生物化学.docx

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生物化学

蛋白质

所有蛋白质都含有C、H、O、N、S

N的基本含量13%--19%，平均16%

氨基酸是蛋白质的基本组成单位

氨基酸分类：

非极性疏水氨基酸、极性中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸

酸性氨基酸：

天冬氨酸　谷氨酸

碱性氨基酸：

赖氨酸　精氨酸　组氨酸

含硫氨基酸：

甲硫氨酸　半胱氨酸

含羟基氨基酸：

丝氨酸苏氨酸酪氨酸

芳香族氨基酸：

苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸

氨基酸理化性质1.两性解离及等电点2.紫外吸收（含苯环、具有共轭双键。

酪氨酸、色氨酸的280nm最大吸收峰）3.茚三酮反应（蓝紫色化合物-----定性、定量分析）

还原型谷胱甘肽=谷氨酸的y羧基+半胱氨酸+甘氨酸

蛋白质的分子结构包括

一级结构：

蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。

肽键部分二硫键

一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。

二级结构:

蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。

氢键

•-螺旋（最稳定）-折叠（脯氨酸）-转角无规卷曲

三级结构:

疏水键、离子键、氢键和VanderWaals力等。

测定：

X射线衍射法核磁共振技术

蛋白质构象改变导致疾病：

人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病

蛋白质的理化性质

1两性电离　pI

2胶体性质蛋白质胶体稳定的因素:

颗粒表面电荷,水化膜

3变性、沉淀和凝固

蛋白质的变性：

在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变（溶解度降低、黏度增加、结晶能力消失、易被蛋白酶降解）和生物活性的丧失。

变性的本质:

破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。

造成变性的因素:

加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等。

应用举例:

临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。

此外,防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。

4紫外吸收蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。

5呈色反应⒈茚三酮反应⒉双缩脲反应

蛋白质的等电点：

当溶液处于某一pH，蛋白质分子所带的正、负电荷相等，呈兼性离子状态，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。

氨基酸的等电点：

在某一pH的溶液中，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，呈电中性。

此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。

核酸

核酸的元素组成：

C、H、O、N、P（平均含量9%--10%）

基本构成单位：

碱基（嘌呤、嘧啶）、戊糖（核糖、脱氧核糖）、磷酸

脱氧核苷酸和核糖核苷酸：

核苷或脱氧核苷C-‘羟基与磷酸通过酯键的结合构成脱氧核苷酸和核糖核苷酸

核苷酸：

AMP,GMP,UMP,CMP

脱氧核苷酸：

dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

DNA的二级结构----双螺旋结构[A]=[T][G][C]

DNA双螺旋结构模型要点

1、DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。

2、螺旋直径为2nm，形成大沟及小沟相间。

3、碱基垂直螺旋轴居双螺旋内侧，与对侧碱基形成氢键配对。

4、相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。

（氢键维持双链横向稳定性。

碱基堆积力维持双链纵向稳定性。

）

RNA的种类、结构特点、功能

mRNA<10%5´帽子结构、3´末端多聚A尾、

把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。

tRNA10%--15%二级结构——三叶草形（氨基酸臂、D环、D臂、反密码环、反密码臂、TΨC臂、TΨC环）三级结构——倒L形

活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。

rRNA80%--85%

参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。

核小体：

是构成梁色体的基本结构单位，由DNA和组蛋白构成，其中组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两个亚基构成八聚体核心，再由146bp缠绕组蛋白八聚体核约1.75圈，其余15—55bp与组蛋白H1结合共同构成核小体。

核酸的理化性质

一、紫外吸收特征（含有共轭双键，最大吸收值—260nm）

1.DNA或RNA的定量2.判断核酸样品的纯度

二、DNA的变性:

在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。

条件：

加热，过量酸，碱，变性试剂如尿素酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。

本质是双链间氢键的断裂

变性后其它理化性质变化：

OD260增高粘度下降比旋度下降浮力密度升高酸碱滴定曲线改变生物活性丧失

TmDNA变性解链达到50%时的温度，与G+C含量成正比。

增色效应：

核酸变性时其溶液OD260增高的现象。

减色效应：

DNA复性时，随着两条链互补结合形成双链，其溶液OD260降低。

DNA复性：

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。

酶

酶的四种不同形式：

单体酶、寡聚酶、多酶体系、多功能酶或串联酶

酶的分子组成：

单纯酶、结合酶

酶的活性中心：

在一级结构上相距较远的必需基团，在空间结构上相互靠近，形成特定空间结构的区域，能与底物特异地结合，并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心。

酶原激活：

在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程。

生理意义：

避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。

有的酶原可以视为酶的储存形式。

在需要时，酶原适时地转变成有活性的酶，发挥其催化作用

酶促反应速度的影响：

酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。

Km：

等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。

酶原：

有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。

可逆性抑制：

竞争性抑制（丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶、磺胺类药物的抑菌机制与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶）、非竞争性抑制、反竞争性抑制、竞争性抑制作用

同工酶：

指能够催化相同化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质、免疫性性质及电泳行为都不相同的一组酶。

它的测定对于某些疾病的鉴别诊断有一定的帮助。

例如乳酸脱氢酶有5种同工酶，其分布区域不同。

当心肌细胞受损时，LDH1活性升高；当肝细胞受损时，LDH5活性升高。

维生素

维生素是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。

脂溶性维生素：

VitA,VitD,VitE,VitK

维生素A（抗干眼病维生素）天然形式：

A1（视黄醇）A2（3-脱氢视黄醇）

活性形式：

视黄醇、视黄醛、视黄酸维生素A原：

β-胡萝卜素

生化作用:

＊构成视觉细胞内感光物质＊参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的分化与健全＊其他作用，如影响细胞的分化

缺乏症：

夜盲症，干眼病，皮肤干燥

维生素D（抗佝偻病维生素）种类：

VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）

﹡VitD2原：

麦角固醇VitD3原：

7-脱氢胆固醇

生化作用:

作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。

缺乏症:

儿童——佝偻病、成人——软骨病

维生素E

﹡种类：

生育酚，生育三烯酚﹡易自身氧化，故能保护其他物质。

生化作用：

1.抗氧化作用2.维持生殖机能3.促进血红素代谢

维生素K（凝血维生素）

天然形式：

K1、K2人工合成：

K3、K4

生化作用：

维持体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，参与凝血作用

缺乏表现:

易出血

水溶性维生素B族维生素和维生素C

维生素B1（硫胺素）体内活性形式为焦磷酸硫胺素（TPP）

生化作用：

TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是转酮醇酶的辅酶。

﹡在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。

缺乏症﹡脚气病，末梢神经炎

维生素B2（核黄素）

﹡体内活性形式为黄素单核苷酸（FMN）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）

﹡生化作用：

FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。

﹡缺乏症：

口角炎，唇炎，阴囊炎等。

维生素PP：

尼克酸、尼克酰胺

生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。

缺乏症﹡癞皮病

维生素B6：

吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺

泛酸（遍多酸）﹡体内活性形式为辅酶A（CoA）酰基载体蛋白（ACP）

叶酸（蝶酰谷氨酸）﹡体内活性形式为四氢叶酸（FH4）

缺乏症：

巨幼红细胞贫血

维生素B12（钴胺素）﹡体内活性形式为甲基钴胺素、5-脱氧腺苷钴胺素

缺乏症：

巨幼红细胞贫血、神经疾患

维生素C（L-抗坏血酸）

生化作用：

参与氧化还原反应，参与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。

﹡缺乏症：

坏血病

生化功能羟化反应；

（1）胶原的合成

（2）参与胆固醇的转化（3）参与芳香族氨基酸的代谢

氧化还原反应

（1）保护巯基

（2）促进抗体Ig生成（3）促进造血作用

抗病毒、抗肿瘤作用

糖代谢

有氧氧化：

体内G或Gn在有氧调节下酶促分解成CO2、H2O和大量ATP的过程。

糖酵解

小结：

1.反应部位：

包浆2.是个不需氧的产能过程3.有3歩不可逆反应4。

产能方式：

底物水平磷酸化从G开始：

4ATP从Gn开始3ATP5终产乳酸的去路:

释放入血，进入肝脏再进一步代谢。

分解利用。

乳酸循环（糖异生）

生理意义：

1.缺氧、剧烈运动下机体获能主要方式2.某些正常组织获能方式（成熟红细胞、视网膜等）

磷酸戊糖途径

关键酶：

6-P-葡萄糖脱氢酶、6-P-葡萄糖酸脱氢酶

主要产物:

5-P-核糖、NADPH

生理意义：

㈠为核酸的生物合成提供核糖

㈡提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应

TAC--三羧酸循环

①反应部位：

线粒体基质

②TAC每循环一次：

脱羧二次产生2CO2、脱氢四次产生3NADH＋1FADH2、底物水平磷酸化一次产生1GTP＝1ATP

③ATP的情况：

3NADH＋FADH2＋ATP＝33＋21＋1＝12--1分子乙酰CoA经TCAC彻底氧化产生12分子ATP

氧化磷酸化、底物水平磷酸化

④TAC是一个不可逆的过程

⑤草酰乙酸起催化剂的作用

6.关键酶：

柠檬酸合酶、IDH、-KG脱氢酶复合体

生理意义：

是三大营养素彻底分解的最终代谢通路、是三大物质（糖、脂、蛋白质）联系的枢纽、提供生物合成的前体

血糖的来源和去路

食物糖

消化吸收

血糖

3.89--6.11nmol/L

氧化分解

CO2+H2O

肝糖原

分解

糖原合成

肝、肌糖原

非糖物质

糖异生

磷酸戊糖途径等

其他糖

脂类、氨基酸代谢

脂肪、氨基酸等

血糖水平的调节

胰岛素降低血糖

胰高血糖素升高血糖

脂代谢

简述酮体代谢的特点及其生理意义。

酮体：

乙酰乙酸、B-羟丁酸、丙酮

代谢特点：

肝内生成，肝外利用。

生理意义

（1）酮体的合成是肝向外输出脂肪酸类能源物质的形式，

（2）正常情状下，酮体是肌肉、脑的重要能源物质，饥饿时是脑的主要能源，

（3）酮体的生成与利用，能防止肌蛋白的过多消耗。

脂肪的动员：

饥饿状态下，储存在脂肪中的TG被脂肪酶逐步水解成游离脂肪酸与甘油，释放入血，供全身组织氧化利用。

胆固醇

合成：

直接原料乙酰CoA,NADPH+H+供氢、ATP供能HMG-CoA还原酶是限速酶

转化：

（一）转变为胆汁酸（肝脏）

（二）转化为类固醇激素（三）转化为7-脱氢胆固醇（皮肤）

血浆脂蛋白

分类

CM

VLDL

LDL

HDL

主要合成部位

小肠粘膜细胞

肝细胞

血浆

肝肠血浆

功能

转运外源性甘油三酯和胆固醇

转运内源性甘油三酯和胆固醇

转运内源性胆固醇

逆向转运胆固醇

脂酸的β-氧化

部位:

组织：

除脑组织外,大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。

亚细胞：

胞液、线粒体

1、脂酸的活化——脂酰CoA的生成（胞液）

脂酰CoA合成酶存在于内质网及线粒体外膜上

2、脂酰CoA经过肉碱进入线粒体

3、过程：

脱氢、加水、再脱氢、硫解

生物氧化

生物氧化：

物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。

呼吸链：

线粒体内膜上一组排列有序的递氢体和电子传递体，代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过其逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列物质构成呼吸链

体内生成ATP的方式;底物水平磷酸化、氧化磷酸化

影响氧化磷酸化的因素

（一）抑制剂；1.呼吸链抑制剂2.解偶联剂（解偶联蛋白）3.氧化磷酸化抑制剂（寡霉素）

（二）ADP的调节作用（三）甲状腺激素（四）线粒体DNA突变

高能化合物:

ATP磷酸肌酸乙酰CoP磷酸烯醇式丙酮酸甘油酸-1,3-二磷酸

蛋白质分解代谢

氮平衡：

摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。

①氮总平衡：

摄入氮=排出氮（正常成人）

②氮正平衡：

摄入氮>排出氮（儿童、孕妇等）

③氮负平衡：

摄入氮<排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）

必需氨基酸：

Lys（赖）、Val（缬）、Ile（异亮）、Leu（亮）、Phe（苯）、Met（蛋）、Trp（色）、Thr（苏）。

简述血氨的来源和去路

氨的来源：

（1）氨基酸及其它含氮化合物在组织内脱氨基形成的内源性氨。

（2）肠道产氨：

大肠下段细菌代谢；食物蛋白质的腐败作用；血中的尿素渗入肠道，在经细菌或尿素酶分解。

（3）肾脏产氨：

在肾小管上皮细胞中分解谷氨酰胺生成氨。

去路:

①在肝内合成尿素，这是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺④肾小管泌氨

体内重要的转氨酶：

⑴丙氨酸氨基转移酶（ALT或GPT）⑵天冬氨酸氨基转移酶（AST或GOT）

氨基酸的脱氨基作用;在酶的作用下，氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程。

方式：

氧化脱氨基、转氨基作用、联合脱氨基

丙氨酸-葡萄糖循环

生理意义①肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。

②肝为肌肉提供葡萄糖。

谷氨酰胺的运氨作用部位：

脑、肌肉

生理意义：

谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。

尿素的生成

生成部位：

主要在肝细胞的线粒体及胞液中。

原料：

2个氮，直接来自于游离氨和天冬氨酸。

过程：

先在线粒体中进行，再在胞液中进行。

耗能：

3个ATP，4个高能磷酸键。

鸟氨酸循环与三羧酸循环有代谢上联系。

一碳单位：

某些氨基酸分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的有机基团

蛋白质的互补作用：

指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。

蛋白质的腐败作用：

这些未被消化掉的食物蛋白和未被吸收的消化产物在大肠下部受肠道菌作用，产生一系列对人体有害的物质，这一过程称为腐败。

核苷酸代谢

从头合成：

嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。

补救合成：

利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。

参与补救合成的酶;APRTHGPRT腺苷激酶

补救合成的生理意义：

补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。

体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。

嘧啶核苷酸的抗代谢物:

嘧啶类似物、某些改变了核糖结构的核苷类似物、叶酸类似物

嘌呤核苷酸的抗代谢物：

嘌呤类似物、氨基酸类似物、叶酸类似物

核酸的生物合成（具体看书）

复制：

是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。

复制的方式：

双向复制、半不连续复制、半保留复制（DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。

子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。

两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。

这种复制方式称为半保留复制。

）

DNA聚合酶：

DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ

转录：

生物体以DNA为模板合成RNA的过程。

蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由4种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序。

起始密码:

AUG

终止密码:

UAA，UAG，UGA

肝的生物化学

生物氧化：

指物质在生物体内进行氧化称为生物氧化，主要是糖、脂肪、蛋白质等物质在体内氧化分解时逐步释放能量，最终生成二氧化碳和水的过程。

初级胆汁酸:

是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。

次级胆汁酸:

在肠道细菌作用下初级胆汁酸7α-羟基脱氧后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。

胆汁酸肠肝循环:

胆汁酸随胆汁排入肠腔后，通过重吸收经门静脉又回到肝，在肝内转变为结合型胆汁酸，经胆道再次排入肠腔的过程。

试述胆红素在肝脏的代谢过程，及生理意义。

答：

（1）胆红素在肝脏的代谢过程：

1）摄取：

清蛋白—胆红素经血液运行至肝细胞，胆红素与清蛋白分离，胆红素进入肝细胞胞浆，以胆红素-Y蛋白或胆红素-Z蛋白形式被运至内质网。

2）结合：

经UDP-葡萄糖醛酸转移酶的催化，与UDPGA中的GA结合生成葡萄糖醛酸胆红素。

3）排泄：

生成的结合型胆红素随胆汁排入肠道。

（2）生理意义：

游离型胆红素转变为结合型胆红素，使其水溶性增加，通透性下降，毒性减少，起解毒作用

生物转化的对象：

内源性：

如激素、胺类等、外源性：

如药物、毒物等

第一相反应：

氧化、还原、水解反应

第二相反应：

结合反应

初级：

肝内合成；次级：

肠菌转化

胆汁酸肠肝循环的生理意义：

将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的生理需要。