护理本科生物化学期末复习 .ppt

生物化学生物化学生物化学生物化学期期 末末 总总 复复 习习1.微生物微生物2.植物学植物学3.生态学生态学4.林学林学5.生物化学与分子生物学生物化学与分子生物学6.遗传学遗传学7.细胞生物学与发育生物细胞生物学与发育生物学学8.免疫学免疫学9.神经科学与心理学神经科学与心理学10.生物物理学与生物医生物物理学与生物医学工程学工程11.农学农学12.畜牧兽医与水产学畜牧兽医与水产学13.动物学动物学14.生理学与病理学生理学与病理学15.预防医学与卫生学预防医学与卫生学16.临床医学基础学科临床医学基础学科17.药物学与药理学药物学与药理学18.中医学与中药学中医学与中药学 按照国家自然科学基金委员会的分类，生命科学包括按照国家自然科学基金委员会的分类，生命科学包括：学好生物化学的秘诀正如一句谚语所说的：正如一句谚语所说的：我听，我忘。我听，我忘。我看，我记得。我看，我记得。我做，我理解。我做，我理解。第1章 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能一、一、蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成1 1、组成蛋白质的元素：、组成蛋白质的元素：主要元素有：主要元素有：C C、H H、O O、N N和和 S S各种蛋白质的含各种蛋白质的含N N量很接近量很接近,平均为平均为16162 2、组成单位：、组成单位：L-L-氨基酸氨基酸 有有2020种编码的氨种编码的氨基酸基酸熟悉熟悉2020种氨基酸的中文名称及简写符号种氨基酸的中文名称及简写符号 3、等电点：等电点：在某一在某一pH的溶液中，的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的性。此时溶液的pH值值称为该氨基酸的称为该氨基酸的等电点等电点。pH=pI pH pI pH 兼性兼性(中性中性)离子离子 阳离子阳离子 阴离子阴离子5、肽肽:氨基酸通过肽键连接形成氨基酸通过肽键连接形成.多肽多肽链链:是指许多氨基酸之间以肽键连接而是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。成的一种结构。多肽链有两端：多肽链有两端：N 末端末端 C 末端末端 氨基端氨基端 羧基端羧基端4、蛋白质的紫外吸收最大峰值为、蛋白质的紫外吸收最大峰值为280nm6、氨基酸在蛋白质分子中以、氨基酸在蛋白质分子中以肽键肽键相连相连 7.谷胱甘肽谷胱甘肽(GSH)-生物活性肽生物活性肽二、蛋白质的分子结构二、蛋白质的分子结构1 1、PrPr的一级结构：的一级结构：指在蛋白质分子从指在蛋白质分子从N-N-端至端至C-C-端的氨基酸排列顺序。端的氨基酸排列顺序。主要的化学键主要的化学键:肽键肽键，有些，有些PrPr还包括还包括二硫键二硫键。2 2、PrPr的二级结构：的二级结构：多肽链主链骨架原子的相对多肽链主链骨架原子的相对空间位置。空间位置。主要的化学键：主要的化学键：氢键氢键。形成二级结构的基础：形成二级结构的基础：肽单元肽单元常见的蛋白质二级结构常见的蛋白质二级结构-螺旋螺旋-折叠折叠-转转角角无规卷曲无规卷曲3、Pr的三级结构的三级结构：整条肽链中全部氨基整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。在三维空间的排布位置。主要的化学键主要的化学键:疏水键、离子键（盐键）、氢键和疏水键、离子键（盐键）、氢键和 Van Van derder WaalsWaals力（范德华力）力（范德华力）等等 其中最主要的是其中最主要的是疏水作用（或疏水作用（或疏水键）疏水键）大分子蛋白质的三级结构常可分割成大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域较为紧密，各行使其功能，称为结构域。结构域：结构域：4、蛋白质的四级结构：、蛋白质的四级结构：蛋白质分子蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用的布局和相互作用亚基之间的结合主要是：亚基之间的结合主要是：氢键氢键和和离子键离子键三、蛋白质结构与功能的关系三、蛋白质结构与功能的关系1、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础2、蛋白质的功能依赖特定空间结构、蛋白质的功能依赖特定空间结构三级结构或四级结构的蛋白质才三级结构或四级结构的蛋白质才具有生物学功能。具有生物学功能。三、蛋白质结构与功能的关系三、蛋白质结构与功能的关系1、蛋白质一级结构是高级结构与功能的、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础基础2、蛋白质的功能依赖特定空间结构、蛋白质的功能依赖特定空间结构四、蛋白质的理化性质四、蛋白质的理化性质1、蛋白质具有两性电离的性质、蛋白质具有两性电离的性质-等电点等电点 2、蛋白质具有胶体性质、蛋白质具有胶体性质胶体稳定的因素胶体稳定的因素:颗粒表面电荷颗粒表面电荷 水化膜水化膜四、蛋白质的理化性质四、蛋白质的理化性质1、蛋白质具有两性电离的性质、蛋白质具有两性电离的性质-等电点等电点 2、蛋白质具有胶体性质、蛋白质具有胶体性质胶体稳定的因素胶体稳定的因素:颗粒表面电荷颗粒表面电荷 水化膜水化膜 pH=pI pH pI 8.8910.00mmol/L)肾糖阈肾糖阈 （二）、血糖水平的调节二）、血糖水平的调节主要调节激素主要调节激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素(insulin)升高血糖升高血糖胰高血糖素胰高血糖素糖皮质激素糖皮质激素肾上腺素肾上腺素糖尿病人代谢时会糖尿病人代谢时会 出现多方出现多方面的代谢紊乱。面的代谢紊乱。脂类是脂类是指脂肪和类脂的总称为脂类指脂肪和类脂的总称为脂类。第5章 脂类代谢 血浆中所含脂类统称为血浆中所含脂类统称为血脂血脂，包括：甘油三，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。必需脂肪酸必需脂肪酸亚油酸、亚麻酸、花生四烯亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸酸等多不饱和脂肪酸是人体不可缺乏的营养等多不饱和脂肪酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取，故称必素，不能自身合成，需从食物摄取，故称必需脂肪酸。需脂肪酸。一、甘油三酯的分解代谢一、甘油三酯的分解代谢 (一一)脂肪动员脂肪动员1.定义定义 储存的脂肪，被脂肪酶逐步水解为储存的脂肪，被脂肪酶逐步水解为FFA及及甘油甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。2.关键酶关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)3.脂解激素脂解激素 能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、去甲肾上腺素、ACTH 等。等。4.抗脂解激素抗脂解激素 可抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺可抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素素E2等。等。3.脂肪酸氧化的反应过程脂肪酸氧化的反应过程1.脂肪酸氧化脂肪酸氧化的反应部位的反应部位 除除脑脑组织外组织外,大多数组织均可进行，其中大多数组织均可进行，其中肝、肌肉肝、肌肉最活跃。最活跃。第一阶段：脂肪酸的活化成第一阶段：脂肪酸的活化成脂酰脂酰CoA（胞液胞液）第二阶段：脂酰第二阶段：脂酰CoA经经肉碱肉碱转运转运进入线粒体进入线粒体第三阶段：第三阶段：-氧化过程：氧化过程：脱氢、加水、再脱氢、硫解脱氢、加水、再脱氢、硫解第四阶段：乙酰第四阶段：乙酰CoA的彻底氧化的彻底氧化(二二)脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化2.亚细胞亚细胞定位定位 胞液、线粒体胞液、线粒体。4、脂脂酸酸氧氧化化是是体体内内能能量量的的重重要要来来源源-以以16碳软脂酸的氧化为例碳软脂酸的氧化为例活化：活化：消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键 n n-氧化：氧化：每轮循环每轮循环四个重复步骤：四个重复步骤：脱氢（脱氢（FADH2）、n n加水、加水、n n再脱氢再脱氢(NADH)n n硫解硫解 血浆水平血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl)。代谢定位：代谢定位：生成：肝细胞线粒体。生成：肝细胞线粒体。原料：乙酰原料：乙酰CoA。利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体。等）线粒体。(三三)酮体的生成和利用酮体的生成和利用酮体生成的酮体生成的关键酶：关键酶：HMGCoA合酶合酶 酮体是酮体是乙酰乙酸乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸羟丁酸 (-hydroxybutyrate)、丙酮丙酮(acetone)三者的总称。三者的总称。5、甘油 3-磷酸甘油 磷酸二羟 糖酵解1.酮体的生成酮体的生成 CO2 HSCoAHSCoA NAD+NADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA合酶合酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HMGCoA 裂解酶裂解酶CH3CSCoA乙酰乙酰CoAOCH3CSCoA乙酰乙酰CoAOCH3CCH2CSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAOOHOCCH2CCH2CSCoAOH 羟甲戊二酰羟甲戊二酰CoA(HMGCoA)OOCH3CH3CCH2COH乙酰乙酸乙酰乙酸OOCH3CHCH2COOHD(-)-羟丁酸羟丁酸OHCH3CCH3丙酮丙酮O琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶(心、肾、心、肾、脑及骨骼肌脑及骨骼肌的线粒体的线粒体)CH3CHCH2COOHD(-)-羟丁酸羟丁酸OH2.酮体的利用酮体的利用 NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 HSCoA+ATP PPi+AMP HSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶(肾、心和脑肾、心和脑的线粒体的线粒体)乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶(心、肾、脑及骨骼肌心、肾、脑及骨骼肌线粒体线粒体)CH3CCH2COH乙酰乙酸乙酰乙酸OOCH3CCH2CSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAOOCH3CSCoA乙酰乙酰CoAO2酮体的生成和利用的总示意图酮体的生成和利用的总示意图2 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酸乙酰乙酸 HMGCoA D(-)-羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 2 乙酰乙酰CoA (一一)脂肪酸的合成脂肪酸的合成1.合成部位合成部位 肝肝(主要主要)、脂肪脂肪等组织的胞液中。等组织的胞液中。(2)NADPH的来源的来源 主要来源是磷酸戊糖途径，胞液中主要来源是磷酸戊糖途径，胞液中异柠檬异柠檬酸脱氢酶酸脱氢酶及及苹果酸酶苹果酸酶催化的反应亦可提供。催化的反应亦可提供。乙酰乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+2.合成原料合成原料(1)乙酰乙酰CoA的主要来源的主要来源乙酰乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过全部在线粒体内产生，通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环 出线粒体。出线粒体。乙酰乙酰CoA 氨基酸氨基酸 Glc（主要）（主要）二、甘油三酯的合成代谢二、甘油三酯的合成代谢3.脂肪酸合成过程脂肪酸合成过程 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶(acetyl CoA carboxylase)是脂肪酸合成的是脂肪酸合成的限速酶限速酶，存在于胞液中，其辅，存在于胞液中，其辅基是基是生物素生物素，Mn2+是其激活剂。催化是其激活剂。催化丙二酰丙二酰CoA的合成。的合成。脂肪酸合酶复合体脂肪酸合酶复合体，该酶是由两个亚基组成，该酶是由两个亚基组成的二聚体，每个亚基都含有多个功能结构域和一的二聚体，每个亚基都含有多个功能结构域和一个酰基载体蛋白个酰基载体蛋白(acyl carrier protein，ACP)。脂肪酸合成的各步反应均在脂肪酸合成的各步反应均在ACP辅基上进行辅基上进行。(1)脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系二、二、胆固醇的合成胆固醇的合成2.细胞定位细胞定位：胞液、光面内质网胞液、光面内质网(一一)合成部位合成部位乙酰乙酰CoA通过通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环出线粒体。出线粒体。(二二)合成原料合成原料1.组织定位组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主肝、小肠为主。1分子胆固醇分子胆固醇 18乙酰乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化葡萄糖有氧氧化 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 胆固醇（胆固醇（140g）外源性胆固醇外源性胆固醇体内合成体内合成胆汁酸盐胆汁酸盐7-脱氢胆固醇脱氢胆固醇 （皮肤）（皮肤）VitD3紫外光紫外光1,25-(OH)2-D3类固醇激素类固醇激素皮质醇皮质醇醛固酮醛固酮睾丸酮睾丸酮雌二醇雌二醇孕酮孕酮粪固醇粪固醇消化吸收消化吸收内源性胆固醇内源性胆固醇排出体外排出体外四四、胆固醇的转化、胆固醇的转化五、血浆脂蛋白代谢五、血浆脂蛋白代谢n n1 1、概念：、概念：血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白蛋白 形式而运输，其中的形式而运输，其中的PrPr称为称为载脂蛋白载脂蛋白。n n2 2、血浆脂蛋白的分类血浆脂蛋白的分类n n超速离心法：超速离心法：CMCM、VLDLVLDL、LDLLDL、HDLHDLn n乳糜微粒（乳糜微粒（CMCM）：）：转运外源性甘油三酯转运外源性甘油三酯n n极低密度脂蛋白：极低密度脂蛋白：转运外源性甘油三酯转运外源性甘油三酯n n低密度脂蛋白：低密度脂蛋白：转运胆固醇到肝外转运胆固醇到肝外n n高密度脂蛋白高密度脂蛋白:转运肝外胆固醇入肝转运肝外胆固醇入肝VLDL的合成以肝为主，小肠亦可合成少量。的合成以肝为主，小肠亦可合成少量。第六章第六章 生物氧化生物氧化物物质质在在生生物物体体内内进进行行氧氧化化称称生生物物氧氧化化，主主要要指指糖糖、脂脂肪肪、蛋蛋白白质质等等在在体体内内分分解解时时逐逐步步释释放能量，最终生成放能量，最终生成CO2 和和 H2O的过程。的过程。呼呼吸吸链链：代代 谢谢 物物 脱脱 下下 的的 成成 对对 氢氢 原原 子子（2H）通通过过多多种种酶酶和和辅辅酶酶所所催催化化的的连连锁锁反反应应逐逐步步传传递递，最最终终与与氧氧结结合合生生成成水水，这这一一系系列列酶酶和和辅酶称为辅酶称为呼吸链呼吸链又称又称电子传递链电子传递链。1.NADH氧化呼吸链氧化呼吸链NADH 复合体复合体Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2P/O 比值比值=2.52.琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸琥珀酸 复合体复合体 Q 复合体复合体Cyt c 复合体复合体O2P/O 比值比值=1.5一、呼吸链成分的排列顺序一、呼吸链成分的排列顺序3.两条呼吸链的排列顺序两条呼吸链的排列顺序NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链FMNFMN(Fe(FeS)S)NADHNADH琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸FADFAD(Fe(FeS)S)CoQCytCyt b bCytCyt c c1 1CytCyt c cCytCyt aa aa3 3OO2 2 二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化 (一一)氧化磷酸化氧化磷酸化 是指是指在呼吸链电子传递过程中偶联在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成磷酸化，生成ATP，又称为，又称为偶联磷酸化偶联磷酸化。是是底底物物分分子子内内部部能能量量重重新新分分布布，生生成成高高能能键键，使使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的过程。的过程。(三三)底物水平磷酸化底物水平磷酸化 (二二)P/O 比值比值氧化磷酸化过程中，每消耗氧化磷酸化过程中，每消耗1摩尔无机磷原子数摩尔无机磷原子数与所消耗的氧原子摩尔数之比即与所消耗的氧原子摩尔数之比即P/O比值比值。ATP(四四)氧化磷酸化偶联氧化磷酸化偶联部位部位FMNFMN(Fe(FeS)S)NADHNADH琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸FADFAD(Fe(FeS)S)CoQCytCyt b bCytCyt c c1 1CytCyt c cCytCyt aa aa3 3OO2 2ATPATP(五五)氧化磷酸化的偶联机理氧化磷酸化的偶联机理-化学渗透假说化学渗透假说三、氧化磷酸化系统及抑制剂的影响三、氧化磷酸化系统及抑制剂的影响 胞胞浆中浆中NADH的氧化的氧化 胞浆胞浆胞浆胞浆中中中中NADHNADH必必必必须经一定须经一定须经一定须经一定转运机制转运机制转运机制转运机制进入线粒进入线粒进入线粒进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。-磷酸甘油穿梭（磷酸甘油穿梭（NADHFADH2)主要存在于脑和骨骼肌主要存在于脑和骨骼肌 苹果酸苹果酸-天冬氨酸穿梭（天冬氨酸穿梭（NADH NADH)主要存在于肝和心肌主要存在于肝和心肌 转运机制转运机制四、线粒体内膜的物质转运四、线粒体内膜的物质转运五、高能化合物的储存和利用五、高能化合物的储存和利用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种储存形式。储存形式。第第 7 章章 氨 基 酸 代 谢一、氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢1.1.1.1.营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸:指体内需要而又不能自身合成，必须由指体内需要而又不能自身合成，必须由指体内需要而又不能自身合成，必须由指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸食物供给的氨基酸食物供给的氨基酸食物供给的氨基酸,共有共有共有共有8 8种种种种:ThrThr、ValVal、LeuLeu、IleIle、PhePhe、TrpTrp、LysLys、MetMet 2.脱氨基作用脱氨基作用脱氨基作用脱氨基作用:指指指指aaaa脱去脱去脱去脱去-氨基生成相应氨基生成相应氨基生成相应氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。酮酸的过程。酮酸的过程。包括：包括：转氨基作用转氨基作用转氨基作用转氨基作用 辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 催化酶：催化酶：催化酶：催化酶：L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 氨基酸氧化酶作用氨基酸氧化酶作用氨基酸氧化酶作用氨基酸氧化酶作用 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环第第 7 章章 氨 基 酸 代 谢一、氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢1.1.1.1.营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸:指体内需要而又不能自身合成，必须由指体内需要而又不能自身合成，必须由指体内需要而又不能自身合成，必须由指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸食物供给的氨基酸食物供给的氨基酸食物供给的氨基酸,共有共有共有共有8 8种种种种:ThrThr、ValVal、LeuLeu、IleIle、PhePhe、TrpTrp、LysLys、MetMet 2.2.2.2.脱氨基作用脱氨基作用脱氨基作用脱氨基作用:指指指指aaaa脱去脱去脱去脱去-氨基生成相应氨基生成相应氨基生成相应氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。酮酸的过程。酮酸的过程。包括：包括：氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 催化酶：催化酶：催化酶：催化酶：L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 转氨基作用转氨基作用转氨基作用转氨基作用 辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛 联合脱氨基作用联合脱氨基作用联合脱氨基作用联合脱氨基作用 主要在肝、肾组织中进行主要在肝、肾组织中进行主要在肝、肾组织中进行主要在肝、肾组织中进行 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环 主要在肌肉组织进行主要在肌肉组织进行主要在肌肉组织进行主要在肌肉组织进行转氨酶的种类多，专一性强，分布广，主要存转氨酶的种类多，专一性强，分布广，主要存在于细胞内，血清中的活性很低。在于细胞内，血清中的活性很低。丙氨酸转氨酶丙氨酸转氨酶(ALT)：即谷丙转氨酶（即谷丙转氨酶（GPT）天冬氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶(AST)即谷草转氨酶（即谷草转氨酶（GOT）血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。后的指标之一。氨基酸脱氨基的主要方式：氨基酸脱氨基的主要方式：联合脱氨基作用联合脱氨基作用肝细胞中活性最强肝细胞中活性最强心肌细胞中活性最强心肌细胞中活性最强二、氨的代谢二、氨的代谢1、血血氨的来源氨的来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨肠道细菌腐败作用产生氨肠道细菌腐败作用产生氨肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺2、血血氨的转运氨的转运通过通过丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环氨从肌肉运往肝葡萄糖循环氨从肌肉运往肝 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用3、氨在肝合成尿素是氨的主要去路、氨在肝合成尿素是氨的主要去路生成部位生成部位:主要是在主要是在肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中进行的线粒体及胞液中进行反应过程反应过程:原料：原料：2 分子氨，一个来自于分子氨，一个来自于游离氨游离氨，另一个来自另一个来自天冬氨酸天冬氨酸。过程：过程：通过通过鸟氨酸循环鸟氨酸循环，也叫，也叫尿素循环尿素循环。耗能：耗能：3 个个ATP，4 个高能磷酸键。个高能磷酸键。关键酶：关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶,CPS-精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶在肝内合成尿素，这是最主要的去路。在肝内合成尿素，这是最主要的去路。合成非必需氨基酸及其他含氮化合物。合成非必需氨基酸及其他含氮化合物。合成谷氨酰胺。合成谷氨酰胺。去路去路鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPCPS-I(N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸)Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液精氨酸代精氨酸代琥珀酸合琥珀酸合成酶成酶H2OTAC-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内-酮戊二酸酮戊二酸氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制脑供能不足脑供能不足肝昏迷肝昏迷4、尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒血氨浓度升高称高血氨症，常见于肝功能严重损伤或尿素合成相关酶的遗传缺陷。高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒一碳单位：一碳单位：某些氨基酸在分解代谢过程中产某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位一碳单位的种类：一碳单位的种类：甲基甲基(-CH3)、甲烯基、甲烯基(-CH2-)、甲炔基、甲炔基(-CH=)、甲酰基甲酰基(-CHO)、亚胺甲基、亚胺甲基(-CH=NH)四氢叶酸四氢叶酸:一碳单位的运载体参与一碳单位代谢一碳单位的运载体参与一碳单位代谢SAM(S腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸)：甲基的直接供体甲基的直接供体其他个别氨基酸代谢的产物其他个别氨基酸代谢的产物氨基酸的特殊代谢及其产物氨基酸的特殊代谢及其产物L-组氨酸组氨酸 组胺组胺色氨酸色氨酸 5-羟色胺羟色胺 L-谷氨酸谷氨酸 -氨基丁酸氨基丁酸 L-半胱氨酸半胱氨酸 牛磺酸牛磺酸SAM为体内为体内甲基甲基的直接供体的直接供体活性硫酸根：活性硫酸根：3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-磷酸硫酸（磷酸硫酸（PAPS）(1)苯丙酮酸尿症苯丙酮酸尿症(PKU)苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶缺陷时，苯丙缺陷时，苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，生成苯丙酮酸、苯乙酸等从氨酸不能转变为酪氨酸，生成苯丙酮酸、苯乙酸等从尿排出的一种遗传代谢病。尿排出的一种遗传代谢病。苯丙氨酸的代谢苯丙氨酸的代谢苯丙氨酸苯丙氨酸 +O2酪氨酸酪氨酸 +H2O苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶2 H+(2)人体缺乏人体缺乏酪氨酸酶酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为毛发等发白，称为白化病白化病(albinism)。（3 3）体内体内尿黑酸氧化酶尿黑酸氧化酶先天缺陷时，尿黑酸分先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症，表现为骨及组织有解受阻，可出现尿黑酸症，表现为骨及组织有广泛的黑色物沉积。广泛的黑色物沉积。第八章第八章 核苷酸代谢核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢从头一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢从头合成和补救合成两种途径合成和补救合成两种途径（一）嘌呤核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径从头合成途径1、合成原料：磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及、合成原料：磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO22、哺乳动物合成部位：主要在肝脏哺乳动物合成部位：主要在肝脏3 3、在磷酸核糖上逐步合成；、在磷酸核糖上逐步合成；4 4、最先合成、最先合成IMPIMP，再转化成，再转化成AMPAMP和和GMPGMP5 5、脱氧核糖核苷酸的生成在、脱氧核糖核苷酸的生成在在核苷二磷酸水平上进行在核苷二磷酸水平上进行NDPdNDP核糖核苷酸还原酶，核糖核苷酸还原酶，Mg2+嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。或叶酸等的类似物。嘌呤类似物嘌呤类似物氨基酸类似物氨基酸类似物叶酸类似物叶酸类似物6-6-巯基嘌呤巯基嘌呤6-6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤8-8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸等等氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等（二）、嘌呤核苷酸的分解代谢（二）、嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤碱的嘌呤碱的最终代谢产物是最终代谢产物是尿酸尿酸二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢(一一)嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成1、合成部位：、合成部位：主要是肝细胞胞液主要是肝细胞胞液2、合成原料：、合成原料：谷氨酰胺、谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸和天冬氨酸3、最先合成、最先合成UMP，再生成，再生成CTP、dTMP(二二)、嘧啶核苷酸的分解代谢的终产、嘧啶核苷酸的分解代谢的终产物被彻底氧化分解物被彻底氧化分解 dTMP或或TMP的生成的生成TMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP第十章第十章 DNA的生物合成的生物合成n n一、复制的基本规律复制的基本规律n n1、半保留复制：半保留复制：半保留复制：半保留复制：DNADNA合成时，以亲代合成时，以亲代合成时，以亲代合成时，以亲代DNADNA解开解开解开解开的两股单链为模板，按碱基配对规律，合成子代的两股单链为模板，按碱基配对规律，合成子代的两股单链为模板，按碱基配对规律，合成子代的两股单链为模板，按碱基配对规律，合成子代DNADNA的过程。子代的过程。子代的过程。子代的过程。子代DNADNA，一股单链来源于亲代，一股单链来源于亲代，一股单链来源于亲代，一股单链来源于亲代，另一股单链为新合成。子代和亲代的另一股单链为新合成。子代和亲代的另一股单链为新合成。子代和亲代的另一股单链为新合成。子代和亲代的DNADNA碱基序碱基序碱基序碱基序列一致。这种复制方式称为列一致。这种复制方式称为列一致。这种复制方式称为列一致。这种复制方式称为半保留复制半保留复制半保留复制半保留复制n n意义：意义：意义：意义：按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代DNADNA与亲代与亲代与亲代与亲代DNADNA的的的的碱基序列一致碱基序列一致碱基序列一致碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传，即子代保留了亲代的全部遗传，即子代保留了亲代的全部遗传，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的信息，体现了遗传的信息，体现了遗传的信息，体现了遗传的保守性保守性保守性保守性n n2 2、DNADNA复制从起始点向两个方向延伸形成复制从起始点向两个方向延伸形成复制从起始点向两个方向延伸形成复制从起始点向两个方向延伸形成双向复双向复双向复双向复制制制制3 3、DNA复制为半不连续复制领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性半不连续性半不连续性半不连续性。顺解链方向生成的子链，复制为连续进行，称为顺解链方向生成的子链，复制为连续进行，称为顺解链方向生成的子链，复制为连续进行，称为顺解链方向生成的子链，复制为连续进行，称为领头链领头链领头链领头链另一股链复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连另一股链复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连另一股链复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连另一股链复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长续延长续延长续延长,称为称为称为称为随从链随从链随从链随从链。复制中不连续片段称为。复制中不连续片段称为。复制中不连续片段称为。复制中不连续片段称为岡崎片段岡崎片段岡崎片段岡崎片段二、二、二、二、DNADNA复制的酶学和拓扑学变化复制的酶学和拓扑学变化复制的酶学和拓扑学变化复制的酶学和拓扑学变化n n参与参与参与参与DNADNA复制的物质复制的物质复制的物质复制的物质:n n底物底物底物底物:d dNTPNTPn n聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶:依赖依赖依赖依赖DNADNA的的的的DNADNA聚合酶（聚合酶（聚合酶（聚合酶（DNA-DNA-polpol；DDDPDDDP）n n模板模板模板模板:解开成单链的解开成单链的解开成单链的解开成单链的DNADNA母链；母链；母链；母链；n n引物引物引物引物:提供提供提供提供3 3 -OH-OH末端使末端使末端使末端使dNTPdNTP可以依次聚合；可以依次聚合；可以依次聚合；可以依次聚合；n n其他的酶和蛋白质因子其他的酶和蛋白质因子其他的酶和蛋白质因子其他的酶和蛋白质因子聚合反应的特点聚合反应的特点聚合反应的特点聚合反应的特点:DNA DNA 新链生成需新链生成需新链生成需新链生成需引物引物引物引物和和和和模板模板模板模板；新链的延长只可沿新链的延长只可沿新链的延长只可沿新链的延长只可沿5 5 3 3 方向方向方向方向进行进行进行进行 n n原核生物的原核生物的原核生物的原核生物的DNADNA聚合酶分为三型聚合酶分为三型聚合酶分为三型聚合酶分为三型:DNA-DNA-polpol n n DNA-DNA-polpol n n DNA-DNA-polpol 延延延延长长长长子子子子链链链链常见的真核细胞常见的真核细胞常见的真核细胞常见的真核细胞DNADNA聚合酶有五种聚合酶有五种聚合酶有五种聚合酶有五种DNA-DNA-polpol DNA-DNA-polpol DNA-DNA-polpol DNA-DNA-polpol 延长子链的主要酶延长子链的主要酶延长子链的主要酶延长子链的主要酶DNA-DNA-polpol 1、DNA聚合酶聚合酶n n参与参与DNA合成反应的各种酶合成反应的各种酶n nDNA聚合酶：催化核苷酸之间聚合n n核酸外切酶：校读和碱基选择n n拓扑异构酶：理顺DNA链n n解螺旋酶解螺旋酶解螺旋酶解螺旋酶DnaADnaA、B B、C C：作用于氢键，使作用于氢键，使作用于氢键，使作用于氢键，使DNADNA双链双链双链双链解开成为两条单链。解开成为两条单链。解开成为两条单链。解开成为两条单链。n n引物酶引物酶引物酶引物酶:由由由由dnaGdnaG编码编码编码编码,催化生成催化生成催化生成催化生成RNARNA引物的酶引物的酶引物的酶引物的酶n n单链单链单链单链DNADNA结合蛋白结合蛋白结合蛋白结合蛋白(SSB)(SSB):保护单链的完整保护单链的完整保护单链的完整保护单链的完整DNADNA拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶:改变改变改变改变DNADNA超螺旋状态、理顺超螺旋状态、理顺超螺旋状态、理顺超螺旋状态、理顺DNADNA链链链链DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶:连接连接连接连接DNADNA双链中的单链缺口双链中的单链缺口双链中的单链缺口双链中的单链缺口提供核糖提供核糖3-OH提供提供5-P结果结果DNA聚合酶聚合酶引物或延长中的引物或延长中的新链新链游离游离dNTP去去PPi(dNTP)n+1连接酶连接酶复制中不连续的两条单链复制中不连续的两条单链不连续不连续连续链连续链拓扑酶拓扑酶切断、整理后的两链切断、整理后的两链改变拓扑状态改变拓扑状态DNA聚合酶，拓扑酶和连接酶催化聚合酶，拓扑酶和连接酶催化3,5-磷酸二酯键生成的比较磷酸二酯键生成的比较 三、三、DNA的生物合成过程的生物合成过程2、真核生物复制的起始与原核基本相似真核生物复制的起始与原核基本相似含有解螺旋酶含有解螺旋酶(DnaB蛋白蛋白)、DnaC蛋白、引物酶蛋白、引物酶(DnaG蛋白蛋白)和和DNA复制起始区域的复合结构称为复制起始区域的复合结构称为引发体引发体n n1、原核生物的、原核生物的DNA生物合成：生物合成：复制起始复制起始DNA解链形成引发体解链形成引发体 端粒端粒(telomere)指真核生物染色体线性指真核生物染色体线性DNA分子末端分子末端的结构。的结构。四、DNA损伤与修复突变突变(Mutation)是指是指DNA分子中碱基序列分子中碱基序列的改变，又称为的改变，又称为DNA损伤损伤(DNA damage)。错配错配缺失缺失 插入插入 重排重排框移框移 突变的类型突变的类型n n逆转录逆转录概念概念含有逆转录酶的含有逆转录酶的RNA病毒是通过逆转录病毒是通过逆转录(反反转录转录)过程传递遗传信息的，即以过程传递遗传信息的，即以RNA为模板，为模板，指导指导DNA的合成，也称为反转录或逆转录。的合成，也称为反转录或逆转录。n n逆转录酶：逆转录酶：是一种依赖是一种依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶(RNA dependent DNA polymerase，RDDP)，是，是一多功能酶。一多功能酶。第第11章章 RNA的生物合成的生物合成n n是是DNADNA指导的指导的RNARNA合成，也叫转录合成，也叫转录n nRNARNA指导的指导的RNARNA合成，也叫合成，也叫RNARNA复制复制n n转录转录转录转录 (transcription)(transcription)是是是是生物体以生物体以生物体以生物体以DNADNA为模板合成为模板合成为模板合成为模板合成RNARNA的过程的过程的过程的过程 。n n参与转录的物质：参与转录的物质：参与转录的物质：参与转录的物质：原料原料原料原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)n n 模板模板模板模板:DNA DNAn n 酶酶酶酶 :依赖依赖依赖依赖DNADNA的的的的RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶n n (RNA-(RNA-polpol)（DDRPDDRP）n n 其他蛋白质因子其他蛋白质因子其他蛋白质因子其他蛋白质因子复制和转录的区别复制和转录的区别 A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA聚合酶聚合酶-polDNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料两股链均复制两股链均复制模板模板转录转录复制复制A-U，T-A，G-CA-T，G-CmRNA，tRNA，rRNA子代双链子代双链DNA（半保留复制）半保留复制）产物产物RNA(RNA-pol)DNA聚合酶聚合酶酶酶NTPdNTP原料原料模板链转录模板链转录(不对称转录不对称转录)两股链均复制两股链均复制模板模板转录转录复制复制RNA聚合酶聚合酶（一）原核生物的（一）原核