临床医师资格考试蓝宝书-生物化学

临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（1） 蛋白质的结构与功能 第一节 氨基酸与多肽（非常重要） 一、氨基酸的结构式 （一）氨基酸的一般结构式 氨基酸是组成人体蛋白质的基本单位，其有20种，除甘氨酸外均属L-α-氨基酸。 （二）氨基酸分类 氨基酸的分类 分类 氨基酸名称 非极性、疏水性氨基酸 甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 极性、中性氨基酸 色氨酸、丝氨酸、酪氨酸，半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸 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 二、肽键与肽链 氨基酸分子之间通过去水缩合形成肽链，NH2-CH（R)-CO-NH-CH(R)-COOH在相邻两个氨基酸之间新生的酰胺键称为肽键。 第二节 蛋白质的结构（重要考点） 一、一级结构概念 多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构，肽键是维系一级结构的化学键。蛋白质分子的一级结构是其特异空间结构及生物学活性的基础。 二、二级结构α螺旋 蛋白质的二级结构是指局部或某一段肽链主链的空间结构，即肽链某一区段中氨基酸残基相对空间位置，它不涉及侧链的构象及与其他肽段的关系。α-螺旋是二级结构的主要形式之一，其结构特征如下：①多肽链主链围绕中心轴旋转，每隔3.6个氨基酸残基上升一个螺距；②每个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键。氢键维持了α-螺旋结构的稳定；③α-螺旋为右手螺旋，氨基酸侧键基团伸向螺旋外侧。 三、三级和四级结构概念 蛋白质的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整条肽链的三维空间结构。三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键、氢键等。许多（并非所有）有生物活性的蛋白质由两条或多条具有三级结构的肽链构成，每条肽链被称为一个亚基，通过非共价键维系亚基与亚基之间的空间位置关系，这就是蛋白质的四级结构。各亚基之间的结合力主要是疏水键，氢健和离子键也参与维持四级结构。 体内约有几十万种结构相异的蛋白质分子，各自执行着特异的生理功能。可见蛋白质的一级结构和空间结构与其特有功能之间的密切关系。卫考在线 www.51weikao.com整理 第三节 蛋白质结构与功能的关系（较少考到） 一、蛋白质一级结构与功能的关系 （一）一级结构是空间构象的基础 蛋白质的功能与其三级结构密切相关，而特定三级结构是以氨基酸顺序为基础的。空间构象遭破坏的核糖核酸酶只要其一级结构（氨基酸序列）未被破坏，就可能恢复到原来的三级结构，功能依然存在。 （二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能 蛋白质一级结构的比较，常被用来预测蛋白质之间结构与功能的相似性。同源性较高的蛋白质之间，可能具有相类似的功能。必须指出的是，蛋白质同源性是指由同一基因进化而来的一类蛋白质。已有大量的实验结果证明，一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象和功能也相似。 （三）氨基酸序列提供重要的生物进化信息 一些广泛存在于生物界不同种系间的蛋白质，比较它们的一级结构，可以帮助了解物种进化间的关系。 （四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病 蛋白质分子中起关键作用的氨基酸残基缺失或被替代，都会严重影响空间构象乃至生理功能，甚至导致疾病产生。例如正常人血红蛋白β亚基的第6位氨基酸是谷氨酸，而镰状细胞贫血患者的血红蛋白中，谷氨酸变成了缬氨酸，即酸性氨基酸被中性氨基酸替代，仅此一个氨基酸之差，原是水溶性的血红蛋白，就聚集成丝，相互黏着，导致红细胞变形成为镰刀状而极易破碎，产生贫血。这种蛋白质分子发生变异所导致的疾病，被称之为“分子病”，其病因为基因突变所致。卫考在线 www.51weikao.com整理 二、蛋白质高级结构与功能的关系 （一）血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似 肌红蛋白和血红蛋白都是含有血红素的球状蛋白质，是阐述蛋白质结构与功能关系的典型例子。 肌红蛋白由153个氨基酸残基及一个血红素组成。从三维结构来看，它有8段α-螺旋结构。而血红蛋白由2个α亚基和2个β亚基组成，每个亚基各结合1分子血红素。 （二）血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合 肌红蛋白与血红蛋白α及β亚基的三级结构十分相似，而且它们都能可逆地与O2结合，但由于血红蛋白具有四级结构，它的氧解离曲线呈S状。这说明血红蛋白分子中第一个亚基与O2结合后，促进了第二及第三个亚基与O2的结合，三个亚基与O2结合后，又大大促进了第四个亚基与O2结合，这种效应称为正协同效应。而肌红蛋白只具有三级结构，容易与O2结合，所以它的氧解离曲线为矩形双曲线。 （三）蛋白质构象改变可引起疾病 生物体内蛋白质的合成、加工和成熟是一个复杂的过程，其中多肽链的正确折叠对其正确构象的形成和功能发挥至关重要。若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生，有人将此类疾病称为蛋白构象疾病。 第四节 蛋白质的理化性质 在某些理化因素的作用下，蛋白质的空间结构（但不包括一级结构）遭到破坏，导致蛋白质若干理化性质和生物学活性的改变，称为蛋白质的变性作用。若蛋白质变性的程度较轻，去除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性。许多蛋白质变性后，空间构象严重破坏，不能复原，称为不可逆变性。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（2） 核酸的结构和功能 第一节 核酸的基本组成单位—核苷酸（非常重要） 一、核苷酸分子组成 核酸也称为多核苷酸，是由数十个以至数千万计的核苷酸构成的生物大分子，也即核酸的基本组成单位是核苷酸。核苷酸分子由碱基、核糖或脱氧核糖和磷酸三种分子连接而成。碱基与糖通过糖苷键连成核苷，核苷与磷酸以酯键结合成核苷酸。 参与核苷酸组成的主要碱基有5种。属于嘌呤类化合物的碱基有腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），属于嘧啶类化合物的碱基有胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）和胸腺嘧啶（T）。 二、核酸（DNA和RNA） 几个或十几个核苷酸通过磷酸二酯键连接而成的分子称寡核苷酸，由更多的核苷酸连接而成的聚合物就是多聚核苷酸。多聚核苷酸链是有方向的（5’→3’）。 DNA分子中出现的碱基有A、T、C和G，糖为脱氧核糖。RNA分子中所含的碱基是A、U、C和G，糖为核糖。DNA分子由2条脱氧核糖核苷酸链组成，RNA分子由1条核糖核苷酸链组成。 第二节 DNA的结构与功能（非常重要） 一、DNA碱基组成规律 （一）DNA碱基组成有一定的规律，即DNA分子中A的摩尔数与T的摩尔数相等，C与G的相等。 （二）不同生物种属的DNA碱基组成不同。 （三）同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成。 二、核酸的一级结构 核苷酸在核酸长链上的排列顺序，就是核酸的一级结构。在任何DNA分子中的脱氧核糖-磷酸，或在任何RNA分子中的核糖-磷酸连成的长链是相同的，而不同的是连在糖环C-1’位上的碱基排列顺序。所以核酸的一级结构也称为碱基序列。 三、DNA双螺旋结构 双螺旋是DNA二级结构形式，它的结构要点如下： （一）DNA分子由两条以脱氧核糖-磷酸作骨架的双链组成，以右手螺旋的方式围绕同一公共轴有规律地盘旋。螺旋直径2nm，并形成交替出现的大沟和小沟。 （二）两股单链的戊糖-磷酸骨架位于螺旋外侧，戊糖相连的碱基平面垂直于螺旋轴而伸入螺旋之内。每个碱基与对应链上的碱基共处同一平面，并以氢键维持配对关系，A与T配对，C与G配对。螺旋旋转一周为10对碱基。 （三）两碱基之间的氢键是维持双螺旋横向稳定的主要化学键。纵向则以碱基平面之间的碱基堆积力维持稳定。 （四）双螺旋两股单链走向相反，从5’向3’端追踪两链，一链自下而上，另一链自上而下。 四、DNA的高级结构 原核生物没有细胞核，其DNA分子在双螺旋基础上进一步扭转盘曲，形成超螺旋，使体积压缩。超螺旋结构就是DNA的三级结构。 五、DNA的功能 DNA是遗传的物质基础，表现生物性状的遗传信息贮存在DNA分子的核苷酸序列中。当细胞分裂时，生物遗传信息通过复制从亲代（细胞）传递给子代（细胞），使物种得以延续。因此，DNA与细胞增生、生物体传代有关。DNA还可通过转录指导RNA（包括mRNA）合成，将遗传信息传递给mRNA；继而以mRNA为模板合成特异的蛋白质分子。蛋白质赋予生物体或细胞特异的生物表型和代谢表型，使生物性状遗传。 第三节 DNA变性及其应用（重要考点） 一、DNA变性和复性的概念 在极端的pH值（加酸或碱）和受热条件下，DNA分子中双链间的氢键断裂，双螺旋结构解开，这就是DNA的变性。变性后的DNA在260nm的紫外光吸收增强，称为高色效应。在DNA变性中以DNA的热变性意义最大。DNA的热变性又称DNA的解链或融解作用。在DNA热变性过程中，使紫外吸收达到最大增值50％时的温度称为解链温度，又称融解温度Tm）。Tm与DNA分子G+C量有关。 热变性的DNA溶液经缓慢冷却，两条解链的互补单链重新缔合，恢复双螺旋结构，即退火。变性DNA经退火恢复原状的过程称变性DNA的复性。伴随复性，DNA溶液紫外吸收减弱，称低色效应。 二、核酸杂交 复性是指核酸双链分子中分开的两股单链重新结合。如果将不同的DNA链放在同一溶液中作变性处理，或将单链DNA与RNA放在一起，只要某些区域（或链的大部分）有形成碱基配对的可能，它们之间就可形成局部双链，这一过程称为核酸杂交，生成的双链称为杂化双链。核酸杂交技术是目前研究核酸结构、功能常用的手段之一。 第四节 RNA结构与功能（非常重要） RNA通常以数十个至数千个核苷酸组成的单链形式存在。RNA主要分为信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖（核蛋白）体RNA（rRNA）三类。 一、mRNA mRNA为线状单链结构。大多数真核mRNA在5’-端含倒装的7-甲基三磷酸鸟苷（m7Gppp），称为帽子结构。mRNA的3’-末端有一段长短不一的多聚腺苷酸序列，由数十个至上百个腺苻酸连接而成。3’-末端的多聚腺苷酸结构可增加转录活性，增加mRNA稳定性。5’加“帽”、3’加“尾”属转录后加工过程。 二、tRNA tRNA由70至90个核苷酸构成。tRNA分子含有稀有碱基，包括双氧尿嘧啶、假尿嘧啶和甲基化的嘌呤。在tRNA单链上有一些能配对的区域，形成局部双链，这些局部的碱基配对双链就像一支叶柄，中间不能配对的碱基鼓出成环状。所有tRNA均呈三叶草形状，这就是tRNA的二级结构。tRNA的三级结构为倒L型。tRNA二级结构有三个环，其中反密码环上有反密码子，反密码子辨认mRNA上相应的三联体密码，而且把正确的氨基酸连接到tRNA 3’末端的CCA-OH结构上。由此可见tRNA在蛋白质生物合成中起运输氢基酸的作用。 三、rRNA rRNA是细胞内含量最多的RNA，约占RNA总量的80％以上。rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体。核糖体由大、小两个亚基组成。真核生物的核糖体小亚基出18SrRNA和30多种核糖体蛋白构成，大亚基则由5S、5.8S及28S三种rRNA与50种核糖体蛋白组成。当大小亚基聚合时，可作为蛋白质合成的场所。 第一节 酶的催化作用（重要考点） 一、酶的分子结构与催化作用 除了单纯由氨基酸残基形成的单纯蛋白质作为酶以外，更多的酶需要辅助因子参与作用，通常被称为结合酶，其中酶的蛋白质部分称为酶蛋白。根据辅助因子与酶蛋白结合成全酶的牢固程度，又分为辅酶和辅基两类。辅酶为结构复杂的小分子有机物，通过非共价键与酶蛋白疏松结合，可用透析、超滤等方法而分离；辅基则常以共价键与酶蛋白牢固结合，不易与酶蛋白分离。除了上述辅酶外，酶辅助因子主要是各种金属离子，如Zn2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Na2+和K+等。 酶蛋白 辅助因子 物质成分 蛋白质 非蛋白质 结合特点 一种酶蛋白只能结合一种辅助因子形成全酶 一种辅助因子可与不同的酶蛋白结合形成不同的全酶 参与反应 催化一定的化学反应 催化不同的化学反应 特性 决定反应的特异性 决定反应的种类和性质 二、酶促反应的特点（高效性、专一性、不稳定性、可调控性） 催化剂是指能加速化学反应而其自身在反应前后不发生改变的物质。酶是生物体合成的催化剂，它比一般催化剂具有更强的催化效能，但仍遵循一般催化剂的基本概念。由于酶的化学本质是蛋白质，它具有一些独特的催化性质：①酶能显著地降低反应活化能，具有高度的催化能力；②每种酶都选择性地催化一种或一组类似发生特定的化学反应，其有高度的催化专一性；③酶是蛋白质，其空间结构可受到各种理化因素的影响以致改变酶的催化活性，所以酶具有高度的不稳定性；④酶的催化作用是受调控的。 三、酶-底物复合物 酶的活性中心 酶分子中能与底物结合并发生催化作用的局部空间结构称为酶的活性中心。活性中心中有许多与催化作用直接相关的基团，称为必需基团。有些必需基团涉及酶与底物的结合，又称为结合基团，有些具有催化功能，称为催化基团。在酶活性中心外，也存在一些与活性相关的必需基团。 第二节 辅酶与酶辅助因子 一、维生素与辅酶的关系 维生素可分为水溶性及脂溶性两大类。水溶性维生素中有多种B族维生素，在体内参与辅酶的组成（下表）。 常见辅酶所含B族维生素（非常重要） 辅酶 B族维生素 硫胺素焦磷酸（TPP） 维生素B1（硫胺素） 黄素腺嘌呤单核苷酸（FMN） 维生素B2（核黄素） 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 维生素B2（核黄素） 磷酸吡哆醛（PLP） 维生素B6 辅酶A（CoA） 泛酸 四氢叶酸（FH4） 叶酸 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH） 烟酰胺（维生素PP） 脂溶性的维生素K，在体内还原后，作为凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ等蛋白质中谷氨酸-γ-羧化酶的重要辅助因子。 二、辅酶作用 辅酶及辅助因子，在酶促反应中起着传递电子、原子或某些化学基团的作用。各种辅酶的结构中都具有某种能进行可逆变化的基团，起到转移各种化学基团的作用。在氧化还原酶中依赖辅酶分子中的烟酰胺或核黄素发挥其转氢作用。在转氨基酶分子中，吡哆醛起到转移氨基的作用。 第三节 酶促反应动力学（重要考点） 一、Km和Vmax的概念 在酶促反应中，底物浓度与反应速度为矩形双曲线的关系。底物浓度很低时，反应速度随底物浓度增加而上升，成直线比例，而当底物浓度继续增加时，反应速度上升的趋势逐渐缓和，一旦底物浓度达到相当高时，反应速度不再上升，达到极限最大值，称最大反应速度（Vmax）。根据中闻产物学说，推导出了一个方程式，从数学上显示底物浓度和反应速度的关系，其中的Km值为一常数，表示酶蛋白分子与底物的亲和为。Km值悬酶的特征性常数之一，在一定程度上代表酶的催化效率。Km值在数值上等于酶促反应速度达到最大反应速度1/2时的底物浓度。一种酶能催化几种底物时就有不同的Km值，其中Km值最小的底物一般认为是该酶的天然底物或最适底物。 二、最适pH和最适温度 酶反应溶液的PH可影响酶分子特别是活性中心的必需基团的解离程度、底物和辅酶的解离程度以及酶与底物的结合，以致影响酶的反应速度。在其他条件恒定的情况下，能使酶促反应速度达最大值时的pH，称为酶的最适pH。大部分体内酶的最适pH在7.4左右。（例外的是胃蛋白酶的最适PH是1.5～2.5，这就是胃酸缺乏会出现消化不良症状的原因之一。） 化学反应的速度随温度增加而加快，但酶是蛋白质，可随温度的升高而变性。可见温度对酶促反应速度有双重影响。当温度既不过高以引起酶的变性，也不过低以抑制反应速度时，酶促反应的速度最快，此时的温度即为酶的最适温度。体内酶的最适温度一般在37℃左右。 第四节 抑制剂对酶促反应的抑制作用（较少考到） 一、不可逆抑制作用 不可逆抑制作用抑制剂一般均为非生物来源，它们与酶共价结合破坏了酶与底物结合或酶的催化功能。由于抑制剂与酶共价结合，不能用简单的透析、稀释等物理方法除去抑制作用。 二、可逆抑制作用 （一）竞争性抑制作用 竞争性抑制剂的结构与底物相似，能与底物竞争酶的结合位点，所以称竞争性抑制作用。抑制剂与底物竞争酶的结合位点的能力取决于两者的浓度。如抑制剂浓度恒定，底物浓度低时，抑制作用最为明显。随着底物浓度的增加，酶-底物复合物浓度增加，抑制作用减弱。当底物浓度远远大于抑制剂浓度时，几乎所有的酶均被底物夺取，此时，酶促反应的Vmax不变，但Km值变大。 很多药物都属酶的竞争性抑制剂。磺胺药物与对氨基苯甲酸具有类似结构，而对氨基苯甲酸是二氢叶酸合成酶的底物之一，因此磺胺药通过竞争性地抑制二氢叶酸合成酶，使细菌缺乏二氢叶酸乃至四氢叶酸而不能合成核酸而增殖受抑制。 （二）非竞争性抑制作用 抑制剂既能与酶结合，也能与酶-底物复合物结合，从而使酶丧失活性，称为非竞争性抑制剂。此种抑制剂既影响对底物的结合，又阻碍其催化功能，表现为Vmax值减小，而Km值不变。 第五节 酶活性的调节（较少考到） 一、别构调节 代谢物等作用于酶的特定部位，也即别构部位，引起酶构象的变化，使酶活性增加或降低，这就是酶的别构调节。被调节的酶称为别构酶。别构抑制是最常见的别构效应。 二、共价修饰 有些酶，尤其是一些限速酶，在细胞内其他酶的作用下，其结构中某些特殊基团进行可逆的共价修饰，从而快速改变该酶活性，调节某一多酶体系的代谢通路，称为共价修饰调节。 三、酶原激活 在细胞内合成及初分泌时，没有活性的酶称为酶原。酶原在一定的条件下，可转变成有活性的酶，此过程称为酶原激活。酶原激活的生理意义在于避免细胞产生的蛋白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，保证体内代谢的正常进行。 四、同工酶概念 同一种属中，酶分子结构组成不同，但能催化同一种化学反应的一组酶，称为同工酶。同工酶的理化性质和生物学功能均可有所差异。乳酸脱氢酶（LDH）由H和M两种亚基组成的四聚体，这两种亚基以不同的比例组成5种同工酶，即LDH1（H4）、LDH2（H3M）、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4）。心肌中富有LDH1。当心肌损害时，血清中LDH1的浓度就会上升，这是心肌损害的重要辅助诊断指标之一。 第六节 核酶（较少考到） 核酶是所有可以水解核酸的酶。核酶可以分为DNA酶和RNA酶两类；或分为核酸内切酶和核酸外切酶。具有序列特异性的限制性核酸内切酶是分子生物学的重要工具酶之一。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（4） 糖代谢 第一节 糖的分解代谢（非常重要） 在氧的供应充足时，葡萄糖进行有氧氧化，彻底氧化成CO2和水；在缺氧的情况下则进行酵解，葡萄糖生成乳酸。（注意：有氧和缺氧情况下糖代谢的2种方式：有氧氧化和酵解） 一、糖酵解基本途径、关键酶和生理意义 （一）基本途径 糖酵解在胞液中进行，其途径可分为两个阶段。第一阶段从葡萄糖生成2个磷酸丙糖。第二阶段由磷酸丙糖转变成丙酮酸，是生成ATP的阶段。 第一阶段包括4个反应：①葡萄糖被磷酸化成为6-磷酸葡萄糖。此反应由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，消耗1分子ATP；②6-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸果糖；③6-磷酸果糖转变为1，6-二磷酸果糖。此反应由6-磷酸果糖激酶-1催化，消耗1分子ATP；④1，6-二磷酸果糖分裂成二个磷酸丙糖。 第二阶段由磷酸丙糖通过多步反应生成丙酮酸。在此阶段每分子磷酸丙糖可生成1分子NADH+H+和2分子ATP，ATP由底物水平磷酸化产生。1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸时产生一分子ATP。磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸时又产生1分子ATP，此反应由丙酮酸激酶催化。丙酮酸接收酵解过程产生的1对氢而被还原成乳酸。乳酸是糖酵解的最终产物。 （二）关键酶 糖酵解途径中大多数反应是可逆的，但有3个反应基本上不可逆，分别由己糖激酶（或葡萄糖激酶），6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶催化，是糖酵解途径流量的3个调节点，所以被称为关键酶。在体内，关键酶的活性受到代谢物（包括ATP，ADP）和激素（如胰岛素和胰高血糖素）等的周密凋控。 （三）生理意义 糖酵解最重要的生理意义在于迅速提供能量尤其对肌肉收缩更为重要。此外，红细胞没有线粒体，完全依赖糖酵解供应能量。神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。 二、糖有氧氧化基本途径及供能 葡萄糖在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程称为有氧氧化。有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数细胞郁通过有氧氧化获得能量。 基本途径及供能 有氧氧化途径的第一阶段与糖酵解相同即从葡萄糖转变成丙酮酸；第二阶段为丙酮酸转入线粒体内并氧化成乙酰辅酶A；第三阶段为三羧酸循环和氧化磷酸化。 1.丙酮酸氧化 丙酮酸透过线粒体内膜，进入线粒体内，经丙酮酸脱氢酶复合体催化进行脱氢、脱羧反应转变成乙酰辅酶A和NADH+H+。丙酮酸脱氢酶复合体是由三个酶和五个辅酶组成，其中含有维生素B1，B2、泛酸、烟酰胺等。 2.三羧酸循环 上述生成的乙酰辅酶A进入三羧酸循环可氧化成CO2，释放出的氢经氧化磷酸化而生成水。 三羧酸循环也称柠檬酸循环，由一系列反应组成环形循环。起始的乙酰辅酶A与四碳的草酰乙酸形成柠檬酸。柠檬酸转变成异柠檬酸，然后脱氢、脱羧转变成α-酮戊二酸，后者再经脱氢、脱羧变成琥珀酰辅酶A。琥珀酰辅酶A转变成琥珀酸时产生1分子底物水平磷酸化的GTP。琥珀酸经过三步反应可再生成循环开始的草酰乙酸。草酰乙酸与另一分子的乙酰辅酶A结合，开始了新一轮的循环。 3.供能 每一次三羧酸循环，一分子的乙酰辅酶A彻底氧化分解，生成两个CO2和4对氢，氢通过电子传递链传给氧形成水的过程中，释放能量合成ATP。1个乙酰辅酶A释放12个ATP，1个丙酮酸在线粒体内彻底氧化生成15个ATP。一个葡萄糖糖酵解生成8个ATP。 1分子葡萄糖转变成2分子丙酮酸，再经丙酮酸脱氢酶复合体和三羧酸循环完全氧化可产生38个ATP。葡萄糖完全氧化释放的能量为2840kJ/mol，而38个ATP所储能量为38×30.5kJ/mol=1160kJ/mol，因此糖有氧氧化的利用能的效率达40％之高。 三、三羧酸循环的生理意义 （一）三大营养素的最终代谢通路。 （二）糖、脂肪和氨基酸代谢的联系通路。 第二节 糖原的合成与分解（较少考到） 一、肝糖原的合成 进入肝的葡萄糖先在葡萄糖激酶作用下磷酸化成为6-磷酸葡萄糖，后者再转变成1-磷酸葡萄糖，1-磷酸葡萄糖与UTP反应生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）。 二、肝糖原的分解 肝糖原的非还原端在磷酸化酶作用下，分解下一个葡萄糖，即1-磷酸葡萄糖，后者转变成6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖再水解成游离葡萄糖，释放入血，此反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化，此酶只存在于肝、肾中，肌肉内没有。所以只有肝和肾的糖原分解可补充血糖浓度，肌糖原不能分解成葡萄糖。 第三节 糖异生（重要考点） 体内非糖化合物转变成糖的过程称为糖异生。肝脏是糖异生的主要器官。只有肝、肾能通过糖异生补充血糖。能进行糖异生的非糖化合物主要为甘油、氨基酸、乳酸和丙酮酸等。 一、糖异生的基本途径、关键酶 （一）丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸经丙酮酸羧化酶作用生成草酰乙酸，草酰乙酸再进一步转变成磷酸烯醇式丙酮酸，由丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸共消耗2个ATP。 （二）1，6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖 此反应由果糖二磷酸酶催化，有能量释放，但并不生成ATP，所以反应易于进行。 （三）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 此反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化。由于此酶主要存在于肝和肾，所以肝和肾的糖异生产生的葡萄糖可补充血糖，其他组织则不能。 二、糖异生的生理意义 肝内糖异生的生理意义主要为两个方面：①空腹或饥饿时肝脏可将非糖物质（氨基酸、甘油等）经糖异生途径生成葡萄糖，以维持血糖浓度的恒定；②通过糖异生作用，可以补充糖原储备。 三、乳酸循环 肌肉收缩（尤其在氧供不足）时通过糖酵解生成乳酸，后者通过细胞膜弥散入血浆，进入肝脏异生为葡萄糖。葡萄糖释放入血液后可被肌肉氧化利用，这样构成了一个循环，称为乳酸循环。乳酸循环的生理意义在于避免损失仍可被氧化利用的乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。 第四节 磷酸戊糖途径（非常重要） 一、磷酸戊糖途径的关键酶和重要的产物 磷酸戊糖途径包括第一阶段的氧化反应和第二阶段的一系列基团转移。第二阶段氧化反应主要由2个关键酶催化。首先，6-磷酸葡萄糖经6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化，脱下1对氢生成NADPH+H+后转变成6-磷酸葡萄糖酸。后者在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下又脱去1对氢再生成1分子NADPH，并自发脱羧生成5-磷酸核酮糖。通过第一阶段氧化反应，产生2分子NADPH和1分子核糖。许多细胞中合成代谢消耗的NADPH。远比核糖需要量大，因此多余的核糖通过第二阶段的基团转移，转变成能进入糖酵解的6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛。此途径的主要生成物为磷酸戊糖和NADPH。 二、磷酸戊糖途径的生理意义 磷酸戊糖途径的生理意义在于为机体提供核糖和NADPH。核糖用于核酸和游离单核苷酸的合成。NADPH为体内许多合成代谢提供氢原子，如从乙酰辅酶A合成脂肪酸、胆固醇等。NADPH也为体内一些合成代谢和生物转化中存在的羟化反应提供氢原子。NADPH还维持体内重要的抗氧化剂——谷胱甘肽于还原状态，以对抗体内产生或体外进入的氧化剂以及保护红细胞膜的完整性。 第五节 血糖及其调节（较少考到） 血糖指血中的葡萄糖。血糖水平相当恒定，在3.9～6.1mmol/L。血糖的来源主要为肠道吸收、肝糖原分解或肝内糖异生生成的葡萄糖释入血液内。血糖的去路则为周围各组织以及肝的摄取利用，包括转变成氨基酸和脂肪。机体对血糖来源和去路的整体周密调控是维持血糖水平恒定的基础。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（5） 生物氧化 第一节 ATP与其他高能化合物（一般考点） 一切化学反应都伴有能量变化，而且遵循热力学定律。自由能降低的反应可自发进行，属于放能反应。自由能升高的反应不能自发进行，属于吸能反应，需输入能量。在生物体内吸能反应所需能量常由ATP直接提供。 一、ATP循环与高能磷酸键 ATP循环也称为细胞能量循环。ATP由腺嘌呤、核糖和三分子磷酸组成，三分子磷酸之间构成二个磷酸酐键。当磷酸酐键水解或此磷酸基团转移时，释出的自由能比一般的磷酸酯键水解时所释出的自由能多得多，称为高能磷酸键。当体内需能反应进行时，ATP水解成ADP和Pi或AMP和PPi而提供自由能。ADP和Pi再通过氧化磷酸化重新合成ATP，这就构成了ATP循环。 二、ATP的利用 ATP有3个磷酸基，它们形成的二个高能磷酸键都可以利用。最常见的是末端磷酸基被分解和转移，生成ADP。如ATP和6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶-1的催化下，ATP的末端磷酸基团转移至6-磷酸果糖而生成1，6-二磷酸果糖。此外，ATP水解为ADP和Pi释出的能量供离子转运、肌肉收缩和羟化反应等。这时磷酸基团并不出现于反应产物中。有些反应利用ATP的另一个高能磷酸键，生成焦磷酸，这在合成代谢中常可见到。 除ATP以外，体内还有其他的核苷三磷酸，如GTP、UTP、CTP等。它们分别在糖原、蛋白质和磷脂等的生成合成中起着重要的作用，这些核苷三磷酸的生成和补充都有赖于ATP，也即ATP分子的高能磷酸基团经转移后，可生成上述多种核苷三磷酸。 三、其他高能磷酸化合物 含高能磷酸键的化合物主要有四种类型：①磷酸酐；②混合酐；③烯醇磷酸；④磷酸胍类。体内ATP是直接供能的形式，而磷酸胍类高能磷酸键化合物——磷酸肌酸是能量储存的形式，它在肌肉中含量丰富。在静止状态，由糖、脂肪等物质氧化分解生成的ATP，与肌酸在肌酸激酶催化下，由ATP分解释放能量被肌酸接受转变，生成磷酸肌酸（高能磷酸化合物），储存于肌肉组织中。当肌肉收缩而需要能量时，磷酸肌酸又分解放能，以供ADP磷酸化生成ATP。 第二节 氧化磷酸化（重要考点） 一、氧化磷酸化的概念 从物质代谢脱下的氢原子经电子传递链与氧结合成水的过程，逐步释放出能量，储存在ATP中。氢的氧化和ADP的磷酸化过程偶联在一起，称为氧化磷酸化。 二、两条呼吸链的组成和排列顺序 （一）电子传递链的组成成分 递氢体或电子传递体主要有以下五类：①尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或称辅酶Ⅰ；②黄素蛋白：黄素蛋白种类很多，其辅基有黄素单核苷酸（PMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）二种；③铁硫蛋白：铁硫蛋白的辅基是铁硫簇，它含有等量的铁原子和硫原子；④泛醌：泛醌是广泛存在于生物界并有醌结构的化合物，可有半醌型和醌型两种状态；⑤细胞色素（Cyt）：细胞色素是一类含铁卟啉辅基的色蛋白，广泛出现于细胞内。细胞色素可分为a、b和c三类，每一类中又因其最大吸收峰各有差异而又可分成几个亚类。 （二）电子传递链中递氢体的顺序 体内有两条电子传递链，一条是以NADH为起始的，另一条以FAD为起始的电子传递链。两条电子传递链的顺序分别为NADH→FMN→辅酶Q→Cytb→Cytc→Cytaa3→O2和FADH2→辅酶Q→Cytb→Cytc→Cytaa3→O2。 （三）电子传递链中生成ATP的部位 在电子传递反应中伴有电位降。在电子传递链的FMN→酶Q、Cytb→Cytc和Cytaa3→O2的三个部位各自的电位降所释放的能量足以合成1分子ATP，所以NADH电子传递链可合成3分子ATP。而FADH2电子传递链没有FMN→辅酶Q，所以只能合成2分子ATP。 三、ATP合酶 ATP是由位于线粒体内膜上的ATP合酶催化ADP与Pi合成的。ATP合酶是一个大的膜蛋白复合体，分子量在480～500kD，由两个主要组分构成，一是疏水的F0组分，另一个是亲水的F1组分。F1部分由3个α，3个β，γ，δ，ε等9个亚基组成。β与α亚基上有ATP结合部位；γ亚基被认为具有控制质子通道闸门作用；δ亚基是F1与膜相连所必需的，基中心部分为质子通道；ε亚基是酶的调节部分。F0主要构成质子通道。当质子流从线粒体外回流至线粒体基质时，提供能量给ATP合酶合成ATP。 四、氧化磷酸化的调节 氧化磷酸化的抑制剂分两大类。一类是电子传递链抑制剂，例如，鱼藤酮可以阻断电子从NADH传递至泛醌；抗霉素A和二巯基丙醇抑制电子从Cytb传递至Cytc；CO、CN-、N-3及H2S抑制细胞色素酶C氧化酶。另一类是解偶联剂，使氧化和磷酸化脱离，不能生成ATP。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（6） 脂类代谢 第一节 脂类的生理功能（重要考点） 机体不能合成某些不饱和脂肪酸，主要靠食物供给，这些脂肪酸被称为必需脂肪酸，主要有亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。体内的类脂包括胆固醇及其酯、磷脂和糖酯等。 胆固醇可转变成类固醇激素如糖皮质激素、盐皮质激素、雄激素、雌激素、孕激素等，发挥重要的生理调节作用。胆固醇也可转化成维生素D3，经羟化后生成具有生物活性的1，25-二羟维生素D3，可调节钙代谢等。磷脂可代谢生成二酰基甘油酯和三磷酸肌醇，作为某些激素的第二信使，起到调节代谢的作用。 第二节 脂肪的消化与吸收（较少考到） 一、脂肪乳化和消化所需的酶 脂类不溶于水。食物中的脂类必须在小肠经胆汁中的胆汁酸盐的作用，乳化并分散成细小的微团后，才能被消化酶消化。胰腺分泌的能消化脂类的酶有胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶。 二、一脂酰甘油合成途径及乳糜微粒 脂类经酶消化的产物包括一脂酰甘油（甘油一酯）、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等可与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团后被肠黏膜细胞吸收。进入肠黏膜细胞的甘油一酯通过甘油一酯合成途径，重新合成甘油三酯，并与磷脂、胆固醇、某些载脂蛋白等一起结合生成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。 短链脂肪酸（2～4碳）和中链脂肪酸（6～10碳）构成的甘油三酯，经胆汁酸盐乳化后即可吸收，不需经乳糜微粒入血。 第三节 脂肪的合成代谢（一般考点） 一、合成部位 肝、脂肪组织及小肠是合成甘油三酯的主要场所，以肝的合成能力最强。上述三种组织的内质网均有合成甘油三酯所需的脂酰CoA转移酶。 二、合成原料 合成甘油三酯所需的甘油和脂肪酸主要由葡萄糖代谢提供。消化吸收的食物脂肪以CM形式进入血循环，运送至脂肪组织或肝，其脂肪酸也可用于合成脂肪。 三、合成基本途径 肝和脂肪组织主要通过甘油二酯途径合成甘油三酯。由酵解途径生成的3-磷酸甘油，依次加上2分子脂酰辅酶A，生成磷脂酸。后者脱去磷酸生成甘油二酯，然后再加上1分子脂酰辅酶A则生成甘油三酯。 小肠黏膜细胞主要利用消化吸收的甘油一酯再合成甘油三酯。 第四节 脂肪酸的合成代谢（非常重要） 体内脂肪合成需要脂肪酰辅酶A作为原料，而脂肪酸可以来源于消化吸收入血液的食物脂肪酸，也可体内自行合成。首先合成含16碳的软脂酸，然后根据需要可进一步延长脂肪酸碳链至24～26碳脂肪酸，但以18碳的硬脂酸为最多，或去饱和后产生体内需要的不饱和脂肪酸。 一、合成部位 肝是人体合成脂肪酸的主要场所。细胞内脂肪酸合成的部位是细胞胞液。 二、合成原料 脂肪酸合成原料主要为乙酰辅酶A和NADPH，合成时需要ATP提供能量。乙酰辅酶A来自糖的分解代谢，NADPH主要由磷酸戊糖途径生成。由于糖分解代谢产生的乙酰辅酶A存在于线粒体，而脂肪酸合成酶则在胞质中，乙酰辅酶A不能通过线粒体内膜，需在线粒体内先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，后者再通过线粒体内膜的载体进入胞质，然后在柠檬酸裂解酶的催化下，裂解生成乙酰CoA用于脂肪酸的合成。脂肪酸合成还需要CO2。 第五节 脂肪的分解代谢（重要考点） 一、脂肪动员 储存于脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油释放入血以供其他组织氧化利用，该过程称为脂肪动员。催化甘油三酯水解的酶为激素敏感性甘油三酯脂肪酶。肾上腺素、胰高血糖素、ACTH及TSH等激素能激活此酶，而胰岛素则抑制激素敏感性甘油三酯脂肪酶的活性。 二、脂肪酸的β氧化的基本过程 脂肪酰辅酶A进入线粒体后，在脂肪酸β氧化酶系的催化下，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基断裂生成1分子乙酰辅酶A和1分子比原来少2个碳原子的脂酰辅酶A，同时还生成1分子NADH和1分子FADH2，此4步反应不断重复进行。最终长链脂酰辅酶A完全裂解成乙酰辅酶A。因为上述4步连续反应均在脂酰辅酶的α和β碳原子间进行，最后β碳被氧化成酰基，所以称β氧化。β氧化产生的乙酰辅酶A循三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化成CO2和H2O，并释放出能量合成ATP。 三、酮体的生成、利用和生理意义 脂肪酸经β氧化后生成少量乙酰辅酶A在线粒体中可缩合生成酮体。酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。合成酮体的酶系主要存在于肝脏，所以肝脏是酮体合成的器官。但肝又缺乏利用酮体的酶系（琥珀酰CoA转硫酶、乙酰乙酸CoA硫解酶），而肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶，所以肝脏产生的酮体透过细胞膜进入血液运至肝外组织氧化利用。酮体是肝内正常脂肪酸代谢的中间产物，是肝输出能源的方式之一。由于酮体能通过血脑屏障及毛细血管壁，它是肌肉，尤其是脑组织的重要能源。患糖尿病时，糖代谢障碍可引起脂肪动员增加，酮体生成也增加，尤其在未经控制的糖尿病患者，酮体生成可为正常情况的数十倍、这就是导致酮症酸中毒的主要原因。 第六节 甘油磷脂代谢（较少考点） 合成甘油磷脂的主要原料为甘油、脂肪酸磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇等。甘油、脂肪酸可由糖代谢转变而来。磷脂分子中甘油的第2位羟基所连的脂肪酸通常是不饱和脂肪酸如花生四烯酸，为必需脂肪酸，由食物供给。胆碱、乙醇胺可由丝氨酸在体内转变生成，也可从食物摄取。 第七节 胆固醇代谢（重要考点） 一、胆固醇合成部位、原料和关键酶 肝是合成胆固醇的主要场所。胆固醇合成酶系存在于胞液及光面内质网上。合成胆固醇的原料为乙酰辅酶A和NADPH，此外还需ATP提供能量，乙酰辅酶A是葡萄糖、氨基酸和脂肪酸在线粒体内的代谢分解产物。它不能通过线粒体内膜，需在线粒体内先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，后者再通过线粒体内膜的载体进入胞质，然后柠檬酸在裂解酶的催化下，裂解生成乙酰CoA用于胆固醇合成。合成反应所需NADPH主要来自磷酸戊糖途径。 二、胆固醇合成的调节 β-羟-β甲戊二酸单酰CoA（HMG-CoA）还原酶是胆固醇合成的限速酶，也是各种因素对胆固醇合成的调节点。 三、胆固醇的转化 （一）转变为胆汁酸 胆固醇在体内的主要去路是在肝内转化成胆汁酸。 （二）转化为类固醇激素 胆固醇是肾上腺、睾丸和卵巢等内分泌合成及分泌类固醇激素的原料。 （三）转化为7-脱氢胆固醇 在皮肤，胆固醇可被氧化为7-脱氢胆固醇，后者经紫外线照射转变成维生素D。 第八节 血浆脂蛋白代谢（较少考到） 一、血脂及其组成 血浆所含脂类统称血脂。血脂主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯，以及游离脂肪酸等。磷脂主要为磷脂酰胆碱。血脂中各成分的浓度常受膳食、年龄、性别及代谢等的影响，波动范围较大。 二、血浆脂蛋白的分类及功能 血浆中的脂类不是以自由状态存在，而是与蛋白质结合，形成脂蛋白形式而被运输的。通常用电泳法和超离心法可分别将脂蛋白分成四类。电泳法是根据脂蛋白表面电荷不同，在电场中具有不同的迁移率而分离的，按迁移率快慢，可得α脂蛋白、前β脂蛋白、β脂蛋白和乳糜微粒（留于原点不迁移）四类。超离心法是根据脂蛋白颗粒密度的差异而分离，可分为高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、极低密度脂蛋白（VLDL）和乳糜微粒（CM）。HDL含蛋白质最多，约占颗粒重量的50％，它的脂类以磷脂和胆固醇为主；LDL含胆固醇和胆固醇酯最多，占脂类含量的40％～50％；VLDL中甘油三酯占脂类含量的50％～70％；CM中的甘油三酯最多，占脂类含量的80％～95％。 脂蛋白的外形似圆球。疏水性较强的甘油三酯及胆固醇酯均位于脂蛋白内，而具极性及非极性基团的磷脂、游离胆固醇和载脂蛋白则位于球形表面，且极性基团朝外，这样增加了脂蛋白的亲水性，使其能均匀地分散在血液中。 CM的功能：转运外源性甘油三酯和胆固醇。 VLDL的功能：转运内源性甘油三酯和胆固醇。 LDL的功能：转运内源性胆固醇。 HDL的功能：逆向转运胆固醇。 三、高脂蛋白血症 血脂高于正常值上限即为高脂蛋白血症，是脂蛋白代谢紊乱的直接结果。高脂蛋白血症可分成六型，也可按原发性和继发性分为两大类。 高脂蛋白血症分型 分型 脂蛋白变化 血脂变化 Ⅰ CM增加 甘油三酯↑↑↑，胆固醇↑ Ⅱa LDL增加 胆固醇↑↑ Ⅱb LDL和VLDL增加 胆固醇↑↑，甘油三酯↑↑ Ⅲ 中间密度脂蛋白增加 胆固醇↑↑，甘油三酯↑↑ Ⅳ VLDL增加 甘油三酯↑↑ Ⅴ VLDI和CM增加 甘油三酯↑↑↑，，胆固醇↑ 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（7） 氨基酸代谢 第一节 蛋白质的生理功能及营养作用（重要考点） 一、蛋白质与氨基酸的生理功能 体内蛋白质、多肽分解成氨基酸后，经脱氨基作用生成。酮酸可直接或间接参加三羧酸循环氧化分解。每克蛋白质在体内氧化分解产生17.19kJ（4.1kcal）能量，是体内能量来源之一。一般来说，成人每日约有18％的能量来自蛋白质。因为蛋白质的这种功能可由糖及脂肪代替，所以供能是蛋白质的次要生理功能。 二、营养必需氨基酸的概念和种类 体内需要而不能自身合成、或合成量不能满足机体需要，必须由食物供应的氨基酸称为必需氨基酸。 必需氨基酸包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。 第二节 蛋白质在肠道的消化、吸收及腐败作用（较少考到） 一、蛋白酶在消化中的作用 （一）胃液中的蛋白酶 胃黏膜主细胞合成并分泌胃蛋白酶原，经胃酸激活生成胃蛋白酶。胃蛋白酶也能激活胃蛋白酶原转变成胃蛋白酶，称为自身激活作用。胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.5；对蛋白质肽键作用的特异性较差，主要水解芳香族氨基酸、蛋氨酸或亮氨酸等残基组成的肽键。膳食蛋白质经胃蛋白酶作用后，分解成多肽及少量氨基酸；胃蛋白酶对乳中的酪蛋白有凝乳作用，使乳液凝成乳块后在胃中停留时间延长，有利于充分消化，这对乳儿十分重要。 （二）胰液中的蛋白酶 蛋白质的消化主要靠胰酶完成，这些酶的最适pH为7.0左右。胰液中的蛋白酶分为两类，即内肽酶和外肽酶。内肽酶可水解蛋白质肽链中的一些肽键，胰蛋白酶、糜蛋白酶及弹性蛋白酶均属内肽酶。外肽酶主要是羧基肽酶。它们自肽链的羧基末端开始，每次水解掉一个氨基酸残基。各种胰液蛋白酶均有一定特异性。胰腺最初分泌的各种蛋白酶及肽酶均以无活性的酶原形式存在，在十二指肠经肠激酶激活。胰蛋白酶原自身激活能力很弱，但它能迅速激活胰液中的其他几种蛋白酶原。 （三）小肠黏膜细胞的水解酶 小肠黏膜细胞的刷状缘及胞液有氨基肽酶及二肽酶。氨基肽酶从肽链的氨基末端逐个水解出氨基酸，最后产生二肽。二肽经二肽酶水解成氨基酸。 二、氨基酸的吸收 （一）氨基酸吸收载体 肠黏膜细胞有中性、酸性、碱性氨基酸载体及亚氨基酸、甘氨酸载体。氨基酸可与氨基酸载体、Na+形成三联体复合物、将氨基酸和Na+转运入细胞，Na+再经钠泵排出细胞，并消耗ATP。 （二）γ谷氨酰基循环 除上述吸收机制，氨基酸还可通过谷胱甘肽的再合成机制向细胞内转运，该机制称“γ谷氨酰基循环”。γ谷氨酰基循环转运氨基酸也需消耗ATP。 （三）肽的吸收 肠黏膜细胞有二肽或三肽转运机制，也是耗能的主动转运过程。 三、蛋白质的腐败作用 肠道细菌对部分未消化的蛋白质及部分消化产物所发生的作用，称为蛋白质的腐败作用。因此，蛋白质的腐败作用是细菌的代谢过程，以无氧分解为主。腐败作用的大多数产物对人体有害，如氨基酸脱羧反应产生胺类、脱氨基反应产生氨，以及其他物质，如苯酚、吲哚、硫化氢等；腐败作用也可产生少量脂肪酸、维生素等可被机体利用的物质。值得一提的是，酪氨酸脱羧产生的酪胺和苯丙氨酸脱羧产生的苯乙胺若不能在肝分解而进入脑内，可分别经β羟化形成β羟酪胺和苯乙醇胺，后二者与儿茶酚胺结构类似，称假神经递质，可对大脑产生抑制作用。 第三节 氨基酸的一般代谢（非常重要） 一、转氨酶 转氨酶又称氨基转移酶。转氨酶催化某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成α-酮酸。其辅酶是维生素B6的磷酸酯——磷酸吡哆醛。 二、氨基酸的脱氨基作用 （一）氧化脱氨基作用 肝、肾、脑等组织广泛存在L-谷氨酸脱氢酶，可催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸及氨，辅酶是NAD+或NADP+。 （二）联合脱氨基作用 基本有两种方式，一为转氨酶催化氨基酸与α-酮戊二酸转氨基作用，生成相应的α-酮酸及谷氨酸，然后谷氨酸在L-谷氨酸脱氢酶催化下氧化脱氨，重新生成α-酮戊二酸及氨。这一反应中放出的氨虽然是直接由谷氨酸分子脱下，但从联合脱氨基全过程看，氨的根本来源是开始时进行转氨基的氨基酸。 （三）嘌呤核苷酸循环 肝肾组织脱氨基主要以联合脱氨基、转氨基、L-谷氨酸氧化脱氨基等方式进行。肌肉组织（骨骼肌和心肌）由于L-谷氨酸脱氢酶活性低，主要通过嘌呤核苷酸循环方式进行。 三、α-酮酸的代谢 （一）合成非必需氨基酸 α-酮酸可再氨基化重新生成相应的氨基酸。 （二）转变为糖和脂肪 α-酮酸可转变为糖和脂肪。就α-酮酸的氨基酸来源讲，大多数氨基酸在体内可生成糖，这些氨基酸称为生糖氨基酸；亮氨酸在体内可生成酮体，称为生酮氨基酸；苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸及异亮氨酸既可生成糖、又可生成酮体，称为生糖兼生酮氨基酸。 （三）氧化成H2O及CO2 经三羧酸循环机制进行。 第四节 氨的代谢（非常重要） 一、体内氨的来源 （一）组织氨基酸及胺分解产氨 氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。 （二）肠道吸收氨。 （三）肾脏产氨。 二、氨的转运 （一）血氨 机体内代谢产生的氨，以及消化道吸收的氨进入血液，形成血氨。 （二）丙氨酸—葡萄糖循环。 （三）谷氨酰胺的运氨作用。 三、体内氨的去路 （一）合成尿素 正常情况下，体内的氨主要在肝中通过鸟氨酸循环合成尿素而解毒。 首先，氨和二氧化碳在ATP参与下经酶催化、合成氨基甲酰磷酸，后者与鸟氨酸缩合生成瓜氨酸。瓜氨酸再与另一分子氨（由天冬氨酸供给）结合生成精氨酸，精氨酸在肝精氨酸酶的催化下水解生成尿素和鸟氨酸。鸟氨酸再重复上述反应。每循环一次便将2分子氨和1分子二氧化碳变成1分子尿素。尿素合成消耗ATP。 （二）谷氨酰胺的合成。 （三）氨代谢的其他途径 氨参与非必需氨基酸及嘌呤碱、嘧啶碱的合成。 第五节 个别氨基酸的代谢（重要考点） 一、氨基酸的脱氨基作用 （一）γ-氨基丁酸（GABA） 由L-谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱羧基生成，此酶在脑、肾中的活性很高，所以脑中GABA含量较多。GABA是抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用。 （二）组胺 组胺具有强烈的扩张血管功能，增加血管通透性，使血压下降；也是胃液分泌束激剂。 二、一碳单位概念和来源 某些氨基酸在分解代谢过程：可以产生含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。 一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸和色氨酸。 三、蛋氨酸循环 在蛋氨酸腺苷转移酶的催化下，蛋氨酸与ATP作用，生成S腺苷蛋氨酸（SAM）。SAM中的甲基十分活泼，称活性甲基，SAM称活性蛋氨酸。SAM在甲基转移酶的催化下，可将甲基转移给另一物质，使甲基化，SAM即变为5腺苷同型半胱氨酸。后者脱去腺苷、生成同型半胱氨酸。同型半胱氨酸由N5-甲基四氢叶酸供给甲基，生成蛋氨酸。此即蛋氨酸循环。体内有数十种物质合成需SAM提供甲基，如肾上腺素、肌酸、肉碱、胆碱等。因此，SAM是体内最重要的甲基供体。 四、苯丙氨酸和酪氨酸代谢 多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺，是脑内重要的神经递质或肾上腺髓质激素。酪氨酸羟化酶是合成儿茶酚胺的限速酶。酪氨酸另一代谢途径是生成黑色素，其合成的关键酶为酪氨酸酶；缺乏此酶可引起白化病。缺乏苯丙氨酸羟化酶时，苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，苯丙氨酸蓄积，经转氨基作用生成大量苯丙酮酸，后者进一步变为苯乙酸。此时，尿内出现大量苯丙酮酸等代谢产物，称为苯酮酸尿症。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（8） 核苷酸代谢 第一节 核苷酸代谢（非常重要） 一、两条嘌呤核苷酸合成途径的原料 （一）嘌呤核苷酸从头合成途径的原料 嘌呤环N1来自天冬氨酸，C2、C8来自一碳单位，N3、N9来自谷氨酰胺，C6来自CO2、C4、C5和N7来自甘氨酸。 （二）嘌呤核苷酸的补救合成 参与补救合成有两种特异性酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。由PRPP提供磷酸核糖，两种酶分别催化AMP、IMP和GMP的补救合成。 二、嘌呤核苷酸的分解代谢产物 嘌呤碱最终分解产物是尿酸，体内尿酸过多可引起痛风症。 三、两条嘧啶核苷酸合成途径的原料 （一）嘧啶核苷酸从头合成途径原料及简要途径 嘧啶环的C2来自CO2、N3来自谷氨酰胺，C4、C5、C6及N1来自天冬氨酸。 5-氟尿嘧啶（5-FU）在体内可转变为5-氟尿嘧啶核苷酸，后者可抑制胸腺嘧啶核苷酸合成干扰胸苷酸的合成。 （二）嘧啶核苷酸的补救合成 尿嘧啶核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸可通过下述反应合成： 四、嘧啶核苷酸的分解代谢产物 嘧啶核苷酸首先通过核苷酸酶及核苷磷酸化酶的作用，除去磷酸及核糖，产生的嘧啶碱再进一步分解。胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶。尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶，并水解开环，最终生成NH3、CO3及β-丙氨酸。胸腺嘧啶降解成β-氨基异丁酸，其可直接随尿排出或进一步分解。食入含DNA丰富的食物、经放射线治疗或化学治疗的癌症病人，尿中β-氨基异丁酸排出量增多。嘧啶碱的降解代谢主要在肝进行。 与嘌呤碱的分解产生尿酸不同，嘧啶碱的降解产物均易溶于水。 第二节 核苷酸代谢的调节（一般考点） 一、核苷酸合成途径的主要调节酶 （一）嘌呤核苷酸从头合成途径的主要调节酶 嘌呤核苷酸合成起始阶段的PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶均可被合成产物IMP、AMP及GMP等抑制。反之，PRPP增加可促进酰胺转移酶活性，加速PRA生成。 （二）嘧啶核苷酸从头合成途径的主要调节酶 嘧啶核苷酸合成的调节酶是氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ和天冬氨酸转氨甲酰酶。 二、抗核苷酸代谢药物的生化机制 （一）嘌呤核苷酸的抗代谢物 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物。具有此种作用的抗代谢物有6-巯基嘌呤（6-MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。 （二）嘧啶核苷酸的抗代谢物 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（9） 遗传信息的传递 第一节 遗传信息传递概述（重要考点） 将DNA的遗传信息传递给RNA的过程称为转录。然后，再以mRNA为模板，按其碱基（A、G、C和U）排列顺序，以及三个相邻碱基序列决定一个氨基酸的密码子形式，决定蛋白质（肽链）合成时氨基酸的序列。这一过程称为翻译。通过转录和翻译，基因遗传信息从DNA传递到蛋白质，由蛋白质赋予细胞或个体一定的表型。遗传信息传递规律，称为遗传信息传递的中心法则。 自然界某些RNA病毒还可以RNA为模板，指导DNA的合成。这种遗传信息传递方向与转录过程相反，称为反（逆）转录；某些病毒中的RNA也可自身复制。由此，遗传信息传递的中心法则得以补充。 第二节 DNA的生物合成（非常重要） 一、DNA生物合成的概念 DNA合成进行时，以两条亲代DNA链中的每一条链为模板，在DNA依赖的DNA聚合酶催化下，按A与T、C与C碱基配对原则合成子代DNA的过程称DNA的复制。由于复制合成的子代DNA两条脱氧核糖核苷酸链中有一条来自亲代DNA，另一条是以前者为模板新合成的子代DNA链，所以DNA的这种合成作用又称半保留复制。 二、DNA复制 真核生物的DNA复制过程与原核基本相似，有些机制尚不十分清楚。根据目前认识，可将E.coli DNA复制过程分为以下阶段。 （一）螺旋的松弛与解链 （二）引物RNA的合成 当两股单链暴露出足够数量的碱基对时，DNA复制即进入引发阶段，主要由引发酶和引发前体参与合成RNA引物。以3′-5′走向的亲代DNA链为模板进行合成的子链，称前导链；以5′-3′走向的亲代DNA链为模板进行合成的子链，称随从链。前导链的引发较简单，在引发酶催化下合成一个短的RNA引物（10～60nt），继而从RNA引物的3′末端开始连续地沿着5′-3′方向进行DNA链的合成。随从链引物的合成则是在引发酶和引发前体，以及DnaA蛋白联合作用下合成的。继而在引物的3′-OH端进行冈崎片段的合成。 （三）DNA链的延长 DNA链的延长是在DNA聚合酶（DNApol）催化下，以四种三磷酸脱氧核苷（dNTP）即dATP、dGTP、dCTP和dTTP为原料进行的聚合反应。反应体系中有DNA模板、引物及Mg2+存在。聚合作用是自引物的3′-OH端上开始，从5′→3′方向逐个加入脱氧核苷酸dNMP而脱下焦磷酸PPi，使DNA链得以延长。复制时DNA的两条链均可作为模板，分别合成两条子代DNA链。由于DNA的两条链是反平行的，即一条链走向是5′→3′而另一条链是3′→5′走向，但是DNApol催化DNA链的合成只能沿着5′→3′方向进行，因此解开双链后在3′→5′走向的模板上可以顺利地按5′→3′方向合成新的DNA链，即前导链；而以5′→3′走向链为模板、仍然按5′→3′方向合成只能是不连续的短DNA片段（冈崎片段）。 （四）终止 DNA片段合成至一定长度后，链中的RNA引物即被核酸酶水解而切掉。 三、反转录合成 反转录的概念：又称逆转录，是RNA指导下的DNA合成作用，即以RNA为模板，由dNTP聚合生成DNA的作用。因为此RNA指导的DNA合成作用恰好与转录作用中遗传信息的流动呈相反方向进行，所以称为反转录作用。催化此反应的酶为反转录酶或逆转录酶。 反转录酶的发现对重组DNA技术的发展具有重要意义，它被广泛应用于分子生物学实验中，催化以mRNA为模板、合成cDNA，继而构建cDNA文库，从中筛选出为特异蛋白质编码的核苷酸序列。 四、DNA损伤与修复 （一）DNA损伤与突变 1.引发突变的因素 因素 作用点 分子改变（从原型配对至突变型） 紫外线 DNA链上相邻的2个嘧啶碱基发生共价结合 形成嘧啶二聚体 碱基类似物（5-BU） A被取代→5-BU→G A=T→G-T→G≡G 羟胺类 T→C T=A→C-T→G≡G 亚硝酸盐（NO-2） C→U G≡C→G-U→A=T 烷化剂（氮芥类） G→GCH3（G碱基N-7位甲基化） DNA缺失G 2.突变的分子改变类型 根据DNA分子的变化，DNA损伤可有DNA的断链、链内交联和链间交联等；DNA的突变可分为点突变、缺失突变、插入突变和置换突变。上述DNA分子结构变化称DNA损伤。 碱基错配（点突变） 指DNA链上碱基的置换，发生在基因的编码区域，可引起氨基酸的改变 碱基缺失 指DNA链上碱基的脱落而缺失，碱基缺失可造成框移突变 碱基插入 指DNA链上某碱基的插入，碱基插入可造成框移突变 框移突变 指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变 重排/重组 DNA分子内发生较大片段的交换 （二）DNA损伤修复 修复有多种方式，如切除修复、重组修复和SOS修复。 第三节 RNA的生物合成（一般考点） 在生物体内通过酶促聚合反应合成RNA分子的过程称RNA的生物合成。 催化转录作用的RNA聚合酶（RNApol）全称为DNA指导的RNA聚合酶。原核生物RNApol高度保守，在组成和功能上都很相似。E.coli的RNApol全酶由5个亚基组成，即α2ββ′σ。全酶去除σ亚基（又称σ因子）后，称为核心酶。σ因子可辨认DNA模板上的启动子，决定转录特异性。核心酶缺少σ因子不能启动转录，但可使已开始合成的RNA链延长。在真核细胞中已发现3种RNApol，即RNApol Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，它们专一地转录不同的基因，催化不同种类的RNA聚合反应。卫 考 在 线 整 理 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（10） 蛋白质生物合成 一、蛋白质生物合成的概念 在生物体细胞内，以mRNA为模板合成蛋白质多肽链的过程即蛋白质生物合成。在蛋白质生物合成过程中，多肽链的氨基酸排列顺序是模板mRNA中的密码子决定的，因此这一过程又称翻译。 二、蛋白质生物合成体系和遗传密码 （一）mRNA 它是蛋白质多肽链合成的模板。mRNA中每3个核苷酸组成1个密码子，5′端第一个AUG表示启动信号，并代表甲酰蛋氨酸（细菌）或蛋氨酸（高等动物）；UAA或UAG、UGA表示终止。为氨基酸编码的密码子具有简并性，并与tRNA反密码互补。 （二）tRNA及核（糖核）蛋白体 是氨基酸的运载体。一种tRNA可携带一种氨基酸；一种氨基酸可有数种tRNA携带。tRNA反密码子与mRNA密码子第3个核苷酸配对时除A-U、G-C外，还可有U-C、I-C、I-A等不稳定配对。核（糖核）蛋白体是多肽链的“装配机”。由大、小亚基组成，亚基又是由不同rRNA分子与多种蛋白质分子构成。原核小亚基为30S，真核为40S；原核大亚基为50S，真核为60S。整个原核核（糖核）蛋白体为70S，真核为80S。一类核（糖核）蛋白体附着于粗面内质网，参与分泌蛋白质合成；另一类游离于胞质，参与固有蛋白质合成。 三、蛋白质生物合成与医学的关系 （一）分子病的概念 DNA（基因）缺陷、RNA转录及蛋白质合成异常导致机体某些结构与功能障碍引起的疾病，称分子病，例如镰状细胞贫血。这类患者血红蛋门β链N端第六个氨基酸残基由正常的谷氨酸变为缬氨酸，这是由于结构基因中相应核苷酸组成的密码子由原来的CTT转变为CAT所致。 （二）抗生素与蛋白质生物合成 多种抗生素、毒素可作用于从DNA复制到蛋白质合成的各个环节，阻断细菌和肿瘤细胞的蛋白质合成，发挥药理、毒理作用。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（11） 基因表达调控 第一节 基因表达调控的概述（一般考点） 一、基因表达的概念 基因表达就是指基因转录和翻译的过程。并非所有基因表达过程都产生蛋白质分子，有些基因只转录合成RNA分子而无翻译过程，如rRNA、tRNA等编码基因即是如此。这些基因转录合成RNA的过程也属于基因表达。 二、基因表达的时空性 （一）时间或阶段特异性 在特定的环境中，按功能需要，某一特定基因的表达随时间、环境而变化，严格按特定时间顺序发生，这就是基因表达的时间特异性。 （二）空间或组织特异性 与基因表达的阶段特异性一致，多细胞真核生物同一基因产物在不同的组织器官含量有无或多寡是不一样的，即在发育、分化的特定时期内不同基因产物在不同组织细胞内外非平均分布，而是按一定空间顺序出现，这就是基因表达的空间特异性。 三、基因的组成性表达、诱导与阻遏 （一）基本表达 对生物体来说，有些基因产物在整个生命过程中都是需要的或必不可少的。这类产物的编码基因在生物个体的几乎所有细胞中持续表达，这类基因通常被称之为管家基因。 （二）诱导和阻遏 有一类基因，其表达水平在特定环境中会出现增高的现象，即这类基因是可诱导的，此类基因在特定环境中表达增强的过程称作诱导。相反，如果基因在对环境信号应答时表现为表达水平降低，这种基因就是可阻遏的，此类基因表达水平降低的过程称作阻遏。 四、基因表达的多级调控 从基因激活蛋白质合成，至少有下述几个环节可调节细胞内蛋白质的浓度，即基因活化、如转录起始，转录后加工mRNA降解、蛋白质翻译、翻译后加工修饰及蛋白质降解等。 五、基因表达调控的基本要素 （一）DNA元件 DNA元件即具有调节功能的特异DNA序列。原核生物大多数基因的表达通过操纵子机制调控。与原核操纵子模型不同，大多数真核基因调控以正性调节为主。基因表达调节机制几乎普遍涉及编码序列两侧的DNA序列，这些具有调节功能的DNA序列称为顺式作用元件。 （二）调节蛋白 根据调节蛋白的功能，可将原核调节蛋白分为三类：特异因子、阻遏蛋白和激活蛋白。真核基因转录调节蛋白又称转录（调节）因子，或反式作用因子。 （三）RNA聚合酶 RNA元件与调节蛋白对转录激活的调节作用最终由RNA聚合酶活性体现。 第二节 基因表达调控的基本原理（重要考点） 一、原核基因表达调控的特点 乳糖操纵子的结构 大肠杆菌的乳糖操纵子含z、y及a 3个结构基因，分别编码β-半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列o、一个启动序列p及一个调节基因i。i基因编码一种阻遏蛋白，后者与o序列结合，操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列p上游还有一个分解代谢物基因激活蛋白（CAP）结合位点。由p序列、o序列和CAP结合位点共同构成乳糖操纵子的调控区。3个酶的编码基因z、y和a即由同一个调控区调节，共同表达或关闭。 二、真核基因表达调控 （一）顺式作用元件 它们是转录调节因子的结合位点，包括启动子、增强子和沉默子。真核基因启动子是原核启动序列的同义语。真核启动子是指RNA聚合酶及转录起始点周围的一组转录控制组件，每个启动子包括至少一个转录起始点以及一个以上的功能组件，转录调节因子即通过这些机能组件对转录起始发挥作用。在这些调节组件中最具典型意义的就是TATA盒子，它的共有序列是TATAAAA。TATA盒子通常位于转录起始点上游-25至-30区域，控制转录的准确性和频率。TATA盒子是基本转录因子TFIID结合位点，TFⅡD则是RNA聚合酶结合DNA必不可少的。除TATA盒子外，GC盒子（GGGCGG）和CAAT盒子（GCCAAT）也是很多基因中常见的，它们位于起始点上游-30至-110bp区域。 （二）反式作用因子 又称转录因子、转录调节因子或转录调节蛋白。按功能特性可将转录因子分为如下三类：①基本转录因子——RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各有一组转录因子，它们是三种RNA聚合酶结合各自启动子所必需的。例如，TFⅡ类转录因子为所有mRNA转录启动共有，故称基本转录因子，包括TFⅡD、TFⅡA、TFⅡB、TFⅡE和TFⅡF等；②转录激活因子——凡是通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用起正性转录调节作用的因子均属此范畴，增强子结合因子就是典型的转录激活因子。可见，这类反式作用因子是某一种或一类基因所特有；③转录抑制因子——包括所有通过DNA-蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用产生负性调节效应的因子。这类因子往往属某一基因所特有。大多数转录因子可被分为不同的功能区，如DNA结合区、转录激活区；有些蛋白质因子还具有介导蛋白质-蛋白质相互作用（包括二聚化、多聚化）的结构区。激活因子、抑制因子均属特异转录因子。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（12） 信息物质、受体与信号转导 第一节 细胞信息物质（一般考点） 一、概念 凡有细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质。 二、分类 根据信息物质的特点及其作用方式将细胞间信息物质分为三类： （一）局部化学介质 又称旁分泌信号。体内某些细胞能分泌一种或数种化学介质，如生长因子、细胞生长抑素等。此类信息物质的特点是不进入血循环，而是通过扩散到达附近的靶细胞。 （二）激素 又称内分泌信号。由特殊分化的内分泌细胞释放，如胰岛素、甲状腺素等。它们通过血液循环到达靶细胞，大多数对靶细胞的作用时间较长。 （三）神经递质 又称突触分泌信号。由神经元突触前膜释放，如乙酰胆碱和去甲肾上腺素等，其作用时间较短。 第二节 受体（一般考点） 一、受体分类和作用特点 按照其在细胞内的位置，受体可分为细胞表面受体和细胞内受体。胞内受体接收的是可以直接通过脂双层质膜进入细胞的脂溶性化学信号，如类固醇激素、甲状腺激素和维A酸等。胞膜表面受体接收的是不能进入细胞的水溶性化学信号（生长因子、细胞因子和水溶性激素等）和位于邻近细胞表面分子的信号（黏附分子等），需要一复杂的跨膜传递和转换过程。受体在膜表面和细胞内的分布可以是区域性的，也可以是散在的。 二、G蛋白 有一类重要的信号通路开关是鸟苷酸结合蛋白简称G蛋白，亦称GTP结合蛋白。G蛋白的共同特点是结合的核苷酸为GTP时处于活化形式，作用于下游分子使相应信号途径开放。这些G蛋白自身均具有GTP酶活性，可将结合的GTP水解为GDP，同到非活化状态，使信号途径关闭。 第三节 膜受体介导的信号转导机制（重要考点） 一、蛋白激酶A通路 蛋白激酶A（PKA）是依赖cAMP的蛋白激酶的简称。涉及该通路的激素，如肾上腺素等通过与细胞膜上特异受体结合，活化了位于胞膜浆膜面的一种G蛋白——激动型G蛋白（Gs），活化的Gs激活质膜中的腺苷酸环化酶（AC），活化的腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP和焦磷酸；cANIP作为第二信使再激活PKA，PKA直接或间接使多种蛋白质磷酸化，改变最终效应分子的机能特性，由此发挥调节功能。 二、蛋白激酶C通路 垂体后叶分泌的加压素、下丘脑分泌的促甲状腺激素释放素通过这类信号通路发挥调节作用。这类激素结合膜上特异受体后，激素-受体复合物催化与之相联的Gp（一种G蛋白）分子上GTP与GDP的交换，被激活的Gp再激活特异的、膜结合的PLC。PLC催化PIP2水解生成DG和IP3。IP3扩散并结合内质网上的特异受体，使内质网上的Ca2+通道开放，向胞质释放Ca2+。胞质Ca2+浓度升高，激活蛋白激酶C。因蛋白激酶C（PKC）是一种Ca2+依赖的蛋白激酶，故名。DG可提高蛋白激酶C对Ca2+的敏感性。被激活的蛋白激酶C催化特异靶蛋白Ser或Thr残基磷酸化，产生调节作用。胞质Ca2+浓度升高还可激活一种Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶。 三、酪氨酸蛋白激酶通路 有些激素受体本身就是一类蛋白激酶，这类受体激酶是一种跨膜结构，胞外结构结合配体，胞内结构有酪氨酸激酶结构域。一些生长因子（如表皮生长因子EGF和血小板源生长因子PDGF）、胰岛素受体等即属此类。EGF受体仅由跨膜的单肽链构成。胰岛素受体由2条α链、2条β链组成，2条α链位于质膜外侧，联系α链的2条β链跨膜穿行，C末端暴露于胞质。α链含胰岛素结合域，β链有酪氨酸激酶结构域。α链结合胰岛素后激活β链的酪氨酸激酶活性，该酶首先催化β链上的关键酪氨酸（Tyr）残基磷酸化，这种自磷酸化再激活其他一些酶，后者再催化胞膜内或胞质的靶蛋白磷酸化。 第四节 胞内受体介导的信号转导机制（较少考到） 非膜受体激素包括类固醇激素、前列腺素等疏水性激素和甲状腺素等。这些激素可透过细胞膜进入细胞，与其核内（其中也有位于胞质内）受体结合，形成激素-受体复合物，引起受体构象变化。激素-受体复合物再以二聚体形式通过特异的DNA序列-激素反应元件（HRE）识别、结合靶基因调控序列，改变靶基因表达状况。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（13） 重组DNA技术 第一节 重组DNA技术的概述（重要考点） 一、重组DNA技术相关的概念 （一）工具酶 限制性核酸内切酶就是识别DNA的特异序列，并在识别位点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。 （二）基因载体 质粒是存在于细菌染色体外的小型环状双链DNA分子，分子量小的为2～3kb（千碱基），大的可达数百kb。质粒分子本身含有复制功能的遗传结构，能在宿主细胞独立自主地进行复制，并在细胞分裂时保持恒定地传给子代细胞。质粒携带有某些遗传信息，如对某些抗生素的抗性等，所以质粒在细菌内存在会赋予宿主细胞一些遗传性状。质粒DNA的自我复制功能及特殊遗传信息在基因工程操作如扩增、筛选过程都是极其有用的。 （三）聚合酶链反应 在有模板DNA、特别设计合成的DNA引物及合成DNA所需要的三磷酸脱氧核苷存在时，向DNA合成体系加入热稳定的Taq DNA聚合酶，反应体系经反复变性、退火及扩增循环自动地、往复多次地在两引物间进行特定DNA片段的酶促合成，使反应产物按指数增长，这就是聚合酶链反应（PCR）。 二、基因工程基本原理 一个完整的基因工程基本过程包括：目的基因的获取，基因载体选择与构建，目的基因与载体的拼接，重组DNA分子导入受体细胞，筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞（转化子）及目的基因的表达。 第二节 基因工程与医学（较少考到） 一、疾病相关基因的发现 根据克隆基因的定位、性质和功能研究所提供的线索，可进一步确定克隆的基因在分子遗传病中的作用。因此，某个疾病相关基因的发现不仅可导致新的遗传病的发现，而且对遗传病的诊断和治疗都是极有价值的。 二、生物制药 利用基因工程技术生产有药用价值的蛋白质、多肽产品已成为当今世界上的一项重大产业。目前已经或正投入市场的基因工程产品有胰岛素、生长素、促红细胞生成素、因子Ⅷ、白介素-2、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、肥大细胞生长因子及白血病抑制因子等。 三、基因诊断 基因诊断又称DNA诊断，目前已发展成为一门独具特色的诊断学科——DNA诊断学。DNA诊断是利用分子生物学及分子遗传学的技术和原理，在DNA水平上、鉴定遗传性疾病所涉及的基因的置换、缺失或插入等突变。目前用于DNA诊断的方法很多，但其基本过程相似：首先分离、扩增待测的DNA片段，然后利用适当的分析手段，区分或鉴定DNA的异常。目前广泛用于待测基因的分离及扩增技术是PCR技术，其次是连接酶链反应。常用的DNA分析手段有限制性片段长度多态性（RFLP）、单链构象多态性（SSCP）、核酸分子杂交、变性梯度胶电泳、核酸酶A技术以及DNA序列分析等。 四、基因治疗 所谓基因治疗就是向功能缺陷的细胞补充相应功能的基因，以纠正或补偿其基因缺陷，从而达到治疗的目的。针对体细胞进行基因改良的基因治疗称体细胞基因治疗，这类基因治疗仅单独治疗受累组织，类似于器官移植。性细胞基因治疗因对后代遗传性状有影响，目前仅限于动物实验（转基因动物），以测试各种重组DNA在矫正遗传病方面是否有效。 五、遗传病的防治 基因克隆不仅为医学家提供了重要工具，使他们能深入地认识、理解一种遗传病的发生机制，为寻求可能的治疗途径、预测疗效提供了有力手段；更重要的是可以利用这些成果进行极有意义的产前诊断，而后通过治疗技巧与治疗、预防能力的结合，从根本上杜绝遗传性疾病的发生和流行。 （一）产前诊断 产前诊断可以通过胎儿组织活检、羊膜腔穿刺、羊膜绒毛样品及母体血循环中的胎儿细胞进行。从安全角度考虑，后者最值得提倡。从方法学角度考虑，可以进行染色体组型分析，发现染色体异常；更可以利用DNA诊断学方法分析特异基因缺陷。（见DNA诊断）。 （二）携带者测试 基因测试常用于检出隐性遗传病携带者，包括隐性遗传病受累个体家庭的其他成员和有特殊遗传病死亡家庭的危险人群。如果能建立可行的携带者测试方法，并能检出其绝大多数携带者，对指导婚姻和生育是很有价值的。 （三）症候的诊断 由于对某些成人发病有关基因已有所掌握，故而在综合征发生前可能做出预测，协助他们做生活方式的调节、工作调整及生育的选择等。 （四）遗传病易感性 很多遗传病并非限于单基因缺陷，而是由多基因受累或是遗传和环境因素综合引起的。在这种情况下，一个或多个基因缺陷的存在会使个体对发病诱因极度敏感而易于发病。比如，有LDL（低密度脂蛋白）受体基因缺陷的个体同时有高胆固醇血症，其冠状动脉发病率要比单纯高胆固醇血症者为高。一个发病个体的结局也依赖于其他基因缺陷和环境因素、生活习惯的影响。因此，根据DNA诊断，做好疾病的早期预测并注意环境卫生和个人生活方式，可以达到预防的目的。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（14） 癌基因与抑癌基因 第一节 癌基因与抑癌基因（一般考点） 一、癌基因概念 癌基因最初的定义是，通过其表达产物可在体外引起细胞转化，在体内引起癌瘤的一类基因，也称为转化基因。癌基因首先发现于以Rous肉瘤病毒为代表的致癌反转录病毒。反转录病毒为RNA病毒，感染细胞后其RNA基因组在反转录酶作用下反转录成单链DNA，再复制成双链DNA。这类病毒致癌作用与其存在的一段核酸序列有关。若该序列缺失，则丧失致癌能力，故称癌基因。哺乳类动物细胞基因组中普遍存在着与病毒癌基因相似的序列，但在正常情况下不表达，或只是有限制地表达，对细胞无害。只有在外界某些理化或生物学因素作用下被活化而异常表达，可导致细胞癌变。通常将病毒中的癌基因称为病毒癌基因（v-onc），将哺乳类细胞中的癌基因称为细胞癌基因（c-onc）。因为通常情况下细胞癌基因以非激活形式存在，所以又称为原癌基因。 二、抑癌基因概念 抑癌或抗癌基因又称肿瘤抑制基因。癌基因与抑癌基因都是调控细胞生长的基因，所谓“致癌”或“抑癌”只是强调了它们在肿瘤及相关领域中的作用。因此，癌基因与抑癌基因的命名并不十分确切。典型的抑癌基因有Rb基因、p53基因等。 第二节 生长因子（较少考到） 生长因子是一类调节细胞生长增殖的多肽类物质。生长因子通过与细胞膜上特异性受体结合发生促细胞增殖的效应。实际上，可将它们看成是一类细胞有丝分裂激素。但与经典的多肽类激素不同，生长因子一般不是通过内分泌、而主要是旁分泌或自分泌方式起作用。生长因子广泛存在于机体内各种组织，包括成年组织和胚胎组织；许多体外培养的细胞也合成或释放生长因子。各种生长因子可在细胞周期的不同时相起作用。同一生长因子在促进某些细胞生长的同时，也可能抑制另一些细胞的生长。因此，“生长因子”的确切含义应该是细胞生长调节因子。 生长因子有很多种，如表皮生长因子（EGF）、血小板源生长因子（PDGF）、转化生长因子（TGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、胰岛素样生长因子（IGF）和神经生长因子（NGF）等。各种生长因子与特异细胞受体结合后，通过特异信息传递途径激活或作用于靶基因（包括癌基因）或靶分子，调节细胞增殖。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（15） 血液生化 第一节 血液的化学成分（一般考点） 如不考虑血细胞有形成分，则血液的化学成分有： 一、水和无机盐 正常人血液含水81％～86％。无机盐主要以离子状态存在，主要的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+等；主要的阴离子有Cl-、HCO-3、HPO2-4等（详见生理学部分）。 二、血浆蛋白质 主要为清蛋白、球蛋白和纤维蛋白原，此外尚有一些功能酶及消化腺或细胞分泌、释放的酶。 三、非蛋白质含氮物质 包括尿素、尿酸、肌酸、肌酐、氨基酸、肽、氨和胆红素等。这些非蛋白质含氮物质所含的氮总称为非蛋白氮（NPN），它们主要是蛋白质和核酸分解代谢的产物。 四、不含氮的有机化合物 如葡萄糖、甘油三酯、胆固醇、磷脂、酮体及乳酸等。 第二节 血浆蛋白质（非常重要） 一、血浆蛋白质分类 血浆蛋白质种类很多，组成上几乎都是糖蛋白。按分离方法不同，可将血浆蛋白质分为不同组分。 （一）盐析法分类 根据各种血浆蛋白质在不同浓度盐溶液中的溶解度不同，采刚盐析可将血浆蛋白质分为清蛋白、球蛋白及纤维蛋白原几部分。其中清蛋白含量为35～55g/L，球蛋白为20～30g/L，清蛋白/球蛋白（A/G）为1.5～2.5∶1。 （二）电泳法分类 根据血浆蛋白质分子量大小、表面电荷性质及多少不同，在电场中泳动速度不同而加以分离。以醋酸纤维素膜为支持物，可将血浆蛋白质分为清蛋白、α1球蛋白、α2球蛋白、β球蛋白、γ球蛋白及纤维蛋白原。采用分辨率更高的电泳法，分离的成分更多。 二、血浆蛋白质来源 血浆蛋白质绝大部分在肝脏合成，γ球蛋白由浆细胞合成。 三、血浆蛋白质的功能 （一）维持血浆胶体渗透压 （二）维持血浆正常的pH （三）运输作用 血浆中的清蛋白能与脂肪酸、Ca2+、胆红素、磺胺等多种物质结合。血浆蛋白质还可与亲脂性物质结合，血浆蛋白还能与易被细胞摄取和易随尿排除的小分子结合，防止它们从尿丢失。血浆中还有皮质激素传递蛋白、运铁蛋白、铜蓝蛋白等，这些载体蛋白除运输血浆中的物质外，还具有调节被运输物质代谢的作用。 （四）免疫功能 （五）催化作用 （六）营养作用 （七）凝血、抗凝血和纤溶作用 第三节 红细胞的代谢（非常重要） 一、血红素合成的原料，部位和关键酶 （一）ALA的生成 该反应在线粒体进行。甘氨酸与琥珀酰辅酶A在ALA合酶的催化下缩合为δ氨基γ酮戊酸（ALA）。ALA合酶是血红素生物合成的限速酶，其辅酶是磷酸吡哆醛。 （二）卟胆原的生成 在ALA脱水酶催化下由2分子ALA脱水缩合而成。该反应在胞质进行。 （三）尿卟啉原Ⅲ的生成 4分子卟胆原在酶催化下先形成线性四吡，后者经数步反应生成环状尿卟啉原Ⅲ。 （四）血红素生成 尿卟啉原Ⅲ转变为粪卟啉原Ⅲ，再进入线粒体、经原卟啉Ⅸ与Fe2+螯合生成血红素。 二、成熟红细胞的代谢特点 红细胞中有5％～10％的葡萄糖经磷酸戊糖途径分解，产生NADPH。还原当量NADPH不仅参与氧化型谷胱甘肽（GSSG）还原为还原型谷胱甘肽（GSH）的反应，而且还是NADPH-高铁血红蛋白还原酶的辅助因子，参与高铁血红蛋白还原为血红蛋白的反应。催化NADPH生成的酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶。该酶活性缺乏时，磷酸戊糖途径不能正常进行，NADPH生成障碍，谷胱甘肽还原性不得维持。6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷者在服用可导致过氧化氯、超氧化物生成的药物，如磺胺、喹啉类，或食用某些食物（如蚕豆），常可引发溶血，就是这个道理。 临床执业医师考试蓝宝书-生物化学（16） 肝胆生化 第一节 肝脏的生物转化作用（一般考点） 一、肝脏生物转化的概念和特点 （一）肝脏生物转化的概念 非营养物质，如物质代谢过程所产生的终产物、生物活性物质（如激素）、外界进入机体的各种异物（如药物及其他化学物质）、毒物或从肠道吸收的腐败产物等在肝脏经代谢转变，使极性弱的脂溶性物质变为极性强的水溶性物质，使易于经胆汁或尿液排出体外，这一过程称肝脏的生物转化作用。 （二）肝脏生物转化作用的特点 1.多样性和连续性 2.解毒与致毒双重性 二、生物转化反应类型及酶系 （一）氧化反应 1.微粒体加单氧酶系 2.线粒体单胺氧化酶系 可使包括多种活性胺在内的各种胺类，如儿茶酚胺、5-羟色胺及肠道吸收的腐败毒胺氧化成醛或酸。 3.胞液脱氢酶系 主要有醇、醛脱氢酶，使醇或醛氧化成醛或酸。 （二）还原反应 肝微粒体有硝基还原酶类及偶氮还原酶类，使硝基化物及偶氮化物还原为胺类。 （三）水解反应 在胞液、微粒体中有各种酯酶、酰胺酶及糖苷酶等水解酶类，可分别催化酯类、酰胺类及糖苷类化合物等水解。 （四）结合反应 是体内最重要的生物转化方式。凡具有羟基、羧基或氨基，或经历上述氧化、还原或水解反应后可产生羟基、羧基或氨基的药物、毒物或激素等物质均可在肝细胞内与某种物质结合，从而遮蔽了原有的功能基，使失去原有的生物学活性，或进一步增强其极性，变为易于排泄的物质。参与结合反应的物质很多，如葡萄糖醛酸（UDPGA供给）、硫酸基（PAPS供给）、甲基（SAM供给）和乙酰基（乙酰CoA供给）等。 三、影响肝脏生物转化作用的因素 与年龄、性别、健康状况及诱导物或服用药物状况有关。 第二节 胆汁酸代谢（重要考点） 一、胆汁酸化学 胆汁的主要有机成分有胆汁酸、胆色素、胆固醇、磷脂、黏蛋白等，其中胆汁酸盐含量最多，是胆汁的主要成分。此外，胆汁还含有多种无机盐和排泄物，如异物、毒物、药物及重金属盐等。 二、胆汁酸代谢 （一）初级胆汁酸的生成 胆固醇通过7α羟化酶（微粒体及胞液）催化生成7α羟胆固醇，该酶是胆汁酸生成的限速酶。经上述过程生成的胆酸、鹅脱氧胆酸为游离型初级胆汁酸，它们与甘氨酸、牛磺酸结合后生成结合型初级胆汁酸。 （二）次级胆汁酸的生成 结合型初级胆汁酸随胆汁流入肠道，在参与脂类消化的同时，在肠道细菌作用下水解、脱羟，转变为次级胆汁酸，如牛磺胆酸转变为脱氧胆酸，甘氨鹅脱氧胆酸转变为石胆酸。 （三）胆汁酸的肝肠循环 由肠道吸收的胆汁酸（包括初级和次级的；游离型和结合型的），经门静脉重新回到肝脏，肝细胞将游离型胆汁酸再合成为结合型胆汁酸，排入肠腔。这一过程称为胆汁酸的肝肠循环。胆汁酸的肝肠循环可使有限的胆汁酸充分被利用，最大限度地发挥乳化脂类的作用，促进脂类的消化及吸收。 三、胆汁酸代谢的调节 胆固醇在肝内转变为胆汁酸的限速步骤是7α-羟化酶催化的羟化作用。7α-羟化酶受产物——胆汁酸的反馈调节。因此，设法减少肠道胆汁酸的吸收则可促进肝内胆汁酸的生成，从而降低血胆固醇。维生素C可促进7α-羟化酶催化的羟化作用。甲状腺素可通过激活胆汁酸生成中侧链氧化的酶系，促进肝细胞的胆汁酸生成。所以，甲状腺功能亢进的病人血胆固醇浓度常偏低，而甲状腺功能低下的病人血胆固醇含量偏高。 第三节 胆色素代谢（较少考到） 胆色素是含铁卟啉化合物在体内分解代谢的产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等化合物。其中，除胆素原族化合物无色外，其余均有一定颜色，故统称胆色素。胆红素是胆汁中的主要色素，胆色素代谢以胆红素代谢为中心。肝脏在胆色素代谢中起着重要作用。 一、游离胆红素和结合胆红素的性质 肝细胞内质网中有胆红素-尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶，它可催化胆红素与葡萄糖醛酸以酯键结合，生成胆红素葡萄糖醛酸酯。由于胆红素分子中有两个丙酸基的羧基均可与葡萄糖醛酸C1上的羟基结合，故可形成两种结合物，即胆红素葡萄糖醛酸-酯和胆红素葡萄糖醛酸二酯。在人胆汁中的结合胆红素主要胆红素葡萄糖醛酸二酯（占70％～80％），其次为胆红素葡萄糖醛酸一酯（占20％～30％），也有小部分与硫酸根、甲基、乙酰基、甘氨酸等结合。 胆红素经上述转化后称为结合胆红素，结合胆红素较未结合胆红素脂溶性弱而水溶性增强，与血浆白蛋白亲和力减小，故易从胆道排出，也易透过肾小球从尿排出。但不易通过细胞膜和血脑屏障，因此不易造成组织中毒，是胆红素解毒的重要方式。 二、胆色素的肠肝循环 生理情况下，肠道中约有10％～20％的胆素原可被重吸收入血，经门静脉进入肝脏。其中大部分（约90％）由肝脏摄取并以原形经胆汁分泌排入肠腔。此过程称为胆色素的肠肝循环。在此过程中，少量（10％）胆素原可进入体循环，可通过肾小球滤出，由尿排出，即为尿胆素原。正常成人每天从尿排出的尿胆素原约0.5～4.0mg，尿胆素原在空气中被氧化成尿胆素，是尿液中的主要色素，尿胆素原、尿胆素及尿胆红素临床上称为尿三胆。