血液的生物化学 (2)ppt课件

1、 血液的生物化学血液的生物化学 Hemal Biochemistry 常冰梅生物化学与分子生物学教研室 概述概述第一节第一节. . 血浆蛋白血浆蛋白 一、血浆蛋白的分类与性质一、血浆蛋白的分类与性质 二、血浆蛋白的功能二、血浆蛋白的功能 第二节第二节. . 血细胞代谢血细胞代谢 一、红细胞的代谢一、红细胞的代谢 二、白细胞代谢二、白细胞代谢糖代谢糖代谢脂代谢脂代谢 概述概述 血液的组成及其化学成分血液的组成及其化学成分 全血 血浆 血清blood)plasma) serum) 二、血液的化学成分二、血液的化学成分定义：血浆中非蛋白质含氮化合物中所含的氮 叫非蛋白氮( NPN non prote

2、in nitrogen)。正常值：14.325mmol/L (20-40mg/100ml)种类：尿素、尿酸、肌酸、肌酐、氨、胆红素等 其中尿素氮 BUN blood urea nitrgen 占1/2意义：上述物质大多来自Pr和核酸的分解代谢终产物，由血液运送至肾脏排泄。临床上，当肾功不全时，血中NPN明显增高，可协助肾脏功能等疾病的诊断。血浆中非蛋白质含氮化合物血浆中非蛋白质含氮化合物第一节血浆蛋白质Plasma Proteins一、血浆蛋白的分类与性质一、血浆蛋白的分类与性质v血浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆中血浆蛋白是指血浆含有的蛋白质，是血浆中的主要的固体成分。血浆蛋白总浓度：的主

3、要的固体成分。血浆蛋白总浓度：7075g/L。v通常按来源、分别方法和生理功能将血浆蛋通常按来源、分别方法和生理功能将血浆蛋白质分类。白质分类。v分 别 蛋 白 质 的 常 用 方 法 包 括 电 泳分 别 蛋 白 质 的 常 用 方 法 包 括 电 泳(electrophoresis)和超速离心和超速离心(ultra centrifuge)。 一血浆蛋白的分类一血浆蛋白的分类n经过电泳将血浆蛋白质分为：经过电泳将血浆蛋白质分为： 2球蛋白球蛋白清蛋白清蛋白 (albumin) 1球蛋白球蛋白(globulin) 球蛋白球蛋白 球蛋白球蛋白 A 清蛋白清蛋白 1 2 清蛋白清蛋白 1 2 Bn

4、血清蛋白电泳图谱：血清蛋白电泳图谱：种 类血 浆 蛋 白1.载体蛋白2.免疫防御系统蛋3.凝血和纤溶蛋白4.酶5.蛋白酶抑制剂6.激素7.参与炎症应答的蛋白清蛋白、脂蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白IgG ,IgM ,IgA ,IgD ,IgE 和补体C1-9 等凝血因子、凝血酶原、纤溶酶原等卵磷脂：胆固醇酰基转移酶等1抗胰蛋白酶、 2巨球蛋白等促红细胞生成素、胰岛素等C-反应蛋白、 2酸性糖蛋白等n根据生理功能将血浆蛋白质分类：根据生理功能将血浆蛋白质分类： 1. 绝大多数血浆蛋白在肝合成。绝大多数血浆蛋白在肝合成。 2. 血浆蛋白的合成场所普通位于膜结合的多核蛋血浆蛋白的合成场所普通位于膜结合的多

5、核蛋白体上。白体上。 3. 除清蛋白外，几乎一切的血浆蛋白均为糖蛋白。除清蛋白外，几乎一切的血浆蛋白均为糖蛋白。 4. 许多血浆蛋白呈现多态性许多血浆蛋白呈现多态性(polymorphism)。 5. 在循环过程中，每种血浆蛋白均有本人特异的在循环过程中，每种血浆蛋白均有本人特异的半衰期。半衰期。 6. 在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，某在急性炎症或某种类型组织损伤等情况下，某些血浆蛋白的程度会增高，它们被称为急性时些血浆蛋白的程度会增高，它们被称为急性时相蛋白质相蛋白质(acute phase protein，APP)。二血浆蛋白的性质二血浆蛋白的性质急性炎症急性炎症组织损伤组织损伤慢

6、性炎症慢性炎症癌瘤癌瘤血浆蛋白血浆蛋白 50100倍倍C-反响蛋白反响蛋白CRP -1抗胰蛋白酶抗胰蛋白酶触珠蛋白结合珠蛋白触珠蛋白结合珠蛋白-1酸性糖蛋白酸性糖蛋白纤维蛋白原凝血因子纤维蛋白原凝血因子一、维持血浆胶体浸透压一、维持血浆胶体浸透压-清蛋白清蛋白胶体浸透压功能：使组织间液回流入血管。胶体浸透压功能：使组织间液回流入血管。二、血浆蛋白质的功能二、血浆蛋白质的功能人血浆清蛋白人血浆清蛋白albumin,Albalbumin,Albn是人血浆含量最多的是人血浆含量最多的Pr，约，约45g/L，占血浆总蛋白的，占血浆总蛋白的60%。n肝本质细胞合成，占肝脏分泌蛋白的肝本质细胞合成，占肝脏

7、分泌蛋白的50%，半寿期，半寿期15-19天。天。n成熟的白蛋白由成熟的白蛋白由585个个AA组成的一条多肽链，含组成的一条多肽链，含17个二硫键，个二硫键，Mw约为约为69KD。n等电点为等电点为pH4.7，比血浆蛋白其他组分的，比血浆蛋白其他组分的pI低，在弱碱性电泳低，在弱碱性电泳缓冲液中带负电荷多，又由于分子量小，故电泳迁移速度快缓冲液中带负电荷多，又由于分子量小，故电泳迁移速度快 主要功能主要功能 二、维持血液正常二、维持血液正常pH值值 正常人血浆正常人血浆pH：7.35-7.45 血浆蛋白血浆蛋白pI：4.0-7.3缓冲对缓冲对Na-蛋白质蛋白质 / H-蛋白质蛋白质K-Hb/

8、H-HbKHbO2HHbO2前清蛋白运输前清蛋白运输T3T4视黄醇维生素视黄醇维生素A清蛋白运输清蛋白运输代谢物：代谢物：FFA、胆红素、胆红素、 儿茶酚胺、组织胺儿茶酚胺、组织胺激素：激素：T3、T4、皮质醇、皮质酮、醛固酮、睾、皮质醇、皮质酮、醛固酮、睾 酮、黄体酮、雌二醇酮、黄体酮、雌二醇药物：磺胺、抗菌素、水杨酸盐、洋地黄、阿的平药物：磺胺、抗菌素、水杨酸盐、洋地黄、阿的平神经递质：乙酰胆碱、神经递质：乙酰胆碱、GABA维生素：维生素：Vit B 6金属离子：金属离子：Ca Cu Zn Co Hg Pb 2+2+2+2+2+2+留意：留意：某些物质与某些物质与Alb结合有竞争作用。如：

9、胆红素、结合有竞争作用。如：胆红素、FFA、苯甲、苯甲 酸、咖啡因酸、咖啡因 分五类分五类IgGIgAIgMIgEIgD免疫球蛋白免疫球蛋白抗体抗体补体补体:(C1-9)来源：来源于外分泌腺来源：来源于外分泌腺 凝血因子：凝血因子：13种种血浆蛋白：血浆蛋白：12种种Ca2 第二节第二节 血细胞物质代谢血细胞物质代谢 1. 特点 能源物质：Glucose，30g/天 . 糖酵解 ：9095 2，3-DPG途径特有 磷酸戊糖途径 510途径途径一、一、RBCRBC的代谢特点的代谢特点1，3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2，3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸Glucose1

10、1，6 6二磷酸果糖二磷酸果糖3 3磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮1050乳酸乳酸n2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-BPG)旁路：旁路：1，3二磷酸甘油酸磷酸酶二磷酸甘油酸磷酸酶2，3二磷酸甘油酸磷酸酶二磷酸甘油酸磷酸酶ATPNADHNADPH乳酸乳酸2，3DPG产物产物2. 2. 红细胞内糖代谢的生理意义红细胞内糖代谢的生理意义1 1ATPATP的功能的功能 v维持红细胞膜上钠泵维持红细胞膜上钠泵Na+-K+-ATPaseNa+-K+-ATPase的正的正常运转；常运转；v维持红细胞膜上钙泵维持红细胞膜上钙泵(Ca2+-ATPase)(Ca2+-ATPase)的正常

11、运转；的正常运转；v维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进维持红细胞膜上脂质与血浆脂蛋白中的脂质进展交换；展交换；v少量少量ATPATP用于谷胱甘肽、用于谷胱甘肽、NAD+NAD+的生物合成；的生物合成；vATPATP用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程。用于葡萄糖的活化，启动糖酵解过程。n2, 3-BPG2, 3-BPG是调理血红蛋白是调理血红蛋白(Hb)(Hb)运氧的重要要素，运氧的重要要素，可降低可降低HbHb与氧的亲和力。与氧的亲和力。2, 3-BPG2, 3-BPG的功能的功能n对抗氧化剂，维护细胞膜蛋白、血红对抗氧化剂，维护细胞膜蛋白、血红蛋白和酶蛋白的巯基等不被氧化，从蛋白和酶蛋白

12、的巯基等不被氧化，从而维持红细胞的正常功能。而维持红细胞的正常功能。n红细胞中的红细胞中的NADPHNADPH能维持细胞内复原能维持细胞内复原型谷胱甘肽型谷胱甘肽(GSH)(GSH)的含量，使红细胞免的含量，使红细胞免遭外源性和内源性氧化剂的损害。遭外源性和内源性氧化剂的损害。 NADH和和NADPH的功能的功能谷胱甘肽的氧化与复原及其有关代谢谷胱甘肽的氧化与复原及其有关代谢: :葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸NADP+NADP+H+2GSHGSSGH2O22H2O6磷酸葡萄磷酸葡萄糖脱氢酶糖脱氢酶谷胱甘肽谷胱甘肽复原酶复原酶谷胱甘肽过谷胱甘肽过氧化物酶氧化物酶n成熟红细

13、胞的脂类几乎都存在于细胞膜。成熟红细胞的脂类几乎都存在于细胞膜。n成熟红细胞已不能从头合成脂肪酸，但膜脂的成熟红细胞已不能从头合成脂肪酸，但膜脂的不断更新却是红细胞生存的必要条件。不断更新却是红细胞生存的必要条件。n红细胞经过自动参入和被动交换不断地与血浆红细胞经过自动参入和被动交换不断地与血浆进展脂质交换，维持其正常的脂类组成、构造进展脂质交换，维持其正常的脂类组成、构造和功能。和功能。 二脂代谢二脂代谢nHbHb的组成与构造的组成与构造Hb4 4条珠蛋白链：条珠蛋白链：1411412 2；1461462 2 共共574574个个AAAA，MwMw：67KD67KD 4 4分子血红素分子血红

14、素HbHb是四聚体，在是四聚体，在RBCRBC中占干重的中占干重的9797三血红蛋白的合成与调理三血红蛋白的合成与调理 血红素的构造血红素的构造血红素：是铁卟啉化合物血红素：是铁卟啉化合物81278三血红蛋白的合成与调理三血红蛋白的合成与调理珠蛋白，血红素珠蛋白，血红素(heme)(heme)v血红素的合成血红素的合成v珠蛋白的合成珠蛋白的合成v血红蛋白的合成血红蛋白的合成n血红蛋白的组成血红蛋白的组成: :n血红蛋白的合成包括血红蛋白的合成包括: :1. 血红素的生物合成血红素的生物合成n合成的组织和亚细胞定位：合成的组织和亚细胞定位： 参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的参与血红蛋白组成的

15、血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。幼红细胞和网织红细胞中合成。n合成原料：合成原料：甘氨酸、琥珀酰甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+合成的起始和终末阶段均在线粒体内进展，合成的起始和终末阶段均在线粒体内进展，而中间阶段在胞浆内进展。而中间阶段在胞浆内进展。 n合成部位：合成部位：过程：四个步骤：过程：四个步骤：- -氨基氨基-酮戊酸酮戊酸(-aminplevulinic acid,ALA)(-aminplevulinic acid,ALA)的的生成生成卟胆原的生成卟胆原的生成尿卟啉原尿卟啉原与粪卟啉原与粪卟啉原的生成的生成血红素的生成血红素的生成n血红素合成过程：血红素合成过程： -氨

16、基氨基-酮戊酸酮戊酸(-aminolevulinic acid, ALA)的合成：的合成：+HSCoA + CO2ALA合酶合酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛COOHH2CCH2CSCoAOCH2NH2COOHCOOHH2CCH2CCH2NH2O要要 点点n反响部位在线粒体内；反响部位在线粒体内；n催化此反响的酶是催化此反响的酶是ALAALA合酶合酶(ALA synthase)(ALA synthase)，其辅酶是磷酸吡哆醛。此酶是血红素合成的其辅酶是磷酸吡哆醛。此酶是血红素合成的限速酶，受血红素的反响调理。限速酶，受血红素的反响调理。 nALAALA生成后从线粒体进入胞液。生成后从线粒体进入胞液。胆色

17、素原胆色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：的生成：ALA脱水酶脱水酶2H2Ov在在ALA脱水酶脱水酶(ALA dehydrase)催化下，二分子催化下，二分子 ALA 脱水缩合生成一分子脱水缩合生成一分子PBG。NHOHOOHONH2COOHCH2CH2CCNOHHHH 尿卟啉原与粪卟啉原的生成：尿卟啉原与粪卟啉原的生成：4x 胆色素原胆色素原线状四吡咯线状四吡咯尿卟啉原尿卟啉原粪卟啉原粪卟啉原尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原同合酶同合酶尿卟啉原尿卟啉原脱羧酶脱羧酶v反响部位：胞液反响部位：胞液v反响生成的粪卟啉原反响生成的粪卟啉原再进入线粒体。再进入线粒体。

18、血红素的生成：血红素的生成：v反响部位：线粒体反响部位：线粒体粪卟啉原粪卟啉原原卟啉原原卟啉原原卟啉原卟啉血红素血红素粪卟啉原粪卟啉原氧化脱羧酶氧化脱羧酶亚铁螯合酶亚铁螯合酶原卟啉原原卟啉原氧化酶氧化酶 合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红细胞不能合成；细胞不能合成； 合成的原料简单：琥珀酰合成的原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸、甘氨酸Fe2+等小分子物质；等小分子物质； 合成过程的起始与最终过程在线粒体，中合成过程的起始与最终过程在线粒体，中间过程在胞液。间过程在胞液。n小结血红素合成的特点：小结血红素合成的特点：v是血红素合成的限速酶；是血红素合成的限速酶

19、；v受血红素反响抑制；受血红素反响抑制；v高铁血红素剧烈抑制；高铁血红素剧烈抑制；v某些固醇类激素可诱导其生成。某些固醇类激素可诱导其生成。n血红素合成的调理：血红素合成的调理： ALA合酶：合酶：v与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以与膜受体结合，加速有核红细胞的成熟以及血红素和的合成促使原始红细胞的繁衍及血红素和的合成促使原始红细胞的繁衍和分化。和分化。v可被血红素可被血红素 、重金属等抑制，亚铁螯合酶、重金属等抑制，亚铁螯合酶还需求复原剂还需求复原剂(如谷胱甘肽如谷胱甘肽)。 ALA脱水酶与亚铁螯合酶：脱水酶与亚铁螯合酶： 促红细胞生成素促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)：v血红素合成后与珠蛋白结合成血