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一 生物化学概述（一）生物化学研究的基本内容1 静态生物化学：蛋白质，核酸，酶2 动态生物化学：生物氧化，三大代谢3 信息代谢：DNA的复制，RNA的转录，蛋白质的生物合成 （二） 生物化学的发展简史课本P2-3二 蛋白质化学（一）蛋白质的概念及生物学意义1 概念：氨基酸肽键连接生物大分子（一定结构和功能）2 意义：结构成分、催化、运输、储存、运动、免疫、调节、遗传、其他（二）氨基酸1 氨基酸的基本结构和性质l COOH NH3+ C H Rl 性质a) 两性解离： H+ H+ H2NCH2COO- H3N+CH2COO- H3N+CH2COOH OH- OH- 阴性离子（R-） 兼性离子（R+-） 阳性离子（R+） PHPI PH=PI PHPI公式： 中性氨基酸： 酸性氨基酸： 碱性氨基酸：b) 光学性质：20种氨基酸都不吸收可见光，但是（ ）、（ ）、（ ）在近紫外光区有光吸收，因为它们的R基团含有（ ）。蛋白质由于含有这些氨基酸，一般最大光吸收在（ ）处，因此可利用（ ）测定蛋白质的含量。c) 化学性质：茚三酮反应：弱酸性、加热 脯氨酸、羟脯氨酸：黄色 其他氨基酸、有游离-氨基的肽：蓝紫色2，4-二硝基氟苯反应（Sanger反应）：弱碱性、暗处、室温或40 aa的-氨基与DNPB反应：黄色的DNP-AA异硫氰酸苯脂反应（Edman反应）：弱碱性、40 aa的-氨基与PITC反应：PTC-AA-羧基参与反应：成酯：与醇（人工合成多肽中保护-羧基） 成盐：与碱 成酰胺：氨基酸酯+氨氨基酸酰胺 脱羧：2 根据R基团极性对20种蛋白质氨基酸的分类及三字符缩写 非极性aa：Ala Phe Leu Ile Val Met Trp Pro -蛋白质疏水核心 酸性aa（带负电）：Asp Glu 极性 aa： 碱性aa（带正电）：Lys Arg His 蛋白质表面 非解离aa（不带电）：Gly Ser Thr Cys Tyr Asn Gln 酶的活性中心：His、Ser（三）蛋白质的结构和功能1 肽的概念和理化性质 概念：氨基酸 肽键连接蛋白质：肽链较长，通常在50个AA以上. 如胰岛素51AA，目前发现的最大蛋白质是肌巨蛋白（titin）,Mr约3000kDa,相当 于34350AA，但大多数蛋白质通常为300-500AA。多肽：肽链长度在20-50AA之间. 如胰高血糖素（29AA）,促肾上腺皮质激素（ACTH,39AA）；但是界限也很难划分。寡肽：肽链长度在20个AA以下. 如徐缓激肽（9AA），具有强的血管扩张作用；脑啡肽（5AA），除镇痛外，尚有调节体温、心血管、呼吸等功能；二肽和三肽已具有活性， 如天冬酰苯丙氨酸甲酯（2AA）具甜味；精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸（RGD），抗粘着的能力。一些单个氨基酸也具有重要功能，如甘氨酸，谷氨酸作为神经递质。 每种肽有其晶体，熔点很高。 酸碱性质：游离末端a-NH2、游离末端a-COOH、侧链上可解离基团。 肽等电点计算方法：以及在溶液中所带电荷的判断方法与AA一致，但复杂。 肽的化学反应：茚三酮反应、Sanger反应、Edman反应；还可发生双缩脲反应。双缩脲反应：双缩脲(NH2-CO-NH-CO-NH2)在（碱性）溶液中可与（铜）离子产生（紫红色）的络合物。多肽或蛋白质中有多个肽键,也能与铜离子发生双缩脲反应，游离氨基酸无此反应。2 蛋白质的初级结构蛋白质的一级结构指蛋白质多肽连中AA的排列顺序，包括二硫键的位置。主要由（肽键）维系。（实验题）N端：Sanger法（2、4-二硝基氟苯反应）、DNS法（丹磺酰氯末端分析法）、苯异硫氰酸酯法(Edman reaction) 、氨肽酶法 C端：肼解法、还原法、羧肽酶法3 蛋白质的高级结构（二级结构、超二级结构和结构域、三级结构、四级结构） 二级结构：指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及侧链的位置。主要由（氢键）维系a-螺旋（与DNA比较）A.几乎都是（右手）螺旋。B. 每圈（3.6）个氨基酸残基，高度（0.54）nm。C. 每个残基绕轴旋转100，沿轴上升（0.15）nm。D. 氨基酸残基侧链R基向外。E. 相邻螺圈之间形成链内氢链，氢键的取向几乎与中心轴平行。F. 肽键上C=O与它前面（N端）（第三个）残基上的N-H间形成氢键。R侧链的电荷和大小决定了-螺旋的稳定性(A、多肽链上连续出现带同种电荷的氨基酸残基，不能形成稳定的-螺旋。如多聚Lys、多聚Glu。B、R基大，空间位阻大，不易形成-螺旋，如Ile。C、R基较小，且不带电荷的氨基酸利于-螺旋的形成。如多聚Ala，在pH7的水溶液中自发卷曲成-螺旋。D、Pro中止-螺旋)b-折叠两个或多个几乎完全伸展的肽链平行排列；相邻肽链间通过 NH 与 C=O 形成规则的氢键，-C位于折叠顶点；相邻折叠层之间的距离约为 （0.35）nm；相邻残基的 R 基团向着相反的方向；平行式（parallel）和反平行式（antiparallel）两种b-转角肽链出现的180回折A. 4个连续的氨基酸残基组成 B. 主链骨架180折叠 C. 第一个氨基酸残基的C=O与（第四个）氨基酸残基的N-H形成氢键。 D. 多数由亲水氨基酸残基组成（特别是Gly、Pro）E. 主要存在于球状蛋白分子的表面无规卷曲指无一定规律的松散盘曲的肽链结构。酶的功能部位常包含此构象。超二级结构指蛋白质中相邻的二级结构单位（a-螺旋或b-折叠或b-转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体。基本类型：aa、 bab、bbb结构域 指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上，进一步卷曲、折叠形成几个相对独立、近似球形的三维实体。 约含100-200个AA残基，组织层次位于超二级结构和三级结构之间。三级结构是指多肽链在二级结构、超二级结构、结构域的基础上，进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。主要由（各种非共价键）和（疏水键）维系，（二硫键）也很重要。氢键范德华力:分子间及基团间作用力离子键（盐键）二硫键:二硫键不指导多肽链的折叠，但三级结构形成后，二硫键可稳定构象。疏水键（疏水相互作用）:在水介质中球状蛋白质的折叠总是倾向于把疏水残基埋藏在分子的内部。这一现象称为疏水相互作用。疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用，它是使蛋白质多肽链进行折叠的主要驱动力。四级结构 多个具有三级结构的（亚基），通过非共价键聚集形成的特定构象。 一般情况下，具有四级结构的蛋白质含有的肽链不会太多，故称这类蛋白质为寡聚蛋白。 实质：蛋白质的四级结构实际上研究亚基之间的相互作用、空间排布及亚基接触部位的空间布局。蛋白质四级结构中，亚基之间的作用力主要包括：各种非共价键和疏水键（最重要）。！注意：不包括二硫键！4 蛋白质的结构和功能的关系推断 预测氨基酸序列（一级结构） 空间结构（高级结构） 功能 （四）蛋白质的理化性质1 蛋白质的相对分子质量：很大，104-106之间2 蛋白质的两性电离和等电点3 蛋白质的胶体性质1-100nm，丁达尔效应，布朗运动，不透过半透膜4 蛋白质的紫外吸收特性：280nm，原因（ ）5 蛋白质的变性与复性（与DNA比较） 变性：一级结构不改变，高级结构，理化性质，生物功能改变 复性：变性不剧烈，除去变形因素后，高级结构，理化性质，生物功能恢复（五）蛋白质的分离与纯化1 蛋白质的抽提原理及方法2 蛋白质分离与纯化的主要方法：电泳、层析和离心3 蛋白质的定量方法三、核酸化学(一)核酸的种类和组成单位核酸：DNA：脱氧核糖核酸 RNA：核糖核酸核苷酸：磷酸 核苷：戊糖：脱氧核糖、核糖-(5-羟基) 缩合成核苷酸 碱基：A/G/C/T/U(二)核酸的分子结构1DNA的分子结构（与蛋白质比较）：DNA的一级结构： 1.定义：指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。 2.DNA的碱基组成（Chargaff定则）： （1）A=T，G=C 即A+G=T+C （2）DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物物种的DNA具有自己独特的碱基组成，但没有组织和器官的特异性。二级结构（注意和蛋白质比较）：指DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构，主要由（DNA链的碱基形成的氢键和碱基堆积力维系，离子键和范德华力也起一定作用）结构特点：（简答题）A反平行，右手双股螺旋，一条53，另一条35。大沟和小沟。B（碱基）位于内侧。（磷酸）与（脱氧核糖）在外侧。磷酸与脱氧核糖通过（3、5-磷酸二酯键）相连，碱基平面与纵轴（垂直），糖环平面与纵轴（平行）。C两条核苷酸链依靠碱基间形成的（氢键）结合在一起。配对规律，A-T，G-C，称为碱基互补。A和T之间形成（2）个氢键，G与C之间形成（3）个氢键。D螺旋横截面的直径约为（2） nm，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为(0.34) nm，每圈（10）个核苷酸，螺旋旋转一圈高度为（3.4 ）nm。B-DNA：右手双螺旋，典型双螺旋DNA。相对湿度为（92%）时的DNA钠盐。接近DNA在细胞中的构象。A-DNA：右手双螺旋，外形粗短。相对湿度为（75%以下）时DNA纤维。RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有。Z-DNA：左手双螺旋DNA。天然B-DNA的局部区域可以形成Z-DNA。三级结构指在DNA双螺旋二级结构的基础上通过扭曲和折叠所形成的特定构象，包括不同二级结构单元间相互作用、单链和二级结构单元间相互作用以及DNA的拓扑特征。超螺旋是DNA三级结构的一种类型，其拓扑学公式：L=T+WL链环数（linking number）：一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数T扭转数（缠绕数：twisting number）：DNA分子中的Watson-Crick螺旋数W超螺旋数（writhing number）2RNA的分子结构：tRNA（转运RNA,transfor RNA）的结构1.tRNA的一级结构：分子量25kDa左右，大约由7090个核苷酸组成，沉降系数为4S左右。分子中含有较多的修饰成分。3 -末端都具有CpCpAOH。 5 端多为pG,也有pC。2.tRNA的二级结构tRNA的二级结构大都呈“ 三叶草” 形状，一般具有四臂四环：包括氨基酸接受臂、反密码（环）臂、二氢尿嘧啶（环）臂、TyC（环）臂和可变环。氨基酸接受臂：包含有tRNA的3-末端和5-末端， 3-末端的最后3个核苷酸残基都是CCAOH，氨基酸可与其成酯，该区在蛋白质合成中起携带氨基酸的作用。反密码环：与氨基酸接受区相对，一般环中含有7个核苷酸残基，其中环中正中的3个核苷酸残基称为反密码子，与mRNA上的密码子反向配对。故tRNA的功能是在蛋白质生物合成中(转运氨基酸)和(识别密码子)。3.tRNA的三级结构在三叶草型二级结构的基础上，突环上未配对的碱基由于整个分子的扭曲而配成对目前已知的tRNA的三级结构均为倒L形。mRNA(信使RNA,messengerRNA)的结构mRNA一级结构真核：单顺反子， 5 -末端有“帽子” 和非编码区、 3 -末端有polyA片段和非编码区原核：多顺反子，5 -末端无“帽子” 有非编码区、 3 -末端 无polyA片段有非编码区 （病毒除外）顺反子： mRNA上具有翻译功能的核苷酸顺序。极大多数真核细胞mRNA在3-末端有一段长约20250核苷酸的polyA。polyA是在转录后经polyA聚合酶的作用而添加上去的。polyA可能的功能：与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关；与mRNA的半寿期有关，新合成的RNA其polyA链较长，而衰老的mRNA，polyA链缩短。“帽子”结构：甲基化的鸟苷酸通过焦磷酸与真核mRNA5-末端的核苷酸以5、 5-磷酸二酯键相连。三种帽子结构：O型：m7G5ppp5 Np I型：m7G5ppp5NmpNp II型：m7G5ppp5NmpNmpNp可能功能：抵抗5核酸外切酶降解mRNA。 为核糖体提供识别位点，使mRNA很快与核糖体结合，促进蛋白质合成起始复合物的形成。原核mRNA无5帽子和3polyA，但有5端先导区。 SD序列：5端先导区中，有一段富含嘌呤的碱基序列，典型的为5-AGGAGGU-3，位于起始密码子AUG前约10核苷酸处，此序列由Shine和Dalgarno发现，称SD序列。通过SD序列和核糖体16S的rRNA的3末端富含嘧啶碱基的序列互补。 rRNA（核糖体RNA，ribosoal RNA）的结构rRNA与核糖体结合蛋白一起构成核糖体。 大肠杆菌中有三类rRNA（原核）：5S rRNA、16S rRNA、23S rRNA 真核细胞有四类rRNA：5S rRNA、5.8S rRNA、18SrRNA、28S rRNArRNA功能：组成核糖体23SrRNA具有催化肽键形成的肽基转移酶活性参与tRNA与mRNA的结合(三)核酸的理化性质1核酸的一般性质两性解离由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸，而碱基呈现弱碱性，所以核酸的等电点比较低。DNA的等电点为44.5，RNA的等电点为22.5。核酸在其等电点时溶解度最小。RNA的等电点比DNA低的原因，是RNA分子中核糖基2-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离。DNA没有这种作用。水解 室温0.1mol/L NaOH条件下， DNA不水解。 在相同条件下，RNA完全水解，得到2-和3-磷酸核苷的混合物。这是因为RNA中C2-OH的存在，促进了磷酸酯键的水解。DNA稳定，保留和传递遗传信息。 RNA是DNA的信使，完成任务后迅速降解。酶解RNA水解酶 RNaseDNA水解酶 DNase核酸外切酶核酸内切酶 （限制性核酸内切酶）限制性核酸内切酶是特异性的水解核酸中某些特定碱基顺序部位。2核酸的紫外吸收特征碱基、核苷、核苷酸和核酸在240-290nm有较强的光吸收，max=260nm。鉴定纯度纯DNA，A260/A280 1.8（1.65-1.85）。若大于1.8，表示污染了RNA或DNA降解。纯RNA，A260/A280 2.0。若有杂蛋白或苯酚，则A260/A280明显降低。增色效应：变性后DNA对260nm紫外光的吸收率（A260）比变性前明显增加，称为增色效应.天然状态的DNA在完全变性后，紫外吸收(260 nm)值增加2540%，而RNA变性后，约增加1.1%。3核酸的变性及复性核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链结构的过程。核酸的变性并不涉及磷酸二酯键的断裂，所以它的一级结构保持不变。引起核酸变性的因素:温度升高、酸碱度改变、甲醛和尿素等的存在。DNA变性后的表现:A260值增加/粘度下降/浮力密度增大/分子量不变DNA的热变性和解链温度（Tm）一般DNA的Tm值在70-85C之间DNA的热变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。因此，通常将DNA的变性达到50%时的温度称为DNA的熔解温度（melting temperature,Tm),Tm也称解链温度或DNA的熔点。核酸的复性:变性DNA在适当的条件下，两条彼此分开的单链可以重新缔合成为双螺旋结构，称为复性。将热变性的DNA缓慢冷却时，可以复性（一般低于Tm2025），也叫退火（annealing)。分子量越大复性越难。浓度越大，复性越快.(四)核酸的分离纯化四、酶(一)酶的基本概念和作用特点 概念：活细胞产生的具有催化活性的蛋白质或RNA 特点：高效、专一、受调控、易失活、反映条件温和(二)酶的国际分类和命名（O2 + H2 H2O 氧转水，裂亦合）1 氧化-还原酶类：包括脱氢酶和氧化酶。如乳酸脱氢酶2 转移酶类：如谷丙转氨酶3 水解酶类：包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等4 裂解（裂合）酶类：包括醛缩酶、水化酶（脱水酶）及脱氨酶等。如苹果酸裂合酶5 异构酶类：6 合成（连接）酶类：合成酶，又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。A + B + ATP + H-O-H =AB + ADP +Pi 如，丙酮酸羧化酶催化的反应。丙酮酸 + CO2 + H2O 草酰乙酸(三)酶的作用机制1酶的活性中心 或称活性部位：结合部位和催化部位。 必需基团：活性中心内必需基团 活性中心外必需基团2酶的专一性和高效性机制相对专一性 基团专一性键专一性旋光异构专一性立体异构专一性 几何异构专一性潜手性专一性 绝对专一性专一性机制解释：诱导楔合学说（要点，简答题）高效性机制解释：邻近和定向效应、酸碱催化和共价催化、张力和变性、活性中心低介电性(四)影响酶促反应速度的主要因素底物浓度（S） 、酶液浓度（E） 、反应温度（T） 、反应pH 值、激活剂（A）和抑制剂（I）。米氏方程米氏常数（Km）是：酶的特征性常数，物理意义是当酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。加入：竞争性抑制剂 ： Vmax不变，Km变大非竞争性抑制剂 ： Vmax变小，Km不变反竞争性抑制剂： Vmax变小，Km变小不可逆抑制作用 专一性不可逆抑制作用：专一性地作用于某一种酶活性部位必需基团而导致酶的失活。非专一性不可逆抑制作用：作用于酶的一类或几类基团而导致酶的失活。可逆抑制作用 竞争性抑制作用 非竞争性抑制作用反竞争性抑制作用(五)别构酶和共价修饰酶别构酶也称变构酶，它是代谢过程中的关键酶。特点：（1）都是寡聚酶，具有四级结构。（2）具有活性中心和别构中心（调节中心），活性中心和别构中心处在不同的亚基或同一亚基的不同部位。（3）具有别构效应：与酶的四级结构有关。调节物或效应物与酶的别构中心结合后，改变酶分子的构象，从而影响酶活性中心对底物的结合和催化作用（4）不遵循米式方程：动力学曲线是S型（正协同效应）或表观双曲线（负协同效应）。 （5）常为系列反应酶系统的第一个酶或处于代谢途径分支上（6）分子量较大，结构复杂，与一般酶不同的性质如0度一下不稳定室温反而更稳定共价修饰酶：(六)同工酶同工酶是指能催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫性能等却有所不同的一组酶,一般为寡聚蛋白。举例：1959年，Marker首先用电泳分离法发现动物的乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）具有多种分子形式。LDH5(M4)、 LDH4(M3H)、 LDH3(M2H2)、 LDH2(MH3)、 LDH1(H4) 心、肝病变时引起的血清LDH同工酶的变化规律： 心脏疾病 LDH1和LDH2上升，LDH3和LDH5下降。 急性肝炎 LDH5明显上升，随病情好转而恢复正常。研究同工酶的意义（1）进行遗传分析、杂种优势的筛选、抗逆指标筛选（2）进行疾病诊断（3）研究代谢规律(七)维生素和辅酶维生素辅酶形式主要作用维生素B1TPP-酮酸氧化脱羧维生素B2FMN、FAD递氢维生素PPNAD+ 、NADP+递氢维生素B6磷酸吡哆醛（胺）转移氨基泛酸辅酶A转移酰基生物素生物素固定CO2叶酸四氢叶酸一碳单位转运维生素B12甲基-B12转移甲基硫辛酸硫辛酸转移酰基(八)酶的分离纯化五、糖类代谢分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最终氧化途径）、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。糖代谢受神经、激素、别构物调节控制。 (一)生物体内的糖类(二)单糖的分解作用（明白反应的定位）1糖酵解（）（细胞质中）2三羧酸循环（）（线粒体基质中）3磷酸戊糖途径（）（细胞质中）糖酵解、糖异生、TCA循环葡萄糖己糖激酶葡萄糖激酶入口 葡萄糖-6-磷酸酶磷酸葡萄糖磷酸己糖异构酶磷酸果糖磷酸果糖激酶限速（柠檬酸、果糖-1，6-二磷酸酶，二果糖、），二磷酸果糖醛缩酶磷酸丙糖异构酶磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸甘油醛脱氢酶（碘乙酸、砷酸），二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸烯醇化酶磷酸烯酮式丙酮酸（）丙酮酸激酶羧激酶出口草酰乙酸丙酮酸羧化酶丙酮酸（有氧）乙酰循环（无氧）酒精发酵乳酸发酵NADH、 CO2 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰CoA 柠檬酸合酶 草酰乙酸 柠檬酸 苹果酸脱氢酶 顺乌头酸酶 苹果酸 异柠檬酸 NADH延胡索酸酶 异柠檬酸脱氢酶 延胡索酸 草酰琥珀酸 FADH2 CO2 琥珀酸脱氢酶 异柠檬酸脱氢酶琥珀酸 GTP CO2 -酮戊二酸 琥珀酰硫激酶 琥珀酰CoA -酮戊二酸脱氢酶磷酸戊糖途径6*6-P-葡萄糖 6*6-P-葡萄糖酸 6*5-P-核酮糖 5*6-P-果糖 5*6-P-葡萄糖总反应式：6*6-P-葡萄糖 + 12NADP+ 5*6-P-葡萄糖 + 6CO2 + 12NADPH + 12H+生理意义u 糖酵解： 1 葡萄糖在生物体内进行有氧分解或无氧分解的共同途径，为生命活动提供一定能量；2 对厌氧生物或供养不足的组织，是糖分解的主要形式，也是获得能量的主要方式；3 形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；4 除三步反应不可逆外其余反应均可逆，为糖异生提供了基本途径u 糖异生：1 维持血糖恒定；2 协助氨基酸代谢； 3 乳酸转变；u TCA循环：1 是有机体获得生命活动所需能量的主要途径；2 是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的枢纽；3 重要的中间产物是其他物质合成的前体；4 有些中间产物既是生物氧化基质又是一定器官的积累物质，如柠檬、苹果分别富含柠檬酸和苹果酸5 是获得微生物发酵产品的主要途径u PPP途径:1 产生大量NADPH,为各种合成反应提供还原力；如脂肪酸、固醇、四氢叶酸的合成；非光合细胞中硝酸盐和亚硝酸盐的还原2中间产物为许多化合物的合成提供原料；如5-磷酸核酮糖是合成核苷酸的原料；3产生的NADPH可维持谷胱甘肽的还原状态，维持某些巯基酶活性和红细胞的完整性和正常功能；4与光合作用联系，实现单糖间的互变；葡萄糖有氧氧化包括四个阶段: 糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、 2ATP、2NADH） 丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（CO2、NADH） 三羧酸循环（CO2、H2O、ATP、NADH） 呼吸链氧化磷酸化（NADHATP）六、生物氧化(一)生物氧化的基本概念有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解生成CO2和H2O并释放出能量的过程(二)电子传递链1电子传递链的组成 H+ H+ H+ Cyt.cCyt.c1 Cyt.a Fe.S CoQ Fe.S Fe.S FMN FADH2 Cyt.b Cyt.a3NADH 琥珀酸 O2电子传递的抑制剂鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素-阻断电子由NADH向CoQ的传递。抗霉素A-阻断电子由CoQ向cytC1的传递。抑制复合物CN-、H2S、N3-、CO等-阻断电子由Cyta-a3向O的传递。 (三)氧化磷酸化1氧化磷酸化的类型 底物水平磷酸化 呼吸链氧化磷酸化（依赖电子传递链的磷酸化，是需氧生物合成ATP的主要途径）2氧化磷酸化的机制1953年 Edward Slater，化学偶联假说认为电子传递反应释放的能量通过一系列连续的化学反应形成高能共价中间物，高能中间物裂解驱动ADP磷酸化生成ATP。 1961年 Peter Mitchell，化学渗透假说认为电子传递释放的自由能和ATP的合成是与一种跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的。即电子传递释放的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H+离子梯度，即电化学梯度。这个跨膜的电化学电势驱动ATP的合成。 1964年 Pual Boyer，构象偶联假说 认为电子沿电子传递链传递使线粒体内膜的蛋白质组分发生了构象变化，形成一种高能构象，这种高能形式通过ATP的合成而恢复其原来的构象。迄今未能分离出这种高能蛋白质。但在电子传递过程中蛋白质组分的构象变化还是存在的。某些化合物能消除跨膜的质子浓度梯度或电位梯度，使ATP不能合成，这种作用称为解偶联作用，这类化合物成为解偶联剂。根据影响方式不同分： 化学解偶联剂：2、4-二硝基苯酚（在酸性环境中接受H+,成为不解离形式，是脂溶性的，很容易过膜，同时将H+带入膜内，起消除质子浓度梯度的作用。亦称质子载体） 氧化磷酸化抑制剂：寡霉素（抑制氧的利用和ATP的生成，不抑制电子传递链）离子载体抑制剂：缬氨霉素（K+）短杆菌肽（K+ Na+）（是一类脂溶性物质，能与H+以外的其他一价阳离子结合，并形成脂溶性的复合物，从而增加膜的通透性，消除跨膜的电位梯度）解偶联蛋白，又叫产热素（是存在于BAT细胞线粒体内膜上的蛋白质，为天然解偶联剂。它们能形成质子通道，让膜间的H+通过通道返回膜内，消除跨膜质子浓度梯度， H+电化学梯度蕴藏的自由能释放用以产热）3.线粒体穿梭系统磷酸甘油穿梭（P/O=1.5）主要存在于肌细胞苹果酸-天冬氨酸穿梭（P/O=2.5）主要存在于肝细胞 七、脂质代谢(一)生物体内的脂质生物体内的脂类按组成分为 单纯脂：脂肪酸+醇。 复合脂：除单纯脂成分外还含有非脂性物质如磷酸、含氮化合物、糖基等等。 不含脂肪酸、非皂化的脂：萜类、甾类化合物、前列腺素类等脂类的生理功能：a. 生物膜的骨架成分 磷脂b. 能量储存形式 甘油三酯c. 参与信号识别、免疫 糖脂d. 激素、维生素的前体 e. 生物体表保温防护(二)脂肪的分解代谢1脂肪的酶促水解（主要在肠中）甘油三酯的水解：组织中有三种脂肪酶，分步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯，最终产生3分子脂肪酸和1分子甘油。三种酶：脂肪酶（限速酶）、甘油二酯脂肪酶、甘油单酯脂肪酶。2甘油的降解和转化（经血液转运至肝脏）在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化，生成3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。3脂肪酸的一氧化分解（线粒体基质）饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的位C原子发生氧化，碳链在位C原子与位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰CoA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为-氧化.R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH 脂酰CoA合成酶 （饱和偶数C）脂肪酸 脂酰CoA 脂酰肉碱 2ATP 肉碱 脂酰肉碱转移酶- 肉碱 脂酰肉碱转移酶 脂酰CoA 脂酰肉碱 乙酰CoA FADH2(第一次脱氢) -酮酯酰硫解酶 脂酰CoA脱氢酶 -酮脂酰CoA 2-烯脂酰CoA （第二次脱氢）NADH L-羟脂酰CoA脱氢酶 烯脂酰CoA水合酶L-羟脂酰CoA脂肪酸-氧化小结（1）脂肪酸-氧化时仅需活化一次，消耗两个高能键相当于2 个ATP，生成脂酰CoA 。（2）长链脂肪酸由线粒体外的脂酰CoA合成酶活化，经肉碱运到线粒体内；中、短链脂肪酸直接进入线粒体，由线粒体内的脂酰CoA合成酶活化。（3）-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤。脂肪酸-氧化产生的能量（以16C的软脂酸为例）经过7次循环，产生7个NADH，7个FADH2， 8分子乙酰COA。活化消耗： 2 ATP氧化产生： 7（1.5 + 2.5）ATP 288个乙酰CoA： 810 ATP 80净生成： 108 2106 ATP奇数碳脂肪酸的-氧化 先经-氧化途径，得到乙酰CoA和丙酰CoA。丙酰CoA转化成琥珀酰CoA，进入TCA。动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇碳脂肪酸最终能够异生为糖。酮体代谢在动物肌肉中乙酰COA可以进入TCA；在动物肝、肾脏线粒体内乙酰CoA可以生成丙酮、乙酰乙酸、D-羟丁酸，这三种物质称酮体。注意：酮体的三种化合物中D-羟丁酸不是酮(三)脂肪的生物合成1甘油的生物合成（细胞质中） 前体是糖酵解的中间产物磷酸二羟丙酮（在甘油和脂肪酸合成需要的是3-磷酸甘油，而不是游离的甘油） H3C-OH H3C-OH H3C-OH NADH+ H+ H2O PiO=C HO-CH HO-CH 磷酸甘油激酶 磷酸酯酶H2C-OPO32- H2C-OPO32- H2C-OH磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油 甘油2饱和脂肪酸的从头合成（细胞质中） 柠檬酸 柠檬酸 乙酰CoA羧化酶乙酰CoA 乙酰CoA 丙二酸单酰CoA 乙酰基进位、移位 丙二酸单酰基进位 乙酰（外围巯基） -ACP草酰乙酸 草酰乙酸 丙二酸单酰（中央巯基） 丁酰基-ACP NADH 还原酶 NAD+ 缩合酶 苹果酸 苹果酸 反式2-烯丁酰基-ACP-酮丁酰基-ACP CO2 CO2 NADPH 还原酶 脱水 丙酮酸 丙酮酸 -羟酯酰基-ACP丙二酸单酰CoA的生成（供体活化）（2009年生化简答题37） 乙酰CoA羧化酶乙酰CoA+HCO3-+ATP+H+ 丙二酸单酰CoA+ADP+PPi UDPG焦磷酸化酶 1-磷酸果糖 +UTP UDPG+Pi 氨基酸+t RNA + ATP 氨酰-tNA + ATP 乙酰CoA羧化酶：限速酶,辅酶是生物素。是别构酶：柠檬酸激活，脂肪酸抑制。区别点合成（从乙酰CoA开始）氧化（生成乙酰CoA）细胞部位细胞质线粒体酶 系6种酶，多酶复合体或多酶融合体4种酶分散存在脂酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA 电子供体（受体）NADPHFAD、NAD-羟脂酰基构型D型L型对HCO3及柠檬酸的需求要不要能量变化（软脂酸）消耗7个ATP及14个NADPH 产生106ATP产物只合成16碳酸以内的脂肪酸18碳脂肪酸可彻底降解3三酰甘油的生物合成(四)甘油磷脂代谢磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇(五)固醇的生物合成八、氨基酸和核苷酸的代谢(一)氨基酸的代谢1氨基酸的分解代谢（主要在肝脏中）氨基酸分解代谢一般分三步： 一是先脱去氨基； 二是脱氨后生成的碳架进入TCA被氧化，产生能量，碳架还可作为糖、脂肪酸合成的原料； 三是脱氨后产生的NH3与Asp的N原子结合成为尿素排出体外。A.脱氨基作用l 氧化脱氨基作用：a-AA在酶的作用下，氧化生成a-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。 催化氧化脱氨基反应