XX年最新生化讲义归纳

XX年最新生化讲义归纳 生化期末考试纲要第二章蛋白质化学三氨基酸的结构特点及分类1.根据R的化学结构 （1）脂肪族氨基酸Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Cys；Arg、Lys、Asp、Glu、Asn、Gln、Ser、Thr （2）芳香族氨基酸Phe、Tyr （3）杂环氨基酸Trp、His （4）杂环亚氨基酸Pro2.根据R的极性 （1）非极性氨基酸Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp （2）极性氨基酸1）不带电Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys；2）带正电His、Lys、Arg；3）带负电Asp、Glu四两性解离和等电点氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以离子形式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的NH3+正离子和能接受质子的COO-负离子，为两性电解质。 实验证明氨基酸在水溶液中或固体状态时是以两性离子（dipolar ion）形式存在的。 所谓两性离子是指在同一个氨基酸分子上带有等量的正负两种电荷，由于正负电荷相互中和而呈电中性，这种形式又称兼性离子（zwitterions）或偶极离子。 调节氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的NH3+基和COO-基的解离程度完全相等时，即所带净电荷为零，此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点（pI）。 等电点的含义定义当氨基酸在其某一PH值时，氨基酸所带正电荷和负电荷相等，即净电荷为零，此时的PH值成为氨基酸的等电点，用PI表示。 氨基酸在等电点时主要以偶极离子形式存在氨基酸等电点的特点?净电荷数等于零，在电场中不移动；?此时氨基酸的溶解度最小氨基酸等电点在生化中的应用通过电泳法或离子交换法将氨基酸进行分离制备.氨基酸等电点的确定 1、酸碱滴定 2、根据pK值（即解离常数的负对数）计算等电点等于两性离子两侧pK值的算术平均数。 对于含有三个可解离基团的氨基酸来说，只要依次写出它从酸性经过中性至碱性溶液解离过程的各种离子形式，然后取两性离子两侧的pK值的平均值，即可求出其pI。 由此可见，氨基酸的等电点相当于该氨基酸的两性离子状态两侧的基团pK值之和的一半，根据此原则可求出任何一种氨基酸的等电点。 五、蛋白质的高级结构指蛋白质分子中所有原子在三维空间的排列分布和肽链的走向。 由于羰基碳-氧双键的靠拢，允许存在共振结构（resonance structure），碳与氮之间的肽键有部分双键性质，由CO-NH构成的肽单元呈现相对的刚性和平面化，肽键中的4个原子和它相邻的两个-碳原子多处于同一个平面上。 氨基的H与羰基的O几乎总是呈反式（trans）而不是顺式（cis）。 蛋白质构象稳定的原因1）酰胺平面；2）R的影响。 1.蛋白质的二级结构指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式 （1）-螺旋（-helix）结构要点1）螺旋的每圈有3.6个氨基酸，螺旋间距离为0.54nm，每个残基沿轴旋转1002）每个肽键的羰基氧与远在第四个氨基酸氨基上的氢形成氢键（hydrogen bond），氢键的走向平行于螺旋轴，所有肽键都能参与链内氢键的形成。 （2）-折叠结构（-pleated sheet）是一种肽链相当伸展的结构。 肽链按层排列，依靠相邻肽链上的羰基和氨基形成的氢键维持结构的稳定性。 肽键的平面性使多肽折叠成片，氨基酸侧链伸展在折叠片的上面和下面-折叠片中，相邻多肽链平行或反平行（较稳定）。 （3）-转角（-turn）为了紧紧折叠成紧密的球蛋白，多肽链常常反转方向，成发夹形状。 一个氨基酸的羰基氧以氢键结合到相距的第四个氨基酸的氨基氢上。 -转角经常出现在连接反平行-折叠片的端头。 （4）不规则卷曲2.超二级结构和结构域超二级结构是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体。 是蛋白质二级结构至三级结构层次的一种过渡态构象层次。 结构域是球状蛋白质的折叠单位。 多肽链在超二级结构的基础上进一步绕曲折叠成紧密的近似球行的结构，具有部分生物功能。 对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个以上结构域缔合而成三级结构。 3.蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。 维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。 尤其是疏水相互作用，在蛋白质三级结构中起着重要作用。 3、蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(Quaternary Structure)是指由多条各自具有 一、 二、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式，即各个亚基在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。 这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位Subunit，它一般由一条肽链构成，无生理活性；维持亚基之间的化学键主要是疏水力。 由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白；six共价键次级键化学键肽键一级结构氢键二硫键 二、 三、四级结构疏水键离子健范德华力 三、四级结构、稳定蛋白质的作用力 六、蛋白质的沉淀反应1.加高浓度盐类（盐析）加盐使蛋白质沉淀析出。 分段盐析调节盐浓度，可使混合蛋白质溶液中的几种蛋白质分段析出。 血清球蛋白（50%(NH4)2SO4饱和度），清蛋白（饱和(NH4)2SO4)。 蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用有关。 改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中沉淀出来。 不可逆沉淀在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。 由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所以又称为变性沉淀。 如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀1.加有机溶剂2.加重金属盐3.加生物碱试剂(单宁酸、苦味酸酸、三氯乙酸能沉淀生物碱，称生物碱试剂)可逆沉淀在温和条件下，通过改变溶液的pH或电荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。 七、蛋白质的变性蛋白质的性质与它们的结构密切相关。 某些物理或化学因素，能够破坏蛋白质的结构状态，引起蛋白质理化性质改变并导致其生理活性丧失。 这种现象称为蛋白质的变性(denaturation）发生变性的蛋白质一级结构（构型）和分子量不变，高级结构（构象）遭到破坏。 变性蛋白质主要标志是生物学功能的丧失溶解度降低，易形成沉淀析出，结晶能力丧失，分子形状改变，肽链松散，反应基团增加，易被酶消化。 有些蛋白质的变性作用是可逆的，其变性如不超过一定限度，经适当处理后，可重新变为天然蛋白质（复性作用）。 变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。 所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。 引起变性的主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。 八蛋白质的分离纯化测定为了测定蛋白质的氨基酸组成，从蛋白质水解液中制取AA，都需要对AA混合物进行大小不同的分离、纯化方法。 （一）根据分子大小不同进行分离纯化 1、透析和超过滤透析和超过滤都是利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质，使蛋白质和其它小分子物质分开。 超过滤是利用压力或离心力，强使水和其它小分子溶液透过半透膜，而蛋白质留在膜上。 （二）根据溶解度差别的分离方法1.等电点沉淀和PH值控制利用各种蛋白质在等电点时，溶解度最小这一性质，可以通过调节蛋白质溶液的PH值，将不同的蛋白质分开。 2.蛋白质盐溶或盐析中性盐在低浓度时，可以增加蛋白质的溶解度，这种现象叫盐溶。 当溶液离子强度增加到一定数值时，蛋白质的溶解度下降开始沉淀，这种现象叫盐析。 （三）根据电荷不同的分离方法1.电泳在外界电场的影响下，如果蛋白质不处于等电点状态，它将向电极移动，这种现象称为电泳。 纯化中应用最多的是聚丙烯酰胺凝胶电泳和等电聚焦电泳，它们既可以作为蛋白质纯度检验方法，也可以纯化、制备蛋白质。 2.层析层析法是利用被分离样品混合物中各组分的化学性质的差别，使各组分以不同程度分布在两个“相”中，这两个相中的一个被固定在一定的支持介质上，成为固定相，另一个是移动的，成为移动相。 根据层析法的原理与方式的不同，层析法有分配层析、吸附层析、离子交换层析、亲和层析等不同类别。 凝胶过滤层析凝胶过滤又称分子筛层析（molecular-sieve chromatography)。 这是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的方法之一。 凝胶过滤是一种柱层析，柱中的填充物是大分子的惰性聚合物，最常用的有葡聚糖凝胶（商品名为Sephadex)和琼脂糖凝胶（商品名为.Sepharose）等。 葡聚糖凝胶是具有不同交联度的网状结构物，它的“网孔”大小可以通过控制交联剂与葡聚糖的比例来达到。 不同型号的葡聚糖凝胶装在层析柱中，不同分子的蛋白质混合物借助重力通过层析柱时，比“网孔”大的蛋白质分子不能进入凝胶颗粒的网格内，而被排阻在凝胶粒之外，随着洗脱剂通过凝胶粒外围而流出；比“网孔”小的分子则扩散进入凝胶粒内部，然后再可逆地扩散出来通过下层凝胶。 这样，由于不同大小的分子所经路程不同而得以分离，大分子先洗下来，小分子后洗下来。 离子交换层析离子交换层析分离蛋白质也是根据其带电荷的情况。 常用于蛋白质分离的离子交换剂有弱酸性的羧甲基纤维素（carboxymethyl-cellulose,简称CM一纤维素）和弱碱性的二已基氨基已基纤维素（diethyl-amino-ethyl-cellulose，简称DEAE一纤维素），前者为阳离子交换剂，后者为阴离子交换剂。 离子交换层析原理及简单流程离子交换剂的结合力取决于彼此间相反电荷的静电吸引，这与溶液的pH值有关，因为溶液的PH值决定离子交换剂与蛋白质的电离程度。 盐类的存在可以降低离子交换剂的离子和蛋白质的相反电荷基团之间的静电吸引。 因此，蛋白质混合物的分离可用改变溶液中盐类离子强度和PH值来完成。 对离子交换剂结合力最小的蛋白质首先由层析柱中洗脱出来。 亲合层析(affinity chromatography）是分离蛋白质的一种极为有效的方法。 它经常只需经过一步的处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来，而且纯度很高。 这种方法根据的是某些蛋白质所具有的生物学性质，即它们与另一种称为配体的分子能特异而非共价的结合。 第三章核酸化学第一节概述四Chargaff定则（1950s,E.Chargaff发现）I.DNA碱基组成符合A+G=T+C II.不对称比率A+T/G+C；物种不同，DNA碱基组成不同，物种亲缘愈接近，碱基组成也愈接近，该比率越相近似。 III.具有种的特异性，没有器官和组织的特异性，年龄、营养状况、环境的改变不影响DNA的碱基组成。 五DNA双螺旋结构模型要点 （1）螺旋中的两条链反向平行，即其中一条链的方向为53，而另一条链的方向为35，两条链共同围绕一个假想的中心轴呈右手双螺旋结构。 DNA双螺旋结构模型要点 （2）疏水的碱基位于双螺旋的内侧，亲水的磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。 碱基平面与螺旋轴垂直，脱氧核糖平面与中心轴平行。 由于几何形状的限制，碱基对只能由嘌呤和嘧啶配对，即A与T，G与C。 这种配对关系，称为碱基互补。 A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。 DNA双螺旋结构模型要点 （3）由于碱基对排列的方向性，使得碱基对占据的空间是不对称的，因此，在双螺旋的表面形成大小两个凹槽，分别称为大沟和小沟，二者交替出现。 DNA双螺旋结构模型要点 （4）双螺旋横截面的直径约为2nm，相邻两个碱基平面之间的距离（轴距）为0.34nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺距（即螺旋旋转一圈）的高度）为3.4nm。 DNA双螺旋结构模型要点 （5）两条链借碱基之间的碱基堆积力（即碱基之间的范德华力）牢固的连接起来，维持DNA双螺旋的三维结构。 两条链是互补关系。 六、tRNA的分子结构.一级结构.二级结构1）tRNA分子的一级结构特点分子量在25d左右,大多数为7090个核苷酸组成的单链，沉降系数为4S；5端为pG，3端为-pCCAOH；有十几个位置的核苷酸是恒定的；碱基组成中有较多的稀有碱基。 2）tRNA的二级结构特点-三叶草型3端有一段以-CCA为主的单链区；大约有50%的核苷酸配对，形成4个双螺旋区，称为臂或茎；大约有50%的核苷酸不配对，形成4个环；不同的tRNA分子在长度上的变化主要发生在三个区域D环、D茎、额外环。 tRNA的二级结构4茎氨基酸接受茎（氨基酸臂）、D茎、反密码子茎、TC茎；氨基酸臂包含有tRNA的3-末端和5-末端，由7对核苷酸组成，5-末端为G，3-末端的最后3个核苷酸残基都是-C-C-AOH，此结构是tRNA结合活化氨基酸的部位。 tRNA的二级结构4环反密码环左臂二氢尿嘧啶环（DHU或D环）附加叉（可变环或额外环）右臂TC环（胸苷T、假尿嘧啶核苷、胞苷C）反密码区与氨基酸接受区相对，一般含有7个核苷酸残基，其中正中的3个核苷酸残基称为反密码子。 二氢尿嘧啶环（DHU环）该区含有二氢尿嘧啶（D），功能不明。 附加叉位于反密码区与T?C区之间，不同的tRNA该区变化较大。 T?C区与二氢尿嘧啶环相对，环中含有胸苷（T）、假尿苷（?）和胞苷（C），故名T?C。 TRNA的功能将氨基酸转运到核糖体MRNA复合物的相应位置用于蛋白质的合成。 七、DNA的变性 1、概念是指核酸双螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂，变成单链结构的过程。 2、DNA的变性的条件能够引起核酸变性的因素有温度升高；酸碱度改变、pH（11.3或5.0）；有机溶剂，如甲醛和尿素、甲酰胺等；低离子强度。 3、DNA变性的特征变性核酸将失去其部分或全部的生物活性。 变性改变了DNA的二级结构。 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(碱基顺序)保持不变。 DNA的变性过程是突变性的，它在很窄的温度区间内完成。 DNA解链温度紫外吸收值明显增加，即增色效应。 粘度降低，沉降系数增加。 DNA解链温度（熔点，Tm）当50%的DNA变性时的温度称为该DNA的解链温度，即增色效应达到一半时的温度；一般DNA的Tm值在70-85?C之间。 均一DNA（如病毒）的Tm值范围较小。 分子中G和C的含量越高，越不易变性，Tm值越高。 可通过经验公式计算（G+C)%=(Tm-69.3)X2.44Tm值随溶液盐浓度增加而增大，Tm值较低，易变性，不易保存。 增色效应与减色效应天然DNA分子在热变性条件下，双螺旋结构破坏，碱基暴露，在紫外光260nm波长处的吸收度明显增加，此现象称为增色效应。 变性DNA分子复性形成双螺旋结构时其紫外吸收降低的现象称为减色效应。 八、DNA的复性 1、复性的概念变性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，其物理性质和生物活性随之恢复，这一过程称为复性；对于热变性的DNA，在缓慢冷却的条件下可重新结合恢复双螺旋结构，称为退火。 DNA复性后，一系列性质将得到恢复，但是生物活性一般只能得到部分的恢复。 2、DNA的复性条件将热变性的DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性,即淬火。 将变性的DNA缓慢冷却时，可以复性。 退火温度Tm25分子量越大复性越难。 浓度越大，复性越容易。 此外，DNA的复性需要一定的盐浓度，也与它本身的组成和结构有关。 第五章脂类简介思考题 一、是非题1.自然界中常见的不饱和脂酸多具有反式结构。 2.植物油的必需脂酸含量丰富，所以植物油比动物油营养价值高。 3.植物油和动物脂都是脂肪。 三选择题1.下列脂类化合物中哪个含有胆碱基?A.磷脂酸B.神经节苷脂C.胆固醇D.葡萄糖脑苷脂E.神经鞘磷脂2.下列有关脂类化合物的叙述中，哪些是正确的? (1).它们是细胞内的能源 (2).它们在水中的溶解度极低 (3).它们是膜的结构组分 (4).它们仅仅由碳、氢和氧组成A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,42.甘油三酯和卵磷脂分子中共有的基团是 (1).磷酰基 (2).脂酰基 (3).胆碱基 (4).甘油基A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,43.对哺乳动物而言，下列哪些化合物是必需脂酸? (1).油酸 (2).亚油酸 (3).软脂酸 (4).亚麻酸A.1,2,3B.1,3C.2,4D.4E.1,2,3,4维生素与辅酶课堂思考题?1.维生素B1的辅酶形式是Tpp,在糖代谢中参与-酮酸的氧化脱羧作用.答案（）?2.维生素B1缺乏必然带来Tpp含量减少,导致机体脂代谢障碍,临床上称为脚气病.答案（）?3.维生素B2称为核黄素,其辅酶形式是NAD+和NADP+。 答案（）?4.辅酶A是含泛酸的复合核苷酸,代谢中作为酰基载体起作用.答案（）?5.叶酸是转移一碳单位酶系的辅酶.答案（）?6.维生素E是一种天然的抗氧化剂,其本身极易被氧化.答案（）?8.泛酸的结构是由喋呤啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸构成.答案（）?7.麦角固醇、7脱氢胆固醇在紫外线的作用下都可以转化为维生素D,故称为维生素D原.答案（）?9.尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸是脱氢酶的辅酶,可缩写为NADP+,含维生素PP.答案（）?10.视紫红质是一种结合蛋白质,其辅基是11-顺式视黄醛,是维生素A的一种氧化物.答案（）?11.生物素是羧化酶辅酶的组成部分,参与体内CO2的固定和羧化反应.答案（）第五章新陈代谢总论与生物氧化二电子传递链（呼吸链）1概念线粒体内膜上存在由多种酶和辅基组成的传递H和电子的反应链，它们按一定顺序排列，称电子传递链(或呼吸链)（electron transferchain或respiratory chain）。 2电子传递链的组成?1.烟酰胺脱氢酶类2.黄素脱氢酶类3.铁硫蛋白类4.辅酶Q类5.细胞色素类3还原电位与电子传递链的顺序?标准还原电位将一个半反应体系与一个标准氢电极(pH7)相连所测的还原电位。 ?电子传递链中各组分的顺序由还原电位决定?电子传递方向(还原电位)低高4电子传递链的顺序:1.NADH呼吸链2.FADH2呼吸链电子传递链中生成ATP的部位NADHO2可合成3分子ATP FADH2O2可合成2分子ATP呼吸链抑制剂 1、呼吸链抑制剂能阻断呼吸链中某些部位电子传递。 如植物的鱼藤酮可切断NADH和CoQ之间的电子流，抗霉素A可切断细胞色素b到c链上的电子流，氰化物和CO是阻断细胞色素aa3至氧的电子传递抑制剂。 2、解偶联剂（uncoupler）?使氧化与磷酸化偶联过程脱离。 ?二硝基苯酚（dinitrophenol，DNP 3、氧化磷酸化抑制剂?对电子传递及ADP的磷酸化均有抑制作用。 ?如寡霉素（oligomycin）测试题A、含高能磷酸键B、含一般磷酸键C、两者都有D、两者都没有?AMP（B）NADH FMN CoQCytb Cytc1Cytc Cytaa3O2FADH2-0.32-0.300.040.070.220.250.290.820.55(-0.06)NADH FMNCoQ CytbCytc1Cytc Cytaa3O2FADH2PADP ATPPADP ATPPADP ATPNADHFMNCoQCytbCytc1Cytc Cytaa3O2鱼藤酮CO、氰化物抗霉素A?GDP（C）?丙酮酸(D)?磷酸肌酸(A)?作为递氢体，能将电子直接传递给细胞色素的是:(C)A、NADH+H?B、NADPH+H?C、CoQ D、FADH2E、FMNH2第八章糖类代谢糖氧化分解的主要途径（一）无氧酵解（二）有氧氧化（三）磷酸戊糖途径 一、糖的无氧酵解（一）定义在无氧条件下，葡萄糖或糖原分解成丙酮酸，进而还原为乳酸并释放少量能量的过程称为糖的无氧分解。 这一过程与酵母菌使糖发酵的过程相似，又称为糖酵解，简称EMP途径。 葡萄糖（G）丙酮酸（Pyr）乳酸（Lac）（二）反应部位细胞液（胞浆） 1、葡萄糖的磷酸化第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖ATPATP ADPP己糖激酶是糖酵解途径的第一个限速酶葡萄糖磷酸化反应的意义?将葡萄糖磷酸化成易参加代谢反应的活化形式；?磷酸化的葡萄糖有防止胞内葡萄糖外渗的作用；?为后续进行的底物水平磷化贮备了磷酸基团。 2、磷酸己糖异构化 3、1,6-二磷酸果糖的生成磷酸果糖激酶是糖酵解途径的最重要的限速酶ATPADPP磷酸果糖激酶磷酸己糖异构酶葡萄糖6磷酸果糖6磷酸葡萄糖1，6二磷酸果糖ADP磷酸化酶糖原1磷酸葡萄糖磷酸果糖变位酶ADP己糖激酶磷酸果糖激酶ATP ATP 4、1,6-二磷酸果糖的裂解第二阶段C HOCH2OPCCHCH2OCOHOPHOHH1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛 5、磷酸丙糖的同分异构化相当于1,6-二磷酸果糖裂解为两分子的3-磷酸甘油醛。 6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸第三阶段CHOHCH2OCHOPCHOHCH2OCOOPP+NAD+Pi+NADH+H H3-磷酸甘油醛1，3-二磷酸甘油酸这是糖酵解过程中唯一一步脱氢反应 7、高能磷酸基团的转移糖酵解中第一次底物水平磷酸化，1分子葡萄糖产生2分子ATP+ADP+ATP 8、3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸 9、磷酸烯醇式丙酮酸的生成 10、丙酮酸的生成糖酵解中第二次底物水平磷酸化，丙酮酸激酶是第三个限速酶。 1分子葡萄糖产生2分子ATP。 ADP ATP自发反应2ATP3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶2ADP烯醇化酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸脱氢酶NAD+PiNADH+H+2ADP2ATP第四阶段丙酮酸还原生成乳酸ATPADP葡萄糖6-磷酸葡萄糖ADPATP1,6-二磷酸果糖磷酸葡萄糖异构酶6-磷酸果糖变位酶2-磷酸甘油酸2ADP丙酮酸2ADP3-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇化酶磷酸甘油醛脱氢酶1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH+H醛缩酶3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮乳酸无氧丙酮酸脱羧酶乙醛乙醇无氧CO2糖原1-磷酸葡萄糖己糖激酶丙酮酸激酶磷酸果糖激酶2ATP2ATP2NADH+H+糖酵解分为四个阶段第一阶段葡萄糖的磷酸化葡萄糖3步1，6二磷酸果糖第二阶段糖的裂解阶段1，6二磷酸果糖两分子的磷酸丙糖2步第三阶段产能阶段两分子的3磷酸甘油醛两分子丙酮酸5步第四阶段还原阶段两分子丙酮酸两分子乳酸1步糖酵解中的反应类型1.磷酸转移2.磷酸移位3.异构化4.脱水5.醇醛断裂糖酵解的反应特点? 1、整个过程无氧参加； 2、三个限速酶；? 3、从葡萄糖开始净生成2分子ATP，从糖原开始净生成3分子ATP；? 4、一次脱氢辅酶为NAD，生成的NADHH中的2H最后又交给丙酮酸生成了乳酸。 糖酵解的意义 1、是生物体对不良环境条件的一种适应能力； 2、是红细胞和某些组织细胞的主要供能方式； 3、在工业、农牧业生产中具有重要的实践意义。 课堂思考题 一、填空1克分子葡萄糖酵解时净生成ATP的克分子数是2.糖酵解途径中最重要的调节酶是 二、选择?1.糖酵解的终产物是（B）?A.丙酮酸；B.乳酸；C.乙酰辅酶A D.草酰乙酸?2.糖酵解过程中，有几次底物水平磷酸化过程（以1分子葡萄糖为例）？（B）?A.1次；B.2次；C.3次；D.4次?3.糖酵解时下列哪二种代谢产物提供P使ADP生成ATP？（B）?A.3-磷酸甘油酸及磷酸果糖?B.1，3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸?C.-磷酸甘油及6-磷酸葡萄糖?D.1-磷酸葡萄糖及磷酸烯醇式丙酮酸?E.1，6-二磷酸果糖及3-磷酸甘油酸?4.下列哪一组酶是糖酵解的关键酶？（A）?A.己糖激酶、6-磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶?B.己糖激酶、磷酸甘油酸变位酶、丙酮酸激酶?C.6-磷酸果糖激酶- 1、醛缩酶、丙酮酸激酶?D.己糖激酶、丙酮酸激酶、醛缩酶?E.己糖激酶、6-磷酸果糖激酶- 1、丙酮酸激酶、 二、糖的有氧分解（一）定义葡萄糖在有氧的条件下彻底氧化生成CO 2、H2O和大量ATP的代谢过程，称为糖的有氧分解或有氧氧化。 （二）反应部位细胞液和线粒体糖的无氧氧化与有氧氧化的关系（三）反应分为三个阶段第一阶段丙酮酸的生成（在细胞液中进行）葡萄糖2NAD2ADP2Pi2丙酮酸2ATP2NADH2H第二阶段丙酮酸的氧化脱羧（在线粒体中） 二、三羧酸循环的反应部位（线粒体基质） 三、三羧酸循环的反应过程（一）缩合反应（二）柠檬酸异构化生成异柠檬（三）异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸（四）-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA（五）琥珀酰CoA水解生成琥珀酸（六）琥珀酸脱氢生成延胡索酸（七）延胡索酸加水生成苹果酸（八）草酰乙酸的再生（一）缩3CSCoA+CH2OO CCOOHCH2COOH柠檬酸HOCCOOHCH2COOH2HHH H H H HHHHCH2COOHO合成酶乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸HSCoA合反应柠檬酸合成酶是三羧酸循环的第一个限速酶H2O（二）柠檬酸异构化为异柠檬酸HOCCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCH2COOH顺乌头酸酶顺乌头酸酶HH2OHOHH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸HO（三）异柠檬酸生成-酮戊二酸CHCOOHCHCOOHCH2COOHCCOOHCHCOOHCH2COOHHO异柠檬酸HOCH2CHCOOHCH2COOHOHCOONAD+NADH+H+异柠檬酸脱氢酶2CO2草酰琥珀酸-酮戊二酸这是三羧酸循环的第一次氧化脱羧反应，异柠檬酸脱氢酶是第二个限速酶。 异柠檬酸脱氢酶HH（四）-酮戊二酸氧化脱羧反应CH2CHCOOHCH2COOHO-酮戊二酸CH2CH2COOH+HSCoACOSCoA琥珀酰CoANAD+NADH+H+-酮戊二酸脱氢酶复合体这是三羧酸循环的第二次氧化脱羧反应，-酮戊二酸脱氢酶复合体是第三个限速酶。 COOCO2H HHH-酮戊二酸脱氢酶复合体-酮戊二酸脱氢酶复合体包括 1、-酮戊二酸脱氢酶E1； 2、琥珀酰转移酶E 23、二氢硫辛酸脱氢酶E3； 4、六个辅助因子（五）琥珀酸的生成CH2CH2COOHCOSCoA琥珀酰CoAGDP+Pi+GTP CoASHCH2COOHCH2COOH琥珀酸琥珀酰CoA合成酶这是三羧酸循环的唯一一次底物水平磷酸化。 GTP+ADP ATPGTP（六）延胡索酸的生成CHCOOHCHCOOH琥珀酸+FADCHCOOHCHCOOH HH+FADH H2延胡索酸琥珀酸脱氢酶（七）苹果酸的生成CHCOOHCHCOOH延胡索酸H2OCHCOOHCHCOOH HOH延胡索酸酶苹果酸+（八）草酰乙酸的再生CHCOOHCCOOH苹果酸O CCOOHCH2COOH草酰乙酸NAD+NADH+H+HHO苹果酸脱氢酶HOHH H乙酰柠檬酸草酰乙酸CoA CoAH2O顺乌头酸琥珀酰CoA异柠檬酸H2OH2ONADH+H+延胡索酸苹果酸FADFADHH2O草酰琥珀酸CO2NADH+H+三羧酸循环琥珀酸GDPGTPNADH+H+-酮戊二酸2CO2HHHHH2H HNAD+NAD+NAD+ATP 四、三羧酸循环的反应特点?1.需氧；?2.不可逆三个限速酶；己糖激酶;磷酸果糖激酶;丙酮酸激酶?3.两次脱羧、四次脱氢（三次受体是NAD，一次是FAD）、一次底物水平磷酸化；?4.共产生12molATP。 五、三羧酸循环的生理意义1是生物体内能源物质氧化分解的共同途径。 2是生物体内释放能量最多的氧化分解阶段。 3是物质相互转化的基础。 三大物质代谢之间的关系草酰乙酸苹果酸延胡索酸琥珀酰CoA-酮戊二酸柠檬酸葡萄糖草酰乙酸乙酰CoA天冬氨酸血红素谷氨酸组氨酸脯氨酸精氨酸乙酰CoA天冬氨酸苯丙氨酸酪氨酸奇数脂肪酸TCA循环课堂思考题 一、填空?1.三羧酸循环一共有次脱氢反应。 ?2.三羧酸循环中底物水平磷酸化产生分子ATP。 ?答案1.42.1?3.1分子葡萄糖有氧氧化时，底物水平磷酸化共进行了次。 ?4.每摩尔葡萄糖在有氧及无氧条件下彻底氧化净生成ATP的比值是。 ?答案3.3；4.119? 二、选择?1.三羧酸循环中有底物水平磷酸化的反应是（B）?A.柠檬酸-酮戊二酸B.琥珀酰CoA琥珀酸?C.琥珀酸延胡索酸D.延胡索酸草酰乙酸?E.苹果酸草酰乙酸?3.糖有氧氧化时，伴有底物水平磷酸化的反应有（AC）?A.2-磷酸甘油酸丙酮酸?B.1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛+磷酸二羟丙酮?C.-酮戊二酸琥珀酸D.苹果酸草酰乙酸课堂思考题? 一、填空?1.磷酸戊糖途径从开始的。 ?答案6PG? 二、选择题?1.磷酸戊糖途径的生理功能包括AD?A.提供磷酸戊糖B.供能?C.提供三碳化合物D.提供NADPH+H+糖异生 一、定义由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。 二、糖异生的部位主要在肝脏，其次是肾脏 三、糖异生过程基本上是糖酵解的逆过程。 1、丙酮酸羧化支路绕过丙酮酸激酶催化反应“能障”的逆过程。 2.1,6-二磷酸果糖逆转成6-磷酸果糖 3、6磷酸葡萄糖逆转成葡萄糖糖异生的意义 1、有利于机体内糖不足时,维持血糖浓度相对恒定； 2、有利于乳酸的利用； 3、协助氨基酸代谢。 糖异生调控(P187)课堂思考题 一、填空1.从葡萄糖合成糖原时，每加上1个葡萄糖残基实际上消耗个高能磷酸键。 2.糖原合成的关键酶是。 3.糖原的合成场所是。 答案1.62.果糖1，6二磷酸酶3.细胞液中二.选择题?1.糖异生和糖酵解都起作用的酶是（C）?A.丙酮酸激酶B.己糖激酶C.3-磷酸甘油醛脱氢酶D.果糖二磷酸酶?E.丙酮酸羧化酶?2.糖异生途径中的能障是指（ABC）?A.1，6-二磷酸果糖-6-磷酸果糖B.6-磷酸葡萄糖-葡萄糖?C.丙酮酸-磷酸烯醇式丙酮酸?D.3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮-1，6-二磷酸果糖?3.下列哪种反应是耗能反应？（A;B;D）?A.丙酮酸乙酰CoA B.葡萄糖6-磷酸葡萄糖?C.6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖D.磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸E.1，3-二磷酸甘油酸2，3-二磷酸甘油酸第七章脂类代谢脂肪酸的氧化及能量的生成在O2供应充足时，脂酸可在体内分解为CO2和H2O并释放大量的能量，成为人及哺乳动物的重要能源物质。 1.氧化部位除脑组织外，大多数组织均可氧化利用脂酸，以肝脏和肌肉组织最为活跃。 2.氧化过程在生物体内脂酸氧化的主要方式为-氧化，该过程可分为三个阶段。 脂酸的活化脂酰CoAd生成脂酸在胞浆脂酰CoA合成酶的催化下，消耗ATP的二个高能磷酸键，活化生成脂酰CoA，脂酰CoA比脂酸具有更强的水溶性和代谢活性。 脂肪酸活化脂酰CoA（胞液）脂酰CoA合成酶RCOOH+CoASH RCOSCoA脂肪酸ATP Mg2AMP+PPi脂酰CoA?反应不可逆?脂酰COA合成酶存在于内质网和线粒体外膜上脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA在线粒体膜的肉碱脂酰转移酶I（CATase I）、肉碱-脂酰肉碱转位酶及CATase II的作用下，以肉碱为载体，由胞浆进入线粒体；脂酸的氧化在线粒体基质中，脂酰CoA在脂酸氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的-碳原子开始，经过脱氢(辅酶为FAD)、加水、再脱氢（辅酶为NAD+）、硫解四步连续反应，生成1分子乙酰CoA及比原来少二个碳原子的脂酰CoA。 具体的步骤脱氢:在脂酰CoA脱氢酶的催化下,脂酰CoA在、位碳原子上脱氢,形成反式双键的脂酰CoA,即烯脂酰CoA,同时FAD接受氢被还原成FADH2。 水化:在烯脂酰CoA水化酶的催化下,反式烯脂酰CoA在双键上加上一分子水,形成羟脂酰CoA。 脱氢:在-羟脂酰CoA脱氢酶的催化下,羟脂酰CoA的位上的羟基脱氢氧化成-酮脂酰CoA,同时NAD+接受氢被还原成NADH+H+。 硫解:在-酮脂酰CoA硫解酶(简称硫解酶)的催化下,-酮脂酰CoA在和位之间被1分子CoA硫解,-酮脂酰CoA在和之间被1分子CoA硫解后,产生乙酰CoA和缩短了两个碳原子的脂酰CoA,这四步反应组成了1次氧化作用.脂肪酸-氧化的整个过程可用下图表示a.脱氢脱氢酶FAD FADH2-烯脂酰CoA b.水化水化酶HOH-羟脂酰CoA c.脱氢脱氢酶SCoAR CH2CH2CH2COSCoAR CH2CHCHCOSCoAR CH2CHCH2OHCOSCoAR CH2CHCH2OHCOSCoAR CH2CHCHCOO NADH+NADH+H+-酮脂酰CoA d.硫解H SCoA脂酰基团+少二碳原子的脂酰CoA乙酰CoA氧化乙酰CoA？对于长链脂肪酸,需要经过多次-氧化作用,每次降解一个二碳单位,直至成为二碳(当脂肪酸含偶数碳时)或三碳(当脂肪酸含奇数碳时)的脂酰CoA。 后者再进入-氧化重复上述过程，最终含偶数碳原子的脂酸全部产生乙酰CoA，而少数含奇数碳原子的脂肪酸则余下1分子丙酰CoA，从而完成脂肪酸的氧化。 乙酰CoA可进一步通过三羧酸循环和电子传递链彻底氧化，或在肝脏缩合成酮体而被肝外组织氧化利用。 在脂酸氧化过程中，CATase I为限速酶，控制脂酸进入线粒体氧化的速度。 当饥饿、高脂低糖饮食或糖尿病时，机体不能利用糖，需脂酸氧化供能，此时CATase I活性增加，促进脂酸的氧化；而饱食后，脂肪合成及丙二酰CoA增加，后者抑制CATase I的活性，因而脂酸的氧化被抑制。 3.能量生成脂酸氧化是体内能量的重要。 以16C的软脂酸为例，1分子软脂酸经7次氧化生成8分子乙酰CoA，最终产生131分子ATP，净生成129分子ATP。 以重量计脂酸产生的能量比葡萄糖多。 （五）酮体生成及利用脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。 生成部位肝细胞线粒体利用部位肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等)线粒体乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三者通称酮体，是脂酸在肝中代谢的正常中间产物，是肝脏输出能源的一种形式。 1.酮体的生成脂酸氧化产生的乙酰CoA是合成酮体的原料。 在肝细胞线粒体中酶的催化下，2分子乙酰CoA缩合为乙酰乙酰CoA，后者在HMGCoA合酶催化下与另1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA），HMGCoA裂解为乙酰乙酸和乙酰CoA，乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶催化下，由NADH供氢，还原生成-羟丁酸，或脱羧生成丙酮。 生成酮体是肝脏特有的功能，但肝脏缺乏氧化利用酮体的酶类，因此酮体生成后须通过血液运输到肝外组织氧化利用。 SCoAR CH2COCH2HCSCoAR CH2COCHHOCSCoA COCH2RSCoA COCH3SCoA COCH33酮体的生理意义肝脏将不易氧化的脂酸转变加工为酮体。 酮体分子小、极性强、能透过血脑屏障、易于氧化利用。 成为肝脏为肝外组织特别是大脑提供的能源形式。 在饥饿、糖供应不足时，酮体可成为大脑、肌肉的主要能源。 糖尿病患者由于胰岛素绝对或相对不足，机体氧化利用葡萄糖障碍，必须依赖脂酸氧化供能。 此时，脂肪动员加强，酮体生成增加，当超过肝外组织氧化利用能力时，即引起血中酮体浓度升高，其中乙酰乙酸、-羟丁酸为较强的有机酸，在血中堆积超过机体的缓冲能力时即可引起酮症酸中毒。 4.酮体的调节由于脂肪动员加强，入肝的长链脂酰CoA增多，别构抑制乙酰CoA羧化酶，增高的胰高血糖素则使该酶磷酸化而抑制其活性。 乙酰CoA羧化酶可催化乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA，后者可抑制CAT I的活性。 糖尿病人丙二酰CoA含量下降，此抑制作用减弱，从而促进脂酰CoA进入线粒体分解产生酮体。 口诀FA氧化为供能；肝内肝外有不同；肝内生酮肝外用；血中转运相沟通糖供不足缺能量；FA氧化来补足；若是产销不平衡；小心酮症酸中毒第十章氨基酸代谢一.氨基酸的脱氨基作用（3种脱氨方式）1.转氨基作用氨基转移酶2.氧化脱氨基作用氨基酸氧化酶3.联合脱氨基作用转氨基氧化脱氨基1.转氨基作用（除Lys、Thr）?一种a-氨基酸的氨基可以转移到a-酮酸上，从而生成相应的一分子a-酮酸和一分子a-氨基酸，这种作用称为转氨基作用。 ?酶转氨酶?反应可逆-氨基酸1R1-CH-COO-NH+3|-酮酸1R1-C-COO-O|R2-C-COO-O|-酮酸2R2-CH-COO-NH+3|-氨基酸2转氨酶（辅酶磷酸吡哆醛）反应特点?试验证明，除赖氨酸、苏氨酸外，其余a-氨基酸都可以参加转氨基反应，并且有其特异的转氨酶。 ?其中以谷草转氨酶（AST，GOT）和谷丙转氨酶（ALT，GPT）最为重要。 （1）谷丙转氨酶（GPT）?谷丙转氨酶以肝脏中活力最大，当肝细胞损伤时，酶就释放到血液内。 因此临床上常以此来判断肝功能的正常与否。 （2）谷草转氨酶（GOT）GOT以心脏中活力最大，其次是肝脏。 临床上常以此作为心肌梗塞、心肌炎的辅助判断指标。 2.氧化脱氨基作用?a-氨基酸在酶的催化作用下生成a-酮酸，此时消耗氧并产生氨，此过程称为氧化脱氨基作用。 （氧氨a-酮酸122）反应过程分为两步?1.脱氢（酶催化）?2.脱氨（自动水解）NH2CHRCOOH氨基酸氧化酶NH=CRCOOH+2H2H+O2H2O22H2O22H2O+O2NH=CRCOOH+H2ORCOCOOH+NH3过氧化氢酶氨基酸氧化酶的种类1.L-氨基酸氧化酶（辅基？）体内分布不普遍，最适PH为10，活性低2.D-氨基酸氧化酶（辅基？）分布广，活性强，但为数不多3.L-谷氨酸脱氢酶（辅基？）最适PH为7，在动植物、微生物中普遍存在，活力强。 反应特点.-此反应可逆，但是反应的平衡常数偏向于L-谷氨酸的合成，据此推断，谷氨酸脱氢酶主要用于催化L-谷氨酸的合成，但是在反应生成的NH3被迅速处理的情况下，反应又可趋向于脱氨基作用。 转氨基与氧化脱氨基的讨论3.联合脱氨基作用 1、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H220+NAD+NH33+NADH-酮酸-氨基酸-酮戊二酸L-谷氨酸转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联?体内某些组织如肝脏、肾脏中的L-谷氨酸脱氢酶活性高，主要以该种方式进行。 ?该反应可逆，其逆反应是生成非必需氨基酸的途径。 2