生物化學學習資料：期中生化小結

生化小結緒論生物化學的定義：生物化學即生命的化學，主要應用化學的理論和方法研究生命現象、從分子水平闡明生命現象的本質。生物化學發(fā)展史：①構成生物機體的物質基礎（靜態(tài)生化階段）②研究生命物質在生物體內運動規(guī)律（動態(tài)生化階段）③遺傳信息傳遞、調控與生物大分子結構功能（分子生物學階段）蛋白質的結構與功能蛋白質（Protein）：由20種氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。蛋白質的生物學重要性：蛋白質是生物體重要組成成分（分布廣，含量高）。蛋白質具有重要的生物學功能（作為生物催化劑、代謝調節(jié)作用、免疫保護作用、物質的轉運和存儲、運動與支持作用、參與細胞間信息傳遞）。氧化供能蛋白質組成元素：主要有C、H、O、N和S。各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16％。組成人體蛋白質的20種氨基酸均屬于L-a-氨基酸。氨基酸可根據側鏈結構和理化性質進行分類（非極性脂肪族氨基酸、極性中性氨基酸、芳香族氨基酸、酸性氨基酸、堿性氨基酸）。20種氨基酸具有共同或特異的理化性質氨基酸具有兩性解離的性質（氨基酸呈電中性時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點）。含共軛雙鍵的氨基酸具有紫外吸收性質（測定蛋白質溶液280nm的光吸收值）。氨基酸與茚三酮反應生成藍紫色化合物。蛋白質是由許多氨基酸殘基組成的多肽鏈（肽鍵是由一個氨基酸的a-羧基與另一個氨基酸的a-氨基脫水縮合而形成的化學鍵）。蛋白質的分子結構：一級結構：蛋白質分子從N-端至C-端的氨基酸排列順序，是蛋白質空間構象和特異生物學功能的基礎，一級結構相似的蛋白質具有相似的高級結構與功能。（主要化學鍵：肽鍵，有些蛋白質還包括二硫鍵）。二級結構：蛋白質分子中某一段肽鏈的局部空間結構，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側鏈的構象。（主要化學鍵：氫鍵）肽單元：參與肽鍵的6個原子Ca1、C、O、N、H、Ca2位于同一平面，Ca1和Ca2在平面上所處的位置為反式構型，此同一平面上的6個原子構成了所謂的肽單元(peptideunit)。a-螺旋(a–helix，最常見，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，右手螺旋結構，靠鏈內氫鍵維持的。每個氨基酸殘基（第n個）的羰基與多肽鏈C端方向的第4個殘基（第4+n個）的酰胺氮形成氫鍵，螺距為0.54nm，每一圈含有3.6個氨基酸殘基，每個殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm)b-折疊(b-pleatedsheet，是由伸展的多肽鏈組成的，使多肽鏈形成片層結構，構象通過一個肽鍵的羰基氧和位于同一個肽鏈或相鄰肽鏈的另一個酰胺氫之間形成的氫鍵維持。肽鏈可以是平行排列或者)b-轉角(b-turn)無規(guī)卷曲(randomcoil)模體：具有特殊功能的超二級結構。二個或三個具有二級結構的肽段，在空間上相互接近，形成一個特殊的空間構象，稱為模體(motif)。（鈣結合蛋白、鋅指結構）三級結構：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。（主要化學鍵：疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等）結構域：三級結構層次上的局部折疊區(qū)。分子量較大的蛋白質常可折疊成多個結構較為緊密的區(qū)域，并各行其功能，稱為結構域。分子伴侶：通過提供一個保護環(huán)境從而加速蛋白質折疊成天然構象或形成四級結構。（可逆地與未折疊肽段的疏水部分結合隨后松開，如此重復進行可防止錯誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊；與錯誤聚集的肽段結合，使之解聚后，再誘導其正確折疊；在蛋白質分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用）4.亞基(subunit)：有些蛋白質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結構。（主要化學鍵：氫鍵和離子鍵）四級結構：蛋白質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。（同二聚體，異二聚體）蛋白質的分類（單純蛋白，結合蛋白；纖維狀蛋白，球狀蛋白）。蛋白質組：一種細胞或一種生物所表達的全部蛋白質，即“一種基因組所表達的全套蛋白質”。蛋白質的功能依賴特定空間結構。協(xié)同效應：一個寡聚體蛋白質的一個亞基與其配體結合后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結合能力的現象。變構效應：蛋白質空間結構的改變伴隨其功能的變化。十二.蛋白質的理化性質：蛋白質具有兩性電離的性質。蛋白質具有膠體性質。蛋白質空間結構破壞而引起變性（破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質的一級結構）。蛋白質的復性(若蛋白質變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質仍可恢復或部分恢復其原有的構象和功能)。蛋白質沉淀（在一定條件下，蛋白疏水側鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質易于沉淀，有時蛋白質發(fā)生沉淀，但并不變性）。蛋白質的凝固作用（蛋白質變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中）。蛋白質在紫外光譜區(qū)有特征性吸收峰。應用蛋白質呈色反應可測定蛋白質溶液含量（茚三酮反應、雙縮脲反應）。透析及超濾法可去除蛋白質溶液中的小分子化合物。10.丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀是常用的蛋白質沉淀方法。11.利用荷電性質可用電泳法將蛋白質分離。12.應用相分配或親和原理可將蛋白質進行層析分離。13.利用蛋白質顆粒沉降行為不同可進行超速離心分離。14.應用化學或反向遺傳學方法可分析多肽鏈的氨基酸序列。15.應用物理學、生物信息學原理可進行蛋白質空間結構測定。第二章核酸的結構和功能一．核酸(Nucleicacid)：以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。分脫氧核糖核酸、核糖核酸。二．核苷酸是構成核酸的基本組成單位。核苷酸由堿基(base嘌呤堿、嘧啶堿)、戊糖(ribose)與磷酸(phosphate)組成。三．嘌呤N-9或嘧啶N-1與（脫氧）核糖C-1’通過β-N-糖苷鍵相連形成（脫氧）核苷，并與磷酸通過酯鍵結合構成(脫氧)核苷酸四．DNA是脫氧核苷酸通過3’,5’-磷酸二酯鍵一個脫氧核苷酸3’的羥基與另一個核苷酸5’的α-磷酸基團縮合形成磷酸二酯鍵(phosphodiesterbond)。多個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵構成了具有方向性的線性分子，稱為多聚脫氧核苷酸即DNA鏈。DNA鏈的方向是5’→3五．RNA也是具有3’,5’六．核酸的分子結構：1.一級結構：核苷酸的排列順序，或堿基序列。（5￠pApCpTpGpCpT-OH3￠）2.二級結構：雙螺旋結構。DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結構。兩條多聚核苷酸鏈在空間的走向呈反向平行，兩條鏈圍繞著同一個螺旋軸形成右手螺旋的結構，雙螺旋結構的直徑為2.37nm，螺距為3.54nm；脫氧核糖和磷酸基團組成的親水性骨架位于雙螺旋結構的外側，疏水的堿基位于內側；雙螺旋結構的表面形成了一個大溝和一個小溝。DNA雙鏈之間形成了互補堿基對。堿基配對關系稱為互補堿基對；DNA的兩條鏈則互為互補鏈；堿基對平面與螺旋軸垂直。疏水作用力和氫鍵共同維系著DNA雙螺旋結構的穩(wěn)定。相鄰兩個堿基對會有重疊，產生了疏水性的堿基堆積力；堿基堆積力和互補堿基對的氫鍵共同維系著DNA結構的穩(wěn)定。3.高級結構：超螺旋結構(superhelix)。DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結構（正超螺旋與負超螺旋）。原核生物DNA多為環(huán)狀，以負超螺旋的形式存在，平均每200堿基就有一個超螺旋形成。真核生物DNA以非常有序的形式存在于細胞核內，在細胞周期的大部分時間里，DNA以松散的染色質(chromatin)形式存在，在細胞分裂期，則形成高度致密的染色體(chromosome)。4.染色質：DNA染色質呈現出的串珠樣結構，染色質的基本單位是核小體(nucleosome)。核小體由DNA（約200bp）、組蛋白（H1、H2A、H2B、H3、H4）組成。5.雙鏈DNA的折疊和染色體組裝：DNA經過多次折疊，被壓縮了8000～10000倍，組裝在直徑只有為數微米的細胞核內。第一次折疊，雙鏈DNA構成核小體；第二次折疊，構成染色質纖維空管；第三次折疊，染色質纖維；第四次折疊，構成染色體。七．DNA是遺傳信息的物質基礎。DNA的基本功能是以基因的形式荷載遺傳信息，并作為基因復制和轉錄的模板；它是生命遺傳的物質基礎，也是個體生命活動的信息基礎?；驈慕Y構上定義，是指DNA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。八．mRNA是蛋白質合成中的模板。1.不均一核RNA(hnRNA，mRNA的成熟過程是hnRNA的剪接過程)含有內含子(intron)和外顯子(exon)；外顯子是氨基酸的編碼序列，而內含子是非編碼序列；成熟的mRNA由氨基酸編碼區(qū)和非編碼區(qū)構成。2.大部分真核細胞mRNA的5'末端都以7-甲基鳥嘌呤-三磷酸核苷（帽子結構:m7GpppNm，可以與帽結合蛋白結合）為起始結構；在真核生物mRNA的3'末端有多聚腺苷酸結構（轉錄后加上）。功能：mRNA核內向胞質的轉位、mRNA的穩(wěn)定性維系、翻譯起始的調控。3.mRNA依照自身的堿基順序指導蛋白質氨基酸順序的合成：從mRNA分子5'末端起的第一個AUG開始，每3個核苷酸為一組稱為密碼子(codon)或三聯體密碼(tripletcode)；AUG被稱為起始密碼子；決定肽鏈終止的密碼子則稱為終止密碼子；位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱為開放閱讀框(openreadingframe,ORF)，決定了多肽鏈的氨基酸序列。九．tRNA是蛋白質合成中的氨基酸載體。1.轉運RNA在蛋白質合成過程中作為各種氨基酸的載體,將氨基酸轉呈給mRNA，由74～95核苷酸組成，占細胞總RNA的15%，具有很好的穩(wěn)定性。2.tRNA具有局部的莖環(huán)(stem-loop)結構或發(fā)卡(hairpin)結構。tRNA的二級結構——三葉草形（氨基酸臂、DHU環(huán)、反密碼環(huán)、TψC環(huán)、附加叉）。3.tRNA的3’-末端連接氨基酸。tRNA的3’-末端都是以CCA結尾；3’-末端的A與氨基酸共價連結，4.tRNA的反密碼子識別mRNA的密碼子。tRNA的反密碼子環(huán)上有一個由三個核苷酸構成的反密碼子(anticodon)；tRNA上的反密碼子依照堿基互補的原則識別mRNA上的密碼子。十．以rRNA為組分的核蛋白體是蛋白質合成的場所。1.核蛋白體RNA是細胞內含量最多的RNA(>80％)；rRNA與核蛋白體蛋白結合組成核蛋白體(ribosome)，為蛋白質的合成提供場所。2.原核生物，小亞基30s（rRNA16s）、大亞基50s（rRNA23s、5s）；真核生物，小亞基40s（rRNA18s）、大亞基（rRNA28s、5.8s、5s）。十一.snmRNA參與了基因表達的調控。細胞的不同部位存在的許多其他種類的小分子RNA，統(tǒng)稱為非mRNA小RNA；RNA組學是研究細胞內snmRNA的種類、結構和功能；同一生物體內不同種類的細胞、同一細胞在不同時空狀態(tài)下snmRNAs表達譜的變化，以及與功能之間的關系。種類：核內小RNA、核仁小RNA、胞質小RNA、催化性小RNA、小片段干涉RNA。功能：參與hnRNA的加工剪接。十二.核酶：某些小RNA分子具有催化特定RNA降解的活性，這種具有催化作用的小RNA亦被稱為核酶或催化性RNA。十三.小片段干擾RNA：siRNA是生物宿主對外源侵入的基因表達的雙鏈RNA進行切割所產生的特定長度和特定核酸序列的小片段RNA；可以與外源基因表達的mRNA相結合，并誘發(fā)這些mRNA的降解；基于此機理，人們發(fā)明了RNA干擾技術。十四.核酸的理化性質：核酸為多元酸，具有較強的酸性。粘度：DNA>RNA，dsDNA>ssDNA。沉降行為:不同構象的核酸分子的沉降的速率有很大差異，這是超速離心法提取和純化核酸的理論基礎。核酸分子具有強烈的紫外吸收。DNA變性是雙鏈解離為單鏈的過程（本質是雙鏈間氫鍵的斷裂）。增色效應(hyperchromiceffect)：DNA變性時其溶液OD260增高的現象。解鏈曲線：連續(xù)加熱DNA的過程中以溫度相對于A260值作圖。解鏈溫度(meltingtemperature，Tm)：解鏈過程中，紫外吸光度的變化達到最大變化值的一半時所對應的溫度。（G+C含量越高，解鏈溫度就越高）DNA復性(renaturation)：當變性條件緩慢地除去后，兩條解離的互補鏈可重新配對，恢復原來的雙螺旋結構。退火(annealing)：熱變性的DNA經緩慢冷卻后即可復性這一過程。減色效應：DNA復性時，其溶液OD260降低。核酸分子雜交：雜化雙鏈(heteroduplex)可以在不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成。十五.核酸酶：所有可以水解核酸的酶。分DNA酶、RNA酶；核酸內切酶（分為限制性核酸內切酶和非特異性限制性核酸內切酶）、核酸外切酶（5′→3′或3′→5′核酸外切酶）。功能：參與DNA的合成、修復以及RNA的剪接；清除多余的、結構和功能異常的核酸，以及侵入細胞的外源性核酸；降解食物中的核酸；體外重組DNA技術中的重要工具酶。酶酶（Enzyme）：生物體內活細胞產生的一種生物催化劑。酶的形式：單體酶：僅具有三級結構的酶。寡聚酶：由多個相同或不同亞基以非共價鍵連接組成的酶。多酶體系：由幾種不同功能的酶彼此聚合形成的多酶復合物。多功能酶或串聯酶：一些多酶體系在進化過程中由于基因的融合，多種不同催化功能存在于一條多肽鏈中，這類酶稱為多功能酶。酶的分類：單純酶；結合酶，全酶由蛋白質部分（酶蛋白，決定反應的特異性）及輔助因子（小分子有機化合物、金屬離子，決定反應的種類與性質）。金屬酶，金屬離子與酶結合緊密，提取過程中不易丟失；金屬激活酶，金屬離子為酶的活性所必需，但與酶的結合不甚緊密。小分子有機化合物是一些化學穩(wěn)定的小分子物質，稱為輔酶；輔酶中與酶蛋白共價結合的輔酶又稱為輔基，輔基和酶蛋白結合緊密，不能通過透析或超濾等方法將其除去，在反應中不能離開酶蛋白。酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位。必需基團：酶分子中氨基酸殘基側鏈的化學基團中，一些與酶活性密切相關的化學基團。酶的活性中心：指必需基團在空間結構上彼此靠近，組成具有特定空間結構的區(qū)域，能與底物特異結合并將底物轉化為產物?；钚灾行膬鹊谋匦杌鶊F：結合基團（與底物相結合）、催化基團（催化底物轉變成產物）；活性中心外的必需基團：位于活性中心以外，維持酶活性中心應有的空間構象和（或）作為調節(jié)劑的結合部位所必需。同工酶：催化相同的化學反應，而酶蛋白的分子結構理化性質乃至免疫學性質不同的一組酶。（LDH1-5、CK1-3）同工酶是由不同基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉錄生成的不同mRNA所翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質；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構中，它使不同的組織、器官和不同的亞細胞結構具有不同的代謝特征。酶促反應特點：酶促反應具有極高的效率（通過促進底物形成過渡態(tài)）。不需要較高的反應溫度，比一般催化劑更有效地降低反應的活化能（activationenergy，底物分子從初態(tài)轉變到活化態(tài)所需的能量）。（酶的轉換數：在酶被底物飽和的條件下，每個酶分子每秒鐘將底物轉化為產物的分子數。）酶促反應具有高度的特異性。絕對特異性：只能作用于特定結構的底物，進行一種專一的反應，生成一種特定結構的產物。相對特異性：作用于一類化合物或一種化學鍵。立體結構特異性：作用于立體異構體中的一種。酶促反應的可調節(jié)性酶-底物復合物的形成有利于底物轉變成過渡態(tài)。誘導契合：酶與底物相互接近時，其結構相互誘導、相互變形和相互適應，進而相互結合。鄰近效應與定向排列使諸底物正確定位于酶的活性中心。酶在反應中將諸底物結合到酶的活性中心，使它們相互接近并形成有利于反應的正確定向關系。表面效應：酶的活性中心多是酶分子內部的疏水“口袋”，酶反應在此疏水環(huán)境中進行，使底物分子脫溶劑化，排除周圍大量水分子對酶和底物分子中功能基團的干擾性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物與酶分子的密切接觸和結合。酶的催化機制呈多元催化作用：一般酸-堿催化作用。共價催化作用：很多酶在催化過程中，與底物形成瞬時共價鍵，底物與酶形成共價鍵后被激活，并很容易進一步水解形成產物和游離的酶。這種催化機制稱為共價催化。親核催化作用：酶活性中心有的催化基團屬于親核基團，可以提供電子給帶有部分正電荷的過渡態(tài)底物，形成瞬間共價鍵。這種催化作用稱為親核催化；親電子催化可使酶活性中心的陽離子親電子基團與富含電子的底物形成共價鍵。底物濃度對反應速率影響的作圖呈矩形雙曲線。在其他因素不變的情況下，底物濃度對反應速率的影響呈矩形雙曲線關系。前提：單底物、單產物反應；酶促反應速率一般在規(guī)定的反應條件下，用單位時間內底物的消耗量和產物的生成量來表示；反應速率取其初速率，即底物的消耗量很小時的反應速率；底物濃度遠遠大于酶濃度。當底物濃度較低時：反應速率與底物濃度成正比；反應為一級反應。隨著底物濃度的增高：反應速率不再成正比例加速；反應為混合級反應。當底物濃度高達一定程度：反應速率不再增加，達最大速率；反應為零級反應。十．米－曼氏方程式揭示單底物反應的動力學特性1．解釋酶促反應中底物濃度和反應速率關系的最合理學說是中間產物學說：S+E=ES→E+P，這里S代表底物，E代表酶，ES為中間產物，P為反應的產物。（第一步正反應速率k1，逆反應k2；第二步反應速率k3）2.米氏方程式：V=Vmax[S]/(Km+[S])，[S]：底物濃度、V：不同[S]時的反應速率、Vmax：最大反應速率、Ｋm：米氏常數(Michaelisconstant)。3.假設：E與S形成ES復合物的反應是快速平衡反應，而ES分解為E及P的反應為慢反應，反應速率取決于慢反應即V=k3[ES]；S的總濃度遠遠大于E的總濃度，因此在反應的初始階段，S的濃度可認為不變即[S]=[St]。4.Km值等于酶促反應速率為最大反應速率一半時的底物濃度，單位是mol/L。Km是酶的特征性常數之一，只與酶的結構、底物和反應環(huán)境有關，與酶的濃度無關；可近似表示酶對底物的親和力；同一酶對于不同底物有不同的Km值。5.Vmax是酶完全被底物飽和時的反應速率，與酶濃度成正比。Vmax=k3[E]。6.Km值與Vmax值可以通過作圖法（雙倒數作圖法、Hanes作圖法）求取。十一.底物足夠時酶濃度對反應速率的影響呈直線關系。十二.溫度對反應速率的影響具有雙重性。十三.pH通過改變酶和底物分子解離狀態(tài)影響反應速率。十四.抑制劑可逆地或不可逆地降低酶促反應速率。酶的抑制劑：凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質稱為酶的抑制劑。（抑制劑對酶有一定選擇性，引起變性的因素對酶沒有選擇性）不可逆性抑制劑：主要，與酶活性中心的必需基團相以共價結合，使酶失活。（有機磷化合物，羥基酶；解毒，解磷定(PAM)。重金屬離子及砷化合物，巰基酶；解毒，二巰基丙醇(BAL)）可逆性抑制作用：抑制劑通常以非共價鍵與酶或酶-底物復合物可逆性結合，使酶的活性降低或喪失；抑制劑可用透析、超濾等方法除去。競爭性抑制作用：有些抑制劑與底物的結構相似，能與底物競爭酶的活性中心，從而阻礙酶－底物復合物的形成。（抑制程度取決于抑制劑與酶的相對親和力及底物濃度；Vmax不變，表觀Km增大）非競爭性抑制作用：有些抑制劑與酶活性中心外的必需基團相結合，不影響酶與底物的結合，酶和底物的結合也不影響酶與抑制劑的結合。底物和抑制劑之間無競爭關系。但酶-底物-抑制劑復合物(ESI)不能進一步釋放出產物。（抑制程度取決于抑制劑的濃度；Vmax降低，表觀Km不變）反競爭性抑制作用：抑制劑僅與酶和底物形成的中間產物(ES)結合，使中間產物ES的量下降。這樣，既減少從中間產物轉化為產物的量，也同時減少從中間產物解離出游離酶和底物的量。（抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度；Vmax降低，表觀Km降低）十五.激活劑：使酶由無活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|。十六.酶的調節(jié)（調節(jié)對象：關鍵酶；調節(jié)方式：酶活性的調節(jié)（快速調節(jié)）、酶含量的調節(jié)（緩慢調節(jié)））。十七.調節(jié)酶實現對酶促反應速率的快速調節(jié)。變構調節(jié)(allostericregulation)：一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結合，使酶構象改變，從而改變酶的催化活性。變構酶常為多個亞基構成的寡聚體，具有協(xié)同效應。酶的變構調節(jié)是體內代謝途徑的重要快速調節(jié)方式之一。共價修飾(covalentmodification)：在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學基團發(fā)生可逆的共價結合，從而改變酶的活性。酶的化學修飾是體內快速調節(jié)的另一種重要方式。酶原的激活使無活性的酶原轉變成有催化活性的酶。酶原(zymogen)：有些酶在細胞內合成或初分泌時只是酶的無活性前體。酶原激活的機理：酶原在特定條件下；一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽；分子構象發(fā)生改變；形成或暴露出酶的活性中心。酶原激活的生理意義：避免細胞產生的酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內代謝正常進行；有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要時，酶原適時地轉變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用。十八.酶含量的調節(jié)包括對酶合成與分解速率的調節(jié)。酶蛋白合成可被誘導或阻遏：對編碼基因表達的調節(jié)，對代謝緩慢而長效的調節(jié)。酶降解的調控與一般蛋白質降解途徑相同。十九.酶的命名與分類：酶可根據其催化的反應類型予以分類（氧化還原酶類、轉移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構酶類、合成酶類）。每一種酶均有其系統(tǒng)名稱和推薦名稱。二十.酶與醫(yī)學：國際單位(IU)：在特定的條件下，每分鐘催化1μmol底物轉化為產物所需的酶量。催量單位(katal)：１催量是指在特定條件下，每秒鐘使１mol底物轉化為產物所需的酶量。酶法分析：以酶作為工具對化合物和酶活性進行定量分析的一種方法。酶標記測定法：酶學與免疫學相結合的一種測定方法。工具酶廣泛地應用于分子克隆領域。固定化酶：將水溶性酶經物理或化學方法處理后，成為不溶于水但仍具有酶活性的酶衍生物。抗體酶：具有酶活性的抗體。第十八章維生素與無機物一．維生素(vitamin)：人類必需的一類營養(yǎng)素，是維持機體正常生理功能所必需的，機體自身又不能合成或合成量不足，必需靠外界供給的一類微量低分子有機化合物。分類：脂溶性維生素（維生素A、D、E、K）、水溶性維生素（B族維生素（8種）和維生素C）。二．維生素A（視黃醇、抗干眼病維生素）：1.來源：肝臟、魚肝油；胡蘿卜素。2.體內活性形式：視黃醇、視黃醛、視黃酸。3.生化作用：構成視覺細胞內感光物質，參與糖蛋白的合成，維持上皮組織結構和功能的完整，維持機體的生長和發(fā)育。4.缺乏：夜盲癥、干眼病、皮膚干燥、毛囊丘疹、生長停滯不前。5.過量：頭痛、惡心腹瀉、肝脾大。三．維生素D（抗佝僂病維生素、鈣化醇）：1.來源：肝、乳及蛋黃、魚肝油；皮膚微血管中的7-脫氫膽固醇經日光照射可轉變?yōu)榫S生素D3。2.體內活性形式：1,25-(OH)2-D3。3.生化作用：促進腸道對鈣磷的吸收；促進腎小管對鈣磷的重吸收；提高血鈣、血磷的濃度，促進骨的鈣化。4.缺乏：兒童－佝僂??；成人－軟骨病。5.過量：中毒。四．維生素E（生育酚、抗不育癥維生素）：1.來源：植物種子如麥胚油、棉籽油、花生油。2.活性形式：生育酚。（易自身氧化）3.生化作用：抗氧化作用，保護生物膜；維持生殖功能；促血紅素合成。4.缺乏：紅細胞數量少、壽命縮短、紅細胞脆性增加、神經障礙。五．維生素K（凝血維生素）：1.來源：K1主要存在于植物和動物肝臟中，K2是人體腸道細菌代謝的產物。臨床用的K3、K4為人工合成。2.體內活化形式：α-甲基-1,4-萘醌衍生物。3.生化作用：作為谷氨酸羧化酶的輔助因子，促進凝血酶原及凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ及Ⅹ的合成，參與凝血作用。4.缺乏：凝血因子合成障礙，易出血，尤其是新生嬰兒易發(fā)生出血性疾病。六．維生素B1（抗腳氣病維生素）：1.來源：種子的外皮和胚芽、黃豆、酵母及瘦肉。2.化學本質：硫胺素。3.體內活化形式：硫胺素焦磷酸酯（TPP）。4.生化作用：作為丙酮酸脫氫酶系和α-酮戊二酸脫氫酶系的輔酶，參與α-酮酸的氧化脫羧作用；作為轉酮醇酶的輔酶，參與磷酸戊糖代謝途徑；可抑制膽堿脂酶的活性，參與乙酰膽堿的合成。5.缺乏：腳氣病，末梢神經炎，消化不良。七．維生素B2（核黃素）：1.來源：酵母、蛋、奶及綠葉蔬菜。2.化學本質：核醇與6，7-二甲基異咯嗪的縮合物。3.體內活化形式：黃素單核苷酸（FMN）、黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。4.生化作用：為體內氧化還原酶的輔基、起氫傳遞體的作用。5.缺乏：口角炎、舌炎、唇炎、陰囊炎。八．維生素B6：1.來源：動、植物性食品。腸道細菌也可以合成部分維生素B6。2.化學本質：包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，三者均為吡啶衍生物。3.體內活化形式：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺。4.生化作用：作為轉氨酶和氨基酸脫羧酶的輔酶，參與氨基酸代謝；作為ALA合酶的輔酶參與血紅素合成；磷酸吡哆醛作為糖原磷酸化酶的重要組成部分，參與糖原分解為1-磷酸葡萄糖的過程。5.過量：中毒，表現為周圍感覺神經病。九．維生素B12(鈷胺素)：1.來源：肉類、肝。2.化學本質：唯一含有金屬元素的維生素。天然存在的B12有5’-脫氧腺苷鈷胺素、甲基鈷胺素和羥鈷胺素三種形式3.體內活化形式：甲基鈷胺素（MeB12），2、5’-脫氧腺苷鈷胺素（5-dAR-B12）4.生化作用：MeB12作為N5-CH3FH4甲基轉移酶的輔酶，促進FH4的再利用和蛋氨酸的再利用；參與一碳單位的形成、分解和轉移，因而促進核酸的合成，影響紅細胞成熟。5.缺乏：巨幼紅細胞性貧血。十．維生素PP：1.來源：肉類、肝臟、谷物、花生。此外，人體可利用色氨酸合成維生素PP。2.化學本質：又叫抗癩皮病因子，它包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺（煙酰胺），二者均為吡啶衍生物。3.體內活化形式：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，又稱輔酶Ⅰ）、尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，又稱輔酶Ⅱ)。4.生化作用：NAD+和NADP+在體內作為多種不需氧脫氫酶的輔酶，參與物質代謝；NAD+和NADP+在生物過代謝過程中的作用是遞氫。5.缺乏：糙皮病或癩皮病。十一．泛酸（遍多酸）：1.來源：動物性食品、谷物及豆制品。2.化學本質：有機酸。3.體內活化形式：輔酶A（HSCoA）和?；d體蛋白（ACP）的輔基。4.生化作用：構成輔酶A，在糖、脂及氨基酸代謝中起著轉運乙酰基或脂?；淖饔?；構成?；d體蛋白的輔酶，在脂肪酸的生物合成中起著轉運脂?；淖饔谩Ｊ锼兀?.來源：動物、植物性食品，腸道細菌也可以合成。2.化學本質：α-和β-生物素兩種，二者都具有噻吩與尿素相結合的駢環(huán)。3.體內活化形式：生物素。4.生化作用：生物素作為羧化酶的輔基，在羧化反應中起著固定CO2和傳遞羧基的作用。參與細胞信號轉導和基因表達?？墒菇M蛋白生物素化，從而影響細胞周期、轉錄和DNA損傷的修復。5.缺乏：大量服用抗生素或長期食用生雞蛋可導致生物素缺乏病，出現疲乏、惡心、嘔吐、食欲不振、皮炎及脫屑性紅皮病等癥狀。十三．葉酸（蝶酰谷氨酸）：1.來源：綠色蔬菜、酵母和動物肝、腎，腸道細菌也可以合成葉酸。2.化學本質：由蝶酸和谷氨酸結合而成。3.體內活化形式：FH4。4.生化作用：FH4作為一碳單位轉移酶的輔酶，在嘧啶、嘌呤、蛋氨酸和膽堿等重要物質的生物合成中起著傳遞一碳單位的重要作用。5.缺乏：核酸合成障礙，動物生長停滯，紅細胞發(fā)育成熟障礙，出現巨幼紅細胞性貧血。6.甲氨蝶呤因結構與葉酸相似，可抑制FH4的合成，進而抑制嘌呤核苷酸的合成。因此具抗癌作用。十四．維生素C（L-抗壞血酸）：1.來源：新鮮水果和蔬菜。2.化學本質：，是L-已糖酸內酯，具有不飽和的一烯二醇結構。具有酸性和較強的還原性。3.體內活化形式：L-抗壞血酸及脫氫抗壞血酸。4.生化作用：參與體內的氧化還原反應（保持谷胱甘肽的還原狀態(tài)，維持細胞膜的正常功能；保護巰基酶；促進鐵的吸收；保護各種維生素免遭氧化破壞），參與體內的羥化反應（膠原蛋白的合成；多巴胺的β-羥化反應，膽汁酸合成中的7α-羥化等；參與芳香族氨基酸的代謝）。5.缺乏：壞血病。6.特點：L-抗壞血酸可被空氣中的氧氧化成脫氫抗壞血酸，此反應可逆；L-抗壞血酸及脫氫抗壞血酸都具有同樣的生物活性，以前者為主；脫氫抗壞血酸易水解為無活性的二酮古洛糖酸，后者進一步被氧化成草酸和蘇阿糖酸。十五.鈣既是骨的主要成分又具有重要的調節(jié)作用。血鈣的正常水平對于維持骨骼內骨鹽的含量、血液凝固過程和神經肌肉的興奮性具有重要的作用。胞液鈣作為第二信使在信號轉導中發(fā)揮許多重要的生理作用。肌肉中的鈣可啟動骨骼肌和心肌細胞的收縮。十六.磷是體內許多重要生物分子的組成成分。十七.鈣和磷的代謝與骨的代謝密切相關。十八.鈣和磷代謝受三種激素（維生素D、甲狀旁腺激素和降鈣素）的調節(jié)。十九.微量元素：指人體中每人每天的需要量在100㎎以下的元素。二十.鐵是體內含量最多的微量元素（體內鐵主要存在于含鐵卟啉和非鐵卟啉的蛋白質中；運鐵蛋白和鐵蛋白分別是鐵的運輸和儲存形式；鐵的缺乏與中毒均可引起嚴重的疾?。６?鋅是含鋅金屬酶和鋅指蛋白的組成成分。二十二.銅是體內多種含銅酶的輔基。二十三.錳是多種酶的組成成分和激活劑。二十四.硒以硒半胱氨酸形式參與多種重要硒蛋白的組成。二十五.碘是甲狀腺激素的組成成分。二十六.鈷以維生素B12的形式發(fā)揮作用。二十七.氟與骨、牙的形成與鈣磷代謝密切相關。二十八.鉻與胰島素的作用關系密切。第四章糖代謝一．糖(carbohydrates)：碳水化合物，其化學本質為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。在生命活動中的主要作用是提供碳源和能源，提供合成體內其他物質的原料，作為機體組織細胞的組成成分。二．分類：單糖（monosacchride，不能再水解的糖）、寡糖（oligosacchride，能水解生成幾分子單糖的糖，各單糖之間借脫水縮合的糖苷鍵相連）、多糖(polysacchride，能水解生成多個分子單糖的糖。)、結合糖(glycoconjugate，糖與非糖物質的結合物)三．糖的消化：主要在小腸（胰液中的α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、α-臨界糊精酶），少量在口腔（α-淀粉酶）。四．糖的吸收：吸收部位（小腸上段）、吸收形式（單糖），依靠Na+依賴型葡萄糖轉運體。五．糖酵解(glycolysis)：在機體缺氧條件下，葡萄糖經一系列酶促反應生成丙酮酸進而還原生成乳酸的過程，亦稱糖的無氧氧化，部位在胞漿。1.糖酵解途徑：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，第一階段。由丙酮酸轉變成乳酸，第二階段。2.產能的方式，底物水平磷酸化；數量，2（從G開始，2×2-2=2ATP）或3（從Gn開始，2×2-1=3ATP）。3.終產物乳酸的去路：釋放入血，進入肝臟再進一步代謝（分解利用，乳酸循環(huán)（糖異生））。六．糖酵解的調控是對3個關鍵酶活性的調節(jié)。1.6-磷酸果糖激酶-1對調節(jié)酵解途徑的流量最重要。別構激活劑：AMP;ADP;F-1,6-2P;F-2,6-2P（2,6-雙磷酸果糖是6-磷酸果糖激酶-1最強的變構激活劑，其作用是與AMP一起取消ATP、檸檬酸對6-磷酸果糖激酶-1的變構抑制作用）。別構抑制劑：檸檬酸;ATP（高濃度）。2.丙酮酸激酶是糖酵解的第二個重要的調節(jié)點。別構激活劑：1,6-雙磷酸果糖。別構抑制劑：ATP,丙氨酸。3.己糖激酶受到反饋抑制調節(jié)。6-磷酸葡萄糖可反饋抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制；長鏈脂肪酰CoA可別構抑制肝葡萄糖激酶；胰島素可誘導葡萄糖激酶基因的轉錄，促進酶的合成。七．生理意義：是機體在缺氧情況下獲取能量的有效方式，是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。八．糖的有氧氧化(aerobicoxidation)：在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。部位在胞液及線粒體。（分酵解途徑、丙酮酸的氧化脫羧、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化）九．丙酮酸進入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoA。1.丙酮酸脫氫酶復合體的組成：E1：丙酮酸脫氫，輔酶TPP；E2：二氫硫辛酰胺轉乙酰，輔酶硫辛酸；E3：二氫硫辛酰胺脫氫酶，輔酶FAD,NAD+。2.別構抑制劑：乙酰CoA，NADH，ATP；別構激活劑：AMP，ADP，NAD+。3..反應過程：丙酮酸脫羧形成羥乙基-TPP，由丙酮酸脫氫酶催化(E1)。由二氫硫辛酰胺轉乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。二氫硫辛酰胺轉乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA,同時使硫辛酰胺上的二硫鍵還原為2個巰基。二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)使還原的二氫硫辛酰胺脫氫，同時將氫傳遞給FAD。在二氫硫辛酰胺脫氫酶(E3)催化下，將FADH2上的H轉移給NAD+，形成NADH+H+。三羧酸循環(huán)(TricarboxylicAcidCycle,TAC)：也稱為檸檬酸循環(huán)，這是因為循環(huán)反應中的第一個中間產物是一個含三個羧基的檸檬酸（乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸，反復的進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復循環(huán)反應的過程）。由于Krebs正式提出了三羧酸循環(huán)的學說，故此循環(huán)又稱為Krebs循環(huán)，它由一連串反應組成。反應部位在線粒體。十一.TCA循環(huán)由8步代謝反應組成。1.乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸。2.檸檬酸經順烏頭酸轉變?yōu)楫悪幟仕帷?.異檸檬酸氧化脫羧轉變?yōu)棣?酮戊二酸。4.α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰CoA。5.琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反應。6.琥珀酸脫氫生成延胡索酸。7.延胡索酸加水生成蘋果酸。8.蘋果酸脫氫生成草酰乙酸。十二.經過一次三羧酸循環(huán)，消耗一分子乙酰CoA；經四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化；生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2，1分子GTP；關鍵酶有檸檬酸合酶、α-酮戊二酸脫氫酶復合體、異檸檬酸脫氫酶；整個循環(huán)反應為不可逆反應。十三.三羧酸循環(huán)中間產物起催化劑的作用，本身無量的變化，不可能通過三羧酸循環(huán)直接從乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循環(huán)中其他產物，同樣中間產物也不能直接在三羧酸循環(huán)中被氧化為CO2及H2O。十四.TCA循環(huán)受底物、產物和關鍵酶活性的調節(jié)。關鍵酶：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶。TCA循環(huán)與上游和下游反應協(xié)調。十五.TCA循環(huán)在3大營養(yǎng)物質代謝中具有重要生理意義。TCA循環(huán)是3大營養(yǎng)素的最終代謝通路,其作用在于通過4次脫氫，為氧化磷酸化反應生成ATP提供還原當量。TCA循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯系的樞紐。十六.糖有氧氧化是機體獲得ATP的主要方式。（H++e進入呼吸鏈徹底氧化生成H2O的同時ADP偶聯磷酸化生成ATP）十七.能量（30或32）：葡糖糖→6-磷酸葡糖糖 （-1）6-磷酸果糖→1,6-二磷酸果糖（-1）2×3-磷酸甘油醛→2×1,3-二磷酸甘油酸（2NADH，3或5）2×1,3-二磷酸甘油酸→2×3-磷酸甘油酸（2）2×磷酸烯醇式丙酮酸→2×丙酮酸（2）2×丙酮酸→2×乙酰CoA（2NADH，5）2×異檸檬酸→2×α-酮戊二酸（2NADH，5）2×α-酮戊二酸→2×琥珀酰CoA（2NADH，5）2×琥珀酰CoA→2×琥珀酸（2）2×琥珀酸→2×延胡索酸（2FADH2，3）2×蘋果酸→2×草酰乙酸（2NADH，5）十八.有氧氧化的調節(jié)特點：1.有氧氧化的調節(jié)通過對其關鍵酶的調節(jié)實現。2.ATP/ADP或ATP/AMP比值全程調節(jié)。該比值升高，所有關鍵酶均被抑制。3.氧化磷酸化速率影響三羧酸循環(huán)。前者速率降低，則后者速率也減慢。4.三羧酸循環(huán)與酵解途徑互相協(xié)調。三羧酸循環(huán)需要多少乙酰CoA，則酵解途徑相應產生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。十九.巴斯德效應(Pastuereffect)：有氧氧化抑制糖酵解的現象。機制：有氧時，NADH+H+進入線粒體內氧化，丙酮酸進入線粒體進一步氧化而不生成乳酸;缺氧時，酵解途徑加強，NADH+H+在胞漿濃度升高，丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。二十.磷酸戊糖途徑(pentosephosphatepathway)：由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再進一步轉變成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反應過程。二十一.磷酸戊糖途徑的反應過程分為兩個階段：第一階段，氧化反應，6-磷酸葡萄糖在氧化階段生成磷酸戊糖和NADPH；第二階段，非氧化反應，包括一系列基團轉移，經過基團轉移反應進入糖酵解途徑（意義就在于通過一系列基團轉移反應，將核糖轉變成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而進入酵解途徑。因此磷酸戊糖途徑也稱磷酸戊糖旁路）。二十二.特點:1.脫氫反應以NADP+為受氫體，生成NADPH+H+。2.反應過程中進行了一系列酮基和醛基轉移反應，經過了3、4、5、6、7碳糖的演變過程。3.反應中生成了重要的中間代謝物——5-磷酸核糖。4.一分子G-6-P經過反應，只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。二十三.磷酸戊糖途徑主要受NADPH/NADP+比值的調節(jié)（6-磷酸葡萄糖脫氫酶此酶為磷酸戊糖途徑的關鍵酶，其活性的高低決定6-磷酸葡萄糖進入磷酸戊糖途徑的流量）。二十四.磷酸戊糖途徑生理意義：生成NADPH和5-磷酸核糖。二十五.糖醛酸途徑生理意義：生成活化的葡萄糖醛酸，即UDPGA。葡萄糖醛酸是組成蛋白聚糖的糖胺聚糖，如透明質酸、硫酸軟骨素、肝素等的組成成分。二十六.多元醇途徑(polyolpathway)：葡萄糖代謝過程中可生成一些多元醇，如木糖醇、山梨醇等。二十七.糖原(glycogen)：動物體內糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。二十八.肌糖原，主要供肌肉收縮所需；肝糖原，維持血糖水平。二十九.糖原的結構特點及其意義：1.葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2.約10個葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以α-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。3.每條鏈都終止于一個非還原端.非還原端增多，以利于其被酶分解。三十.糖原的合成(glycogenesis):由葡萄糖合成糖原的過程。(組織定位：主要在肝臟、肌肉;細胞定位：胞漿)三十一.糖原合成：葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖轉變成1-磷酸葡萄糖。（意義：由于延長形成α-1,4-糖苷鍵，所以葡萄糖分子C1上的半縮醛羥基必須活化，才利于與原來的糖原分子末端葡萄糖的游離C4羥基縮合。半縮醛羥基與磷酸基之間形成的O-P鍵具有較高的能量）1-磷酸葡萄糖轉變成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內充作葡萄糖供體）。α-1,4-糖苷鍵式結合。（糖原n為原有的細胞內的較小糖原分子，稱為糖原引物(primer)，作為UDPG上葡萄糖基的接受體。）糖原分枝的形成。三十二.肝糖原分解（胞漿）：糖原的磷酸解。脫枝酶的作用（轉移葡萄糖殘基、水解α-1,6-糖苷鍵）。1-磷酸葡萄糖轉變成6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖（葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中）。三十三.肌糖原分解的前三步反應與肝糖原分解過程相同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉組織中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，所以生成的6-磷酸葡萄糖不能轉變成葡萄糖釋放入血，提供血糖，而只能進入酵解途徑進一步代謝。肌糖原的分解與合成與乳酸循環(huán)有關。三十四.關鍵酶：糖原合成，糖原合酶；糖原分解：糖原磷酸化酶（葡萄糖是磷酸化酶的別構抑制劑）。三十五.調節(jié)：1.都以活性、無（低）活性二種形式存在，二種形式之間可通過磷酸化和去磷酸化而相互轉變；2.對合成酶系與分解酶系分別進行調節(jié)，如加強合成則減弱分解，或反之；3.別構調節(jié)和共價修飾調節(jié)；4.關鍵酶調節(jié)上存在級聯效應；5.肝糖原和肌糖原代謝調節(jié)各有特點：如分解肝糖原的激素主要為胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要為腎上腺素。三十六.糖異生(gluconeogenesis)：從非糖化合物轉變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。（主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體。原料有乳酸、甘油、生糖氨基酸）三十七.糖異生途徑(gluconeogenicpathway)：從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應過程。三十八.過程：丙酮酸經丙酮酸羧化支路變?yōu)榱姿嵯┐际奖幔ū狒然?，輔酶為生物素，反應在線粒體；磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶，反應在線粒體、胞液）；1,6-雙磷酸果糖轉變?yōu)?-磷酸果糖；6-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖。三十九.在以上反應過程中，作用物的互變反應分別由不同的酶催化其單向反應，這種互變循環(huán)被稱為底物循環(huán)(substratecycle)。當兩種酶活性相等時，就不能將代謝向前推進，結果僅是ATP分解釋放出能量，因而又稱為無效循環(huán)(futilecycle)。而在細胞內兩酶活性不完全相等，使代謝反應僅向一個方向進行。四十.糖異生的調節(jié)（酵解途徑與糖異生途徑是方向相反的兩條代謝途徑。如從丙酮酸進行有效的糖異生，就必須抑制酵解途徑，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然；這種協(xié)調主要依賴于對這兩條途徑中的兩個底物循環(huán)進行調節(jié)）：第一個底物循環(huán)在6-磷酸果糖與1，6-雙磷酸果糖之間進行；在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之間進行第二個底物循環(huán)。四十一.生理意義：維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用（糖異生的主要原料為乳酸、氨基酸及甘油）；糖異生是補充或恢復肝糖原儲備的重要途徑（三碳途徑：指進食后，大部分葡萄糖先在肝外細胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進入肝細胞異生為糖原的過程）；腎糖異生增強有利于維持酸堿平衡。四十二.乳酸循環(huán)：肌收縮（尤其是供氧不足時）通過糖酵解生成乳酸。肌內糖異生活性低，所以乳酸通過細胞膜彌散進入血液后，再入肝，在肝內異生為葡萄糖。葡萄糖釋入血液后又可被肌攝取，這就構成了一個循環(huán)。四十三.血糖，指血液中的葡萄糖。正常血糖濃度：3.89-6.11mmol/L。四十四.血糖的來源和去路是相對平衡的。四十五.血糖水平的平衡主要是受到激素調節(jié)。胰島素(Insulin)：體內唯一的降低血糖的激素，也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成的激素。胰高血糖素(glucagon)：體內主要升高血糖的激素。糖皮質激素可引起血糖升高。（在糖皮質激素存在時，其他促進脂肪動員的激素才能發(fā)揮最大的效果，間接抑制周圍組織攝取葡萄糖）腎上腺素是強有力的升高血糖的激素。（主要在應激狀態(tài)下發(fā)揮調節(jié)作用）四十六.血糖水平異常及糖尿病是最常見的糖代謝紊亂。第五章脂類代謝一．脂類(lipids)：脂肪和類脂總稱。1.脂肪(fat)：三脂酰甘油(triacylglycerol,TAG)，也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)。（脂肪酸fattyacids，簡稱脂酸,包括飽和脂酸和不飽和脂酸，后者也稱營養(yǎng)必需脂酸）2.類脂(lipoid)：膽固醇(cholesterol,CHOL)、膽固醇酯(cholesterolester,CE)、磷脂(phospholipid,PL)、糖脂(glycolipid)、鞘脂(sphingolipid)。二．脂肪生理功能：儲脂供能、提供必需脂酸、促脂溶性維生素吸收、熱墊作用、保護墊作用、構成血漿脂蛋白。三．類脂功能：維持生物膜的結構和功能；膽固醇可轉變成類固醇激素、維生素、膽汁酸；構成血漿脂蛋白。四．脂類的消化發(fā)生在脂-水界面，且需膽汁酸鹽參與。（條件：乳化劑（膽汁酸鹽、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；酶的催化作用。部位：主要在小腸上段）五．消化:食物中的脂類經乳化形成微團(micelles)，1.甘油三酯經胰脂酶、輔脂酶形成2-甘油一酯+2FFA。2.磷脂經磷脂酶A2形成溶血磷脂+FFA。3.膽固醇酯經膽固醇酯酶形成膽固醇+FFA。六．消化產物：包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸(6C～10C)及短鏈脂酸(2C～4C)構成的的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團。七．飲食脂肪在小腸被吸收。八．甘油一酯途徑：以甘油一酯為起始物，與脂酰CoA共同在脂酰轉移酶作用下酯化生成甘油三酯。九．甘油三酯是脂酸的主要儲存形式，主要作用是為機體提供能量，分解代謝主要是脂酸的氧化。十．脂肪動員是甘油三酯分解的起始步驟。1.脂肪動員(fatmobilization)：儲存在脂肪細胞中的脂肪，被脂肪酶經甘油二酯、甘油一酯逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。2.關鍵酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)。3.脂解激素：能促進脂肪動員的激素，如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTH、TSH等。4.對抗脂解激素因子：抑制脂肪動員，如胰島素、前列腺素E2、煙酸等。十一.甘油經糖代謝途徑代謝，脂酸經β-氧化分解供能（部位：在組織中，除腦組織外,大多數組織均可進行，其中肝、肌肉最活躍；在亞細胞中，胞液、線粒體）。十二.主要過程：脂酸的活化形式為脂酰CoA（胞液）；脂酰CoA經肉堿轉運進入線粒體，是脂酸β-氧化的主要限速步驟（肉堿脂酰轉移酶Ⅰ是脂酸β-氧化的限速酶）；脂酸的β-氧化（脂酰CoA經脫氫生成反⊿2-烯酰CoA，加水生成L(+)-β羥脂酰CoA，再脫氫生成β酮脂酰CoA，硫解生成脂酰CoA+乙酰CoA）的最終產物主要是1分子乙酰CoA（可經三羧酸循環(huán)徹底氧化，可生成酮體肝外組織氧化利用）1分子少兩個碳原子的脂酰CoA，1分子NADH+H+，1分子FADH2。能量：以16碳軟脂酸的氧化為例，活化消耗2個高能磷酸鍵，故凈生成ATP，8×10+7×2.5+7×1.5–2=106。十三.脂酸的其他氧化方式：不飽和脂酸的氧化。過氧化酶體脂酸氧化。奇數碳原子脂酸的氧化——丙酰CoA。十四.酮體(ketonebodies)：乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮三者總稱。血漿水平，0.03-0.5mmol/L。在肝細胞中生成，在肝外組織利用。十五.生理意義：是肝臟輸出能源的一種形式。并且酮體可通過血腦屏障，是肌肉尤其是腦組織的重要能源；酮體利用的增加可減少糖的利用，有利于維持血糖水平恒定，節(jié)省蛋白質的消耗。十六.調節(jié)：飽食時，胰島素升高，抑制脂解與脂肪動員，進入肝的脂酸減少，脂酸β氧化減少，酮體生成減少。糖代謝減弱，乙酰CoA生成下降，丙二酰CoA生成下降，脂酸β-氧化及酮體生成均加強。丙二酰CoA抑制脂酰CoA進入線粒體。（競爭性抑制肉堿脂酰轉移酶）十七.脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成。十八.軟脂酸的合成1.合成部位:肝（主要）、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織;胞液（主要合成16碳的軟脂酸），肝線粒體、內質網（碳鏈延長）。2.合成原料:乙酰CoA（乙酰CoA全部在線粒體內產生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(citratepyruvatecycle)出線粒體。）、ATP、HCO3-、NADPH（磷酸戊糖途徑（主要來源），胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應）、Mn2+。十九.脂酸合成酶系及反應過程:丙二酰CoA的合成（乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。其活性受別構調節(jié)和磷酸化、去磷酸化修飾調節(jié)）；脂酸合成（從乙酰CoA及丙二酰CoA合成長鏈脂酸，是一個重復加成過程，每次延長2個碳原子）。二十.軟脂酸合成酶：大腸桿菌：有7種酶蛋白（脂肪酰基轉移酶、丙二酰CoA?；D移酶、β-酮脂肪酰合成酶、β-酮脂肪酰還原酶、β-羥脂酰基脫水酶、脂烯酰還原酶和硫酯酶），聚合在一起構成多酶體系。高等動物：7種酶活性都在一條多肽鏈上，屬多功能酶，由一個基因編碼；有活性的酶為兩相同亞基首尾相連組成的二聚體。酰基載體蛋白(ACP)：其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂?；d體。二十一.脂酸碳鏈的延長：脂酸碳鏈在內質網中的延長（以丙二酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫經縮合、加氫、脫水、再加氫等一輪反應增加2個碳原子，合成過程類似軟脂酸合成，但脂?；B在CoASH上進行反應，可延長至24碳，以18碳硬脂酸為最多）。脂酸碳鏈在線粒體中的延長（以乙酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫，過程與β-氧化的逆反應基本相似，需α-β烯酰還原酶，一輪反應增加2個碳原子，可延長至24碳或26碳，以硬脂酸最多）。二十二.不飽和脂酸的合成：動物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶，鑲嵌在內質網上，脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與。植物：有Δ9、Δ12、Δ15去飽和酶。二十三.脂酸合成的調節(jié):代謝物的調節(jié)(乙酰CoA羧化酶，PKA，的別構調節(jié)物)作用:抑制劑：軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA;激活劑：檸檬酸、異檸檬酸。進食糖類而糖代謝加強，NADPH及乙酰CoA供應增多，異檸檬酸及檸檬酸堆積，有利于脂酸的合成。大量進食糖類也能增強各種合成脂肪有關的酶活性從而使脂肪合成增加。激素調節(jié)：胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活；胰島素：通過磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而復活。二十四.甘油三酯的合成代謝：合成部位：肝臟（肝內質網合成的TG，組成VLDL入血），脂肪組織（主要以葡萄糖為原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪），小腸粘膜（利用脂肪消化產物再合成脂肪）。合成原料：甘油和脂酸主要來自于葡萄糖代謝；CM中的FFA（來自食物脂肪）。合成途徑：甘油一酯途徑（小腸粘膜細胞）；甘油二酯途徑（肝、脂肪細胞）：3-磷酸甘油主要來自糖代謝，肝、腎等組織含有甘油激酶，可利用游離甘油。二十五.幾種多不飽和脂酸衍生物具有重要生理功能。前列腺素(PG)：誘發(fā)炎癥，促局部血管擴張；使動脈平滑肌舒張而降血壓；抑制胃酸分泌，促胃腸平滑肌蠕動；使卵巢平滑肌收縮引起排卵，使子宮體收縮加強促分娩。血栓烷(TX)：強烈促血小板聚集，并使血管收縮促血栓形成。白三烯(LT)：過敏反應的慢反應物質；使毛細血管通透性增加；調節(jié)白細胞的游走及趨化等功能，促進炎癥及過敏反應的發(fā)展。二十六.磷酯（Phospholipid）：含磷酸的脂類。甘油磷脂：由甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物構成的磷酯（體內含量最多）；含一個極性頭、兩條疏水尾，構成生物膜的磷脂雙分子層。鞘磷脂：由鞘氨醇構成的磷脂；鞘氨醇的氨基通過酰胺鍵與1分子長鏈脂酸相連形成神經酰胺(ceramide)，為鞘脂的母體結構。二十七.磷脂在體內具有重要的生理功能。磷脂是構成生物膜的重要成分。（卵磷脂存在于細胞膜中，心磷脂是線粒體膜的主要脂質）磷脂酰肌醇是第二信使的前體?？s醛磷脂存在于腦和心肌組織中。神經鞘磷脂和卵磷脂在神經髓鞘中含量較高二十八.甘油磷脂的合成：合成部位：全身各組織內質網，肝、腎、腸等組織最活躍。合成原料及輔因子：脂酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP。甘油二酯合成途徑（如圖）：CDP-甘油二酯合成途徑。其他方式：磷脂酰絲氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺與絲氨酸交換生成；磷脂酰膽堿由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成。甘油磷脂的合成在內質網膜外側面進行。在胞液中存在一類能促進磷脂在細胞內膜之間進行交換的蛋白質，稱磷脂交換蛋白(phospholipidexchangeproteins)，分子量在16,000～30,000之間，等電點大多在pH5.0左右。二十九.甘油磷脂的降解：磷脂酶（PL），分為PLA1、PLA2、PLB1、PLB2。三十.鞘氨醇的合成：合成部位：全身各細胞內質網，腦組織最活躍。合成原料：軟脂酰CoA、絲氨酸、磷酸吡哆醛NADPH+H+及FADH2。三十一.神經鞘磷脂的代謝：神經鞘磷脂在腦、肝、腎、脾等細胞溶酶體中的神經鞘磷脂酶(屬于PLC類)作用下生成磷脂膽堿、N-脂酰鞘氨醇。三十二.膽固醇(cholesterol)：固醇共同結構：環(huán)戊烷多氫菲。分布：廣泛分布于全身各組織中,大約四分之一分布在腦、神經組織；肝、腎、腸等內臟、皮膚、脂肪組織中也較多；肌肉組織含量較低；腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高。存在形式：游離膽固醇、膽固醇酯。生理功能：是生物膜的重要成分，對控制生物膜的流動性有重要作用；是合成膽汁酸、類固醇激素及維生素D等生理活性物質的前體。三十三.膽固醇的合成：1.合成部位：除成年動物腦組織及成熟紅細胞外，幾乎全身各組織均可合成，以肝、小腸為主；在胞液、光面內質網。2.合成原料：18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)。（乙酰CoA通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體）三十四.合成基本過程：甲羥戊酸的合成（HMG-CoA，合成膽固醇的限速酶）；鯊烯的合成；膽固醇的合成。三十五.調節(jié)：限速酶——HMG-CoA還原酶：酶的活性具有晝夜節(jié)律性；可被磷酸化而失活，脫磷酸可恢復活性；受膽固醇的反饋抑制作用；胰島素、甲狀腺素能誘導肝HMG-COA還原酶的合成。饑餓與飽食：饑餓與禁食可抑制肝合成膽固醇；攝取高糖、高飽和脂肪膳食后，膽固醇的合成增加。膽固醇：膽固醇可反饋抑制肝膽固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA還原酶的合成。激素：胰島素及甲狀腺素（誘導肝HMG-CoA還原酶的合成，從而增加膽固醇的合成）、胰高血糖素及皮質醇（抑制HMG-CoA還原酶的活性，因而減少膽固醇的合成）、甲狀腺素（促進膽固醇在肝轉變?yōu)槟懼幔?。三十?體內膽固醇的主要去路（膽固醇的母核——環(huán)戊烷多氫菲在體內不能被降解，但側鏈可被氧化、還原或降解，實現膽固醇的轉化）：膽固醇在在肝細胞中轉化成膽汁酸，隨膽汁經膽管排入十二指腸，是體內代謝的主要去路。膽固醇可轉化為類固醇激素。膽固醇可轉化為維生素D3的前體。三十七.血脂：血漿所含脂類的統(tǒng)稱。包括：甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂酸。三十八.血脂與血漿中的蛋白質結合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而運輸。血漿脂蛋白的分類：CM（乳糜微粒）、VLDL（極低密度脂蛋白）、LDL（低密度脂蛋白）、HDL（高密度脂蛋白）。（超速離心法）三十九.載脂蛋白(apolipoprotein,apo)：血漿脂蛋白中的蛋白質部分，有20多種。結合和轉運脂質，穩(wěn)定脂蛋白的結構;載脂蛋白可參與脂蛋白受體的識別(AⅠ識別HDL受體;B100，E識別LDL受體);載脂蛋白可調節(jié)脂蛋白代謝關鍵酶活性(AⅠ激活LCAT(卵磷酯膽固醇脂轉移酶)、CⅡ激活LPL(脂蛋白脂肪酶)、AⅣ輔助激活LPL、CⅢ抑制LPL、AⅡ激活HL(肝脂肪酶))四十.脂蛋白結構:具極性及非極性基團的載脂蛋白、磷脂、游離膽固醇，以單分子層借其非極性疏水基團與內部疏水鏈相聯系，極性基團朝外。四十一.乳糜微粒：來源：小腸合成的TG和合成及吸收的磷脂、膽固醇，apoB48、AⅠ、AⅡ、AⅣ。LPL（脂蛋白脂肪酶）：存在于組織毛細血管內皮細胞表面；使CM中的TG、磷脂逐步水解，產生甘油、FA及溶血磷脂等。生理功能：運輸外源性TG及膽固醇酯。四十二.極低密度脂蛋白：來源：以肝臟為主，小腸可合成少量；apoB100、E。生理功能：運輸內源性TG。四十三.低密度脂蛋白：來源：由VLDL轉變而來。代謝：LDL受體代謝途徑（LDL受體廣泛分布于肝動脈壁細胞等全身各組織的細胞膜表面,特異識別、結合含apoE或apoB100的脂蛋白，故又稱apoB,E受體），LDL的非受體代謝途徑（血漿中的LDL還可被修飾，修飾的LDL如氧化修飾LDL(ox-LDL)可被清除細胞即單核吞噬細胞系統(tǒng)中的巨噬細胞及血管內皮細胞清除。這兩類細胞膜表面具有清道夫受體(scavengerreceptor,SR)，攝取清除血漿中的修飾LDL）。（正常人每天降解45%的LDL，其中2/3經LDL受體途徑降解，1/3由清除細胞清除）生理功能：轉運肝合成的內源性膽固醇。四十四.高密度脂蛋白（HDL1、HDL2、HDL3）：來源：主要在肝合成；小腸亦可合成；CM、VLDL代謝時，其表面apoAⅠ、AⅡ、AⅣ、apoC及磷脂、膽固醇等離開亦可形成新生HDL。。LCAT（由apoAⅠ激活）：使HDL表面卵磷脂2位脂酰基轉移到膽固醇3位羥基生成溶血卵磷脂及膽固醇酯；使膽固醇酯進入HDL內核逐漸增多；使新生HDL成熟成熟HDL可與肝細胞膜SR-B1受體結合而被攝取；膽固醇酯部分由HDL轉移到VLDL，少量由HDL轉移到肝。生理功能：主要是參與膽固醇的逆向轉運(reversecholesteroltransport,RCT)，即將肝外組織細胞內的膽固醇，通過血循環(huán)轉運到肝，在肝轉化為肝汁酸后排出體外。HDL是apo的儲存庫。四十五.RCT：第一步是膽固醇從肝外細胞包括動脈平滑肌細胞及巨噬細胞等的移出，HDL是不可缺少的接受體。ABCA1可介導細胞內膽固醇及磷脂轉運至胞外，在RCT中發(fā)揮重要作用。第二步是HDL載運膽固醇的酯化以及CE的轉運。最終步驟在肝進行,合成膽汁酸或直接通過膽汁排出體外。四十六.ABCA1：即ATP結合轉運蛋白AI，又稱為膽固醇流出調節(jié)蛋白，存在于巨噬細胞、腦、腎、腸及胎盤等的細胞膜?？山閷Ъ毎麅饶懝檀技傲字D運至胞外。四十七.血漿脂蛋白代謝異常：高脂蛋白血癥；動脈粥樣硬化（LDL和VLDL具有致AS作用，HDL具有抗AS作用）；遺傳性缺陷。第六章生物氧化一．生物氧化(biologicaloxidation)：物質在生物體內進行氧化，主要指糖、脂肪、蛋白質等在體內分解時逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O的過程。1.與體外氧化相同點：生物氧化中物質的氧化方式有加氧、脫氫、失電子，遵循氧化還原反應的一般規(guī)律；物質在體內外氧化時所消耗的氧量、最終產物(CO2，H2O)和釋放能量均相同。2.與體外氧化不同點：體內--反應環(huán)境溫和，酶促反應逐步進行，能量逐步釋放，能量容易捕獲，ATP生成效率高；通過加水脫氫反應使物質能間接獲得氧，并增加脫氫的機會；脫下的氫與氧結合產生H2O，有機酸脫羧產生CO2。體外—能量突然釋放；物質中的碳和氫直接與氧結合生成CO2和H2O。二．生成ATP的氧化磷酸化體系。三．呼吸鏈(respiratorychain)：又稱電子傳遞鏈(electrontransferchain)，線粒體內膜中按一定順序排列的一系列具有電子傳遞功能的酶復合體，可通過連鎖的氧化還原將代謝物脫下的氫和電子最終傳遞給氧生成水。由遞氫體和電子傳遞體組成。四．氧化呼吸鏈由4種具有傳遞電子能力的復合體組成。酶復合體是線粒體內膜氧化呼吸鏈的天然存在形式，所含各組分具體完成電子傳遞過程。電子傳遞過程釋放的能量驅動H+移出線粒體內膜，轉變?yōu)榭鐑饶+梯度的能量，再用于ATP的生物合成。五．復合體Ⅰ又稱NADH-泛醌還原酶，作用是將NADH+H+中的電子傳遞給泛醌(ubiquinone)。每傳遞2個電子可將4個H+從內膜基質側泵到胞漿側，復合體Ⅰ有質子泵功能。1.電子傳遞：NADH→FMN→Fe-S→CoQ→Fe-S→CoQ。2.FMN結構中含核黃素，發(fā)揮功能的部位是異咯嗪環(huán)，氧化還原反應時不穩(wěn)定中間產物是FMN·。在可逆的氧化還原反應中顯示3種分子狀態(tài)，屬于單、雙電子傳遞體。3.鐵硫蛋白中輔基鐵硫中心(Fe-S)含有等量鐵原子和硫原子，其中一個鐵原子可進行Fe2+與Fe3+、e可逆反應傳遞電子。屬于單電子傳遞體。4.泛醌（輔酶Q,CoQ,Q）由多個異戊二烯連接形成較長的疏水側鏈（人CoQ10），氧化還原反應時可生成中間產物半醌型泛醌。內膜中可移動電子載體，在各復合體間募集并穿梭傳遞還原當量和電子。在電子傳遞和質子移動的偶聯中起著核心作用。六．復合體Ⅱ是三羧酸循環(huán)中的琥珀酸脫氫酶，又稱琥珀酸-泛醌還原酶。功能是將電子從琥珀酸傳遞到泛醌，沒有H+泵的功能。電子傳遞：琥珀酸→FAD→幾種Fe-S→CoQ.七．復合體Ⅲ又叫泛醌-細胞色素C還原酶，細胞色素b-c1復合體，含有細胞色素b(b562,b566)、細胞色素c1和一種可移動的鐵硫蛋白(Rieskeprotein)。泛醌從復合體Ⅰ、Ⅱ募集還原當量和電子并穿梭傳遞到復合體Ⅲ，功能是將電子從還原型泛醌傳遞給細胞色素c。1.電子傳遞過程：CoQH2→(CytbL→CytbH)→Fe-S→Cytc1→Cytc。2.細胞色素(cytochrome,Cyt)：一類以鐵卟啉為輔基的催化電子傳遞的酶類，根據它們吸收光譜不同而分類。3.復合體Ⅲ每傳遞2個電子（通過“Q循環(huán)”實現）向內膜胞漿側釋放4個H+，復合體Ⅲ也有質子泵作用。4.Cytc是呼吸鏈唯一水溶性球狀蛋白，不包含在復合體中。將獲得的電子傳遞到復合體Ⅳ。八．復合體Ⅳ又稱細胞色素C氧化酶。Cyta3–CuB形成活性雙核中心，將電子從細胞色素C傳遞給O2。每2個電子傳遞過程使2個H+跨內膜向胞漿側轉移。1.電子傳遞：Cytc→CuA→Cyta→Cyta3–CuB→O2。2.細胞色素c氧化酶CuB-Cyta3中心使O2還原成水的過程，有強氧化性中間物始終和雙核中心緊密結合，不會引起細胞損傷。九．氧化呼吸鏈組分按氧化還原電位由低到高的順序排列：1.NADH氧化呼吸鏈：NADH→復合體Ⅰ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O2。2.5ATP。2.琥珀酸氧化呼吸鏈：琥珀酸→復合體Ⅱ→Q→復合體Ⅲ→Cytc→復合體Ⅳ→O2。1.5ATP。十．氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)：指在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)：底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過程。十一.氧化磷酸化偶聯部位在復合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ內（有質子泵功能）。P/O比值：指氧化磷酸化過程中，每消耗1/2摩爾O2所生成ATP的摩爾數（或一對電子通過氧化呼吸鏈傳遞給氧所生成ATP分子數）。自由能變化。十二.氧化磷酸化偶聯機制是產生跨線粒體內膜的質子梯度?；瘜W滲透假說(chemiosmotichypothesis)：電子經呼吸鏈傳遞時，可將質子(H+)從線粒體內膜的基質側泵到內膜胞漿側，產生膜內外質子電化學梯度儲存能量。當質子順濃度梯度回流時驅動ADP與Pi生成ATP?；瘜W滲透假說已經得到廣泛的實驗支持。十三.質子順梯度回流釋放能量被ATP合酶利用催化ATP合成。ATP合酶結構組成：F1，親水部分（動物：α3β3γδε亞基復合體，OSCP、IF1亞基），線粒體內膜的基質側顆粒狀突起，催化ATP合成。F0，疏水部分（ab2c9-12亞基，動物還有其他輔助亞基），鑲嵌在線粒體內膜中，形成跨內膜質子通道。ATP合酶組成可旋轉的發(fā)動機樣結構：F0的2個b亞基的一端錨定F1的α亞基，另一端通過δ和α3β3穩(wěn)固結合，使a、b2和α3β3、δ亞基組成穩(wěn)定的定子部分；部分γ和ε亞基共同形成穿過α3β3間中軸，γ還與1個β亞基疏松結合作用，下端與嵌入內膜的c亞基環(huán)緊密結合。c亞基環(huán)、γ和ε亞基組成轉子部分；質子順梯度向基質回流時，轉子部分相對定子部分旋轉，使ATP合酶利用釋放的能量合成ATP。ATP合成的結合變構機制：當H+順濃度遞度經F0中a亞基和c亞基之間回流時，γ亞基發(fā)生旋轉，3個β亞基的構象發(fā)生改變。十四.有3類氧化磷酸化抑制劑。呼吸鏈抑制劑阻斷氧化磷酸化的電子傳遞過程：復合體Ⅰ抑制劑--魚藤酮、粉蝶霉素A及異戊巴比妥等阻斷傳遞電子到泛醌；復合體Ⅱ的抑制劑--萎銹靈；復合體Ⅲ抑制劑--抗霉素A阻斷CytbH傳遞電子到泛醌，粘噻唑菌醇則作用QP位點；復合體Ⅳ抑制劑--CN－、N3－緊密結合中氧化型Cyta3，阻斷電子由Cyta到CuB-Cyta3間傳遞。CO與還原型Cyta3結合，阻斷電子傳遞給O2。解偶聯劑破壞電子傳遞建立的跨膜質子電化學梯度。解偶聯劑(uncoupler)可使氧化與磷酸化的偶聯相互分離，基本作用機制是破壞電子傳遞過程建立的跨內膜的質子電化學梯度，使電化學梯度儲存的能量以熱能形式釋放，ATP的生成受到抑制。如：二硝基苯酚；解偶聯蛋白。ATP合酶抑制劑同時抑制電子傳遞和ATP的生成。這類抑制劑對電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。例如寡霉素可結合F0單位，二環(huán)己基碳二亞胺共價結合F0的c亞基谷氨酸殘基，阻斷質子從F0質子半通道回流，抑制ATP合酶活性。由于線粒體內膜兩側質子電化學梯度增高影響呼吸鏈質子泵的功能，繼而抑制電子傳遞。十五.ADP是調節(jié)正常人體氧化磷酸化速率