生物化學(xué)復(fù)習(xí)資料

第一篇生物大分子的構(gòu)造與功效第一章氨基酸和蛋白質(zhì)一、構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類１、非極性氨基酸涉及：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸２、極性氨基酸極性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸堿性氨基酸：賴氨酸、精氨酸、組氨酸其中：屬于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸屬于亞氨基酸的是：脯氨酸含硫氨基酸涉及：半胱氨酸、蛋氨酸注意：在識記時能夠只記第一種字，如堿性氨基酸涉及：賴精組二、氨基酸的理化性質(zhì)１、兩性解離及等電點氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基，能與酸或堿類物質(zhì)結(jié)合成鹽，故它是一種兩性電解質(zhì)。在某一ＰＨ的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性，此時溶液的ＰＨ稱為該氨基酸的等電點。２、氨基酸的紫外吸取性質(zhì)芳香族氨基酸在280nm波長附近有最大的紫外吸取峰，由于大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這些氨基酸殘基，氨基酸殘基數(shù)與蛋白質(zhì)含量成正比，故通過對280nm波長的紫外吸光度的測量可對蛋白質(zhì)溶液進行定量分析。３、茚三酮反映氨基酸的氨基與茚三酮水合物反映可生成藍紫色化合物，此化合物最大吸取峰在570nm波優(yōu)點。由于此吸取峰值的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比，因此可作為氨基酸定量分析辦法。三、肽兩分子氨基酸可借一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫去１分子水縮合成最簡樸的二肽。二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫水作用縮合連成多肽。10個以內(nèi)氨基酸連接而成多肽稱為寡肽；39個氨基酸殘基構(gòu)成的促腎上腺皮質(zhì)激素稱為多肽；51個氨基酸殘基構(gòu)成的胰島素歸為蛋白質(zhì)。多肽連中的自由氨基末端稱為Ｎ端，自由羧基末端稱為Ｃ端，命名從Ｎ端指向Ｃ端。人體內(nèi)存在許多含有生物活性的肽，重要的有：谷胱甘肽（GSH）：是由谷、半胱和甘氨酸構(gòu)成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的重要功效基團。GSH的巰基含有還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑保護體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免被氧化，使蛋白質(zhì)或酶處在活性狀態(tài)。四、蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造１、蛋白質(zhì)的一級構(gòu)造：即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列次序。重要化學(xué)鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。２、蛋白質(zhì)的高級構(gòu)造：涉及二級、三級、四級構(gòu)造。１）蛋白質(zhì)的二級構(gòu)造：指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間構(gòu)造，也就是該段肽鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。二級構(gòu)造以一級構(gòu)造為基礎(chǔ)，多為短距離效應(yīng)?？煞譃椋害?螺旋：多肽鏈主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律地螺旋式上升，順時鐘走向，即右手螺旋，每隔3.6個氨基酸殘基上升一圈，螺距為0.540nm。α-螺旋的每個肽鍵的Ｎ-Ｈ和第四個肽鍵的羧基氧形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長軸基本平形。β-折疊：多肽鏈充足伸展，各肽鍵平面折疊成鋸齒狀構(gòu)造，側(cè)鏈Ｒ基團交錯位于鋸齒狀構(gòu)造上下方；它們之間靠鏈間肽鍵羧基上的氧和亞氨基上的氫形成氫鍵維系構(gòu)象穩(wěn)定．β-轉(zhuǎn)角：常發(fā)生于肽鏈進行180度回折時的轉(zhuǎn)角上，常有４個氨基酸殘基構(gòu)成，第二個殘基常為脯氨酸。無規(guī)卷曲：無擬定規(guī)律性的那段肽鏈。重要化學(xué)鍵：氫鍵。２）蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造：指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，顯示為長距離效應(yīng)。重要化學(xué)鍵：疏水鍵（最重要）、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華力。３）蛋白質(zhì)的四級構(gòu)造：對蛋白質(zhì)分子的二、三級構(gòu)造而言，只涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質(zhì)。在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)分子含有二條或多條肽鏈，每一條多肽鏈都有其完整的三級構(gòu)造，稱為蛋白質(zhì)的亞基，亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布，并以非共價鍵相連接。這種蛋白質(zhì)分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和互相作用，為四級構(gòu)造。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒有四級構(gòu)造。重要化學(xué)鍵：疏水鍵、氫鍵、離子鍵五、蛋白質(zhì)構(gòu)造與功效關(guān)系１、蛋白質(zhì)一級構(gòu)造是空間構(gòu)象和特定生物學(xué)功效的基礎(chǔ)。一級構(gòu)造相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間構(gòu)象以及功效也相似。尿素或鹽酸胍可破壞次級鍵β-巰基乙醇可破壞二硫鍵２、蛋白質(zhì)空間構(gòu)造是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功效的構(gòu)造基礎(chǔ)。肌紅蛋白：只有三級構(gòu)造的單鏈蛋白質(zhì)，易與氧氣結(jié)合，氧解離曲線呈直角雙曲線。血紅蛋白：含有４個亞基構(gòu)成的四級構(gòu)造，可結(jié)合４分子氧。成人由兩條α-肽鏈（141個氨基酸殘基）和兩條β-肽鏈（146個氨基酸殘基）構(gòu)成。在氧分壓較低時，與氧氣結(jié)合較難，氧解離曲線呈Ｓ狀曲線。由于：第一種亞基與氧氣結(jié)合后來，增進第二及第三個亞基與氧氣的結(jié)合，現(xiàn)在三個亞基與氧氣結(jié)合后，又大大增進第四個亞基與氧氣結(jié)合，稱正協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。六、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)１、蛋白質(zhì)的兩性電離：蛋白質(zhì)兩端的氨基和羧基及側(cè)鏈中的某些基團，在一定的溶液ＰＨ條件下可解離成帶負電荷或正電荷的基團。２、蛋白質(zhì)的沉淀：在合適條件下，蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。涉及：a.丙酮沉淀，破壞水化層。也可用乙醇。b.鹽析，將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，破壞在水溶液中的穩(wěn)定因素電荷而沉淀。３、蛋白質(zhì)變性：在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而造成其理化性質(zhì)的變化和生物活性的喪失。重要為二硫鍵和非共價鍵的破壞，不涉及一級構(gòu)造的變化。變性后，其溶解度減少，粘度增加，結(jié)晶能力消失，生物活性喪失，易被蛋白酶水解。常見的造成變性的因素有：加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線、震蕩等。４、蛋白質(zhì)的紫外吸取：由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm處有特性性吸取峰，可用蛋白質(zhì)定量測定。５、蛋白質(zhì)的呈色反映a.茚三酮反映：經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生此反映，詳見二、３b.雙縮脲反映：蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸酮共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色。氨基酸不出現(xiàn)此反映。蛋白質(zhì)水解加強，氨基酸濃度升高，雙縮脲呈色深度下降，可檢測蛋白質(zhì)水解程度。七、蛋白質(zhì)的分離和純化１、沉淀，見六、２２、電泳：蛋白質(zhì)在高于或低于其等電點的溶液中是帶電的，在電場中能向電場的正極或負極移動。根據(jù)支撐物不同，有薄膜電泳、凝膠電泳等。３、透析：運用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的辦法。４、層析：a.離子交換層析，運用蛋白質(zhì)的兩性游離性質(zhì)，在某一特定ＰＨ時，各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同，故能夠通過離子交換層析得以分離。如陰離子交換層析，含負電量小的蛋白質(zhì)首先被洗脫下來。b.分子篩，又稱凝膠過濾。小分子蛋白質(zhì)進入孔內(nèi)，滯留時間長，大分子蛋白質(zhì)不能時入孔內(nèi)而徑直流出。５、超速離心：既能夠用來分離純化蛋白質(zhì)也能夠用作測定蛋白質(zhì)的分子量。不同蛋白質(zhì)其密度與形態(tài)各不相似而分開。八、多肽鏈中氨基酸序列分析a.分析純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基構(gòu)成（蛋白質(zhì)水解為個別氨基酸，測各氨基酸的量及在蛋白質(zhì)中的百分構(gòu)成）↓測定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基二硝基氟苯法（DNP法）頭端尾端羧肽酶Ａ、Ｂ、Ｃ法等丹酰氯法↓水解肽鏈，分別分析胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）法：水解芳香族氨基酸的羧基側(cè)肽鍵胰蛋白酶法：水解賴氨酸、精氨酸的羧基側(cè)肽鍵溴化脯法：水解蛋氨酸羧基側(cè)的肽鍵↓Edman降解法測定各肽段的氨基酸次序（氨基末端氨基酸的游離α-氨基與異硫氰酸苯酯反映形成衍生物，用層析法鑒定氨基酸種類）b.通過核酸推演氨基酸序列。第二章核酸的構(gòu)造與功效一、核酸的分子構(gòu)成：基本構(gòu)成單位是核苷酸，而核苷酸則由堿基、戊糖和磷酸三種成分連接而成。兩類核酸：脫氧核糖核酸（DNA），存在于細胞核和線粒體內(nèi)。核糖核酸（RNA），存在于細胞質(zhì)和細胞核內(nèi)。１、堿基：NH2NH2OCH3OOOOONH2胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶鳥嘌呤腺嘌呤嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵，因此對波長260nm左右的紫外光有較強吸取，這一重要的理化性質(zhì)被用于對核酸、核苷酸、核苷及堿基進行定性定量分析。２、戊糖：DNA分子的核苷酸的糖是β-D-2-脫氧核糖，RNA中為β-D-核糖。３、磷酸：生物體內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團位于核糖的第五位碳原子上。二、核酸的一級構(gòu)造核苷酸在多肽鏈上的排列次序為核酸的一級構(gòu)造，核苷酸之間通過3′，5′磷酸二酯鍵連接。三、DNA的空間構(gòu)造與功效１、DNA的二級構(gòu)造DNA雙螺旋構(gòu)造是核酸的二級構(gòu)造。雙螺旋的骨架由糖和磷酸基構(gòu)成，兩股鏈之間的堿基互補配對，是遺傳信息傳遞者，DNA半保存復(fù)制的基礎(chǔ)，構(gòu)造要點：a.DNA是一反向平行的互補雙鏈構(gòu)造親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的外側(cè)，而堿基位于內(nèi)側(cè)，堿基之間以氫鍵相結(jié)合，其中，腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對，形成兩個氫鍵，鳥嘌呤始終與胞嘧啶配對，形成三個氫鍵。b.DNA是右手螺旋構(gòu)造螺旋直徑為2nm。每旋轉(zhuǎn)一周包含了10個堿基，每個堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36度。螺距為3.4nm，每個堿基平面之間的距離為0.34nm。c.DNA雙螺旋構(gòu)造穩(wěn)定的維系橫向靠互補堿基的氫鍵維系，縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持，尤后來者為重要。２、DNA的三級構(gòu)造三級構(gòu)造是在雙螺旋基礎(chǔ)上進一步扭曲形成超螺旋，使體積壓縮。在真核生物細胞核內(nèi)，DNA三級構(gòu)造與一組組蛋白共同構(gòu)成核小體。在核小體的基礎(chǔ)上，DNA鏈經(jīng)重復(fù)折疊形成染色體。３、功效DNA的基本功效就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板，它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個體生命活動的基礎(chǔ)。DNA中的核糖和磷酸構(gòu)成的分子骨架是沒有差別的，不同區(qū)段的DNA分子只是堿基的排列次序不同。四、RNA的空間構(gòu)造與功效DNA是遺傳信息的載體，而遺傳作用是由蛋白質(zhì)功效來體現(xiàn)的，在兩者之間RNA起著中介作用。其種類繁多，分子較小，普通以單鏈存在，可有局部二級構(gòu)造，各類RNA在遺傳信息體現(xiàn)為氨基酸序列過程中發(fā)揮不同作用。如：名稱功能核蛋白體RNA(rRNA)核蛋白體構(gòu)成成分信使RNA(mRNA)蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)轉(zhuǎn)運氨基酸不均一核RNA(HnRNA)成熟mRNA的前體小核RNA(SnRNA)參加HnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運小核仁RNA(SnoRNA)rRNA的加工和修飾１、信使RNA（半衰期最短）１）hnRNA為mRNA的初級產(chǎn)物,通過剪接切除內(nèi)含子，拼接外顯子，成為成熟的mRNA并移位到細胞質(zhì)２）大多數(shù)的真核mRNA在轉(zhuǎn)錄后５′末端加上一種７-甲基鳥嘌呤及三磷酸鳥苷帽子，帽子構(gòu)造在mRNA作為模板翻譯成蛋白質(zhì)的過程中含有增進核蛋白體與mRNA的結(jié)合，加速翻譯起始速度的作用，同時能夠增強mRNA的穩(wěn)定性。３′末端多了一種多聚腺苷酸尾巴，可能與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)。３）功效是把核內(nèi)DNA的堿基次序，按照堿基互補的原則，抄錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列次序。mRNA分子上每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上某一種氨基酸，為三聯(lián)體密碼。２、轉(zhuǎn)運RNA（分子量最小）１）tRNA分子中含有10％～20％稀有堿基，涉及雙氫尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。２）二級構(gòu)造為三葉草形，位于左右兩側(cè)的環(huán)狀構(gòu)造分別稱為DHU環(huán)和Tψ環(huán)，位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。反密碼環(huán)中間的3個堿基為反密碼子，與mRNA上對應(yīng)的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補。全部tRNA3′末端都有相似的CCA-OH構(gòu)造。３）三級構(gòu)造為倒L型。４）功效是在細胞蛋白質(zhì)合成過程中作為多個氨基酸的戴本并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA。３、核蛋白體RNA（含量最多）１）原核生物的rRNA的小亞基為16S，大亞基為5S、23S；真核生物的rRNA的小亞基為18S，大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級構(gòu)造呈花狀。２）rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，它是蛋白質(zhì)合成機器－－核蛋白體的構(gòu)成成分，參加蛋白質(zhì)的合成。４、核酶：某些RNA分子本身含有自我催化能，能夠完畢rRNA的剪接。這種含有催化作用的RNA稱為核酶。五、核酸的理化性質(zhì)１、DNA的變性在某些理化因素作用下，如加熱，DNA分子互補堿基對之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋構(gòu)造松散，變成單鏈，即為變性。監(jiān)測與否發(fā)生變性的一種最慣用的指標是DNA在紫外區(qū)260nm波優(yōu)點的吸光值變化。解鏈過程中，吸光值增加，并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系，稱為DNA的增色效應(yīng)。紫外光吸取值達成最大值的50％時的溫度稱為DNA的解鏈溫度（Tm），一種DNA分子的Tm值大小與其所含堿基中的G＋C比例有關(guān)，G＋C比例越高，Tm值越高。２、DNA的復(fù)性和雜交變性DNA在合適條件下，兩條互補鏈可重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性，其過程為退火，產(chǎn)生減色效應(yīng)。不同來源的核酸變性后，合并一起復(fù)性，只要這些核苷酸序列能夠形成堿基互補配對，就會形成雜化雙鏈，這一過程為雜交。雜交可發(fā)生于DNA－DNA之間，RNA－RNA之間以及RNA－DNA之間。六、核酸酶（注意與核酶區(qū)別）指全部能夠水解核酸的酶，在細胞內(nèi)催化核酸的降解?？煞譃镈NA酶和RNA酶；外切酶和內(nèi)切酶；其中一部分含有嚴格的序列依賴性，稱為限制性內(nèi)切酶。第三章酶一、酶的構(gòu)成單純酶：僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。結(jié)合酶：酶蛋白：決定反映的特異性；輔助因子：決定反映的種類與性質(zhì)；可覺得金屬離子或小分子有機化合物?？煞譃檩o酶：與酶蛋白結(jié)合疏松，能夠用透析或超濾辦法除去。輔基：與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾辦法除去。酶蛋白與輔助因子結(jié)合形成的復(fù)合物稱為全酶，只有全酶才有催化作用。參加構(gòu)成輔酶的維生素轉(zhuǎn)移的基團輔酶或輔基所含維生素氫原子NAD+﹑NADP+尼克酰胺（維生素PP）FMN﹑FAD維生素B2醛基TPP維生素B1?；o酶A﹑硫辛酸泛酸、硫辛酸烷基鈷胺類輔酶類維生素B12二氧化碳生物素生物素氨基磷酸吡哆醛吡哆醛（維生素B6）甲基、等一碳單位四氫葉酸葉酸二、酶的活性中心酶的活性中心由酶作用的必需基團構(gòu)成，這些必需基團在空間位置上靠近構(gòu)成特定的空間構(gòu)造，能與底物特異地結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。對結(jié)合酶來說，輔助因子參加酶活性中心的構(gòu)成。但有某些必需基團并不參加活性中心的構(gòu)成。三、酶反映動力學(xué)酶促反映的速度取決于底物濃度、酶濃度、PH、溫度、激動劑和克制劑等。１、底物濃度１）在底物濃度較低時，反映速度隨底物濃度的增加而上升，加大底物濃度，反映速度趨緩，底物濃度進一步增高，反映速度不再隨底物濃度增大而加緊，達最大反映速度，此時酶的活性中心被底物飽合。２）米氏方程式V＝Vmax［S］／Km＋［S］a.米氏常數(shù)Km值等于酶促反映速度為最大速度二分之一時的底物濃度。b.Km值愈小，酶與底物的親和力愈大。c.Km值是酶的特性性常數(shù)之一，只與酶的構(gòu)造、酶所催化的底物和反映環(huán)境如溫度、PH、離子強度有關(guān)，與酶的濃度無關(guān)。d.Vmax是酶完全被底物飽和時的反映速度，與酶濃度呈正比。２、酶濃度在酶促反映系統(tǒng)中，當?shù)孜餄舛却蟠蟪雒笣舛?，使酶被底物飽和時，反映速度與酶的濃度成正比關(guān)系。３、溫度溫度對酶促反映速度含有雙重影響。升高溫度首先可加緊酶促反映速度，同時也增加酶的變性。酶促反映最快時的環(huán)境溫度稱為酶促反映的最適溫度。酶的活性即使隨溫度的下降而減少，但低溫普通不使酶破壞。酶的最適溫度不是酶的特性性常數(shù)，它與反映進行的時間有關(guān)。４、PH酶活性受其反映環(huán)境的PH影響，且不同的酶對PH有不同規(guī)定，酶活性最大的某一PH值為酶的最適PH值，如胃蛋白酶的最適PH約為1.8，肝精氨酸酶最適PH為9.8，但多數(shù)酶的最適PH靠近中性。最適PH不是酶的特性性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液的種類與濃度、以及酶的純度等因素影響。５、激活劑使酶由無活性或使酶活性增加的物質(zhì)稱為酶的激活劑，大多為金屬離子，也有許多有機化合物激活劑。分為必需激活劑和非必需激活劑。６、克制劑凡能使酶的催化活性下降而不引發(fā)酶蛋白變性的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的克制劑。大多與酶的活性中心內(nèi)、外必需基團相結(jié)合，從而克制酶的催化活性?？煞譃椋海保┎豢赡嫘钥酥苿阂怨矁r鍵與酶活性中心上的必需基團相結(jié)合，使酶失活。此種克制劑不能用透析、超濾等辦法去除。又可分為：a.專一性克制劑：如農(nóng)藥敵百蟲、敵敵畏等有機磷化合物能特民地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結(jié)合，使酶失活，解磷定可解除有機磷化合物對羥基酶的克制作用。b.非專一性克制劑：如低濃度的重金屬離子如汞離子、銀離子可與酶分子的巰基結(jié)合，使酶失活，二巰基丙醇可解毒?；瘜W(xué)毒氣路易士氣是一種含砷的化合物，能克制體內(nèi)的巰基酶而使人畜中毒。２）可逆性克制劑：普通以非共價鍵與酶和（或）酶－底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶活性減少或消失。采用透析或超濾的辦法可將克制劑除去，使酶恢復(fù)活性。可分為：a.競爭性克制劑：與底物競爭酶的活性中心，從而妨礙酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物。如丙二酸對琥珀酸脫氫酶的克制作用；磺胺類藥品由于化學(xué)構(gòu)造與對氨基苯甲酸相似，是二氫葉酸合成酶的競爭克制劑，克制二氫葉酸的合成；許多抗代謝的抗癌藥品，如氨甲蝶呤（MTX）、5-氟尿嘧啶（５-FU）、6-巰基嘌呤（6-MP)等，幾乎都是酶的競爭性克制劑，分別克制四氫葉酸、脫氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。Vmax不變，Km值增大b.非競爭性克制劑：與酶活性中心外的必需基團結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，酶和底物的結(jié)合也不影響與克制劑的結(jié)合。Vmax減少，Km值不變c.反競爭性克制劑：僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物結(jié)合，使中間產(chǎn)物的量下降。Vmax、Km均減少四、酶活性的調(diào)節(jié)１、酶原的激活有些酶在細胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，必須在一定條件下，這些酶的前體水解一種或幾個特定的肽鍵，致使構(gòu)象發(fā)生變化，體現(xiàn)出酶的活性。酶原的激活事實上是酶的活性中心形成或暴露的過程。生理意義是避免細胞產(chǎn)生的蛋白酶對細胞進行本身消化，并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用，確保體內(nèi)代謝正常進行。２、變構(gòu)酶體內(nèi)某些代謝物能夠與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結(jié)合，使酶發(fā)生變構(gòu)并變化其催化活性，有變構(gòu)激活與變構(gòu)克制。３、酶的共價修飾調(diào)節(jié)酶蛋白肽鏈上的某些基團可與某種化學(xué)基團發(fā)生可逆的共價結(jié)合，從而變化酶的活性，這一過程稱為酶的共價修飾。在共價修飾過程中，酶發(fā)生無活性與有活性兩種形式的互變。酶的共價修飾涉及磷酸化與脫磷酸化、乙?；c脫乙?；?、甲基化與脫甲基化、腺苷化與脫腺苷化等，其中以磷酸化修飾最為常見。五、同工酶同工酶是指催化相似的化學(xué)反映，而酶蛋白的分子構(gòu)造、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。同工酶是由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)。翻譯后經(jīng)修飾生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一種屬或同一種體的不同組織或同一細胞的不同亞細胞構(gòu)造中。如乳酸脫氫酶是四聚體酶。亞基有兩型：骨骼肌型（M型）和心肌型（H型）。兩型亞基以不同比例構(gòu)成五種同工酶，如LDH1（HHHH)、LDH2(HHHM）等。它們含有不同的電泳速度，對同一底物體現(xiàn)不同的Km值。單個亞基無酶的催化活性。心肌、腎以LDH1為主，肝、骨骼肌以LDH5為主。肌酸激酶是二聚體，亞基有M型（肌型）和B型（腦型）兩種。腦中含CK1（BB型）；骨骼肌中含CK3（MM型）；CK2（MB型）僅見于心肌。第四章維生素一、脂溶性維生素１、維生素A作用：與眼視覺有關(guān)，合成視紫紅質(zhì)的原料；維持上皮組織構(gòu)造完整；增進生長發(fā)育。缺少可引發(fā)夜盲癥、干眼病等。２、維生素D作用：調(diào)節(jié)鈣磷代謝，增進鈣磷吸取。缺少小朋友引發(fā)佝僂病，成人引發(fā)軟骨病。３、維生素E作用：體內(nèi)最重要的抗氧化劑，保護生物膜的構(gòu)造與功效；增進血紅素代謝；動物實驗發(fā)現(xiàn)與性器官的成熟與胚胎發(fā)育有關(guān)。４、維生素K作用：與肝臟合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有關(guān)。缺少時可引發(fā)凝血時間延長，血塊回縮不良。二、水溶性維生素１、維生素B1又名硫胺素，體內(nèi)的活性型為焦磷酸硫胺素（TPP）TPP是α-酮酸氧化脫羧酶和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，并可克制膽堿酯酶的活性，缺少時可引發(fā)腳氣病和（或）末梢神經(jīng)炎。２、維生素B2又名核黃素，體內(nèi)的活性型為黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）FMN和FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，缺少時可引發(fā)口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥。３、維生素PP涉及尼克酸及尼克酰胺，肝內(nèi)能將色氨酸轉(zhuǎn)變成維生素PP，體內(nèi)的活性型涉及尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP＋）。NAD＋和NADP＋在體內(nèi)是多個不需氧脫氫酶的輔酶，缺少時稱為癩皮癥，重要體現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆。４、維生素B6涉及吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，體內(nèi)活性型為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中的轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸（ALA）合成酶的輔酶。５、泛酸又稱遍多酸，在體內(nèi)的活性型為輔酶A及?；d體蛋白（ACP）。在體內(nèi)輔酶A及酰基載體蛋白（ACP）構(gòu)成?；D(zhuǎn)移酶的輔酶。６、生物素生物素是體內(nèi)多個羧化酶的輔酶，如丙酮酸羧化酶，參加二氧化碳的羧化過程。７、葉酸以四氫葉酸的形式參加一碳基團的轉(zhuǎn)移，一碳單位在體內(nèi)參加多個物質(zhì)的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。葉酸缺少時，DNA合成受克制，骨髓幼紅細胞DNA合成減少，造成巨幼紅細胞貧血。８、維生素B12又名鈷胺素，唯一含金屬元素的維生素。參加同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反映，催化這一反映的蛋氨酸合成酶（又稱甲基轉(zhuǎn)移酶）的輔基是維生素B12，它參加甲基的轉(zhuǎn)移。首先不利于蛋氨酸的生成，同時也影響四氫葉酸的再生，最后影響嘌呤、嘧啶的合成，而造成核酸合成障礙，產(chǎn)生巨幼紅細胞性貧血。９、維生素C增進膠原蛋白的合成；是催化膽固醇轉(zhuǎn)變成7-α羥膽固醇反映的7-α羥化酶的輔酶；參加芳香族氨基酸的代謝；增加鐵的吸取；參加體內(nèi)氧化還原反映，保護巰基等作用。第二篇物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)第一章糖代謝一、糖酵解１、過程：見圖1-1糖酵解過程中包含兩個底物水平磷酸化：一為1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸；二為磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。２、調(diào)節(jié)１）６－磷酸果糖激酶-1變構(gòu)克制劑：ATP、檸檬酸變構(gòu)激活劑：AMP、ADP、1，6-雙磷酸果糖（產(chǎn)物反饋激，比較少見）和2，6-雙磷酸果糖（最強的激活劑）。２）丙酮酸激酶變構(gòu)克制劑：ATP、肝內(nèi)的丙氨酸變構(gòu)激活劑：1，6-雙磷酸果糖３）葡萄糖激酶變構(gòu)克制劑：長鏈脂酰輔酶A注：此項無需死記硬背，理解基礎(chǔ)上記憶是很容易的，如懂得糖酵解是產(chǎn)生能量的，那么有ATP等能量形式存在，則可克制該反映，以利節(jié)能，上述的檸檬酸經(jīng)三羧酸循環(huán)也是能夠產(chǎn)生能量的，因此也起克制作用；產(chǎn)物普通來說是反饋克制的；但也有特殊，如上述的1，6-雙磷酸果糖。特殊的需要記憶，只屬少數(shù)。下列類同。有關(guān)共價修飾的調(diào)節(jié)，只需記住幾個特殊的即可，下面章節(jié)提及。(1)糖原1-磷酸葡萄糖(2)葡萄糖己糖激酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖-1-激酶ATPADPATPADP磷酸二羥丙酮1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADH＋H+3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶ADPATPADPATP丙酮酸乳酸NADH＋H+NAD+注：紅色表達該酶為該反映的限速酶；藍色ATP表達消耗，紅色ATP和NADH等表達生成的能量或能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康奈镔|(zhì)。下列類同。（圖1-1）３、生理意義１）快速提供能量，特別對肌肉收縮更為重要。若反映按（１）進行，可凈生成３分子ATP，若反映按（２）進行，可凈生成２分子ATP；另外，酵解過程中生成的２個NADH在有氧條件下經(jīng)電子傳遞鏈，發(fā)生氧化磷酸化，可生成更多的ATP，但在缺氧條件下丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸將消耗NADH，無NADH凈生成。２）成熟紅細胞完全依賴糖酵解供能，神經(jīng)、白細胞、骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。３）紅細胞內(nèi)1，3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成的2，３-二磷酸甘油酸可與血紅蛋白結(jié)合，使氧氣與血紅蛋白結(jié)合力下降，釋放氧氣。４）肌肉中產(chǎn)生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸轉(zhuǎn)變）在肝臟中能作為糖異生的原料，生成葡萄糖。４、乳酸循環(huán)葡萄糖葡萄糖葡萄糖糖糖異酵生解途途徑徑丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸(肝)(血液)(肌肉)乳酸循環(huán)是由于肝內(nèi)糖異生活躍，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，釋出葡萄糖。肌肉除糖異生活性低外，又沒有葡萄糖-6-磷酸酶。生理意義：避免損失乳酸以及避免因乳酸堆積引發(fā)酸中毒。二、糖有氧氧化１、過程1)、經(jīng)糖酵解過程生成丙酮酸2)、丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體乙酰輔酶ANAD+NADH＋H+限速酶的輔酶有：TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸3)、三羧酸循環(huán)草酰乙酸＋乙酰輔酶A檸檬酸合成酶檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶NAD+NADH＋H+α-酮戊二酸α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體琥珀酸酰CoA琥珀酸NAD+NADH＋H+GDPGTP延胡索酸蘋果酸草酰乙酸FADFADH2NAD+NADH＋H+三羧酸循環(huán)中限速酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶同。三羧酸循環(huán)中有一種底物水平磷酸化，即琥珀酰COA轉(zhuǎn)變成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解過程中的兩個，本書中共三個底物水平磷酸化。２、調(diào)節(jié)１）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體克制：乙酰輔酶A、NADH、ATP激活：AMP、鈣離子２）異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶NADH、ATP反饋克制３、生理意義１）基本生理功效是氧化供能。２）三羧酸循環(huán)是體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的最后共同途徑。３）三羧酸循環(huán)也是三大代謝聯(lián)系的樞紐。４、有氧氧化生成的ATP葡萄糖有氧氧化生成的ATP反應(yīng)輔酶ATP第一階段葡萄糖6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖1，6雙磷酸果糖-12*3-磷酸甘油醛2*1,3-二磷酸甘油酸NAD+2*3或2*2(詳見)2*1,3-二磷酸甘油酸2*3-磷酸甘油酸2*12*磷酸烯醇式丙酮酸2*丙酮酸2*1第二階段2*丙酮酸2*乙酰CoANAD+2*3第三階段2*異檸檬酸2*α-酮戊二酸NAD+2*32*α-酮戊二酸2*琥珀酰CoANAD+2*32*琥珀酰CoA2*琥珀酸2*12*琥珀酸2*延胡索酸FAD2*22*蘋果酸2*草酰乙酸NAD+2*3凈生成38或36個ATP５、巴斯德效應(yīng)有氧氧化克制糖酵解的現(xiàn)象。三、磷酸戊糖途徑1、過程6-磷酸葡萄糖NADP+6-磷酸葡萄糖脫氫酶NADPH6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛5-磷酸木酮糖4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖6-磷酸果糖２、生理意義１）為核酸的生物合成提供５-磷酸核糖，肌組織內(nèi)缺少６-磷酸葡萄糖脫氫酶，磷酸核糖可經(jīng)酵解途徑的中間產(chǎn)物３-磷酸甘油醛和６-磷酸果糖經(jīng)基團轉(zhuǎn)移反映生成。２）提供NADPHa.NADPH是供氫體，參加多個生物合成反映，如從乙酰輔酶A合成脂酸、膽固醇；α-酮戊二酸與NADPH及氨生成谷氨酸，谷氨酸可與其它α-酮酸進行轉(zhuǎn)氨基反映而生成對應(yīng)的氨基酸。b.NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進而保護巰基酶的活性及維持紅細胞膜完整性很重要，并可保持血紅蛋白鐵于二價。c.NADPH參加體內(nèi)羥化反映，有些羥化反映與生物合成有關(guān)，如從膽固醇合成膽汁酸、類固醇激素等；有些羥化反映則與生物轉(zhuǎn)化有關(guān)。四、糖原合成與分解１、合成過程：葡萄糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖UDPG焦磷酸化酶尿苷二磷酸葡萄糖UTPPPi(UDPG)糖原合成酶(G)n+1＋UDP(G)n注：１）UDPG可看作是活性葡萄糖，在體內(nèi)充作葡萄糖供體。２）糖原引物是指原有的細胞內(nèi)較小的糖原分子，游離葡萄糖不能作為UDPG的葡萄糖基的接受體。３）葡萄糖基轉(zhuǎn)移給糖原引物的糖鏈末端，形成α-1，4糖苷鍵。在糖原合酶作用下，糖鏈只能延長，不能形成分支。當糖鏈長度達成12～18個葡萄糖基時，分支酶將約6～7個葡萄糖基轉(zhuǎn)移至鄰近的糖鏈上，以α-1，6糖苷鍵相接。調(diào)節(jié)：糖原合成酶的共價修飾調(diào)節(jié)。２、分解過程：(G)n+1磷酸化酶(G)n＋1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶G＋Pi注：１）磷酸化酶只能分解α-1，4糖苷鍵，對α-1，6糖苷鍵無作用。２）糖鏈分解至離分支處約４個葡萄基時，轉(zhuǎn)移酶把３個葡萄基轉(zhuǎn)移至鄰近糖鏈的末端，仍以α-1，4糖苷鍵相接，剩余１個以α-1，6糖苷鍵與糖鏈形成分支的葡萄糖基被α-1，6葡萄糖苷酶水解成游離葡萄糖。轉(zhuǎn)移酶與α-1，6葡萄糖苷酶是同一酶的兩種活性，合稱脫支酶。３）最后產(chǎn)物中約85％為1-磷酸葡萄糖，其它為游離葡萄糖。調(diào)節(jié)：磷酸化酶受共價修飾調(diào)節(jié)，葡萄糖起變構(gòu)克制作用。五、糖異生途徑1、過程乳酸丙氨酸等生糖氨基酸NADH丙酮酸丙酮酸ATP丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶草酰乙酸草酰乙酸(線粒體內(nèi))天冬氨酸蘋果酸GTP天冬氨酸NADH草酰乙酸蘋果酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸(胞液)ATP3-磷酸甘油酸NADH1，3-二磷酸甘油酸甘油ATP3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油NADH1,6-雙磷酸果糖果糖雙磷酸酶6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖注意：１）糖異生過程中丙酮酸不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖幔柰ㄟ^草酰乙酸的中間環(huán)節(jié)，由于草酰乙酸羧化酶僅存在于線粒體內(nèi)，故胞液中的丙酮酸必須進入線粒體，才干羧化生成草酰乙酸。但是，草酰乙酸不能直接透過線粒體膜，需借助兩種方式將其轉(zhuǎn)運入胞液：一是經(jīng)蘋果酸途徑，多數(shù)為以丙酮酸或生糖氨基酸為原料異生成糖時；另一種是經(jīng)天冬氨酸途徑，多數(shù)為乳酸為原料異生成糖時。２）在糖異生過程中，1，3-二磷酸甘油酸還原成3-磷酸甘油醛時，需NADH，當以乳酸為原料異生成糖時，其脫氫生成丙酮酸時已在胞液中產(chǎn)生了NADH以供運用；而以生糖氨基酸為原料進行糖異生時，NADH則必須由線粒體內(nèi)提供，可來自脂酸β-氧化或三羧酸循環(huán)。３）甘油異生成糖耗一種ATP，同時也生成一種NADH2、調(diào)節(jié)2,6-雙磷酸果糖的水平是肝內(nèi)調(diào)節(jié)糖的分解或糖異生反映方向的重要信號，糖酵解加強，則糖異生削弱；反之亦然。3、生理意義１）空腹或饑餓時依賴氨基酸、甘油等異生成糖，以維持血糖水平恒定。２）補充肝糖原，攝入的相稱一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物，后者再異生成糖原。合成糖原的這條途徑稱三碳途徑。３）調(diào)節(jié)酸堿平衡，長久饑餓進，腎糖異生增強，有助于維持酸堿平衡。第2章脂類代謝一、甘油三酯的合成代謝合成部位：肝、脂肪組織、小腸，其中肝的合成能力最強。合成原料：甘油、脂肪酸1、甘油一酯途徑（小腸粘膜細胞）2-甘油一酯脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶1,2-甘油二酯脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶甘油三酯脂酰CoA脂酰CoA２、甘油二酯途徑（肝細胞及脂肪細胞）葡萄糖3-磷酸甘油脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶1脂酰-3-磷酸甘油脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶脂酰CoA脂酰CoA磷脂酸磷脂酸磷酸酶1,2甘油二酯脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶甘油三酯脂酰CoA二、甘油三酯的分解代謝１、脂肪的動員儲存在脂肪細胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸（FFA）及甘油并釋放入血以供其它組織氧化運用的過程。甘油三酯激素敏感性甘油三酯脂肪酶甘油二酯甘油一酯甘油＋FFA＋FFA＋FFAα-磷酸甘油磷酸二羥丙酮糖酵解或糖異生途徑２、脂肪酸的β-氧化１）脂肪酸活化（胞液中）脂酸脂酰CoA合成酶脂酰CoA（含高能硫酯鍵）ATPAMP２）脂酰CoA進入線粒體脂酰CoA肉毒堿線肉毒堿脂酰CoA肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ粒酶ⅡCoASH脂酰肉毒堿體脂酰肉毒堿CoASH３）脂肪酸β-氧化脂酰CoA進入線粒體基質(zhì)后，進行脫氫、加水、再脫氫及硫解等四步持續(xù)反映，生成1分子比原來少2個碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原來少2個碳原子的脂酰CoA，可再進行脫氫、加水、再脫氫及硫解反映。如此重復(fù)進行，以至徹底。４）能量生成以軟脂酸為例，共進行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH及8分子乙酰CoA，即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129５）過氧化酶體脂酸氧化重要是使不能進入線粒體的廿碳，廿二碳脂酸先氧化成較短鏈脂酸，方便進入線粒體內(nèi)分解氧化，對較短鏈脂酸無效。三、酮體的生成和運用組織特點：肝內(nèi)生成肝外用。合成部位：肝細胞的線粒體中。酮體構(gòu)成：乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮。1、生成脂肪酸β-氧化2*乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMGCoA合成酶羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA)HMGCoA裂解酶乙酰乙酸β-羥丁酸脫氫酶β-羥丁酸NADH丙酮CO22、運用1)β-羥丁酸ATP+HSCoA乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶AMP乙酰乙酰CoA琥珀酸乙酰乙酰CoA硫解酶乙酰CoA三羧酸循環(huán)２）丙酮可隨尿排出體外，部分丙酮可在一系列酶作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛉樗?，進而異生成糖。在血中酮體激烈升高時，從肺直接呼出。四、脂酸的合成代謝1、軟脂酸的合成合成部位：線粒體外胞液中，肝是體體合成脂酸的重要場合。合成原料：乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。合成過程：１）線粒體內(nèi)的乙酰CoA不能自由透過線粒體內(nèi)膜，重要通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)轉(zhuǎn)移至胞液中。２）乙酰CoA乙酰CoA羧化酶丙二酰CoAATP３）丙二酰CoA通過?；D(zhuǎn)移、縮合、還原、脫水、再還原等環(huán)節(jié)，碳原子由2增加至4個。通過7次循環(huán)，生成16個碳原子的軟脂酸。更長碳鏈的脂酸則是對軟脂酸的加工，使其碳鏈延長。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長酶體系的作用下，普通可將脂酸碳鏈延長至二十四碳，以十八碳的硬脂酸最多；在線粒體脂酸延長酶體系的催化下，普通可延長脂酸碳鏈至24或26個碳原子，而以硬脂酸最多。２、不飽和脂酸的合成人體含有的不飽和脂酸重要有軟油酸、油酸、亞油酸，亞麻酸及花生四烯酸等，前兩種單不飽和脂酸可由人體本身合成，而后三種多不飽和脂酸，必須從食物攝取。五、前列腺素及其衍生物的生成細胞膜中的磷脂磷脂酶A2花生四烯酸PGH合成酶PGH2TXA2合成酶TXA2PGD2、PGE2、PGI2等脂過氧化酶氫過氧化廿碳四烯酸脫水酶白三烯(LTA4)六、甘油磷脂的合成與代謝1、合成除需ATP外，還需CTP參加。CTP在磷脂合成中特別重要，它為合成CDP-乙醇胺、CDP-膽堿及CDP-甘油二酯等活化中間物所必需。１）甘油二酯途徑CDP-乙醇胺CMP磷脂酰乙醇胺葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸甘油二酯轉(zhuǎn)移酶(腦磷脂)磷脂酰膽堿CDP-膽堿CMP(卵磷脂)腦磷脂及卵磷脂重要通過此途徑合成，這兩類磷脂在體內(nèi)含量最多。２）CDP-甘油二酯途徑肌醇磷脂酰肌醇絲氨酸葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸CDP-甘油二酯合成酶磷脂酰絲氨酸CTPPPi磷脂酰甘油二磷脂酰甘油(心磷脂)另外，磷脂酰膽堿亦可由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成；磷脂酰絲氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化生成。２、降解生物體內(nèi)存在能使甘油磷脂水解的多個磷脂酶類，根據(jù)其作用的鍵的特異性不同，分為磷脂酶A1和A2，磷脂酶B，磷脂酶C和磷脂酶D。磷脂酶A2特異地催化磷酸甘油酯中2位上的酯鍵水解，生成多不飽和脂肪酸和溶血磷脂。后者在磷脂酶B作用，生成脂肪酸及甘油磷酸膽堿或甘油磷酸乙醇胺，再經(jīng)甘油酸膽堿水解酶分解為甘油及磷酸膽堿。磷脂酶A1催化磷酸甘油酯1位上的酯鍵水解，產(chǎn)物是脂肪酸和溶血磷脂。七、膽固醇代謝1、合成合成部位：肝是重要場合，合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。合成原料：乙酰CoA(經(jīng)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)由線粒體轉(zhuǎn)移至胞液中)、ATP、NADPH等。合成過程：1）甲羥戊酸的合成（胞液中）2*乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMGCoAHMGCoA還原酶甲羥戊酸NADPH2）鯊烯的合成（胞液中）３）膽固醇的合成（滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上）合成調(diào)節(jié)：１）饑餓與飽食饑餓可克制肝合成膽固醇，相反，攝取高糖、高飽和脂肪膳食后，肝HMGCoA還原酶活性增加，膽固醇合成增加。2）膽固醇膽固醇可反饋克制肝膽固醇的合成。重要克制HMGCoA還原酶活性。３）激素胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMGCoA還原酶的合成，增加膽固醇的合成。胰高血糖素及皮質(zhì)醇則能克制并減少HMGCoA還原酶的活性，因而減少膽固醇的合成；甲狀腺素除能增進合成外，又增進膽固醇在肝轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?，且后一作用較強，因而甲亢時患者血清膽固醇含量反而下降。2、轉(zhuǎn)化１）膽固醇在肝中轉(zhuǎn)化成膽汁酸是膽固醇在體內(nèi)代謝的重要去路，基本環(huán)節(jié)為：膽酸膽固醇7α-羥化酶7α-羥膽固醇甘氨酸或?；撬峤Y(jié)合型膽汁酸NADPH鵝脫氧膽酸膽酸腸道細菌7-脫氧膽酸甘氨酸?；撬狴Z脫氧膽酸石膽酸２）轉(zhuǎn)化為類固醇激素膽固醇是腎上腺皮質(zhì)、睪丸，卵巢等內(nèi)分泌腺合成及分泌類固醇激素的原料，如睪丸酮、皮質(zhì)醇、雄激素、雌二醇及孕酮等。３）轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇在皮膚，膽固醇可氧化為7-脫氫膽固醇，后者經(jīng)紫外光照射轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D。３、膽固醇酯的合成細胞內(nèi)游離膽固醇在脂酰膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（ACAT）的催化下，生成膽固醇酯；血漿中游離膽固醇在卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶（LCAT）的催化下，生成膽固醇酯和溶血卵磷酯。八、血漿脂蛋白１、分類１）電泳法：α﹑前β﹑β及乳糜微粒２）超速離心法：乳糜微粒(含脂最多)，極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)，分別相稱于電泳分離的CM﹑前β-脂蛋白﹑β-脂蛋白及α-脂蛋白等四類。２、構(gòu)成血漿脂蛋白重要由蛋白質(zhì)、甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯構(gòu)成。乳糜微粒含甘油三酯最多，蛋白質(zhì)最少，故密度最?。籚LDL含甘油三酯亦多，但其蛋白質(zhì)含量高于CM；LDL含膽固醇及膽固醇酯最多；含蛋白質(zhì)最多，故密度最高。血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分，基本功效是運載脂類，稱載脂蛋白。HDL的載脂蛋白重要為apoA，LDL的載脂蛋白重要為apoB100，VLDL的載脂蛋白重要為apoB﹑apoC，CM的載脂蛋白重要為apoC。３、生理功用及代謝１）CM運輸外源性甘油三酯及膽固醇的重要形式。成熟的CM含有apoCⅡ，可激活脂蛋白脂肪酶（LPL），LPL可使CM中的甘油三酯及磷脂逐步水解，產(chǎn)生甘油、脂酸及溶血磷脂等，同時其表面的載脂蛋白連同表面的磷脂及膽固醇離開CM，逐步變小，最后轉(zhuǎn)變成為CM殘粒。２）VLDL運輸內(nèi)源性甘油三酯的重要形式。VLDL的甘油三酯在LPL作用下，逐步水解，同時其表面的apoC、磷脂及膽固醇向HDL轉(zhuǎn)移，而HDL的膽固醇酯又轉(zhuǎn)移到VLDL。最后只剩余膽固醇酯，轉(zhuǎn)變?yōu)長DL。３）LDL轉(zhuǎn)運肝合成的內(nèi)源性膽固醇的重要形式。肝是降解LDL的重要器官。apoB100水解為氨基酸，其中的膽固醇酯被膽固醇酯酶水解為游離膽固醇及脂酸。游離膽固醇在調(diào)節(jié)細胞膽固醇代謝上含有重要作用：①克制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)HMGCoA還原酶；②在轉(zhuǎn)錄水平上陰抑細胞LDL受體蛋白質(zhì)的合成，減少對LDL的攝?。虎奂せ預(yù)CAT的活性，使游離膽固醇酯化成膽固醇酯在胞液中儲存。４）HDL逆向轉(zhuǎn)運膽固醇。HDL表面的apoⅠ是LCAT的激活劑，LCAT可催化HDL生成溶血卵磷脂及膽固醇酯。九、高脂血癥高脂蛋白血癥分型分型脂蛋白變化血脂變化ⅠCM↑甘油三酯↑↑↑ⅡaLDL↑膽固醇↑↑ⅡbLDL﹑VLDL↑膽固醇↑↑甘油三酯↑↑ⅢIDL↑膽固醇↑↑甘油三酯↑↑ⅣVLDL↑甘油三酯↑↑ⅤVLDL﹑CM↑甘油三酯↑↑↑注：IDL是中間密度脂蛋白，為VLDL向LDL的過分狀態(tài)。家族性高膽固醇血癥的重要因素是LDL受體缺點第三章氨基酸代謝一、營養(yǎng)必需氨基酸簡記為：纈、異、亮、蘇、蛋、賴、苯、色二、體內(nèi)氨的來源和轉(zhuǎn)運1、來源１）氨基酸經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的重要來源；２）由腸道吸取的氨；即腸內(nèi)氨基酸在腸道細菌作用下產(chǎn)生的氨和腸道尿素經(jīng)細菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨。３）腎小管上皮細胞分泌的氨重要來自谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解生成的氨。２、轉(zhuǎn)運1）丙氨酸-葡萄糖循環(huán)（肌肉）（血液）（肝）肌肉蛋白質(zhì)葡萄糖葡萄糖葡萄糖尿素氨基酸糖糖尿素循環(huán)分異NH3解生NH3谷氨酸丙酮酸丙酮酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶α-酮戊二酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸α-酮戊二酸２）谷氨酰胺的運氨作用谷氨酰胺重要從腦、肌肉等組織向肝或腎運氨。氨與谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺，由血液輸送到肝或腎，經(jīng)谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。能夠認為，谷氨酰胺既是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲存及運輸形式。三、氨基酸的脫氨基作用１、轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨酶催化某一氨基酸的α-氨基轉(zhuǎn)移到另一種α-酮酸的酮基上，生成對應(yīng)的氨基酸；原來的氨基酸則轉(zhuǎn)變成α-酮酸。既是氨基酸的分解代謝過程，也是體內(nèi)某些氨基酸合成的重要途徑。除賴氨酸、脯氨酸及羥脯氨酸外，體內(nèi)大多數(shù)氨基酸能夠參加轉(zhuǎn)氨基作用。如：谷氨酸＋丙酮酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)α-酮戊二酸+丙氨酸谷氨酸＋草酰乙酸谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）α-酮戊二酸＋天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是維生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。２、L-谷氨酸氧化脫氨基作用L-谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶α-酮戊二酸＋NH3NADH３、聯(lián)合脫氨基作用氨基酸α-酮戊二酸NH3＋NADH轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶α-酮酸谷氨酸NAD+４、嘌呤核苷酸循環(huán)上述聯(lián)合脫氨基作用重要在肝、腎等組織中進行。骨骼肌和心肌中重要通過嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基。氨基酸α-酮戊二酸天冬氨酸次黃嘌呤核苷酸NH3GTP(IMP)腺苷酸代琥珀酸腺嘌呤核苷酸(AMP)延胡索酸α-酮酸L-谷氨酸草酰乙酸蘋果酸５、氨基酸脫氨基后生成的α-酮酸能夠轉(zhuǎn)變成糖及脂類，在體內(nèi)能夠轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱為生糖氨基酸；能轉(zhuǎn)變成酮體者稱為生酮氨基酸；兩者兼有者稱為生糖兼生酮氨基酸。只要記住生酮氨基酸涉及：亮、賴；生糖兼生酮氨基酸涉及異亮、蘇、色、酪、苯丙；其它為生糖氨基酸。四、氨基酸的脫羧基作用１、L-谷氨酸L-谷氨酸脫羧酶γ-氨基丁酸(GABA)GABA為克制性神經(jīng)遞質(zhì)。２、L-半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸脫羧酶?；撬崤；撬崾墙Y(jié)合型膽汁酸的構(gòu)成成分。３、L-組氨酸組氨酸脫羧酶組胺組胺是一種強烈的血管舒張劑，并能增加毛細血管的通透性。４、色氨酸色氨酸羥化酶5-羥色氨酸5-羥色氨酸脫羧酶5-羥色胺(5-HT)腦內(nèi)的5-羥色胺可作為神經(jīng)遞質(zhì)，含有克制作用；在外周組織，有收縮血管作用。５、L-鳥氨酸鳥氨酸脫羧酶腐胺精脒精胺脫羧基SAM脫羧基SAM精脒與精胺是調(diào)節(jié)細胞生長的重要物質(zhì)。合稱為多胺類物質(zhì)。五、一碳單位一碳單位來源于組、色、甘、絲，體內(nèi)的一碳單位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；皝啺奔谆?，CO2不屬于一碳單位。四氫葉酸是一碳單位代謝的輔酶。重要生理功用是作為合成嘌呤及嘧啶的原料。如N10-CHO-FH4與N5,H10=CH-FH4分別提供嘌呤合成時C2與C8的來源；N5,N10-CH2-FH4提供胸苷酸合成時甲基的來源。由此可見，一碳單位將氨基酸與核酸代謝親密聯(lián)系起來。六、芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）的代謝１、苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶酪氨酸黑色素細胞的酪氨酸酶多巴酪氨酸羥化酶多巴黑色素多巴脫羧酶多巴胺SAM去甲腎上腺素兒茶酚胺腎上腺素苯酮酸尿癥：當苯丙氨酸羥化酶先天性缺少時，苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔w內(nèi)苯丙氨酸蓄積，并經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸，再進一步轉(zhuǎn)變成苯乙酸等衍生物。此時尿中出現(xiàn)大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物，稱為苯酮酸尿癥。白化病：人體缺少酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱為白化病。2、色氨酸１）生成5-羥色胺２）生成一碳單位３）可分解產(chǎn)生尼克酸，這是體內(nèi)合成維生素的特例。七、含硫氨基酸（甲硫、半胱、胱）代謝１、甲硫氨酸S-腺苷甲硫氨酸(SAM)ATPPPiSAM中的甲基為活性甲基，通過轉(zhuǎn)甲基作用能夠生成多個含甲基的重要生理活性物質(zhì)。SAM是體內(nèi)最重要的甲基直接供應(yīng)體。２、甲硫氨酸循環(huán)甲硫氨酸SAM甲基轉(zhuǎn)移酶S-腺苷同型半胱氨酸RHRCH3甲硫氨酸合成酶同型半胱氨酸FH4N5-CH3-FH4N5-CH3-FH4可當作體內(nèi)甲基的間接供體，甲硫氨酸合成酶輔酶為維生素B12。３、肌酸的合成肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM供應(yīng)甲基而合成。在肌酸激酶催化下，肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸，并儲存ATP的高能磷酸鍵。４、體內(nèi)硫酸根重要來源于半胱氨酸，一部分以無機鹽形式隨尿排出，另一部分則經(jīng)ATP活化成活性硫酸根，即3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS)。八、氨基酸衍生的重要含氮化合物化合物氨基酸前體嘌呤堿天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸嘧啶堿天冬氨酸血紅素、細胞色素甘氨酸肌酸、磷酸肌酸甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸尼克酸色氨酸兒茶酚胺類苯丙氨酸、酪氨酸甲狀腺素酪氨酸黑色素苯丙氨酸、酪氨酸精胺、精脒蛋氨酸、鳥氨酸九、尿素的生成線粒體NH3+CO2+H2O2*ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CSP-Ⅰ)2*ADPN-酰谷氨酸(AGA),Mg++氨基甲酰磷酸Pi胞液鳥氨酸瓜氨酸ATP瓜氨酸天冬氨酸α-酮戊二酸氨基酸AMPASS鳥氨酸精氨酸代琥珀酸草酰乙酸谷氨酸α-酮酸尿素蘋果酸精氨酸延胡索酸ASS：精氨酸代琥珀酸合成酶尿素分子中的2個氮原子，1個來自氨，另1個來自天冬氨酸，而天冬氨酸又可由其它氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用而生成。線粒體中以氨為氮源，通過CSP-Ⅰ合成氨甲酰磷酸，并進一步合成尿素；在胞液中以谷氨酰胺為氮源，通過CSP-Ⅱ，催化合成氨基甲酰磷酸，并進一步參加嘧啶的合成。CSP-Ⅰ的活性可用為肝細胞分化程度的指標之一；CSP-Ⅱ的活性可作為細胞增殖程度的指標之一。氨基甲酰磷酸的生成是尿素合成的重要環(huán)節(jié)。AGA是CSP-Ⅰ的變構(gòu)激動劑，精氨酸是AGA合成酶的激活劑。第3章核苷酸代謝一、嘌呤核苷酸代謝１、合成原料CO2甘氨酸C6N7天冬氨酸N1C5甲?；ㄒ惶紗挝唬〤2C4CN3N9谷氨酰胺２、合成過程１）從頭合成：5-磷酸核糖PRPP合成酶磷酸核糖焦磷酸PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶5-磷酸核糖胺ATPAMP(PRPP)ATPAMP次黃嘌呤核苷酸(IMP)GTPGMP黃嘌呤核苷酸(XMP)嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先單獨合成嘌呤堿然后再與磷酸核糖結(jié)合而成的。2）補救合成：運用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，通過簡樸的反映過程，合成嘌呤核苷酸。生理意義為：首先在于能夠節(jié)省從頭合成時能量和某些氨基酸的消耗；另首先，體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等由于缺少從頭合成的酶體系，只能進行補救合成。3、脫氧核苷酸的生成脫氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上，由核糖核苷酸還原酶催化，核糖核苷酸C2上的羥基被氫取代生成。4、分解產(chǎn)物AMP次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶尿酸GMP鳥嘌呤人體內(nèi)嘌呤堿最后分解生成尿酸，隨尿排出體外。痛風(fēng)癥患者血中尿酸含量升高。臨床上慣用別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥，這是由于別嘌呤醇與次黃嘌呤構(gòu)造類似，可克制黃嘌呤氧化酶，從而克制尿酸的生成。5、抗代謝物第九章核苷酸代謝一、核苷酸類物質(zhì)的生理功用：核苷酸類物質(zhì)在人體內(nèi)的生理功用重要有：①作為合成核酸的原料：如用ATP，GTP，CTP，UTP合成RNA，用dATP，dGTP，dCTP，dTTP合成DNA。②作為能量的貯存和供應(yīng)形式：除ATP之外，尚有GTP，UTP，CTP等。③參加代謝或生理活動的調(diào)節(jié)：如環(huán)核苷酸cAMP和cGMP作為激素的第二信使。④參加構(gòu)成酶的輔酶或輔基：如在NAD+，NADP+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA中均含有核苷酸的成分。⑤作為代謝中間物的載體：如用UDP攜帶糖基，用CDP攜帶膽堿，膽胺或甘油二酯，用腺苷攜帶蛋氨酸（SAM）等。二、嘌呤核苷酸的合成代謝：1．從頭合成途徑：運用某些簡樸的前體物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳單位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的過程稱為從頭合成途徑。這一途徑重要見于肝臟，另首先為小腸和胸腺。嘌呤環(huán)中各原子分別來自下列前體物質(zhì)：Asp→N1；N10-CHOFH4→C2；Gln→N3和N9；CO2→C6；N5,N10=CH-FH4→C8；Gly→C4、C5和N7。合成過程可分為三個階段：⑴次黃嘌呤核苷酸的合成：在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5'-磷酸核糖合成PRPP(1'-焦磷酸-5'-磷酸核糖)。然后再通過大概10步反映，合成第一種嘌呤核苷酸--次黃苷酸（IMP）。⑵腺苷酸及鳥苷酸的合成：IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸（AMP-S），然后裂解產(chǎn)生AMP；IMP也可在IMP脫氫酶的催化下，以NAD+為受氫體，脫氫氧化為黃苷酸（XMP），后者再在鳥苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合成鳥苷酸（GMP）。⑶三磷酸嘌呤核苷的合成：AMP/GMP被進一步磷酸化，最后生成ATP/GTP，作為合成RNA的原料。ADP/GDP則可在核糖核苷酸還原酶的催化下，脫氧生成dADP/dGDP，然后再磷酸化為dATP/dGTP，作為合成DNA的原料。2．補救合成途徑：又稱再運用合成途徑。指運用分解代謝產(chǎn)生的自由嘌呤堿合成嘌呤核苷酸的過程。這一途徑可在大多數(shù)組織細胞中進行。其反映為：A+PRPP→AMP；G/I+PRPP→GMP/IMP。3．抗代謝藥品對嘌呤核苷酸合成的克制：能夠克制嘌呤核苷酸合成的某些抗代謝藥品，普通是屬于嘌呤、氨基酸或葉酸的類似物，重要通過對代謝酶的競爭性克制作用，來干擾或克制嘌呤核苷酸的合成，因而含有抗腫瘤治療作用。在臨床上應(yīng)用較多的嘌呤核苷酸類似物重要是6-巰基嘌呤（6-MP）。6-MP的化學(xué)構(gòu)造與次黃嘌呤類似，因而能夠克制IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP或GMP，從而干擾嘌呤核苷酸的合成。三、嘌呤核苷酸的分解代謝：嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤堿，最后產(chǎn)生的I和X經(jīng)黃嘌呤氧化酶催化氧化生成終產(chǎn)物尿酸。痛風(fēng)癥患者由于體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝異常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸鈉晶體沉積于軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織及腎臟，臨床上體現(xiàn)為皮下結(jié)節(jié)，關(guān)節(jié)疼痛等?？捎脛e嘌呤醇予以治療。四、嘧啶核苷酸的合成代謝：1．從頭合成途徑：指運用某些簡樸的前體物逐步合成嘧啶核苷酸的過程。該過程重要在肝臟的胞液中進行。嘧啶環(huán)中各原子分別來自下列前體物：CO2→C2；Gln→N3；Asp→C4、C5、C6、N1。嘧啶核苷酸的重要合成環(huán)節(jié)為：⑴尿苷酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP等為原料合成氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶的催化下，轉(zhuǎn)移一分子天冬氨酸，從而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再經(jīng)脫氫、脫羧、環(huán)化等反映，合成第一種嘧啶核苷酸，即UMP。⑵胞苷酸的合成：UMP經(jīng)磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基轉(zhuǎn)變?yōu)镃TP。⑶脫氧嘧啶核苷酸的合成：①CTP→CDP→dCDP→dCTP。②dCDP→dCMP→dUMP→dTMP→dTDP→dTTP。胸苷酸合成酶催化dUMP甲基化，甲基供體為N5,N10-亞甲基四氫葉酸。2．補救合成途徑：由分解代謝產(chǎn)生的嘧啶/嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)猷奏ず塑账岬倪^程稱為補救合成途徑。以嘧啶核苷的補救合成途徑較重要。重要反映為：UR/CR+ATP→UMP/CMP；TdR+ATP→dTMP。3．抗代謝藥品對嘧啶核苷酸合成的克制：能夠克制嘧啶核苷酸合成的抗代謝藥品也是某些嘧啶核苷酸的類似物，通過對酶的競爭性克制而干擾或克制嘧啶核苷酸的合成。重要的抗代謝藥品是5-氟尿嘧啶（5-FU）。5-FU在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)镕-dUMP，其構(gòu)造與dUMP相似，可競爭性克制胸苷酸合成酶的活性，從而克制胸苷酸的合成。五、嘧啶核苷酸的分解代謝：嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，產(chǎn)生的嘧啶堿可在體內(nèi)進一步分解代謝。不同的嘧啶堿其分解代謝的產(chǎn)物不同，其降解過程重要在肝臟進行。胞嘧啶和尿嘧啶降解的終產(chǎn)物為（β-丙氨酸+NH3+CO2）；胸腺嘧啶降解的終產(chǎn)物為（β-氨基異丁酸+NH3+CO2）。第十一章DNA的生物合成一、遺傳學(xué)的中心法則和反中心法則：DNA通過復(fù)制將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)分子，從而決定生物的體現(xiàn)型。DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就構(gòu)成了遺傳學(xué)的中心法則。但在少數(shù)RNA病毒中，其遺傳信息貯存在RNA中。因此，在這些生物體中，遺傳信息的流向是RNA通過復(fù)制，將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過反轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給DNA，再由DNA通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞給蛋白質(zhì)，這種遺傳信息的流向就稱為反中心法則。二、DNA復(fù)制的特點：1．半保存復(fù)制：DNA在復(fù)制時，以親代DNA的每一股作模板，合成完全相似的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一股親代DNA鏈，這種現(xiàn)象稱為DNA的半保存復(fù)制(semiconservativereplication)。DNA以半保存方式進行復(fù)制，是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完畢的實驗所證明。2．有一定的復(fù)制起始點：DNA在復(fù)制時，需在特定的位點起始，這是某些含有特定核苷酸排列次序的片段，即復(fù)制起始點（復(fù)制子）。在原核生物中，復(fù)制起始點普通為一種，而在真核生物中則為多個。3．需要引物(primer)：DNA聚合酶必須以一段含有3'端自由羥基（3'-OH）的RNA作為引物，才干開始聚合子代DNA鏈。RNA引物的大小，在原核生物中普通為50～100個核苷酸，而在真核生物中約為10個核苷酸。4．雙向復(fù)制：DNA復(fù)制時，以復(fù)制起始點為中心，向兩個方向進行復(fù)制。但在低等生物中，也可進行單向復(fù)制。5．半不持續(xù)復(fù)制：由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA鏈，因此兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。以3'→5'方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在聚合時基本上是持續(xù)進行的，這一條鏈被稱為領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)。而以5'→3'方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在聚合時則是不持續(xù)的，這條鏈被稱為隨從鏈(laggingstrand)。DNA在復(fù)制時，由隨從鏈所形成的某些子代DNA短鏈稱為岡崎片段(Okazakifragment)。岡崎片段的大小，在原核生物中約為1000～個核苷酸，而在真核生物中約為100個核苷酸。三、DNA復(fù)制的條件：1．底物：以四種脫氧核糖核酸(deoxynucleotidetriphosphate)為底物，即dATP，dGTP，dCTP，dTTP。2．模板(template)：以親代DNA的兩股鏈解開后，分別作為模板進行復(fù)制。3．引發(fā)體(primosome)和RNA引物(primer)：引發(fā)體由引發(fā)前體與引物酶（primase）組裝而成。引發(fā)前體是由若干蛋白因子聚合而成的復(fù)合體；引物酶本質(zhì)上是一種依賴DNA的RNA聚合酶（DDRP）。4．DNA聚合酶（DNAdependentDNApolymerase,DDDP）：⑴種類和生理功效：在原核生物中，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有三種，分別命名為DNA聚合酶Ⅰ（polⅠ），DNA聚合酶Ⅱ（polⅡ），DNA聚合酶Ⅲ（polⅢ），這三種酶都屬于含有多個酶活性的多功效酶。polⅠ為單一肽鏈的大分子蛋白質(zhì)，含有5'→3'聚合酶活性、3'→5'外切酶活性和5'→3'外切酶的活性；其功效重要是去除引物、彌補缺口以及修復(fù)損傷。polⅡ含有5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性，其功效不明。polⅢ是由十種亞基構(gòu)成的不對稱二聚體，含有5'→3'聚合酶活性和3'→5'外切酶活性，與DNA復(fù)制功效有關(guān)。在真核生物中，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有五種。其中，參加染色體DNA復(fù)制的是polα（延長隨從鏈）和polδ（延長領(lǐng)頭鏈），參加線粒體DNA復(fù)制的是polγ，polε與DNA損傷修復(fù)、校讀和彌補缺口有關(guān)，polβ只在其它聚合酶無活性時才發(fā)揮作用。⑵DNA復(fù)制的保真性：為了確保遺傳的穩(wěn)定，DNA的復(fù)制必須含有高保真性。DNA復(fù)制時的保真性重要與下列因素有關(guān)：①恪守嚴格的堿基配對規(guī)律；②在復(fù)制時對堿基的對的選擇；③對復(fù)制過程中出現(xiàn)的錯誤及時進行校正。5．DNA連接酶(DNAligase)：DNA連接酶可催化兩段DNA片段之間磷酸二酯鍵的形成，而使兩段DNA連接起來。該酶催化的條件是：①需一段DNA片段含有3'-OH，而另一段DNA片段含有5'-Pi基；②未封閉的缺口位于雙鏈DNA中，即其中有一條鏈是完整的；③需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能。6．單鏈DNA結(jié)合蛋白（singlestrandbindingprotein,SSB）：又稱螺旋反穩(wěn)蛋白（HDP）。這是某些能夠與單鏈DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因子。其作用為：①穩(wěn)定單鏈DNA，便于以其為模板復(fù)制子代DNA；②保護單鏈DNA，避免核酸酶的降解。7．解螺旋酶（unwindingenzyme）：又稱解鏈酶或rep蛋白，是用于解開DNA雙鏈的酶蛋白，每解開一對堿基，需消耗兩分子ATP。8．拓撲異構(gòu)酶(topoisomerase)：拓撲異構(gòu)酶可將DNA雙鏈中的一條鏈或兩條鏈切斷，松開超螺旋后再將DNA鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。四、DNA生物合成過程：1．復(fù)制的起始：⑴預(yù)引發(fā)：①解旋解鏈，形成復(fù)制叉：由拓撲異構(gòu)酶和解鏈酶作用，使DNA的超螺旋及雙螺旋構(gòu)造解開，形成兩條單鏈DNA。單鏈DNA結(jié)合蛋白（SSB）結(jié)合在單鏈DNA上，形成復(fù)制叉。DNA復(fù)制時，局部雙螺旋解開形成兩條單鏈，這種叉狀構(gòu)造稱為復(fù)制叉。②引發(fā)體組裝：由引發(fā)前體蛋白因子識別復(fù)制起始點，并與引發(fā)酶一起組裝形成引發(fā)體。⑵引發(fā)：在引發(fā)酶的催化下，以DNA鏈為模板，合成一段短的RNA引物。2．復(fù)制的延長：⑴聚合子代DNA：由DNA聚合酶催化，以親代DNA鏈為模板，從5'→3'方向聚合子代DNA鏈。⑵引發(fā)體移動：引發(fā)體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的復(fù)制叉，隨從鏈重新合成RNA引物，繼續(xù)進行鏈的延長。3．復(fù)制的終止：⑴去除引物，彌補缺口：RNA引物被水解，缺口由DNA鏈彌補，直到剩余最后一種磷酸酯鍵的缺口。⑵連接岡崎片段：在DNA連接酶的催化下，將岡崎片段連接起來，形成完整的DNA長鏈。⑶真核生物端粒（telomere）的形成：端粒是指真核生物染色體線性DNA分子末端的構(gòu)造部分，普通膨大成粒狀。線性DNA在復(fù)制完畢后，其末端由于引物RNA的水解而可能出現(xiàn)縮短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，進行延長反映。端粒酶是一種RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體，它能夠其RNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄過程對末端DNA鏈進行延長。五、DNA的損傷：由自發(fā)的或環(huán)境的因素引發(fā)DNA一級構(gòu)造的任何異常的變化稱為DNA的損傷。常見的DNA的損傷涉及堿基脫落、堿基修飾、交聯(lián)，鏈的斷裂，重組等。引發(fā)DNA損傷的因素有：1．自發(fā)因素：(1)自發(fā)脫堿基：由于N-糖苷鍵的自發(fā)斷裂，引發(fā)嘌呤或嘧啶堿基的脫落。(2)自發(fā)脫氨基：C自發(fā)脫氨基可生成U，A自發(fā)脫氨基可生成I。(3)復(fù)制錯配：由于復(fù)制時堿基配對錯誤引發(fā)的損傷。2．物理因素：由紫外線、電離輻射、X射線等引發(fā)的DNA損傷。其中，X射線和電離輻射經(jīng)常引發(fā)DNA鏈的斷裂，而紫外線經(jīng)常引發(fā)嘧啶二聚體的形成，如TT，TC，CC等二聚體。3．化學(xué)因素：(1)脫氨劑：如亞硝酸與亞硝酸鹽，可加速C脫氨基生成U，A脫氨基生成I。(2)烷基化劑：這是一類帶有活性烷基的化合物，可提供甲基或其它烷基，引發(fā)堿基或磷酸基的烷基化，甚至可引發(fā)鄰近堿基的交聯(lián)。(3)DNA加合劑：如苯并芘，在體內(nèi)代謝后生成四羥苯并芘，與嘌呤共價結(jié)合引發(fā)損傷。(4)堿基類似物：如5-FU，6-MP等，可摻入到DNA分子中引發(fā)損傷或突變。(5)斷鏈劑：如過氧化物，含巰基化合物等，可引發(fā)DNA鏈的斷裂。六、DNA突變的類型：1．點突變：轉(zhuǎn)換--相似類型堿基的取代。顛換--不同類型堿基的取代。插入--增加一種堿基。缺失--減少一種堿基。2．復(fù)突變：插入--增加一段