物质代谢名词解释

蛋白质（仅供参考）蛋白质（仅供参考） ProteinProtein：蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高 分子含氮化合物。 肽（肽（peptidepeptide）：）：是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。 氨基酸等电点氨基酸等电点 (isoelectric(isoelectric point,point, pI)pI)： 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。 Primaryrimary structurestructure ofof proteinprotein：多肽链中氨基酸的排列顺序，包括氨基酸的种类、数目、排列顺 序以及二硫键的位置。 一级结构与功能：一级结构与功能： （1）蛋白质分子的一级结构是形成空间结构的基础，其生物学功能是由蛋白质分子特定的天 然空间构象所决定的 （2）一级结构中关键氨基酸残基的改变会影响蛋白质的功能，所以一级结构是蛋白质空间构 象和特异生物学功能的基础。 （3）一级结构相似的多肽或蛋白质，空间构象及功能也相似 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(secondary(secondary structurestructure：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) 。 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(tertiary(tertiary structurestructure ) )：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。 蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(quaternary(quaternary structurestructure ) )：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。 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（residue） 。 - -螺旋螺旋 ( ( -helix)-helix)：多肽链的主链围绕中心轴上升，呈有规律的右手螺旋，是一种常见的较为稳 定、也较为致密的二级结构。其中螺旋 3.6 氨基酸/圈、螺距 0.54nm,由氢键稳定螺旋。 - -片层片层 ( ( - - pleatedpleated sheet)sheet)：两条或两条以上的肽段平行或反向平行排列，依次折叠成锯齿状， 肽链间形成氢键，与折叠长轴基本 垂直，稳固 -片层，是肽链较为延展和松弛的结构。 模体（模体（motifmotif）：）：又叫模序、基序、基元。 是蛋白质分子空间结构中两个或两个以上有二级结构的 肽段，在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，是具有特殊功能的超二级结构。 结构域（domain）：大分子蛋白质的三级结构常可被分割折叠成多个较为紧密的区域，并各行使其 功能，称为结构域(domain) 。 蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturation)(denaturation)：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有 序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。变性的本质是破 坏非共价键和二硫键，不改变多肽链的氨基酸序列。 变性、沉淀和凝固的关系：变性、沉淀和凝固的关系： 变性蛋白质不一定沉淀；沉淀蛋白质不一定变性；沉淀蛋白质也不一定凝固；但凝固的蛋白质一定 已变性，且为不可逆变性 蛋白质胶体稳定的因素：颗粒表面电荷 、水化膜。 核酸核酸 核酸(nucleic acid) 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。 核酸的一级结构：核酸中核苷酸从 5末端到 3末端的排列顺序。 deoxyribonucleic acid（脱氧核糖核酸） double helix 双螺旋结构：DNA 是反向平行、右手螺旋的双链结构 DNA 双链之间形成了互补碱 基对，疏水作用力和氢键共同维持 DNA。 Genome（基因组）：指单倍体细胞核、细胞器或病毒粒子所含的全部 DNA 分子或 RNA 分子。 真核生物染色体由 DNA 和蛋白质构成，其基本单位是 核小体(nucleosome)。 DNA 变性：变性：在某些理化因素作用下，DNA 双链解开成两条单链的过程。不改变其核苷酸序列不改变其核苷酸序列。 DNA 复性复性(renaturation)的定义：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。 核酶核酶：某些小 RNA 分子具有催化特定 RNA 降解的活性，这种具有催化作用的小 RNA 亦被称为核 酶(ribozyme)或催化性 RNA(catalytic RNA)。 核酸酶是指所有可以水解核酸的酶（本质为蛋白质） 核酸分子杂交(hybridization) ：不同来源的 DNA 单链分子或 RNA 分子如果存在着一定程度的碱基 配对关系，在适宜的条件，可以在不同的分子间形成杂化双链(heteroduplex)的过程。 酶酶 酶（酶（enzymeenzyme ，E E）：是由活细胞合成的、对其特异底物(substrate(substrate ，S S）起高效催化作用的蛋白质， 是机体内催化各种代谢反应最主要的催化剂。 多功能酶（串联酶）： 由一条多肽链组成的，具有多种不同功能的酶。 辅酶（辅酶（coenzymecoenzyme）：）：非蛋白质成分（小分子有机化合物） ， 参与酶催化过程中电子、质子或基团传 递， 分子结构中常含有维生素类物质， 通常与酶通过非共价键疏松地结合，用透析的方法可以将 其与酶蛋白分开。 辅基(prosthetic group)：与酶结合牢固，甚至是共价结合，用透析的方法不易将其除去。 活性中心(active center)：酶分子上与底物结合并起催化作用的部位。 同工酶（同工酶（isoenzyme)isoenzyme)：是指催化的化学反应相同，而酶蛋白的分子结构、理化性质、免疫学性质不 同的一组酶。 米氏方程：V=VmaxS （Km+S） 其中 Vmax 表示最大反应速度，S为底物浓度，Km 为米氏常 数，V 是在不同S时的反应速度。 Km：为酶促反应速度达到最大反应速度(Vm)一半时的底物浓度，单位为 mol/L。 Vm 是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比. 酶促反应速率最快时反应体系的温度称为酶促反应的最适温度(optimum temperature)。 抑制剂 ( inhibitor, I )： 能使酶的催化活性下降而酶蛋白不变性的物质。 酶的竞争性抑制作用酶的竞争性抑制作用(competitive(competitive inhibition):inhibition): 抑制剂与底物的结构相似，因此这两者互相竞 争酶的活性中心，从而阻碍底物与酶形成中间产物(中间复合物)。 非竞争性抑制作用： 与酶活性中心以外的部位可逆地结合，不影响酶与底物的结合；而酶与底物 的结合，也不影响酶与抑制剂的结合；底物与抑制剂之间无竞争关系，但是，酶-底物-抑制剂复合 物(ESI)不能进一步变成产物，这种抑制作用称做非竞争性抑制作用。 酶原与酶原激活酶原与酶原激活:：有些酶以没有催化活性的前体在细胞内合成并分泌到细胞外，这种无活性的酶 的前体称为酶原。 在特定的条件下，酶原可转变成有催化活性的酶，这一转化的过程叫酶原激活。 变构调节 (allosteric regulation)：一些代谢物通过与酶分子活性中心外的部分可逆地结合，使 酶活性中心的构象改变，从而改变酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。 共价修饰(covalent modification)：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。 糖代谢糖代谢 GlycolysisGlycolysis：在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)，产生少量能量的过程称之为糖酵 解。 由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为糖酵解途径(glycolytic pathway) substrate-levelsubstrate-level phosphorylationphosphorylation：底物在脱氢或脱水时，分子内能量重新分布形成的高 能磷酸根，直接转移给 ADP 生成 ATP 的方式，称为底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。 糖酵解的生理意义糖酵解的生理意义： 迅速提供能量； 是机体在缺氧情况下获得能量的有效方式；是 某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成 H2O 和 CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。部位：胞液及线粒体 三羧酸循环的概念三羧酸循环的概念：指乙酰 CoA 和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进 行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。TCA 过程的反应部位是线粒 体； 三羧酸循环的要点：经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰 CoA，经四次脱氢，二次 脱羧，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。 关键酶：关键酶：柠檬酸合酶、-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸脱氢酶 TCA 循环在 3 大营养物质代谢中具有重要生理意义： TCA 循环是 3 大营养素的最终代谢通路,其作用在于通过 4 次脱氢，为氧化磷酸化反应 生成 ATP 提供还原当量。 TCA 循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(pentose(pentose phosphatephosphate pathway)pathway)：是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及 NADPH+H+，前者再进 一步转变成 3-磷酸甘油醛和 6-磷酸果糖的反应过程。 磷酸戊糖途径的生理意义在于生成 NADPH 和 5-磷酸核糖：为核酸的生物合成提供核糖；提供 NADPH 作为供氢体参与多种代谢反应 糖 原 (glycogen)是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。 糖异生糖异生(gluconeogenesis)(gluconeogenesis)：是指从非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸）转变为葡萄糖或糖 原的过程。 部位：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体。 注意：糖异生的三个关键步骤、四个关键酶、两次底物循环。 两个生理意义：维持血糖稳定；恢复肝糖原储备。 CoriCori 循环：循环：肌收缩（尤其是供氧不足时）通过糖酵解生成乳酸。肌内糖异生活性低，所以乳酸通 过细胞膜弥散进入血液后，再入肝，在肝内异生为葡萄糖。葡萄糖释入血液后又可被肌摄取，这就 构成了一个循环，此循环称为乳酸循环，也称 Cori 循环。 （乳酸循环的形成是由于肝和肌组织中酶 的特点所致，肌中没有葡萄糖-6-磷酸酶，循环是耗能过程） 脂类代谢脂类代谢 Essential fatty acid : 必需脂酸亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不 可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取，故称必需脂酸。 脂肪酸合成的特点 合成所需原料为乙酰 CoA，直接生成的产物是软脂酸，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单 酰 CoA 和一分子乙酰 CoA； 在胞液中进行，关键酶是乙酰 CoA 羧化酶； 需 NADPH 作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。 脂肪的动员脂肪的动员(fat(fat mobilization):mobilization):储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为 FFA 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(hormone- sensitive triglyceride lipase , HSL)，主要受共价修饰调节。 脂肪酸脂肪酸 - -氧化循环的特点氧化循环的特点 -氧化循环过程在线粒体基质内进行； -氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆； 需要 FAD，NAD+，CoA 为辅助因子； 每循环一次，生成一分子 FADH2，一分子 NADH，一分子乙酰 CoA 和一分子减少两个碳原子的脂 酰 CoA。 酮体酮体 KetoneKetone body:body:脂肪酸在肝中氧化分解所生成的乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物， 统称为酮体. 胆固醇的代谢： 胆固醇合成以乙酰 CoA 为基本原料，先合成 HMG-CoA，再逐步合成胆固醇。 HMG-CoA 还原酶是胆固醇合成的调节酶。细胞胆固醇含量是胆固醇合成的重要调节 。 胆固醇在体内可转化成胆汁酸、类固醇激素和维生素 D3。 血血 脂脂：血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。 血浆脂蛋白均由蛋白质（载脂蛋白，apo） 、甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、胆固醇(Ch)及其酯(ChE)所 组成。不同的脂蛋白仅有含量上的差异而无本质上的不同。 载脂蛋白(apolipoprotein, apo) 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。 （CM 代谢小结）功能：运输外源性 TG 及胆固醇酯 关键酶：脂蛋白脂肪酶(LPL) LPL 的激活剂：apoCII CM 的来源：由小肠粘膜细胞合成 CM 残粒的去路：由肝细胞膜 LDL 受体相关蛋白（LDL receptor related protein, LRP) 摄取。 CM 在血浆中的半寿期仅 5-15 分钟。 （VLDL 代谢小结）功能：运输内源性 TG 关键酶：脂蛋白脂肪酶(LPL) LPL 的激活剂：apoCII VLDL 的来源：肝细胞合成 VLDL 的残粒：在血浆中转化为 LDL VLDL 在血浆中的半寿期为 6-12 小时 （LDL 代谢小结）功能：转运肝合成的内源性胆固醇 LDL 的来源：由 VLDL 在血浆中转变而来 LDL 的去路： (1) LDL 受体介导的降解（占）：肝细胞、肾上腺、性腺等 (2) 清道夫受体介导的降解（占 1）：巨噬细胞和血管内皮细胞 血浆中 LDL 受体的半寿期为 2-4 天 关键因素： LDL 受体 LDL 受体缺陷是家族性高胆固醇血症的重要原因 （HDL 代谢小结）功能：胆固醇的逆向转运 HDL 的来源：肝（主要） 、肠、血浆 HDL 的去路：肝 (1) 血浆中 70%的 CE 在 CETP 作用下由 HDL 转移至 VLDL 及 LDL 后由肝 LDL 受体结合摄取清 除； (2) 20%通过肝细胞的 HDL 受体清除 (3) 10%由特异的 apoE 受体清除 关键酶或蛋白： ABCA1、LCAT、CETP、LDL 受体及 HDL 受体 生物氧化生物氧化 生物氧化（生物氧化（Biological oxidation）：）：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供生命活动所需，最终生成 CO2 和 H2O 的过程。 呼吸链（呼吸链（Respiratory chain）：）：指线粒体内膜中按一定顺序排列的一系列具有电子传递 功能的酶复合体，可通过连锁的氧化还原将代谢物脱下的电子最终传递给氧生成水。 这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。 Substrate-levelSubstrate-level phosphorylationphosphorylation：直接将高能代谢物分子中的能量转移至 ADP，生成 ATP 的过 程，称为为底物水平磷酸化。 OxidativeOxidative phosphorylationphosphorylation：由代谢脱下的氢，经线粒体氧化呼吸链电子传递释放能量，偶联驱 动 ADP 磷酸化生成 ATP 的过程，称为氧化磷酸化。 四个蛋白复合体：复合体 I IV （1）复合体（NADH-泛醌还原酶）：该复合体将电子从 NADH 经 FMN 及铁硫蛋白传给泛醌。每次 可泵出 4 个 H+。 （2）复合体（琥珀酸-泛醌还原酶）：该复合体将电子从琥珀酸经 FAD、铁硫蛋白传递给泛醌。 无质子泵功能。 （3）复合体（泛醌-细胞色素 C 还原酶）：该复合体将电子从泛醌经 Cyt b、铁硫蛋白、Cyt c1 传给 Cyt c，每次可泵出 4 个 H+。 （4）复合体（细胞色素 C 氧化酶）：该复合体将电子从 Cyt c 经 Cyt aa3、Cu 传递给氧，每次 可泵出 2 个 H+。 ATPATP 合酶：由合酶：由 F1F1（亲水部分）质子通道和（亲水部分）质子通道和 F0F0（疏水部分）催化（疏水部分）催化 ATPATP 形成组成。形成组成。 胞浆中 NADH 的氧化：胞浆中 NADH 必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进 行氧化磷酸化。 转运机制主要有 ： -磷酸甘油穿梭；磷酸甘油穿梭；(-glycerophosphate shuttle)：磷酸甘油穿梭系统 主要存在于脑和骨 骼肌中。 NADH 通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，由于经琥珀酸氧化呼吸 链进行氧化磷酸化，故只能产生 1.5 分子 ATP。 苹果酸苹果酸- -天冬氨酸穿梭天冬氨酸穿梭(malate-asparate shuttle); 苹果酸-天冬氨酸穿梭机制 主要存在于肝 和心肌中。 胞液中 NADH+H+的一对氢原子经此穿梭系统带入一对氢原子，由于经 NADH 氧化呼吸链进行氧化磷酸化，故可生成 2.5 分子 ATP。 腺苷酸转运蛋白 adenine nucleotide transporter)：位于线粒体内膜中，由两个亚基组成，负 责线粒体内膜两侧 ADP 与 ATP 的反向转运，又称为 ATP-ADP 载体。 氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子浓度。 化学渗透假说：(chemiosmotic hypothesis)电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜 的基质侧泵到胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动 ADP 与 Pi 生成 ATP。 氨基酸氨基酸 Nitrogen balance：即氮平衡，指人体每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，包括正氮平衡、 负氮平衡、氮总平衡，可反映人体蛋白质的代谢概况。 Metabolic pool:食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基 酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。 营养必需氨基酸营养必需氨基酸(essential(essential aminoamino acid)acid)：体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨基酸。 非必需氨基酸(non-essential amino acid)：体内能够自行合成，不必由食物供给的氨基酸。 腐败作用腐败作用(putrefaction)(putrefaction)：肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的分解作用，主 要在大肠中进行 脱氨基作用：指氨基酸脱去氨基生成相应 -酮酸的过程。包括转氨基作用、L-谷氨酸脱氢酶脱氨 基、联合脱氨基。 联合脱氨基作用（transdeamination）：由两种脱氨基作用偶联进行的脱氨基方式。包括两种方式： 一种是脱氨基作用于氧化脱氨基作用偶联;另一种是转氨基作用和嘌呤核苷酸循环偶联。 尿素循环（尿素循环（ureaurea cyc