简述谷胱甘肽的生理功能.doc

简述谷胱甘肽的生理功能？列举目前已经研究发现的与谷胱甘肽具有相似的抗氧化功能的生物活性成分？答：谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的活性三肽，广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中，各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能，被称为长寿因子和抗衰老因子。具有许多重要生理功能，如蛋白质和核糖核酸的合成、氧及营养物质的运输、内源酶的活力、代谢和细胞保护、参与体内三羧酸循环及糖代谢，具有抗氧化、抗疲劳、抗衰老、清除体内过多自由基、解毒护肝、预防糖尿病和癌症等功效，因此而成为机体防御功能肽的代表。谷胱甘除可在临床上用作治疗眼角膜疾病，解除丙烯酯、氟化物、重金属、一氧化碳、有机溶剂等中毒症状。 目前已经研究发现的与谷胱甘肽具有相似的抗氧化功能的生物活性成分:具有还原性的维生素如VC、VB、类胡萝卜素、多酚类化合物（包括酚酸类、黄酮类、儿茶素类等等）、花青素、原花青素等等，目前研究认为从葡萄籽中提取的原花青素抗氧化活性最强。一份子葡萄糖经过糖酵解和三羧酸循环的基本反应能量计算及生物学意义？1. 答： 糖酵解：葡萄糖氧化分解成丙酮酸（胞液中）： 葡萄糖的磷酸化为1，6二磷酸果糖；1，6二磷酸果糖裂解为两分子的磷酸丙糖；两分子的3磷酸甘油醛转变为两分子丙酮酸； 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（线粒体）：丙酮酸可穿过线粒体膜进入线粒体基质，在丙酮酸脱氢酶系的催化下，生成乙酰辅酶A。 三羧酸循环（线粒体）：三羧酸循环是从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合为柠檬酸开始，不断脱氢脱羧，是机体CO2的主要来源。最后回到草酰乙酸。 氧化磷酸化：是指在生物氧化中伴随着ATP生成的作用。有代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化两种类型。即ATP生成方式有两种。一种是代谢物脱氢后，分子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化先形成一个高能中间代谢物，促使ADP变成ATP。这称为底物水平磷酸化（胞液中）。如1，3-二磷酸甘油酸降解为3-磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸降解为烯醇式丙酮酸、琥珀酰CoA降解为琥珀酸和CoA 这三个反应都推动ATP或GTP的形成。另一种是代谢物上脱下的氢（质子和电子）经一系列递氢体或电子传递体，按氧化还原电位的高低，将电子和质子传递给氧并生成水，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP称为氧化磷酸化（线粒体内膜上）。生物体内95%的ATP来自这种方式。能量计算：净生成38ATP 糖酵解（净生成8ATP）： G6-P-G，消耗1ATP； 6-P-G1,6-2P-F, 消耗1ATP； 1,3-2P-甘油酸23-P-甘油酸2，产生2ATP； 磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸2，产生2ATP； 3-P-甘油醛21，3-2P-甘油酸2NADH2呼吸链，产生6ATP； 丙酮酸氧化（乙酰COA的形成和三羧酸循环，净生成30ATP）：丙酮酸2乙酰COA2CO22NADH2呼吸链，产生6ATP；异柠檬酸2-酮戊二酸2NADH2呼吸链，产生6ATP；-酮戊二酸2琥珀酰CoA2NADH2呼吸链，产生6ATP；琥珀酰CoA2琥珀酸2CoASH22GTP （2GTP2ADP2ATP）琥珀酸2延胡索酸FADH22呼吸链，产生4ATP苹果酸2草酰乙酸2NADH2呼吸链，产生6ATP生物学意义： 糖酵解在无氧及有氧条件下都能进行，是厌氧生物或需氧生物机体在缺氧情况下取得能量的主要方式，是有氧氧化的第一个阶段； 糖酵解途径中形成的许多中间产物可作为合成其它物质的原料； 三羧酸循环本身产能并不多，但却是体内产能最大的途径； 三羧酸循环是人体诸多“循环”中最重要的。它不仅是糖代谢而且是脂类代谢、蛋白质代谢即三大营养素的最终(氧化供能)代谢通路； 三羧酸循环不光是三大营养素的产能通路，也是它们互相联系的枢纽。如糖与脂肪相互转变。糖、脂肪、核酸、蛋白质四大物质代谢之间各通过那些中间产物相联系？1乳糖操纵子的结构 大肠杆菌的乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因，分别编码-半乳糖苷酶、透酶、乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因。基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于转录失活状态。在启动序列P上游还有一个分解（代谢）物基因激活蛋白CAP结合位点，由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成LAC操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。 2阻遏蛋白的负性调节 在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。此时，基因列在P启动序列操纵下表达的乳糖阻遏蛋白与O序列结合，故阻断转录启动。阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O序列解聚。因此，每个细胞中可能会有寥寥数分子半乳糖苷酶、透酶生成。 当有乳糖存在时，乳糖操纵子即可被诱导。真正的诱导剂并非乳糖本身。乳糖经透酶催化、转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少数 -半乳糖苷酶催化，转变为别乳糖。后者作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构型变化，导致阻遏蛋白与O序列解离、发生转录，使-半乳糖苷酶分子增加 1000倍。 3CAP的正性调节 分解代谢物基因激活蛋白 CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍；当葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。 由此可见，对乳糖操纵子来说 CAP是正性调节因素，乳糖阻遏蛋白是负性调节因素。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节乳糖操纵子的表达。 4对调节机制的解释 大肠杆菌根据碳源性质选择代谢方式。 倘若有葡萄糖存在时，细菌优先选择葡萄糖供应能量。葡萄糖通过降低 cAMP浓度，阻碍cAMP与CAP结合而抑制乳糖操纵子转录，使细菌只能利用葡萄糖。 在没有葡萄糖而只有乳糖的条件下，阻遏蛋白与 O序列解聚，CAP结合cAMP后与乳糖操纵子的CAP位点，激活转录，使得细菌利用乳糖作为能量来源。 细胞间的通讯要通过细胞间的信息传递完成，即由信息细胞释放“第一信使”，第二信使(second messenger)在激素对物质代谢的调节中，通常将激素称为第一信使，而cAMP、cGMP等在激素作用中起着信息的传递和放大作用，故将它们称为第二信使。 简述脂肪酸的从头合成过程 乙酰CoA的来源和转运：乙酰CoA在线粒体产生，乙酰CoA不能直接穿过线粒体内膜，需要通过“柠檬酸穿梭”的方式从线粒体基质到达细胞质，才能用于合成脂肪酸。 丙二酸单酰CoA的形成：在脂肪酸的从头合成过程中，参入脂肪酸链的二碳单位的直接提供者并不是乙酰CoA，而是乙酰CoA的羧化产物丙二酸单酰CoA。乙酰CoA的羧化为不可逆反应，是脂肪酸合成的限速步骤。 脂肪酸链的合成： 丙二酸单酰CoA ACP（酰基载体蛋白-SH）丙二酸单酰ACP乙酰CoAACP（酰基载体蛋白-SH）乙酰ACP从头合成：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的过程称为嘌呤核苷酸的从头合成。补救合成：利用核酸分解代谢产生自由嘌呤和嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸的过程，称为嘌呤核苷酸的补救合成。中心法则：DNA贮存的遗传信息通过复制传给子代DNA，通过转录传给RNA，再通过翻译传给蛋白质。遗传信息传递方向的这个规律被称为中心法则。半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板，按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。半不连续复制：先导链连续复制而随后链不连续复制，称为半不连续复制或复制的半不连续性。逆转录：即反转录，以RNA为模板，在反转录酶的作用下合成DNA链。与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反。DNA突变：遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变。冈崎片段：由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开的，因此，新合成的DNA链开始都是一些DNA片段，然后再由连接酶连接成完整的新DNA链（子链）。这些开始新合成的DNA片段称作岗崎片段。SSB蛋白： Single-Stranded DNA-Binding Protein，SSB。在DNA揭开双螺旋时结合在在暴露的单链DNA链上，复制、重组和修复中起着重要作用，主要是保护单链DNA不被降解。 端粒：指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。由末端单链DNA序列和蛋白质构成。末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱基的短 序列。其功能是维持染色体的稳定性、维持DNA复制的完整性。cDNA：以mRNA为模板，经逆转录合成的与mRNA碱基序列互补的DNA链。DNA损伤：在复制过程中发生的DNA突变称为DNA损伤RNA聚合酶：由2等亚基组成，a亚基 解开前方的DNA双螺旋、恢复后面的DNA双螺旋；亚基 催化磷酸二酯键的形成；亚基 与DNA的非模板链结合；亚基：识别DNA上转录的起始部位，引导全酶结合上去；核心酶：解开前方的DNA双螺旋、RNA链的延伸、恢复后面的DNA双螺旋。hnRNA：核内不均一RNA ,为mRNA的前体, 包括5帽子、3poly(A) 尾巴、外显子、内含子，需经剪接加工后生成有活性的mRNA。转录：从DNA区段(基因)中的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，以四种核苷酸为原料，按照A-U，G-C配对原则合成RNA。RNA的转录是不对称转录，用作RNA合成的模板的DNA链叫做反义链；另一条DNA链则不做模板，叫有义链。转录开始不需要引物，链的延长方向也是 5 3启动子：DNA上存在着转录的起始信号，它是特殊的核苷酸序列，称为启动子。转录是由RNA聚合酶全酶结合于启动子而被启动的终止子：DNA分子上有终止转录的特殊信号，也是特定的核苷酸序列，称为终止子。RNA聚合酶的核心酶能识别终止子并停止转录。 核酶：具有酶的催化活性的RNA称为核酶。如，四膜虫的rRNA能自我剪接。