞的破壞作用，而維生素C可使氧化性谷胱甘肽（GSSG）還原，使GSH不斷得到補(bǔ)充。維生素C能使紅細(xì)胞中的高鐵血紅蛋白（MHb）還原為血紅蛋白（Hb），恢復(fù)其運(yùn)輸氧的能力。維生素C能使難以吸收的三價(jià)鐵（Fe3）還原成易于吸收的二價(jià)鐵（Fe2），從而使鐵的吸收增加明顯。維生素C能保護(hù)維生素A、E及B免遭氧化，還能促使葉酸轉(zhuǎn)變成有活性的四氫葉酸。我國(guó)建議成人每日維生素C需要量為60mg。但需要量受某些藥物的影響。如吸煙可造成血中維生素C降低，阿司匹林可干擾白細(xì)胞攝取維生素C?！驹囶}1】長(zhǎng)期服用雷米封（異煙肼）可致維生素PP缺乏，其原因是 A雷米封可抑制

34、維生素PP的吸收 B雷米封可抑制維生素PP的排泄C雷米封可與維生素PP結(jié)合使其失活 D雷米封與維生素PP結(jié)構(gòu)相似，二者有拮抗作用E以上都不是【解析】答案：D本試題“考維生素的缺乏原因”，雷米封的結(jié)構(gòu)與維生素PP十分相似，因此二者有拮抗作用，長(zhǎng)期服用可引起維生素PP的缺乏?！驹囶}2】腳氣病是由于缺乏哪種維生素所引起的 A. 維生素B1 B. 維生素PP C. 維生素B2 D. 維生素E E. 葉酸【解析】答案：A本試題“考維生素的生理功能”。三、酶理解應(yīng)用1 概述1.概述生物體內(nèi)的新陳代謝是由一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)完成的，這些化學(xué)反應(yīng)幾乎都是由生物催化劑所催化。酶是最主要的催化劑，其研究歷史已超過

35、100年。生物體內(nèi)的許多生物大分子物質(zhì)，欲在體外人工合成極其困難。許多代謝反應(yīng)放在體外自發(fā)進(jìn)行，速度極慢，或幾乎不能完成。但在生物體內(nèi)，在酶的催化下，得以順利快速的實(shí)現(xiàn)。生物體內(nèi)新陳代謝的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，幾乎均是由酶所促進(jìn)的，生命活動(dòng)離不開酶。許多先天性遺傳性疾病就是由于體內(nèi)某種酶的缺失所造成。微量的氰化物即可致人于死命，就是因?yàn)樗种屏思?xì)胞內(nèi)呼吸的一個(gè)關(guān)鍵酶 (細(xì)胞色素氧化酶)。氯霉素治療細(xì)菌性痢疾的機(jī)理，在于它能特異性地抑制腸道細(xì)菌蛋白質(zhì)生物合成中的轉(zhuǎn)肽酶活性，而使細(xì)菌的生存和繁殖停止。因此，酶的存在及其活性的調(diào)節(jié)，是生物體能夠進(jìn)行物質(zhì)代謝和生命活動(dòng)的必要條件，也是許多疾病的發(fā)病機(jī)理

36、和治療的藥理學(xué)基礎(chǔ)。2.酶促反應(yīng)的特點(diǎn)酶是一類生物催化劑，遵守一般催化劑的共同規(guī)律。例如，它只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)，而不能催化熱力學(xué)上不能進(jìn)行的反應(yīng)，即不能新生反應(yīng)；酶的作用只能使反應(yīng)加速達(dá)到平衡點(diǎn)，而不能改變平衡點(diǎn)；反應(yīng)前后酶的質(zhì)量不變。這些都是酶與一般催化劑相同之處。但是，酶也具有與一般催化劑不同的特點(diǎn)。(1)極高的催化效率 酶的催化效率通常比一般催化劑高1061012倍。碳酸酐酶可催化H2CO3 H2O+CO2，其加速反應(yīng)的數(shù)量級(jí)可達(dá)107倍，每分子酶每秒鐘可轉(zhuǎn)化40萬(wàn)分子的作用物(H2CO3)。酶的高效催化是通過降低反應(yīng)所需的活化能實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)椋词乖跓崃W(xué)上允許進(jìn)行的反應(yīng)

37、中，也只有那些能量較高的活潑分子才有可能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。這些能量較高的分子稱為活化分子，他們是在反應(yīng)體系中通過分子-分子相互作用（碰撞）從其它分子獲能的。使分子從基礎(chǔ)狀態(tài)達(dá)到活化分子所需要的能量稱為活化能?；罨芨叩蜎Q定反應(yīng)體系活化分子多少，即決定反應(yīng)速度。欲加速反應(yīng)進(jìn)行，或外加能量（如加熱），或降低反應(yīng)所需的活化能。酶就是通過降低活化能加速化學(xué)反應(yīng)的。由作用物的起始態(tài)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的終止態(tài)的過程中，非酶促反應(yīng)所需活化能較高，反應(yīng)較難實(shí)現(xiàn)。在酶促反應(yīng)中，作用物首先與酶結(jié)合成中間產(chǎn)物，過渡態(tài)的中間產(chǎn)物再分解生成產(chǎn)物，并釋出酶。此兩步所需的活化能均低于非酶促反反應(yīng)所需的活化能，因而反應(yīng)易于進(jìn)行。據(jù)計(jì)算，

38、在25 0C時(shí)，活化能每減少4.184 kJ/mol(l kcal/mol)，反應(yīng)速度可增加5.4倍。酶正是通過大幅度降低活化能加速反應(yīng)的。(2)高度的特異性 一般催化劑?？纱呋活愋偷亩喾N化學(xué)反應(yīng)。如H+可催化蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等多種不同物質(zhì)的水解，對(duì)作用物的結(jié)構(gòu)要求不甚嚴(yán)格，甚至很不嚴(yán)格；同時(shí)其反應(yīng)產(chǎn)物也常多種多樣。但酶促反應(yīng)則不然，如淀粉酶只能水解淀粉，而不能水解蛋白質(zhì)和脂肪。蛋白酶只能水解蛋白質(zhì)，而且通常也只能水解由特定氨基酸構(gòu)成的肽鍵。所以，酶促反應(yīng)對(duì)作用物有一定的選擇性，所催化的反應(yīng)通常也只限于一種特定類型，生成特定的產(chǎn)物。換句話說，一種酶只能作用于一種或一類化合物，催化進(jìn)行一種

39、類型的化學(xué)反應(yīng)，得到一定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱為酶的特異性。各種酶所要求的特異性嚴(yán)格程度不一，有的酶只能作用于一種特定結(jié)構(gòu)的作用物，進(jìn)行一種專一的反應(yīng)，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，稱之為絕對(duì)特異性，如脲酶只能催化尿素水解為CO2和NH3，但不能催化甲基尿素水解。另一類酶則特異性較差，可作用于結(jié)構(gòu)類同的一類化合物或化學(xué)鍵，如磷酸酶對(duì)一般的磷酸酯都能水解，不論是甘油磷酸酯、葡萄糖磷酸酯或酚磷酸酯，這類酶屬于相對(duì)特異性。還有一類酶則系立體異構(gòu)特異性，即它只能催化一種立體異構(gòu)體進(jìn)行反應(yīng)，或其催化的結(jié)果只能生成一種立體異構(gòu)體。如體內(nèi)合成蛋白質(zhì)的氨基酸均為L(zhǎng)型，所以體內(nèi)參與氨基酸代謝的酶絕大多數(shù)均只能作用于L型氨

40、基酸，而不能作用于D型氨基酸。(3)酶催化活性的可調(diào)節(jié)性 酶促反應(yīng)受多種因素的調(diào)控，以適應(yīng)機(jī)體對(duì)不斷變化的內(nèi)外環(huán)境和生命活動(dòng)的需要。例如，酶與代謝物在細(xì)胞內(nèi)的區(qū)域化分布和進(jìn)化過程中基因分化形成的各種同工酶使各組織器官、各亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)具有各自的代謝特點(diǎn)。酶原的激活使酶在合適的環(huán)境被激活和發(fā)揮作用。代謝物通過對(duì)代謝途徑中關(guān)鍵酶、變構(gòu)酶的抑制與激活和對(duì)酶的共價(jià)修飾，對(duì)酶活性進(jìn)行快速調(diào)節(jié)。酶生物合成的誘導(dǎo)與阻遏、酶降解速率的調(diào)節(jié)可發(fā)揮對(duì)酶活性的長(zhǎng)期調(diào)節(jié)作用。(4)酶活性的不穩(wěn)定性 酶是蛋白質(zhì)，一切可使蛋白質(zhì)變性的因素都可使酶變性失活。理解應(yīng)用2 酶的結(jié)構(gòu)與功能1.分子組成與其它蛋白質(zhì)一樣，化學(xué)本質(zhì)為蛋白

41、質(zhì)的天然酶，可分為單純蛋白質(zhì)的酶、結(jié)合蛋白質(zhì)的酶兩類。單純蛋白質(zhì)的酶完全由a-氨基酸按一定的排列順序組成，如脲酶、一些消化蛋白酶、淀粉酶、脂酶和核糖核酸酶等。牛胰核糖核酸酶就是一條由124個(gè)氨基酸殘基組成的多肽鏈。體內(nèi)大多數(shù)酶屬于結(jié)合蛋白質(zhì)的酶類。結(jié)合蛋白質(zhì)的酶類除由氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì)部分外，還含有其它小分子有機(jī)化合物或金屬離子構(gòu)成的輔助因子。根據(jù)輔助因子與酶蛋白結(jié)合的牢固程度不同，又分為輔基或輔酶。酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白。酶蛋白與輔助因子組合成全酶。輔基與酶蛋白結(jié)合牢固，不能用透析、超濾等簡(jiǎn)單的物理化學(xué)方法使之分開。輔酶與酶蛋白以非共價(jià)鍵結(jié)合，可用上述方法使之與酶蛋白分離。體內(nèi)酶的種類很多

42、，而輔酶的種類卻很少。一般來說，一種酶蛋白只能與一種輔助因子結(jié)合，形成一種特異性的酶，而一種輔助因子則可與不同的酶蛋白結(jié)合，形成多種特異性的酶，催化各種特異的化學(xué)反應(yīng)。例如，輔酶I(NAD+)為傳遞氫原子和電子的輔酶，參與氧化還原反應(yīng)。NAD+可作為多種脫氫酶的輔酶，如L-乳酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶、L-谷氨酸脫氫酶等數(shù)十種脫氫酶均以NAD+為其輔酶。絕大多數(shù)輔酶成分中均含有不同的B族維生素。輔基大多為金屬離子，如Zn2+為糜蛋白酶的輔基，K+為丙酮酸激酶的輔基，但也有以其它有機(jī)化合物，如卟啉類為輔基的。對(duì)結(jié)合（蛋白質(zhì)的）酶類而言，決定酶反應(yīng)特異性的是酶蛋白部分，輔助因子參與酶蛋白催化的反應(yīng)，直

43、接與電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞或連結(jié)有關(guān)。2.活性中心與必需基團(tuán)酶是具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)或多肽鏈。雖然酶分子表面有許多由氨基酸提供的化學(xué)基團(tuán)，但其中只有一小部分基團(tuán)與酶的催化作用直接有關(guān)。酶分子中與酶活性有關(guān)的化學(xué)基團(tuán)稱為必需基團(tuán)。這些必需基團(tuán)與維持酶分子的空間構(gòu)象有關(guān)。酶分子中必需基團(tuán)在空間位置上相對(duì)集中所形成的特定空間結(jié)構(gòu)區(qū)域，是酶發(fā)揮催化作用的關(guān)鍵部位，稱為酶的活性中心?；钚灾行目膳c作用物（底物）特異結(jié)合，將作用物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。組成活性中心的必需基團(tuán)稱為活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)，大多由肽鏈上遠(yuǎn)離的氨基酸殘基提供，經(jīng)肽鏈折疊，使之在空間位置上互相接近，構(gòu)成活性中心。在結(jié)合酶類中，輔基、輔

44、酶也多參與活性中心的組成。還有些必需基團(tuán)不參與活性中心組成，為維持活性中心空間構(gòu)象所必需，是活性中心外的必需基團(tuán)。常見的必需基團(tuán)有組氨酸的咪唑基，絲氨酸的羥基，半胱氨酸的巰基，以及谷氨酸的-羧基。當(dāng)酶蛋白變性時(shí)，肽鏈展開，活性中心被拆散，酶的活性也因而喪失。3.酶原與酶原的激活多數(shù)酶合成后即具活性，但有少部分酶在細(xì)胞內(nèi)合成后并無(wú)活性，這類無(wú)活性的酶的前體，稱為酶原。當(dāng)酶原被分泌出細(xì)胞，在蛋白酶等的作用下，經(jīng)過一定的加工剪切，使肽鏈重新折疊形成活性中心，或暴露出活性中心。由無(wú)活性的酶原變成有活性酶的過程稱為酶原激活。例如，胰腺合成的糜蛋白酶原無(wú)蛋白水解酶活性；當(dāng)它分泌流入腸中后，受胰蛋白酶的激活

45、，中間切除兩段二肽，形成三條肽段，重新折疊，將必需基團(tuán)集中形成活性中心，糜蛋白酶原從而被激活。酶原激活具有重要的生理意義。一方面保護(hù)細(xì)胞本身的蛋白質(zhì)不受蛋白酶的水解破壞，另一方面保證合成的酶在特定部位和環(huán)境中發(fā)揮生理作用。例如，胰腺合成糜蛋白酶是為幫助腸中食物蛋白質(zhì)的消化。設(shè)想在胰腺中一旦合成的糜蛋白酶即具活性，就可使胰腺本身的組織蛋白質(zhì)水解。急性胰腺炎就是因?yàn)橐认僦械拿拥鞍酌冈⒁鹊鞍酌冈偷乇患せ钏?。血液中通常存在的凝血酶原不?huì)在血管中引起凝血。只有當(dāng)出血時(shí)，血管內(nèi)皮損傷暴露的膠原纖維所含的負(fù)電荷活化了凝血因子XII，進(jìn)而將凝血酶原激活成凝血酶，使血液凝固，以防止大量出血。4.同工酶在體

46、內(nèi)并非所有具有相同催化作用的酶，都是同一種蛋白質(zhì)。在不同器官中，甚至在同一細(xì)胞內(nèi)，常常含有幾種分子結(jié)構(gòu)不同、理化性質(zhì)迥異、但卻可催化相同化學(xué)反應(yīng)的酶。這類具有相同催化功能，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫學(xué)性質(zhì)各不相同的一組酶稱為同工酶。乳酸脫氫酶 (LDH)是由4個(gè)亞基組成的蛋白質(zhì)。組成LDH的亞基有兩種類型，一種是主要分布在心肌的H型亞基，另一種是分布于骨骼肌、肝的M型亞基。存在于心肌中的主要LDH由4個(gè)H亞基構(gòu)成（LDH1），存在于骨骼肌、肝中的主要由4個(gè)M亞基構(gòu)成(LDH5)。在其它不同組織中所存在的LDH中，H亞基與M亞基組成比例各有不同，可組成H4(LDH1)、H3M(LDH2)

47、、H2M2(LDH3)、HM3(LDH4)及M4(LDH5)5種LDH同工酶。這一次序也是它們向正極電泳速度遞減的順序，可借以鑒別這5種同工酶。這5種同工酶在各器官中的分布和含量不同，各器官組織都有其各自特定的分布酶譜。心肌富含H4，故當(dāng)急性心肌梗塞時(shí)或心肌細(xì)胞損傷時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的LDH釋入血中，同工酶譜分析表現(xiàn)為H4增高，可輔助該病的診斷?！驹囶}】胰蛋白酶在剛被胰腺細(xì)胞合成時(shí)，以無(wú)活性的胰蛋白酶原形式存在。可以在十二指腸激活胰蛋白酶原的物質(zhì)是A.H+ B.氨基肽酶 C.腸激酶 D.羧基肽酶 E.K+【解析】答案：C 本試題“考酶原的激活”，胰腺合成的胰蛋白酶原無(wú)蛋白水解酶活性；當(dāng)它分泌流入腸中后

48、，受腸激酶的激活，切除小分子六肽，重新折疊，將必需基團(tuán)集中形成活性中心，胰蛋白酶原從而被激活。理解應(yīng)用3 影響酶促反應(yīng)速度的因素1.酶濃度在酶促反應(yīng)體系中，若所用的酶制品中不含抑制物，作用物的濃度又足夠大，使酶達(dá)到飽和，則反應(yīng)速度與酶濃度成正比。2.作用物濃度如果我們用作用物濃度對(duì)反應(yīng)速度作圖可以看出酶促反應(yīng)呈雙曲線型，即當(dāng)作用物濃度很低時(shí)，反應(yīng)速度(V)隨著作用物濃度(S)的增高，成直線比例上升。而當(dāng)作用物濃度繼續(xù)增高時(shí)，反應(yīng)速度增高的趨勢(shì)逐漸緩和。一旦當(dāng)S達(dá)到相當(dāng)高時(shí)，反應(yīng)速度不再隨S的增高而增高，達(dá)到了極限最大值，稱最大反應(yīng)速度(Vmax)。當(dāng)反應(yīng)速度為最大反應(yīng)速度一半時(shí)的S為Km值，K

49、m值亦稱米氏常數(shù)，為酶的特征性常數(shù)。不同的酶Km值不同，同一種酶對(duì)不同作用物有不同的Km值。各種同工酶的Km值不同，也可借Km以鑒別之。上述反應(yīng)過程經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)可得出一方程式，即米氏方程：3.溫度酶對(duì)溫度的變化極敏感。若自低溫開始，逐漸增高溫度，則酶反應(yīng)速度也隨之增加。但到達(dá)某一溫度后，繼續(xù)增加溫度，酶反應(yīng)速度反而下降。這是因?yàn)闇囟葘?duì)酶促反應(yīng)有雙重影響。高溫度一方面可加速反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面又能加速酶變性而減少有活性酶的數(shù)量，降低催化作用。當(dāng)兩種影響適當(dāng)時(shí)，即既不因溫度過高而引起酶損害，也不因過低而延緩反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)速度最快，此時(shí)的溫度即為酶的最適溫度。溫血?jiǎng)游锝M織中，酶的最適溫度一般在37

50、oC至40oC之間。僅有極少數(shù)酶能耐受較高的溫度，例如，Tag DNA聚合酶在90oC以上仍具有活性。還有些酶，在較高溫度下雖然不表現(xiàn)活性，但卻表現(xiàn)為熱穩(wěn)定性，如胰蛋白酶在加熱到l00oC后，再恢復(fù)至室溫，仍有活性。大多數(shù)酶加熱到60oC已不可逆地變性失活。酶的最適溫度與酶反應(yīng)時(shí)間有關(guān)。若酶反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間短暫，則其最適溫度可能比反應(yīng)進(jìn)行時(shí)間較長(zhǎng)者高。4.酸堿度酶活性受其所在環(huán)境pH的影響而有顯著差異。其原因是酶的催化作用主要決定于活性中心及一些必需基團(tuán)的解離狀態(tài)，有的需呈正離子狀態(tài)，有的需呈負(fù)離子狀態(tài)，有的則應(yīng)處于不解離狀態(tài)，這就需要一定的pH環(huán)境使各必需基團(tuán)處于適當(dāng)?shù)慕怆x狀態(tài)，使酶發(fā)揮最大活

51、性。通常只在某一pH時(shí)，其活性最大，此pH值稱為酶的最適pH。pH偏離最適pH時(shí)，無(wú)論偏酸或偏堿，都將使酶的解離狀況偏離最適狀態(tài)，使酶活性降低。各種酶的最適pH不同，但大多為中性、弱酸性或弱堿性。少數(shù)酶的最適pH遠(yuǎn)離中性，如胃蛋白酶的最適pH為l.5，胰蛋白酶的最適pH為7.8。5. 激活劑有些物質(zhì)能增強(qiáng)酶的活性，稱為酶的激活劑。激活劑大多為金屬離子，如Mg2+、K+、Mg2+等。少數(shù)為陰離子，如Cl-能增強(qiáng)唾液淀粉酶的活性，膽汁酸鹽能增強(qiáng)胰脂肪酶的活性等。其激活作用的機(jī)制，有的可能是激活劑與酶及作用物結(jié)合成復(fù)合物而起促進(jìn)作用，有的可能參與酶的活性中心的構(gòu)成等。6.抑制劑有些物質(zhì)（不包括蛋白質(zhì)

52、變性因子）能減弱或停止酶的作用，此類物質(zhì)稱為酶的抑制劑。抑制劑多與酶的活性中心內(nèi)、外的必需基團(tuán)結(jié)合，抑制酶的催化活性。如果能將抑制劑去除，酶仍表現(xiàn)其原有活性。(1)不可逆抑制作用 抑制劑與酶活性中心的必需基團(tuán)形成共價(jià)結(jié)合，不能用簡(jiǎn)單透析、稀釋等方法除去，這一類抑制劑稱為不可逆性抑制劑；所引起的抑制作用為不可逆性性抑制作用?；瘜W(xué)毒劑，如農(nóng)藥1059、敵百蟲等有機(jī)磷制劑即屬此類。它們的殺蟲或機(jī)體中毒作用主要是特異地與膽堿酯酶活性中心的絲氨酸羥基結(jié)合，使酶失活。乙酰膽堿不能被失活的膽堿酯酶水解而蓄積，引起迷走神經(jīng)持續(xù)興奮發(fā)生中毒癥狀。(2)可逆性抑制 抑制劑以非共價(jià)鍵與酶或中間復(fù)合物發(fā)生可逆性結(jié)合，

53、使酶活性降低或消失，應(yīng)用簡(jiǎn)單的透析、稀釋等方法可解除抑制，這種抑制劑稱為可逆性抑制劑?？赡嫘砸种苿┮鸬囊种谱饔脼榭赡嫘砸种谱饔??？赡嫘砸种谱饔玫念愋涂煞譃橄铝腥N。競(jìng)爭(zhēng)性抑制 有些可逆性抑制劑與作用物結(jié)構(gòu)相似，能和作用物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，使酶不能與作用物結(jié)合，抑制酶促反應(yīng)，稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制。這類抑制劑稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。因?yàn)橐种苿┡c酶的結(jié)合是可逆的，所以酶促反應(yīng)抑制程度取決于作用物、抑制劑與酶的親和力及二者濃度的相對(duì)比例。在競(jìng)爭(zhēng)性抑制過程中，若增加作用物的濃度，則競(jìng)爭(zhēng)時(shí)作用物占優(yōu)勢(shì)，抑制作用可以降低，甚至解除，這是競(jìng)爭(zhēng)性抑制的特點(diǎn)。例如，琥珀酸脫氫酶可催化琥珀酸的脫氫反應(yīng)，卻不能催化丙二酸或戊二

54、酸發(fā)生脫氫反應(yīng)。但二者與琥珀酸結(jié)構(gòu)類似，均為琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。 又如，磺胺類藥物對(duì)多種細(xì)菌有抑制作用。這是因?yàn)榧?xì)菌的生長(zhǎng)繁殖有賴于核酸的合成，而磺胺藥的結(jié)構(gòu)與核酸合成時(shí)所需的四氫葉酸中的對(duì)氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)相似性，因而能與相應(yīng)的酶競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合，抑制細(xì)菌。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制 有些非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑可與活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，而不影響作用物與酶的結(jié)合，兩者在酶分子上結(jié)合的位點(diǎn)不同。這樣形成的酶-作用物-抑制劑復(fù)合物不能釋放產(chǎn)物，這種抑制作用不能用增加作用物的濃度消除抑制，故稱非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制 此類抑制劑與非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑不同，它只能與酶-作用物復(fù)合物結(jié)合，而不與游離酶結(jié)合，這種抑制作用稱為反競(jìng)爭(zhēng)

55、性抑制?！驹囶}1】Km值是指反應(yīng)速度為0.5Vmax時(shí)的A.酶濃度 B.底物濃度 C.抑制劑濃度 D.激活劑濃度 E.產(chǎn)物濃度【解析】答案：B本試題“考底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響”，Km值是米氏常數(shù)，指的是當(dāng)酶促反應(yīng)速度達(dá)到0.5Vmax時(shí)的底物濃度?！驹囶}2】某些有機(jī)磷制劑，如敵百蟲能與酶活性中心的絲氨酸殘基上的羥基牢固結(jié)合，從而抑制此酶的活性，試問敵百蟲屬于 A.競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑 B.不可逆抑制劑 C.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑 D.變構(gòu)抑制劑 E.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑【解析】答案：B本試題“考抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響”。四、糖代謝糖是自然界存在的一大類有機(jī)化合物，其化學(xué)本質(zhì)為多羥基醛，或多羥基酮及其衍生物或多

56、聚物。在糖代謝中，葡萄糖代謝居主要地位。人體內(nèi)所有組織細(xì)胞都可利用葡萄糖，人體約50%-70%的能量由糖代謝提供。葡萄糖可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N非糖物質(zhì)，某些非糖物質(zhì)亦可轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。糖的生理功能是為機(jī)體生命活動(dòng)提供能量、參與組成人體組織結(jié)構(gòu)，例如糖蛋白和糖脂是細(xì)胞膜的重要組成成分等。糖還可以構(gòu)成體內(nèi)多種重要的生物活性物質(zhì)。理解應(yīng)用1 糖的分解代謝1.糖酵解基本途徑、關(guān)鍵酶和生理意義在缺氧狀態(tài)下，葡萄糖生成乳酸的過程稱為糖的無(wú)氧酵解（簡(jiǎn)稱糖酵解）。糖酵解的代謝過程可分為三個(gè)階段：第一階段包括葡萄糖轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛，此階段需要ATP；第二階段為3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，在此階段中有ATP的生成；第三階

57、段為丙酮酸還原為乳酸。糖酵解的全部反應(yīng)過程均在胞漿中進(jìn)行。第一階段：磷酸丙糖的生成(1)葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖，催化此反應(yīng)的酶是己糖激酶（肝內(nèi)為葡萄糖激酶），由ATP提供磷酸基和能量，這一步是不可逆反應(yīng)。(2)6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖，反應(yīng)可逆。(3)6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?，6-雙磷酸果糖，是第二個(gè)磷酸化反應(yīng)，由6-磷酸果糖激酶-1催化，為不可逆反應(yīng)。(4)6碳的1，6-雙磷酸果糖裂解為2分子可以互變的磷酸二羥丙酮和3-磷酸甘油醛，二者稱為磷酸丙糖，反應(yīng)可逆。第二階段：丙酮酸的生成(5)3-磷酸甘油醛氧化為1，3-二磷酸甘油酸，生成1分子NADH+H+和含有一個(gè)高能磷酸鍵的1，3-二磷酸甘油酸。(6)1，3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸，生成1分子ATP。這種作用物上的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP成為ATP的過程稱為作用物水平的磷酸化作用。(7)3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸，反應(yīng)可逆。(8)2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹懈吣芰姿徭I的磷酸烯醇式丙酮酸，反應(yīng)可逆。(9)磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，由丙酮酸激酶催化，有ATP生成。反應(yīng)不可逆。第三階段：丙酮酸還原為乳酸(10)丙酮酸接受在上述反應(yīng)（反應(yīng)5）生成的NADH+H+，還