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112023臨床醫(yī)學(xué)綜合能力(西醫(yī))生物化學(xué)基礎(chǔ)班2023臨床醫(yī)學(xué)綜合能力(西醫(yī))生物化學(xué)基礎(chǔ)班主講人: 老師一、考試要求二、命題規(guī)律三、分章節(jié)具體知識詳解四、復(fù)習(xí)規(guī)劃及任務(wù)一考試要求一考試要求一、考試要求1、生物化學(xué)所占比重:約占西醫(yī)綜合的12%,共22道題,合計36分2、生物化學(xué)在西醫(yī)綜合中的分布情況:、142~147題3、考研大綱的基本情況二命題規(guī)律二命題規(guī)律二、命題規(guī)律1、在題型層次中分析出題特征:1.1A1型題主要是考察對基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識的掌握1、糖酵解的生理意義是A.提供葡萄糖進(jìn)入血液B.為糖異生提供原料C.加快葡萄糖氧化速率PAGE2PAGE21.2B1.2B型題主要考察對相關(guān)知識點的鑒別能力A.羥脯氨酸B.蘇氨酸硒代半胱氨酸D.亮氨酸1、蛋白質(zhì)生物合成后經(jīng)修飾形成的氨基酸是2、可以被磷酸化修飾的氨基酸是1.3X型題(多選題)考查對所學(xué)知識點歸納匯總結(jié)的能力1、參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要結(jié)構(gòu)有A.啟動子B.衰減子C.增強(qiáng)子D.密碼子章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容所占比重第一篇生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能10-15%第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)30-35%第三篇基因信息的傳遞35-40%第四篇生化專題15-20%三分章節(jié)具體知識詳解2、在學(xué)科內(nèi)容結(jié)構(gòu)上分析出題特征:表:近十年生物化學(xué)考點分布情況生物化學(xué)考綱規(guī)定的考核內(nèi)容包含內(nèi)容2、在學(xué)科內(nèi)容結(jié)構(gòu)上分析出題特征:表:近十年生物化學(xué)考點分布情況生物化學(xué)考綱規(guī)定的考核內(nèi)容包含內(nèi)容第一篇生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能2.核酸的結(jié)構(gòu)與功能3.酶第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)1.糖代謝 4.氨基酸代謝2脂代謝 5.核苷酸代謝3.生物氧化 6.代謝的整合與調(diào)節(jié)第三篇基因信息的傳遞DNA的合成 4.蛋白質(zhì)的生物合成DNA損傷與修復(fù)5.基因表達(dá)調(diào)控RNA的合成 6.基因組學(xué)與基因重組技術(shù)第四篇生化專題細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制5.癌基因與抑癌基因血液的生物化學(xué) 6.常用分子生物學(xué)技術(shù)肝的生物化學(xué) 7.基因診斷與基因治療維生素處理好以下幾個關(guān)系:化學(xué)結(jié)構(gòu)與生化基礎(chǔ)知識的關(guān)系理解和記憶的關(guān)系抓主線、框架結(jié)構(gòu)PAGE3PAGE3第一篇生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能第一篇生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能(3-5題)生物化學(xué)是研究生物體內(nèi)化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、功能,生命活動過程中各種化學(xué)變化過程及其與環(huán)境之間相互關(guān)系的基礎(chǔ)生命學(xué)科,從分子水平探討生命現(xiàn)象的本質(zhì)。 生物化學(xué)是研究生物體內(nèi)化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、功能,生命活動過程中各種化學(xué)變化過程及其與環(huán)境之間相互關(guān)系的基礎(chǔ)生命學(xué)科,從分子水平探討生命現(xiàn)象的本質(zhì)。大綱要求1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能2.核酸的結(jié)構(gòu)與功能3.酶第一章:蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第一章:蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、組成蛋白質(zhì)的氨基酸化學(xué)結(jié)構(gòu)和分類(P8-P10)均為-氨基酸,且除了甘氨酸外均為L-氨基酸。脯氨酸為亞氨基酸且為環(huán)狀氨基酸。COO-R C +NH3H L-氨基酸的通式根據(jù)R側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)氨基酸分類:(脂肪族)根據(jù)R側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)氨基酸分類:(脂肪族)7叔父攜一兩假餅干極性中性氨基酸:5集中半天思蘇谷芳香族氨基酸:3酸性氨基酸:2堿性氨基酸:3芳香老本色酸谷天賤懶豬精氨基酸的特殊分類:含硫氨基酸:半胱?胱?甲硫氨酸(蛋氨酸)(留半光假蛋)含羥基的氨基酸:絲氨酸、酪氨酸、蘇氨酸(嗆死老蘇)營養(yǎng)必需氨基酸:賴?甲?組?纈?異亮?亮?苯丙?色?蘇(必需來家租借一兩本色書)生成一碳單位的氨基酸:絲?色?組?甘(一壇四色豬肝)天然蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸:同型半胱氨酸?鳥氨酸?瓜氨酸等修飾氨基酸:絲氨酸、酪氨酸、蘇氨酸生酮兼生糖氨基酸:異亮?苯丙?酪?色?蘇(一本老色書,生酮又生糖)二、氨基酸的理化性質(zhì)(P11)二、氨基酸的理化性質(zhì)(P11)(1)兩性解離和等電點兩性解離:氨基酸既有能解離成帶正電荷的氨基(NH3),又有解離成帶負(fù)電荷的羧基(COO-),還有能解離成帶正電荷或負(fù)電荷的R側(cè)鏈,因此氨基酸具有兩性解離性質(zhì),解離程度取決于所處溶液的PH值。PI:能夠讓某種特定氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢和程度相等的PH值。PH<PI,氨基酸帶正電PH=PI,氨基酸不帶電,呈電中性。PH>PI,氨基酸帶負(fù)電紫外吸收280nm波長附近有吸收峰。顏色反應(yīng)“茚三酮”與氨基酸共加熱,生成570nm藍(lán)紫色化合物,吸收值大小與氨基酸含量成正比,用于氨基酸定量分析。
三、肽和肽鍵(P11)肽鍵:2個氨基酸之間以酰胺鍵縮合,此酰胺鍵稱為肽鍵。肽鍵具有一定的雙鍵性質(zhì),兩個氨基酸縮合成二肽。亞基之間的結(jié)合主要是氫鍵和離子鍵。PAGE亞基之間的結(jié)合主要是氫鍵和離子鍵。PAGE5四、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)(P13-P19)1、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)(P13-P19)1、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)定義:蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指在蛋白質(zhì)分子從N-端至C-端的氨基酸排列順序。主要的化學(xué)鍵:肽鍵,有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。2、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)定義:蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu),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(cè)鏈的構(gòu)象。主要的化學(xué)鍵:氫鍵Ω環(huán)α-螺旋Ω環(huán)α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角3、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)定義:三級結(jié)構(gòu)是指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。4、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)許多功能性蛋白質(zhì)分子含有2條或2條以上多肽鏈。每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu),稱為蛋白質(zhì)的亞基。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,稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。PAGE6PAGE6蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu) 一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)概念N端到C端的氨基酸排列順序局部肽鏈,主鏈骨架原子(氨基N原子,α-C原子和羰基C原子依次重復(fù)排列)空間排布維持作用力肽鍵及二硫鍵氫鍵表現(xiàn)形式——α螺旋(右手螺旋,R側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè),螺旋每圈3.6個氨基酸殘基,每個肽鍵的N-H和第四個肽鍵的C=O形成氫鍵,與長軸基本平行)β折疊(呈折紙狀,多肽鏈充分伸展)β轉(zhuǎn)角(四個氨基酸構(gòu)成的180度回折,第二個氨基酸往往是脯氨酸)除此之外還有:天天膚色干Ω環(huán)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)概念整條肽鏈所有原子(全部氨基酸殘基)的排布兩個或兩個以上肽鏈各自形成的亞基間空間排布維持作用力氫鍵,離子鍵,疏水鍵,范德華力(次級鍵)離子鍵,氫鍵表現(xiàn)形式超二級結(jié)構(gòu)(二級結(jié)構(gòu)的組合)如:結(jié)構(gòu)模體(鋅指結(jié)構(gòu),α螺旋-轉(zhuǎn)角/環(huán)-α螺旋,鏈-β轉(zhuǎn)角-鏈,鏈-β轉(zhuǎn)角-α螺旋-β轉(zhuǎn)角,亮氨酸拉鏈)結(jié)構(gòu)域(分子量大的蛋白質(zhì)折疊成的多個結(jié)構(gòu)緊密且穩(wěn)定的區(qū)域)——五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ),但并不是決定高級結(jié)構(gòu)唯一的因素。分子伴侶可以指導(dǎo)新生肽鏈按特定方式正確折疊。一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)(核糖核酸酶A的變性和復(fù)性)。一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級結(jié)構(gòu)和功能。重要的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變引起疾病。(分子?。ü壤i氨酸)鐮刀狀紅細(xì)胞性貧血(基因大片段堿基缺失)肌營養(yǎng)不良癥一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)天然狀態(tài),有催化活性 重要蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變可引起疾病蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)β-巰基乙醇β-巰基乙醇尿素、β-巰基乙醇PAGE7PAGE7血紅蛋白亞基和肌紅蛋白結(jié)構(gòu)相似血紅蛋白四個亞基靠八個離子鍵血紅蛋白亞基和肌紅蛋白結(jié)構(gòu)相似血紅蛋白四個亞基靠八個離子鍵相互連接。血紅蛋白與氧氣的結(jié)合存在正協(xié)同效應(yīng)。血紅蛋白分子存在緊張態(tài)(T)和松弛態(tài)(R)兩種構(gòu)象。一級結(jié)構(gòu)未改變,但空間構(gòu)象改變,影響其功能,嚴(yán)重時導(dǎo)致疾病發(fā)生。(蛋白質(zhì)構(gòu)象病)老年癡呆,瘋牛病(PrPc—PrPsc),人紋狀體脊髓變性病,亨廷頓舞蹈癥。蛋白質(zhì)的功能依賴特定的空間結(jié)構(gòu)六、蛋白質(zhì)理化性質(zhì)兩性解離與PI六、蛋白質(zhì)理化性質(zhì)兩性解離與PI膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定因素是水化膜和帶電荷蛋白質(zhì)的變性在物化因素作用下蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)被破壞,即肽鍵沒有斷裂,分子量未變。變性本質(zhì):破壞非共價鍵和二硫鍵,不破壞肽鍵。蛋白質(zhì)變性的特點:①生物學(xué)活性喪失;②溶解度降低;③易被蛋白酶水解;④粘度增加;⑤結(jié)晶能力消失。蛋白質(zhì)沉淀:變性后,疏水側(cè)鏈暴露在外,相互聚集,從溶液中析出的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)由于蛋白質(zhì)分子中含有具有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸,因此在280nm波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的A280與其濃度呈正比,用于定量測定)呈色反應(yīng)①茚三酮反應(yīng):蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生AA。②雙縮脲反應(yīng):肽鍵與堿性硫酸銅共加熱,呈現(xiàn)紫色或紅色,可檢測蛋白質(zhì)水解的程度。
七、分離、純化蛋白質(zhì)的一般原理及方法透析利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)和小分子分開的方法。超濾應(yīng)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過有一定截留分子量的超濾膜。沉淀方法鹽析法氯化鈉,硫酸鈉或硫酸銨等中性鹽破壞水化膜中和表面電荷。沉淀方法鹽析法氯化鈉,硫酸鈉或硫酸銨等中性鹽破壞水化膜中和表面電荷。丙酮/乙醇;重金屬鹽沉淀免疫沉淀利用特異性抗體識別相應(yīng)的抗原蛋白,形成抗原抗體復(fù)合物。電泳SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳,消除蛋白質(zhì)間的電荷和結(jié)構(gòu)差異,泳動速度只與分子量大小有關(guān),用于測定蛋白質(zhì)分子量。5.層析離子交換層析利用蛋白質(zhì)的電荷量進(jìn)行分離,帶電荷少的先被洗脫。凝膠過濾層析利用蛋白質(zhì)分子大小不同分離,分子量大的先被洗脫。超速離心法用于分離純化蛋白質(zhì),也可用于測定蛋白質(zhì)分子量大小。第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能一、核酸的一級結(jié)構(gòu)核苷酸鏈從5′-末端到3′-末端的核苷酸的排列順序5′-末端C磷酸二酯鍵A磷酸二酯鍵G3′-末端二、核酸的空間結(jié)構(gòu)與功能1、DNA的二級結(jié)構(gòu)(雙螺旋結(jié)構(gòu))反向平行、右手螺旋(兩條脫氧核苷酸鏈圍繞同一螺旋軸形成的右手螺旋結(jié)構(gòu))內(nèi)側(cè),外側(cè)(脫氧核糖和磷酸構(gòu)成的骨架位于螺旋外側(cè),堿基在螺旋內(nèi)側(cè),堿基平面與螺旋軸垂直)堿基互補(bǔ)配對堿基堆積力(疏水作用力)和氫鍵PAGE9PAGE9三、RNA分類及特點四、其他非編碼RNA的分類和功能三、RNA分類及特點四、其他非編碼RNA的分類和功能2、DNA的三級結(jié)構(gòu)(1)原核生物:環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)正超螺旋盤繞方向和DNA雙螺旋方向相同;2、DNA的三級結(jié)構(gòu)(1)原核生物:環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)正超螺旋盤繞方向和DNA雙螺旋方向相同;負(fù)超螺旋盤繞方向和DNA雙螺旋方向相反。(2)真核生物:染色體和染色質(zhì)(基本組成單位:核小體)核小體是由DNA(約200bp)和H1、H2A、H2B、H3和H4五種組蛋白共同構(gòu)成。兩分子的H2A、H2B、H3和H4分子構(gòu)成八聚體的組蛋白核心。種類含量種類含量結(jié)構(gòu)特點功能mRNA(信使RNA)5%①鏈長差異很大;②5’-末端有7甲基鳥嘌呤核苷酸帽子結(jié)構(gòu);③3’-末端有多聚腺苷酸尾;④含開放閱讀框(ORF)。蛋白質(zhì)合成的模板帽子和尾巴的功能:mRNA核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位;mRNA的穩(wěn)定性維系;翻譯起始的調(diào)控tRNA轉(zhuǎn)運RNA)10-15%①氨基酸臂3’-CCA-OH,結(jié)合和攜帶氨基酸;②反密碼環(huán)含反密碼子,用來識別密碼子;③含有較多的稀有堿基;④二級結(jié)構(gòu)三葉草,三級結(jié)構(gòu)倒L。攜帶運輸活化了的氨基酸,參與蛋白質(zhì)的生物合成rRNA(核糖體RNA)80%①含較多莖環(huán)結(jié)構(gòu),分子量大;②與核糖體蛋白質(zhì)共同組裝成核糖體大小亞基蛋白質(zhì)生物合成場所或裝配機(jī)StartofgeneticmessageEndTailCap‘開放閱讀框架5’-端非翻譯區(qū)3‘-端非翻譯區(qū)名稱英文縮寫功能不均一核RNAhnRNA成熟mRNA的前體短鏈非編碼小RNA(sncRNA)核內(nèi)小RNAsnRNA參與hnRNA的剪接和轉(zhuǎn)運核仁小RNAsnoRNArRNA的加工和修飾催化性小RNA(核酶)ribozyme本質(zhì)為核糖核酸,催化特定RNA降解,參與RNA剪接修飾小干擾RNAsiRNA以單鏈形式與外源基因表達(dá)的mRNA結(jié)合,并誘導(dǎo)其降解(對外源侵入的RNA進(jìn)行降解的核酸)微小RNAmiRNAs通過結(jié)合內(nèi)源性基因表達(dá)的mRNA,如果完全堿基互補(bǔ)配對則導(dǎo)致mRNA降解,如不能完全堿基互補(bǔ)配對則阻止其作為翻譯模板1010DNA變性和蛋白質(zhì)變性的比較DNA變性和蛋白質(zhì)變性的比較五、核酸的變性、復(fù)性、雜交及應(yīng)用核酸的紫外吸收性質(zhì)核酸分子的堿基(嘌呤和嘧啶)都含有共軛雙鍵,在五、核酸的變性、復(fù)性、雜交及應(yīng)用核酸的紫外吸收性質(zhì)核酸分子的堿基(嘌呤和嘧啶)都含有共軛雙鍵,在260nm紫外線區(qū)具有最大光吸收值。變性定義:在理化因素作用下,DNA互補(bǔ)堿基對的氫鍵斷裂,其雙螺旋鏈解離為單鏈。變性因素:加熱?強(qiáng)酸或強(qiáng)堿,其中最常用的方法為加熱。結(jié)構(gòu)變化:DNA變性時,維系堿基配對的氫鍵斷裂,并不破壞一級結(jié)構(gòu)?Tm(溶解溫度):由加熱使DNA變性過程中,紫外吸收光的變化值達(dá)到最大變化值50%時所對應(yīng)的溫度為DNA的解鏈溫度。Tm的大小與G+C含量,DNA分子的大小及離子強(qiáng)度有關(guān)。增色效應(yīng):DNA變性時,在解鏈的過程中由于更多的共軛雙鍵得以暴露,DNA在260nm處的吸光度隨之增加,這種現(xiàn)象稱為DNA的增色效應(yīng)?增色效應(yīng)是監(jiān)測DNA是否發(fā)生變性的最常用指標(biāo)。雙鏈DNA部分解鏈種類DNA變性種類DNA變性蛋白質(zhì)變性定義DNA雙鏈解鏈成單鏈空間構(gòu)象被破壞,活性喪失主要破壞氫鍵,一級結(jié)構(gòu)不被破壞一級結(jié)構(gòu)不被破壞變性結(jié)果260吸光度增加,黏度下降,浮力密度升高,生物活性喪失活性喪失,易被蛋白酶水解3.復(fù)性DNA的變性是可逆的?在適當(dāng)條件下,變性的DNA兩條互補(bǔ)鏈可重新配對,恢復(fù)天然的雙螺旋結(jié)構(gòu),這一現(xiàn)象稱為復(fù)性?熱變性的DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性,這一過程稱為退火,退火產(chǎn)生減色效應(yīng)?4、雜交在復(fù)性過程中,若將不同來源的DNA或RNA分子放在同一溶液中,只要兩種分子間存在一定程度的堿基配對關(guān)系,就可能形成不同分子間的雜化雙鏈。DNA/DNA,DNA/RNA,RNA/RNA。應(yīng)用:Southern印跡,Northern印跡,PCR擴(kuò)增,基因芯片。第三章:酶一、酶的活性中心第三章:酶一、酶的活性中心由酶分子及相關(guān)組分中的必需基團(tuán)組成,這些必需基團(tuán)在空間位置上彼此接近組成特定的空間結(jié)構(gòu)。必需基團(tuán):酶分子中與酶活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán)?;钚灾行膬?nèi)的必需基團(tuán):結(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán)?;钚灾行耐獾谋匦杌鶊F(tuán):維持酶活性中心的空間構(gòu)象所必須。PAGE11PAGE11一、酶的活性中心底物一、酶的活性中心底物催化基團(tuán)活性中心二、酶的作用機(jī)制機(jī)制:降低反應(yīng)的活化能特點:(1)催化效率高;(2)高度特異性:絕對特異性、相對特異性、立體異構(gòu)特異性;(3)可調(diào)節(jié)性;(4)不穩(wěn)定性。底物濃度用米曼方程描述底物濃度用米曼方程描述矩形雙曲線酶濃度酶促反應(yīng)速度與酶濃度呈正比底物足夠多PH值最適PH值不是酶的特征性常數(shù)溫度最適溫度不是酶的特征性常數(shù)抑制劑引起酶催化活性下降但不引起酶變性的物質(zhì)可逆和不可逆激活劑使酶從無活性到有活性或者使酶活性增加的物質(zhì)大多為金屬離子底物濃度的影響Vmax[S]V=Km+[S]米式常數(shù)的意義:Km是速度為最大反應(yīng)速度一半時的[S]Km反映酶與作用物的親合力。Km大,親合力?。籏m小,親合力大。酶的特征性常數(shù)三、酶反應(yīng)動力學(xué)三種可逆性抑制劑的比較☆四、酶抑制的類型和特點三、酶反應(yīng)動力學(xué)三種可逆性抑制劑的比較☆作用特點競爭性非競爭性反競爭性作用特點競爭性非競爭性反競爭性機(jī)制抑制劑與底物競爭酶的活性中心抑制劑與酶活性中心外必需基團(tuán)結(jié)合抑制劑與酶底物復(fù)合物結(jié)合與抑制劑的成分EE,ESES動力學(xué)參數(shù)Km↑,Vmax不變Km不變,Vmax↓Km↓,Vmax↓舉例磺胺類藥物與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸還原酶哇巴因抑制細(xì)胞膜Na,K-ATP酶苯丙氨酸抑制胎盤型堿性磷酸酶不可逆性抑制可逆性抑制概念以共價鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)結(jié)合以非共價鍵與酶或酶底物復(fù)合物可逆性結(jié)合結(jié)合方式共價鍵非共價鍵能否通過透析或超濾去除不可以可以舉例有機(jī)磷農(nóng)藥中毒:羥基酶(阿托品解毒);低濃度重金屬與砷化合物:巰基酶(二巰基丙醇解毒)——五、酶的調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)速率的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié)五、酶的調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)速率的調(diào)節(jié)酶的調(diào)節(jié)(活性調(diào)節(jié))酶含量的調(diào)節(jié)酶原激活別構(gòu)調(diào)節(jié)共價修飾調(diào)節(jié)(一)別構(gòu)調(diào)節(jié)代謝物與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合,使酶構(gòu)象改變,從而改變酶的催化活性。別構(gòu)酶:多為代謝途徑的關(guān)鍵酶。別構(gòu)效應(yīng)劑:別構(gòu)激活劑、別構(gòu)抑制劑。(二)共價修飾酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)與某些化學(xué)基團(tuán)共價結(jié)合,同時又可去掉已結(jié)合的化學(xué)基團(tuán),從而影響酶的活性。常見的共價修飾:磷酸化,乙酰化,甲基化,腺苷化,SH和S-S轉(zhuǎn)變。Thr蛋白激酶SerTyr-OHThrSer -O-PO3磷蛋白磷酸酶Tyr酶蛋白 酶蛋白酶的磷酸化與脫磷酸化(三)酶原的激活原理酶原:由細(xì)胞合成分泌尚不具有催化活性的酶的前體,經(jīng)加工使酶原的活性中(三)酶原的激活原理酶原:由細(xì)胞合成分泌尚不具有催化活性的酶的前體,經(jīng)加工使酶原的活性中心暴露或者形成,變成活性酶的過程為激活。機(jī)理:切除部分肽段,改變分子構(gòu)象、暴露或形成活性中心。生理意義:保證酶不會水解合成酶的組織自身,保證酶在特定的部位與環(huán)境發(fā)揮作用;酶的儲存形式。(四)酶含量的調(diào)節(jié)(慢速調(diào)節(jié))通過改變酶合成和降解調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)特定酶的含量1.酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏誘導(dǎo)作用:某些物質(zhì)在轉(zhuǎn)錄水平促進(jìn)酶蛋白生物合成的過程;阻遏作用:某些物質(zhì)在轉(zhuǎn)錄水平上抑制酶蛋白生物合成的過程。2.酶降解溶酶體途徑ATP依賴的泛素途徑第一章:糖代謝第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)(6-8題)第一章:糖代謝大綱要求1.糖代謝2.脂質(zhì)代謝3.生物氧化4.氨基酸代謝5.核苷酸代謝6.代謝的整合與調(diào)節(jié)1313GATPGATPG-6-PF-6-PATPF-1,6-2PADP磷酸二 羥丙酮 NAD⑴葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖1,3-二磷酸甘油酸NADH+HADPATP ADPMg己糖激酶(葡萄糖激酶)3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP葡萄糖6-磷酸葡萄糖ADP不可逆反應(yīng)丙酮酸 乳酸ATPGluATPADPG-6-PF-6-PATPF-1,6-2PADP⑵6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖NAD甘油醛PNADH+H1,3-二磷酸甘油酸ADP3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ADP丙酮酸己糖異構(gòu)酶ATP6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖ATP乳酸葡萄糖的主要分解代謝途徑葡萄糖糖酵解葡萄糖的主要分解代謝途徑葡萄糖糖酵解(有氧或無氧)丙酮酸無氧乳酸乙醇6-磷酸葡萄糖(有氧)途徑循環(huán)一、糖酵解糖酵解途徑葡萄糖轉(zhuǎn)變成丙酮酸;糖酵解葡萄糖轉(zhuǎn)變成乳酸糖酵解途徑葡萄糖丙酮酸有氧或無氧有氧 CO2+H2O酵解 乳酸發(fā)酵 乙醇概念在概念在缺氧條件下,葡萄糖生成乳酸的過程稱為糖的無氧分解,也稱為糖酵解。反應(yīng)部位器官定位:各種組織細(xì)胞定位:胞液糖酵解分為兩個階段第一階段葡萄糖丙酮酸第二階段丙酮酸乳酸PAGE15PAGE15GluATPGluATPG-6-PADPF-6-PATPF-1,6-2ADP磷酸二3-磷酸⑶6-磷酸果糖再磷酸化為1,6-雙磷酸果糖羥丙酮甘油醛ATP ADPNAD1,3-二磷酸甘油酸ADP3-磷酸甘油酸ATP6-磷酸果糖Mg6-磷酸果糖激酶-11,6-雙磷酸果糖2-磷酸甘油酸ADP丙酮酸ATP乳酸不可逆反應(yīng)GluATPG-6-PADPF-6-PATPADPF-1,6-2P磷酸二3-磷酸羥丙酮甘油醛NA⑷磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖磷酸二羥丙酮PCHOCOPNA+H1,3-二磷酸甘油酸ADPHOHHCCC3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸ATPHOH醛縮酶CHOCHOPCH OH1,6-雙磷酸果糖ADP丙酮酸CHOPATP3-磷酸甘油醛GluGluATPG-6-PADPF-6-PATP⑸磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛F-1,6-2ADPPCHOPCHO磷酸二 3-磷酸C OCHOH羥丙酮 甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶NADCHOHCHOP1,3-二磷酸甘油酸ADP3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛ADP丙酮酸ATP乳酸GluATPG-6-PADP3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸F-6-PATPF-1,6-2ADPP磷酸二3-磷酸CHO羥丙酮甘油醛1,3-二磷酸甘油酸是高能化合物Pi、NAD+NADH+HO=COPNADCHOH1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶ADPCHOPCHOHCHOP3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ATP3-磷酸甘油醛甘油酸ADP丙酮酸ATPGlu
F-1,6-2ADPGluF-1,6-2ADPGluATPG-6-PADPF-6-PATP3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸PCOOHCOOH磷酸二3-磷酸CHOH羥丙酮甘油醛NADCHOP變位酶1,3-二磷酸甘油酸ADPCHOPCHOH2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸ATP3-磷酸甘油酸ADP丙酮酸ATP乳酸F-6-PATPADPF-1,6-2P
利用代謝底物分子內(nèi)的高能鍵,直接使ADP磷酸化生成ATP,這種產(chǎn)生ATP的方式稱為底物水平磷酸化磷酸二
O=CO
ADP ATP
COOHNAD1,3-二磷酸甘油酸ADP
CHOHCHO
磷酸甘油酸激酶
COHCHOP2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ADP丙酮酸
甘油酸乳酸 可逆反應(yīng)
3-磷酸甘油酸GluATPG-6-PGluATPG-6-PADPF-6-PATPADPF-1,6-2P⑼2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖酑OOHCOOH磷酸二3-磷酸羥丙酮甘油醛NADHCOPCO烯醇化酶P+HOCHOHCHNADH+H1,3-二磷酸甘油酸ADP2-磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ADP丙酮酸ATP乳酸F-1,6-2PGluATPG-6-PADPF-6-PATPADP⑽磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸COOHCOP磷酸二3-磷酸CHADPKMg丙酮酸激酶ATPCOOHC=OCH羥丙酮甘油醛NAD1,3-二磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ADP3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ATPADP不可逆反應(yīng)底物水平磷酸化丙酮酸ATP乳酸丙酮酸的去路缺氧丙酮酸的去路缺氧乳酸G→→2×丙酮酸有氧進(jìn)入線粒體繼續(xù)氧化F-1,6-2ADPGluATPG-6-PADPF-6-PATPCOOHCOOHPC=ONADH+H+CHNAD+CHOH磷酸二3-磷酸羥丙酮甘油醛NAD丙酮酸乳酸脫氫酶(LDH)CH1,3-二磷酸甘油酸乳酸ADP3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸ATPADP丙酮酸ATP乳酸的去路釋放入血,進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。分解利用、糖異生乳酸關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)糖酵解的代謝途徑關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)E1 G G-6-P F-6-P
F-1,6-2P酶激活劑抑制劑6酶激活劑抑制劑6磷酸果糖激酶-1AMP、ADP、1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖ATP(高濃度)、檸檬酸1,6-二磷酸果糖是該酶的正反饋激活劑2,6-二磷酸果糖是該酶最強(qiáng)的變構(gòu)激活劑丙酮酸激酶1,6-二磷酸果糖ATP、丙氨酸受共價修飾調(diào)節(jié)胰高血糖素可通過cAMP抑制丙酮酸激酶活性己糖激酶――6-磷酸葡萄糖、長鏈脂酰CoA有四種同工酶,肝細(xì)胞中的Ⅳ型稱為葡萄糖激酶磷酸二羥丙酮 3-磷酸甘油醛E1:己糖激酶E2:6-磷酸果糖激酶-1E3:丙酮酸激酶
NAD+NADH+H
NADNADH+H1,3-二磷酸甘油酸ADPATP3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸
ADP磷酸烯醇式丙酮酸E3E3:二氫硫辛酰胺脫氫酶E3:二氫硫辛酰胺脫氫酶PAGE16第三階段:三羧酸循環(huán)第三階段:三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)(TAC)也稱為檸檬酸循環(huán),這是因為循環(huán)反應(yīng)中的第一個中間產(chǎn)物是一個含三個羧基的檸檬酸。又稱為Krebs循環(huán)?!罘磻?yīng)部位:所有的反應(yīng)均在線粒體中進(jìn)行。糖酵解代謝小結(jié)反應(yīng)部位:胞漿三個關(guān)鍵酶催化三步不可逆反應(yīng)糖酵解代謝小結(jié)反應(yīng)部位:胞漿三個關(guān)鍵酶催化三步不可逆反應(yīng)葡萄糖 己糖激酶6-磷酸果糖6-磷酸果糖激酶-11,6-二磷酸果糖6-磷酸葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式:底物水平磷酸化凈生成ATP數(shù)量:從G開始2×2-2=2ATP從Gn開始2×2-1=3ATP二、有氧氧化的反應(yīng)過程第一階段:酵解途徑二、有氧氧化的反應(yīng)過程第一階段:酵解途徑第二階段:丙酮酸的氧化脫羧第三階段:三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化G(Gn)胞液 丙酮酸 乙酰CoA線粒體H2O[O]ADPNADH+HFADH2CO2第二階段:丙酮酸的氧化脫羧丙酮酸進(jìn)入線粒體,氧化脫羧為乙酰CoA??偡磻?yīng)式:NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體乙酰CoA丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組成酶 NE1:丙酮酸脫氫酶E2:二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶PAGE17PAGE17巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)定義:指有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。機(jī)制:有氧時,NADH+H進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化,丙酮酸進(jìn)入線粒體進(jìn)一步氧化而不生成乳酸;缺氧時,酵解途徑加強(qiáng),NADH+H在胞漿濃度升高,丙酮酸作為氫接受體生成乳酸。+檸檬酸合酶⑴+檸檬酸合酶⑴H2O HSCoA草酰乙酸乙酰CoA檸檬酸順烏頭酸酶⑵-酮戊二酸異檸檬酸脫氫酶⑶NADH+H+CO2NAD異檸檬酸-酮戊二酸α-酮戊二酸脫氫酶系⑷NADNADH+H+HSCoA +CO2琥珀酰CoAGDP+Pi⑸琥珀酰CoA合成酶HSCoA+GTP延胡索酸琥珀酸脫氫酶⑹FADH2 FAD琥珀酸延胡索酸酶⑺延胡索酸酶⑺延胡索酸H2O蘋果酸NAD蘋果酸脫氫酶NADH+H⑻草酰乙酸小結(jié):①三羧酸循環(huán):乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸,反復(fù)的進(jìn)行脫氫脫羧,又生成草酰乙酸,再重復(fù)循環(huán)反應(yīng)的過程。②TAC過程的反應(yīng)部位是線粒體。消耗一分子乙酰CoA;四次脫氫,三個關(guān)鍵酶,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。激活劑抑制劑附注丙酮酸脫氫酶復(fù)合體AMP、CoA、NAD、CaATP、乙酰CoA、NADH、脂肪酸乙酰CoA/HSCoA↑或NADH/NAD↑時,其活性也受到抑制檸檬酸合成酶--非調(diào)節(jié)點異檸檬酸脫氫酶ADP、CaATP主要調(diào)節(jié)點、反饋抑制α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體CaNADH、琥珀酰CoA反饋抑制5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖磷酸核酮糖5-磷酸核糖PAGE18階段反應(yīng)輔酶(特點)階段反應(yīng)輔酶(特點)ATP第一階段葡萄糖→葡糖-6-磷酸-1果糖-6-磷酸→果糖-1,6-二磷酸-13-磷酸甘油醛?1,3-二磷酸甘油酸NAD1.5/2.5×21,3-二磷酸甘油酸?3-磷酸甘油酸底物水平磷酸化1磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸底物水平磷酸化1第二階段丙酮酸→乙酰CoANAD2.5第三階段異檸檬酸→α-酮戊二酸NAD2.5α-酮戊二酸→琥珀酰CoANAD2.5琥珀酰CoA→琥珀酸底物水平磷酸化1琥珀酸→延胡索酸FAD1.5蘋果酸→草酰乙酸NAD2.5凈生成30或32糖酵解過程中產(chǎn)生的NADH+H如果經(jīng)蘋果酸穿梭機(jī)制,可以產(chǎn)生2.5個ATP,若經(jīng)磷酸甘油穿梭機(jī)制,則產(chǎn)生1.5個ATP分子。一分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化分解共生成10個ATP。若從丙酮酸脫氫開始計算,共產(chǎn)生12.5分子ATP。1mol的葡萄糖徹底氧化生成可凈生成30或32molATP??勺杂赏高^線粒體膜:丙酮酸、天冬氨酸、蘋果酸、檸檬酸、可自由透過線粒體膜:丙酮酸、天冬氨酸、蘋果酸、檸檬酸、α-磷酸甘油、鳥氨酸、谷氨酸、瓜氨酸、α-酮戊二酸、磷酸烯醇式丙酮酸、磷酸二羥丙酮。三、磷酸戊糖途徑1、定義磷酸戊糖途徑是指從糖酵解的中間產(chǎn)物葡糖-6-磷酸開始形成旁路,通過氧化、基團(tuán)轉(zhuǎn)移兩個階段最終生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛,返回糖酵解的代謝途徑。2、反應(yīng)過程可分為二個階段第一階段:氧化反應(yīng)生成磷酸戊糖,NADPH+H及CO2包括一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移。磷酸戊糖生成(部位:胞液)
P磷酸葡萄糖脫氫酶
P
NADPNADH+H
HO
G-6-P 5-磷酸核糖CO26-磷酸葡萄糖脫氫酶是此代謝途徑的關(guān)鍵酶。P P6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶NADPCO2
磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯
6-磷酸葡萄糖酸
兩次脫氫脫下的氫均由NADP接受生成NADPH+H。反應(yīng)生成的磷酸核糖是一個非常重要的中間產(chǎn)物。一分子G-6-P經(jīng)過反應(yīng),只能發(fā)生一次脫羧和二次脫氫反應(yīng),有氧氧化生成的ATPNADH+H有氧氧化生成的ATP
生成一分子
CO2和2分子NADPH+H。PAGE19PAGE19總反應(yīng)式:6-磷酸葡萄糖脫氫酶總反應(yīng)式:6-磷酸葡萄糖脫氫酶2×6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO23、磷酸戊糖途徑的生理意義為核苷酸的生成提供核糖提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)NADPH是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體NADPH參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)NADPH可維持谷胱甘肽(GSH)的還原性A AH22G-SH G-S-S-GNADPH+H+NADP+4、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)4、磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)NADPH對該酶有強(qiáng)烈抑制作用,因此葡萄糖-6-磷酸脫氫酶活性主要受NADPH/NADP比值的影響,比值升高則被抑制,降低則被激活。另外NADPH對該酶有強(qiáng)烈抑制作用。四、糖原的合成與分解1、糖原的結(jié)構(gòu)特點及其意義葡萄糖單元以α-1,4-糖苷鍵形成長鏈。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。尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)可看作“活性葡萄糖”,在體內(nèi)充作葡萄糖供體。2、糖原的合成定義糖原的合成指由葡萄糖合成糖原的過程。合成部位糖原合成途徑①葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖ATP ADP組織定位:主要在肝臟、肌肉細(xì)胞定位:胞漿
己糖激酶;葡萄糖激酶(肝)磷酸葡萄糖2020④糖原的合成糖原nUDPG糖原合酶糖原④糖原的合成糖原nUDPG糖原合酶糖原n+1UDPUDP核苷二磷酸激酶UTPADP3、糖原分解的反應(yīng)步驟(1)糖原的分解限速酶GnPiGn-11-磷酸葡萄糖(2)1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶磷酸葡萄糖(3)6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶(肝,腎)葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中,而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖(糖異生);而肌糖原不能分解成葡萄糖,只能進(jìn)行糖酵解或有氧氧化。②6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成②6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶1-磷酸葡萄糖尿苷③1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變成尿苷二磷酸葡萄糖P PPUTP尿苷1-磷酸葡萄糖UDPG焦磷酸化酶PPi尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原合成糖原分解部位肝臟、肌肉肝臟、肌肉關(guān)鍵酶有活性的糖原合酶a(去磷酸化形式)磷酸化酶a(磷酸化形式)無活性的糖原合酶b(磷酸化形式)磷酸化酶b(去磷酸化形式)作用部位α-1,4-糖苷鍵、α-1,6-糖苷鍵能量消耗增加一個糖分子,消耗2個ATP不需要生理作用能量的儲備維持血糖(肝)酵解供能(肌肉)PAGE21PAGE21五、糖異生1、部位五、糖異生1、部位主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體。2、原料主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。3、糖異生途徑糖異生途徑指從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程。過程:糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的;酵解途徑中有3個由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時,須由另外的反應(yīng)和酶代替。(1(1)丙酮酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸ATP ADP+Pi草酰乙酸GTPGDP②CO2PEPCO2 ①①丙酮酸羧化酶,輔酶為生物素(反應(yīng)在線粒體)②磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(反應(yīng)在線粒體、胞液)(2)1,6-雙磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖Pi
4、糖異生的生理意義1)肝內(nèi)糖異生①空腹或饑餓時肝臟可將非糖物質(zhì))經(jīng)糖異生途徑生成葡萄糖,以維持
果糖二磷酸酶-1
6-磷酸果糖
血糖濃度的恒定;②通過糖異生作用,可以補(bǔ)充糖原儲備。2)腎糖異生增強(qiáng)有利于維持酸堿平衡Pi
谷氨酰胺 谷氨酸 -酮戊二酸H2O NH3 NH36-磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶
+H+NH4+
糖異生生理意義:避免損失乳酸。防止乳酸堆積引起酸中毒。生理意義:避免損失乳酸。防止乳酸堆積引起酸中毒。2分子乳酸異生成葡萄糖需消耗6分子ATP。第二章脂質(zhì)代謝第二章脂質(zhì)代謝5、乳酸循環(huán)(5、乳酸循環(huán)(Cori循環(huán))肌收縮通過糖酵解生成乳酸。乳酸通過細(xì)胞膜彌散進(jìn)入血液后入肝,在肝內(nèi)異生為葡萄糖。葡萄糖釋入血液后又被肌攝取。葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖丙酮酸NADH乳NAD酸肝乳酸血液丙酮酸NADHNAD乳酸肌肉酵解途徑糖異生途徑
第一節(jié)脂肪酸的分解過程一、脂肪動員是甘油三酯分解的起始步驟。1、定義:脂肪動員是指儲存在脂肪細(xì)胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解為游離脂酸及甘油并釋放入血供其它組織氧化利用的過程。====2、脂肪動員關(guān)鍵酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶2、脂肪動員關(guān)鍵酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)。3、脂解激素能促進(jìn)脂肪動員的激素,如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTHTSH等。4、抗脂解激素抑制脂肪動員,如胰島素、前列腺素E2、煙酸等。二、脂肪酸的-氧化除了腦組織外,大多數(shù)組織均能氧化脂酸,但以肝及肌最活躍。步驟:脂酸的活化——脂酰CoA的生成脂酰CoA進(jìn)入線粒體脂酸的-氧化脂酸氧化的能量生成22、脂酰CoA經(jīng)肉堿轉(zhuǎn)運進(jìn)入線粒體,是脂酸β-氧化的主要限速步驟肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是脂酸β-氧化的限速酶。(一(一脂肪酸β氧化1.脂酸的活化--脂酰CoA的生成(在胞液中進(jìn)行)CoA合成酶AMPPPi脂酰CoA合成酶存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上。反應(yīng)不可逆,消耗2個~PORCH2CH2C~SCoA脂酰~SCoAORCH2CH2C-OH脂肪酸OFADFADHOFADFADHβORCHCHC~SCoA脂酰CoA脫氫酶RCHCHC~SCoAβαα脂酰CoA①脫氫反△烯?!飨oA水化酶β αHO②加水ORCHOHCHC~SCoALβ羥脂酰CoA乙酰CoACHCO~SCoAORC~SCoA脂酰CoALβ羥脂酰CoA脫氫酶HSCoAβαNAD③再脫氫NADH+HORCOCHC~SCoAβ-酮脂酰CoA硫解酶 β-酮脂酰CoA④硫解(二)脂酸氧化是體內(nèi)能量的重要來源--以(二)脂酸氧化是體內(nèi)能量的重要來源--以16碳軟脂酸的氧化為例活化:消耗2個高能磷酸鍵β-氧化:每輪循環(huán)四個重復(fù)步驟:脫氫、加水、再脫氫、硫解產(chǎn)物:1分子乙酰CoA1分子少兩個碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H1分子FADH2琥珀酸氧化呼吸鏈軟脂酸 軟脂酰Co 8乙酰CoA+7FADH+7NADH+7H活化β-氧化-2A7次TACNADH氧化呼吸鏈7輪循環(huán)產(chǎn)物:8分子乙酰CoA、7分子NADH+H、7分子FADH能量計算:生成ATP8×107×2.57×1.5108凈生成ATP1082106第二節(jié)脂肪酸的合成一、軟脂酸的合成第二節(jié)脂肪酸的合成一、軟脂酸的合成1.合成部位組織:肝(主要)、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織亞細(xì)胞:胞液:主要合成16碳的軟脂酸(棕櫚酸)肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng):碳鏈延長2.合成原料乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn(1)乙酰CoA的主要來源:Glu(主要)乙酰CoA氨基酸乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生,通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體。(2)NADPH的來源磷酸戊糖途徑(主要來源)胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應(yīng)檸檬酸-丙酮酸循環(huán) 3.脂酸合成酶系及反應(yīng)過程線粒體膜胞液 線粒體膜
(1)丙二酰CoA的合成+丙酮酸
丙酮酸
乙酰CoANADPH+HCONADP+ 蘋果酸酶蘋果酸草酰乙酸AMPPPi ATP檸檬酸裂解酶
蘋果酸檸檬酸合酶
CO2
H2O
胰高血糖素胰島素胰高血糖素胰島素ATP乙酰CoA+HCO3-+H+MnADP+Pi乙酰CoA羧化酶(生物素)丙二酰CoA檸檬酸、異檸檬酸長鏈脂酰CoAATPCoA
檸檬酸
CoA
生物素,Mn
是其激活劑。其活性受別構(gòu)調(diào)節(jié)和磷酸化、去磷酸化修飾調(diào)節(jié)。(2)脂酸合成(2)脂酸合成從乙酰CoA及丙二酰CoA合成長鏈脂酸,1分子乙酰CoA先后與7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重復(fù)進(jìn)行縮合、還2個碳原子。各種生物合成脂酸的過程基本相似。軟脂酸合成的總反應(yīng):CH3COSCoA++14NADPH+H++7CO2+6H2O+8HSCoA+內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體長鏈脂酸的前體軟脂酰CoA軟脂酰CoA二碳單位的供體丙二酰CoA乙酰CoA酰基載體HSCoAHSCoA終產(chǎn)物18C~24C24C~26C脂酸的分解(β-氧化)脂酸的合成合成部位腦組織外的所有組織,先胞液,后線粒體肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪組織的胞液中主要代謝原料脂肪酸乙酰CoA主要代謝過程第一步:脂肪酸的跨膜運輸?shù)诙剑褐舅岬摩卵趸谝徊剑罕oA的合成第二步:脂酸合成關(guān)鍵酶肉堿脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶I乙酰CoA羧化酶所需的還原當(dāng)量FAD、NAD+NADPH重要的中間產(chǎn)物乙酰CoA丙二酸單酰CoA二、脂酸碳鏈的延長脂酸分解與脂酸合成的比較第三節(jié):酮體的生成、利用和意義二、脂酸碳鏈的延長脂酸分解與脂酸合成的比較
酮體在肝細(xì)胞中生成HSCoA2CHSCoA2CHCOSCoA硫解酶 CHCOCHCOSCoA乙酰CoA乙酰乙酰CoACH3COSCoAHMGCoA合酶HSCoAOH乙酰CoAHOOCCH-C-CHCOSCoA裂解酶NADH+H+CHHMG-CoACHCOCHCOOH乙酰乙酸COCHCOCH丙酮β羥丁酸脫氫酶NAD+ 酮體CHCHOHCHCOOHβ羥丁酸代謝定位:生成:肝細(xì)胞線粒體;利用:肝外組織(心、腎、腦、骨骼肌等)線粒體。(心磷脂)(心磷脂)PAGE26第四節(jié)磷脂的合成和分解一、磷脂定義:含磷酸的脂類稱磷酯。分類:甘油磷脂:由甘油構(gòu)成的磷酯(體內(nèi)含量最多)第四節(jié)磷脂的合成和分解一、磷脂定義:含磷酸的脂類稱磷酯。分類:甘油磷脂:由甘油構(gòu)成的磷酯(體內(nèi)含量最多)鞘磷脂:由鞘氨醇構(gòu)成的磷脂F(xiàn)APiXFAPiXX指與磷酸羥基相連的取代基,包括膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。二、甘油磷脂的分類甘油取代基甘油磷脂名稱中間產(chǎn)物水磷脂酸3-磷酸甘油膽堿磷脂酰膽堿(卵磷脂)1,2-甘油二酯乙醇胺磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)1,2-甘油二酯甘油磷脂酰甘油絲氨酸磷脂酰絲胺酸CDP-甘油二酯磷脂酰甘油二磷脂酰甘油(心磷脂)CDP-甘油二酯肌醇磷脂酰肌醇CDP-甘油二酯(一)甘油磷脂的合成(一)甘油磷脂的合成合成部位全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng),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G3-磷酸G3-磷酸甘油 磷脂酸CTPPPiCDP甘油二酯肌醇 絲氨酸 磷脂酰甘油CMP CMP CMP磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸二磷脂酰甘油酶作用部位產(chǎn) 物磷脂酶A2甘油磷脂分子中2位酯鍵溶血磷脂1+多不飽和脂酸磷脂酶A1甘油磷脂分子中1位酯鍵溶血磷脂2+脂酸磷脂酶B1溶血磷脂1位酯鍵甘油磷酸膽堿磷脂酶B2溶血磷脂2位酯鍵甘油磷酸膽堿磷脂酶C甘油磷脂分子中磷酯鍵甘油二酯+磷酸膽堿(乙醇胺)磷脂酶D磷酸取代基間酯鍵含氮堿(二)甘油磷脂的降解PAGE27PAGE27甘油磷脂的降解過程(PLA)甘油磷脂的降解過程(PLA)O CHOHPLA1RC-O-CH OOO CHO-C-RPLB2R2C-O-CHOCH2O-P-O—XOHPLB1OPLA2 OHCHO-C-RHO-CH OCH2O-P-O—XOHPLCPLD第五節(jié):膽固醇代謝一、膽固醇的合成(一)合成部位1、組織定位除成年動物腦組織及成熟紅細(xì)胞外,幾乎全身各組織均可合成,以肝、小腸為主。2、細(xì)胞定位胞液、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(二)合成原料1(二)合成原料1分子膽固醇18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H)葡萄糖有氧氧化磷酸戊糖途徑乙酰CoA通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體(三)合成基本過程1.甲羥戊酸的合成的限速酶(四)膽固醇合成的調(diào)節(jié)饑餓胰高血糖素饑餓胰高血糖素HMGCoAHMGCoA還原酶MVA膽固醇飽食胰島素甲狀腺素膽汁酸膽固醇的合成快慢PAGE28快慢PAGE28限速酶——HMG-CoA還原酶限速酶——HMG-CoA還原酶酶的活性具有晝夜節(jié)律性(午夜最高,中午最低)可被磷酸化而失活,脫磷酸可恢復(fù)活性受膽固醇的反饋抑制作用胰島素、甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMG-COA還原酶的合成二、體內(nèi)膽固醇的轉(zhuǎn)化膽固醇的母核——環(huán)戊烷多氫菲在體內(nèi)不能被降解,但側(cè)鏈可被氧化、還原或降解,實現(xiàn)膽固醇的轉(zhuǎn)化。(一)膽固醇可轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼崮懝檀荚谠诟渭?xì)胞中轉(zhuǎn)化成膽汁酸,隨膽汁經(jīng)膽管排入十二指腸,是體內(nèi)代謝的主要去路。器官合成的類固醇激素器官合成的類固醇激素腎上腺 皮質(zhì)球狀帶 皮質(zhì)束狀帶 皮質(zhì)網(wǎng)狀帶醛固酮 皮質(zhì)醇 雄激素睪丸間質(zhì)細(xì)胞睪丸酮卵巢卵泡內(nèi)膜細(xì)胞雌二醇、孕酮黃體膽固醇(皮膚)7脫氫膽固醇紫外線VD 25羥化酶3(肝微粒體)25-OH-D1α羥化酶3(腎線粒體)1,25-(OH)-D23(活性VitD)(三)膽固醇可轉(zhuǎn)化為維生素D3的前體7-脫氫膽固醇(二)膽固醇可轉(zhuǎn)化為類固醇激素第六節(jié)血漿脂蛋白代謝(二)膽固醇可轉(zhuǎn)化為類固醇激素一、血漿脂蛋白的分類和組成血脂與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合,以脂蛋白形式而運輸。(一)血漿脂蛋白的分類
超速離心法:CM、VLDL、LDL、HDL(CM)極低密度脂蛋白(VLDL)低密度脂蛋白(LDL)電泳法
CM 前 ?高密度脂蛋白(HDL)PAGE29PAGE29CMVLDLLDLCMVLDLLDLHDL組成脂類含TG最多,80~90%含TG50~70%含膽固醇最多,40~50%含脂類50%蛋白質(zhì)最少,1%5~10%20~25%最多,約50%載脂蛋白組成apoB48、EAⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢ、CⅢEapoB100AⅠ、AⅡ血漿脂蛋白的組成特點:CM含甘油三酯最多,其次是VLDL;LDL含膽固醇及膽固醇酯最多,其次是HDL、VLDL;HDL含蛋白質(zhì)最多。二、載脂蛋白血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分稱載脂蛋白(二、載脂蛋白血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分稱載脂蛋白(apo)?!罘N類(20多種)apoA:AⅠ、AⅡ、A、AVapoB:B100、B48apoC:CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣapoDapoE四、血漿脂蛋白代謝(一)乳糜微粒(CM)的代謝1.來源:由小腸粘膜細(xì)胞合成,經(jīng)淋巴入血。小腸合成的TG和合成及吸收的磷脂、膽固醇+apoB48AⅠ、AⅡ、AⅣCM的生理功能:運輸外源性TG及膽固醇酯。代謝: (二)極低密度脂蛋白VLDL的代謝1.來源:主要由肝細(xì)胞合成,分泌入血,少量來自小腸。(二)血漿脂蛋白的組成肝細(xì)胞合成的TG(二)血漿脂蛋白的組成磷脂、膽固醇及其酯
apoB100、E泛醌不包含在上述四種復(fù)合體中。PAGE30泛醌不包含在上述四種復(fù)合體中。PAGE30內(nèi)源性VLDL的代謝內(nèi)源性VLDL的代謝2.功能:是血中內(nèi)源性TG及膽固醇的運輸形式。(三)低密度脂蛋白LDL的代謝來源:在血漿中由VLDL轉(zhuǎn)變而來。功能:是血中內(nèi)源性膽固醇的運輸形式。(四)高密度脂蛋白HDL(四)高密度脂蛋白HDL的代謝1、來源:主要由肝細(xì)胞合成,小腸也可少量合成。血漿中CM、VLDL脂解過程中所釋放的磷脂、膽固醇及apo也可產(chǎn)生新生的HDL。2、功能:將膽固醇從肝外組織轉(zhuǎn)運到肝進(jìn)行代謝(逆向轉(zhuǎn)運)。第三章:生物氧化4H各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置4H4H各復(fù)合體在線粒體內(nèi)膜中的位置4H2H胞液側(cè)QH2QⅢ線粒體內(nèi)膜Ⅳ基質(zhì)側(cè)ⅠⅡ1/2O+2H+HONADH+HNAD2H4H琥珀酸 延胡索酸復(fù)合體酶名稱功能輔基含結(jié)合位點復(fù)合體ⅠNADH-泛醌還原酶FMN,F(xiàn)e-S基質(zhì)側(cè))脂質(zhì)核心)復(fù)合體Ⅱ-泛醌還原酶FAD,F(xiàn)e-S琥珀酸(基質(zhì)側(cè))CoQ(脂質(zhì)核心)復(fù)合體Ⅲ-細(xì)胞色素C還原酶血紅素b,b,c,Fe-SCytc(膜間隙側(cè))復(fù)合體Ⅳ細(xì)胞色素C氧化酶血紅素a,a3,Cu,CuCytc(膜間隙側(cè))PAGE31PAGE311、復(fù)合體Ⅰ1、復(fù)合體Ⅰ作用是將NADH+H+中的電子傳遞給泛醌復(fù)合體Ⅰ又稱NADH-泛醌還原酶。電子傳遞:NADH→FMN→Fe-S→CoQ每傳遞2個電子可將4個H從內(nèi)膜基質(zhì)側(cè)泵到胞漿側(cè),復(fù)合體Ⅰ有質(zhì)子泵功能。2、復(fù)合體Ⅱ功能是將電子從琥珀酸傳遞到泛醌。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。電子傳遞:琥珀酸→FAD→幾種Fe-S→CoQ復(fù)合體Ⅱ沒有H+泵的功能。3、復(fù)合體Ⅲ功能是將電子從還原型泛醌傳遞給細(xì)胞色素3、復(fù)合體Ⅲ功能是將電子從還原型泛醌傳遞給細(xì)胞色素c。又叫泛醌-細(xì)胞色素C還原酶,細(xì)胞色素b-c1復(fù)合體。泛醌從復(fù)合體Ⅰ、Ⅱ募集還原當(dāng)量和電子并穿梭傳遞到復(fù)合體Ⅲ。電子傳遞過程:CoQH2→(CytbL→CytbH)→Fe-S→Cytc1→CytcCytc是呼吸鏈唯一水溶性球狀蛋白,不包含在復(fù)合體中。將獲得的電子傳遞到復(fù)合體Ⅳ。4、復(fù)合體Ⅳ將電子從細(xì)胞色素C傳遞給氧又稱細(xì)胞色素C氧化酶。電子傳遞:Cytc→CuA→Cyta→Cyta3–CuB→O2
二、氧化呼吸鏈1、NADH氧化呼吸鏈NADH→復(fù)合體Ⅰ→Q→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O22、琥珀酸氧化呼吸鏈琥珀酸→復(fù)合體Ⅱ→Q→復(fù)合體Ⅲ→Cytc→復(fù)合體Ⅳ→O2(Fe-S)FMNCyta3–CuB形成活性雙核中心,將電子傳遞給O2。每2個電子傳遞過程使2個H+(Fe-S)FMN
Cytb→CytCytb→Cytc→CytcCytaa3
FADH2氧化呼吸鏈(Fe-S)FAD(Fe-S)FAD
CoQ O2三、氧化磷酸化氧化磷酸化在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)三、氧化磷酸化氧化磷酸化在呼吸鏈電子傳遞過程中偶聯(lián)ADP磷酸化,生成ATP,又稱為偶聯(lián)磷酸化。底物水平磷酸化代謝物中的能量直接轉(zhuǎn)移給ADP(GDP)磷酸化生成ATP(GTP)的過程。不經(jīng)電子傳遞。1、氧化磷酸化偶聯(lián)部位琥珀酸NADHFAD(Fe-S)FMN(Fe-S)Cytaa3 O2ATPATPATP化學(xué)滲透示意圖及各種抑制劑對電子傳遞鏈的影響復(fù)合體化學(xué)滲透示意圖及各種抑制劑對電子傳遞鏈的影響復(fù)合體抑制劑:CN-、N3-緊密結(jié)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(jié)合,阻斷電子傳遞給O2。2、解偶聯(lián)劑破壞電子傳遞建立的跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度解偶聯(lián)劑可使氧化與磷酸化的偶聯(lián)相互分離,破壞電子傳遞過程建
解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制(棕色脂肪組織線粒體)熱能立的跨內(nèi)膜的質(zhì)子電化學(xué)梯度,使電化學(xué)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(DNP);解偶聯(lián)蛋白(UCP1)。
胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)
CytcQ
蛋白ADP+PiATPPAGE33PAGE333、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ADP3、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、二環(huán)己基碳二亞胺(DCCP)可抑制ATP合酶活性。線粒體內(nèi)膜兩側(cè)質(zhì)子電化學(xué)梯度增高影響呼吸鏈質(zhì)子泵的功能,繼而抑制電子傳遞。寡霉素可阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流,抑制ATP生成。寡霉素ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖ATP合酶結(jié)構(gòu)組成ATP合酶結(jié)構(gòu)組成F0:疏水部分鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中,形成跨內(nèi)膜質(zhì)F1:親水部分線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)顆粒狀突起,催化ATP合成。四、胞漿中NADH的氧化但胞漿中的NADH不能自由通過線粒體內(nèi)膜。腦和骨骼肌中的NADH主要通過α-磷酸甘油機(jī)制穿梭,生成1.5個ATP;肝臟和心臟中的NADH主要通過蘋果酸-天冬氨酸穿梭,生成2.5個ATP。1、α-磷酸甘油穿梭主要存在于腦和骨骼肌中 2、蘋果酸-天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中PAGE34PAGE34ATP是生命活動中能量的直接供體。ATP由腺嘌呤、核糖和三分子磷酸組成,三分子磷酸之間構(gòu)成二個磷酸酐鍵。常見的高能化合物:①磷酸烯醇式丙酮酸、氨基甲酰磷酸、1,3-二磷酸甘油酸、磷酸肌酸;②NTP和NDP(N可為A、G、C、T、U);③乙酰CoA、脂酰CoA、琥珀酰CoA;④焦磷酸、l-磷酸葡萄糖等。1999X144.下列哪些化合物屬于高能磷酸化合物?1999X144.下列哪些化合物屬于高能磷酸化合物?A.1,6二磷酸果糖B.磷酸烯醇式丙酮酸C.三磷酸肌醇D.磷酸肌酸第四章:氨基酸代謝第一節(jié)氨基酸的一般代謝一、真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條重要途徑1、蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP-非依賴途徑被降解不依賴ATP和泛素;利用溶酶體中的組織蛋白酶降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽蛋白質(zhì)。
2、蛋白質(zhì)在蛋白酶體通過ATP-依賴途徑被降解依賴ATP和泛素降解異常蛋白和短壽蛋白質(zhì)泛素76個氨基酸組成的多肽(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一級結(jié)構(gòu)高度保守泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程:泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價連接,并使其激活,泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程:泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價連接,并使其激活,即泛素化,包括三種酶參與的3步反應(yīng),并需消耗ATP。蛋白酶體對泛素化蛋白質(zhì)的降解。泛素化過程OUB CATPAMP+PPiO-+HS-E1UBOCSE1OCOCHS-E2 HS-E1UBSE1UBOCSE2UBSE2PrHS-E2UBEOCNH3PrUB:泛素E1:泛素激活酶E3:泛素蛋白連接酶E2:泛素結(jié)合酶Pr:被降解蛋白質(zhì)二、外源性氨基酸與內(nèi)源性氨基酸組成氨基酸代謝庫三、聯(lián)合脫氨基作用二、外源性氨基酸與內(nèi)源性氨基酸組成氨基酸代謝庫三、聯(lián)合脫氨基作用(一)轉(zhuǎn)氨基作用在轉(zhuǎn)氨酶的作用下,某一氨基酸去掉α-氨基生成相應(yīng)的α-酮酸,而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應(yīng)的氨基酸的過程。1、反應(yīng)式大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用,但甘氨酸、羥脯氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、脯氨酸除外。
2、各種轉(zhuǎn)氨酶都具有相同的輔酶轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸 磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨酶α-酮酸 磷酸吡哆胺
谷氨酸α-酮戊二酸PAGEPAGE36肌肉肌肉肌肉肌肉氨基酸NH3谷氨酸葡萄糖血液葡萄糖肝葡萄糖尿素糖異生丙酮酸丙氨酸尿素循環(huán)NH3谷氨酸α-酮戊二酸二酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循環(huán)糖酵解途徑(二)L-谷氨酸通過L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基NAD(P)H+H(二)L-谷氨酸通過L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基NAD(P)H+HHONHNAD(P)L-谷氨酸α-酮戊二酸催化酶:L-谷氨酸脫氫酶存在于肝、腦、腎中NAD或NADPGTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑+將轉(zhuǎn)氨基作用與L-谷氨酸氧化脫氨基作用結(jié)合進(jìn)行稱為聯(lián)合脫氨基作用;它是體內(nèi)各種氨基酸脫氨基的主要方式。氨基酸轉(zhuǎn)氨酶α-酮酸α-酮戊二酸NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸HO+NAD+2此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式,也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎和腦組織進(jìn)行。(三)氨基酸通過氨基酸氧化酶脫去氨基第二節(jié)氨的來源與去路(三)氨基酸通過氨基酸氧化酶脫去氨基第二節(jié)氨的來源與去路一、氨的來源與去路二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運(一)通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)氨從肌肉運往肝生理意義肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸?shù)礁巍8螢榧∪馓峁┢咸烟?。環(huán)(二)通過谷氨酰胺氨從腦和肌肉等組織運往肝或腎反應(yīng)過程ATP(二)通過谷氨酰胺氨從腦和肌肉等組織運往肝或腎反應(yīng)過程ATP谷氨酸+NH3谷氨酰胺合成酶ADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺+H2O谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物,也是氨的儲存及運輸形式。三、尿素是氨的主要去路(一)Krebs提出尿素是通過鳥氨酸循環(huán)合成尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出,稱為鳥氨酸循環(huán),又稱尿素循環(huán)或Krebs-Henseleit循環(huán)。1、1、NH3、CO2和ATP縮合生成氨基甲酰磷酸反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶ⅠO(N-乙酰谷氨酸,Mg)H2NCO~PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應(yīng)由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-Ⅰ)催化N-乙酰谷氨酸為其激活劑,反應(yīng)消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)COOHCH3C-NH-CHO (CH)COOH鳥氨鳥氨酸循反應(yīng)小結(jié):原料:2分子氨,一個來自于游離氨,另一個來自天冬氨酸。過程:通過鳥氨酸循環(huán),先在線粒體中進(jìn)行,再在胞液中進(jìn)行。耗能:3個ATP,4個高能磷酸鍵。4.4.脫羧基作用可產(chǎn)生多胺類物質(zhì)鳥氨酸鳥氨酸脫羧酶腐胺COS-腺苷甲硫氨酸(SAM)SAM脫羧酶脫羧基SAMCO5'-甲基-硫-腺苷精胺丙胺轉(zhuǎn)移酶精脒多胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長的重要物質(zhì)。丙胺轉(zhuǎn)移酶第三節(jié)個別氨基酸的代謝一、脫羧基作用產(chǎn)生特殊的胺類化合物脫羧基作用:第三節(jié)個別氨基酸的代謝一、脫羧基作用產(chǎn)生特殊的胺類化合物脫羧基作用:氨基酸脫羧酶氨基酸磷酸吡哆醛RCH2NH2+CO2胺類1.谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成γ-氨基丁酸(GABA)COOHL-谷氨酸脫羧酶COOH(CH)(CH)CHNHCO2CHNHCOOHL-谷氨酸GABAGABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì),對中樞神經(jīng)有抑制作用。2.組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成組胺2.組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成組胺HNNNH2L-組氨酸組氨酸脫羧酶HNNCH2CH2NH2CO2組胺組胺是強(qiáng)烈的血管舒張劑,可增加毛細(xì)血管的通透性,還可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。3.色氨酸經(jīng)5-羥色胺酸生成5-羥色胺(5-HT)5-HT脫羧酶色氨酸5-羥色氨酸5-HT5-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)起,抑制作用;在外周組織有收縮血管的作用。二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生一碳單位二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生一碳單位(一)四氫葉酸作為一碳單位的運載體參與一碳單位代謝一碳單位的種類:甲基 -CH3甲烯基 =CH2甲炔基 CH≡甲?;?-CHO亞胺甲基 -CH=NHPAGE39PAGE39四氫葉酸的結(jié)構(gòu):FH4四氫葉酸的結(jié)構(gòu):FH4的生成:FFH還原酶FHFH還原酶NADPH+HNADPNADPH+HFHNADP一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色胺酸的分解代謝絲氨酸甘氨酸組氨酸色氨酸N—CH=NH—FH4N—CHO—FH4(二)一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成N(二)一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成N10-CHO-FH4與N5,N10=CH-FH4分別為嘌呤合成提供C2與C8,N5,N10-CH2-FH4為胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來。三、含硫氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的含硫氨基酸半胱氨酸胱氨酸甲硫氨酸(一)甲硫氨酸參與甲基轉(zhuǎn)移 的直接供體腺苷轉(zhuǎn)移酶+PPi+Pi
RH R—CH3 腺苷甲基轉(zhuǎn)移酶甲硫氨酸 ATP S—腺苷甲硫氨酸(SAM)
SAM S—腺苷同型半胱氨酸
同型半胱氨酸甲硫氨酸循環(huán)ATPFH甲硫氨酸循環(huán)ATPFH(VitB)PPi+PiN—CH—FHN—CH—FH轉(zhuǎn)甲基酶同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷RHHOS-腺苷同型半胱氨酸R-CH甲硫氨酸(二)甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基肌酸和磷酸肌酸是能量儲存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒∷?。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物為肌酸酐。(三)半胱氨酸代謝可產(chǎn)生多種重要的生理活性物質(zhì)(三)半胱氨酸代謝可產(chǎn)生多種重要的生理活性物質(zhì)1、半胱氨酸與胱氨酸可以互變CH2SH2CHNH2COOH-2H+2HCH2 SSCH2CHNH2 CHNH2COOH COOH2、半胱氨酸可轉(zhuǎn)變成牛磺酸CH2SHCH-NH2
CH2SO3H
3、半胱氨酸可生成活性硫酸根SO42-+ATP AMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3-POH-AMP-SO-CH-NH
32 3COOH L-半胱氨酸 牛黃酸?;撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一。
(3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸,PAPS)PAPS為活性硫酸根,是體內(nèi)硫酸基的供體。PAGE41PAGE41四、芳香族氨基酸代謝產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)芳香族氨基酸苯丙氨酸四、芳香族氨基酸代謝產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸1、苯丙氨酸羥化生成酪氨酸苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤+O2NADP+苯丙氨酸二氫生物蝶呤+H2ONADPH+H+酪氨酸此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑。苯丙酮尿癥體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷,苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?,苯丙酮尿癥體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷,苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?,苯丙氨酸?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等,并從尿中排出的一種遺傳代謝病。2、酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影泛秃谏鼗驈氐籽趸纸夂谏氐纳删酆虾谏貎翰璺影返纳?/p>
人體缺乏酪氨酸酶,黑色素合成障礙,皮膚、毛發(fā)等發(fā)白,稱為白化病。酪氨酸的分解代謝體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時,尿黑酸分解受阻,酪氨酸的分解代謝體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時,尿黑酸分解受阻,可出現(xiàn)尿黑酸尿癥。第五章核苷酸代謝第一節(jié)嘌呤核苷酸的合成與分解一、嘌呤核苷酸的合成途徑第一節(jié)嘌呤核苷酸的合成與分解一、嘌呤核苷酸的合成途徑從頭合成途徑:利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料,經(jīng)過一系列酶促反應(yīng),合成嘌呤核苷酸。補(bǔ)救合成途徑:利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷,經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程,合成嘌呤核苷酸。CO2甘氨酸甲酰基)甲?;?一碳單位谷氨酰胺酰胺基)IMP生成總反應(yīng)過程2、從頭合成的過程IMP的合成AMP和GMP的生成代謝產(chǎn)物PAGE43代謝產(chǎn)物PAGE43AMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMPAMP和GMP的生成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶從頭合成特點:嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。IMP的合成需5個ATP,6個高能磷酸鍵。AMP或GMP的合成又消耗1個ATP。參與補(bǔ)救合成的酶參與補(bǔ)救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)腺苷激酶合成過程腺嘌呤+PRPP次黃嘌呤+PRPPAPRTAMP+PPiIMP+PPi鳥嘌呤+PRPP腺嘌呤核苷腺苷激酶GMP+PPiAMPATP ADP二、嘌呤核苷酸的分解代謝 痛風(fēng)癥的治療機(jī)制AMPGMP
HG
X(黃嘌呤)黃嘌呤氧化酶嘌呤堿的最終功能尿素合成嘧啶合成PAGE44功能尿素合成嘧啶合成PAGE44氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶I、II的區(qū)別CPS-ICPS-II分布氮源變構(gòu)激活劑肝細(xì)胞線粒體中氨N乙酰谷氨酸胞液(所有細(xì)胞)谷氨酰胺無三、嘌呤核苷酸循環(huán)氨基酸α-三、嘌呤核苷酸循環(huán)氨基酸α-酮戊二酸腺苷酸代琥珀酸合成酶NH天冬氨酸腺苷酸脫氨酶HO轉(zhuǎn)氨酶1次黃嘌呤核苷酸(IMP)α-酮酸轉(zhuǎn)氨酶2谷氨酸腺苷酸代琥珀酸草酰乙酸腺嘌呤核苷酸(AMP)延胡索酸蘋果酸第二節(jié)嘧啶核苷酸的合成與分解一、嘧啶核苷酸的合成途徑(一)嘧啶核苷酸的從頭合成(比嘌呤核苷酸簡單)合成部位:主要是胞液合成原料:谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸嘧啶合成的元素來源嘧啶合成的元素來源天冬氨酸合成過程HCO3-氨基甲酰磷 2ATP酸合成酶II2ADP+PiPAGE45PAGE45第三篇基因信息的傳遞(9-12題)第三篇基因信息的傳遞(9-12題)(二)嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成PRPP(二)嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成PRPP嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿苷激酶UMP+ADP胸苷激酶TMP+ADP(三)嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)抗代謝物類似物抗代謝物類似物作用機(jī)制5-氟尿嘧啶(5-FU)胸腺嘧啶5-FU在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)?-氟尿嘧啶核苷酸,后者可抑制胸腺嘧啶核苷酸合成,干擾胸苷酸的合成6-巰基嘌呤(6MP)IMP①抑制IMP→AMP、GMP;②阻斷補(bǔ)救合成途徑;③阻斷從頭合成途徑阿糖胞苷核苷抑制CDP的還原氨甲蝶呤(MTX)葉酸競爭二氫葉酸還原酶,抑制嘌呤核苷酸的合成氮雜絲氨酸谷氨酰胺干擾谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用別嘌呤醇次黃嘌呤抑制黃嘌呤氧化酶二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸核苷酸酶核苷PPi1-磷酸核糖核苷磷酸化酶嘧啶堿大綱要求1.DNA的合成2.DNA損傷與修復(fù)3.RNA的合成4.蛋白質(zhì)的生物合成5.基因表達(dá)調(diào)控母鏈DNAPAGE46母鏈DNAPAGE46第一章:DNA的合成第一章:DNA的合成中心法則包括:DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和反(逆)轉(zhuǎn)錄。第一節(jié):DNA第一節(jié):DNA的復(fù)制一、復(fù)制的基本規(guī)律復(fù)制的方式——半保留復(fù)制雙向復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制1、半保留復(fù)制DNA生物合成時,母鏈DNA解開為兩股單鏈,各自作為模板按堿基配對規(guī)律,合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA,一股單鏈從親代完整地接受過來,另一股單鏈則完全從新合成。兩個子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。ATGCGCTAATCGTA C GGC C GCG A TCG C GAT T ACG G CTA G C
AT ATGC GCGC GCTA TAAT ATCG + CGTA TAGC GCCG CGCG CGAT ATCG CGTA TA
2、DNA復(fù)制從起始點向兩個方向延伸形成雙向復(fù)制原核生物復(fù)制時,DNA從起始點向兩個方向解鏈,形成兩個延伸方向相反的復(fù)制叉,稱為雙向復(fù)制。GCGC 復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉
GC GCGC子代DNAGCPAGE47PAGE47 33、DNA一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈方向相反導(dǎo)致半不連續(xù)復(fù)制順著解鏈方向生成的子鏈,復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的,這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈。另一股鏈因為復(fù)制的方向與解鏈方向相反,不能順著解鏈方向連續(xù)延長,這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為隨從鏈。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段。領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制,就是復(fù)制的半不連續(xù)性。二、DNA二、DNA復(fù)制的特點復(fù)制的酶DNA依賴的DNA聚合酶。合成原料dNTP(即dATP、dGTP、dCTP和dTTP)。模板以DNA的兩條鏈為模板鏈,合成子代DNA。合成方向由5’→3’方向合成3’-5’磷酸二酯鍵。引物DNA的合成需要一段RNA鏈作為引物,提供3’-OH末端使dNTP可以依次聚合。引物酶此酶以D
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