生物化学期末复习资料：生化小结

生化小结byShawn,蛋白质的化学糖代谢氨基酸代谢核苷酸代谢RNA合成细胞信号传导肝脏化学,维生素与辅酶的关系,维生素A的活性形式是顺视黄醛维生素D的活性形式是l，25-(OH)2-D33.维生素B1活性形式是TPP4.维生素B2的活性形式是FMN和FAD5.维生素PP的活性形式NAD+和NADP+6.维生素B6的活性形式是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺7.四氢叶酸（FH4）是一碳单位转移酶的辅酶,维生素与辅酶的关系,6-糖代谢,糖酵解小结,glycolysis：在缺氧条件下，葡萄糖分解生成乳酸并释放能量的过程。glycolyticpathway：葡萄糖转变成丙酮酸的过程。反应部位：胞浆。糖酵解是一个不需氧的产能过程，二个阶段，共10步反应：耗能阶段：前五步反应（二步耗能）产能阶段：后五步反应（二步产能）方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量：从G开始22-2=2ATP从Gn开始22-1=3ATP高能化合物：1,3-二磷酸甘油酸，磷酸烯醇式丙酮酸。,(4)反应全过程中有三步不可逆的反应,己糖激酶：不受ATP/AMP的调节磷酸果糖激酶1（限速酶）丙酮酸激酶：受ATP/AMP的抑制,(5)一步脱氢，生成1分子NADHNADH的利用：无氧时，用于还原丙酮酸生成乳酸；有氧时，用于生成ATP(1.5或2.5个ATP/NADH)(6)终产物乳酸的去路释放入血，进入肝脏再进一步代谢。分解利用；乳酸循环（糖异生）,7,1、部位：细胞液2、2步脱氢，产出2个NADPH3、六碳糖酸直接脱羧生成CO24、关键酶：6磷酸葡萄糖脱氢酶I5、意义（1）生成磷酸核糖：提供核酸合成原料（2）生成NADPH：供代谢合成所需还原当量维持红细胞功能供生物转化所需还原当量（3）连接3C、4C、5C、6C、7C,糖酵解小结,8,1、部位：细胞液2、关键酶：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶磷酸化后激活3、肌肉组织缺少葡萄糖6磷酸酶，故肌糖原不能补充血糖4、意义（1）肌糖原供能（2）肝糖原维持血糖,糖原分解小结,9,1、部位：细胞液2、关键酶：糖原合酶糖原合酶磷酸化后失活3、活性葡萄糖：UDPG4、意义（1）储存能量（2）维持血糖,糖原合成小结,10,调节小结,双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之。,双重调节：别构调节和共价修饰调节。,肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如：分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为肾上腺素。,关键酶调节上存在级联效应。,关键酶都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变。,11,糖异生(Gluconeogenesis)：非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程1、部位：线粒体，细胞液2、原料：甘油、生糖氨基酸、乳酸等3、关键酶：丙酮酸羧化酶：激活剂（乙酰CoA）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶果糖二磷酸酶（限速酶）：激活剂（柠檬酸）；抑制剂（2,6-二磷酸果糖）葡萄糖6磷酸酶：糖原分解及糖异生途径共有的关键酶4、肌肉缺少葡萄糖6磷酸酶，需进行乳酸循环5、主要生理意义：调节血糖,糖异生小结,1、正常血糖水平：80120mg/dl(3.896.11mM)2、调节血糖的激素：主要调节因素为胰高血糖素/胰岛素胰岛素：降低血糖胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素：升高血糖4、糖耐量：人体能够耐受葡萄糖的最高浓度5、血糖异常疾病：高血糖（糖尿病）、低血糖,血糖调节小结,7-生物氧化,小结,1、细胞内条件温和(水溶液，pH7，恒温)2、酶促分步进行。有利于温和释放能量，提高利用率。3、氧化与还原相伴进行4、碳的氧化和氢的氧化非同步进行。氢和电子由各种载体传递到氧并生成水；有机酸脱羧生成CO25、间接供氧更普遍6、能量逐步释放，并通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能。7、进行生物氧化反应的部位（1）线粒体（2）内质网、过氧化物酶体等8、生理意义：供给机体能量，转化有害废物。,由递氢体或递电子体在线粒体内膜上按一定顺序排列组成的连锁反应体系称为电子传递链(electrontransferchain)。它与细胞摄取氧的呼吸过程相关，故又称呼吸链(respiratorychain)递氢体同时也是递电子体1、呼吸链的组成成分（主要有5类）（1）NAD+和NADP+为辅酶的脱氢酶：递氢体（2）黄素酶（黄素蛋白，辅酶为FAD或FMN）：递氢体（3）铁硫蛋白（含有Fe-S）：递电子体（4）泛醌（辅酶Q）：递氢体（5）细胞色素体系：递电子体呼吸链细胞色素体系：cytaa3、b、c1、c,小结,1、氧化磷酸化ATP的生成ATP合酶复合体是ATP合成的场所。氧化磷酸化后，NADH2.5个ATP，FADH2=1.5个ATP2、化学渗透假说的要点：（1）H+不能自由通透线粒体内膜；（2）线粒体内膜的电子传递链中的复合物,具有质子泵的功能，可利用递氢体与递电子体之间电子传递的能量驱动H+由线粒体内膜内侧定向迁移到膜外侧，从而在线粒体内膜两侧形成质子梯度；（3）质子剃度具有电化学势能，存在质子回流线粒体内膜内的趋势；（4）质子经特定的质子通道回流线粒体膜内侧时，可推动ATP合酶催化合成ATP。,小结,1、ADP的调节ADP是氧化磷酸化的主要调节者2、氧化磷酸化抑制剂的作用（1）呼吸链抑制剂：抑制电子传递异戊巴比妥：抑制复合物I的Fe-S蛋白抗霉素A:抑制CytbCytc1(复合物)的电子传递CO、CN-：抑制cytaa3O2（2）解偶联剂：使氧化磷酸化脱离2,4二硝基苯酚（DNP）：破坏H+梯度（3）ATP合酶抑制剂：抑制ADP的磷酸化和电子传递寡霉素：破坏H+回流,小结,1、-磷酸甘油穿梭部位：脑、骨骼肌磷酸甘油脱氢酶（FAD）能量生成：1.5个ATP2、苹果酸-天冬氨酸穿梭部位：肝、心肌催化酶：苹果酸脱氢酶（NAD+）、谷草转氨酶能量生成：2.5个ATP。,小结,8-脂代谢,氧化全过程分4个阶段（活化、转移、氧化、乙酰CoA经TAC氧化），终产物是CO2、H2O、ATP氧化反复进行，其产物是乙酰CoA和ATP转移阶段为限速步骤，肉碱脂酰转移酶I为限速酶。,脂肪酸氧化小结,本章重点,脂肪动员：概念、限速酶脂酸的-氧化：概念、氧化部位、限速酶、生成ATP数；酮体：组成成分、酮体生成的限速酶、生成部位、意义；脂酸的合成：合成部位、原料、限速酶；甘油磷脂代谢：种类、合成途径；胆固醇代谢：合成部位、原料、限速酶、转化；血浆脂蛋白：分类、代谢。,9-氨基酸代谢,1、合成尿素的主要器官：肝脏2、两个氮原子的来源：NH3、天冬氨酸3、反应场所：先在线粒体后在胞液4、限速酶：氨基甲酰磷酸合成酶I5、耗能：合成1分子尿素需要3分子ATP6、意义：解除氨毒,尿素生成的特点：,本章重点,营养必需氨基酸：概念、种类；氨基酸的一般代谢：脱氨基的方式、-酮酸的代谢；氨的代谢：氨的来源与去路、氨的转运、尿素的生成；个别氨基酸代谢：一碳单位：概念、种类、载体、生理功能；蛋氨酸代谢：SAM、蛋氨酸循环；硫酸根代谢：PAPS苯丙氨酸、酪氨酸代谢：儿茶酚胺和黑色素的生成,10-核苷酸代谢,本章重点,从头合成元素来源、原料、关键酶、重要中间产物、调节补救合成意义脱氧核苷酸的生成（NDPdNDP）抗代谢物作用机理分解代谢产物（尿酸）、痛风症、痛风症的治疗,嘌呤核苷酸代谢,从头合成元素来源、原料、关键酶、重要中间产物、调节两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成抗代谢物作用机理分解代谢产物,嘧啶核苷酸代谢,11-物质代谢联系调节,本章重点,物质代谢的特点及相互联系物质代谢细胞水平的调节变构调节（概念、特点）化学修饰（概念、特点）以饥饿为例说明机体物质代谢的整体调节,12-DNA合成,简述中心法则内容简述参与DNA复制的酶和蛋白质因子，以及其在复制中的作用。比较真核和原核生物DNA复制异同点。何为逆转录？讨论RNA病毒致癌的分子过程。,思考题,13-RNA合成,本章重点,转录体系模板、原料、方向、方式、RNA聚合酶（原核、真核）,转录过程原核：起始、延长、终止真核与原核的异同,转录后加工mRNA，tRNA，rRNA加工,核酶概念,基本概念不对称转录asymmetrictranscription模板链templatestrand编码链codingstrand启动子promoter外显子exon内含子intron转录泡transcriptionbubble单顺反子monocistronicmRNA多顺反子polycistronicmRNA,真核生物与原核生物转录特点的比较,原核生物真核生物,模板DNA启动子启动子增强子静息子,RNA聚合酶1种，24种，pol,pol,pol，Mt,转录起始,RNA聚合酶以转录前起始复合物形式与启动子结合,因子识别启动子,RNA聚合酶直接与启动子结合,转录延长,核心酶沿模板向3端滑动,转录后加工不需要复杂加工需要剪接,末端添加,修饰,编辑等,聚合酶前行需核小体移位和解聚,14-蛋白质生物合成,本章重点,三类RNA在蛋白质合成中的作用遗传密码概念、特点蛋白质合成过程氨基酸的活化与转运核糖体循环真核与原核合成过程的异同蛋白质合成后加工复制、转录、翻译的异同,真核与原核生物蛋白质合成的异同：,相同点：遗传密码相同组分相似：核糖体，tRNA，各种蛋白质因子合成途径相似,不同点：（见下表）,真核生物蛋白质合成的特点CharacteristicsofProteinSynthesisinEukaryotes,原核真核mRNA多顺反子(polycistron)单顺反子(monocistron)无“帽、尾”结构，有“帽、尾”结构5起动信号上游有SD序列无SD序列核糖体30S+50S=70S40S+60S=80S起始AAfMet-tRNAfMetMet-tRNAiMetIF、EFIF3种eIF10多种及RFEF-Tu、EF-Ts、EF-GeEF1、eEF2RF1、RF2、RF3eRF转录与翻译转录翻译偶联不偶联（分隔进行）的关系（几乎同时进行）抑制剂抗生素白喉毒素、植物毒素等,复制、转录和翻译的比较,15-基因表达调控,本章重点,基本概念基因、基因组、基因表达、操纵子、启动子、增强子、顺式作用元件、反式作用因子,基因表达的规律、方式、生物学意义,基因转录激活调节基本要素,原核基因转录调节特点,乳糖操纵子结构及作用机制,真核基因表达调控特点,真核基因mRNA转录激活调节,真核基因结构特点,16-重组DNA技术学,小结,基本概念：基因工程重组DNA技术限制性核酸内切酶聚合酶链反应（PCR）cDNA文库基因组DNA文库基因工程的基本过程：分，切，接，转，筛，表达理想质粒载体的特点,17-基因组学与医学,本章重点,基因组学概念、主要研究内容,结构基因组学概念、遗传作图、物理作图、大规模测序方法、生物信息学,功能基因组学概念、主要研究内容、转录组、蛋白质组,比较基因组学概念、研究意义,18-细胞信号传导原理,肾上腺素与肾上腺素能受体结合,cAMP,磷酸化酶b激酶(有活性),磷酸化酶b(无活性),磷酸化酶a(有活性),糖原,1-磷酸葡萄糖,ATP,x分子,40 x分子,10 x分子,100 x分子,1000 x分子,10000 x分子,10000 x分子,PKA(无活性),磷酸化酶b激酶(无活性),PKA(有活性),血糖,PKA/PKC/PKG途径比较：,配体+受体,Gs/i蛋白,AC,cAMP,PKA,效应蛋白,配体+受体,GC,cGMP,PKG,效应蛋白,配体+受体,Gq蛋白,PLC,PKC,效应蛋白,DAG+IP3,Ca2+,(Ser/Thr),(Ser/Thr),(Ser/Thr),RTK,19-细胞生长调控与肿瘤发生机制,重要内容：1、重要名词：Cyclin;Cyclin-dependentkinases(Cdks);Cyclin-dependentkinaseinhibitors(CKIs);oncogene;virusoncogene;cellular-oncogene;tumorsuppressorgene2、细胞周期各个阶段在分子生物学上的变化特点。3、调控细胞周期的关键分子及其调控机制（简述）。4、细胞周期存在哪些检测点及关键监控分子，其监控机制如何。5、癌基因和抑癌基因在肿瘤发生中的作用。6、癌基因的产物及激活机制。7、肿瘤发生的多步论。8、P53、Rb蛋白的作用机理。,20-血液生化,重要内容：1、重要名词：2、血浆蛋白质的功能：维持血浆胶体渗透压及pH；运输；营养；其他（凝血、免疫）3、血红素生物合成的特点。4、成熟红细胞的代谢特点。,非蛋白氮（non-proteinnitrogen,NPN）：血液非蛋白质含氮化合物中的含氮量。,一、血红蛋白的合成,1、血红蛋白的组成：珠蛋白（22）血红素（每个亚基含1个血红素辅基）,血红蛋白的合成主要在网织红细胞阶段,2、血红素的生物合成,（1）原料：琥珀酰CoA、甘氨酸、Fe2+,（2）关键酶：ALA合成酶,（3）亚细胞定位：线粒体、细胞液,小结,（4）调节血红素对ALA合酶有反馈抑制作用促红细胞生成素可诱导ALA合酶的合成雄激素及雌二醇等都是血红素合成的诱导剂,3、珠蛋白的合成及调节：血红素促进合成,4、血红蛋白的合成,【典型病例】镰刀形红细胞贫血症,二、成熟红细胞的代谢特点,1、成熟的红细胞没有细胞核，也没有线粒体和核蛋白体等亚细胞结构，因此，不能进行DNA、RNA、蛋白质合成，不能进行有氧氧化。,2、糖酵解是成熟红细胞获得能量的唯一途径,（1）酵解供能：钙泵、钠泵、谷胱甘肽及NAD的生物合成、膜脂与血浆脂蛋白的脂质交换,（2）酵解支路生成2,3-二磷酸甘油酸：在低氧压的组织中促进氧的释放；贮存能量,小结,3、磷酸戊糖途径提供NADPH，用于维持谷胱甘肽还原系统和高铁血红蛋白的还原,4、膜脂与血浆脂蛋白的脂质交换,21-肝脏生化,重要内容：1、重要名词：biotransformation一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化2、主要在肝中进行的物质代谢途径及肝脏疾患出现的相关临床症状的生化机理。3、生物转化特点：多样性、连续性（氧化还原水解-结合）；解毒制毒双重性。4、加单氧酶系的组成、亚细胞定位及特点。5、结合反应中内源性结合物的活性形式。6、初级胆汁酸生成的特点。7、胆红素的来源及其在肝中的加工方式，间接胆红素与直接胆红素的区别。8、黄疸的类型、形成机制及鉴别方法。,3、只在肝中进行的代谢：尿素循环,1、主要在肝脏中进行的代谢途径：糖异生、胆汁酸生成、酮体生成、胆固醇合成、尿素生成、某些血浆蛋白(清蛋白、凝血酶原、纤维蛋白原、1-抗胰蛋白酶等)合成、核苷酸的从头合成、生物转化、激素灭活、维生素加工,2、肝糖原能调节血糖而肌糖原不能调节的原因：骨骼肌中缺少葡萄糖6磷酸酶,一、肝在物质代谢中的中心作用,小结,二、肝脏疾患时可能出现的临床现象及其产生原因,一、生物转化的基本概念及特点,非营养性物质在肝脏内，经过氧化、还原、水解和结合反应，使脂溶性较强的物质获得极性基团，增加水溶性，而易于随胆汁或尿液排出体外，这一过程称为肝脏的生物转化作用,1、原料：非营养性物质,2、部位：肝（主要）、肠，等,小结,3、酶促反应类型的特点（1）多样性：氧化、还原、水解、结合（2）连续性：两相反应,4、产物特性（结果、作用、意义）（1）极性加强（2）双重性：解毒（失活）与致毒（激活）,二、生物转化反应类型,1、氧化反应,2、还原反应,3、水解反应,4、结合反应（conjugation）：最重要的生物转化方式,极性化合物内源结合物强极性化合物,内源结合物：葡萄糖醛酸、硫酸、甲基、乙酰基、谷胱甘肽、甘氨酸等,葡萄糖醛酸结合反应最为普遍