医学生物化学重点总结.pdf

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1、 第二章 蛋白质的结构和功能 第一节 蛋白质分子组成 一、组成元素：N 为特征性元素，蛋白质的含氮量平均为 16%.-测生物样品蛋白质含量：样品含氮量6.25 二、氨基酸 1.是蛋白质的基本组成单位，除脯氨酸外属 L-氨基酸，除了甘氨酸其他氨基酸的-碳原子都是手性碳原子。2.分类：（1）非极性疏水性氨基酸：甘、丙、缬、亮、异亮、苯、脯，甲硫。（2）极性中性氨基酸：色、丝、酪、半胱、苏、天冬酰胺、谷氨酰胺。（3）酸性氨基酸：天冬氨酸 Asp、谷氨酸 Glu。（4）（重）碱性氨基酸：赖氨酸 Lys、精氨酸 Arg、组氨酸 His。三、理化性质 1.两性解离：两性电解质，兼性离子静电荷 +1 0 -

2、1 PHPI PH=PI PHPI 阳离子 兼性离子 阴离子 等电点：PI=1/2（pK1+pK2）2.紫外吸收性质：多数蛋白质含色氨酸、酪氨酸（芳香族），最大吸收峰都在280nm。3.茚三酮反应：茚三酮水合物与氨基酸发生氧化缩合反应，成紫蓝色的化合物，此化合物最大吸收峰为 570nm 波长。此反应可作为氨基酸定量分析方法。四、蛋白质分类：单纯蛋白、缀合蛋白（脂、糖、核、金属 pr）五、蛋白质分子结构 1.肽：氨基酸通过肽键连接构成的分子肽 肽键：两个氨基酸 氨基羧基之间缩合的化学键（CONH）2.二肽：两分子氨基酸借一分子的氨基与另一分子的羧基脱去一分子的水缩合成 3.残基：肽链中的氨基酸分

3、子因脱水缩合而残缺，故被称为氨基酸残基。4.天然存在的活性肽：（1）谷胱甘肽 GSH：谷，半胱，甘氨酸组成的三肽 具有还原性，保护机体内蛋白质或酶分子免遭氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。在谷胱甘肽过氧化物酶催化下，GSH 可还原细胞内产生的过氧化氢成为水，同时，GSH 被氧化成氧化性 GSSG，在谷胱甘肽还原酶作用下，被还原为 GSHGSH 的硫基具有噬核特性，能与外源性的噬电子毒物（如致癌物，药物等）结合，从而阻断，这些化合物与 DNA,RNA 或蛋白质结合，以保护机体（解毒）（2）多肽类激素及神经肽 促甲状腺激素释放激素 TRH神经肽：P 物质（10 肽）脑啡肽（5 肽）强啡肽（17 肽）

4、第二节 蛋白质的分子结构 一级 二级 三级 四级 定义 蛋白质中氨基酸的数目及排列顺序 蛋白质分子中多肽链骨架中原子的 局 部 空 间 排列，不涉及侧链空间排布 二级结构进一步盘曲折叠成具有一定规律的三维空间结构 亚基与亚基间呈特定的三维空间排布，并以非共价键相连接 形式 a-螺旋（上升一圈 3.6 个,螺距0.54nm，直 径0.5nm）-折叠（正 向 0.6，反,0.7）-转角，无规卷曲，超二级卷曲 结构域：蛋白质构象中特定的区域。是由多肽链上相邻的超二级结 构 的 紧 密 相联）。形成的结构区域）亚基（完整的三级结构）键 肽键（主）二硫键（次）氢键 疏水作用，离子氢键，范德华力 疏水作用

5、，盐键和氢键 意义 是蛋白质空间构象和特异性生物活性的基础，但不是决定空间构象的唯一因素 由 一 级 结 构 决定，发挥特殊生理功能 短距离效应 相对分子质量大的蛋白质常分为多个结构域执行不同功能 长距离效应 超二级结构：即模体（motif），指在多肽链内顺序上相互临近的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚合体。蛋白质的分类：1.根据组分：（1）单纯蛋白质 （2）缀合蛋白：脂、糖、核、金属 pr（非蛋白部分为结合蛋白的辅基）2.形状和空间构象：（1）纤维状：长轴和短轴之比大于 10，不溶于水，韧性支架和外保护（2）球状：水溶性较好，结构更复杂酶和调控蛋白 第三节 蛋

6、白质结构与功能的关系 一、一级结构是空间构象的基础 1.空间构象遭破坏的核糖核酸酶只要一级结构未被破坏，就可能恢复到原来的三级结构，功能依然存在。2.一级结构是功能的基础。不同种属来源 pr 相似的一级结构（序列同源现象）具有相似的功能同源蛋白质。3.一级结构改变与分子病 分子病：蛋白质分子发生变异所导致的疾病，为基因突变导致。镰刀形贫血：谷氨酸 缬氨酸 二、蛋白质空间结构与功能的关系 1.蛋白质的功能依赖于特定的空间结构 2.蛋白质在不改变一级结构的前提下，通过变构（配体物质与蛋白质非共价键结合改变构象）可以改变活性 三、蛋白质空间的结构改变与疾病 1.因蛋白质折叠错误或折叠不能导致构象变化

7、引起的疾病，成为蛋白质构象病 2.朊病毒：查不到任何核酸，对各种理化作用有很强抵抗力，传染性极强的蛋白质颗粒。（1）细胞型（正常型）：表达于脊椎动物细胞表面，存在于 a-螺旋。（2）瘙痒性（致病型）：是 PrPc 异构体，可胁迫 PrPc 转化为 PrPSc，实现自我复制，并产生病理效应。四、蛋白质的理化性质：两性解离 两端氨基和羧基+侧链某些基因解离若溶质pHpI 蛋白质带负电荷若溶液 pH=pI，为兼性离子，电荷为 0 等电点 体内蛋白质的各种 PI 不同，多接近 5.0 紫外吸收 含肽键 220nm 和芳香族氨基酸 280nm 处吸光度的测定，常用于蛋白质的定量 双缩脲反应 呈紫色反应，

8、用于检测蛋白质的水解程度 透析 蛋白质是生物大分子不易透过半透膜，通过半透膜纯化含小分子杂质的蛋白质 变性 破坏共价键和二硫键，若一级结构未被破坏，轻微变性后可因去除变性因素而恢复活性（复性）沉淀 除去蛋白质的水化膜并中和其电荷，可发生沉淀 凝固 蛋白质被强酸强碱变性后，仍能溶于强酸或强碱溶液中，若将强酸或强碱溶液的PH 值调至等电点，变性蛋白质结成不溶絮状物，称结絮。若再加热紫状物变得更为坚固，不易再溶于强酸强碱中。（凝固）变性 变性的蛋白质不一定沉淀，沉淀的蛋白质不一定变性，但变性的蛋白质易沉淀，凝固的蛋白质均已变性，而且不再溶解。五蛋白质的分离与纯化：1.提取：破碎组织和细胞，将蛋白质溶

9、解于溶液中的过程称为蛋白质的提取。2.纯化：将溶液中的蛋白质相互分离而取得单一蛋白质组分的过程。3.改变蛋白质溶解度使其沉淀的方法：（1）盐析：用高浓度的中性盐将蛋白质从溶液中析出。Eg：硫酸铵 硫酸钠 氯化钠。原理：夺取蛋白质周围的水化膜，破坏其稳定性。（2）加入有机溶剂 Eg：丙酮 正丁醇 乙醇 甲醇。原理：降低溶液的介电常数，使蛋白质嘌呤 腺嘌呤（A）嘧啶 尿嘧啶（U）胸腺嘧啶（T）相互吸引。四 补充 一、氨基酸分类 1.带脂肪烃侧链的氨基酸：丙，缬，亮，异亮 2.含芳香环：苯丙芳香族：酪，色 3.含硫：甲硫氨酸 含疏基：半胱氨酸 4.亚氨基酸：脯氨酸 含羟基：丝 苏 5.含酰胺基：谷氨

10、酰胺，天冬酰胺 含羧基（酸性带负电）：天冬氨酸，谷氨酸 二、肽 1.多肽链两端：自由氨基（氨基末端，N 端），羧基（羧基末端，C 端）。2.多肽命名：N 端C 端 3.多肽中肽链 4 个原子（C,O,N,H）和相邻两个 a 碳原子等 6 个原子位于同一酰胺平面，构成肽单元（Peptide Unit）。4.抗生素肽：抑制，杀死细菌的多肽 第三章 核酸的结构和功能 核酸是一类含磷的生物大分子化合物，携带和传递遗传信息，为生命的最基本物质之一。根据组成不同，可分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。第一节 核酸的化学组成及一级结构 核酸分子的元素组成为 C，H，O，N 和 P，基本单位为核苷

11、酸。（也称单核苷酸）一、核苷酸 核苷酸完全水解可释放出等摩尔量的含氮碱基，戊糖（脱氧戊糖）和磷酸。1.碱基 都含有共轭双键紫外光吸收性质 单 核 苷磷酸 核苷（脱氧核苷）戊糖（脱氧戊碱基（嘌呤碱，嘧啶碱）核酸 核酸 DNA RNA mRNA tRNA rRNA 核心颗粒 连接区 DNA（约 146bp）组蛋白八聚休 连接区 DNA（约60bp）核小体 （1）存在于 DNA 分子中：A，T，C，G；存在于 RNA 中：A，U，C，G。（2）此外，核酸还含有一些含量很少的碱基，种类很多，大多数为甲基化碱基。2.戊糖（1）核糖构成 RNA，脱氧核糖构成 DNA；（2）RNA 分子较 DNA 分子更易

12、发生水解，因此不如 DNA 稳定。3.核苷（1）碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接成核苷（脱氧核苷）。（2）核 苷：AR，GR，UR，CR（3）脱氧核苷：Dar，dGR,dTR,dCR.4.单核苷酸（1）核苷（脱氧核苷）和磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）核苷酸：AMP，GMP，UMP，CMP脱氧核苷酸。dAMP,dGMP,dTMP,dCMP.。重要的核苷酸衍生物 多磷酸核苷酸：NTP（三核酸核苷），NDPC（二磷酸核苷环化核苷酸：cAMP（3,5-环腺甘酸）cGMP（3,5-环鸟苷酸）二、核酸的一级结构 1.定义：核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基的不同，所以也称为碱基

13、序列。2.核苷酸之间以 3，5 磷酸二酯键连接形成多核苷酸链，且多核苷酸链是有方向性的。书写方法：左端标出 5末端，右侧为 3末端例如：5ACTGCT3 第二节 DNA 的空间结构和功能 一、DNA 的二级结构双螺旋结构模型 DNA 双螺旋结构的特点 1.DNA 分子由两条反向平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以一脱氧核苷酸-磷酸，为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘螺旋，直径为 2nm，形成大沟和小沟相间，碱基垂直螺旋轴居双螺旋内侧，与对侧碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T，C=G），相邻碱基平面距离 0.34nm，螺旋一圈螺距 3.4nm，一圈 10 对碱基。2.DNA 双螺旋结

14、构的稳定主要由互补碱基对之间的氢键和碱基堆积力来维持。氢键主持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。3.DNA 双螺旋结构的多样性 DNA 双螺旋结构是 DNA 分子在水性环境和生理环境下最稳定的结构，但当改变溶液的离子浓度或相对温度时，DNA 结构会发生改变。二、DNA 的超螺旋结构及其在染色质中的组装 1.DNA 超双螺旋结构（1）超螺旋结构：DNA 双螺旋链再盘绕成超螺旋结构；（2）正超螺旋：盘绕方向与 DNA 双螺旋方向相同（2）负超螺旋：盘绕方向与 DNA 双螺旋方向相反 2.原核生物 DNA 是环状超螺旋结构 3.真核生物 DNA在核内的组装 真核生物染色体由 DNA 和蛋

15、白质构成，其基本单位是核小体，（1）核心颗粒：由长 146bp 的双螺旋 DNA 以超螺旋方式缠绕组蛋白八聚休1.8 圈组成。（2）连接区：由连接区 DNA 和组蛋白 H1 组成。（3）连接区 DNA：连接相邻两个核心颗粒。（4）组蛋白组蛋白种类：H1，H2A，H2B，H3，H4组蛋白八聚体（核心组蛋白）由各 2 分子 H2A，H2B，H3，H4 组成八聚体（5）真核生物染色体 DNA 组装不同层次的结。（6）染色体是由 DNA 和蛋白质构成的不同层次缠绕线和螺线管结构 三、DNA 的功能 1.DNA 的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也

16、是个体生命活的信息基础。2.基因就是指在染色体上占有一定位置的遗传的基本单位或单元。3.基因组是指来自一个遗传体系的一整套遗传信息。4.此外，真核细胞还有线粒体和叶绿体，分别含有线粒体 DNA 和叶绿体 DNA，属于核外遗传物质。第三节 RNA 的功能和结构 RNA 的种类、分布和功能 细胞核和胞液 线粒体 功能 核 蛋 白 体RNA rRNA mt rRNA 核蛋白体组分 信使 RNA mRNA mt rRNA 蛋白质合成模板 核内不均一RNA HnRNA 成熟 mRNA 的前体 核内小 RNA SnRNA 参与 HnRNA 的剪接、转运 核仁小 RNA SnoRNA rRNA 的加工、修饰

17、 胞浆小 RNA ScRNA/TSL-RNA 蛋白质肉质网定位合成的信号识别体组分 转运RNA tRNA mt tRNA 转运氨基酸 一、信使 RNA 的结构与功能 mRNA 的结构特点 1.大多数真核 mRNA 的 5末端均在转录后加上一个甲基鸟苷，同时第一个核苷酸的 C2也是甲基化，形成帽子结构。2.大多数真核 mRNA 的 3末端有一个多聚腺苷酸（polyA）结构，称为多聚 A尾 5m7GpppAUGUAGAAUAAApoly(A)3 3.帽子结构和多聚 A 尾的功能（1）mRNA 核内向胞质的移位（2）mRNA 的稳定性维系（3）翻译超始的调控 4.mRNA 的功能：转录核内 DNA

18、遗传信息的碱基排列顺序，并携带至细胞质，5非翻译区 编码区 3非翻译区 指导蛋白质合成的氨基酸排列顺序 二、转运 RNA 的结构和功能 1.tRNA 分子中含有较多的稀有碱基，含 10-20%稀有碱基，如 DHU，3末端为-CCA-OH，5末端大多数为 G 2.tRNA 二级结构三叶草氨基酸臂，DHU 环，反密码环，额外环，TC 环3.tRNA 的三级结构倒 L 形 4.tRNA 的功能：搬运氨基酸到核糖体和识别密码子，参与蛋白质的翻译 三、核蛋白休 RNA 的结构和功能 1.rRNA 与核糖体蛋白共同构成核蛋白体或称为核糖体，核糖体均由易于解聚的大小两个亚基组成。2.rRNA 的功能：参与组

19、成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。3.rRNA的种类：（根据沉降系数）真核生物 原核生物 5srRNA 5srRNA 28srRNA 23srRNA 5.8srRNA 16srRNA 18srRNA 原核生物（大肠杆菌为例）真核生物（以小鼠肝为全例）小亚基 30S 40S rRNA 16S 1542 个核苷酸 18S 1874 个核苷酸 蛋白质 21 种 占总量的40%33 种 占总量的50%大亚基 50S 60S rRNA 23S 2940 个核苷酸 28S 4718 个核苷酸 5S 120 个 核苷酸 5.8S 160 个 核苷酸 5S 120 个 核苷酸 蛋白质 36 种 占总量的3

20、0%49%占总量的35%第四节 核酸的理化性质 一、核酸的一般理化性质 1.核酸分子中有末端磷酸和许多连接核苷的磷酸残基，为多元酸，具有较强的酸性。2.核酸分子中还有含氮碱基上的碱性基团，故为两性电解质，各种核酸分子大小及所带电荷不同，电泳和离子法来分离不同的核酸。二、DNA 的变性 1.定义：在某些理化因素作用下，DNA 双链解开成两条单链的过程。变性并不涉及核苷酸共键（磷酸二脂键）的断裂。2.方法：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。3.变性后其它理化性质变化：DNA 变性的本质是双链间氢键的断裂。变性引起紫外吸收值的改变 4.增色效应：DNA 变性时其溶

21、液 A260 增高的现象 5.Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的 50%时的温度温度称为 DNA 的解链温度，又称熔解温度，或熔点。6.Tm 值与下列因素有关：（1）DNA 的均一性：DNA 的均一性较高，那么 DNA 链各部分的氢键断裂所需的能值较接近，Tm 值范围较窄，所之亦然，由于可见 Tm 值可作为衡量DNA 样品均一性的指标。（2）C-G 碱基对含量：G-C 碱基对为 3 对氢键，而 A-T 碱基对只有 2 对氢键，所以破坏 G-C 间氢键较 A-T 间氢键需要更多的能量。因此 Tm 值大小与G+C 含量成正比，也可通过 Tm 值推算出

22、DNA 碱基的百分组成。X%（G+C）=（Tm-69.3）*2.44（3）介质中离子强度：离子强度低，DNA 的 Tm 值较低。三、DNA 的复性与分子杂交 1.DNA 复性定义：在适当条件下，变性 DNA 的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。（1、足够的盐浓度消除磷酸基的静电斥力，2、足够高的温度破坏无规则的链内氢键）2.热变性的 DNA 经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。3.减色效应：DNA 复性时，其溶液A260 降低。4.核酸分子杂交：在 DNA 变性后的复性过程中，如果将不同种类的 DNA 单链分子或 RNA 分子放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在着一定

23、程度的碱基配对关系，在适宜的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形成杂化双链。5.这种杂化双链可以在不同的 DNA 与DNA 之间形成，也可以在 DNA 和 RNA 分子间或者 RNA 与 RNA 分子间形成，这种现象称为核酸分子杂交。6.核酸分子杂交的应用 第四章 酶 一、酶的概念：酶是指由活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。1、命名：习惯命名：分解脂肪的酶脂肪酶据其催化的底物 催化脱氢反应酶脱氢酶据其催化的反应类型命名 系统命名 2、分类：氧化还原酶类 转移酶类 水解酶类 裂解酶类 异构酶类 合成酶类（或连接酶类）3、化学本质：据化学本质将酶分两类，即：蛋白脂类的酶 核酸类的酶 二

24、、酶的分子结构与功能 1、分子组成：单纯酶和结合酶。酶蛋白：结合酶中的蛋白质部分。辅助因子：结合酶中的非蛋白质部分。全酶：酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称全酶，只有全酶才有催化作用。金属酶：金属离子如果与酶结合紧密，在提取的过程中不会丢失，这类酶称为金属酶。如：羧肽酶（含 Zn2+）黄嘌呤氧化酶（含 Mo2+）金属离子作用：维持酶分子的构象；传递电子；在酶与底物间起桥梁作用；中和阴离子降低反应的静电斥力。根据辅助因子与酶蛋白结合的牢固程度不同将其分为辅基或辅酶。注：辅基大多为金属离子一种酶蛋白只能与一种辅助因子结合，但是一种辅助因子可与不同酶蛋白结合。单纯酶：仅含单纯酶：仅含-氨基酸的蛋白质

25、 分类 结合酶：蛋白质+非蛋白质部分（即辅酶分子）（即酶蛋白）酶蛋白决定反应的特异性 小分子有机化学物 结合成复合物全酶（只有全美才具有催化作用）辅酶因子 金属离子 在酶促反应中 1、维持酶分子的构象 2、传递电子 3、在酶与底物间起桥梁作用 4、中和阴离子，降低反应的静斥力 辅酶：与蛋白质结合疏松 辅酶因子 参与酶活性中心的组成 辅基：与酶蛋白结合牢固 酶活性中心（active center）：指酶分子中能与底物结合并催化底物转变为产物的特定的空间结构区域。酶活性中心内 结合集团：结合底物和辅酶，使之成为复合物的必需基团 催化基团：影响底物中某些化学键的稳定性，催化底物转变成为产物 2、酶的

26、活性中心 概念：酶分子中与酶活性密切相关的化学基因称为必需基因，这些必需基因在一级结构上可能相距很远，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域，能与底物特异结合并将底物转化为产物，这区域称为酶的活性中心或活性部位。分类：酶活性中心内的必需基团：结合基因和催化基因 酶活性中心外的必需基团：组氨酸的咪唑基，丝氨酸的羟基等。三、酶促反应的特点与机制 1、酶与催化剂相比较：共同点：A 催化作用；B 反应前后酶质与量不变；C 不改变反应平衡常数 不同点：A 极高的催化效率 B 高度的特异性：1、绝对特异性 2、相对特异性 3、立体异构特异性 C 可调节性 2、酶促反应的机制 诱导契合假说

27、酶：与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说。邻近效应与定向排列：提高反应速率多元催化：同一种酶常兼有酸、碱双重催化作用。表面效应：四、酶促反应动力学 影响酶促反应因素:酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。1、底物浓度对反应速度的影响 在酶量恒定的情况下，酶促反应的速度主要取决于底物的浓度 在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度的增加而上升，加大底物浓度，反应速度趋缓，底物浓度进一步增高，反应速度不再随底物浓度的增加而加快，达最大反应速度，此时酶的活性中心被底物饱和。2、米-曼氏方程式 间产物学说：酶（E）与底物（S）

28、形成酶底物复合物（中间产物 ES）,此复合物再分解为产物(P)和游离的酶。米氏方程式：V=VmaxS。A 米氏方程式 Km 值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。B、Km 值酶对底物的亲和力。C、Km 是酶的特征性常数之一，只与酶的结构，酶所催化的底物和反应环境如温度、PH、离子强度有关，与酶的浓度无关（同一底物，不同的酶有不同的Km 值）。D、Vmax 是酶完全被底物所饱和时的反应速度，与酶浓度成正比。km 值和 Vmax 值的测定：双倒数作图法 第一步：V=Vmax*S/(Km+S)两边同取倒数得 1/V=Km/（Vmax*S）+1/Vmax 以 1/V 对 1/S作图，纵轴截

29、距=1/Vmax,横轴截距=-1/km Hanes 作图法:S/V=Km/Vmax+S/Vmax 以S/V 对S作图，纵轴截距=-km,直线 k=1/Vmax 3、酶浓度对反应速度的影响（当Skm，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。当SE 时，km 忽略不计）4、温度对反应速度的影响温度升高，酶促反应速度升高温度升高，可引起酶的变性失活。最适温度：酶促反应速度最快时的环境温度称为酶促反应的最适温度。（酶的最适温度不是酶的特征性常数，与反应时间有关）注：临床应用：低温麻醉、低温保存菌种。5、pH 对反应速度的影响 酶活性受其反应环境的 PH 影响，且不同的酶对不同的 PH 有不同要

30、求。最适 pH：酶催化活性最大时的环境 pH 胃蛋白酶最适 PH 值是 1.8；肝精氨酸酶是 9.8；多数酶是中性（最适 pH不是酶的特征性常数，受底物浓度，缓冲液种类与浓度，以及酶的纯度等因素影响）6、抑制剂对酶促反应速度的影响 抑制剂：凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称为酶的抑制剂。抑制剂多与酶的活性中心内、外必需基因相结合，从而抑制酶的催化活性。分类：不可逆性抑制剂：以共价键与酶活性中心上的必需基因相结合，使酶失活，此种抑制剂不可用透析、超滤等方法去除。可逆性抑制剂：抑制剂与酶以非共价键方式结合，使酶活性降低或消失，可采用透析、超滤的方法解除，是一种可逆性结合。A 竞争性

31、抑制作用：与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物结合成中间复合物。（可逆的）比如：丙二酸与琥珀酸争琥珀酸脱氢酶，磺胺药物与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶）B Vmax 不变，Km 值 C 非竞争性抑制作用：与酶活性中心外的必需基因结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。Vmax，Km 值不变 C.反竞争性抑制作用：抑制剂不与酶结合，反与酶和底物形成的中间产物（ES）结合，使中间产物 ES 的量下降。Vmax，Km 值 7、激活剂对酶促反应速度的影响 激活剂：使酶从无活性变为有活性或使酶活性增加的物质。酶的激活剂大多为金属离子，如：Mg+、K+、Mn2+等。必需激活剂：大多数金属离子激活剂对酶促反应

32、是不可缺少的。非必需激活剂：激活剂不存在时，酶仍有一定的催化活性。8、酶活性测定与酶活性单位 酶的活性指酶的催化化学反应能力，其衡量标准是酶促反应速度。酶的比活力：比活力是表示酶纯度的较好指标。（每分钟催化 1umol 底物转化为产物所需的酶浓度）五酶的调节 1、酶活性调节 酶原与酶原的激活 酶原：无活性的酶的前体。酶原的激活：由无活性的酶原变成有活性的酶的过程称酶原的激活 酶原的激活一般通过某些蛋白质酶的作用，水解一个或几个特定的肽键，致使蛋白质构象发生改变而使酶原具有活性，其实质是酶的活性中心形成或暴露的过程（其过程不可逆）生理意义：调节对象：关键酶 调节方式:酶活性调节（快）酶含量调节（

33、慢）-保护细胞本身的蛋白质不受蛋白酶的水解破坏；-保证了合成的酶在特定部位和环境中发挥生理作用。变构酶（别构酶）变构调节：酶分子活性中心外的某一部分可以与体内一些代谢物可逆地结合，使酶发生变构并改变其催化活性，这种调节酶活性的方式称为变构调节。变构效应剂：引起变构效应的代谢物称为变构效应剂。变构效应剂引起酶活性的增强或减弱，分别称变构激活作用或变构抑制作用。酶的共价修饰调节 共价修饰（化学修饰）：酶蛋白肽链上的一些基因可与某些化学基因发生可逆的共价结合，从而改变酶活性，这一过程称酶的共价修饰。酶共价修饰包括：磷酸化与去磷酸化、乙酰化与去乙酰化、SH与SS、甲基化与去甲基化、腺苷化与去腺苷化。2

34、.酶的调节 酶蛋白合成的诱导与阻遏 酶蛋白的合成量主要 调节 诱导剂：能促进酶蛋白的基因转录，增加酶蛋白生物合成的物质为诱导剂（辅阻遏剂则相反）酶降解的调控 酶蛋白质降解途径 3同工酶 同工酶：指催化相同的化学反应，而酶蛋白分子结构、理化性质、免疫学性质不同的一组酶。同工酶是由不同基团或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同 mRNA 翻译的不同多肽链组成的蛋白质。翻译后经修饰生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于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 乳酸脱氢酶是四聚体蛋白分为 H 型（心肌型）M 型（骨骼肌型）LD1(H4)、LD2(H3M)、LD3(H2

35、M2)、LD4(HM3)、LD5(M4)备注：参与组成辅酶的维生素 转移基因 辅酶或辅基 所含维生素 氢原子 NAD+、NADP+FAN、FAD 尼克酰胺（维生素 PP）维生素 B2 醛基 TPP 维生素 B1 酰基 辅酶 A、硫辛酸 泛酸、硫辛酸 烷基 钴胺美辅酶类 维生素 B12 CO2 生物素 生物素 氨基 磷酸吡哆醛 吡哆醛（维生素 B6）甲基等一碳单位 四氢叶酸 叶酸 第五章 维生素与微量元素-溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖 ATP）-非溶酶体蛋白酶降解途径（依赖 ATP 和泛素）第一节 维生素 一、概论 1.维生素：是维护人体健康，促进生长发育，和维持细胞正常生理功能所必需的一类低相

36、对分子质量有机化合物。2.特点：（1）日需量少，但大部分由食物供给。（2）是重要的营养素，但不能供能，也不是细胞组织的结构成分。（3）多数是构成某些酶的辅酶或辅基成分。（4）长期缺乏会引起供能障碍或出现生理功能紊乱即维生素缺乏病。二、脂溶性维生素 维生素 主要功能 活性形式 缺乏症 A 参与视黄醇合成，参与糖蛋白的合成，维持上皮结构的完整性，促进生长发育 11-顺视黄醛，视黄醛，视黄酸 夜盲症，干眼病，皮肤干燥 D 促进钙磷代谢，是 1,25-（OH2）P3的前体 1,25-（OH2）P3 佝偻病，软骨病 E 重要的抗氧化剂，对抗氧自由基，促进血红素合成，维护生殖功能 生育酚 未发现 K 维持

37、体内第 II,VII,IX,X 凝血因子在正常水平 2-甲基-1,4-茶醌 易出血 三、水溶性维生素 维生素 主要功能 活性形式 缺乏症 B1 转酮酶的辅酶，转酮基反应，抑制胆碱酯酶的活性 TPP 脚气病，末梢神经炎 B2 世称核黄素，黄素蛋白酶的辅酶，参与体内氧化体素 FMN,FAD 口角炎，舌炎，唇炎，阴囊炎 B6 氨基酸代谢中转氨酶，脱羧酶的辅酶，ALA合成酶的辅酶 磷 酸 吡 哆醛，磷酸吡哆胺 未发现 B12 构成甲基转移酶的辅酶，参与甲基化，促进 DNA 的合成，促进红细胞合成 甲钴胺素，钴胺素 进行性脱髓鞘病 PP 烟酸，构成脱氢酶辅酶，参与生物氧化体系 NAD+,NADP+癞皮病

38、 C 水溶性抗氧化剂，促进胶原蛋白合成，参与芳香族氨基酸代谢，促进铁的吸收 抗环血酸 坏血病 维生素 主要功能 活性形式 缺乏症 泛酸 构成 CoA 及酰基载体蛋白 ACP 的成分，参与体内酰基转移 CoA，ACP 未发现 叶酸 以四氢叶酸形式参与一碳集团转运；与蛋白质核酸合成，红细胞白细胞的成熟有关 FH4 巨幼红细胞性贫血 生物素 几种羧化酶的辅酮，参与 CO2 的固定 羧化酶辅酮 脱屑性红皮病 1.维生素 E 又称生育酚，以 a-生育酚在自然界分布最为广泛，且生物活性最强。2.维生素 C 保护疏基作用：维生素 C 作为供氢体能使许多疏基分子上的疏基保持在还原状态，发挥其催化作用。正常成人

39、每日维生素 C 的需要量是 60mg。第六章 生物氧化 第一节 构成 ATP 的氧化体系 一、呼吸链 1.概论（1）定义：代谢物脱下的成对氢离子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应，逐步传递最终与氧结合成水。由于此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称为呼吸链。（2）在呼吸链中，酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上。（3）传递氢的酶或辅酶称之为递氢体。（4）传递电子的酶或辅酶称之为电子传递体。（5）无论递氢体还是电子传递体都起传递电子的作用，所以呼吸链又称电子传递链。2.呼吸链的组成：（1）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或称辅酶 I（CoI）。生理 PH 条件下，烟酰胺中的吡啶氮为五价氮，

40、它能可逆地接受电子而成为三价氮，与氮对胃的氢键也较活泼，能可逆地加氢还原，故可视为递氢体。NAD+2H NADP+H+（2）黄素蛋白（FP）有两种辅基：黄素单核苷酸（FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸 FMN +2H FAD 氧化型 （）（）还原型 FAD H2-FAD （3）铁硫蛋白（Fe-S）分子中含铁原子和硫原子，铁和无机硫原子和蛋白质多肽链上半胱氨酸残基的硫相结合。Fe2+Fe3+Fe 单电子传递（4）泛醌（UQ）又称辅酶 Q（CoQ）脂溶性的苯醌类化合物，分子中带有一很长的侧链，由多个异戊二烯组成。H+e H+e 泛醌 泛醌 H 二氢泛醌 (醌型或氧化型)（半醌型）（氢醌型或还原型）（5）细

41、胞色素类（Cyt）位于线粒体内膜的电子传递体，辅基为铁卟啉。作用：将电子从呼吸链传递到氧的专一酶。（6）人体线粒体呼吸链复合酶：-复合体 酶名称 多肽链数目 辅基 I NADH-泛醌还原酶 43 FMN Fe-S II 琥珀酸-泛醌还原酶 4 FAD Fe-S III 泛醌-细胞色素 C 还原 11 铁卟啉 Fe-S IV 细胞色素 C 氧化酶 13 铁卟啉 Cu 细胞色素 C 1 铁卟啉 3.主要的呼吸链（1）NADH 氧化呼吸链：生物氧化中大多数脱氢酶如乳酸脱氢酶,苹果酸脱氢酶都是以 NAD+为辅酶 NADH 氧化呼吸链的组成和作用 2H+SH2 NAD+UQ 2Cyt-Fe2+1/2O2

42、 S NADH+H+UQH2 2Cyt-Fe3+O2 H2O （2）琥珀酸氧化呼吸链（FADH2 氧化呼吸链）呼吸酸脱氢酶催化脱下的 2H经复合体 II 使 CoQ 形成 CoQH2，再往下的传递与 NADH 氧化呼吸链相同。(琥珀酸脱氢酶,鏻酸甘油脱氢酶,脂闲 CoA 脱氢酶)琥珀酸 FAD(Fe-S)UQH2 2Cyt-Fe3+O2 延胡索酸 FADH2(Fe-S)UQ 2Cyt-Fe2+1/2O2 2H+二、氧化磷酸化（1）定义：代谢氧化物脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时，释放能量使ADP 磷酸化生成 ATP，由于代谢物的氧化反应与 ADP 磷酸化反应耦联反应故称氧化磷酸化。（2）氧化磷

43、酸化是体内生成 ATP 的主要方式，另一种生成 ATP 的方式是底物水平磷酸化。1.氧化磷酸化的耦联部位：（1）P/0 比值的测定：消耗 1mol 氧原子所需消耗的无机磷的摩尔数。（2）自由能变化：Go=-nFEo n=传递电子数；F 为法拉第常数96.5kJ/(molV)2.氧化磷酸化的耦联机制（1）化学渗透假说:电子经过呼吸链传递释放的能量可以将H+从线粒体内膜的基质侧弄到膜间隙，因此产生了电化学梯度，当质子顺浓度梯度经过 ATP何梅 F0 回流，能生成 ATP)实验证明：递氢体和电子传递体在线粒体内膜上交替排列，复合体 I、II、III 如同线粒体内膜上的 3 个质子泵，均能将 H+从线

44、粒体基质泵到膜间隙。（2）ATP 合酶 由亲水性 F1 和疏水性 F0 两部分组成 F1：a3，3，功能：催化合成ATP F0：a,b2,C912 亚基 当 H+浓度顺梯度经 F0 中 a 亚基和 c 亚基之间回流，亚基发生旋转。3个 亚基构象发生改变，以三种独立状态存在。1）紧张状态 T：与 ATP 紧密连接 2）松弛状态 L：与 ADP 和无机磷结合 3）开放状态 O：生成 ATP 释出 三、影响氧化磷酸化的因素 1.抑制剂（1）呼吸链抑制剂：阻断呼吸链中某些部位电子传递。CO、CN-、N3-及 H2S 抑制细胞色素 C 氧化酶，使电子不能结合氧。此类抑制可使细胞内呼吸停止，导致人迅速死亡

45、。（2）解耦联剂：可使氧化磷酸化耦联过程脱离 通道回流，而通过线粒体内膜中其他途径返回线粒体基质，从而破坏内膜两侧的侄子电化学梯度，使 ATP 的生成受到抑制，以电化学梯度储存的能量以热量形式释放。（3）氧化磷酸化：寡酶素可以阻止质子从 F0 通道回流，抑制 ATP 生成。由于此时线粒体内膜两侧质子电化学梯度增高，影响呼吸链质子泵的功能，继而抑制电子传递。2.ADP 的调节作用：正常计提的氧化磷酸化速率主要受 ADP 的调节成正比RCR，加入 ADP 后的耗氧量速率与仅有底物时的耗氧速率之比称为呼吸控制率（RCR）。3.甲状腺激素（1）甲状腺激素诱导细胞膜上 Na+.K+-ATP 酶的合成使

46、ATP 加速分解为 ADP和 Pi，ADP 增多促进氧化磷酸化。（2）甲状腺素（T3）还可使解偶联蛋白基因表达增加，引起耗氧量和产热量增加。四、ATP 1.在体内所有高能磷酸化合物中，以 ATP 末端的磷酸链最为重要。2.为糖原，磷脂蛋白质合成时提供能量的 UTP，CTP，GTP，一般不能从物质氧化的过程中直接生成，只能在核苷二磷酸激酶的催化下，从 AT 中获取P。3.当体内 ATP 消耗过多时，ADP 累积，在腺苷肠激酶催化下，由 ADP 转变成 ATP 被利用。4.ATP 还可将P 转移给肌的生成磷酸肌酸（CP），作为脑和肌中能量的一种储存形式。当机体消耗 ATP 过多而导致 ADP 增多

47、时磷酸肌将P 转移给 ADP生成 ATP，供生理活动之用。五、通过线粒体内膜的物质转运 1.胞质中 NAPH 的氧化：（1）a-磷酸甘油穿梭（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭 第一节 呼吸链的概述 1.氢原子中含有电子，故递氢的同时必然递电子（递氢体也是递电子体）。但递电子体不一定是递氢体。2.从呼吸链中可以分离得到 4 个有递电子功能的复合体：NADH-泛醌还原酶（复合体 I），琥珀酸-泛醌还原酶（复合 II），泛醌-细胞色素 C 还原酶（复合体 III）和细胞色素 C 氧化酶（复合体 IV）。CoQ 和 Cyt c 不包含在这些复合体中。3.在呼吸链中含有 FMN.FAD.Cyt 类和 Fe-S

48、等，他们按一定顺序排列组成长短不同的两条呼吸链：NADH 氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链，排列顺序是：琥珀酸 FAD （Fe-S）NADH FMN CoQ Cyt b Cyt c1 Cyt c Cyt aa3 1/2O2 (Fe-S)在 NADH 氧化呼吸链（由复合体 I，III,IV 组成）中，存在 3 个偶联部位（FMNCoQ,Cyt bCyt c1,Cyt aa31/2 O2）；而在琥珀酸氧化呼吸链（由复合体 II,III,IV 组成）中，含有 2 个偶联部位（Cyt bCyt c1,Cyt aa31/2 O2）。第三节 ADP 或 ADP/ATP 比率是调节氧化磷酸化的重要因素。机体利用

49、 ATP 增多，ADP 浓度增高，转运人线粒体后使氧化磷酸化速度加快。反之 ADP 不足，使氧化磷酸化速率减慢。第四节 ATP 是多种生理活动能量的直接提供者，体内能量的生成，转化，储存和利用，都以 ATP 为中心。第五节 线粒体外生成的 NADH 不能直接进入线粒体经呼吸链氧化，需要借助穿梭系统才能使 2H 进入线粒体内。有 a-磷酸甘油穿梭（脑与骨骼）和苹果酸-天冬氨酸（心与肝脏）穿梭两种转运制。其中通过 a-磷酸甘油穿梭，2H 氧化时能生成 2 分子 ATP；经苹果酸-天冬氨酸穿梭系统将 2H 带入线粒体，氧化时能生成 3 分子 ATP。六 其他氧化体系 微粒体细胞色素 P450（Cyt

50、 P450）加单氧酶使底物分子羟化。Cyt P450属于 Cyt b 类。加单氧酶有水生成，加双氧酶产物无水生成。其他氧化体系其特点是在氧化过程中不伴有偶联磷酸化，不能生成ATP。主要与体内代谢物、药物和毒物的生物转化有关。第六章 糖代谢 糖是自然界一大类有机化合物，其化学式本质是多羟基醛或多羟基酮以及它们的衍生物。糖的基本结构式是（CH2O）n，故也称之为碳水化合物。糖类的生理功能有：1.作为体内主要的功能物质，1mol 葡萄糖在体内完全氧化可释放 2840KJ 的能量。2.是人体组织结构的重要成分。3.核糖与脱氧核糖是体内合成核苷酸的原料。4.糖类可提供体内合成脂类和某些氨基酸的碳骨架。5