生物化学资料：生化重点

蛋白质化学蛋白质的结构单位—氨基酸存在自然界中的Aa有300余种，但在细胞内参与蛋白质合成的Aa只有20种在这20种标准Aa中，除脯氨酸外，其他19种都是α—Aa在19种α—Aa中，除了甘氨酸外，其他都是l—AaAa的结构通式氨基酸的分类非极性疏水性氨基酸极性中性氨基酸极性带正电荷氨基酸（碱性氨基酸）极性带负电荷氨基酸（酸性氨基酸）芳香族氨基酸：苯丙氨酸酪氨酸色氨酸含硫氨基酸：甲硫氨酸半胱氨酸含羟基氨基酸：苏氨酸丝氨酸酪氨酸含苯环氨基酸：色氨酸脯氨酸组氨酸含酰胺基氨基酸：谷氨酰胺天冬氨酸肽键：是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键☆。肽：是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽。重要的寡肽：谷胱甘肽氨基酸残基：肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基。肽链中由-N-Cα-C-重复排列形成的长链称为主链，R基称为侧链。蛋白质的分子结构包括：一级结构、二级结构、三级结构、四级结构一级结构定义：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置。主要的化学键：肽键意义：一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。二级结构定义：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象主要的化学键：氢键主要形式:α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规卷曲超二级结构：在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，又称为模体或基序。三级结构定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。主要的化学键：疏水键、离子键、氢键和范德华力等。结构域：大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain)。模体与结构域的区别：模体是一种结构单元，是结构域的组成部分结构域是种功能单元四级结构(quaternarystructure)定义：蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。亚基：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)。亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。蛋白质的分类根据蛋白质组成成分：单纯蛋白质、结合蛋白质=蛋白质部分+非蛋白质部分根据蛋白质形状：纤维状蛋白质、球状蛋白质蛋白质结构与功能的关系蛋白质一级结构与功能的关系一级结构是空间构象的基础（例：镰刀形红细胞贫血）蛋白质构象与功能的关系1、不同蛋白质的构象不同，理化性质和生理功能也不同。2、改变蛋白质的构象，可以改变蛋白质的活性蛋白质的变性(denaturation)定义：在某些理化因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。本质：破坏非共价键和二硫键，只破坏构象，不改变蛋白质的一级结构。导致变性的因素：如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等。复性：若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性(renaturation)。蛋白质的变构：配体与蛋白质非共价结合，改变蛋白质的某些非共价键，从而使构象发生变化，导致生物活性改变。变构和变性的区别疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病是由朊病毒蛋白引起的一组人和动物神经退行性病变。氨基酸的理化性质1.两性解离及等电点等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。2.紫外吸收：色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。3.茚三酮反应蛋白质的一般性质蛋白质的两性电离蛋白质的等电点：当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。2.蛋白质的呈色反应⒈茚三酮反应蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应，呈现紫红色。2.双缩脲反应蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫红色3.Folin-酚试剂4.考马斯亮蓝法3.蛋白质的紫外吸收在280nm波长处有特征性吸收峰。核酸化学核酸(nucleicacid)是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。脱氧核糖核酸（90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型）核糖核酸（分布于胞核、胞液。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。）核酸的化学组成元素组成：C、H、O、N、P（9~10%）特征元素：P特点：含量相对恒定2.分子组成——碱基：嘌呤碱：腺嘌呤A鸟嘌呤G嘧啶碱：尿嘧啶U胞嘧啶C胸腺嘧啶T——戊糖：核糖，脱氧核糖——磷酸核苷酸的结构1.核苷的形成碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。2.核苷酸的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP核酸的一级结构定义：核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。连接：磷酸二酯键书写方法：5ACTGCT3DNA的二级结构——双螺旋结构研究背景：碱基组成分析——Chargaff规则：[A]=[T][G]=[C]碱基的理化数据分析A-T、G-C以氢键配对较合理DNA纤维的X-线衍射图谱分析DNA双螺旋结构模型要点DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。螺旋直径为2nm，形成大沟及小沟相间。碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;GC）☆。相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。DNA在真核生物细胞核内的组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体。核小体的组成：DNA：约200bp组蛋白：H1，H2A，H2B，H3，H4生物学意义：1.DNA分子在长度上高度压缩，有利于装配2.超螺旋结构影响DNA复制和转录RNA的结构与功能（mRNA,tRNA,rRNA)mRNA（信使RNA）的结构（是在蛋白质中负责传递信息，直接指导蛋白质合成的RNA）*真核生物mRNA结构特点1.大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上一个7-甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的C´2也是甲基化，形成帽子结构：m7GpppNm-。2.大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸结构，称为多聚A尾。帽子结构和多聚A尾的功能：1.mRNA核内向胞质的转位2.mRNA的稳定性维系3.翻译起始的调控mRNA的特点：含量少，种类多，寿命短tRNA（转运RNA）的结构与功能tRNA（是在蛋白质合成过程中负责转运氨基酸，解读mRNA遗传密码的RNA）tRNA的一级结构特点：含10~20%稀有碱基，如DHU☆3´末端为—CCA-OH5´末端大多数为G*tRNA的二级结构——三叶草形DHU环（D环）、反密码子环、TΨC环氨基酸臂、DHU臂（D臂）、反密码子臂、TΨC臂*tRNA的三级结构——倒L形tRNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。三、rRNA（核糖体RNA）的结构与功能rRNA组成：原核生物和真核生物的核糖体都由一个大亚基和小亚基构成rRNA特点：1.含量多2.寿命长3.种类少rRNA的功能：参与组成核糖体，作为蛋白质生物合成的场所。DNA的变性*定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：OD260增高 粘度下降比旋度下降 浮力密度升高酸碱滴定曲线改变 生物活性丧失*DNA变性的本质是双链间氢键的断裂*增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。*解链温度：使DNA变性解链达50%时的温度称为DNA的解链温度。DNA复性*定义：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。*退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性。*减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。酶酶的分子组成：单纯酶：催化反应不需要辅助因子的参与结合酶：催化反应需要辅助因子的参与结合酶：蛋白质部分：酶蛋白辅酶辅助因子辅基*各部分在催化反应中的作用1.酶蛋白决定反应的特异性2.辅助因子决定反应的种类与性质*酶的活性中心：指酶蛋白构象的一个特定区域，能与底物特异结合，并将底物转化为产物。*必需基团：酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。结合基团：与底物相结合活性中心内的必需基团催化基团：催化底物转变成产物活性中心外的必需基团：位于活性中心以外，维持酶活性中心应有的空间构象所必需。*同工酶：是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。举例：乳酸脱氢酶(LDH1～LDH5)，均为四聚体由TH亚基和M亚基构成心肌含LDH1最多，肝脏含LDH5最多*生理及临床意义在代谢调节上起着重要的作用；用于解释发育过程中阶段特有的代谢特征；同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断；同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。酶促反应的特点与机理*酶促反应：由酶催化进行的化学反应称为酶促反应，酶促反应的反应物称酶的底物。*酶与一般催化剂的共同点：1.在反应前后没有质和量的变化；2.只能催化热力学允许的化学反应；3.只能加速可逆反应的进程，而不改变反应的平衡点。*酶促反应的特点：1.酶促反应具有极高的效率；绝对特异性：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构产物*2.酶促反应具有高度的特异性相对特异性：作用于一类化合物或一种化学键。立体结构特异性：作用于立体异构体中的一种。*3.可调节性:酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。其中包括两方面的调节：低活性到高活性；高活性到低活性。*4.不稳定性：酶极易受高温，强酸，强碱的影响变性失活。*共价修饰：在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。常见类型：磷酸化与脱磷酸化（最常见）*酶原：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。*酶原的激活：在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。酶原分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心酶原分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽在特定条件下*生理意义：1.酶原是酶的安全转运形式，避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化；2.酶原可以是酶的安全储存形式。酶促反应动力学：*概念：研究各种因素对酶促反应速度的影响，并加以定量的阐述。*影响因素：酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。*底物浓度对反应速度的影响底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比随着底物浓度增高，反应速度不再呈正比例加速底物浓度高达某种程度时，反应速度不再增加，达最大速度米－曼氏方程式：V=Vmax[s]/Km+[s][S]：底物浓度V：不同[S]时的反应速度Vmax：最大反应速度Ｋm：米氏常数*Km与Vmax的意义:Km值①Km等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。②意义：a)Km是酶的特征性常数之一；b)同一酶对于不同底物有不同的Km值；c)当k2＞＞k3时，Km可近似表示酶对底物的亲和力。Vmax*定义：Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。*最适温度:酶促反应速度最快时的环境温度。*最适pH:酶催化活性最大时的环境pH。抑制剂对反应速度的影响酶的抑制剂:能特异性地抑制酶的活性，从而抑制酶促反应，但不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。区别于酶的变性抑制剂对酶有一定选择性引起变性的因素对酶没有选择性不可逆性抑制抑制作用的类型:竞争性抑制可逆性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制*不可逆性抑制:抑制剂以共价键与酶活性中心内的必需基团相结合，使酶失活。*可逆性抑制:抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。*竞争性抑制:抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。*举例:磺胺类药物的抑菌机制与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶（书P92第二段）维生素*维生素：是维持动物生长和细胞正常代谢所必需的一类低分子有机化合物，是人体重要的营养物质之一。维生素特点：1.不构成组织，也不供能，发挥对物质代谢的调节作用；2.多数需从食物中补充，否则出现缺乏症；但过量摄入会出现中毒症状；3.属于小分子有机化合物；根据溶解性质不同，将维生素分为两大类：脂溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素共同特点：1.易溶于水2.机体储存量少3.摄入过多，部分可由尿液排出体外，不会在体内累积引起中毒维生素C*生化功能：作为羟化酶的辅酶，参与羟化反应1）促进胶原蛋白的合成2）促进胆固醇的转化3）促进神经递质的合成参与体内的氧化还原反应1）促进GSH生成，保护巯基酶活性2）促进抗体生成3）促进造血作用3.抗病毒、抗肿瘤维生素B1(硫胺素）*辅酶形式：—焦磷酸硫胺素（TPP）*生化功能：TPP是α-酮酸脱氢酶系的辅酶之一（促进能量代谢）抑制胆碱酯酶活性（促进胃肠蠕动，帮助消化）缺乏症：脚气病，食欲不振、消化不良维生素B2（核黄素）*辅基形式：FMN、FAD*生化功能：FMN/FAD：均作为脱氢酶的辅基，发挥递氢作用。缺乏症：唇炎、舌炎、口角炎等维生素PP（抗癞皮病维生素）*辅酶形式：NAD+和NADP+*生化功能：NAD+或NADP+：均作为不需氧脱氢酶的辅酶，发挥递氢体作用。缺乏症：癞皮病（对称性皮炎）维生素B6*辅酶形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺*生化功能：1.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺——均作为转氨酶的辅酶，起转氨基作用。2.磷酸吡哆醛——还可作为脱羧酶的辅酶临床应用：治疗婴儿惊厥、妊娠呕吐等泛酸（VitB5、遍多酸）辅酶形式：辅酶A（HS-CoA））生化功能：HSCoA作为酰基转移酶的辅酶，以传递酰基（R-C—）。促进糖、脂和蛋白质代谢。临床应用：辅酶A作为辅助性药物，改善厌食、乏力等。生物素（VitH）生化功能：作为羧化酶的辅酶，促进CO2固定。叶酸（蝶酰谷氨酸）辅酶形式：四氢叶酸（FH4）生化功能：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，作为一碳单位载体。*缺乏症：巨幼红细胞性贫血*发生机制：缺乏叶酸一C传递障碍核苷酸/核酸合成受阻影响红细胞发育成熟使细胞体积增大而不分裂巨幼红细胞性贫血维生素B12（钴胺素）辅酶形式：1）5/脱氧腺苷钴胺素；2）甲基钴胺素（CH3-B12）生化功能：CH3-B12是转甲基酶的辅酶，起转移“-CH3”的作用缺乏症：巨幼红细胞性贫血硫辛酸生化功能：硫辛酸是α-酮酸脱氢酶系的辅酶之一，起递氢和转移酰基作用。脂溶性维生素（维生素A、D、E、K。）共性：1、不溶于水，易溶于脂肪或有机溶剂;2、在食物中与脂类共存，并随脂类吸收而吸收;3、大多储存在肝脏，易蓄积、引起毒性。维生素A（抗干眼病维生素）*生化功能：1）参与构成视觉细胞内感光物质*缺乏症：夜盲症（雀目）2）维持上皮组织结构的完整性（Vit.A→促进酸性粘多糖——透明质酸的合成）*缺乏症：干眼病3）促进生长、发育及繁殖4）有一定的抗癌、防癌作用Vit.A来源：1.动物性食物（猪肝、蛋黄、乳汁和鱼肝油等）2.胡萝卜，绿叶蔬菜维生素D（抗佝偻病维生素）1.*生化功能:1.促进钙、磷代谢，2.促进成骨作用。1）促进小肠对钙、磷吸收，2）增加血钙、血磷含量，3）促进骨对钙、磷的吸收和沉积，利于骨的钙化。2.缺乏症：1）婴儿——手足抽搐、惊厥、夜啼、囟门迟闭和鸡胸等现象；2）儿童——佝偻病；“X”“O”腿3）成年人——骨软化症；4）肝、肾疾病患者——易发生上述Vit.D缺乏症状。维生素E（生育酚）生化功能：1）与生殖功能有关2）是体内重要的抗氧化剂------起抗衰老作用3）促进血红素代谢维生素K（凝血维生素）生化功能：参与凝血作用（促进多种凝血因子的合成）缺乏症：凝血时间延长，易出血。下列情况易发生Vit.K缺乏：1）肝病；2）胆道阻塞；3）长期服用广谱抗菌素；4）早产儿、新生儿等。三羧酸循环巧记给你们讲个关于柠檬的故事。

从前有一个柠檬（1）去海边，她遇到了一只乌贼（2），柠檬与乌贼一见钟情，于是柠檬追随乌贼住在了海里，变异成了异柠檬（3）。时光飞逝，异柠檬渐渐褪去青涩（异柠檬酸脱氢酶），有一天，在一丛水草之间，她发现了隐居在其中的一颗琥珀（4），她们发现彼此竟然如此相像！于是她们在两棵梧桐树（5）下郑重地结拜成了姐妹，从此大家就叫柠檬“琥珀腐妹”（7）（可见柠檬是个腐女喔喔）。后来大家认为此名过长，于是乎她有有了第二个名字——“酸琥珀”（8）。

柠檬有一个表弟住在盐湖城（9），名叫苹果（10）。一年夏天柠檬去看她的表弟，中途不幸遭遇车祸身亡（为了使故事显得有深度，我编成了悲剧……）。人们追究这个传奇柠檬的身世，发现她是草酰乙酸（11）和乙酸腐妹A（11）的女儿，她的外公叫丙酮酸，外婆叫腐妹A（一家子都是腐女orz）。1点位：柠檬酸2点位：顺乌头酸

3点位：异柠檬酸4点位：草酰琥珀酸5点位：α-酮戊二酸7点位：琥珀酰辅酶A8点位：琥珀酸9点位：延胡索酸10点位：苹果酸11点位：草酰乙酸+乙酸丙酮酸+辅酶A→乙酰辅酶A生物氧化*生物氧化：物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程*高能化合物：指含有高能键，在标准条件下（pH=7,250C,1mol/L)发生水解时可释放大量自由能的化合物。高能化合物的类型：高能磷酸化合物：含有高能磷酸键高能硫酯化合物：含有高能硫酯键*底物水平磷酸化：在生物氧化过程中，底物因脱氢、脱水等反应而使能量在分子内重新分布，形成高能化合物，然后将高能化合物中的能量转移给ADP（或GDP），生成ATP（或GTP）的过程。*氧化磷酸化：是指在线粒体内将营养物质氧化分解释放的能量推动ADP与磷酸缩合形成ATP的过程。*呼吸链：线粒体内膜上一组排列有序的递氢体和递电子体（酶与辅酶）构成的功能单位，也称电子传递链*呼吸链复合体成分名称蛋白组成复合体ⅠNADH脱氢酶FMN、FE-S复合体Ⅱ琥珀酸脱氢酶FAD、FE-S、Cytb复合体Ⅲ泛醌细胞色素C还原酶FE-S、Cytb、Cytc复合体Ⅳ细胞色素C氧化酶Cytaa38.*呼吸链成分的排列顺序1.NADH氧化呼吸链NADH→复合体Ⅰ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O22.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸→复合体Ⅱ→Q→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O29.*P/O比值：每消耗1摩尔氧原子所消耗Pi的摩尔数或合成ATP的摩尔数。10.*氧化磷酸化的影响因素1.抑制剂2.ADP3.甲状腺激素4.线粒体DNA突变*抑制剂：1.呼吸链抑制剂2.解偶联剂3.氧化磷酸化抑制*葡萄糖分解代谢葡萄糖的分解代谢途径包括：糖酵解途径有氧氧化途径磷酸戊糖途径4.糖醛解途径糖酵解*概念：糖酵解途径是指葡萄糖在各组织细胞质中分解生成丙酮酸，并释放部分能量，推动合成ATP供给生命活动。过程：葡萄糖→二磷酸果糖→磷酸丙糖×2丙酮酸×2过程：葡萄糖→二磷酸果糖→磷酸丙糖×2丙酮酸×22H×2乳酸×2①②③④3.糖酵解过程的4个阶段1、葡萄糖1，6-二磷酸果糖2、1，6-二磷酸果糖2分子磷酸丙糖3、3-磷酸甘油醛丙酮酸4、丙酮酸乳酸*糖酵解生理意义:1.是机体相对缺氧时补充能量的一种有效方式；2.某些组织在有氧时也通过糖酵解供能；3.糖酵解的中间产物是其他物质的合成原料。有氧氧化*概念：有氧氧化途径是指当供氧充足时，葡萄糖在细胞质中分解生成的丙酮酸进入线粒体，彻底氧化生成CO2和H2O，并释放大量能量推动合成ATP供给生命活动。*过程：第一阶段：葡萄糖→→丙酮酸（胞液）第二阶段：丙酮酸→→乙酰CoA（线粒体）第三阶段：乙酰CoA→→CO2+H2O+ATP（三羧酸循环）（线粒体）葡萄糖氧化分解为丙酮酸同糖酵解途径，反应在细胞液进行丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA丙酮酸进入线粒体三羧酸循环（线粒体）*关键酶：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶系*过程：乙酰COA+草酰乙酸A柠檬酸B异柠檬酸 α-酮戊二酸C琥珀酰COA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸A：柠檬酸合酶、B：异柠檬酸脱氢酶、C：α-酮戊二酸脱氢酶*有氧氧化和三羧酸循环的生理意义是机体获得能量的主要方式三羧酸循环是营养物质彻底氧化分解的共同通路三羧酸循环是三大物质代谢相互联系的枢纽*糖酵解与有氧氧化的异同点相同点:葡萄糖--------------2丙酮酸+2NADH+2H+不同点:糖酵解有氧氧化部位：细胞液细胞液、线粒体需氧情况：不需需氧终产物：乳酸CO2+H2O+ATP产能：2ATP30~32molATP关键酶：己糖激酶丙酮酸脱氢酶系磷酸果糖激酶柠檬酸合成酶丙酮酸激酶异柠檬酸脱氢酶α-酮戊二酸脱氢酶系3-磷酸甘油还原丙酮酸进入线粒体氧化醛脱下的2H磷酸戊糖途径*概念：指葡萄糖经过6磷酸戊糖氧化分解生成5磷酸核糖和NADPH的途径。*生理意义：5磷酸核糖用于合成核苷酸，核苷酸是合成核酸的原料，核酸参与蛋白质的合成；NADPH为还原性合成代谢提供还原当量；NADPH作为谷胱甘肽还原酶的辅酶，参与氧化型谷胱甘肽还原成还原型谷胱甘肽的反应；作为羟化酶系的辅酶，参与生物转化。*G-6-P脱氢酶缺乏导致的溶血疾病的机制G-6-P脱氢酶↓-------NADPH↓-------GSH↓------红细胞破坏-------溶血*糖原代谢生理意义：1.肝糖原分解是补充血糖的主要来源2.肌糖原通过乳酸循环间接补充血糖。糖异生*概念：糖异生是由非糖物质合成葡萄糖或糖原的过程。原料：甘油、有机酸（乳酸、丙酮酸）、生糖氨基酸（丙氨酸）等部位：生理情况下—肝脏长期饥饿和酸中毒时—肾脏也加强途径：基本是糖酵解的逆过程，但须绕过三个能障*生理意义保证饥饿情况下血糖浓度的相对恒定参与食物氨基酸的转化和储存糖异生作用有利于乳酸的回收利用*乳酸循环过程：剧烈运动时，骨骼肌分解为肌糖原，生成G-6-PG-6-P→6G-6-P→乳酸乳酸入血液，被肝细胞摄取乳酸糖异生为GG进入血液，被肌细胞摄取G→6G-6-P→糖酵解为乳酸*生理意义：乳酸再利用；使肌糖原间接补充血糖底物循环由不同酶催化的单向反应使两个底物互变的循环循环只消耗高能化合物，把化学能转化成热能，循环再细胞内完成血糖的来源和去路血糖

4.44～6.67mmol/L血糖

4.44～6.67mmol/L食物肝糖原糖异生H2O、CO2、

能量糖原脂肪、

氨基酸、

核糖等随尿排出＞8.89mmol/L消化吸收分解非糖物质合成氧化转变血糖的调节：1.肝脏调节2.肾脏调节3.神经调节4.激素调节*糖尿病——持续高血糖和糖尿发病机制：胰岛素分泌不足或应答障碍，导致糖，脂肪，蛋白质代谢紊乱，即血糖来源增多，去路减少，破坏正常状态下的动态平衡。症状：三多一少，即多饮多食多尿和体重减轻患者糖的氧化供能发生障碍，机体所需能量不足，故饥饿多食；多食进一步血糖升高，血糖升高超过肾糖阈时，肾小管不能将糖完全吸收，造成小管渗透压升高，引起渗透性利尿，因而多尿；多尿失水过多，血液浓缩引起口渴，因而多饮由于糖氧化供能不足，体内大量动员脂肪，严重时动员组织蛋白氧化供能，因而体重减轻。脂类代谢*脂类:包括脂肪和类脂，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。脂肪：脂肪酸甘油酯或甘油三酯类脂：胆固醇，胆固醇酯，磷脂，糖脂脂类的消化场所：小肠上段酶：胰脂肪酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶；乳化作用：胆汁酸盐；产物：甘油一酯、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等，与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团。脂类的吸收部位：主要在十二指肠下段及空肠上段形式:1、中链脂酸及短链脂酸构成的甘油三酯：在肠粘膜细胞，经脂肪酶的作用，水解为脂肪酸及甘油，通过门静脉进人血循环。2、长链脂酸及2-甘油一酯：在肠粘膜细胞经甘油一酯合成途径合成甘油三酯，形成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。甘油三酯的分解代谢脂肪的动员*定义:储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为脂肪酸及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。*关键酶:激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)脂解激素:能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、肾上腺素等。抗脂解激素:抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素、烟酸、雌二醇等。脂肪动员产物的进一步代谢甘油直接运送至各组织，经甘油激酶的作用转变为3-磷酸甘油进入糖代谢；脂酸由血浆中的清蛋白运送至全身组织进行代谢。*脂酸的β-氧化部位组织：肝、肌肉最活跃,脑组织除外。亚细胞：胞液、线粒体*过程：脂酸的活化——脂酰CoA的生成脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA的β-氧化乙酰CoA彻底氧化*反应式：脂酰COA合成酶脂酸的活化：脂肪酸脂酰COA+PPi脂酰CoA进入线粒体酶：1）肉碱酰基转移酶I（限速酶）2）肉碱酰基转移酶Ⅱ3）脂酰肉碱——肉碱转位酶（转运体）载体：肉碱（β羟-γ-三甲氨基丁酸）脂酸的β氧化脱氢加水脱氢脂酰CoAα,β-烯脂酰CoAβ羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA硫解脂酰CoA+乙酰CoA脂酰COA彻底氧化三羧酸循环彻底氧化乙酰CoA生成酮体肝外组织氧化利用合成胆固醇合成脂肪酸脂酸氧化的能量生成活化：消耗2个高能磷酸键能量计算：生成ATP：8×10+7×2.5+7×1.5=108净生成ATP：108–2=106酮体的生成和利用*酮体：是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物—乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮的总称。生成：部位：肝细胞线粒体；原料：脂酸氧化生成的大量乙酰CoA；关键酶：HMGCoA合成酶。利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体*酮体生成的生理意义酮体肝内生成，肝外利用。正常情况下是肝输出能源的一种形式；能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌肉，尤其是脑组织的重要能源；在饥饿状态或糖供应不足时可代替葡萄糖成为脑组织的重要能源。在饥饿、高脂低糖膳食，特别糖尿病时，可导致酮症酸中毒。甘油三酯的合成代谢合成甘油三酯的主要场所：肝脏（最主要)，脂肪组织，小肠粘膜合成原料：甘油，脂肪酸合成途径：小肠粘膜细胞：甘油一酯途径肝、脂肪细胞：甘油二酯途径去路：肝细胞：参与极低密度脂蛋白形成，运输到肝外组织利用脂肪细胞：储存脂肪小肠粘膜细胞：参与乳糜微粒形成，经淋巴入血*甘油磷脂的降解——溶酶体血浆脂蛋白代谢血脂:血浆所含脂类，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。*分类和命名电泳分类法：α脂蛋白（移动最快），前β脂蛋白，β脂蛋白（含量最多），乳糜微粒（进食后较多）离心分类法：乳糜微粒(CM)，极低密度脂蛋白(VLDL)，低密度脂蛋白(LDL)，高密度脂蛋白(HDL)*血浆脂蛋白的组成及功能氨基酸代谢*蛋白质的功能：1.作为能源物质氧化供能2.参与构成各种细胞组织3.参与体内多种重要的生理活动*氮平衡：是指摄入氮和排出氮之间的平衡关系氮总平衡：摄入氮＝排出氮；Pr合成Pr分解氮正平衡：摄入氮＞排出氮；Pr合成＞Pr分解氮负平衡：摄入氮＜排出氮；Pr合成＜Pr分解 *必需氨基酸：指人体不能合成、而必须由食物提供的下列8种氨基酸：异亮、甲硫、缬、亮、色、苯丙、苏、赖。非必需氨基酸：指人体能合成、不必由食物提供的氨基酸。*蛋白质营养价值的高低主要取决于必需氨基酸的种类、含量和比例是否与人体蛋白质的氨基酸组成接近。*食物蛋白质的互补作用：将不同种类营养价值较低的食物蛋白质混合使用，可以相互补充缺少的必需氨基酸，从而提高其营养价值。蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化：1.胃内消化（激活剂：胃酸，已活化的胃蛋白酶）2.小肠内消化氨基酸的吸收和转运氨基酸的吸收是需要载体蛋白帮助的、耗能、需钠的主动吸收过程。

*常见载体类型如下：1.中性氨基酸载体2.碱性氨基酸载体3.酸性氨基酸载体4.亚氨基酸和甘氨酸载体*蛋白质的腐败：腐败是指经过消化后，少量未被消化的食物蛋白质和未被吸收的消化产物在大肠下部受肠道菌的作用，进行分解代谢。氨基酸的一般代谢氨基酸代谢库是指分布于全身各组织及体液内游离氨基酸的总和*来源与去路*

氨

基

酸

代

谢

库*

氨

基

酸

代

谢

库食物蛋白质消化吸收组织蛋白质分解体内合成

非必需氨基酸合成组织蛋白一般代谢脱氨脱羧特殊代谢其他含氮化合物氨基酸的脱氨基作用（氨基酸分解代谢的主要途径）**1.转氨基作用

2.氧化脱氨基作用

*3.联合脱氨基作用

4.嘌呤核苷酸循环氨基酸氨α-酮酸*转氨基作用：是指将氨基酸的一个α-氨基转移到一个α-酮酸的羧基位置上生成相应的α-酮酸和一个新的α-氨基酸。体内重要的转氨酶：1.谷丙转氨酶GPT，或称丙氨酸氨基转移酶ALT2.谷草转氨酶GOT，或称天冬氨酸氨基转移酶AST*ALT、AST的临床诊断意义血清ALT活性异常增高——帮助诊断急性肝炎血清AST活性异常增高——帮助诊断心肌梗塞*转氨酶共同辅酶：磷酸吡哆醛*氧化脱氨基作用：是指在酶的催化下，氨基酸氧化脱氢，水解脱氨基，生成氨和α-酮酸，反应在线粒体中进行关键酶为L-谷氨酸脱氢酶特点分布广、活性高（肌肉中例外）；反应可逆；谷氨酸脱氢酶是别构酶，受GDP、ADP(+)/GTP、ATP(-)调节；谷氨酸脱氢酶以NAD+/NADP+作为氢受体谷氨酸脱氢酶只能催化谷氨酸发生脱氨基作用（有局限性）*联合脱氨基作用:是指氨基酸转氨基和谷氨酸氧化脱氨基的联合，即氨基酸将氨基转移给α-酮戊二酸，生成谷氨酸，谷氨酸再氧化脱氨基生成氨。α-酮酸还原氨基化非必需氨基酸合成糖或脂类氧化α-酮酸还原氨基化非必需氨基酸合成糖或脂类氧化CO2+H2O+ATP生糖氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮

氨基酸氨基酸NH3生酮氨基酸：亮氨酸，赖氨酸生糖兼生酮氨基酸：苯丙，酪，色，异亮，苏*体内氨的来源和去路：氨基酸脱氨基*肾小管上皮

细胞分泌氨基酸脱氨基*肾小管上皮

细胞分泌肠道吸收生成NH4+氨合成其他含氮物合成尿素胺类氧化分解*体内氨的运输：各组织代谢产生的NH3，以谷氨酰胺和丙氨酸的形式经血液循环运至肝脏，或以谷胺氨酰氨的形式运至肾脏。*丙氨酸—葡萄糖循环意义：既实现NH3的无毒转运，又使肝脏为肌肉活动提供能量谷氨酰胺合成酶ADP+PiATP*谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺合成酶ADP+PiATP*反应过程:谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶该形式主要从脑和肌肉等组织向肝和肾运氨谷氨酰胺的合成与分解是由不同酶催化的不可逆反应*意义：谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式尿素的合成*过程：氨甲酰磷酸的合成（线粒体）瓜氨酸的合成（线粒体）精氨酸代琥珀酸的合成（细胞液）精氨酸的合成（细胞液）尿素的生成（细胞液）*尿素合成小结：尿素合成是由五个不可逆反应组成的循环反应过程；每合成1分子尿素，共消耗4个高能磷酸键；尿素分子中的两个N，一个来自NH3，一个来自Asp；尿素合成过程中的变构酶是氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ，活性最低的酶是精氨酸代珀酸合成酶；尿素合成的部位是在肝脏，意义是解除氨毒。*高血氨和氨中毒——肝脏是合成尿素的唯一场所，是清除血氨的重要器官*高血氨症：肝功能损伤严重时，尿素合成障碍，导致血氨水平升高。*氨中毒：游离的氨能通过血脑屏障进入脑组织，与脑细胞内的α-酮戊二酸合成谷氨酸，并进一步合成谷氨酰胺，结果消耗较多的NADH和ATP等供能物质；消耗大量的α-酮戊二酸，使三羧酸循环减慢，有氧氧化减慢，ATP合成不足；谷氨酸是神经递质，也被大量消耗。能量及神经递质严重缺乏影响脑功能直至昏迷。氨基酸的特殊代谢*氨基酸的脱羧基作用谷氨酸γ-氨基丁酸色氨酸5-羟色胺组氨酸组胺半胱氨酸牛磺酸鸟氨酸、甲硫氨酸多胺*一碳单位代谢*一碳单位：含有一个碳原子的活性单位。*一碳单位主要来源于氨基酸代谢（丝氨酸，甘氨酸，组氨酸，色氨酸）*一碳单位的载体：四氢叶酸*一碳单位代谢的生理意义：与核苷酸代谢关系密切：一碳单位经FH4携带，参与嘌呤碱和嘧啶碱的合成；2.N5-CH3·FH4经甲硫氨酸循环过程提供CH3,参与重要甲基化合物的合成；核苷酸代谢核苷酸的生理功能：作为核酸合成的原料体内能量的利用形式参与代谢和生理调节构成辅酶活化中间代谢物核苷酸代谢：合成代谢：1）从头合成途径；2）补救合成途径分解代谢*从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径；这是主要合成途径；主要在肝脏进行，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。补救合成途径：利用游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径；这是次要合成途径；脑、骨髓等只能进行此途径。参与补救合成的酶：1.磷酸核糖转移酶2.核苷激酶补救合成的生理意义：补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。嘌呤核苷酸的从头合成途径*嘌呤环原子来源：甘氨酸嘌呤核苷酸合成代谢过程：1.IMP的合成；2.AMP和GMP的生成。*IMP的合成过程：IMP从天冬氨酸ASP获得氨基生成AMP，反应消耗GTPIMP氧化成AMP，从谷氨酰胺获得氨基生成CMP，反应消耗ATP*三磷酸核苷的合成及脱氧核糖核苷酸的合成：反应在二磷酸核苷水平上进行嘧啶核苷酸的从头合成途径*嘧啶环原子来源：天冬氨酸*核苷酸的补救途径碱基+5-PRPPA核苷酸+PPi核苷+ATPB核苷酸+ADPA：碱基磷酸核糖基转移酶B：核苷激酶*痛风的治疗机制：常用与次黄嘌呤结构相似的别嘌呤醇治疗痛风，它可以竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，从而减少尿酸的生成。*抗代谢物：是正常代谢的结构类似物，能竞争性拮抗正常代谢物的代谢，从而抑制或减少其正常利用。*抗代谢物谷氨酰胺叶酸次黄嘌呤胸腺嘧啶胞苷类似物氮杂丝氨酸氨喋呤6-MP5-FU阿糖胞苷氨甲喋呤代谢调节*代谢调节在高等动物体内存在三个层次的调节机制：细胞水平2.激素水平3.整体水平变构调节酶的结构调节