沈同《生物化學(xué)》第三版精要

1、沈同生物化學(xué)（第三版）精要速覽第一章 緒論第二章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第三章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能第四章 酶 第五章 糖代謝第七章 生物氧化 第八章 氨基酸代謝第九章 核苷酸代謝第十章 DNA的生物合成第十一章 RNA的生物合成第十二章 蛋白質(zhì)的生物合成 第十三章 基因表達(dá)調(diào)控第十四章 基因重組和基因工程 第一章 緒論 一、生物化學(xué)的的概念： 生物化學(xué)（biochemistry)是利用化學(xué)的原理與方法去探討生命的一門(mén)科學(xué)，它是介于化學(xué)、生物學(xué)及物理學(xué)之間的一門(mén)邊緣學(xué)科。 二、生物化學(xué)的發(fā)展： 1敘述生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)發(fā)展的萌芽階段，其主要的工作是分析和研究生物體的組成成分以及生物體的分泌物和排

2、泄物。 2動(dòng)態(tài)生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。就在這一時(shí)期，人們基本上弄清了生物體內(nèi)各種主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。 3分子生物學(xué)階段：這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。 三、生物化學(xué)研究的主要方面： 1生物體的物質(zhì)組成：高等生物體主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)、脂類(lèi)以及水、無(wú)機(jī)鹽等組成，此外還含有一些低分子物質(zhì)。 2物質(zhì)代謝：物質(zhì)代謝的基本過(guò)程主要包括三大步驟：消化、吸收中間代謝排泄。其中，中間代謝過(guò)程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過(guò)程，它包括合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控，能量代謝幾方面的內(nèi)容。 3細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)存在多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，而

3、這些途徑之間通過(guò)一定的方式方式相互交織在一起，從而構(gòu)成了非常復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控細(xì)胞的代謝、生理活動(dòng)及生長(zhǎng)分化。 4生物分子的結(jié)構(gòu)與功能：通過(guò)對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)的理解，揭示結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。 5遺傳與繁殖：對(duì)生物體遺傳與繁殖的分子機(jī)制的研究，也是現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容。 第二章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 一、 氨基酸： 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸(amino acid)是蛋白質(zhì)分子的基本組成單位。構(gòu)成天然蛋白質(zhì)分子的氨基酸約有20種，除脯氨酸為-亞氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均為L(zhǎng)-氨基酸。 2分類(lèi)：根據(jù)氨基酸的R基團(tuán)的極性大小可將氨基酸分為四類(lèi)： 非極性中性氨基酸(

4、8種)； 極性中性氨基酸(7種)； 酸性氨基酸(Glu和Asp)； 堿性氨基酸(Lys、Arg和His)。 二、 肽鍵與肽鏈： 肽鍵(peptide bond)是指由一分子氨基酸的-羧基與另一分子氨基酸的-氨基經(jīng)脫水而形成的共價(jià)鍵(-CO-NH-)。氨基酸分子在參與形成肽鍵之后，由于脫水而結(jié)構(gòu)不完整，稱(chēng)為氨基酸殘基。每條多肽鏈都有兩端：即自由氨基端(N端)與自由羧基端(C端)，肽鏈的方向是N端C端。 三、肽鍵平面(肽單位)： 肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)；組成肽鍵的四個(gè)原子及其相鄰的兩個(gè)碳原子處在同一個(gè)平面上，為剛性平面結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為肽鍵平面。 四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)： 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可人

5、為分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)等層次。一級(jí)結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。 1一級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，其維系鍵是肽鍵。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。 2二級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈主鏈骨架盤(pán)繞折疊而形成的構(gòu)象，借氫鍵維系。主要有以下幾種類(lèi)型： -螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為：主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞形成右手螺旋；螺旋每上升一圈是3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm； 相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵； 側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。 影響-螺旋形成的因素主要是： 存在側(cè)鏈基團(tuán)較大的氨基酸殘基； 連續(xù)存在帶相同電荷的氨基酸殘基； 存在脯氨酸殘基。 -折疊：其結(jié)構(gòu)特征為： 若干條肽鏈或肽段平行或反平

6、行排列成片； 所有肽鍵的C=O和NH形成鏈間氫鍵；側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。 -轉(zhuǎn)角：多肽鏈180回折部分，通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，借1、4殘基之間形成氫鍵維系。 無(wú)規(guī)卷曲：主鏈骨架無(wú)規(guī)律盤(pán)繞的部分。 3三級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈所有原子的空間排布。其維系鍵主要是非共價(jià)鍵（次級(jí)鍵）：氫鍵、疏水鍵、范德華力、離子鍵等，也可涉及二硫鍵。 4四級(jí)結(jié)構(gòu)：指亞基之間的立體排布、接觸部位的布局等，其維系鍵為非共價(jià)鍵。亞基是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的而又具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈。 五、 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)： 1兩性解離與等電點(diǎn)：蛋白質(zhì)分子中仍然存在游離的氨基和游離的羧基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性解離

7、的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子所帶正、負(fù)電荷相等時(shí)溶液的pH值稱(chēng)為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。 2蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素。 3蛋白質(zhì)的紫外吸收：蛋白質(zhì)分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸殘基對(duì)紫外光有吸收，以色氨酸吸收最強(qiáng)，最大吸收峰為280nm。 4蛋白質(zhì)的變性：蛋白質(zhì)在某些理化因素的作用下，其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變及生物活性喪失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。引起蛋白質(zhì)變性的因素有：高溫、高壓、電離輻射、超聲波、紫外線及有機(jī)溶劑、重金屬鹽、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子的變性是不可逆的。 六、蛋白質(zhì)的分離與純化： 1

8、鹽析與有機(jī)溶劑沉淀：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱(chēng)為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時(shí)，溶液的pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白質(zhì)沉淀。 2電泳：蛋白質(zhì)分子在高于或低于其pI的溶液中帶凈的負(fù)或正電荷，因此在電場(chǎng)中可以移動(dòng)。電泳遷移率的大小主要取決于蛋白質(zhì)分子所帶電荷量以及分子大小。 3透析：利用透析袋膜的超濾性質(zhì)，可將大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離開(kāi)。 4層析：利用混合物中各組分理化性質(zhì)的差異，在相互接觸的兩相（固定相與流動(dòng)相）之間的分布不同而進(jìn)行分離。主要有離

9、子交換層析，凝膠層析，吸附層析及親和層析等，其中凝膠層析可用于測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量。 5超速離心：利用物質(zhì)密度的不同，經(jīng)超速離心后，分布于不同的液層而分離。超速離心也可用來(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量，蛋白質(zhì)的分子量與其沉降系數(shù)S成正比。 七、氨基酸順序分析： 蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸順序分析，即蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，主要有以下幾個(gè)步驟： 1. 分離純化蛋白質(zhì)，得到一定量的蛋白質(zhì)純品； 2. 取一定量的樣品進(jìn)行完全水解，再測(cè)定蛋白質(zhì)的氨基酸組成； 3. 分析蛋白質(zhì)的N-端和C-端氨基酸； 4. 采用特異性的酶（如胰凝乳蛋白酶）或化學(xué)試劑（如溴化氰）將蛋白質(zhì)處理為若干條肽段； 5. 分離純化單一肽段； 6. 測(cè)

10、定各條肽段的氨基酸順序。一般采用Edman降解法，用異硫氰酸苯酯進(jìn)行反應(yīng)，將氨基酸降解后，逐一進(jìn)行測(cè)定； 7. 至少用兩種不同的方法處理蛋白質(zhì)，分別得到其肽段的氨基酸順序； 8. 將兩套不同肽段的氨基酸順序進(jìn)行比較，以獲得完整的蛋白質(zhì)分子的氨基酸順序。 第三章 核酸的結(jié)構(gòu)與功能 一、核酸的化學(xué)組成： 1含氮堿：參與核酸和核苷酸構(gòu)成的含氮堿主要分為嘌呤堿和嘧啶堿兩大類(lèi)。組成核苷酸的嘧啶堿主要有三種尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），它們都是嘧啶的衍生物。組成核苷酸的嘌呤堿主要有兩種腺嘌呤（A）和鳥(niǎo)嘌呤（G），它們都是嘌呤的衍生物。 2戊糖：核苷酸中的戊糖主要有兩種，即-D-核糖與-D-2

11、-脫氧核糖，由此構(gòu)成的核苷酸也分為核糖核苷酸與脫氧核糖核酸兩大類(lèi)。 3核苷：核苷是由戊糖與含氮堿基經(jīng)脫水縮合而生成的化合物。通常是由核糖或脫氧核糖的C1 -羥基與嘧啶堿N1或嘌呤堿N9進(jìn)行縮合，故生成的化學(xué)鍵稱(chēng)為，N糖苷鍵。其中由D-核糖生成者稱(chēng)為核糖核苷，而由脫氧核糖生成者則稱(chēng)為脫氧核糖核苷。由“稀有堿基”所生成的核苷稱(chēng)為“稀有核苷”。假尿苷（）就是由D-核糖的C1 與尿嘧啶的C5相連而生成的核苷。 二、核苷酸的結(jié)構(gòu)與命名： 核苷酸是由核苷與磷酸經(jīng)脫水縮合后生成的磷酸酯類(lèi)化合物，包括核糖核苷酸和脫氧核糖核酸兩大類(lèi)。最常見(jiàn)的核苷酸為5-核苷酸（5 常被省略）。5-核苷酸又可按其在5位縮合的磷酸

12、基的多少，分為一磷酸核苷（核苷酸）、二磷酸核苷和三磷酸核苷。 此外，生物體內(nèi)還存在一些特殊的環(huán)核苷酸，常見(jiàn)的為環(huán)一磷酸腺苷（cAMP）和環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷（cGMP），它們通常是作為激素作用的第二信使。 核苷酸通常使用縮寫(xiě)符號(hào)進(jìn)行命名。第一位符號(hào)用小寫(xiě)字母d代表脫氧，第二位用大寫(xiě)字母代表堿基，第三位用大寫(xiě)字母代表磷酸基的數(shù)目，第四位用大寫(xiě)字母P代表磷酸。 三、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)： 核苷酸通過(guò)3,5-磷酸二酯鍵連接起來(lái)形成的不含側(cè)鏈的多核苷酸長(zhǎng)鏈化合物就稱(chēng)為核酸。核酸具有方向性，5-位上具有自由磷酸基的末端稱(chēng)為5-端，3-位上具有自由羥基的末端稱(chēng)為3-端。 DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四

13、種脫氧核糖核苷酸所組成。DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指DNA分子中脫氧核糖核苷酸的種類(lèi)、數(shù)目、排列順序及連接方式。RNA由AMP，GMP，CMP，UMP四種核糖核苷酸組成。RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指RNA分子中核糖核苷酸的種類(lèi)、數(shù)目、排列順序及連接方式。 四、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)： DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的一種重要形式，它是Watson和Crick兩位科學(xué)家于1953年提出來(lái)的一種結(jié)構(gòu)模型，其主要實(shí)驗(yàn)依據(jù)是Chargaff研究小組對(duì)DNA的化學(xué)組成進(jìn)行的分析研究，即DNA分子中四種堿基的摩爾百分比為A=T、G=C、A+G=T+C（Chargaff原則），以及由Wilkins研究小組完成的DNA晶體X

14、線衍射圖譜分析。 天然DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)以B型為主，其結(jié)構(gòu)特征為：為右手雙螺旋，兩條鏈以反平行方式排列；主鏈位于螺旋外側(cè)，堿基位于內(nèi)側(cè)；兩條鏈間存在堿基互補(bǔ)，通過(guò)氫鍵連系，且A-T、G-C（堿基互補(bǔ)原則）； 螺旋的穩(wěn)定因素為氫鍵和堿基堆砌力；螺旋的螺距為3.4nm，直徑為2nm。 五、DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)： 雙螺旋的DNA分子進(jìn)一步盤(pán)旋形成的超螺旋結(jié)構(gòu)稱(chēng)為DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)。 絕大多數(shù)原核生物的DNA都是共價(jià)封閉的環(huán)狀雙螺旋，其三級(jí)結(jié)構(gòu)呈麻花狀。 在真核生物中，雙螺旋的DNA分子圍繞一蛋白質(zhì)八聚體進(jìn)行盤(pán)繞，從而形成特殊的串珠狀結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為核小體。核小體結(jié)構(gòu)屬于DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)。 六、DNA的功能： D

15、NA的基本功能是作為遺傳信息的載體，為生物遺傳信息復(fù)制以及基因信息的轉(zhuǎn)錄提供模板。 DNA分子中具有特定生物學(xué)功能的片段稱(chēng)為基因（gene）。一個(gè)生物體的全部DNA序列稱(chēng)為基因組（genome）?；蚪M的大小與生物的復(fù)雜性有關(guān)。 七、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能： RNA分子的種類(lèi)較多，分子大小變化較大，功能多樣化。RNA通常以單鏈存在，但也可形成局部的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 1mRNA的結(jié)構(gòu)與功能：mRNA是單鏈核酸，其在真核生物中的初級(jí)產(chǎn)物稱(chēng)為HnRNA。大多數(shù)真核成熟的mRNA分子具有典型的5-端的7-甲基鳥(niǎo)苷三磷酸（m7GTP）帽子結(jié)構(gòu)和3-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴結(jié)構(gòu)。mRNA的功能是為蛋白

16、質(zhì)的合成提供模板，分子中帶有遺傳密碼。mRNA分子中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一組，在蛋白質(zhì)翻譯合成時(shí)代表一個(gè)特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱(chēng)為遺傳密碼（coden）。 2tRNA的結(jié)構(gòu)與功能：tRNA是分子最小，但含有稀有堿基最多的RNA。tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)由于局部雙螺旋的形成而表現(xiàn)為“三葉草”形，故稱(chēng)為“三葉草”結(jié)構(gòu)，可分為五個(gè)部分：氨基酸臂：由tRNA的5-端和3-端構(gòu)成的局部雙螺旋，3-端都帶有-CCA-OH順序，可與氨基酸結(jié)合而攜帶氨基酸。DHU臂：含有二氫尿嘧啶核苷，與氨基酰tRNA合成酶的結(jié)合有關(guān)。反密碼臂：其反密碼環(huán)中部的三個(gè)核苷酸組成三聯(lián)體，在蛋白質(zhì)生物合成中，可以用來(lái)識(shí)別mRN

17、A上相應(yīng)的密碼，故稱(chēng)為反密碼（anticoden）。 TC臂：含保守的TC順序，可以識(shí)別核蛋白體上的rRNA，促使tRNA與核蛋白體結(jié)合?？勺儽郏何挥赥C臂和反密碼臂之間，功能不詳。 3rRNA的結(jié)構(gòu)與功能：rRNA是細(xì)胞中含量最多的RNA，可與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。原核生物中的rRNA有三種：5S，16S，23S。真核生物中的rRNA有四種：5S，5.8S，18S，28S。 八、核酶： 具有自身催化作用的RNA稱(chēng)為核酶（ribozyme），核酶通常具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，如錘頭結(jié)構(gòu)。 九、核酸的一般理化性質(zhì)： 核酸具有酸性；粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰為260nm

18、。 十、DNA的變性： 在理化因素作用下，DNA雙螺旋的兩條互補(bǔ)鏈松散而分開(kāi)成為單鏈，從而導(dǎo)致DNA的理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱(chēng)為DNA的變性。 引起DNA變性的因素主要有：高溫，強(qiáng)酸強(qiáng)堿，有機(jī)溶劑等。DNA變性后的性質(zhì)改變：增色效應(yīng)：指DNA變性后對(duì)260nm紫外光的光吸收度增加的現(xiàn)象；旋光性下降；粘度降低；生物功能喪失或改變。 加熱DNA溶液，使其對(duì)260nm紫外光的吸收度突然增加，達(dá)到其最大值一半時(shí)的溫度，就是DNA的變性溫度（融解溫度，Tm）。Tm的高低與DNA分子中G+C的含量有關(guān)，G+C的含量越高，則Tm越高。 十一、DNA的復(fù)性與分子雜交： 將變性DNA經(jīng)退火處理，

19、使其重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過(guò)程，稱(chēng)為DNA的復(fù)性。 兩條來(lái)源不同的單鏈核酸（DNA或RNA），只要它們有大致相同的互補(bǔ)堿基順序，以退火處理即可復(fù)性，形成新的雜種雙螺旋，這一現(xiàn)象稱(chēng)為核酸的分子雜交。核酸雜交可以是DNA-DNA，也可以是DNA-RNA雜交。不同來(lái)源的，具有大致相同互補(bǔ)堿基順序的核酸片段稱(chēng)為同源順序。 常用的核酸分子雜交技術(shù)有：原位雜交、斑點(diǎn)雜交、Southern雜交及Northern雜交等。 在核酸雜交分析過(guò)程中，常將已知順序的核酸片段用放射性同位素或生物素進(jìn)行標(biāo)記，這種帶有一定標(biāo)記的已知順序的核酸片段稱(chēng)為探針。 十二、核酸酶： 凡是能水解核酸的酶都稱(chēng)為核酸酶。凡能從多核苷酸鏈的末

20、端開(kāi)始水解核酸的酶稱(chēng)為核酸外切酶，凡能從多核苷酸鏈中間開(kāi)始水解核酸的酶稱(chēng)為核酸內(nèi)切酶。能識(shí)別特定的核苷酸順序，并從特定位點(diǎn)水解核酸的內(nèi)切酶稱(chēng)為限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）。第四章 酶 一、酶的概念： 酶（enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，這種催化劑具有極高的催化效率和高度的底物特異性，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。酶按照其分子結(jié)構(gòu)可分為單體酶、寡聚酶和多酶體系（多酶復(fù)合體和多功能酶）三大類(lèi)。 二、酶的分子組成： 酶分子可根據(jù)其化學(xué)組成的不同，可分為單純酶和結(jié)合酶（全酶）兩類(lèi)。結(jié)合酶則是由酶蛋白和輔助因子兩部分構(gòu)成，酶蛋白部分主要與酶的底物特異性有關(guān)，輔助因子則與酶的催化活性有關(guān)。 與酶蛋白疏松結(jié)合

21、并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱(chēng)為輔酶。與酶蛋白牢固結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱(chēng)為輔基。 三、輔酶與輔基的來(lái)源及其生理功用： 輔酶與輔基的生理功用主要是： 運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。 運(yùn)載反應(yīng)基團(tuán)，如?；?、氨基、烷基、羧基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。大部分的輔酶與輔基衍生于維生素。 維生素（vitamin)是指一類(lèi)維持細(xì)胞正常功能所必需的，但在許多生物體內(nèi)不能自身合成而必須由食物供給的小分子有機(jī)化合物。 維生素可按其溶解性的不同分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類(lèi)。脂溶性維生素有VitA、VitD、VitE和VitK四種；水溶性維生素有VitB1，Vi

22、tB2，VitPP，VitB6，VitB12，VitC，泛酸，生物素，葉酸等。 1.TPP：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（Vit B1）焦磷酸化而生成，是脫羧酶的輔酶，在體內(nèi)參與糖代謝過(guò)程中-酮酸的氧化脫羧反應(yīng)。 2.FMN和FAD：即黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD），是核黃素（VitB2）的衍生物。FMN或FAD通常作為脫氫酶的輔基，在酶促反應(yīng)中作為遞氫體（雙遞氫體）。 3.NAD+和NADP+：即尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，輔酶）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，輔酶），是Vit PP的衍生物。NAD+和NADP+主要作為脫氫酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起遞氫體的作

23、用，為單遞氫體。 4.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：是Vit B6的衍生物。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作為氨基轉(zhuǎn)移酶，氨基酸脫羧酶，半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。 5.CoA：泛酸（遍多酸）在體內(nèi)參與構(gòu)成輔酶A（CoA）。CoA中的巰基可與羧基以高能硫酯鍵結(jié)合，在糖、脂、蛋白質(zhì)代謝中起傳遞酰基的作用，是?；傅妮o酶。 6.生物素：是羧化酶的輔基，在體內(nèi)參與CO2的固定和羧化反應(yīng)。 7. FH4：由葉酸衍生而來(lái)。四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶。 8. Vit B12衍生物：Vit B12分子中含金屬元素鈷，故又稱(chēng)為鈷胺素。Vit B12在體內(nèi)有多種活性形式，如5-脫氧腺苷鈷胺素、甲基鈷胺素等。其

24、中，5-脫氧腺苷鈷胺素參與構(gòu)成變位酶的輔酶，甲基鈷胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。 四、金屬離子的作用： 1. 穩(wěn)定構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象； 2. 構(gòu)成酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與構(gòu)成酶的活性中心； 3. 連接作用：作為橋梁，將底物分子與酶蛋白螯合起來(lái)。 五、酶的活性中心： 酶分子上具有一定空間構(gòu)象的部位，該部位化學(xué)基團(tuán)集中，直接參與將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)程，這一部位就稱(chēng)為酶的活性中心。 參與構(gòu)成酶的活性中心的化學(xué)基團(tuán)，有些是與底物相結(jié)合的，稱(chēng)為結(jié)合基團(tuán)，有些是催化底物反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的，稱(chēng)為催化基團(tuán)，這兩類(lèi)基團(tuán)統(tǒng)稱(chēng)為活性中心內(nèi)必需基團(tuán)。在酶的活性中心以外，也存在

25、一些化學(xué)基團(tuán)，主要與維系酶的空間構(gòu)象有關(guān)，稱(chēng)為酶活性中心外必需基團(tuán)。 六、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)： 1具有極高的催化效率：酶的催化效率可比一般催化劑高1061020倍。酶能與底物形成ES中間復(fù)合物，從而改變化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程，使反應(yīng)所需活化能閾大大降低，活化分子的數(shù)目大大增加，從而加速反應(yīng)進(jìn)行。 2具有高度的底物特異性：一種酶只作用于一種或一類(lèi)化合物，以促進(jìn)一定的化學(xué)變化，生成一定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱(chēng)為酶作用的特異性。 絕對(duì)特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱(chēng)為絕對(duì)特異性，如琥珀酸脫氫酶。 相對(duì)特異性：一種酶只能作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵，催化一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)，稱(chēng)為相對(duì)特異性，如脂肪酶。

26、 立體異構(gòu)特異性：一種酶只能作用于一種立體異構(gòu)體，或只能生成一種立體異構(gòu)體，稱(chēng)為立體異構(gòu)特異性，如L-精氨酸酶。 3酶的催化活性是可以調(diào)節(jié)的：如代謝物可調(diào)節(jié)酶的催化活性，對(duì)酶分子的共價(jià)修飾可改變酶的催化活性，也可通過(guò)改變酶蛋白的合成來(lái)改變其催化活性。 七、酶促反應(yīng)的機(jī)制： 1中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)與誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)：酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶-底物復(fù)合物（ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物，即為中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)。當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時(shí)，底物分子可以誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象以生改變，使之成為能與底物分子密切結(jié)合的構(gòu)象，這就是誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)。 2與酶的高效率催化有關(guān)的因素：趨近效應(yīng)與定向作用；張力

27、作用；酸堿催化作用；共價(jià)催化作用；酶活性中心的低介電區(qū)（表面效應(yīng)）。 八、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)： 酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各種因素。在探討各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測(cè)定其初始速度來(lái)代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量k+2時(shí)，Km=k-1/k+1=Ks。因此，Km可以反映酶與底物親和力的大小，即Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小。 Km可用于判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)：當(dāng)S100Km時(shí)，=Vmax，反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度無(wú)關(guān)；當(dāng)0.01KmS100Km時(shí)，反應(yīng)處于零級(jí)反應(yīng)和一級(jí)反應(yīng)之間，為混合級(jí)反應(yīng)。 Km是酶的特征性常數(shù)：在一定條件下，某種酶的Km值

28、是恒定的，因而可以通過(guò)測(cè)定不同酶（特別是一組同工酶）的Km值，來(lái)判斷是否為不同的酶。 Km可用來(lái)判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí)，Km值最小者，為該酶的最適底物。 Km可用來(lái)確定酶活性測(cè)定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng)S=10Km時(shí)，=91%Vmax，為最合適的測(cè)定酶活性所需的底物濃度。 Vmax可用于酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的計(jì)算：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。 Km和Vmax的測(cè)定：主要采用Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法和Hanes作圖法。 2酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)中底物的濃度足夠大時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成

29、正比，即=kE。 3溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響：一般來(lái)說(shuō)，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快，但當(dāng)溫度增加達(dá)到某一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降。酶促反應(yīng)速度隨溫度升高而達(dá)到一最大值時(shí)的溫度就稱(chēng)為酶的最適溫度。酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而它不是酶的特征性常數(shù)。低溫時(shí)由于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后，酶活性又可恢復(fù)。 4pH對(duì)反應(yīng)速度的影響：觀察pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一鐘形曲線，即pH過(guò)高或過(guò)低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。酶催化活性最高時(shí)溶液的pH值就稱(chēng)為酶的最適pH。人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適pH在6.58.0之間。酶的最適pH不是酶的特征性常數(shù)。 5抑制劑對(duì)反應(yīng)速

30、度的影響： 凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為酶的抑制劑。按照抑制劑的抑制作用，可將其分為不可逆抑制作用和可逆抑制作用兩大類(lèi)。 不可逆抑制作用： 抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡(jiǎn)單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用就是不可逆抑制作用。如果以E作圖，就可得到一組斜率相同的平行線，隨抑制劑濃度的增加而平行向右移動(dòng)。酶的不可逆抑制作用包括專(zhuān)一性抑制（如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制）和非專(zhuān)一性抑制（如路易斯氣對(duì)巰基酶的抑制）兩種。 可逆抑制作用： 抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡(jiǎn)單方法去除抑制劑而使酶活性完全恢復(fù)的抑

31、制作用就是可逆抑制作用。如果以E作圖，可得到一組隨抑制劑濃度增加而斜率降低的直線?？赡嬉种谱饔冒ǜ?jìng)爭(zhēng)性、反競(jìng)爭(zhēng)性和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制幾種類(lèi)型。 競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低，這種作用就稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。其特點(diǎn)為：a.競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑往往是酶的底物類(lèi)似物或反應(yīng)產(chǎn)物；b.抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶的結(jié)合部位相同；c.抑制劑濃度越大，則抑制作用越大；但增加底物濃度可使抑制程度減小；d.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值增大，Vm值不變。典型的例子是丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶（底物為琥珀酸）的競(jìng)爭(zhēng)性抑制和磺胺類(lèi)藥物（對(duì)氨基苯磺酰胺）對(duì)二氫葉酸合成酶（底物為對(duì)

32、氨基苯甲酸）的競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑不能與游離酶結(jié)合，但可與ES復(fù)合物結(jié)合并阻止產(chǎn)物生成，使酶的催化活性降低，稱(chēng)酶的反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。其特點(diǎn)為：a.抑制劑與底物可同時(shí)與酶的不同部位結(jié)合；b.必須有底物存在，抑制劑才能對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用；c.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km減小，Vm降低。 非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑既可以與游離酶結(jié)合，也可以與ES復(fù)合物結(jié)合，使酶的催化活性降低，稱(chēng)為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。其特點(diǎn)為：a.底物和抑制劑分別獨(dú)立地與酶的不同部位相結(jié)合；b.抑制劑對(duì)酶與底物的結(jié)合無(wú)影響，故底物濃度的改變對(duì)抑制程度無(wú)影響；c.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值不變，Vm值降低。 6激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響：能夠促使酶促反應(yīng)速度加快

33、的物質(zhì)稱(chēng)為酶的激活劑。酶的激活劑大多數(shù)是金屬離子，如K+、Mg2+、Mn2+等，唾液淀粉酶的激活劑為Cl-。 九、酶的調(diào)節(jié)： 可以通過(guò)改變其催化活性而使整個(gè)代謝反應(yīng)的速度或方向發(fā)生改變的酶就稱(chēng)為限速酶或關(guān)鍵酶。 酶活性的調(diào)節(jié)可以通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)而使其催化活性以生改變，也可以通過(guò)改變其含量來(lái)改變其催化活性，還可以通過(guò)以不同形式的酶在不同組織中的分布差異來(lái)調(diào)節(jié)代謝活動(dòng)。 1酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)：通過(guò)對(duì)現(xiàn)有酶分子結(jié)構(gòu)的影響來(lái)改變酶的催化活性。這是一種快速調(diào)節(jié)方式。 變構(gòu)調(diào)節(jié)：又稱(chēng)別構(gòu)調(diào)節(jié)。某些代謝物能與變構(gòu)酶分子上的變構(gòu)部位特異性結(jié)合，使酶的分子構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的催化活性以及代謝反應(yīng)的速度，這種調(diào)節(jié)作用

34、就稱(chēng)為變構(gòu)調(diào)節(jié)。具有變構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶就稱(chēng)為變構(gòu)酶。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱(chēng)為變構(gòu)劑。當(dāng)變構(gòu)酶的一個(gè)亞基與其配體（底物或變構(gòu)劑）結(jié)合后，能夠通過(guò)改變相鄰亞基的構(gòu)象而使其對(duì)配體的親和力發(fā)生改變，這種效應(yīng)就稱(chēng)為變構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng)。變構(gòu)劑一般以反饋方式對(duì)代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，常見(jiàn)的為負(fù)反饋調(diào)節(jié)。變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： 酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)現(xiàn)；酶的變構(gòu)僅涉及非共價(jià)鍵的變化；調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；為一非耗能過(guò)程；無(wú)放大效應(yīng)。 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：酶蛋白分子中的某些基團(tuán)可以在其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾，從而導(dǎo)致酶活性的改變，稱(chēng)為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。共價(jià)修飾方式有：磷酸化-

35、脫磷酸化等。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級(jí)聯(lián)反應(yīng)。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)為：酶以兩種不同修飾和不同活性的形式存在；有共價(jià)鍵的變化；受其他調(diào)節(jié)因素（如激素）的影響；一般為耗能過(guò)程；存在放大效應(yīng)。 酶原的激活：處于無(wú)活性狀態(tài)的酶的前身物質(zhì)就稱(chēng)為酶原。酶原在一定條件下轉(zhuǎn)化為有活性的酶的過(guò)程稱(chēng)為酶原的激活。酶原的激活過(guò)程通常伴有酶蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。酶原分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致了酶原分子空間結(jié)構(gòu)的改變，使催化活性中心得以形成，故使其從無(wú)活性的酶原形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?。酶原激活的生理意義在于：保護(hù)自身組織細(xì)胞不被酶水解消化。 2酶含量的調(diào)節(jié)：是指通過(guò)改變細(xì)胞中酶蛋白合成或降解的速度來(lái)調(diào)節(jié)酶

36、分子的絕對(duì)含量，影響其催化活性，從而調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的速度。這是機(jī)體內(nèi)遲緩調(diào)節(jié)的重要方式。 酶蛋白合成的調(diào)節(jié)：酶蛋白的合成速度通常通過(guò)一些誘導(dǎo)劑或阻遏劑來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。凡能促使基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白合成增加的物質(zhì)就稱(chēng)為誘導(dǎo)劑；反之，則稱(chēng)為阻遏劑。常見(jiàn)的誘導(dǎo)劑或阻遏劑包括代謝物、藥物和激素等。 酶蛋白降解的調(diào)節(jié)：如饑餓時(shí)，精氨酸酶降解減慢，故酶活性增高，有利于氨基酸的分解供能。 3同工酶的調(diào)節(jié)：在同一種屬中，催化活性相同而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)，理化性質(zhì)及免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶稱(chēng)為同工酶。同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應(yīng)不同組織或不同細(xì)胞器在代謝上的不同需要。因此，同工酶在體內(nèi)的生理功能是不同的。 乳酸

37、脫氫酶同工酶（LDHs）為四聚體，在體內(nèi)共有五種分子形式，即LDH1（H4），LDH2（H3M1），LDH3（H2M2），LDH4（H1M3）和LDH5（M4）。心肌中以LDH1含量最多，LDH1對(duì)乳酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵩龠M(jìn)一步氧化分解，以供應(yīng)心肌的能量。在骨骼肌中含量最多的是LDH5，LDH5對(duì)丙酮酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，以促進(jìn)糖酵解的進(jìn)行。 十、酶的命名與分類(lèi)： 1酶的命名：主要有習(xí)慣命名法與系統(tǒng)命名法兩種，但常用者為習(xí)慣命名法。 2酶的分類(lèi)：根據(jù)1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（IEC）的分類(lèi)法，將酶分為六大類(lèi)： 氧化還原酶類(lèi)：催

38、化氧化還原反應(yīng)；轉(zhuǎn)移酶類(lèi)：催化一個(gè)基團(tuán)從某種化合物至另一種化合物；水解酶類(lèi)：催化化合物的水解反應(yīng)；裂合酶類(lèi)：催化從雙鍵上去掉一個(gè)基團(tuán)或加上一個(gè)基團(tuán)至雙鍵上；異構(gòu)酶類(lèi)：催化分子內(nèi)基團(tuán)重排；合成酶類(lèi)：催化兩分子化合物的締合反應(yīng)。第五章 糖代謝 一、糖類(lèi)的生理功用： 氧化供能：糖類(lèi)是人體最主要的供能物質(zhì)，占全部供能物質(zhì)供能量的70%；與供能有關(guān)的糖類(lèi)主要是葡萄糖和糖原，前者為運(yùn)輸和供能形式，后者為貯存形式。 作為結(jié)構(gòu)成分：糖類(lèi)可與脂類(lèi)形成糖脂，或與蛋白質(zhì)形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可參與構(gòu)成生物膜、神經(jīng)組織等。作為核酸類(lèi)化合物的成分：核糖和脫氧核糖參與構(gòu)成核苷酸，DNA，RNA等。轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)：糖類(lèi)

39、可經(jīng)代謝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被岬然衔铩?二、糖的無(wú)氧酵解： 糖的無(wú)氧酵解是指葡萄糖在無(wú)氧條件下分解生成乳酸并釋放出能量的過(guò)程。其全部反應(yīng)過(guò)程在胞液中進(jìn)行，代謝的終產(chǎn)物為乳酸，一分子葡萄糖經(jīng)無(wú)氧酵解可凈生成兩分子ATP。 糖的無(wú)氧酵解代謝過(guò)程可分為四個(gè)階段： 1. 活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖經(jīng)磷酸化和異構(gòu)反應(yīng)生成1,6-雙磷酸果糖(FBP)，即葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-雙磷酸果糖（F-1,6-BP)。這一階段需消耗兩分子ATP，己糖激酶（肝中為葡萄糖激酶）和6-磷酸果糖激酶-1是關(guān)鍵酶。 2. 裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子F-1,6-BP裂解為兩分子3-磷酸甘油醛，包括兩步

40、反應(yīng)：F-1,6-BP磷酸二羥丙酮 + 3-磷酸甘油醛 和磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛。 3. 放能（丙酮酸的生成）：3-磷酸甘油醛經(jīng)脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應(yīng)生成丙酮酸，包括五步反應(yīng)：3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸。此階段有兩次底物水平磷酸化的放能反應(yīng)，共可生成22=4分子ATP。丙酮酸激酶為關(guān)鍵酶。 4還原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代謝過(guò)程中產(chǎn)生的NADH，使NADH重新氧化為NAD+。即丙酮酸乳酸。 三、糖無(wú)氧酵解的調(diào)節(jié)： 主要是對(duì)三個(gè)關(guān)鍵酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶進(jìn)行調(diào)節(jié)。己糖激酶的變構(gòu)

41、抑制劑是G-6-P；肝中的葡萄糖激酶是調(diào)節(jié)肝細(xì)胞對(duì)葡萄糖吸收的主要因素，受長(zhǎng)鏈脂酰CoA的反饋抑制；6-磷酸果糖激酶-1是調(diào)節(jié)糖酵解代謝途徑流量的主要因素，受ATP和檸檬酸的變構(gòu)抑制，AMP、ADP、1,6-雙磷酸果糖和2,6-雙磷酸果糖的變構(gòu)激活；丙酮酸激酶受1,6-雙磷酸果糖的變構(gòu)激活，受ATP的變構(gòu)抑制，肝中還受到丙氨酸的變構(gòu)抑制。 四、糖無(wú)氧酵解的生理意義： 1. 在無(wú)氧和缺氧條件下，作為糖分解供能的補(bǔ)充途徑： 骨骼肌在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)缺氧； 從平原進(jìn)入高原初期； 嚴(yán)重貧血、大量失血、呼吸障礙、肺及心血管疾患所致缺氧。 2. 在有氧條件下，作為某些組織細(xì)胞主要的供能途徑：如表皮細(xì)胞，紅

42、細(xì)胞及視網(wǎng)膜等，由于無(wú)線粒體，故只能通過(guò)無(wú)氧酵解供能。 五、糖的有氧氧化： 葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解生成C2O和H2O，并釋放出大量能量的過(guò)程稱(chēng)為糖的有氧氧化。絕大多數(shù)組織細(xì)胞通過(guò)糖的有氧氧化途徑獲得能量。此代謝過(guò)程在細(xì)胞胞液和線粒體內(nèi)進(jìn)行，一分子葡萄糖徹底氧化分解可產(chǎn)生36/38分子ATP。糖的有氧氧化代謝途徑可分為三個(gè)階段： 1葡萄糖經(jīng)酵解途徑生成丙酮酸： 此階段在細(xì)胞胞液中進(jìn)行，與糖的無(wú)氧酵解途徑相同，涉及的關(guān)鍵酶也相同。一分子葡萄糖分解后生成兩分子丙酮酸，兩分子（NADH+H+）并凈生成2分子ATP。NADH在有氧條件下可進(jìn)入線粒體產(chǎn)能，共可得到22或23分子ATP。故第一階段可

43、凈生成6/8分子ATP。 2丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA： 丙酮酸進(jìn)入線粒體，在丙酮酸脫氫酶系的催化下氧化脫羧生成（NADH+H+）和乙酰CoA。此階段可由兩分子（NADH+H+） 產(chǎn)生23分子ATP 。丙酮酸脫氫酶系為關(guān)鍵酶，該酶由三種酶單體構(gòu)成，涉及六種輔助因子，即NAD+、FAD、CoA、TPP、硫辛酸和Mg2+。 3經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化分解： 生成的乙酰CoA可進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解為CO2和H2O，并釋放能量合成ATP。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成12分子ATP，故此階段可生成212=24分子ATP。 三羧酸循環(huán)是指在線粒體中，乙酰CoA首先與草酰乙酸縮合生成檸檬酸，然后經(jīng)

44、過(guò)一系列的代謝反應(yīng)，乙酰基被氧化分解，而草酰乙酸再生的循環(huán)反應(yīng)過(guò)程。這一循環(huán)反應(yīng)過(guò)程又稱(chēng)為檸檬酸循環(huán)或Krebs循環(huán)。 三羧酸循環(huán)由八步反應(yīng)構(gòu)成：草酰乙酸 + 乙酰CoA檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸蘋(píng)果酸草酰乙酸。 三羧酸循環(huán)的特點(diǎn)：循環(huán)反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，為不可逆反應(yīng)。 每完成一次循環(huán)，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。 循環(huán)的中間產(chǎn)物既不能通過(guò)此循環(huán)反應(yīng)生成，也不被此循環(huán)反應(yīng)所消耗。 循環(huán)中有兩次脫羧反應(yīng)，生成兩分子CO2。 循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)，生成三分子NADH和一分子FADH2。 循環(huán)中有一次直接產(chǎn)能反應(yīng)，生成一分子GTP。 三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬

45、酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶系，且-酮戊二酸脫氫酶系的結(jié)構(gòu)與丙酮酸脫氫酶系相似，輔助因子完全相同。 六、糖有氧氧化的生理意義： 1是糖在體內(nèi)分解供能的主要途徑： 生成的ATP數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于糖的無(wú)氧酵解生成的ATP數(shù)目； 機(jī)體內(nèi)大多數(shù)組織細(xì)胞均通過(guò)此途徑氧化供能。 2是糖、脂、蛋白質(zhì)氧化供能的共同途徑：糖、脂、蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物主要經(jīng)此途徑徹底氧化分解供能。 3是糖、脂、蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的樞紐：有氧氧化途徑中的中間代謝物可以由糖、脂、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生，某些中間代謝物也可以由此途徑逆行而相互轉(zhuǎn)變。七、有氧氧化的調(diào)節(jié)和巴斯德效應(yīng)： 丙酮酸脫氫酶系受乙酰CoA、ATP和NADH的變構(gòu)抑制，受AMP

46、、ADP和NAD+的變構(gòu)激活。異檸檬酸脫氫酶是調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)流量的主要因素，ATP是其變構(gòu)抑制劑，AMP和ADP是其變構(gòu)激活劑。 巴斯德效應(yīng)：糖的有氧氧化可以抑制糖的無(wú)氧酵解的現(xiàn)象。有氧時(shí)，由于酵解產(chǎn)生的NADH和丙酮酸進(jìn)入線粒體而產(chǎn)能，故糖的無(wú)氧酵解受抑制。 八、磷酸戊糖途徑： 磷酸戊糖途徑是指從G-6-P脫氫反應(yīng)開(kāi)始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖等中間代謝物，然后再重新進(jìn)入糖氧化分解代謝途徑的一條旁路代謝途徑。該旁路途徑的起始物是G-6-P，返回的代謝產(chǎn)物是3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，其重要的中間代謝產(chǎn)物是5-磷酸核糖和NADPH。整個(gè)代謝途徑在胞液中進(jìn)行。關(guān)鍵酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶。

47、 九、磷酸戊糖途徑的生理意義： 1. 是體內(nèi)生成NADPH的主要代謝途徑：NADPH在體內(nèi)可用于： 作為供氫體，參與體內(nèi)的合成代謝：如參與合成脂肪酸、膽固醇等。 參與羥化反應(yīng)：作為加單氧酶的輔酶，參與對(duì)代謝物的羥化。 維持巰基酶的活性。 使氧化型谷胱甘肽還原。 維持紅細(xì)胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脫氫酶遺傳性缺陷可導(dǎo)致蠶豆病，表現(xiàn)為溶血性貧血。 2. 是體內(nèi)生成5-磷酸核糖的唯一代謝途徑：體內(nèi)合成核苷酸和核酸所需的核糖或脫氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，其生成方式可以由G-6-P脫氫脫羧生成，也可以由3-磷酸甘油醛和F-6-P經(jīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)移的逆反應(yīng)生成。 十、糖原的合成與分解： 糖原是由許多

48、葡萄糖分子聚合而成的帶有分支的高分子多糖類(lèi)化合物。糖原分子的直鏈部分借-1,4-糖苷鍵而將葡萄糖殘基連接起來(lái)，其支鏈部分則是借-1,6-糖苷鍵而形成分支。糖原是一種無(wú)還原性的多糖。糖原的合成與分解代謝主要發(fā)生在肝、腎和肌肉組織細(xì)胞的胞液中。 1糖原的合成代謝：糖原合成的反應(yīng)過(guò)程可分為三個(gè)階段。 活化：由葡萄糖生成尿苷二磷酸葡萄糖：葡萄糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖UDPG。此階段需使用UTP，并消耗相當(dāng)于兩分子的ATP。 縮合：在糖原合酶催化下，UDPG所帶的葡萄糖殘基通過(guò)-1,4-糖苷鍵與原有糖原分子的非還原端相連，使糖鏈延長(zhǎng)。糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶。 分支：當(dāng)直鏈長(zhǎng)度達(dá)12個(gè)葡萄糖殘基

49、以上時(shí)，在分支酶的催化下，將距末端67個(gè)葡萄糖殘基組成的寡糖鏈由-1,4-糖苷鍵轉(zhuǎn)變?yōu)?1,6-糖苷鍵，使糖原出現(xiàn)分支，同時(shí)非還原端增加。 2糖原的分解代謝：糖原的分解代謝可分為三個(gè)階段，是一非耗能過(guò)程。 水解：糖原1-磷酸葡萄糖。此階段的關(guān)鍵酶是糖原磷酸化酶，并需脫支酶協(xié)助。 異構(gòu)：1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖。 脫磷酸：6-磷酸葡萄糖葡萄糖。此過(guò)程只能在肝和腎進(jìn)行。 十一、糖原合成與分解的生理意義： 1貯存能量：葡萄糖可以糖原的形式貯存。 2調(diào)節(jié)血糖濃度：血糖濃度高時(shí)可合成糖原，濃度低時(shí)可分解糖原來(lái)補(bǔ)充血糖。 3利用乳酸：肝中可經(jīng)糖異生途徑利用糖無(wú)氧酵解產(chǎn)生的乳酸來(lái)合成糖原。這就是肝糖原合

50、成的三碳途徑或間接途徑。 十二、糖異生： 由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程稱(chēng)為糖異生。該代謝途徑主要存在于肝及腎中。糖異生主要沿酵解途徑逆行，但由于有三步反應(yīng)（己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶）為不可逆反應(yīng)，故需經(jīng)另外的反應(yīng)繞行。 1G-6-P G：由葡萄糖-6-磷酸酶催化進(jìn)行水解，該酶是糖異生的關(guān)鍵酶之一，不存在于肌肉組織中，故肌肉組織不能生成自由葡萄糖。 2F-1,6-BP F-6-P：由果糖1,6-二磷酸酶-1催化進(jìn)行水解，該酶也是糖異生的關(guān)鍵酶之一。 3丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸：經(jīng)由丙酮酸羧化支路完成，即丙酮酸進(jìn)入線粒體，在丙酮酸羧化酶（需生物素）的催化下生成草酰乙酸，后者轉(zhuǎn)變

51、為蘋(píng)果酸穿出線粒體并回復(fù)為草酰乙酸，再在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?，這兩個(gè)酶都是關(guān)鍵酶。 糖異生的原料主要來(lái)自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。 十三、糖異生的生理意義： 1在饑餓情況下維持血糖濃度的相對(duì)恒定：在較長(zhǎng)時(shí)間饑餓的情況下，機(jī)體需要靠糖異生作用生成葡萄糖以維持血糖濃度的相對(duì)恒定。 2回收乳酸分子中的能量：由于乳酸主要是在肌肉組織經(jīng)糖的無(wú)氧酵解產(chǎn)生，但肌肉組織糖異生作用很弱，且不能生成自由葡萄糖，故需將產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟重新生成葡萄糖后再加以利用。 葡萄糖在肌肉組織中經(jīng)糖的無(wú)氧酵解產(chǎn)生的乳酸，可經(jīng)血循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟，再經(jīng)糖的異生作用生成自由葡萄糖后轉(zhuǎn)運(yùn)至肌肉組織加以利

52、用，這一循環(huán)過(guò)程就稱(chēng)為乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）。 3維持酸堿平衡：腎臟中生成的-酮戊二酸可轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔缓蠼?jīng)糖異生途徑生成葡萄糖，這一過(guò)程可促進(jìn)腎臟中的谷氨酰胺脫氨基，生成NH3，后者可用于中和H+，故有利于維持酸堿平衡。 十四、血糖： 血液中的葡萄糖含量稱(chēng)為血糖。按真糖法測(cè)定，正?？崭寡菨舛葹?.896.11mmol/L（70100mg%）。 1血糖的來(lái)源與去路：正常情況下，血糖濃度的相對(duì)恒定是由其來(lái)源與去路兩方面的動(dòng)態(tài)平衡所決定的。血糖的主要來(lái)源有： 消化吸收的葡萄糖； 肝臟的糖異生作用； 肝糖原的分解。血糖的主要去路有： 氧化分解供能； 合成糖原（肝、肌、腎）； 轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被?/p>

53、； 轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌穷?lèi)物質(zhì)。 2血糖水平的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)血糖濃度相對(duì)恒定的機(jī)制有： 組織器官：肝臟：通過(guò)加快將血中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入肝細(xì)胞，以及通過(guò)促進(jìn)肝糖原的合成，以降低血糖濃度；通過(guò)促進(jìn)肝糖原的分解，以及促進(jìn)糖的異生作用，以增高血糖濃度。肌肉等外周組織：通過(guò)促進(jìn)其對(duì)葡萄糖的氧化利用以降低血糖濃度。 激素：降低血糖濃度的激素胰島素。升高血糖濃度的激素胰高血糖素、腎上腺素、糖皮質(zhì)激素、生長(zhǎng)激素、甲狀腺激素。 神經(jīng)系統(tǒng)。第六章 脂類(lèi)代謝一、脂類(lèi)的分類(lèi)和生理功用： 脂類(lèi)是脂肪和類(lèi)脂的總稱(chēng)，是一大類(lèi)不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑的化合物。其中，脂肪主要是指甘油三酯，類(lèi)脂則包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）、糖脂（腦苷脂和神

54、經(jīng)節(jié)苷脂）、膽固醇及膽固醇酯。 脂類(lèi)物質(zhì)具有下列生理功用： 供能貯能：主要是甘油三酯具有此功用，體內(nèi)20%30%的能量由甘油三酯提供。 構(gòu)成生物膜：主要是磷脂和膽固醇具有此功用。 協(xié)助脂溶性維生素的吸收，提供必需脂肪酸。必需脂肪酸是指機(jī)體需要，但自身不能合成，必須要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。 保護(hù)和保溫作用：大網(wǎng)膜和皮下脂肪具有此功用。 二、甘油三酯的分解代謝： 1脂肪動(dòng)員：貯存于脂肪細(xì)胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶的催化下水解并釋放出脂肪酸，供給全身各組織細(xì)胞攝取利用的過(guò)程稱(chēng)為脂肪動(dòng)員。激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪動(dòng)員的關(guān)鍵酶。HSL的激活劑是腎上腺素、去甲腎上腺素和胰高血糖素；抑制劑是

55、胰島素、前列腺素E2和煙酸。 脂肪動(dòng)員的過(guò)程為：激素+膜受體腺苷酸環(huán)化酶cAMP蛋白激酶激素敏感脂肪酶（HSL，甘油三酯酶）甘油三酯分解。 脂肪動(dòng)員的結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸（FFA）和一分子的甘油。脂肪酸進(jìn)入血液循環(huán)后須與清蛋白結(jié)合成為復(fù)合體再轉(zhuǎn)運(yùn)，甘油則轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟再磷酸化為3-磷酸甘油后進(jìn)行代謝。 2脂肪酸的氧化：體內(nèi)大多數(shù)的組織細(xì)胞均可以此途徑氧化利用脂肪酸。其代謝反應(yīng)過(guò)程可分為三個(gè)階段： (1) 活化：在線粒體外膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行此反應(yīng)過(guò)程。由脂肪酸硫激酶（脂酰CoA合成酶）催化生成脂酰CoA。每活化一分子脂肪酸，需消耗兩分子ATP。 (2) 進(jìn)入：借助于兩種肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶（酶和酶）催化的移換反應(yīng)，脂酰CoA由肉堿（肉毒堿）攜帶進(jìn)入線粒體。肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶是脂肪酸-氧化的關(guān)鍵酶。 -氧化：由四個(gè)連續(xù)的酶促反應(yīng)組成： 脫氫：脂肪酰CoA在脂肪酰CoA脫氫酶的催化下，生成FADH2和,-烯脂肪酰CoA。 水化：在水化酶的催化下，生成L-羥脂肪酰CoA。 再脫氫：在L-羥脂肪酰CoA脫氫酶的催化下，生成-酮脂肪酰CoA和NADH+H+。 硫解：在硫解酶的催化下，分解生成1分子乙酰CoA和1分子減少了兩個(gè)碳原子的脂肪酰CoA。后者可繼續(xù)氧化