医学检验《生物化学与分子生物学》总复习.ppt

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1、第二章蛋白质化学要点：氨基酸的通式及分类肽键的形成蛋白质的一级结构及空间结构的关系变性的本质及应用蛋白质的元素组成l1、元素分析表明：C 50-55%H 6-8%O 19-24%N 13-19%S 0-4%还含有少量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I氨基酸的结构特点（1）蛋白质水解所得的氨基酸为-氨基酸（脯氨酸为-亚氨酸）（2）组成天然蛋白质的氨基酸均为L-型（甘氨酸除外）氨基酸的分类l1、非极性侧链氨基酸(脂肪族)l2、非电离极性侧链氨基酸(芳香族)l3、酸性侧链氨基酸l4、碱性侧链氨基酸肽的相关概念l1、氨基酸残基：肽链中氨基酸分子因脱水缩合而基团不全，称为氨基酸残基；2、肽或肽

2、链:由多个氨基酸残基通过肽键连接而成的分子.(寡肽,多肽等)谷胱甘肽蛋白质的分子结构1、一级结构 二级结构2、空间结构 三级结构 四级结构蛋白质的一级结构1、概念：多肽链中氨基酸的排列顺序；这种顺序是由基因上的遗传信息决定的。2、主要结构键：肽键 二硫键二级结构l1、螺旋l2、-折叠l3、-转角l4、无规线团螺旋概念：多肽链中肽键平面通过-碳原子的相对旋转，沿长轴方向，按规律盘绕形成的紧密螺旋盘曲构象。三级结构l概念：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链的所有原子在三维空间的排布位置。四级结构l概念：由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，这种蛋白质的每一条肽链

3、称为一个蛋白质亚基；亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布，并以共价键相连接。变性l概念：在某些物理因素或化学因素的作用下维持蛋白质的空间结构的次级键断裂，天然构象被破坏从而引起理化性质的改变，生物学活性丧失的现象。(本质是空间结构的破坏)变性的应用l临床上用煮沸，高压蒸汽，乙醇，紫外线等使细菌蛋白质变性，达到灭菌的作用。l低温保护或延缓生物活性蛋白质变性别构效应l概念：当某些小分子物质特异的与某些蛋白质或酶结合后，引起该蛋白质或酶构象发生微妙而规律的变化，从而导致其活性的改变，这种效应成为别构效应或变构效应。蛋白质的两性解离第 三 章核酸的结构和功能核酸的结构和功能Structure and F

4、unction of Nucleic Acid核酸的分类及分布核酸的分类及分布 90%90%以以上上分分布布于于细细胞胞核核，其其余余分分布布于于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleic acid,DNA)(ribonucleic acid,RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型体的基因型(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNA遗传信息的表遗传信息的表达。某些病毒达。某些病毒RNA也可作为遗也可作为遗传信息的载体。传信息的载

5、体。核酸的化学组成核酸的化学组成 1.元素组成元素组成C、H、O、N、P（910%）2.分子组成分子组成 碱基碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱：嘌呤碱，嘧啶碱 (A-T或或U,G-C)戊糖戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖：核糖，脱氧核糖 磷酸磷酸(phosphate)核苷酸：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP 核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。体内重要的游离核苷酸及其衍

6、生物体内重要的游离核苷酸及其衍生物l 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTPl 环化核苷酸环化核苷酸:cAMP，cGMP二、核酸的一级结构二、核酸的一级结构定义定义核核核核酸酸酸酸中中中中核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸的的的的排排排排列顺序。列顺序。列顺序。列顺序。由由由由于于于于核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸间间间间的的的的差差差差异异异异主主主主要要要要是是是是碱碱碱碱基基基基不不不不同同同同，所所所所以也称为以也称为以也称为以也称为碱基序列碱基序列碱基序列碱基序列。55端端3端端CGAA G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法5 pApCpTpGpCpT-OH

7、 3 5 A C T G C T 3 目目 录录（一）（一）DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）uDNADNA分分子子由由两两条条相相互互平平行行但但走走向向相相反反的的脱脱氧氧多多核核苷苷酸酸链链组组成成，两两链链以以-脱脱氧氧核核糖糖-磷磷酸酸-为为骨骨架架，以以右右手手螺螺旋旋方方式式绕绕同同一一公公共共轴轴盘盘。螺螺旋旋直直径径为为2 2nm，形形成成大大沟沟(major groove)及及小小沟沟(minor groove)相间。相间。目目 录录DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953）u碱碱基基垂垂

8、直直螺螺旋旋轴轴居居双双螺螺旋旋内内側側，与与对对側側碱碱基基形形成成氢氢键键配配对对（互互补补配配对对形形式式：A=T;G C）。u相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距螺旋一圈螺距3.4nm，一圈，一圈10对碱基。对碱基。目目 录录DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953）u氢氢键键维维持持双双链链横横向向稳稳定定性性，碱碱基基堆堆积积力力维维持持双双链链纵向稳定性纵向稳定性。目目 录录（二）原核生物（二）原核生物DNA的高级结构的高级结构:超螺旋超螺旋（三）（三）DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装真真核核生生

9、物物染染色色体体由由DNA和和蛋蛋白白质质构构成成，其基本单位是其基本单位是 核小体核小体(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1H2A，H2BH3H4二、二、DNA的变性的变性(denaturation)定义定义：在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，DNA双链解开双链解开成两条单链的过程。成两条单链的过程。方法：方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：变性后其它理化性质变化：OD260增高增高粘度下降粘

10、度下降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸碱滴定曲线改变酸碱滴定曲线改变生物活性丧失生物活性丧失目目 录录 Tm：变变性性是是在在一一个个相相当当窄窄的的温温度度范范围围内内完完成成，在在这这一一范范围围内内，紫紫外外光光吸吸收收值值达达到到最最大大值值的的50%时时的的温温度度称称为为DNA的的解解链链温温度度，又又称称融融解解温温度度(melting temperature,Tm)。其其大大小小与与G+C含量成正比。含量成正比。目目 录录DNA-DNA杂交双链分子杂交双链分子变性变性 复性复性 不同来源的不同来源的DNA分子分子一、一、mRNA的功能的功能 把把DNA所所携携带带

11、的的遗遗传传信信息息，按按碱碱基基互互补补配配对对原原则则，抄抄录录并并传传送送至至核核糖糖体体，用用以以决决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 *tRNAtRNA的一级结构特点的一级结构特点的一级结构特点的一级结构特点 含含含含 101020%20%稀有碱基，如稀有碱基，如稀有碱基，如稀有碱基，如 DHUDHU 3 3 末端为末端为末端为末端为 CCA-OH CCA-O

12、H 5 5 末端大多数为末端大多数为末端大多数为末端大多数为G G 具有具有具有具有 T T C C 二、转运二、转运RNA的结构与功能的结构与功能*tRNA的二级结构的二级结构三叶草形三叶草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TC环环氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环*rRNA的结构的结构三、核蛋白体三、核蛋白体RNA的结构与功能的结构与功能*rRNA的功能的功能参参与与组组成成核核蛋蛋白白体体，作作为为蛋蛋白白质质生生物物合成的场所。合成的场所。酶的概念n n目前将生物催化剂分为两类目前将生物催化剂分为两类目前将生物催化剂分为两类目前将生物催化剂分为两类酶酶酶酶 、

13、核酶（脱氧核酶）核酶（脱氧核酶）核酶（脱氧核酶）核酶（脱氧核酶）n酶是一类由活细胞产生的，酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物对其特异底物具有高效催化作用的具有高效催化作用的蛋白质。蛋白质。一、酶的分子组成蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)辅助因子辅助因子(cofactor)金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物(Vb)(Vb)全酶全酶(holoenzyme)n n结合酶结合酶结合酶结合酶 (conjugated enzyme)(conjugated enzyme)n n单纯酶单纯酶单纯酶单纯酶 (simple enzyme)金属辅助因子的作用 维维持持酶酶分

14、分子子构构象象，甚甚至至参参与与活活性性中中心的形成；心的形成；作作为为连连接接酶酶与与底底物物的的桥桥梁梁，便便于于酶酶对底物起作用；对底物起作用；在在酶酶分分子子中中通通过过本本身身的的氧氧化化还还原原而而传递电子；传递电子；中和阴离子，降低反应中的静电斥中和阴离子，降低反应中的静电斥力，影响酶的活性中心。力，影响酶的活性中心。小分子有机化合物小分子有机化合物的作用的作用主要有维生素及其衍生物主要有维生素及其衍生物在反应中起运载体的作用，传在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。递电子、质子或其它基团。酶促反应具有酶促反应具有极高的效率极高的效率酶促反应具有酶促反应具有高度的特异

15、性高度的特异性酶促反应的酶促反应的可调节性可调节性酶的高度酶的高度不稳定性不稳定性 酶的催化特点酶的催化特点酶的活性中心酶的活性中心 或称活性部位或称活性部位或称活性部位或称活性部位(active site)(active site)(active site)(active site)，指，指，指，指必需基团在必需基团在必需基团在必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。域

16、，能与底物特异结合并将底物转化为产物。域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。必需基团必需基团(essential group)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。一些与酶活性密切相关的化学基团。结合基团结合基团催化基团催化基团qq酶促反应动力学酶促反应动力学qq概念概念概念概念研究各种因素对研究各种因素对研究各种因素对研究各种因素对酶促反应速度酶促反应速度酶促反应速度酶促反应速度的影响，并加以定的影响，并加以定的影响，并加以定的影响，并加以定量的阐述。量的阐述。量的阐述。量的阐述。qq影响因素包括有影响因素包括有影响因素包括

17、有影响因素包括有酶浓度、底物浓度、酶浓度、底物浓度、酶浓度、底物浓度、酶浓度、底物浓度、pHpH、温度、温度、温度、温度、抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。抑制剂、激活剂等。研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。底物浓度的影响底物浓度的影响19131913年年年年MichaelisMichaelis和和和和MentenMenten提提提提出出出出反反反反应应应应速速速速度度度度与与与与底底底底物物物物浓浓浓浓度度度度关关关关系系系系的的的的数数数数学学学学方方方方程程程程式式式式，即即即即米米米米曼曼曼曼氏氏氏氏方方方方程程程程式式

18、式式，简称米氏方程式简称米氏方程式简称米氏方程式简称米氏方程式(Michaelis equation)(Michaelis equation)。S：底物浓度底物浓度V：不同不同S时的反应速度时的反应速度Vmax：最大反应速度最大反应速度(maximum velocity)m：米氏常数米氏常数(Michaelis constant)VmaxS Km+S Km与Vmax的意义 K Kmm值值值值 K Kmm等于酶促反应速度为最大反应速度一半时等于酶促反应速度为最大反应速度一半时等于酶促反应速度为最大反应速度一半时等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。的底物浓度。的底物浓度。的底物浓度。意

19、义：意义：意义：意义：a)a)K Kmm是酶的特征性常数之一；是酶的特征性常数之一；是酶的特征性常数之一；是酶的特征性常数之一；b)b)K Kmm可近似表示酶对底物的亲和力；可近似表示酶对底物的亲和力；可近似表示酶对底物的亲和力；可近似表示酶对底物的亲和力；c)c)同一酶对于不同底物有不同的同一酶对于不同底物有不同的同一酶对于不同底物有不同的同一酶对于不同底物有不同的KmKm值。值。值。值。目目 录录当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度。反应速度不再增加，达最大速度。SSV VVmaxVmax目目 录录VmaxVmaxVmaxVmax定义：定义：定义：定义：

20、VmVmVmVm是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。与酶浓度成正比。qq双重影响双重影响双重影响双重影响温温温温度度度度升升升升高高高高，酶酶酶酶促促促促反反反反应应应应速速速速度度度度升升升升高高高高；由由由由于于于于酶酶酶酶的的的的本本本本质质质质是是是是蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质，温温温温度度度度升升升升高高高高，可可可可引引引引起起起起酶酶酶酶的的的的变变变变性性性性，从从从从而反应速度降低而反应速度降低而反应速度降低而反应速度降低 。三、温度对反应

21、速度的影响q最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的酶促反应速度最快时的环境温度。环境温度。*低温的应用低温的应用酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 四、四、pH对反应速度的影响对反应速度的影响q最适最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大酶催化活性最大时的环境时的环境pH。0酶酶活活性性 pH pH对某些酶活性的影响对某些酶活性的影响 胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶胆碱酯酶 246810五

22、、抑制剂对反应速度的影响酶的抑制剂酶的抑制剂(inhibitor)凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。变性的物质称为酶的抑制剂。变性的物质称为酶的抑制剂。变性的物质称为酶的抑制剂。区别于酶的变性区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性引起变性的因素对酶没有选择性 抑制作用的类型抑制作用的类型不可逆性抑制不可逆性抑制(酶与抑制剂共价结合酶与抑制剂共价结合)可逆性抑制可逆性抑制(酶与抑制剂非共价结合酶与抑制剂非共价结

23、合)：竞争性抑制竞争性抑制 (与底物与底物竞争活性中心竞争活性中心)非竞争性抑制非竞争性抑制 (不不与底物竞争活性中心与底物竞争活性中心)反竞争性抑制反竞争性抑制酶活性的调节（一）酶原与酶原的激活（一）酶原与酶原的激活酶原酶原酶原酶原 (zymogenzymogen)有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，酶的无活性前体，酶的无活性前体，酶的无活性前体，必须在一定条件下，这必须在一定条件下，这些酶的前体水解一个或几个特定的肽键致些酶的前体水解一个或几个特定的肽键致使构象发生改变，表现出酶的活

24、性，这种使构象发生改变，表现出酶的活性，这种无活性的前体称为酶原无活性的前体称为酶原.酶原的激活 n酶原向酶的转化过程称为酶的激活，酶原向酶的转化过程称为酶的激活，其其本质本质是是酶活性中心的形成与暴露酶活性中心的形成与暴露的过程的过程 n伴有酶蛋白一级结构的改变伴有酶蛋白一级结构的改变生理意义生理意义 n n消消化化系系统统中中几几种种蛋蛋白白酶酶以以酶酶原原的的形形式式分分泌泌出出来来，不不仅仅避避免免了了细细胞胞的的自自身身消消化化，而而且且保保证证酶酶在在其其特特定定的的部部位位与与环环境发挥其催化作用。境发挥其催化作用。n n血液中的凝血因子在血液循环中以酶血液中的凝血因子在血液循环

25、中以酶原的形式存在，能防止血液在血管内原的形式存在，能防止血液在血管内凝固凝固 。n n还可视为酶的储存形式还可视为酶的储存形式（二）别构调节 某些酶除了结合底物的部位（活某些酶除了结合底物的部位（活性中心）以外，还有一个或几个部位，性中心）以外，还有一个或几个部位，当专一的代谢物分子可逆结合到这些当专一的代谢物分子可逆结合到这些部位时，可引起酶的构象发生变化，部位时，可引起酶的构象发生变化，酶的活性中心也随之变化，这种调节酶的活性中心也随之变化，这种调节称为酶的变构调节称为酶的变构调节.（三）酶的共价修饰调节共价修饰共价修饰共价修饰共价修饰(covalent modification)(co

26、valent modification)在在在在其其其其他他他他酶酶酶酶的的的的催催催催化化化化作作作作用用用用下下下下，某某某某些些些些酶酶酶酶蛋蛋蛋蛋白白白白肽肽肽肽链链链链上上上上的的的的一一一一些些些些基基基基团团团团可可可可与与与与某某某某种种种种化化化化学学学学基基基基团团团团发发发发生生生生可可可可逆逆逆逆的的的的共共共共价价价价结结结结合合合合，从从从从而而而而改改改改变变变变酶的活性，此过程称为共价修饰。酶的活性，此过程称为共价修饰。酶的活性，此过程称为共价修饰。酶的活性，此过程称为共价修饰。常见类型常见类型常见类型常见类型磷酸化与脱磷酸化磷酸化与脱磷酸化（最常见）（最常见）

27、乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化乙酰化和脱乙酰化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化甲基化和脱甲基化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化腺苷化和脱腺苷化SHSHSHSH与与与与S S S SS S S S互变互变互变互变（四）同工酶*定义定义同工酶同工酶(isoenzyme)是指催化相同的是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。质乃至免疫学性质不同的一组酶。*举例：举例：举例：举例：乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH(LDH1 1 LDHLDH5 5)由四个亚基组成。亚

28、基有骨骼肌型（由四个亚基组成。亚基有骨骼肌型（M M型）型）和心肌型（和心肌型（H H型）型）LDH1 LDH1（H4H4）LDH2 LDH2（H3MH3M）LDH3 LDH3（H2M2H2M2）LDH4 LDH4（HM3HM3）LDH5 LDH5（M4M4）它们的电泳速度不同，对同样的底物亲和力它们的电泳速度不同，对同样的底物亲和力也不同。也不同。糖代谢的概况糖代谢的概况 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊

29、糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 一、糖酵解的反应过程一、糖酵解的反应过程 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段*糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义*糖酵解分为两个阶段糖酵解分为两个阶段*糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位：胞浆胞浆在在缺缺氧氧情情况况下下，葡葡萄萄糖糖生生成成乳乳酸酸(lactate)的的过程称之为过程称之为糖酵解糖酵解。由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之为，称之为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。E1:己糖激酶己糖激酶 E

30、2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖糖酵酵解解的的代代谢谢途途径径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+三、糖酵解的生理意义三、糖酵解的生理意义1.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2.是某些细胞在氧供应正

31、常情况下的重要供能是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。途径。无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞在在机机体体氧氧供供充充足足时时，葡葡萄萄糖糖彻彻底底氧氧化化成成H2O和和CO2，并并释释放放出出能能量量的的过过程程。是是机机体主要供能方式。体主要供能方式。*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 糖的有氧氧化糖的有氧氧化*概念概念 一、有氧氧化的反应过程一、有氧氧化的反应过程 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三

32、羧酸循环 G（Gn）第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 （一）丙酮酸的氧化脱羧（一）丙酮酸的氧化脱羧 丙酮酸进入线粒体，丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰氧化脱羧为乙酰CoA(acetyl CoA)。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 总反应式总反应式:三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环(Tricarboxylic(Tricarboxylic acid acid Cycle,Cyc

33、le,TAC)TAC)也也也也称称称称为为为为柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸循循循循环环环环，这这这这是是是是因因因因为为为为循循循循环环环环反反反反应应应应中中中中的的的的第第第第一一一一个个个个中中中中间间间间产产产产物物物物是是是是一一一一个个个个含含含含三三三三个个个个羧羧羧羧基基基基的的的的柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸。由由由由于于于于KrebsKrebs正正正正式式式式提提提提出出出出了了了了三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环的的的的学学学学说说说说，故故故故此此此此循循循循环环环环又又又又称称称称为为为为KrebsKrebs循循循循环环环环，它它它它由由由由一一一一连连连连串串串串反

34、应组成。反应组成。反应组成。反应组成。所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。（二）三羧酸循环*概述概述*反应部位反应部位 CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮酮戊二酸脱戊二酸脱氢氢酶酶复合体复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶目目 录录目目 录录.关于的特征记忆关于的特征记忆n唯一一次底物水平磷酸化唯一一次底物水平磷酸化n（产生）（

35、产生）n两次连续脱羧反应，生成两次连续脱羧反应，生成n三个限速酶三个限速酶n四次脱氢产生四次脱氢产生9个个n结论：每个乙酰结论：每个乙酰CoA经过一次共经过一次共n生成生成0个个目目 录录2.三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 n是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径；n是三大营养物质代谢联系的枢纽；是三大营养物质代谢联系的枢纽；n为其它物质代谢提供小分子前体；为其它物质代谢提供小分子前体；n为呼吸链提供为呼吸链提供H+e。葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 此表按传统方式计算此表按传统方式计算ATP。目前有新的理论，在此不作详述。目前有新的理论，

36、在此不作详述1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）糖原合成途径糖原合成途径 2.6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 *UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。+UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2P

37、i+能量能量 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4.-1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 此步的此步的糖原合酶糖原合酶是限速酶是限速酶 二、糖原的分解代谢二、糖原的分解代谢 *定义定义*亚细胞定位：亚细胞定位：胞胞 浆浆 *肝糖元的分解肝糖元的分解 糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n+1-n+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1.1.糖

38、原的磷酸解（糖原的磷酸解（限速限速）糖原分解糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原分习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。解成为葡萄糖的过程。1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 .1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 .6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 糖异生糖异生(gluconeogenesis)是指从非是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。*部位部位*原料

39、原料糖糖 异异 生生*概念概念 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶，辅酶为生物素（反应在线粒体）为生物素（反应在线粒体）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液）胞液）2.1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 1

40、,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶 3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 糖异生的生理意义糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度恒定（一）维持血糖浓度恒定 （二）补充肝糖原（二）补充肝糖原 三碳途径三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖先指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）（三）调节酸碱平衡（乳酸异

41、生为糖）糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】肝肝 肌肉肌肉 乳酸循环乳酸循环(lactose cycle)（Cori Cori 循环循环循环循环）循环过程循环过程 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 酵酵解解途途径径 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 NADH NAD+乳酸乳酸 乳酸乳酸 NAD+NADH 丙酮酸丙酮酸 糖糖异异生生途途径径 血液血液 糖异生低下糖异生低下没有葡萄糖没有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径*概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖糖及及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-

42、磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖的反应过程。的反应过程。磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义（一）为核苷酸的生成提供（一）为核苷酸的生成提供核糖核糖（二）提供（二）提供NADPH作为供氢体参与多种作为供氢体参与多种代谢反应代谢反应 *血糖，血糖，指血液中的葡萄糖。指血液中的葡萄糖。*血糖水平，血糖水平，即血糖浓度。即血糖浓度。正常血糖浓度正常血糖浓度：3.896.11mmol/L 血糖及血糖水平的概念血糖及血糖水平的概念 血血糖糖食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成

43、 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 一、血糖来源和去路一、血糖来源和去路 二、血糖水平的调节二、血糖水平的调节主要调主要调节激素节激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素(insulin)升高血糖：胰高血糖素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮质激素、肾上腺素糖皮质激素、肾上腺素*主要依靠激素的调节主要依靠激素的调节 举例：举例：胰岛素胰岛素 促进葡萄糖转运进入肝外细胞促进葡萄糖转运进入肝外细胞 ；加速糖原合成，抑制糖原分解；加速糖原合成，抑制糖原分解；加快糖的有氧氧化；加快糖的有氧氧

44、化；抑制肝内糖异生；抑制肝内糖异生；减少脂肪动员。减少脂肪动员。体内唯一降低血糖水平的激素体内唯一降低血糖水平的激素 胰岛素的作用机制胰岛素的作用机制:三、血糖水平异常三、血糖水平异常（一）高血糖及糖尿症（一）高血糖及糖尿症1.高血糖高血糖(hyperglycemia)的定义的定义2.肾糖阈的定义肾糖阈的定义临床上将空腹血糖浓度高于临床上将空腹血糖浓度高于7.227.78mmol/L称称为为高血糖高血糖。当血糖浓度高于当血糖浓度高于8.8910.00mmol/L时，超过了时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿糖尿。这一血糖水。这一血糖水平称为平称为肾糖阈肾糖阈。

45、(二）低血糖二）低血糖1.低血糖低血糖(hypoglycemia)的定义的定义2.低血糖的影响低血糖的影响空腹血糖浓度低于空腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L时称为时称为低低血糖血糖。血血糖糖水水平平过过低低，会会影影响响脑脑细细胞胞的的功功能能，从从而而出出现现 头头晕晕、倦倦怠怠无无力力、心心悸悸等等症症状状，严严重重时时出现昏迷，称为出现昏迷，称为低血糖休克低血糖休克。定义定义一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质。白质。特点特点蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质的特性。现为蛋白质的特性。细胞膜

46、、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细胞外液分布分布糖蛋白糖蛋白定义定义一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白一条或多条糖胺聚糖以共价键与核心蛋白形成的化合物。形成的化合物。形成的化合物。形成的化合物。特点特点糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。分布分布分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。蛋白聚糖蛋白聚糖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、

47、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。糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热能热能*生物氧化的概念 糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA TAC TAC 2H 2H 呼呼吸吸链链 H H2 2O O ADP+Pi ATP COCO2 2 *生物氧化的一般过程生物氧化的一般过程定义定义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

48、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辅酶酶称称为为呼呼吸吸链链(respiratory chain)又又称称电电子子传传递递链链(electron transfer chain)。组成组成递氢体和电子传递体（递氢体和电子传递体（2H 2H+2e）一、呼吸链目目 录录NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链两条主要的呼吸链比较：辅酶辅酶Q是汇合点是汇合点 二、氧化磷酸化*定义定义氧化磷酸化氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸磷酸化，生成化

49、，生成ATP，又称为，又称为偶联磷酸化偶联磷酸化。底底 物物 水水 平平 磷磷 酸酸 化化(substrate level phosphorylation)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磷磷酸酸化化生生成成ATP的的过程。过程。F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP H+H+H+胞液侧胞液侧 基质侧基质侧+-化学渗透假说详细示意图化学渗透假说详细示意图三、影响氧化磷酸化的因素1.呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。阻断呼吸链中

50、某些部位电子传递。2.解偶联剂解偶联剂使氧化与磷酸化偶联过程脱离。使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如：解偶联蛋白如：解偶联蛋白 3.氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素如：寡霉素 抑制剂抑制剂目目 录录鱼藤酮鱼藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A异戊巴比妥异戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巯基丙醇二巯基丙醇 CO、CN-、N3-及及H2S 各种呼吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点目目 录录 ATP的生成和利用的生成和利用ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 P P