生物化学第六章2

1、1会计学生物化学第六章生物化学第六章2u 是一种蛋白激酶是一种蛋白激酶u 可被激活可被激活: :1.1.来自其他蛋白激酶的催化作用; 2.2.来自小分子化合物的作用如：环化腺苷单磷酸（cAMP）可激活蛋白激酶A糖原磷酸化酶b（低活力）糖原磷酸化酶a（高活力）磷酸化酶激酶磷酸化酶磷酸酶丝氨酸（Ser14）磷酸 化 脱磷酸 化 生物体内含有多种蛋白激酶，在信号传导过程中，少量的起始酶分子被激活，会依次激活更多的酶，通过酶级联反应使信号快速放大。酶原与酶原的激活蛋白水解酶作用于酶蛋白水解酶作用于酶原肽链中的特定位点原肽链中的特定位点酶酶 原原分子构象发生改变分子构象发生改变形成或暴露出酶的活性中心形

2、成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解一个或几个特定的肽键断裂，水解掉一个或几个短肽掉一个或几个短肽一级结构一级结构发生改变发生改变高级结构高级结构的改变的改变不可逆过程甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异缬缬组组丝丝天天 酶原激活的生理意义避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用。凝血机制内源通道外源通道凝血酶原凝血酶血纤蛋白血纤蛋白原 交联血纤蛋白凝块最终共同途径激肽释放酶组织因子创伤酶原有活性的酶凝

3、血因子酶级联放大反应 除了以上介绍的酶活性的调节作用外，生物体内还存在其他的酶活性调节作用，常见于代谢调控和信号转导等过程中。 在酶水平的代谢调控中，通常是多种调控机制共同对一种酶起作用。 多种调控机制复合作用使生物体能够对新陈代谢进行精确地控制，并能根据内外环境的变化做出及时的调整。如：糖原磷酸化酶除了受到可逆的共价修饰作用外，还受到ATP、AMP等小分子效应物的别构调节作用核酶 核酶是具有催化能力的核糖核酸。 1981年，Cech(切赫)发现四膜虫rRNA的前体很不稳定，在没有蛋白质酶的情况下（在鸟苷和Mg2+存在下）能专一地切除自身的413个核苷酸的内含子（IVS），使两个外显子拼接起来

4、，变成成熟的rRNA分子。 因此Cech认为该rRNA的前体具有催化的活性，并将其命名为核酶。 1985年，Cech又证实rRNA前体的内含子能催化分子间反应。 1983年，Altman（阿尔特曼）等发现大肠杆菌核糖核酸酶RNaseP的蛋白质部分除去后，留下的RNA部分(MIRNA)单独存在下具有催化功能；在体外进行转录，转录产物也具有催化活性。 证明RNA有催化功能。 切赫(Thomas Robert Cech) 阿尔特曼(SidneyAhman) 1989年，核酶的发现者T.Cech和S.Ahman被授予诺贝尔化学奖。u 核酸性酶的发现使人们对生命起源的问题有了新的认识，RNA分子不但有复

5、制的功能，含有复制的信息，而且还有催化的功能。因此人们推测RNA很可能早于DNA和蛋白质，是生物进化史中首先出现的生物大分子。抗体酶抗体酶是具有催化能力的免疫球蛋白。抗体酶的制备：诱导法过渡态类似物过渡态类似物免疫免疫单克隆化单克隆化反应过渡态反应过渡态抗体酶抗体酶诱导法是利用反应过渡态类似物为半抗原免疫动物，制作单克隆抗体，筛选出具高催化活性的抗体酶。抗体结构域抗体结构域抗体酶结构域抗体酶结构域药物分子前体药物分子前体有活性的有活性的药物分子药物分子底物结合部位底物结合部位抗原结合部位抗原结合部位新型的抗体酶新型的抗体酶 某些同时具有抗体功能与酶功能的抗体酶由于可以特异性地识别癌细胞表面的特

6、殊抗原，并在此部位催化无活性药物前体的转化反应，可用于靶向治疗癌症。医学应用同工酶 两种亚基以不同比例组成四聚体，产生五种同工酶。 电泳结束后距离阴极最近的是LDH5，距离阳极最近的是LDH1 。乳酸脱氢酶的同工酶乳酸脱氢酶的同工酶心肌含量高心肌含量高肝和骨骼肝和骨骼肌含量高肌含量高LDH1含量上升LDH5含量上升LDH3含量上升LDH临床检验：同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断A.分光光度法B.荧光法C.同位素测定法D.电化学方法细胞破碎细胞破碎酶提取酶提取酶分离纯化酶分离纯化酶脱盐、浓缩酶脱盐、浓缩酶贮存（低温）酶贮存（低温）酶的分离纯化a) 原材料的处理与蛋

7、白质的提取b) 粗制分离c) 精制分离d) 酶制剂的脱盐、浓缩、干燥和保存动物、植物或微生物细胞动物、植物或微生物细胞盐析法、等电点沉淀盐析法、等电点沉淀法、有机溶剂分离等，法、有机溶剂分离等，除去大量杂质。除去大量杂质。透析、超滤、沉淀透析、超滤、沉淀柱层析法、梯度离心法柱层析法、梯度离心法或电泳法。分离规模较或电泳法。分离规模较小但分辨率高。小但分辨率高。酶工程酶的概念与特点酶的组成，分类，命名；酶的专一性：结构专一性【绝对、相对（基团、键）】，立体异构专一性（旋光异构、几何异构）;诱导契合假说酶的作用机制：酶的活性部位、与酶的高效性有关的因素（邻近效应与定向效应、促进底物过渡态形成的非共

8、价作用、酸碱催化作用、共价催化作用、金属离子催化）酶促反应的特点，酶促反应的动力学机制。 影响酶促反应速率的因素、影响机制和结果；最适温度、最适pH、抑制剂、激活剂的概念。不可逆抑制作用的作用方式与作用结果。可逆性抑制作用的类型、作用原理及作用结果。 酶的别构调节，酶的共价修饰调节，酶原与酶原激活及其生理意义，核酶、抗体酶、同工酶的概念。酶的研究方法：酶活力、比活力。本章小节本章小节思考题：思考题：1、Km的意义是什么？的意义是什么？ 2、影响酶促反应的因素有哪些？、影响酶促反应的因素有哪些？ 3、抑制剂的类型及作用特点有哪些？、抑制剂的类型及作用特点有哪些？1 1 哪一种情况可用增加哪一种情

9、况可用增加 S S 的方法减轻抑制程度：的方法减轻抑制程度： A A 不可逆抑制作用不可逆抑制作用 B B 竞争性可逆抑制作用竞争性可逆抑制作用 C C 非竞争性可逆抑制作用非竞争性可逆抑制作用 D D 反竞争性可逆抑制作用反竞争性可逆抑制作用 2 2 、已知两种酶互为同工酶：、已知两种酶互为同工酶： A.A.它们的它们的 Km Km 的值一定相同的值一定相同 B. B. 它们的等电点相同它们的等电点相同 C. C. 它们的分子结构一定相同它们的分子结构一定相同 D. D. 它们所催化的化学反应相同它们所催化的化学反应相同 D DB B第七章 维生素和辅酶维生素存在于各种来源的食物中，水果中含

10、大维生素存在于各种来源的食物中，水果中含大量的维生素量的维生素C C概述 1概念 维生素是维持细胞生长和正常代谢所必需的微量有机化合物。 2分类及命名按溶解度划分水溶性维生素B族、C等脂溶性维生素A、D、E、K等在体内可直接参与代谢的在体内可直接参与代谢的调节作用调节作用大多通过转变成辅酶对代谢起大多通过转变成辅酶对代谢起调节作用调节作用A1:含脂环的不饱和一元醇（又名：视黄醇）含脂环的不饱和一元醇（又名：视黄醇）维生素A12A2: 3-脱氢视黄醇脱氢视黄醇哺乳动物及咸水鱼肝脏哺乳动物及咸水鱼肝脏淡水鱼肝脏淡水鱼肝脏1 1 胡萝卜素胡萝卜素 2 2 维生素维生素A A植物中（植物中（胡萝卜、红

11、薯、黄色蔬胡萝卜、红薯、黄色蔬菜）菜） 胡萝卜素胡萝卜素( (维生素维生素A A原原) )体内不能完全吸收：体内不能完全吸收： 6g6g 1g1g视杆细胞：视杆细胞：11-11-顺视黄顺视黄醛与视蛋白组成视紫醛与视蛋白组成视紫红质红质构成视觉细胞内感光物质的成分构成视觉细胞内感光物质的成分帮助感受弱光，帮助感受弱光，维生素A在体内的活性形式：11-顺视黄醛 富含维生素D的食物：肝、鱼、奶、蛋黄维生素D 维生素D是胆固醇的衍生物胆固醇 动物体内的维生素D:胆钙化醇(维生素D3)是皮肤中的7脱氢胆固醇经紫外线照射产生。 植物和酵母细胞中的维生素D:麦角钙化醇(维生素D2)是麦角固醇经紫外线照射产生

12、。调节生物体内钙、磷代谢，促使新骨形成和钙化调节生物体内钙、磷代谢，促使新骨形成和钙化。 缺乏：骨骼发育不良，佝偻病缺乏：骨骼发育不良，佝偻病维生素D在体内的活性形式：1, 25-二羟维生素D3 天然的维生素E共有8种，4种生育酚（T），4种生育三烯酚（TT），其中-生育酚活性最高分布最广。维生素E（生育酚） 广泛存在于豆类与蔬菜中，人类饮食中维生素E主要来源于植物油。VE：抗氧化剂、自由基清除：抗氧化剂、自由基清除剂剂Bicyclic oxygen-containing ring with a hydrophobic side chain.酚基极易释放出一个氢原子（酚基极易释放出一个氢原子（

13、H H ），氢原子与自由），氢原子与自由基结合成非自由基产物，而生育酚自由基则可两两基结合成非自由基产物，而生育酚自由基则可两两结合成醌式结构。结合成醌式结构。缺乏： 影响生育、 肌肉萎缩 富含食物：绿色蔬菜、动物肝、鱼、牛奶富含食物：绿色蔬菜、动物肝、鱼、牛奶等。等。维生素维生素K K可参与人体的凝血过程，维持凝血因子的正常水平可参与人体的凝血过程，维持凝血因子的正常水平维生素K 参与凝血因子的合成，称为凝血维生素，共有4种，K1、K2为天然维生素，均为2-甲基-1,4-萘醌的衍生物。K3、K4为人工合成。缺乏：皮下出血、贫血、凝血时间长缺乏：皮下出血、贫血、凝血时间长l 维生素维生素B1由

14、含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组成，又称环组成，又称硫胺素硫胺素。维生素B1和硫胺素焦磷酸主要存在于植物种子外皮与胚芽中主要存在于植物种子外皮与胚芽中TPP:TPP:是脱羧酶的辅酶是脱羧酶的辅酶生化作用：生化作用：参与参与-酮转移、酮转移、-酮酸的脱羧和酮酸的脱羧和-羟羟酮的形成与裂解等反应酮的形成与裂解等反应+ATP+TPP合成酶合成酶u 硫胺素羟基硫胺素羟基磷酸化后，磷酸化后，形成硫胺素形成硫胺素焦磷酸（焦磷酸（TPPTPP）l 噻 唑 环噻 唑 环C-2C-2失去失去H H形成形成负 碳 离负 碳 离子 ， 是子 ， 是很 好 的很 好 的亲 核 基亲 核 基团

15、团。 TPP缺乏：缺乏： 糖代谢受阻，丙酮酸、乳酸就会在组织中积累，糖代谢受阻，丙酮酸、乳酸就会在组织中积累，影响心血管和神经组织的正常功能，导致神经炎、影响心血管和神经组织的正常功能，导致神经炎、心力衰竭等症状。心力衰竭等症状。维生素B2和黄素辅酶l 维生素维生素B2，又称，又称核黄素核黄素，由核糖醇和，由核糖醇和7，8-二甲基异咯嗪两部分组成。二甲基异咯嗪两部分组成。l 富含食物：动物肝、肾、蛋黄、豆类等富含食物：动物肝、肾、蛋黄、豆类等维生素维生素B B2 2末端羟基磷酸化末端羟基磷酸化 黄素单核苷酸（黄素单核苷酸（FMNFMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸（黄素腺嘌呤二核苷酸（FADFAD）

16、核黄素 缺乏：缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降缺乏：缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口舌炎、角膜炎、皮炎等低。主要症状为口舌炎、角膜炎、皮炎等。活性部位：活性部位：两个活泼双键两个活泼双键FMNFMN和和FADFAD：是氧化还原酶的是氧化还原酶的辅基辅基生化作用：生化作用：传递传递H H或电子或电子辅酶辅酶A A（CoACoA或或CoA-SHCoA-SH）泛酸和辅酶A(CoA)l 泛酸（维生素泛酸（维生素B3）又称又称遍多酸遍多酸，由，由-丙氨酸与丙氨酸与,-二羟基二羟基-,-二甲基丁酸缩合而成。二甲基丁酸缩合而成。 泛泛酸酸巯基乙胺巯基乙胺功能基团功能基团+ +酰基酰基硫酯硫酯 3

17、5-ADP35-ADPl 泛酸在生物体内的活性形式：辅酶A(CoA)l CoA是酰基转移酶的辅酶l 生化作用：传递酰基l 人类没有缺乏症维生素PP和烟酰胺辅酶l 维生素PP包括烟酸、烟酰胺，是吡啶的衍生物。 谷类、豆类、肉产品中富含。烟酰胺腺嘌吟二核苷酸（NAD+，辅酶）烟酰胺腺嘌吟二核苷酸磷酸（NADP+ ，辅酶）维生素PP在生物体内的活性形式：-作为脱氢酶的辅酶，参与新陈代谢氢负离子氢负离子 H H：缺乏：癞皮病。主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。缺乏：癞皮病。主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。 维生素B6和B6辅酶吡哆醇 吡哆醛 吡哆胺维生素B6是吡啶的衍生物，包括三种：l 广泛分布于各种动植物中，

18、在谷类外皮中含量丰富。在生物体内的活性形式： 生化作用：生化作用：转氨基转氨基 PLP和和PMP是是转氨酶的辅酶转氨酶的辅酶生物体内生物体内 人类很少缺乏人类很少缺乏PLPPMP生物素和羧化酶辅酶 生物素: 维生素B7是由带有戊酸侧链的噻吩与尿素结合而成。 广泛存在于谷类、豆类、鱼类、蛋黄、坚果等。可作为活动羧基载体参与酶促羧化反应可作为活动羧基载体参与酶促羧化反应生物素生物素赖氨酸赖氨酸生物胞素生物胞素生物素是生物素是羧化酶的辅酶羧化酶的辅酶生化作用：生化作用：羧基载体羧基载体( (作为作为COCO2 2的递体，在的递体，在生物合成中起传递和固定生物合成中起传递和固定COCO2 2的作用的作

19、用) )。 长期食用生长期食用生鸡蛋会引起生物鸡蛋会引起生物素缺乏症，表现素缺乏症，表现是精神抑郁，皮是精神抑郁，皮炎。炎。缺乏症：缺乏症：叶酸和叶酸辅酶 叶酸（folic acid）-维生素B11，因为在绿色植物的叶片中含量丰富而得名。叶酸结构式：喋啶、氨基苯甲酸、谷氨酸叶酸结构式：喋啶、氨基苯甲酸、谷氨酸喋啶喋啶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸在生物体内的活性形式：维生素B11的加氢还原产物 生化作用：生化作用：转移一碳单位，参与核酸合成转移一碳单位，参与核酸合成 缺乏：营养障碍性贫血缺乏：营养障碍性贫血如：如：-CH-CH3 3, , -CH-CH2 2-, -, -CHO -CHO

20、 等等 THFTHF是生物体内是生物体内一碳单位转移酶的辅酶一碳单位转移酶的辅酶维生素B12和B12辅酶 维生素B12，又称氰钴胺素，是唯一含金属元素的维生素。 广泛存在于动物食品中，肉类和肝中含量丰富。辅酶形式l 甲基钴胺素l 5-脱氧腺苷钴胺素（主要活性形式）l 羟钴胺素（维生素B12b） 维生素B12在生物体内形式：B B1212辅酶是辅酶是变位酶的辅酶变位酶的辅酶生化作用：生化作用：氢原子重排作用，甲基化氢原子重排作用，甲基化缺乏维生素缺乏维生素B B1212：恶性贫血病：恶性贫血病分子内重排反应分子内重排反应硫辛酸 硫辛酸即6,8-二硫辛酸，是一种含S的八碳酸 生物体内有两种形式：硫

21、辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型） 酵母和动物肝中含量丰富硫辛酸（氧化型）二氢硫辛酸（还原型） 生化作用：生化作用：转移乙酰基转移乙酰基 转移氢和电子转移氢和电子 二氢硫辛酸：二氢硫辛酸：脱氢酶的辅基脱氢酶的辅基 硫辛酸是酰基的载体，存在于硫辛酸是酰基的载体，存在于丙酮酸脱氢酶复合体、丙酮酸脱氢酶复合体、-酮戊二酸脱氢酶复合体中酮戊二酸脱氢酶复合体中 硫辛酸常与相关酶分子中的赖氨酸连接硫辛酸常与相关酶分子中的赖氨酸连接，形成具有转动灵活性的，形成具有转动灵活性的硫辛酰赖氨酰臂硫辛酰赖氨酰臂，利用该长臂结构将利用该长臂结构将酰基或电子酰基或电子从一种亚基的从一种亚基的活性中心转移至一种亚基的活

22、性中心。活性中心转移至一种亚基的活性中心。人体内主要的活性形式：硫辛酰赖氨酰l 含6个碳原子，酸性多羟基化合物l 强还原剂；氢的供体和受体l 在体内参与氧化还原反应和羟化反应。人体不能合成。维生素C（抗坏血酸）脱氢抗坏血酸抗坏血酸易水解，因此需经常补充易水解，因此需经常补充VC维生素C有多种生理作用u 保持巯基酶、谷胱甘肽活性，使机体处于良好状态u 保持血红蛋白血红素辅基中铁原子的还原状态u 使食物中难以吸收的Fe3+还原为易于吸收的Fe2+u 恢复维生素E活性u 机体免疫反应。 生化作用：生化作用：抗氧化作用抗氧化作用 羟基化反应辅因子羟基化反应辅因子 缺乏：缺乏：坏血病，皮下粘膜易出血坏血病，皮下粘膜易出血本章重点：重要维生素的结构、活性形式与生化作用类型人体内的主要活性形式主要功能维生素A11-顺视黄醛暗视觉形成维生素D1,25-二羟维生素D3调节钙与磷的代谢维生素E-生育酚抗氧化作用、维持动物正常生殖功能维生素K维生素K1，K2参与凝血因子的激活过程，促进凝血维生素B1硫胺素焦磷酸（TPP）参与-酮转移、-酮酸的脱羧和-羟酮的形成与裂解等反应维生素B2黄素单核苷酸（FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）参与氧化还原反应，传递氢和电子维生素PP烟酰