医学知识
第四章蛋白质化学
氨基酸是蛋白质的结构单位,合成蛋白质的氨基酸20种,称为标准氨基酸(编码aa)
C、H、O、N是蛋白质的主要元素,有些还有P、S,N是蛋白质的特征性元素
生物样品中的含量=样品含量×6.25↘16%的倒数,1gN所代表蛋白质的质量
20种氨基酸中:脯氨酸是亚氨基酸,其他事–氨基酸,除脯氨酸和甘氨酸,其余的均为L-型–氨基酸。
氨基酸的性质:①紫外吸收:色氨酸和酪氨酸(都含有芳香环)在280nm波长附近有吸收峰②两性解离与等电点③茚三酮反应:发生氧化和缩合,生成蓝紫色化合物,在570nm有吸收峰。茚三酮反应做氨基酸的定量分析。
蛋白质的分子结构:一级结构(基本结构)--化学键:肽键为主键,二硫键为副键、二、三、四级结构(空间结构或构象)。二级结构--化学键:氢键,包括①–螺旋,② -折叠,③ -转角,④无归转曲。三级结构—化学键:二硫键、氢键、疏水键、离子键、范德华力,四级结构—化学键:氢键、疏水键、离子键、范德华力。肽键概念:P34
蛋白质分子中氨基酸的连接方式——肽键氨基酸通过肽键能连接构成的肽链有方向性,以N端为头
多肽链是蛋白质的基本结构,改变蛋白质的构象,生理活性也会改变。
蛋白质的理化性质:紫外吸收;①肽键结构对220nm以下的紫外线有强吸收两性解离与等电点;在某一PH值下,蛋白质的静电荷为零,该PH值就是蛋白质的等电点。⒈如果PH
蛋白质不易透过半透膜,⒈电泳和透析是分离纯化蛋白质方法,⒉蛋白质从aq中析出的现象—蛋白质沉淀
沉降系数(S)=沉降速度/离心加速的 1S=10-13 盐析概念:P45 变性和复性P46
盐析得到的蛋白质沉淀经过透析脱盐后仍有生物活性变性的本质其共价键破坏,只破坏构象,不改变一级结构。蛋白质的凝固P46
蛋白质变性、沉淀、凝固的关系:①蛋白质变性导致构象破坏,活性丧失,但不一定沉淀;
②蛋白质沉淀是胶体溶液稳定因素破坏的结果,但构象和活性不一定改变和丧失,所以不一定变性;③蛋白质凝固时变性的一个类型,蛋白质形成坚硬的凝块。
第五章核酸化学
核酸的组成单位:核苷酸(C、H、O、N、P但是P含量较多)水解核苷酸得到三种成分:磷酸、戊糖、含氮碱基蛋白质生物合成的供能物质ATP、GTP; 磷脂合成的供能物质ATP、CTP;糖原合成的供能物质ATP、UTP 3,5磷酸二酯键概念P52
核酸种核苷酸的链接方式:3,5磷酸二酯键核酸有方向性,都是在5端开始到3端结束,与核酸的合成方向一致。核小体:由DNA和组蛋白构成,组蛋白有5种:H1、H2A、H2B、H3、H4。这四种H2A、H2B、H3、H4各两个亚基构成核小体的八聚体
⒈m RNA 不同的m RNA编码不同的蛋白质,完成后被降解,在蛋白质的合成过程中作为模板帽子结构—P56
⒉t RNA ①3端含有CCA-OH序列,是氨基酸的结合部位,5端大约都是鸟苷酸。②t RNA 都具有三叶草的二级结构,该结构有四臂三环:氨基酸臂、反密码子臂、反密码子环、T∮C臂、T∮C环、D臂、D环,其中氨基酸臂可以结合氨基酸,反密码子环含有三个碱基组
成的反密码子,t RNA具有倒L形三级结构,t RNA的这种结构有利于结合氨基酸和识别密码子,氨基酸臂是选择性的转运氨基酸
⒊r RNA是细胞中含最多的RNA。r RNA和蛋白子构成核糖体,核糖体由大、小亚基构成的,原核生物有三种r RNA,沉降系数5S、16S、23S,小亚基含有16Sr RNA,大亚基含有5S、23Sr RNA,真核生物有四种r RNA,小亚基含有18Sr RNA,大亚基含有5.8S、18S、28Sr RNA. 核酸理化性质:⒈紫外吸收:因碱基中含有共轭双键,吸收峰在260nm附近。
使DNA变性解链达到50%的温度—解链温度(Tm),Tm与DNA的分子大小、碱基的组成、溶液的PH、离子强度有关
比较DNA和蛋白质a发螺旋特点;相同点:都是右手螺旋,都由氢键链接,
不同点:螺距不同,DNA是双链螺旋,蛋白质是单链螺旋
第六章酶
酶:是由活细胞产生的,具有催化作用的蛋白质。
核酶:活细胞合成的,具有催化作用的核酸
单纯酶:仅由氨基酸构成的酶,尿素酶、蛋白酶、淀粉酶……
结合酶:由蛋白质和非蛋白质组成,前者称脱辅基酶蛋白,后者称辅助因子,脱辅基酶蛋白和辅助因子结合成全酶。只有全酶具有催化活性,脱辅基酶蛋白单独存在不具有催化活性。脱辅基酶蛋白和辅酶结合不牢固可以用透析或者超滤方法除去。
酶活性中心:由酶催化进行的化学反应称酶促反应,反应物称为底物(S),能与底物特异的结合,催化底物发生反应生成产物(P)
酶促反应的特点:①酶的催化效率高②特异性高③酶蛋白容易失活④酶活性可以调节
酶促反应机制:邻近效应与定向排列、表面效应、张力、多元催化和共价催化
酶原的激活实质上是形成和暴露酶的活性中心的过程。酶原:无活性前体(未形成或未暴露活性中心)。
酶原生理意义:⒈适于酶的安全储存2.适于酶的安全转运
同工酶:P67 L-乳酸脱氢酶(LDH),LDH是由H亚基(心肌型)和M亚基(骨骼肌型)构成的四聚体。电泳中快→慢的顺序:LDH1-5,心肌中LDH1最多,肝脏中LDH5最多。
酶促反应动力学:一、酶浓度对酶促反应的影响
二、底物浓度……
三、温度……酶促反应速度最快时的反应温度为最适温度,但最适温度不是酶的特征性常数(与酶促反应时间的长短有关),人体内酶的最适温度37℃-40℃,60℃时变性加速,80℃时酶的变性是不可逆的。
四、PH值……使酶促速度达到最快的PH是最适PH,反应体系PH值高于或者低于最适PH 时都会导致酶的活性降低,过酸过碱也会导致酶变性失活
不同的酶有最是PH,胃蛋白酶的最适PH=1.8胰蛋白酶的最适PH=8 最适PH不是酶的特征性常数
五、抑制剂……能特异的抑制酶活性,从而抑制酶促反应的物质叫抑制剂(I)
抑制剂就是能特异的能改变酶的必需基团或活性中心的化学物质,从而使酶的活性降低,强酸、强碱等没有特异性,不属于抑制剂。
1不可逆性抑制作用:抑制剂通常以共价键与酶的活性中心的必需基团结合,使酶的活性丧失,抑制剂与酶的结合不能用超滤或者透析等物理方法除去,必须通过化学方法除去,使酶恢复活性。
常见的不可逆抑制剂:⑴巯基酶抑制剂,巯基酶是许多以巯基为必需基团的酶的总称。重金属离子(P72)等巯基酶抑制剂引起的中毒的化学本质是破坏酶蛋白的巯基,使酶失活。用二巯基丙醇或二巯基丁二酸钠解毒的机制就是使酶蛋白的巯基重新形成,使酶恢复活性。⑵丝氨酸酶抑制剂,胆碱酯酶使催化乙酰胆碱水解的丝氨酸酶,该酶失活会造成乙酰胆碱在体内积聚,出现中毒,解磷定可以与有机化合物反应,置换出结合的胆碱酯酶,使酶恢复活性。
2可逆性抑制作用:
⑴竞争性抑制作用—--丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用,磺胺类药物磺胺增效剂就是通过竞争性抑制作用抑制细菌生长繁殖的。磺胺的作用是二氢叶酸合成酶的活性中心。如果单独使用磺胺类药物或磺胺增效剂只会抑制细菌是生长繁殖,但是联合使用就会双重抑制作用杀死细菌,人体需要的叶酸来源于食物,所以不受磺胺类药物干扰。
⑵非竞争性抑制作用---抑制剂不与底物竞争酶的活性中心,但与酶的活性中心外的必需基团结合,改变酶的构象使酶失活,
⑶反竞争性抑制作用---P76
酶与疾病发生的关系:一、酪氨酸酶缺陷引起白化病;6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷引起蚕豆病;苯丙氨酸羟化酶缺陷引起苯丙酮尿症;胱硫醚合成酶缺陷引起同型胱氨酸尿症。
二、酶活性被抑制所致疾病:重金属离子抑制巯基酶活性;氰化物抑制细胞色素氧化酶活性;有机磷农药抑制胆碱酯酶活性;肼抑制谷氨酸脱羧酶活性;巯基乙酸抑制CoA脱氢酶、琥珀酸脱氢酶活性。都会导致机体代谢异常引起疾病。
第七章维生素
维生素:维持生命代谢所必须的一类小分子有机化合物。和脂
维生素A、D、E、
B族包括:硫胺素、核黄素、烟酰胺、吡哆醛、泛酸、生物素、叶酸、钴胺素、硫辛酸
导致维生素缺乏因素有:摄取不足、吸收障碍、机体需要量增加、服用某些药物、满心肝肾疾病、特异性缺陷
⒈Vit C:即抗坏血酸,多羟基化合物,aq酸性具有还原性
生理功能即缺乏症:⑴参与羟化反应--P84 ⑵参与其他代谢—P84
长期大量使用Vit C 会导致尿路结石,胃肠蠕动增加甚至腹绞痛和腹泻⒉Vit B1 即抗脚气病维生素,酸性aq较稳定,碱性aq加热易分解。
Vit B1活化形式是焦磷酸硫胺素(TPP),TPP是–酮酸的脱氢酶系的辅助因子:缺乏Vit B1
糖代谢中间产物丙酮酸和–酮戊二酸的氧化脱羧受阻,神经组织功能不足--产生脚气病。
⒊Vit B2即核黄素,在酸性aq中稳定,耐热,易被碱和紫外线破坏。Vit B2的活化形式黄
素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD).
缺乏症:唇炎、舌炎、口角炎、眼睑炎、阴囊皮炎……
⒋Vit PP即抗癞皮病维生素,包括烟酸和烟酰胺,耐热耐酸碱,是性质最稳定的维生素。Vit PP的活化形式烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD又称辅酶Ⅰ)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP又称辅酶Ⅱ),NAD和NADP主要是递氢体,最为多种酶的辅助因子。
缺乏症:癞皮病主要症状有皮炎、腹泻和痴呆……
⒌维生素B6即抗皮炎维生素,包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺,对光和碱敏感,高温下分解。维生素B6的活化形式是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛是氨基转移酶和脱羧酶的辅助因子,也是血红素合成途径关键酶的辅助因子,是糖原磷酸化的重要组成成分,参与糖原分解。维生素B6用于治疗婴儿惊厥和孕妇妊娠呕吐,也可能造成贫血。
抗结核异烟肼能与磷酸吡哆醛结合,在服用异烟肼时应加服维生素B6,以防止异烟肼治疗
中出现不安、失眠和多发性神经炎。
⒍泛酸即遍多酸,在中性aq中具有很强的稳定性,泛酸的活化形式CoA和酰基载体蛋白(ACP)。CoA参与酰基转运;ACP参与脂肪酸合成。
⒎生物素,自然界包括: -生物素, -生物素,常温下稳定,高温下易被氧化。
生物素的活化形式羧基生物素,①新鲜蛋清含有抗生物素蛋白,能与生物素结合抑制其吸收,所以长期服用生鸡蛋会影响生物素的吸收,②长期服用抗生素会抑制肠道菌生长,使其不能合成生物素,也会造成生物素缺乏。
⒏叶酸,活化形式5,6,7,8,-四氢叶酸(FH4),参与一碳单位代谢(含有一个碳原子的有机基团),四氢叶酸通过N-5和N-10位携带一碳单位参与核苷酸碱基和胆碱的合成。
缺乏叶酸,DNA复制和细胞分裂受阻,细胞变大—巨幼红细胞性贫血。
⒐维生素B12即抗恶性贫血维生素,是唯一含有金属元素(钴)的维生素,在弱酸条件下稳定,可被强酸、强碱、氧化剂、还原剂、日光破坏。维生素B12的活性形式甲钴胺素和5'-
脱氧腺苷钴胺素。
缺乏症:造成巨幼红细胞性贫血。
脂溶性维生素
⒈维生素A即抗干眼病维生素,包括视黄醇(VitA1)和3-脱氢视黄醇(VitA2),① VitA
参与构成视觉细胞的主要成分,缺乏维生素A会影响视紫红质的合成,导致感受弱光的能力减弱,出现夜盲症。②维持上皮结构组织的完整性③参与类固醇的合成④有一定的抗肿瘤作用。
⒉维生素D即抗佝偻病维生素,包括VitD2和VitD3,化学性质稳定不易被破坏。活化形式1,25-OH-D3,它可以促进肠道钙的吸收,提高血钙和血磷的浓度,增加骨对钙、磷的吸收。
缺乏症:儿童会发生佝偻病,成人会发生骨软化症,摄入过量会引起中毒。
⒊维生素E即生育酚,天然存在的有、、、、四种。①与生育功能有关;临床上治疗先兆流产、习惯性流产和不育症。②重要的抗氧化剂和具有抗衰老作用③促进血红素代谢;新生儿缺乏会造成贫血。
⒋维生素K即凝血维生素,活性形式Vit K1、VitK2,维生素K促进肝脏合成凝血因子Ⅱ、
Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ。
缺乏症:凝血时间延长,严重会影响皮下、肌肉、胃肠道出血。
第八章生物氧化
生物氧化:营养物质在体内氧化分解,最终生成CO2和H2O,释放能量,满足生命活动需要。生物氧化的特点:①细胞内PH近中性、温度约37℃aq中进行酶促反应②逐步放能③产物CO2是有机酸脱羧反应生成④产物H2O是营养物质脱下来的H和O2结合生成的。
CO2的生成方式:P97
呼吸链:线粒体内膜上一组排列有序的递氢体和递电子体构成。
功能:将氧化是释放是电子传给O2生成H2O。呼吸链复合体:P99
⒈NAD/NADP:是递氢体,既能传递氢又能传递电子。
⒉黄素蛋白:是递氢体,复合体Ⅰ称为NADH脱氢酶,参与NADH脱氢。复合体Ⅱ称为琥珀酸脱氢酶,参与催化琥珀酸脱氢。
⒊铁硫蛋白:是递电子体,分子量较小。其辅基成为铁硫簇
⒋泛醌(Q或CoQ),是递氢体,不是蛋白质。
⒌细胞色素:是递电子体。存在呼吸链中的细胞色素包括:Cyt a、Cyt b、Cyt c。电子传
递顺序:Cyt b—Cyt c—Cyt c1—Cyt a—Cyt a3—02。Cyt aa3是复合体Ⅳ的组成成分呼吸链成分的排列顺序:P101-102
细胞液NADH的氧化—呼吸链存在的部位:线粒体内膜
⒈ 3-磷酸甘油穿梭:P103
⒉苹果酸-天冬氨酸甘油穿梭:
生物氧化与能量代谢
㈠高能化合物种类
高能磷酸化合物:NDP、NTP(N∈A、G、C、U)、磷酸肌酸、磷酸烯醇式丙酮酸
高能硫酯化合物:乙酰CoA、脂酰CoA、琥珀酸CoA
㈡ATP合成
体内合成ATP方式:底物水平磷酸化(产生3分子ATP)和氧化磷酸化(产生2分子ATP).以氧化磷酸化为主。
⑴底物水平磷酸化概念:在生物氧化过程中,底物因脱氢、脱水等反应使能量在分子内重新分布形成高能磷酸基团,然后在转给ADP生成ATP的过程。
⑵氧化磷酸化概念:在生物氧化过程中,营养物质氧化释放的电子经过呼吸链传给O2生成H20,释放能量推动ADP生成ATP过程。
氧化磷酸化的影响因素:①呼吸链抑制剂:阻断呼吸链中电子传递②解偶联剂:能解除氧化
与磷酸化之间的偶联(2,4-二硝基苯酚是一种强解偶联剂)③ADP:ADP/ATP的比值增高,说
明氧化磷酸化的速率加快。④甲状腺激素:能促进解偶联蛋白基因的表达,使线粒体内膜的
解偶联蛋白增加。⑤线粒体DNA(mt DNA), mt DNA突变会对氧化磷酸化产生影响,导致
ATP合成不足致病,耗能多的器官更易发生障碍,如聋、盲、痴呆、肌无力和糖尿病。
ATP的利用:生命活动的直接能源,体内能量的基本转换方式ATP的合成与利用构成ATP循环,ATP将高能磷酸基团转给肌酸生成磷酸肌酸,最为肌肉和脑组织中的能量储存形式。
第九章糖代谢
葡萄糖的氧化酶法测得空腹血糖的正常值:全血3.6~5.3mmol/L 血浆3.9~6.1mmol/L
(1mmol/L≈18.02mg/dL)
血糖的来源和去路:
食物糖消化吸收血糖氧化供能
3.9~6.1 合成肝糖原、肌糖原
肝糖原分解 mmol/L 转化成核糖、脂肪、氨基酸
非糖物质糖异生过高时随尿液排出(血糖浓度≦160~
180mg/dL时,肾小
管能将原尿中葡萄
糖重吸收入血,若血
糖浓度过高,超过肾
小管对糖的重吸收
能力,就会尿糖)
血糖的调节机制:⒈肝脏调节:肝脏是维持血糖浓度的最主要器官
⒉肾脏调节:肾脏对糖有很强的重吸收能力,160~180mg/dL是肾糖阈值
⒊神经调节:
⒋激素调节:①降血糖-胰岛素②升血糖-胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质
激素、生长激素、甲状腺激素(详见P115)
糖分解代谢途径:1.糖酵解途径2.糖有氧氧化途径3.磷酸戊糖途径4.糖醛酸途径
糖酵解途径
糖酵解概念:在供氧不足时,葡萄糖在细胞液中分解成丙酮酸,在进一步还原成乳酸的过程。
反应部位:细胞液
反应过程:(四个阶段)1.葡萄糖生成1,6-二磷酸果糖。耗能阶段,消耗2分子ATP 关键酶:己糖激酶和磷酸果糖激酶
2. 1,6-二磷酸果糖分解成2分子3-磷酸甘油醛。裂解阶段,
3.3-磷酸甘油醛转化成丙酮酸。产能阶段,两分子3-磷酸甘油醛生
成4分子ATP 关键酶:丙酮酸激酶
4.丙酮酸还原成乳酸。乳酸是葡萄糖无氧代谢最终产物
关键酶:L-乳酸脱氢酶
★糖原分子中的一个葡萄糖单位经糖酵解生成乳酸可净生成3分子ATP
糖酵解的生理意义:⑴糖酵解是在相对缺氧情况下集体补充能量的一种方式,
⑵某些组织在有氧时也可以通过糖酵解供能
⑶糖酵解的中间产物是其他物质的合成原料
糖有氧氧化途径
糖有氧氧化概念:葡萄糖在有氧条件下,氧化分解生成二氧化碳和水的过程称。
反应部位:细胞液和线粒体
关键酶:丙酮酸脱氢酶系
有氧氧化反应过程:(三个阶段)1.葡萄糖在细胞液氧化分解生成丙酮酸
2.丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA ,(关键不可逆反应
连接糖酵解和三羧酸循环的重要环节)
3.乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和水
有氧氧化净生成36~38个ATP,是糖酵解的18~19倍,人体代谢主要能量来源糖有氧氧化三羧酸循环概念:在线粒体内,CoA+草酰乙酸=柠檬酸,柠檬酸经过一系列反应有生成草酰乙酸,形成反应循环----三羧酸循环或柠檬酸循环
三羧酸循环过程(六个阶段)1.乙酰CoA与草酰乙酸合成柠檬酸,关键酶:柠檬酸合酶
2.柠檬酸异构成异柠檬酸关键酶:顺乌头酸酶
3.异柠檬酸氧化脱羧–酮戊二酸关键酶:异柠檬酸脱氢酶
4 –酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酸CoA 关键酶; -酮戊二酸脱
氢酶系
5.琥珀酸CoA生成琥珀酸(三羧酸循环中唯一的底物水平磷
酸化反应)
6.草酰乙酸再生经历脱氢、加水、再脱氢
三羧酸循环特点:每氧化一个乙酰基,两次脱羧,四次脱氢。共生产12个ATP
柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶系。异柠檬酸脱氢酶是
最重要的调节酶
三羧酸循环的意义:是糖类、脂类、蛋白质分解代谢的共同途径,又是他们代谢联系的枢纽
磷酸戊糖途径
反应部位:细胞液关键酶:6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-P-D)
起始物:葡萄糖终产物:6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛
磷酸戊糖途径生理意义:生成的5-磷酸核糖和NADPH是生命物质的合成原料。5-磷酸核糖是核苷酸的合成原料,NADPH为脂肪酸和胆固醇的合成提供氢、作为谷胱甘肽还原酶的辅基,参与肝脏内生物转化。
蚕豆病的发病机理:6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷→磷酸戊糖途径受阻→NADPH+H+缺乏
↓
溶血(黄疸)←细胞膜已被破坏←红细胞膜已被破坏← GSH还原态不能维持
糖代谢和糖异生
㈠糖原合成
糖原合成过程:①6-磷酸葡萄糖的生成②1-磷酸葡萄糖的生成③UDP-葡萄糖生成④糖原合成糖原合成的关键酶:糖原合酶
糖原合成时葡萄糖活化形式:尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-G)
糖原上每增加一个葡萄糖就会消耗2个ATP
㈡糖原分解
概念:糖原分解成葡萄糖的过程。
糖原分解过程:①1-磷酸葡萄糖的生成②6-磷酸葡萄糖的生成③6-磷酸葡萄糖的水解④极限糊精的水解糖原分解的关键酶:糖原磷酸化酶
糖代谢的生理意义:糖原合成与分解是维持血糖正常水平的重要途径。肝糖原分解是补充血糖的主要来源。
肌肉中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,所以肌糖原不能水解生成葡萄糖,也就不能补充血糖。
㈢糖异生
概念:由非糖物质合成葡萄糖的过程。(非糖物质∈氨基酸、甘油、有机酸)
反应部位:细胞液和线粒体起始物:乳酸终产物:非糖物质
糖异生基本上是糖酵解的逆过程主要发生在肝脏,其次是肾脏。
能障反应:糖异生必须绕过酶己糖激酶、磷酸果糖激酶1和丙酮酸激酶这三步不可逆反应。关键酶:丙酮酸羧化酶、丙酮酸激酶、果糖-1,6-二磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶
糖异生生理意义:①饥饿时维持血糖性对稳定②参与食物氨基酸的转化与储存③参与乳酸的回收和利用
低血糖:空腹时血糖浓度低于3.3mmol/L 血糖浓度超过肾糖阈就会出现糖尿
高血糖:空腹时血糖浓度高于7.0mmol.L 糖尿病患者表现为高血糖、糖尿。还有“三多一少”症状,多饮、多食、多尿、体重减轻。
第十章脂类代谢
血脂:血浆中的脂类总称
血脂包括:甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、胆固醇酯(CE)、胆固醇(CH)、脂肪酸(FA)
血浆脂蛋白(LP)包括脂类和载脂蛋白。是脂类在血浆中存在的形式和转运形式。
电泳分类法:血浆蛋白电泳:
P139 血浆脂蛋白电泳:
超速离心分类法:密度由小→大:乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)
血浆脂蛋白的功能:1.CM形成与小肠粘膜,转运外源性甘油三酯。
2.VLDL形成于肝脏,转运内源性甘油三酯。
3.LDL在血浆中有VLDL转化而成,由肝脏向肝外转运胆固醇。
4.HDL形成于肝脏,少量形成于小肠,从肝脏向肝内转运胆固醇
VLDL上升,抗脂肪肝 VLDL下降,导致脂肪肝
㈠甘油三酯分解代谢
脂肪动员:脂肪细胞内的甘油三酯被脂肪酶水解生成甘油(1分子)和脂肪酸(3分子),释放入血,供全身各组织氧化利用。催化脂肪酸动员的酶:激素敏感性酯酶
脂肪酸氧化
发生部位:细胞液和线粒体
过程:1.脂肪酸活化成脂酰CoA(在胞液中)脂酰CoA是脂肪酸的活化形式
2.脂酰CoA由胞液进入线粒体
3.脂酰CoA降解成乙酰CoA (在线粒体)
-氧化过程:脱氢、加水、在脱氢、硫解脂酰CoA重复进行脱氢、加水、在脱氢、硫
解,最终全部讲解为乙酰CoA。
4. 乙酰CoA的彻底氧化(线粒体中)乙酰CoA主要来自葡萄糖的有氧氧化总在线
粒体中生成
酮体代谢
酮体包括:乙酰乙酸、 -羟丁酸和丙酮。酮体是脂肪酸分解代谢的正常产物。
酮体合成(在肝细胞线粒体中)
酮体利用:肝脏合成的酮体进入血液循环,运送到肝外组织,在线粒体内被氧化分解。丙酮不能被利用,会随尿液排出,丙酮也可以由肺呼出。
酮体代谢的生理意义:①酮体是脂肪酸分解代谢的正常产物,是肝输出能源的一种形式。
②酮体是肌肉和脑组织的重要能源
酮尿症机理
㈡甘油三酯合成代谢
㈠脂肪酸合成
甘油三酯合成原料:脂酰CoA和3-磷酸甘油
脂肪酸合成部位:细胞液
脂肪酸合成原料:乙酰CoA供氢体:DADPH关键酶:乙酰CoA羧化酶
软脂酸合成过程:缩合、加氢、脱水、再加氢
㈡3-磷酸甘油合成合成甘油三酯所需的3-磷酸甘油来自糖代谢和甘油转化
㈢甘油三酯合成由脂肪酸和甘油合成一分子甘油三酯消耗7分子ATP
类脂代谢
㈠甘油磷脂代谢
1.甘油磷脂的分解
生物体内水解甘油磷脂的酶主要:磷脂酶A1、A2、C、D
2.甘油磷脂的合成
合成原料:甘油和脂肪酸功能物质:ATP、CTP
胆碱和乙醇胺的活化形式:CDP-胆碱、CDP-乙醇胺
㈡胆固醇代谢
胆固醇合成场所:细胞液和内质网
供氢体:NADPH
乙酰CoA去路:水和CO2 酮体脂肪酸胆固醇
关键酶:HMG-CoA还原酶(饥饿或者禁食会影响其活性)
胆固醇转化:在人体内不能分解成CO2和水
①转化成胆汁酸(每日有0.4g~0.6g胆固醇转化成胆汁酸)
②转化成类固醇激素(在肾上腺皮质转化成腺皮质激素,在睾丸和卵巢转化成性激素)
③转化成7-脱氢胆固醇(肝脏和肠粘膜细胞内)
胆固醇排泄:胆固醇转化胆汁酸,汇入胆汁,通过胆道排入小肠,一部分随粪便排出,大部分被肠粘膜重新吸收,通过门静脉返回肝脏,再排入肠道,构成肠肝循环
第十一章蛋白质的分解代谢
氮平衡:摄入氮与排出氮之间的平衡关系,反应蛋白质的代谢情况。氮总平衡(摄入=排出)、氮负平衡(摄入﹤排出)、氮正平衡(摄入﹥排出)
组织蛋白最低更新量:在不进食情况下,成人每人每天分解20g蛋白质
蛋白质最低生理需要量:成人每人每天至少补充30g~50g蛋白质,才可维持氮总平衡
蛋白质的营养价值:取决于组成蛋白质的必须氨基酸种类、含量和比例
组成蛋白质的氨基酸20种,8种是必需氨基酸
必需氨基酸:体内需要而自身不能合成,必需在食物中获得的氨基酸。包括:赖、色、苯丙、亮、异亮、甲硫、苏、缬氨酸
肝昏迷:P165
氨基酸的一般代谢
㈠氨基酸代谢库合成组蛋白
食物蛋白消化吸收脱氨基生成–酮酸
组织蛋白降解脱羧基生成胺
体内合成非必需氨基酸转化成其他含氮化合物
㈡氨基酸脱氨基
氨基酸在体内分解代谢主要是脱氨基,生成–酮酸(丙酮酸草酰乙酸)和NH3
脱氨基方式:1.转氨基(没有真正脱去氨基)由氨基转移酶催化,磷酸吡哆醛和磷酸
吡哆胺作为氨基转移酶的辅助因子,转氨基是可逆的
重要的氨基转移酶:谷丙转氨酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)
2.氧化脱氨基(可真正脱去氨基)氧化脱氢,水解脱氨基生成氨气和–酮酸
3.联合脱氨基(可真正脱去氨基)是体内大多数氨基酸脱氨基的主要途径
发生部位:肝肾组织中,最主要的脱氨基方式
嘌呤核苷酸循环看作是另一种联合脱氨基作用。肌肉组织中脱氨基
的主要方式
㈢氨气的代谢
氨基酸脱氨基合成尿素排出
合成含氮物质
体内氨气最主要的来源:氨基酸脱氨基体内氨气最主要去路:肝脏合成尿素,肾脏排出肝外组织代谢产生的氨气多数转运到肝脏合成尿素。氨气有毒,不能通过血液循环转运,在血液中是以谷氨酰胺和丙氨酸两种形式转运的。
临床上治疗氨中毒口服或静脉注射谷氨酸钠盐,解除氨毒和降血氨。
丙氨酸-葡萄糖循环(P170)
尿素合成
合成部位:肝细胞线粒体和细胞液鸟氨酸循环或尿素循环(P170)
四个阶段:1.氨甲酰磷酸的合成2.瓜氨酸的合成3.精氨酸的合成4精氨酸水解生成尿素
尿素合成意义:解氨毒肝功能受损时尿素合成发生障碍,导致血氨升高——高血氨症
㈣–酮酸的代谢
1.合成非必需氨基酸
2.合成糖或脂类
3.氧化供能
㈤氨基酸脱羧基
脱氨基是氨基酸分解代谢主要途径,但部分氨基酸可以脱羧基,生成相应的胺。
1. –氨基丁酸:由谷氨酸脱羧基生成
2. –羟色胺:由色氨酸羟化和脱羧生成
3.组胺:由组氨酸脱羧基生成 4.牛磺酸:由半胱氨酸氧化和脱羧生成
5.多胺:鸟氨酸和甲硫氨酸脱羧基生成亚精胺和精胺,它们共同有多个氨基统称多胺。
氨基酸的特殊代谢
有些氨基酸再分解代谢过程产生含有一个碳原子的活性基因称为~一碳单位
由其他一碳单位还原成N5-甲基四氢叶酸的反应时不可逆的,即该甲基不能在氧化成其他形
式的一碳单位。
一碳单位的生理意义:1.氨基酸分解产生的一碳单位由四氢叶酸携带和转运,参与嘌呤碱基
和嘧啶碱基的合成
2.当一碳单位代谢发生障碍,核酸代谢会发生影响。
甲硫氨酸循环的意义:1.甲硫氨酸循环提供活性甲基2. N5-甲基四氢叶酸通过甲硫氨酸循环提供甲基,使四氢叶酸再生,参与一碳单位代谢。
第十二章核苷酸代谢
体内两条核苷酸合成途径:①从头合成途径:机体利用5-磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2通过连续的酶促反应合成核苷酸。
②补救途径:直接利用体内碱基、通过简单反应合成氨基酸。
嘌呤核苷酸的从头合成
嘌呤环的成环原子来自谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、一碳单位、CO2
细胞定位:在细胞液首先合成肌苷酸(IMP),然后IMP在合成腺甘酸(AMP)和鸟甘酸(GMP). 5-磷酸核糖活化形式:5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP),
从IMP合成AMP和GMP过程:IMP是嘌呤核苷酸的中间产物,是AMP和GMP前体
嘧啶核苷酸的从头合成
嘧啶环的成环原子来自谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2
细胞定位:在细胞液首先合成UMP,UMP再合成CTP和d TMP
氨甲酰磷酸既是嘧啶核苷酸的从头合成过程中间产物(肝细胞线粒体内氨甲酰合成酶Ⅰ催化),也是尿素合成的中间产物(细胞液中氨甲酰合成酶Ⅱ催化)。
核苷酸的补救合成此过程比从头合成简单的多
尿酸是嘌呤核苷酸分解代谢的产物,如果尿酸浓度超过0.48mmol/L,形成尿酸盐晶体,沉淀于关节和组织导致痛风症,沉淀于肾脏导致肾结石
别嘌呤醇竞争性抑制黄嘌呤氧化酶活性,从而抑制尿酸生成
第十四章核酸的生物合成
DNA的生物合成
㈠复制:以亲代DN为模板合成子代DNA过程,并将遗传信息传递给子代DNA分子过程。DNA复制方式:半保留复制(P208解释过程)
参与DNA复制的酶和辅助因子:
1.DNA聚合酶:有三种活性5’→3’聚合酶活性3’→5’外切酶活性5’→3’外切酶活性大肠杆菌有三种聚合酶:DNA聚合酶Ⅰ(DNA修复,引物切除,冈崎片段延长,校读作用)
Ⅱ(DNA修复,,校读作用)
Ⅲ(DNA 复制合成,,校读作用)
2.解旋酶
3.拓扑异构酶3.单链DNA 结合蛋白
4.引物和引物酶4.DNA连接酶
复制模板:DNA两条亲代链原料:d NTP方向:5’→3’产物:DNA子链引物:RNA 半不连续复制:接连与合成同时进行,合成是连续的,新生链称为前导链
先解开一段模板,在合成一段新生链,合成是不连续的,新
生链称为后随链。(分段合成的后随链片段称为冈崎片段)DNA复制过程:起始、延长、终止三个阶段。
㈡DNA逆转录合成
逆转录是以RNA为模板,以d NTP为原料,由逆转录酶合成DNA过程。
参与逆转录过程的酶:逆转录酶:有三种活性:1.逆转录活性 2.水解活性2.复制活性
逆转录酶没有3’→5’和5’→3’外切酶活性,所以不具有校读功能
在DNA 合成过程中错配率较高。
㈢DNA损伤与修复
变异即基因突变,化学本质是DNA损伤,即DNA碱基序列发生了可以传递子代细胞的变化,导致基因产物功能的丧失。
突变的结果;①导致致病甚至致死。②导致生物某些功能缺失
损伤的类型:错配(点突变)、缺失、插入(碱基缺失和插入)、重排
DNA 修复:1.光复活(高度特异的直接修复方式)
2.切除修复(最普通的修复机制),参与的酶主要有核酸内切酶、外切酶、聚合酶、连接酶
3.重组修复:先复制后修复。
RNA的生物合成
转录:生物体按碱基互补配对原则把DNA碱基序列转化成RNA碱基序列、并将遗传信息传递到RNA分子上的过程。
转录方式:不对称转录不需引物模板:单链DNA分子
转录原料:四种核糖核苷酸(NTP N∈A、G、C、U)方向:5’→3’
RNA聚合酶:由、、、和五种亚基构成的六聚体(),核心酶:
转录过程:起始、延长、终止
RNA 聚合酶识别启动子并与之结合时转录的关键。启动子2个保守序列:(P220)
原核生物基因有2个终止子。(P221)
转录后的加工:大多数M RNA前体在细胞核中加帽、加尾、剪接合成成熟的m RNA,原核生物的m RNA不需要进行转录后加工。
第十五章蛋白质的生物合成
三种RNA在蛋白质生物合成中的作用是什么?
1. m RNA是指导蛋白质合成的直接模板编码区从起始到终止密码子的一段序列,m RNA 主
要序列
从m RNA编码区5’→3’每3个相邻碱基构成一
个密码子或称三联体弥漫
UAA、UAG、UGA为终止密码子,是 3’端的终止信号
遗传密码特点:通用性连续性简并性方向性摆动性2.t RNA是氨基酸的转运工具也是读码器氨基酸活化形式:氨酰t RNA合成酶,它具有高
度特异性,保证转运正确的氨基酸
3.核糖体是合成蛋白质的机器核糖体由r RNA和蛋白质构成,由大、小两个亚基组成
原核生物的小亚基16S r RNA 3’端含嘧啶序列,可以
与SD结合,决定翻译的起始。原核生物核糖体大
亚基23S r RNA和真核生物大亚基28S r RNA都
含有肽基转移酶,完整的核糖体有三个位点;A位
点结合氨酰t RNA,P位点结合肽酰t RNA,E位点
结合脱酰t RNA
蛋白质合成过程
⒈翻译起始读码方向从5’→3’
⒉翻译延长每次接1个氨基酸分三步氨酰t RNA→肽键形成→核糖体沿着m RNA移位体
肽链延长需要延长因子(EF) EF-Tu、EF-Ts、EF-G参与,需消耗GTP
包括进位、成肽(不耗能)、移位
⒊翻译终止合成蛋白质的直接原料是氨酰t RNA
★活化一分子氨基酸需要消耗2个高能磷酸键,肽链延长阶段在进位和移位时分别消耗1个高能磷酸键(来自GTP)
★当蛋白质的生物合成启动之后,每连接一个氨基酸需要消耗4个高能磷酸键。
★核糖体阅读m RNA的密码子是从5’→3’肽链合成是从N端→C端
蛋白质翻译后修饰
一级结构修饰:N端修饰、氨基酸修饰、肽键断裂、肽段切除
靶向转运:绝大多数分泌蛋白都有信号肽,信号肽长13—36个氨基酸。信号肽N端由1—2个带正电荷的氨基酸;C端为蛋白酶剪切点,含有极性氨基酸
信号肽功能:引导新生成的肽链进入内质网,然后被切除,所以成熟的分泌蛋白不含信号肽。
第十九章肝胆生化
⒈肝脏在糖代谢中的作用通过肝糖原的合成与分解及糖异生维持血糖浓度稳定
⒉肝脏在脂类代谢中的作用在脂类的消化、吸收、分解、合成、和运输方面起重要作用
⒊肝脏在蛋白质代谢中的作用肝脏在合成蛋白质代谢、合成尿素、分解氨基酸方面活跃
肝脏是合成蛋白质重要场所,清蛋白是血浆中最多的蛋白质,
正常清蛋白(ALB或A)浓度35—55g/L,球蛋白(GLO或G)浓
度20—30g/L,A/G比值1.5-2.5
⒋肝脏在维生素代谢中的作用参与维生素的吸收、转化和储存
⒌肝脏在激素代谢中的作用激素在体内发挥作用后被分解和转化,从而降低活性,该过
程是激素的灭活作用
胆汁酸代谢
胆汁酸作为消化液,参与脂类的消化吸收;作为排泄液,将某些生化产物排出体外
胆汁酸的种类:游离型初级胆汁酸胆酸、鹅脱氧胆酸(形成于肝脏)
游离型次级胆汁酸石胆酸脱氧胆酸(形成于肠道)
结合型初级胆汁酸
结合型次级胆汁酸
胆汁酸功能:1.参与食物脂类的消化吸收
2.是胆固醇的主要排泄形式
3.抑制胆汁酸中胆固醇析出
胆汁酸的肠肝循环P269
胆色素代谢
结合胆红素概念:胆红素与两分子UDP-葡萄糖醛酸结合,生成胆红素二葡萄糖醛酸酯。
胆色素包括胆红素、胆绿素、胆素原、胆素
思考:结合胆红素与未结合胆红素的区别?
是否经过肝细胞的转化,是否发生葡萄糖醛酸结构
思考:尿素中不能出现为结合胆红素的原因?
游离胆红素具有细胞毒性,胆红素-清蛋白复合体的形成促进了它在血浆中的运输,又限制了它透出血管进如细胞所造成的危害,阻止了它进入肾小球滤过膜,所以正常情况下尿液中不会出现游离胆红素。
游离胆红素在肝细胞内的代谢包括:摄取、转化、排泄三个阶段
肝细胞由Y蛋白和Z蛋白两种载体蛋白,Y蛋白含量较多,亲和力强,因而是主要载体蛋白。胆色素代谢和胆素原的肠肝循环(P272-图)
肝脏转化胆红素实际上是一个解毒过程,因此正常人的血浆中游离胆红素极低。
胆红素的异常代谢
当血浆胆红素浓度超过2mg/dL(33.4umol/L)时,肉眼可以看到巩膜和皮肤黄染—显性黄疸有时血浆浓度高出正常范围,但是没有超过2mg/dL,肉眼看不到黄染----隐性黄疸
胆红素代谢异常分为三类:1.溶血性黄疸(肝前性)
2.肝细胞性黄疸(肝源性)
3.阻塞性黄疸(肝后性)
三种黄疸在血液、尿液。粪便的检验特征(P273)
肝脏的生物转化作用
生物转化:肝脏将非营养物质进行转化,增加其水溶性,易于随胆汁和尿液排出体外的过程。肝脏是进行生物转化的主要场所。
生物转化的主要类型:
第一相反应①氧化反应是生物转化反应最常用类型,肝细胞内含有各种参与生物转化的酶
(羟化酶、单胺氧化酶、脱氢酶)
②还原反应包括系硝基还原酶和偶氮还原酶催化的两类反应,在线粒体进行
③水解反应由肝细胞线粒体内和细胞液中多种水解酶催化的
生物转化的特点
1.连续性和多样性
2.解毒致毒两重性
生物转化的意义:
灭活肝毒,加快排泄,保护机体
生物转化作用不等于解毒作用