生物化学基础医学复习总结Word下载.docx
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肽链可以同向平行parallel,也可反向平行antiparallel
3、TertiaryStructure——靠次级键(非共价键)稳定
次级键:
氢键、疏水Hydrophobic作用、盐键(离子键)、二硫键
4、QuaternaryStructure——亚基间结合力:
氢键、离子键
5、空间结构与功能的关系:
空间结构表现功能
1)构象改变引起功能变化2)构象改变可导致构象病
肌红蛋白Myoglobin,Mb:
具有三级结构的单链蛋白质,有8段α-螺旋结构,可结合1分子氧,易与O2结合,氧解离曲线呈直角双曲线
血红蛋白Hemoglobin,Hb:
具有4个亚基组成的四级结构,可结合4分子氧,结合氧后由紧张态变为松弛态,氧解离曲线呈S状曲线(因为存在正协同效应)
蛋白质的分离和纯化(掌握几种方法的原理)
1、透析dialysis:
利用透析袋将大分子蛋白质和小分子化合物分开(超滤法也可分离)
2、盐析saltprecipitation:
将硫酸铵、硫酸钠或NaCl等加入蛋白质溶液,中和蛋白质表面电荷及破坏水化膜,导致蛋白质在水溶液中的稳定性因素被去除而沉淀(沉淀法)
3、电泳electrophoresis:
蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的,在电场中能向电场的正极或负极移动
4、层析chromatography:
1)分子筛:
小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能进入孔内而直接流出
5、超速离心ultracentrifugation:
不同蛋白质的密度及形态不同
第二章核酸NucleicAcids的结构和功能
核酸的一级结构——DNA或RNA中核苷酸的排列顺序
DNA变性denaturation
——在理化因素作用下,DNA的氢键断裂,双螺旋体结构解体,双链分开形成单链的过程
DNA复性renaturation或退火
——变性核酸单链在适宜条件下,经碱基互补重新形成双螺旋的过程
分子杂交hybridization——不同来源的变性核酸单链在退火条件下结合形成杂合双链的过程
1、波长260nm的光用来对核苷酸进行定性定量分析
2、双螺旋结构模型的要点:
DNA是反向平行的互补双链结构;
DNA是右手螺旋结构;
疏水力和氢键维系双螺旋结构的稳定
3、DNA超螺旋结构:
正超螺旋(左手,不利于基因表达);
负超螺旋(右手,利于基因表达)
4、DNA的功能:
作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板,是生命遗传繁殖的物质基础,也是个体生命活动的基础
第三章酶
酶的活性中心——酶分子中必需基团相对集中,构成的一定空间结构区域,与催化作用直接相关
辅酶conzyme——某些酶在发挥催化作用时所需的一类辅助因子,其成分中往往含有维生素,与酶结合松散,可用透析或超滤法除去(辅基与酶结合紧密,不可用透析或超滤法除去)
酶的别构调节allostericregulation——一些小分子物质与酶的调节部位或亚基结合,使酶构象发生改变,酶活性增强或减弱,从而控制代谢反应的现象
酶的共价修饰covalentmodification——酶蛋白肽链上的某些基团在另一些酶的作用下发生可逆的共价修饰,从而引起酶活性改变的现象
同工酶isozyme——催化同一化学反应,但分子结构、理化性质和分布不同的一组酶
酶促反应动力学Kineticsofenzymereaction
1、底物浓度对反应速率的影响
1)米-曼式方程式:
Km—米氏常数,是酶的特征性常数
2)Km与Vm的意义:
Km为V=1/2Vmax时的[S],表示与酶亲和力的大小:
越大,亲和力越小
Vm为酶完全被底物饱和时的反应速度,与酶浓度成正比
3)Km与Vmax的测定:
双倒数作图法—斜率:
Km/Vmax截距:
x轴-1/Km;
y轴1/Vmax
2、抑制剂对反应速率的影响
1)可逆性抑制reversibleinhibition——非共价结合
竞争性Vmax不变,Km增加(y轴截距不变,斜率增大)与酶活性中心结合
非竞争性Vmax降低,表观Km不变(x轴截距不变,斜率增大)与酶活性中心外必需基团结合
反竞争性Vmax降低,Km降低(与原直线平行)与酶-底物复合物结合
第四章糖代谢
糖酵解Glycolysis
——糖在无氧条件下分解成丙酮酸并释放能量的过程,是糖的不完全氧化过程,发生在胞浆中
磷酸戊糖途径pentosephosphatepathway
——糖在肝、脂肪细胞中经过磷酸戊糖途径生成5-磷酸核糖、NADPH的过程
糖异生Gluconeogenesis
——丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸等非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程
乳酸循环Lactatecycle——肌肉细胞产生的乳酸弥散入血后,进入肝脏异生为糖,糖释放入血又被肌肉细胞摄取,如此形成一个循环,又叫Cori循环
糖的无氧分解——Glycolysis糖酵解+乳酸还原
1)糖酵解(生成4ATP,净生成2ATP)的几个重要步骤:
葡萄糖6-磷酸葡萄糖(Hexokinase己糖激酶:
4种同工酶,肝细胞中的是葡糖激酶)
6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖(PFK-16-磷酸果糖激酶-1:
最重要的限速酶)
底物水平磷酸化——1,3二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸+ATP(磷酸甘油酸激酶)
底物水平磷酸化——磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸+ATP(PyruvateKinase丙酮酸激酶)
2)限速酶及其调节(变构调节+共价修饰):
己糖激酶(6-磷酸葡糖反馈抑制,但对葡糖激酶无影响):
长链脂酰CoA(-)胰岛素(+)
6-磷酸果糖激酶-1:
ATP,柠檬酸(-)ADP,AMP,1,6-二磷酸果糖,2,6-二磷酸果糖(最强)(+)
丙酮酸激酶:
ATP,丙氨酸(-)1,6-二磷酸果糖(+)胰高血糖素(共价修饰使失活)
3)生理意义:
迅速供能,对肌肉收缩更为重要;
成熟红细胞完全依赖糖酵解供能;
肌肉中产生的乳酸、丙氨酸(由丙酮酸转变)作为糖异生原料
糖的有氧氧化
1)3个阶段:
葡萄糖分解为丙酮酸;
丙酮酸转变为acetyl-CoA乙酰CoA(脱氢酶复合体);
TCACycle三羧酸循环及氧化磷酸化
2)三羧酸循环的重要反应过程和限速酶、调节、特点及生理意义:
乙酰CoA+Oxaloacetate草酰乙酸Citrate柠檬酸(柠檬酸合酶)
异柠檬酸α-酮戊二酸+NADH(异柠檬酸脱氢酶)—氧化脱羧Decarboxylation反应
α-酮戊二酸琥珀酸CoA+NADH(α-酮戊二酸脱氢酶复合体)—氧化脱羧反应
底物水平磷酸化——琥珀酸CoA琥珀酸+GTP(琥珀酸CoA合成酶)
丙酮酸脱氢酶系:
NADH,ATP,琥珀酸CoA(-)NAD+,CoA(+)
柠檬酸合酶:
NADH,ATP,琥珀酸CoA(-)
异柠檬脱氢酶:
NADH,ATP(-)ADP(+)
α-酮戊二酸脱氢酶:
NADH,succinyl-CoA琥珀酸CoA(-)AMP(+)
特点:
4次脱氢,2次脱羧,1次底物水平磷酸化,3个不可逆反应
生理意义:
氧化供能;
为其他物质代谢提供小分子前体;
三大营养物质代谢的最终共同途径;
联系三大物质代谢的枢纽
3)有氧氧化生成的ATP——1NADH:
2.5ATP1FADH2:
1.5ATP
三羧酸循环一次:
(NADH)3x2.5ATP+(FADH2)1x1.5ATP+1ATP=10ATP
Glycolysis Bridgingstep TCAcycle 有氧氧化
2+2x2.5/2x1.5ATP +2x2.5ATP +2x10ATP =30/32ATP
磷酸戊糖途径pentosephosphatepathway——胞液
1)注意点:
限速酶—6-磷酸葡萄糖脱氢酶;
辅酶—NADP+;
非葡萄糖氧化供能的重要途径
2)生理意义:
生成磷酸核糖为核酸的生物合成提供原料;
提供细胞代谢所需的NADPH(供氢体)
糖原的合成代谢与分解代谢
1)概念:
有葡萄糖经UDPG合成肝、肌糖原或三碳化合物糖异生合成糖原的过程
肝糖原分解为葡萄糖的过程
2)注意点:
耗ATP;
关键酶—糖原合酶;
UDPG尿苷二磷酸是葡萄糖的活性形式
关键酶—糖原磷酸化酶;
肌糖原不能分解成葡萄糖;
终产物=1-磷酸葡萄糖(85%)+葡萄糖(15%)
3)调节——磷酸化和去磷酸化作用:
糖原合酶—去磷酸化被激活
糖原磷酸化酶—其激酶+ATP时,磷酸化修饰激活。
肝脏中,主要受胰高血糖素调节
糖异生Gluconeogenesis
1)原料:
丙酮酸、乳酸、甘油、丙氨酸等生糖氨基酸部位:
主要肝脏,少量肾脏
2)3个可逆途径:
丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(经丙酮酸羧化支路)
1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖(果糖双磷酸酶-1)
6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖(葡萄糖-6-磷酸酶)
3)限速酶:
丙酮酸羧化酶——乙酰CoA(激活)ATP(+)
PEPCarboxykinase磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
果糖双磷酸酶-1——AMP,2,6-二磷酸果糖(强烈抑制)ATP,柠檬酸,3-磷酸甘油(激活)
4)生理意义:
空腹或饥饿时依赖氨基酸、甘油等异生成糖,以维持血糖水平恒定;
补充肝糖原(摄入的葡萄糖一部分先分解成三碳化合物,后者再异生成糖原);
调节酸碱平衡(长期饥饿时,肾糖异生加强,有利于维持酸碱平衡)
5)问答:
丙氨酸/乳酸如何异生为葡萄糖?
丙氨酸/乳酸经GTP催化生成丙酮酸
丙酮酸在线粒体内经丙酮酸羧化酶催化生成草酰乙酸,后者经苹果酸途径/天冬氨酸途径转运入胞液,在PEP羧激酶作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)
PEP循着糖异生途径至1,6-二磷酸果糖
1,6-二磷酸果糖在果糖二磷酸酶的作用下转变成6-磷酸果糖再异构为6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄糖在葡萄糖-6-磷酸酶的作用下生成葡萄糖
血糖及其调节
1)含量:
3.89mmol/L—6.11mmol/L>
8.89mmol/L时形成尿糖
2)来源:
食物中消化吸收,肝糖原分解,非糖物质糖异生
去路:
氧化分解,合成肝、肌糖原,合成其他糖和糖衍生物,转变成非糖物质
3)血糖水平的调节——主要为激素调节
唯一降低血糖的激素——胰岛素:
促进肌细胞、脂肪细胞摄取葡萄糖;
促进糖原合成,抑制糖原分解;
加快糖的有氧氧化;
抑制糖异生作用;
减缓脂肪动员,从而减少脂肪酸对糖氧化的抑制
胰高血糖素——促进肝糖原的分解;
促进糖异生;
促进脂肪动员
糖皮质激素可升高血糖;
肾上腺素强有力升高血糖(应激状态下,激活磷酸化酶,加速糖原分解)
第五章脂类代谢
脂肪的动员mobilizationoffat——储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为FFA脂肪酸及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程
酮体Ketonebody——脂肪酸在肝中氧化分解时特有的中间产物,包括乙酰乙酸acetoacetate、
β-羟丁酸β-hydroxybutyrate和丙酮acetone
血浆脂蛋白lipoprotein——血脂与血浆中的蛋白质结合而成,血脂以血浆脂蛋白的形式运输
Triglyceride,TG甘油三酯的合成代谢
1)部位:
肝脏,脂肪组织,小肠粘膜原料:
甘油、脂肪酸(来自葡萄糖代谢)
2)过程:
甘油一酯途径(小肠粘膜细胞)——2-甘油一酯1,2-甘油二脂甘油三酯
甘油二脂途径(肝细胞、脂肪细胞)——葡萄糖1,2-甘油二脂甘油三酯
甘油三酯的分解代谢——脂类中只有TG储脂供能
1脂肪的动员
1)关键酶:
激素敏感性甘油三酯脂肪酶,HSL
甘油三酯甘油二脂甘油一酯甘油α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生
+FFA(HSL)+FFA+FFA
2、脂肪酸(FFA)氧化方式中的β-氧化
除了脑组织,肝、肌肉(最活跃)
2)过程:
脂肪酸活化(胞液中):
脂肪酸脂酰CoA(acyl-CoA合成酶)—(ATPAMP)
脂酰CoA进入线粒体(限速酶—肉碱脂酰转移酶I):
外膜——脂酰CoA脂酰肉碱内膜——脂酰肉碱脂酰CoA
β-氧化:
4个重复步骤——脱氢加水脱氢硫解
生成1分子脂酰CoA(较之前少2个碳原子)、乙酰CoA、NADH、FADH2
3)能量生成:
以16碳软脂酸为例
活化耗2个高能磷酸键,相当于耗2ATP
经过7轮循环,生成8分子乙酰CoA(8*10=80ATP),7分子FADH2和NADH+H+(7*4=28ATP)
净生成:
80+28-2=106ATP
酮体的生成、利用、生理意义和调节——线粒体
1)生成:
肝细胞利用:
肝外组织(心、肾、脑、骨骼肌)
生成:
脂肪酸乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMG-CoA(HMGCoA合成酶)乙酰乙酸
β-羟丁酸(还原)或丙酮(脱羧)
利用:
β-羟丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸CoA乙酰CoA三羧酸循环
丙酮——量少又具挥发性,主要通过肺呼出和肾排出
酮体是肝脏输出能量的一种形式,是脑组织的重要能源(可通过血脑屏障);
酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持血糖水平恒定,节省蛋白质的消耗
4)调节:
饱食:
胰岛素增加,脂肪动员减少,进入肝中脂酸减少,酮体减少
饥饿:
胰高血糖素增加,脂肪动员增加,血中游离脂酸浓度升高,利于β-氧化及酮体的生成
肝细胞中糖原含量及代谢的影响:
糖原含量丰富时,脂酸合成甘油三酯及磷脂;
糖供给不足时,脂酸主要进入线粒体进行β-氧化,酮体生成增多
Malonyl-CoA丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体:
乙酰CoA、柠檬酸能激活乙酰CoA羧化酶促进丙二酰CoA的合成,后者能抑制肉碱脂酰转移酶I,从而阻止脂酰CoA进入线粒体进行β-氧化,酮体生成减少
5)疾病:
酮血症,酮尿症,酮症酸中毒
脂酸的合成代谢——胞液
乙酰CoA,辅助因子—ATP、HCO3-、NADPH、锰离子重要中间产物:
丙二酰CoA
2)乙酰CoA主要来自葡萄糖、氨基酸,线粒体中产生,通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体
丙酮酸入线粒体:
草酰乙酸+乙酰CoA柠檬酸
柠檬酸出线粒体:
草酰乙酸+乙酰CoA;
草酰乙酸丙酮酸继续循环
乙酰CoA羧化酶—存在于胞液中,生物素是辅基,锰离子是激活剂
乙酰CoA羧化酶—软脂酰CoA,胰高血糖素(-)柠檬酸,胰岛素(+)
胰岛素(+)胰高血糖素,肾上腺素,生长素(-)
磷脂Phospholipid的代谢——内质网
1、甘油磷脂的合成代谢
肝、肾、肠最活跃辅因子:
ATP、CTP
甘油二脂途径:
葡萄糖phosphatidate磷脂酸1,2-甘油二脂甘油三酯/脑磷脂/卵磷脂(需CDP-胆碱)(这两类磷脂主要通过该途径合成,在体内含量最多)
CDP-甘油二脂途径:
葡萄糖phosphatidate磷脂酸CDP-甘油二脂·
·
2、甘油磷脂的降解
磷脂酶A1:
溶酶体中甘油磷脂溶血磷酸+脂肪酸
磷脂酶A2:
细胞膜、线粒体膜甘油磷脂溶血磷酸+不饱和脂肪酸
胆固醇Cholesterol的代谢——存在形式:
游离胆固醇、胆固醇酯
1、胆固醇的合成——胞液、内质网
除脑组织、成熟红细胞,以肝、小肠为主
2)原料:
18乙酰CoA、36ATP(葡萄糖有氧氧化),16NADPH、16H+(磷酸戊糖途径)
3)过程:
HMG-CoA(重要中间产物)合成MVA甲羟戊酸(耗NADPH、H+,HMG-CoA还原酶)
4)调节(看看):
HMG-CoA还原酶:
昼夜节律性;
磷酸化失活;
胆固醇反馈抑制;
胰岛素、甲状腺素诱导合成;
胰高血糖素、皮质醇(-)
饥饿与饱食:
饥饿(-)摄取高糖、高脂肪膳食(+)
胆固醇、激素:
作用于HMG-CoA还原酶
2、胆固醇的转化—胆汁酸,类固醇激素,维生素D,胆固醇酯(酶:
血浆中LCAT,组织中ACAT)
血浆脂蛋白Lipoprotein(=载脂蛋白apolipoprotein+血脂)的代谢
1、分类和组成
1)分类:
超速离心法(电泳法)—CM乳糜微粒(CM),VLDL极低密度脂蛋白(pre-β脂蛋白),
LDL低密度脂蛋白(β脂蛋白),HDL高密度脂蛋白(α脂蛋白)
2)组成:
CM(含TG最多),VLDL(含TG),LDL(含胆固醇及其酯最多),HDL(含脂类)
3)载脂蛋白的功能:
结合和转运脂质;
稳定脂蛋白的结构;
参与脂蛋白受体的识别;
调节脂蛋白代谢关键酶活性
2、血浆脂蛋白代谢
CM乳糜微粒——含apoCII(激活脂蛋白脂肪酶LPL:
水解甘油三酯和磷脂)
VLDL极低密度脂蛋白—肝脏为主、少量小肠
LDL低密度脂蛋白——肝HDL高密度脂蛋白——肝为主、少量小肠
2)功能:
CM—运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式;
VLDL—运输内源性甘油三酯的主要形式;
LDL——转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式;
HDL——参与胆固醇的逆向转运
第六章生物氧化
呼吸链respiratorychain或电子传递链electrontransferchain
——一系列作为电子载体的酶和辅助因子,最终将还原当量氢传递给氧生成水的过程
氧化磷酸化OxidativePhosphorylation——在呼吸链电子传递过程中耦联ADP磷酸化,生成ATP
底物水平磷酸化substratelevelphosphorylation
——底物分子内部能量重新分布,生成高能键,使ADP/GDP磷酸化生成ATP/GTP的过程
P/O——物质氧化时,消耗1mol氧原子所消耗的磷酸摩尔数及生成ATP的摩尔数,比值越高效率越高
呼吸链的组成及排列顺序
1、组成(复合体的名称及主要辅基):
复合体I:
DANH-泛醌还原酶FMN、Fe-S复合体II:
琥珀酸-泛醌还原酶FAD、Fe-S
复合体III:
泛醌-细胞色素c还原酶铁卟啉、Fe-S复合体IV:
细胞色素c氧化酶铁卟啉、Cu
2、NADH氧化呼吸链:
NADH复合体IQ复合体IIICytc复合体IV氧气
琥珀酸氧化呼吸链:
琥珀酸复合体IIQ复合体IIICytc复合体IV氧气
氧化磷酸化
1、偶联部位:
复合体I、III、IV
2、调节:
1)3类抑制剂
呼吸链抑制剂:
阻断电子传递(对I:
鱼藤酮、粉蝶霉素A对III:
抗霉素A对IV:
CO)
解偶联剂:
使电子传递和ATP形成两个偶联过程脱离,只抑制ATP生成如,二硝基苯酚DNP
ATP合酶抑制剂:
对氧化和磷酸化均抑制如,寡霉素
2)主要受ADP调节:
只有ADP和Pi充足时,电子传递速度才能达到最高水平
ADP浓度增高时,转运入线粒体使氧化磷酸化速度加快;
ADP不足时,氧化磷酸化速度减慢
ATP的生成和利用
1、生成:
底物水平磷酸化、氧化磷酸化、磷酸肌醇转化
2、利用:
提供生命活动所需能量;
提供生物合成、活化所需能量;
使蛋白质磷酸化或去磷酸化;
提供离子转运、激素与递质分泌所需能量
线粒体外NADH的氧化——线粒体穿梭系统
线粒体外的NADH通过间接的途径(穿梭机制)进入线粒体
1、磷酸甘油穿梭系统(骨骼肌、脑):
以3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体,在两种不同的α-磷酸甘油脱氢酶的催化下,将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给FAD,再沿琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化。
因此,经此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体,可生成1.5分子ATP。
2、苹果酸-天冬氨酸穿梭系统(肝、心肌):
以苹果酸和天冬氨酸为载体,在苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的催化下,将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给NAD+,再沿NADH氧化呼吸链进行氧化磷酸化。
因此,经此穿梭系统带入一对氢原子进入线粒体,可生成2.5分子ATP
第七章氨基酸代谢
氮平衡nitrogenbalance
——摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮量之间的对比关系,可反映体内蛋白质代谢的概况
营养必需氨基酸nutritionallyessentialaminoacid——体内需要而又不能自身合成,必须由食物供给的氨基酸共有8种:
甲、缬、异亮、苯丙、亮、色、苏、赖(甲携一本亮色书来)
泛素化ubiquitination
——泛素与选择性被降解蛋白质形成共价结合,并激活蛋白酶体对泛素化蛋白质的降解
氨基酸代谢库metabolicpoolofaminoacid——外源性氨基酸(食物蛋白经消化吸收)和内源性氨基酸(体内组织蛋白降解产生)混在一起,分布在体内各
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