生物化学课件

第一章蛋白质化学

蛋白质的生物学意义蛋白质的元素组成蛋白质的氨基酸组成肽蛋白质的结构蛋白质分子结构与功能的关系蛋白质的性质蛋白质的分类提要蛋白质是由许多不同的α-氨基酸按一定的序列通过酰胺键〔肽键〕缩合而成的，具有较稳定的构象并具有一定生物功能的大分子。一、蛋白质的生物学意义1.生物体的组成成分2.酶3.运输4.运动5.抗体6.干扰素7.遗传信息的控制8.细胞膜的通透性9.高等动物的记忆、识别机构二、蛋白质的元素组成C〔50~55%〕、H〔6~8%〕、O〔20~23%〕、N〔15~18%〕、S〔0~4%〕、…N的含量平均为16%——凯氏〔Kjadehl〕定氮法的理论根底凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量的一种方法。即在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。由于蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算蛋白质含量，故此法是经典的蛋白质定量方法。三、蛋白质的氨基酸组成氨基酸是蛋白质的根本组成单位。从细菌到人类，所有蛋白质都由20种标准氨基酸〔20standardaminoacids)组成。〔一〕氨基酸的结构通式：19种氨基酸具有一级氨基〔-NH3+〕和羧基〔-COOH〕结合到α碳原子〔Cα〕，同时结合到〔Cα〕上的是H原子和各种侧链〔R〕；Pro具有二级氨基〔α-亚氨基酸〕不带电形式

H2N—Cα—HCOOHR+H3N—Cα—HCOO-R两性离子形式Cα如是不对称C〔除Gly〕，那么：具有两种立体异构体[D-型和L-型]2.具有旋光性[左旋〔-〕或右旋〔+〕]氨基酸中含有的不是氨基而是亚氨基，称之为亚氨基酸,比方脯氨酸亚氨基酸〔二〕氨基酸的分类非极性疏水性氨基酸丙氨酸〔Ala〕、缬氨酸〔Val〕、亮氨酸〔Leu〕、异亮氨酸〔Ile〕、脯氨酸〔Pro〕、苯丙氨酸〔Phe〕、色氨酸〔Trp〕、蛋氨酸〔Met〕非电离极性氨基酸1〕甘氨酸〔Gly〕丝氨酸〔Ser〕苏氨酸〔Thr〕半胱氨酸〔Cys〕酪氨酸〔Tyr〕天冬酰胺〔Asn〕谷氨酰胺〔Gln〕带负电【酸性】

天冬氨酸〔Asp〕谷氨酸〔Glu〕带正电【碱性】

赖氨酸〔Lys〕精氨酸〔Arg〕组氨酸〔His〕非极性R基团氨基酸不带电荷极性R基团氨基酸带电荷R基团氨基酸第二节、蛋白质的结构蛋白质是氨基酸以肽键相互连接的线性序列。在蛋白质中，多肽链折叠形成特殊的形状〔构象〕〔conformation〕。在结构中，这种构象是原子的三维排列，由氨基酸序列决定。蛋白质有四种结构层次：一级结构〔primary〕，二级结构〔secondary〕，三级结构〔tertiary〕和四级结构〔quaternary〕〔不总是有〕。〔一〕蛋白质的一级结构〔化学结构〕一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，即氨基酸的线性序列。在基因编码的蛋白质中，这种序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的。一级结构中包含的共价键〔covalentbonds〕主要指肽键〔peptidebond〕和二硫键〔disulfidebond〕HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr–Leu-Val-Cys-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOHB链15710151920212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A链711621SSSS牛胰岛素的化学结构—S————S——核糖核酸酶的一级结构

肽键的形成二肽；多肽；寡肽；肽——一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合而成的化合物。氨基酸之间脱水后形成的键称肽键〔酰胺键〕。〔二〕蛋白质的空间结构〔构象、高级结构〕——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。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〕α-螺旋〔α-helix〕Pauling和Corey于1965年提出。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100°。2〕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〔hydrogenbond〕，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。—C—(NH—C—CO)3N—OHHR3.613(ns)α-螺旋的四种不同的表示形式

〔2〕β-折叠结构〔β-pleatedsheet〕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。CαCαCαCαCαCαRRRRRRNNCNNCCC平行反平行β-折叠片中，相邻多肽链平行或反平行〔较稳定〕。β折叠和β转角〔3〕β-转角〔β-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。N—1CH—CC2CHN—HO=C3CHNC—4CH—NRRHOHRROHOβ-转角经常出现在连接反平行β-折叠片的端头。〔4〕自由回转没有一定规律的松散肽链结构。酶的活性部位。2.超二级结构和结构域超二级结构是指假设干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规那么的，在空间上能识别的二级结构组合体。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。3.蛋白质的三级结构——指多肽链上的所有原子〔包括主链和侧链〕在三维空间的分布。肌红蛋白4.蛋白质的四级结构——多肽亚基〔subunit〕的空间排布和相互作用。亚基间以非共价键连接。血红蛋白蛋白质结构的主要层次一级结构四级结构二级结构三级结构primarystructuresecondarystructureTertiarystructurequariernarystructure超二级结构结构域

supersecondarystructureStructuredoman共价键次级键化学键

肽键一级结构氢键二硫键二、三、四级结构疏水键盐键范德华力三、四级结构〔三〕蛋白质分子中的共价键与次级键第三节蛋白质分子结构与功能的关系蛋白质分子具有多样的生物学功能，需要一定的化学结构，还需要一定的空间构象。〔一〕蛋白质一级结构与功能的关系1.种属差异蛋白质一级结构的种属差异十清楚显，但相同局部氨基酸对蛋白质的功能起决定作用。根据蛋白质结构上的差异，可以断定它们在亲缘关系上的远近。2.分子病——蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与正常有所不同的遗传病。镰状细胞贫血〔sick-cellanemia〕从患者红细胞中鉴定出特异的镰刀型或月牙型细胞。β-链1234567Hb-AVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys…Hb-SVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…Val取代Glu含氧-HbAO2O2粘性疏水斑点含氧HbS脱氧HbS疏水位点血红蛋白分子凝集镰刀形红细胞正常红细胞总结一级结构决定蛋白质空间结构的形成，空间结构决定蛋白质的功能。第四节蛋白质的理化性质

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。酸正碱负调节氨基酸溶液的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〕【即蛋白质所带正负电荷相等时的pH值】H3N—CH—COOHR+在酸性溶液中的氨基酸（pH＜pI）H3N—CH—COO-R+在晶体状态或水溶液中的氨基酸（pH=pI）H2N—CH—COO-R在碱性溶液中的氨基酸（pH＞pI）促肾上腺皮质激素〔ACTH〕39肽，活性部位为第4~10位的7肽片段：Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly。脑肽脑啡肽具有强烈的镇痛作用〔强于吗啡〕，不上瘾。Met-脑啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-MetLeu-脑啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-Leuβ-内啡肽〔31肽〕具有较强的吗啡样活性与镇痛作用。蛋白质的胶体性质布郎运动、丁道尔现象、电泳现象，不能透过半透膜，具有吸附能力蛋白质溶液稳定的原因：1〕外表形成水膜〔水化层〕；2〕带相同电荷。++++++蛋白质的变性与凝固天然蛋白质受物理或化学因素的影响，其共价键不变，但分子内部原有的高度规律性的空间排列发生变化，致使其原有性质发生局部或全部丧失，称为蛋白质的变性。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，反响基团增加，易被酶消化。变性蛋白质分子互相凝集为固体的现象称凝固。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。蛋白质的沉淀反响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)。2.加有机溶剂3.加重金属盐4.加生物碱试剂单宁酸、苦味酸、钼酸、钨酸、三氯乙酸能沉淀生物碱，称生物碱试剂。反应名称试剂颜色反应有关基团有此反应的蛋白质或氨基酸双缩脲反应NaOH、CuSO2紫色或粉红色二个以上肽键所有蛋白质米伦反应HgNO3、Hg(NO3)2及HNO3混合物红色

Tyr黄色反应浓HNO3及NH3黄色、橘色

Tyr、Phe乙醛酸反应(Hopking-Cole反应)乙醛酸试剂及浓H2SO4紫色

Trp坂口反应(Sakaguchi反应)α-萘酚、NaClO红色胍基Arg酚试剂反应(Folin-Cioculteu反应)碱性CuSO4及磷钨酸-钼酸蓝色酚基、吲哚基Tyr茚三酮反应茚三酮蓝色自由氨基及羧基α-氨基酸

〔六〕蛋白质的颜色反响—OHN第五节蛋白质的分类一、按分子组成：单纯蛋白：纯粹的氨基酸结合蛋白：蛋白+辅基二、按形状分球状蛋白、纤维状蛋白三、按生物学功能活性、非活性课后模拟训练二、单项选择题1．组成蛋白质的氨基酸根本上有()种A．300B．30C．20D.102．蛋白质元素组成的特点是含有的16%相对恒定量的是()元素A．CB．NCHD.O3．注射时用乙醇消毒是使细菌蛋白质()A．变性B．变构C．沉淀D．电离4．蛋白质分子中属于亚氨基酸的是()A．脯氨酸B．甘氨酸C．丙氨酸D．组氨酸填空1．组成蛋白质的根本单位是，它们之间以肽键相连。2．结合蛋白质是由______和______两局部组成。3．蛋白质二级结构的主要形式包括______，______，______，_____4．镰刀状红细胞贫血是其一级结构中第6位的______被______取代所致。氨基酸蛋白质辅基α-螺旋β-折叠β-转角无规那么卷曲谷氨酸缬氨酸四、问答题1．简述蛋白质结构和功能的关系。蛋白质有一级结构和空间结构；一级结构是蛋白质功能的根底，决定了蛋白质的空间结构的形成。空间结构直接决定了蛋白质的功能。2．简述蛋白质变性在医学和日常生活中的应用。1鸡蛋、肉类等经加温后蛋白质变性，熟了可以吃。2细菌、病毒加温，加酸、加重金属〔汞〕因蛋白质变性而灭活〔灭菌、消毒、〕。3动物、昆虫标本固定保存、防腐。4很多毒素是动物蛋白质，加甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基团作类毒素抗原，制作抗毒素。5制革，使皮革成形。6蚕丝是由蛋白质变性而成。7用于蛋白质的沉淀。从血液中提别离、提纯激素，制药。8临床上外科凝血，止血。尿中管型诊断肾脏疾病。第二章核酸化学第一节核酸的化学组成核酸由五种元素组成：C、H、O、N、PP的含量较为恒定，为9~10%。通过测定P，可确定核酸含量：核酸含量=P含量/〔9~10%〕组成成分核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤碱purinebase

或嘧啶碱pyrimidinebase（碱基base）（戊糖amylsugar）〔一〕碱基：嘌呤碱和嘧啶碱NNNNHHHHNNNNHHHH123456789嘌呤NH2腺嘌呤adenine〔A〕NNNNHHHHOH2N鸟嘌呤guanine〔G〕NNHHHH嘧啶123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶Cytosine〔C〕NNHHHHOOHH尿嘧啶uracil〔U〕NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶thymine〔T〕〔二〕核糖和脱氧核糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHOH12β-D-2-核糖β-D-2-脱氧核糖O〔三〕核苷OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷〔四〕核苷酸OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷PO--O—O‖胸苷-5′-磷酸AMPOPO--O—O‖~ADPATPP

O--O—O‖~各种核苷三磷酸和脱氧核苷三磷酸是体内合成RNA和DNA合成的直接原料。在体内能量代谢中的作用：ATP——能量“货币〞UTP——参加糖的互相转化与合成CTP——参加磷脂的合成GTP——参加蛋白质和嘌呤的合成第二信使——cAMP第二节核酸的分子结构核酸的一级结构是指其结构中核苷酸的排列次序。

通过3’,5’-磷酸二酯键连接

脱氧核苷酸的序列常被认为是碱基序列通常碱基序列由DNA链的5′→3′方向写DNA的二级结构-双螺旋1953年，Watson和Crick提出。双螺旋结构模型要点〔1〕两条多核苷酸链反向平行。〔2〕碱基内侧，A与T、G与C配对，分别形成3和2个氢键。〔3〕双螺旋每转一周有10个bp，螺距3.4nm，直径2nm。〔4〕碱基之间靠氢键维持。超螺旋结构DNA的三级结构–核小体在真核生物中，双螺旋的DNA分子围绕一蛋白质八聚体进行盘绕，从而形成特殊的串珠状结构，称为核小体。

染色体RNA的分子结构三种：mRNA、tRNA、rRNAmRNA约占细胞RNA总量的3~5%，是蛋白质合成的“模板〞。tRNA约占RNA总量的15%，是氨基酸用于合成蛋白质的“转运机〞。rRNA占细胞RNA总量的80%，与蛋白质〔40%〕共同组成核糖体。为〞装配机〞。mRNAtRNA“三叶草〞型的二级结构

三环一臂一个附加叉〔又称额外环〕tRNA三级结构tRNA的三级结构大多呈现倒L型在倒L形结构中，氨基酸臂和Tψ环组成一个双螺旋，DHU环和反密码环形成另一个近似联系的双螺旋，这两个双螺旋构成倒“L〞的形状。连接氨基酸的3`-末端远离与mRNA配对的反密码子，这个结构特点与它们在蛋白质合成中的作用相适应。rRNArRNA可与多种蛋白质结合共同组成核糖体或称核蛋白体〔ribosome〕，作为体内蛋白质合成的具体场所，起了“装配台〞的作用。由大亚基、小亚基组成。第三节核酸的理化性质DNA、RNA均为极性化合物，微溶于水，不溶于醇、乙醚等。溶液均具有260nm紫外吸收峰。变性和复性在酸、碱、有机溶剂、加热等因素下可使DNA变性。①增色效应：变性后在260nm下吸光度增加。②旋光性下降；③粘度降低；④生物学功能丧失或改变。

DNA解链曲线分子杂交和探针技术两条来源不同的单链核酸〔DNA或RNA〕，只要它们有大致相同的互补碱基顺序，经退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。不同来源的，具有大致相同互补碱基顺序的核酸片段称为同源顺序。在核酸杂交分析过程中，常将顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记。这种带有一定标记的顺序的核酸片段称为探针〔probe〕模拟训练DNA变性：核酸分子杂交：核酸一级结构：理化因素使DNA碱基对间氢键断裂，双螺旋解链的过程。将不同的DNA单链按碱基互补配对原那么结合成异源双链的过程。多核酸链中核苷酸的排列顺序。二、单项选择题1．核酸分子的元素组成中，含量稳定的元素是()A.CB．HC．ND．P2．核甘酸之间的连接方式是()A.2'，5’磷酸二酯键B.3’，5’磷酸二酯键C.5’，5'磷酸二酯键D．依情况而定3．DNA的二级结构是()A．双螺旋结构B．发夹式结构C．无规卷曲结构D．超螺旋结构4．tRNA的二级结构是()A．双螺旋结构B．片状结构C．无规卷曲结构D．三叶草结构5．某DNA分子中胞嘧啶的含量为15%，那么腺嘌呤的含量应为()A.15%B．30%C．40%D．35%6．DNA变性后对紫外光的吸收应该是()A．增加B．减少C．不受影响D．都有可能三、填空题1．核苷酸根本成分有_______，_______，______。2．核酸的根本单位是________，根本单位之间的连接方式是________。3．随DNA变性的增加，对紫外线的吸收________，该现象称为________效应。4．变性DNA复性的标志之一是260nm吸光度____。碱基戊糖磷酸核苷酸3’,5’-磷酸二酯键增加增色降低四、问答题1．RNA主要有哪几种？描述tRNA的结构和功能。答：主要有三种：mRNA、tRNA、rRNAmRNA：3’末端多聚A尾结构和5’末端帽子结构。功能：蛋白质合成模板。tRNA:一级：含稀有碱基和共同的3’末端结构； 二级：三叶草结构； 三级：倒L型。功能：合成蛋白质的氨基酸转运体。rRNA：大亚基、小亚基结构。功能：蛋白质合成场所。2．比较DNA和RNA分子组成和结构的异同。答：DNA：由脱氧核苷酸组成【碱基为A、C、T、G；脱氧戊糖和磷酸】；二级结构为双螺旋；RNA：由核苷酸组成【碱基A、C、G、U、戊糖和磷酸】，二级结构为单链，局部形成双螺旋。第三章酶平顶山市卫校张磊第一节概述一、酶学研究的历史1、19世纪中叶对发酵本质的探讨：

19世纪30年代Pasteur：发酵是酵母细胞活动的结果。(活体酶)1897年Büchner兄弟：用酵母提取液实现发酵,获得了1907年的诺贝尔化学奖。2、关于酶的化学本质的认识：1926J.BSumner：首次从刀豆中得到脲酶结晶，并证明其化学本质是蛋白质。1982ThomasRCech从四膜虫发现rRNA的自身催化作用，并提出了核酶〔ribozyme〕的概念。酶的概念酶是具有催化作用的特殊蛋白质。催化的反响叫酶促反响。反响物-----------底物S生成物--------------产物P催化剂-------------酶ESPE二、酶催化作用的特点一、高效性酶的催化作用可使反响速度提高106-1012倍。例如：过氧化氢分解2H2O22H2O+O2用Fe+催化，效率为6*10-4mol/mol.S，而用过氧化氢酶催化，效率为6*106mol/mol.S。用-淀粉酶催化淀粉水解，1克结晶酶在65C条件下可催化2吨淀粉水解。二、专一性酶的专一性又称为特异性，是指酶只能催化一种底物或一类结构相似的底物结构专一性立体异构专一性族（基团、键）专一性绝对专一性光学异构专一性几何异构专一性酶作用的专一性锁钥学说立体异构特异乳酸脱氢酶仅催化L-乳酸脱氢产生丙酮酸，对D-乳酸那么无反响三、可调节性如抑制剂调节、共价修饰调节、反响调节、酶原激活及激素控制等。5.某些酶催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关。四、不稳定性高温或其它苛刻的物理或化学条件，将引起酶的失活。酶促反响一般在pH5-8水溶液中进行，反响温度范围为20-40C。第二节酶的结构与功能一、酶的分子组成单纯酶：仅由氨基酸残基构成的酶，如一些蛋白酶、淀粉酶、脲酶等。结合酶：蛋白局部〔酶蛋白〕+非蛋白局部〔辅助因子〕

蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)辅助因子(cofactor)

金属离子小分子有机化合物全酶(holoenzyme)二、酶的辅助因子〔一〕金属辅助因子：K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+〔Fe3+〕等〔二〕维生素维生素是指一类维持细胞正常功能所必需的，但在生物体内不能自身合成而必须由食物供给的小分子有机化合物。作用：运载氢原子或电子，参与氧化复原反响；运载反响基团，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等，参与基团转移。主要可溶性维生素和相应辅酶

维生素辅酶功能1.B1(硫胺素)TPPα-酮酸氧化脱羧2.B2(核黄素)FMN、FAD氢载体3.PP[尼克酸〔酰胺〕]NAD+、NADP+氢载体4.泛酸〔遍多酸〕CoASH酰基载体5.B6[吡哆醇〔醛、酸〕]磷酸吡哆醇〔醛〕转氨、脱羧、消旋6.叶酸FH4(THFA)一碳基团载体7.生物素羧化辅酶8.C〔抗坏血酸〕氧化复原作用硫辛酸酰基载体、氢载体B12〔氰钴氨素〕变位酶辅酶一碳基团载体常见维生素结构NAD〔NADP〕B6辅酶AFH2和FH4VB12酶的分子结构活性中心，必需基团、非必需基团和活性中心外的必需基团。底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心溶菌酶的活性中心酶原与酶原的激活酶原：无活性的酶的前体；酶原激活：在特定条件下，酶原分子构象变化，暴露或形成活性中心的过程。由此可见酶分子的特定结构和酶的活性中心的形成是酶分子具有催化活性的根本保证。实例：胰蛋白酶原的激活酶原激活的意义自身保护：防止消化酶的自身消化〔胃溃疡〕；防止血栓形成；平安运输：防止自身水解、出血坏死〔急性胰腺炎〕同工酶能催化相同的化学反响，而结构和理化免疫学性质不同的一组酶。同工酶存在与同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中，它在代谢调节上起着重要的作用。研究最的同工酶是乳酸脱氢酶〔LDH〕。

LDH乳酸脱氢酶同工酶〔LDHs〕为四聚体，在体内共有五种分子形式，即LDH1〔H4〕，LDH2〔H3M〕，LDH3〔H2M2〕，LDH4〔HM3〕和LDH5〔M4〕。

酶催化作用机制1、中间产物学说在酶催化的反响中，第一步是酶与底物形成酶－底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学变化后，中间复合物再分解成产物和酶。E+S====E-SP+E

许多实验事实证明了E－S复合物的存在。E－S复合物形成的速率与酶和底物的性质有关。酶〔催化剂〕降低活化能诱导契合学说酶与底物相互接近时相互诱导，结构变形而结合在一起。第三节影响酶催化作用的因素底物浓度对酶促反响速度的影响酶浓度对酶促反响速度的影响温度对酶反响的影响pH对酶反响的影响激活剂对反响速度的影响抑制剂对反响速度的影响一、底物浓度的影响在低底物浓度时,反响速度与底物浓度成正比达饱和时，反响速度到达最大值〔Vmax〕，此时再增加底物浓度，反响速度不再增加矩形双曲线

S较低时，速度与底物浓度成正比S饱和时，速度达最大，不再变化二、酶浓度的影响S浓度足够大时，反响速度与酶浓度正比。三、温度的影响温度对酶促反响速度具有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反响速度，同时也增加酶的变性。综合这两种因素，酶促反响速度最快时的环境温度称为酶促反响的最适温度。动物组织中提取的酶，最适温度在35℃～40℃之间，大局部酶在60℃以上时，即发生变性失活。四、pH值的影响在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常称此pH为最适pH。激活剂的影响

使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂。激活剂大多是金属离子，如Mg2+、K+、Mn2+等；少数为阴离子，如Cl－等；还有许多有机化合物激活剂，如胆汁酸盐等。作用：1.与酶分子氨基酸侧链基团结合，稳定酶分子催化基团的空间结构。2.作为底物或辅助因子与酶蛋白之间的桥梁。3.作为辅助因子的组成成分协助酶的催化反响。抑制剂的影响不可逆抑制制剂与酶分子的必需基团共价结合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用就是不可逆抑制作用。酶的不可逆抑制作用包括：非专一性抑制〔如路易士气对巯基酶的抑制〕两种。专一性抑制〔如有机磷农药对胆碱酯酶的抑制，即羟基酶抑制〕可逆性抑制一、竞争性抑制抑制剂与底物结构相似，竞争结合酶的活性中心，阻碍酶促反响速度。抑制作用强弱取决于抑制剂与底物的相对浓度。如磺胺对细菌的抑制。二、非竞争性抑制抑制剂与底物结构不相似，与活性中心以外的部位结合，而影响酶促反响的发生。竞争性抑制物非竞争性抑制物第四节酶活性的调节一、酶的变构调节某些小分子物质与酶蛋白活性中心外的某一部位特异的、可逆的结合，引起分子的构象变化，从而改变酶的催化活性。意义：可反响抑制代谢物生成过多，减少能量浪费。效应剂别构中心活性中心二、酶的化学修饰调节化学修饰是以引起酶分子共价键的变化、化学结构的改变而影响酶活性。

特点：被修饰的酶都具无活性和有活性两种；具有高效放大效应；经济节能。第五节酶在医学上的应用1.酶与先天免疫性疾病：白化病——缺乏酪氨酸酶；苯丙酮酸尿症——缺乏苯丙氨酸；蚕豆病——缺乏6-磷酸葡糖糖脱氢酶；2.酶异常：凝血功能障碍——缺乏Vk胰腺炎——胰蛋白酶提前激活3.酶抑制：农药中毒——胆碱酯酶抑制；CO中毒——P450酶抑制；重金属中毒——巯基酶抑制；酶活性测定与疾病诊断1.活性增加：合成加快：骨肉瘤；佝偻病——碱性磷酸酶合成增加；恶性肿瘤广泛转移——LDH增高急性胰腺炎——血清淀粉酶活性增高；肝炎——转氨酶升高；酶与疾病治疗1.助消化：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等；2.消炎抑菌：溶菌酶、菠萝、木瓜蛋白酶；3.防治血栓：链激酶、尿激酶；4.治疗肿瘤：巯嘌呤、氟尿嘧啶通过抑制酶治疗肿瘤其他：磺胺类抗菌药一、名词解释酶：具有催化作用的蛋白质。酶原：无活性的酶的前体。同工酶：能够催化相同的反响而理化性质及免疫性性质不同的一组酶。竞争性抑制作用：抑制剂由于机构与底物相似而竞争结合酶的活性中心的作用。二、单项选择题

1.1-乳酸脱氢酶催化L-型乳酸脱氢产生丙酮酸的作用属于()A.绝对特异性B．相对特异性C．立体异构特异性D．酶的特异性2．酶催化作用的关键部位是()A.酶分子的全部结构B．酶活性中心C．酶必需基团D．酶催化基团3．矩形双曲线是以下何种因素对酶催化作用的影响曲线()A.酶浓度B．底物浓度C．温度D．pH值4．以下关于温度对酶活性影响的说法，哪项是正确的()A．所有酶的最适温度均为37℃B．酶活性最大时的温度为酶最适温度C．最适温度为酶的特征性常数D．低温和高温一样都能破坏酶结构三、填空题1．结合酶是由______和______两局部组成。2．酶活性调节的方式有_______、_______。3．白化病是由于缺乏_______酶所致，而有机磷中毒那么是由于_______被抑制所致。酶蛋白酶蛋白辅助因子变构调节化学修饰酪氨酸胆碱酯酶四、问答题

1．试述温度对酶促反响的影响，举例说明。温度对酶促反响有双重影响，低温范围内随温度升高而加快；到达一定程度时随温度升高而变性失活。如高温用于消毒灭菌，低温用于保存食品。2．解释有机磷中毒和重金属离子中毒的生化机制。有机磷中毒——有机磷与胆碱酯酶活性中心的羟基结合，使其失活；重金属离子——与巯基酶分子—SH共价结合，使巯基酶活性受到抑制；3．举例说明酶与临床医学的关系。一、酶与疾病的发生酪氨酸酶遗传性缺陷时，体内酪氨酸不能转化成黑色素，导致皮肤、毛发缺乏黑色素而患白化病。二、酶与疾病的诊断血清转氨酶——反映肝细胞受损程度；三、酶与疾病治疗：链激酶用于溶血栓第四章糖代谢糖代谢人体内的糖存在形式：葡萄糖→糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径→供能或转化为核糖糖原：肝糖原、肌糖原【储存形式】第一节概述一、糖的生理功能氧化供能：50~70%能量来源。作为组织细胞的结构成分：与蛋白质、脂类以共价键结合形成肽聚糖〔或糖蛋白〕或糖脂，存在生物膜中，担负着大分子及细胞间的相互识别。糖代谢概况第二节糖的分解代谢一、有氧氧化：在有氧条件下彻底氧化为CO2和水的过程。可分为三个阶段：G变为丙酮酸；【胞液】丙酮酸变为乙酰CoA；【线粒体】乙酰CoA进入TAC彻底氧化为CO2和H2O+38ATP。【线粒体】糖氧化分解的主要途径：在无氧条件下进行的无氧分解在有氧条件下进行的有氧氧化通过磷酸戊糖途径进行的分解代谢葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA6-磷酸葡萄糖磷酸戊糖途径糖酵解（有氧）（无氧）三羧酸循环（有氧或无氧）葡萄糖的主要分解代谢途径一、糖的分解代谢概述第二节糖的酵解及无氧发酵二、酵解与发酵的涵义

酵解：葡萄糖经1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油酸降解，生成丙酮酸并产生ATP的代谢过程。酵解是动物、植物、微生物细胞中普遍存在的葡萄糖降解途径，有氧或无氧条件下都能进行。

发酵：无氧条件下，微生物将葡萄糖或其他有机物发酵分解生成ATP及NADH，又以不完全分解产物作为电子受体，复原生成发酵产物的无氧代谢过程称为发酵。工业上关于发酵的涵义泛指通过微生物及其他生物材料的工业培养，到达积累发酵产品的种种生产过程，包括厌氧发酵和好氧发酵。三.酵解途径的反响历程糖原〔或淀粉〕1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2

1，3-二磷酸甘油酸2

3-磷酸甘油酸2

2-磷酸甘油酸2

磷酸烯醇丙酮酸2

丙酮酸第一阶段第二阶段第三阶段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成2

乳酸2

乙醛2

乙醇生醇发酵

葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖ATP

ADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

(glucose-6-phosphate,G-6-P)哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为Ⅰ至Ⅳ型。肝细胞中存在的是Ⅳ型，称为葡萄糖激酶。是EMP途径的第一个限速酶。

6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖

己糖异构酶

6-磷酸葡萄糖

6-磷酸果糖

(fructose-6-phosphate,F-6-P)

6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖

ATPADP

Mg2+

6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖

1,6-双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)EMP途径的第二个限速酶

磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

1,6-双磷酸果糖

醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮

3-磷酸甘油醛+

磷酸丙糖的同分异构化磷酸丙糖异构酶3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮

3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸

Pi、NAD+

NADH+H+3-磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸EMP途径中唯一的一步脱氢反响

1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸ADP

ATP磷酸甘油酸激酶

在以上反响中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化。

3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸变位酶3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸

2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸

烯醇化酶(enolase)2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸

(phosphoenolpyruvate,PEP)

磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并通过底物水平磷酸化生成ATPADP

ATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸第三个限速酶四.ＥＭＰ途径化学计量和生物学意义总反响式:C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O

能量计算：氧化一分子葡萄糖净生成

2ATP2NADH6ATP或4ATP

生理意义：★是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径,通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；★形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；★为糖异生提供根本途径。丙酮酸乳酸

反应中的NADH+H+

来自于上述第6步反应中的

3-磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶(LDH)

NADH+H+NAD+

COOHCHOHCH3（EMP）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循环

NAD+NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脱氢酶系全部×2第三节葡萄糖的有氧分解代谢（EMP）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循环

NAD+NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脱氢酶系1、乙酰COA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸

单向不可逆

可调控的限速步骤C=OCOO-CH2COO-C-CH3S-COAOCH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2柠檬酸合酶+COA三羧酸

CH2C-SCOAHO-C-COO-COO-CH2OH2O+HS-COA+H+2、柠檬酸异构化成异柠檬酸

〔顺乌头酸酶〕CH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2CHCOO-C

-COO-COO-CH2CH2H2OH2O柠檬酸顺乌头酸异柠檬酸COO-HO-CHCH-COO-COO-3、由异柠檬酸氧化脱羧生成

α-酮戊二酸〔异柠檬酸脱氢酶〕TCA中第一次氧化作用、脱羧过程异柠檬酸脱氢酶为第二个调节酶三羧酸到二羧酸的转变NAD+NADH+H+H+CO2草酰琥珀酸Mg2+HO-CHCOOH

CH-COOHCOOHCH2C

OCOOH

CH-COOHCOOHCH2C

OCOOHCH2COOHCH2α-酮戊二酸5、琥珀酰COA转化成琥珀酸，并产生GTP〔琥珀酰COA合成酶〕TCA中唯一底物水平磷酸化直接产生高能磷酸化合物的步骤

GTP+ADPGDP+ATPC

OSCOACH2COOHCH2COOHCH2COOHCH2GDP+PiGTP+HSCOA6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOH+FAD+FADH2TCA中第三次氧化的步骤丙二酸为该酶的竞争性抑制剂开始四碳酸之间的转变琥珀酸脱氢酶HC嵌入线粒体内膜

COOHCHCOOHCH7、延胡索酸被水化生成苹果酸〔延胡索酸酶〕COOHHO-CHCOOHH-C-H+H2O延胡索酸酶

COOHHO-CHCOOHH-C-H8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸〔苹果酸脱氢酶〕+NAD+COOHC=OCOOHCH2+NADH+H+

TCA中第四次氧化的步骤，最后一步。

草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酰辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A三羧酸循环的过程

TCA经四次氧化，二次脱羧，通过一个循环，可以认为乙酰COA2CO2三、三羧酸循环的化学计量三羧酸循环的总反响式为：乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA+2H+循环有以下特点：1、乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸，使两个C原子进入循环。在以后的两步脱羧反响中，有两个C原子以CO2的形式离开循环，相当于乙酰CoA的2个C原子形成CO2。2、在循环中有4对H原子通过4步氧化反响脱下，其中3对用以复原NAD+生成3个NADH+H+,1对用以复原FAD,生成1个FADH2。3、由琥珀酰CoA形成琥珀酸时，偶联有底物水平磷酸化生成1个GTP,1GTP

1ATP。4、循环中消耗两分子水。5、3NADH9ATP，1FADH2

2ATP，再加上1个GTP12ATP6、单向进行。7、整个循环不需要氧，但离开氧无法进行。1分子乙酰CoA通过TCA循环被氧化，可生成12分子ATP。在TCA循环中，1个GTP产生1个ATP，3个NADH及1个FADH2被电子传递链氧化产生ATP，故(3×3)+(2×1)+1=12个ATP。假设从丙酮酸开始，加上纽带生成的1个NADH，那么共产生12+3=15个ATP。假设从葡萄糖分解开始，共可产生(15×2)+8=38个ATP。可见由糖酵解和TCA循环相连构成的糖的有氧氧化途径，是机体利用糖氧化获得能量的最有效的方式，也是机体产生能量的主要方式。二、葡萄糖有氧氧化分解的生理意义供给能量：

糖有氧分解释放能量生成ATP有两种方式，一是底物水平磷酸化，二是氧化磷酸化。１摩尔葡萄糖完全氧化分解为CO2和H2O时，底物水平磷酸化３次，生成６摩尔ATP；脱氢反响６次，生成３４摩尔ATP；葡萄糖有氧分解过程消耗２摩尔ATP。总共１摩尔葡萄糖完全氧化分解可净生成３８摩尔ATP。

三羧酸循环是体内营养物质彻底氧化分解的共同通路但凡能够转变为糖有氧氧化中间产物的物质均可以参加三羧酸循环。所以三羧酸循环不仅是糖完全分解的途径和ATP生成的主要环节，也是甘油、脂肪、氨基酸等营养物质彻底氧化的共同通路。

是物质代谢联系的枢纽

EMP-TCA循环的中间产物可以被挪用参与生物合成。例如丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、反丁烯二酸可分别用于合成L-丙氨酸、L-谷氨酸和L-天冬氨酸；琥珀酰CoA可与甘氨酸合成卟啉环；卟啉环是血红素、叶绿素、细胞色素等重要活性物质的前体；乙酰CoA可用于脂肪酸的生物合成；草酸乙酸脱羧生成磷酸烯醇式丙酮酸，可以逆EMP途径合成葡萄糖等。

三、磷酸戊糖途径主要意义：产生5-磷酸核糖和NADPH+H+是体内葡糖糖生成5-磷酸核糖的唯一途径。NADPH+H+：作为供氢体参胆固醇、脂肪酸和类固醇激素的合成；维持复原型谷胱甘肽的量，保护细胞膜的完整性。第三节糖原的合成和分解合成：由葡糖糖变为糖原的过程；分解：肝糖原分解为葡萄糖的过程；由于肌肉中缺乏G-6-P酶，故无法分解为G。意义：迅速调整血糖浓度，维持血糖的稳定。第四节糖异生非糖物质转变为糖的过程。原料：甘油、有机酸〔生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、TAC中羧酸〕糖异生：根本是糖酵解的逆反响。需三个酶参与跳过三步不可逆反响：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶、G-6-P酶。进行部位主要在肝脏中进行。另外，肾脏中也可进行糖的异生〔尤其是较长时间饥饿时肾脏糖异生作用很强，相当于同重量的肝脏的水平〕。途径5.关键步骤：绕过糖酵解途径的三个不可逆反响的步骤。关键步骤之一：+H2OPi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖葡萄糖OHOHHOHHHOHHOHCH2OPOHOHHOHHHOHHOHCH2OH关键步骤之二：二磷酸果糖磷酸酯酶+H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH关键步骤之三：PEP羧激酶ATP+H2OADP+