生物化学ppt教学提纲

1、生物化学ppt 代谢调节普遍存在于生物界，是生物的代谢调节普遍存在于生物界，是生物的重要特征。重要特征。主要通过细胞内代谢物浓主要通过细胞内代谢物浓度的变化，对酶的活性及含量度的变化，对酶的活性及含量进行调节，这种调节称为进行调节，这种调节称为原始原始调节调节或或细胞水平代谢调节细胞水平代谢调节。单细胞生物单细胞生物高等生物高等生物 三级水平代谢调节三级水平代谢调节细胞水平代谢调节细胞水平代谢调节激素水平代谢调节激素水平代谢调节高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内高等生物在进化过程中，出现了专司调节功能的内分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激素可对其他细胞发分泌细胞及内分泌器官，其分泌的激

2、素可对其他细胞发挥代谢调节作用。挥代谢调节作用。整体水平代谢调节整体水平代谢调节在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经在中枢神经系统的控制下，或通过神经纤维及神经递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来递质对靶细胞直接发生影响，或通过某些激素的分泌来调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调节某些细胞的代谢及功能，并通过各种激素的互相协调而对机体代谢进行综合调节。调而对机体代谢进行综合调节。 一、细胞水平的代谢调节一、细胞水平的代谢调节（一）细胞内酶的隔离分布（一）细胞内酶的隔离分布代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于细胞的某一

3、区域细胞的某一区域 。多酶体系在细胞内的分布多酶体系在细胞内的分布多酶体系多酶体系分分 布布糖酵解糖酵解胞液胞液磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖异生糖异生糖原合成糖原合成三羧酸循环三羧酸循环线粒体线粒体氧化磷酸化氧化磷酸化线粒体线粒体胞液胞液胞液胞液胞液胞液多酶体系多酶体系分布分布线粒体线粒体脂酸脂酸 氧化氧化脂酸脂酸合成合成胞液胞液内质网、胞液内质网、胞液胆固醇胆固醇合成合成磷脂磷脂合成合成内质网内质网DNA、RNA合成合成细胞核细胞核 酶的隔离分布的意义酶的隔离分布的意义 避免了各种代谢途径互相干扰。避免了各种代谢途径互相干扰。多酶体系多酶体系分分 布布蛋白质合成蛋白质合成多种水解酶多种水解酶溶

4、酶体溶酶体线粒体、胞液线粒体、胞液尿素合成尿素合成血红素血红素合成合成内质网、胞液内质网、胞液线粒体、胞液线粒体、胞液 速度最慢，速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度，它的速度决定整个代谢途径的总速度，故又称其故又称其为为限速酶限速酶(limiting velocity enzymes)。 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定整个代谢途径的方向。整个代谢途径的方向。 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效应剂的调节。效应剂的调节。关键酶催化的反应具有以下特点：关键酶催化的反应具有以下特点：

5、代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及方向由其中的关键酶决定方向由其中的关键酶决定 。1. 变构调节的概念变构调节的概念小分子化合物与酶分子活性中心以外小分子化合物与酶分子活性中心以外的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构的某一部位特异结合，引起酶蛋白分子构象变化，从而改变酶的活性，这种调节称象变化，从而改变酶的活性，这种调节称为酶的为酶的变构调节变构调节或或别构调节别构调节。（二）关键酶的变构调节（二）关键酶的变构调节被调节的酶称为被调节的酶称为变构酶变构酶或或别构酶别构酶( (allosteric enzyme) )使酶发生变构效应的物质，称为使酶发

6、生变构效应的物质，称为变构效应剂变构效应剂( (allosteric effector) ) 变构激活剂变构激活剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性增加增加的变构效应剂。的变构效应剂。 变构抑制剂变构抑制剂 allosteric effector 引起酶活性引起酶活性降低降低的变构效应剂。的变构效应剂。2. 变构调节的机制变构调节的机制变构酶变构酶催化亚基催化亚基调节亚基调节亚基变构效应剂：变构效应剂： 底物、终产物底物、终产物其他小分子代谢物其他小分子代谢物变构效应剂变构效应剂 + + 酶的调节亚基酶的调节亚基酶的构象改变酶的构象改变酶的活性改变酶的活性改变（激活

7、或抑制（激活或抑制 ）疏松疏松亚基聚合亚基聚合紧密紧密亚基解聚亚基解聚酶分子多聚化酶分子多聚化3. 变构调节的生理意义变构调节的生理意义 代谢终产物反馈抑制代谢终产物反馈抑制 (feedback inhibition) 反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。反应途径中的酶，使代谢物不致生成过多。乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶丙二酰丙二酰CoA长链脂酰长链脂酰CoA 变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。变构调节使能量得以有效利用，不致浪费。G-6-P+ +糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶抑制糖的氧化抑制糖的氧化糖原合酶糖原合酶促进糖的储存促进糖的储存变构调节使不同的代谢途径相互协调。变构调

8、节使不同的代谢途径相互协调。柠檬酸柠檬酸+ +6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化抑制糖的氧化 乙酰辅酶乙酰辅酶A 羧化酶羧化酶 促进脂酸的合成促进脂酸的合成（三）酶的化学修饰调节（三）酶的化学修饰调节1. 1. 化学修饰的概念化学修饰的概念酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发酶蛋白肽链上某些残基在酶的催化下发生可逆的共价修饰生可逆的共价修饰(covalent modification)，从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化从而引起酶活性改变，这种调节称为酶的化学修饰学修饰。2. 化学修饰的主要方式化学修饰的主要方式磷酸化磷酸化 - - - - - - 去磷酸去磷酸乙酰化乙酰化 - -

9、 - - - - 脱乙酰脱乙酰甲基化甲基化 - - - - - - 去甲基去甲基腺苷化腺苷化 - - - - - - 脱腺苷脱腺苷 SH 与与 S S 互变互变酶的磷酸化与脱磷酸化酶的磷酸化与脱磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的磷酸化的酶蛋白酶蛋白3. 3. 化学修饰的特点化学修饰的特点酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在酶蛋白的共价修饰是可逆的酶促反应，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互不同酶的作用下，酶蛋白的活性状态可互相转变。催化互变反应的酶在体内可受调相转变。催化互变反

10、应的酶在体内可受调节因素如激素的调控。节因素如激素的调控。具有放大效应，效率较变构调节高。具有放大效应，效率较变构调节高。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。磷酸化与脱磷酸是最常见的方式。 同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。同一个酶可以同时受变构调节和化学修饰调节。（四）酶量的调节（四）酶量的调节1. 酶蛋白合成的诱导与阻遏酶蛋白合成的诱导与阻遏加速酶合成的化合物称为加速酶合成的化合物称为诱导剂诱导剂(inducer)减少酶合成的化合物称为减少酶合成的化合物称为阻遏剂阻遏剂( (repressor) )内、外环境改变内、外环境改变机体相关组机体相关组织分泌织分泌激素激素激素与靶细胞激素与靶细

11、胞上的受体结合上的受体结合靶细胞产生生物学靶细胞产生生物学效应，适应内外环效应，适应内外环境改变境改变激素作用机制激素作用机制二、激素水平的代谢调节二、激素水平的代谢调节激素分类激素分类 膜受体激素膜受体激素 胞内受体激素胞内受体激素按激素受体在细胞的部位不同，分为：按激素受体在细胞的部位不同，分为：1. 膜受体激素的作用方式膜受体激素的作用方式激素作用方式激素作用方式 2. 胞胞内内受受体体激激素素的的作作用用方方式式类固醇激素的分子质量较类固醇激素的分子质量较小，且是脂溶性的，可通小，且是脂溶性的，可通过扩散或载体转运进入靶过扩散或载体转运进入靶细胞，激素进入细胞后先细胞，激素进入细胞后先

12、与胞浆内的受体结合，形与胞浆内的受体结合，形成成激素受体复合物激素受体复合物，此，此复合物在适宜的温度和复合物在适宜的温度和Ca2+Ca2+参与下，发生变构获参与下，发生变构获得透过核膜的能力。激素得透过核膜的能力。激素进入核内后，进入核内后，与核内受体与核内受体结合形成复合物。此复合结合形成复合物。此复合物结合在染色质的非组蛋物结合在染色质的非组蛋白的特异位点上，启动或白的特异位点上，启动或抑制该部位的抑制该部位的DNADNA转录过转录过程，进而促进或抑制程，进而促进或抑制mRNAmRNA的形成，的形成，结果诱导结果诱导或减少某些蛋白质或减少某些蛋白质( (主要是主要是酶酶) )的合成，实现

13、其生物效的合成，实现其生物效应。应。OIHOINH2II-CH2-CH-COOH-CH2-CH-COOHIINH2HOIO甲状腺素三碘甲腺原氨酸w天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物，均为天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物，均为L-L-构型。构型。w甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内70-80%70-80%的碘富集在其中。的碘富集在其中。HOHOCHCH2OHNHCH3HOHOCHCH2OHNH2肾上腺素去甲肾上腺素功功 能能CCHHONHCH3HCH3CCOHHNHCH3HCH3 1R,2S-(-)-麻黄素(麻黄素) 1S,2S-(+)-麻黄素(伪麻黄

14、素)OCOHOCH2OHOH糖皮质激素糖皮质激素盐皮质激素盐皮质激素 前列腺素前列腺素COOHOOHOHPGE1PGF1aCOOHOHOHOHPGE2COOHOOHOHCOOHOHOHOHPGF2aCOOHOOHOHPGE3PGF2aCOOHOHOHOH（一）饥饿（一）饥饿糖原消耗糖原消耗血糖趋于降低血糖趋于降低胰岛素分泌减少胰岛素分泌减少胰高血糖素胰高血糖素分泌增加分泌增加 引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化1. 短期饥饿（短期饥饿（13天）天）三、整体水平的代谢调节三、整体水平的代谢调节 （1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化分解加强，氨基酸异生成糖分解加强，氨基酸异生成糖（2）糖代谢

15、变化）糖代谢变化 糖异生加强，糖异生加强，组织对葡萄糖利用降低组织对葡萄糖利用降低（3）脂代谢变化）脂代谢变化 脂肪动员加强，酮体生成增多脂肪动员加强，酮体生成增多2. 长期饥饿长期饥饿（1）蛋白质代谢变化）蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少蛋白质分解减少（2）糖代谢变化）糖代谢变化肝肾糖异生增强肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸（3）脂代谢变化）脂代谢变化脂肪动员进一步加强脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加脑组织利用酮体增加（二）应（二）应 激激1. 1. 概念概念应激应激(stress)指人体受到一些异乎寻常指人体受到一些异乎寻常的刺激，如创伤、剧

16、痛、冻伤、缺氧、中的刺激，如创伤、剧痛、冻伤、缺氧、中毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列毒、感染及剧烈情绪波动等所作出一系列反应的反应的“ “ 紧张状态紧张状态 ” ”。2. 机体整体反应机体整体反应交感神经兴奋交感神经兴奋肾上腺髓质及皮质激素分泌增多肾上腺髓质及皮质激素分泌增多胰高血糖素胰高血糖素、生长激素增加，、生长激素增加，胰岛素分泌减少胰岛素分泌减少 引起一系列的代谢变化引起一系列的代谢变化3. 代谢改变代谢改变（1） 血糖升高血糖升高（2） 脂肪动员增强脂肪动员增强（3）蛋白质分解加强）蛋白质分解加强5.6 核酸的生物功能核酸的生物功能 5.6.1 DNA5.6.1 DNA的复制与生物遗传信息的保持的复制与生物遗传信息的保持 DNADNA复制的要点是：复制的要点是： 1 1）在复制开始阶段，）在复制