生化

第1篇 生物大分子的结构与功能 第1章 蛋白质 45% 蛋白质的功能：化学催化反应、免疫反应、血液凝固、物质代谢调控、基因表达调控、肌肉收缩；结构功能。是生物体的重要组成成分和生命活动的基本物质基础，生物体含量最丰富的生物大分子。 蛋白质含氮量平均16%，1G氮=6.25G蛋白质 组成人体的氨基酸共20钟，且均为L- 氨基酸（甘氨酸除外） 脯氨酸：亚氨基酸 氨基酸的分类：（1）非极性疏水性氨基酸：甘丙缬亮异亮脯（苯丙）；（2）极性中性氨基酸：丝半胱蛋天冬（酰胺）谷氨（酰胺）苏（色酪） (3)酸性氨基酸：天冬谷 （4）碱性氨基酸：赖精组 脯氨酸和赖氨酸可分别被氧化成羟脯氨酸和羟赖氨酸。两个半胱氨酸可以二硫键形成胱氨酸。 氨基酸的理化性质：（1）氨基酸的两性电离。氨基酸的解离方式取决于所处溶液的酸碱度。在某一PH的溶液中，氨基酸解离成的阳离子和阴离子的趋势和程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH成为该氨基酸的等电点。PI=0.5(PK1+PK2) （2）含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸最大吸收峰在280NM附近。可用于分析溶液中蛋白质含量。必须来源于生物体，敏感度低，无法区分蛋白质和氨基酸。（3）氨基酸与印三酮反应生成蓝紫色化合物。570NM附近。由于此吸收峰的大小与氨基酸放出的氨量成正比，可以作为氨基酸的定量分析法。 蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链。 生物活性肽：（1）谷胱甘肽GSH 由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成，第一个肽键与众不同，是谷氨酸的 –羧基与半胱氨酸的氨基组成的，巯基为主要功能基团。具有还原性，可作为体内重要的还原剂，保护体内蛋白质或酶分子中巯基免遭氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。还原过氧化氢。保护机体免遭毒物侵害。（维持血红蛋白的二价铁，维持红细胞膜的完整）（2）多肽类激素和神经肽 催产素、加压素、促激素释放激素等 氨基酸的排列顺序决定了蛋白质的一级结构。在蛋白质分子中，从N端到C端的氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构。肽键、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。但不是决定蛋白质空间构象的唯一结构。 蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是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。（1）参与肽键形成的六个原子在同一平面上。C 1,C,O,N,HC 。（2） 螺旋是常见的蛋白质二级结构。蛋白质分子肽链中的某些段落沿其假想的长轴以右手螺旋方式进行反复、规律、周期性排列。3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54NM，每个肽链的N-H和第四个肽链的羰基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行。血浆、毛发等。增加机械强度和弹性（3） 折叠使多肽链形成片层结构。多肽链充分伸展， 折叠成锯齿状结构，两条以上肽链或一条肽链内若干肽段的锯齿状结 构可平行排列，走向可同可反。相反时相距0.70NM。蚕丝蛋白。（4） 转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在。无 规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。 转角有四个氨基酸残基组成，第一个氨基酸残基的羰基氧与第四个氨基酸残基的氨基形成氢键，第二个氨基酸残基常为脯氨酸。（5）模体是具有特殊功能的超二级结构。两个或两个以上具有二级结构的肽段在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，称为超二级结构。模体是由两个或三个具有二级结构的肽段在空间上相互接近形成的特殊的空间构象。（6）氨基酸残基的侧链对二级结构的形成 在二级结构的基础上多肽链进一步折叠形成蛋白质的三级结构。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，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。疏水键、盐键、氢键、范德华力。结构域：分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能。可以看作是球状蛋白的独立折叠单位，有较为独立的三维结构。分子伴侣参与蛋白质折叠。 含有两条以上肽链的蛋白质具有四级结构。其三级结构称为亚基。亚基与亚基之间成特定的三维空间排布，并以非共价键连接，这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。氢键、离子键。 蛋白质的分类：按组成成分分为单纯蛋白质和结合蛋白质（结合蛋白质中非蛋白部分称作辅基）；按形状分为纤维状蛋白质（结构蛋白）和球状蛋白质（生理活性） 蛋白质结构与功能的联系（1）蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础：一级结构是空间构象的基础，只要一级结构没有破坏，就可能恢复到原来的三级结构，功能依然存在；一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能；氨基酸序列提供重要的生物进化信息；重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病，这种蛋白质分子发生变异所导致的疾病称为分子病，病因为基因突变。（2）蛋白质的功能依赖特定空间结构：如肌红蛋白与血红蛋白。蛋白质构想改变可引起疾病，称为蛋白构象疾病，如疯牛病、老年痴呆、亨丁顿舞蹈病等。 蛋白质的理化性质：（1）两性电离 在某一PH的蛋白质溶液中，蛋白质解离成的正、负离子的趋势相等，成为兼性离子，静电荷为零，此时溶液的PH成为该蛋白质的等电点。PH大于等电点时带负电荷。人体内蛋白质的等电点大多接近5.0。（2）胶体性质 水化膜、电荷（3）蛋白质空间结构破坏而引起变性 在某些物理和化学因素的作用下，蛋白质的特定空间构象被破坏，即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而造成其理化性质的改变和生物活性的丧失，称为蛋白质的变性。 二硫键、非共价键。若蛋白质的变性程度较轻，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。蛋白质经强酸强碱作用变性后，仍能溶解于强酸碱溶液中。若将·PH调至PI，则结成絮状不溶解物，此絮状物仍能溶解于强酸碱溶液中。若再加热变成比较坚固的凝块，不再溶于强酸碱溶液，称为蛋白质的凝固作用。（4）蛋白质在紫外光谱区有特征吸收峰。280NM。（5）应用蛋白质成色反应可测定蛋白质溶液含量。印三酮反应、双缩脲反应。 蛋白质的分离、纯化、结构分析：不损伤空间构象。（1）透析及超滤法可除去蛋白质溶液中的小分子化合物。透析：10KD以下可通过。超滤：多用于蛋白质浓缩。（2）丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法。丙酮沉淀：0~4度，10倍体积的丙酮。立即分离以免沉淀。盐析：初步分离。免疫沉淀：利用特异抗体识别相应的抗原蛋白，并形成抗原抗体复合物的性质，可从蛋白质混合溶液中获得抗原蛋白。（3）利用电荷性质可用电泳法将蛋白质分离。电泳：通过蛋白质在电场中涌泳动而达到分离各种蛋白质的技术。薄膜电泳、凝胶电泳。带点多、分子量小的泳动快。（4）利用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离。离子交换层析、凝胶过滤和亲和层析。凝胶过滤又称分子筛，先出大的。（5）利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离。S未知/S已知=（Mr未知/Mr已知）2/3（6）利用化学或反向遗传学方法可分析多肽链的氨基酸序列。（7）应用物理学、生物信息学原理可进行蛋白质空间结构测定。X射线等。 第2章 核酸 核酸是以核苷酸为基本组成单位的生物信息大分子。DNA存在于核和线粒体内，携带遗传信息，并通过复制的方法将遗传信息进行传代。RNA存在于细胞质、细胞核、线粒体内，参与遗传信息的复制和表达。 一、核酸的化学组成及一级结构 碱基、戊糖、磷酸 1、构成DNA地碱基有AGCT,RNA有AGCU。五种碱基的酮基或氨基受酸度影响可形成酮-烯醇互变异构体或氨基-亚氨基互变异构体，这为碱基之间形成氢键提供了结构基础。构成核酸时均为酮式、氨基式。 戊糖的差异使DNA较RNA在化学上更为稳定，从而为自然选择为遗传信息的载体。 碱基和核糖或脱氧核糖生成核苷或脱氧核苷（戊糖的C-1’和嘌呤的N-9或嘧啶的N-1）。在天然条件下都为反式。 核苷或脱氧核苷C-5’上的羟基与磷酸脱水形成酯键，构成核苷酸或脱氧核苷酸。核苷一、二、三磷酸。（NMP,NDP,NTP）。换腺苷酸（cAMP）环鸟苷酸（Cgmp）是细胞信号传导中的第二信使，具有重要调控作用。 2、DNA是脱氧核苷酸通过3’5’磷酸二酯键连接形成的大分子。 多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键构成了具有方向性的线性大分子，称为多聚脱氧核苷酸，即DNA。主链（骨架）：磷酸、核糖。 3、RNA也是具有3’5’磷酸二酯键的线性大分子。并且具有方向性。 4、核酸的一级结构是构成核酸的（脱氧）核苷酸从5’末端到3’末端的排列顺序，就是核苷酸序列，DNA碱基序列。书写：5’到3’核酸分子的大小常用碱基或碱基对数目来表示。小于50bp称寡核苷酸。 二、DNA的空间结构与功能 二级结构、高级结构 1、Chargaff规则：A=T,G=C；不同生物种属的碱基组成不同；同一个体不同器官组织DNA碱基组成相同。 DNA双螺旋结构模型要点：（1）DNA是反向平行、右手螺旋的双链结构一条链的碱基顺序决定了另一条链的碱基顺序—半保留复制的理论基础；两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋，直径2.37，螺距3.54。亲水性骨架在外，疏水碱基在内；表面存在一个大沟和一个小沟。（2）DNA双链之间形成了互补碱基对AT两个氢键CG三个氢键；两条链为互补链，碱基对平面与双螺旋结构的螺旋轴垂直。每个螺旋10.5碱基对，相对旋转角36，相邻碱基对平面距离0.34（3）疏水作用力和氢键共同维持着双螺旋结构的稳定疏水力：碱基堆积力。对于稳定结构更为重要。————————B-DNA 改变溶液离子强度或相对湿度后DNA会发生变化。湿度降低：A，沟浅螺距小。左手螺旋：Z 2、DNA双链可以盘绕形成超螺旋结构。当盘绕方向与双螺旋方向相同时，称为正超螺旋，反之为负超螺旋。拓扑异构酶。自然界多为负超螺旋。 绝大部分原核生物的DNA都是共价封闭的双螺旋分子。类核结构。细菌中超螺旋独立存在成超螺旋区。 真核生物的DNA以非常有序的形式存在于细胞核内。在细胞周期的大部分时间以松散的染色质存在，细胞分裂期形成高度致密的染色体。染色质具有串珠样结构，基本单位是核小体。核小体由DNA和五种组蛋白构成，6~7倍。染色质细丝进一步折叠，6倍。染色质纤维空管折叠成超螺线管，40倍。再折叠成染色体。共压缩8000~10000倍。 3、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，是遗传的物质基础，个体生命活动的信息基础。 基因是指DNA中的特定区段，是能够表达和产生基因产物的功能性片段。 三、RNA的结构和功能 和蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。 不均一核RNA hnRNA 成熟m RNA的前体 信使RNA mRNA 合成蛋白质的模板 转运RNA tRNA 转运氨基酸 核糖体RNA rRNA 核糖体的组成部分 细胞内小RNA(snmRNA)hnRNArRNA转录后加工转运及基因表达 核内小RNA snRNA 参与hnRNA的剪切转运 核仁小RNA snoRNA rRNA加工修饰 小片段干扰RNA siRNA 结合外源基因表达的RNA并诱使其降解 胞质小RNA scRNA 蛋白质内质网定位合成的信号识别体组成部分 某些小RNA分子具有催化RNA降解的活性，称为核酶或催化性RNA。 1、m RNA （1）大部分真核细胞m RNA的5’末端都以7-甲基鸟嘌呤-三磷酸核苷为起始结构。称为帽结构。可以与一类称为帽结合蛋白CBP的分子结合。这种复合物对于信使RNA从细胞核向细胞质转运、与核糖体结合、与翻译起始因子结合、稳定性的维持有重要作用。（2）在真核细胞m RNA的3’末端有一段由80~250个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构，称为多聚腺苷酸尾或多聚A尾。是转录完成后加入的。和帽结构共同负责从核内向细胞质的转运、维系稳定性、翻译起始的调控。（3）m RNA依照自身的碱基顺序指导蛋白质氨基酸顺序的合成，也就是为蛋白质的生物合成提供模板。从5’末端起的第一个AUG（起始密码子）开始，每三个核苷酸为一组定义了一个密码子或三联体密码。决定肽链终止的密码子称为终止密码子。二者之间的核苷酸序列称为开放阅读框。（4）m RNA的成熟过程是hnRNA的剪接过程。 2.、tRNA 在蛋白质生物合成中作为氨基酸的载体。74~95个氨基酸。较好的稳定性。（1）含有多种稀有碱基 双氢尿嘧啶DHU，假尿嘧啶核苷，甲基化的嘌呤 占百分之10~20。稀有碱基是转录后修饰而成的。（2）具有茎环结构 局部的双链成茎状，中间不能配对的部分则膨出形成环或襻状结构，称为茎环结构或发夹结构。形似三叶草。位于两侧的环分别称为DUH环和T C环。位于其上下分别是接纳茎和反密码环。倒L形三级结构（3）3’末端连有氨基酸。所有tRNA 的3’末端都是以CCA结束的。（4）反密码子能够识别密码子 例如携带酪氨酸的反密码子是5’-GUA-3’，则密码子为5’-UAC-3’。（碱基配对原则反方向咬合）。在蛋白质生物合成中，反密码子依靠碱基互补的方式辨认密码子，将其所携带的氨基酸正确运送到合成场所。 3、核糖体RNA在细胞中含量最多，与核糖体蛋白共同构成核糖体。为蛋白质结合组装提供结构基础。 原核生物：5S/23S大亚基；16S小亚基。真核生物：5S/5.8S/28S大亚基，18S小亚基。 四、核酸的理化性质 1、在中性条件下，最大吸收值在260NM，由碱基的共轭双键决定。 2、核酸为多元酸，具有较强的酸性。DA粘滞度大。 3、溶液中核酸分子在引力场中可以下沉。具有不同构象的核酸分子沉降速率差异很大。超速离心法分离。 4、某些理化因素会导致DNA双链互补碱基对之间的氢键断裂，解离为单链，称为DNA变性。在DNA解链过程中，由于有更多的共轭双键得以暴露，DNA在260NM处的吸光度随之增加，称为DNA的增色效应。 5、在解链过程中，紫外吸光度的变化达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度，即融解温度。GC含量越高，分子链越长，离子强度越高，Tm越大。大于20碱基时Tm=69.3+0.41*GC百分比。小于等于20时为4（G+C）+2(A+T) 6、当变性条件缓慢的去除后，两条解离的互补链可重新配对，恢复原来的双螺旋结构。这一现象称为复性。热变性的DNA经缓慢冷却后可以复性，这一过程称为退火。但是迅速冷却不能复性。 7、在DNA复性过程中，如果将不同种类的DNA单链或RNA放在同一溶液中，只要两种单链分子之间存在一定程度碱基配对关系，就有可能形成杂化双链。用于研究基因位置、鉴定相似性、检测专一序列。 8、核酸酶是所有可以水解核酸的酶。依据对底物的作用方式可分为核酸外切酶和核酸内切酶。核酸外切酶仅能水解位于核算分子链末端的磷酸二酯键，分为5’-3’和3’-5’。核酸内切酶只可以在DNA或RNA分子内部切断磷酸二酯键。有些核酸内切酶要求酶切位点具有核酸序列特异性，称为限制性核酸内切酶。参与DNA的合成与修复、RNA合成后的剪接、清除多余的结构功能异常的核酸、清楚外源性核酸、工具酶。 第三章 酶 生物体内的酶是对其特异底物起高效催化作用的蛋白质和核糖核酸 一、酶的分子结构与功能 1、仅具有三级结构的酶称为单体酶，由多个相同或不同的亚基以非共价键连接组成的酶称为寡聚酶。多酶体系是由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物。还有一些多酶体系在进化过程中由于基因的融合，多种不同功能存在与一条多肽链中，称为多功能酶或串联酶。 2、酶按其分子组成可分为单纯酶（仅由氨基酸残基构成）、结合酶（蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分称为辅助因子）。辅助因子是金属离子（K+，Na+,CU+,CU2+,ZN2+,FE2+,FE3+，作为酶活性中心的催化基团参与催化反应，传递电子；作为连接酶和底物的桥梁，便于酶和底物密切接触；稳定酶的构象；中和阴离子降低反应中的静电斥力）或小分子化合物（化学稳定的小分子物质，辅酶。参与酶的催化过程，在反应中传递电子、质子或一些基团）。酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶。有的金属离子和酶结合紧密，提取过程中不易丢失，称为金属酶。有的金属离子与酶的结合不紧密，称为金属激活酶。一种酶蛋白质能与一种辅酶相结合，但一种辅酶可与多种酶蛋白结合。辅酶种类不多，大多含有维生素或维生素类物质。酶蛋白决定反应的特异性，赴美决定反应的种类和性质。与酶蛋白共价结合的辅酶又称为辅基。辅基和酶蛋白结合紧密，不能透过透析或超滤出去，在反应中不能离开酶蛋白，如FAD,FMN,生物素 3、酶分子中氨基酸残基的侧链有一些与酶的活性密切相关的化学集团称作酶的必需基团（结合基团：结合底物和辅酶，使之与酶形成复合物；催化基团：影响底物中某些化学键的稳定性，催化底物发生化学反应并将其转变成产物；还有一些必须基团虽然不参与活性中心的组成，但为维持酶活性中心应有的空间构象和作为调节剂的结合部位所必须，这些基团是酶活性中心外的必需基团）。其在一级结构可能相距很远，但空间上彼此相近，组成具有特定空间结构的区域，能和底物特异结合并将底物转化为产物。这一区域成为酶的活性中心或活性部位。辅酶或辅基参与酶活性部位的组成。 4、同工酶是指催化相同化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。是由不同基因编码的多肽链，或有同一基因转录生成的不同MRNA所翻译的不同多肽链组成的蛋白质。使不同的组织、器官和不同的亚细胞结构具有不同的代谢特征。乳酸脱氢酶LDH。 二、酶的工作原理 化学反应前后没有质和量的改变，只能催化热力学允许的反应，只能加速反应过程而不改变反应的平衡点，即不改变反应的平衡常数 1、反应特点：极高的效率 比非催化剂高 一般催化剂高 ，而且不需要很高温度。酶的催化效率可用酶的转换数来表示。指在酶被底物饱和的条件下，每个酶分子每秒钟将底物转化为产物的分子数。酶促反应具有高度的特异性一种酶仅作用于一种或一类化合物，或一定的化学键催化一定的化学反应并产生一定的产物，酶的这种特性称为酶的特异性或专一性。绝对特异性：有的酶只能作用于特定结构的底物分子，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物。相对特异性：作用于一类化合物或一种化学键。立体异构特异性：仅作用于底物分子的一种异构体，有些酶对几何异构也有特异性。酶促反应具有可调节性酶促反应受多种因素的调控，以适应机体对不断变化的内外环境和生命活动的需要。（高度不稳定性） 2、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率 酶比一般催化剂更有效得降低活化能酶与底物的特异结合是释能反应酶和底物的结合有利于底物形成过渡态 酶活性部位的结合基团能否与底物结合，将底物转化为过渡态，并释放出结合能，从而降低活化能，是酶能否发挥其催化作用的关键。诱导契合作用使酶与底物密切结合在酶和底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。临近效应与定向排列使底物正确定位于酶的活性中心酶在反应中将诸底物结合到酶的活性中心，使他们相互接近并行成有利于反应的正确定位关系。实际上是将分子间的反应变成类似于分子内的反应，提高反应速率。表面效应使底物分子去溶剂化酶的活性中心多是酶分子内部的疏水口袋，酶反应在此疏水环境中进行，使底物分子脱溶剂化，排除周围大量水分子对酶和底物分子中功能基团的干扰性吸引和排斥，防止水化膜的形成，利于底物和酶分子的密切接触和结合。即表面效应。酶的催化机制呈多元催化作用。一般酸碱催化作用；共价催化作用：催化基团在催化过程中通过和底物形成瞬间共价键将底物激活，并很容易进一步被水解形成产物和游离的酶；亲核催化作用：酶活性中心有的基团属于亲核基团可以提供电子给带有部分正电荷的过渡态中间物，加速产物的生成。 三、酶促反应动力学 研究酶促反应速率及其影响因素 单底物单产物反应，速率用单位时间内底物的消耗量或产物生成量表示，反应速率取初速率，即底物的消耗量小于百分之五，底物浓度远大于酶浓度 1、第五浓度对反应速率的影响：矩形双曲线。解释酶促反应中底物浓度对反应速率的关系最合理的学说是中间产物学说。 米-曼方程基于这样的假说：单底物反应，反应速率取初速率，即反应刚刚开始，产物的生成量极少，逆反应可不予考虑。【S】超过【E】，其变化在测定初速率的过程中可忽略不计。Km值等于酶促反应速率为最大速率一半时的底物浓度。当 ，即ES解离速率大大超过分解速率时， 可以忽略不计，此时K。m近似于接力常数Ks。可用来表示酶对底物的亲和力。越小，亲和力越大。这表示不需要很高的底物浓度便可容易的达到最大反应速率。Km是酶的特征常数之一，只与 酶的结构、底物和反应环境有关，与酶的浓度无关。Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速率，与酶浓度成正比。K3：酶的转换数。 2、底物足够时酶浓度对反应速率的影响成直线关系。 3、温度对酶促反应有双重影响。反应速率最快时反应体系的温度称为酶促反应的最适温度.不是酶的特征常数，与反应进行时间有关。 4、PH通过改变酶和底物分子解离状态影响反应速率。酶催化反应活性最高时反应体系的PH称为酶促反应的最适PH。不是酶的特征性常数，受底物浓度、缓冲溶液种类与浓度以及酶纯度等影响。 5、抑制剂可逆的或不可逆的降低酶促反应速率 凡是能使酶催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称酶的抑制剂。区别于变性：抑制剂对酶有一定的选择性，引起变性的因素没有选择性。 （1）不可逆性抑制作用的抑制剂通常和酶活性中心上的必需基团以共价键相结合，使酶失活。不能用透析、超滤等方法予以去除。有机磷农药抑制胆碱酯酶-专一性抑制，解磷定PAM；低浓度重金属离子作用于巯基，非特异性抑制，BAL。 （2）可逆性抑制作用抑制剂通过非共价键与酶和（或）酶-底物复合物可逆性结合，使酶活性降低或消失。 有些抑制剂和酶的底物结构相似，可与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶和底物结合成中间产物。这种抑制作用成为竞争性抑制作用。抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和底物浓度的相对比例。使Km增大Vmax不变。有些抑制剂与酶活性中心外的必须基团结合，不影响酶与底物的结合酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。底物和抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物（ESI）不能进一步释放出产物。这种抑制作用称作非竞争性抑制作用。抑制程度取决于抑制剂浓度。Vmax变小，Km不变。有些抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物结合，使中间产物的量下降。这样，既减少从中间产物转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。抑制程度取决于抑制剂和底物的浓度。Vmax和Km都减小。 6、激活剂可加快酶促反应速率。使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂。大多为金属离子，也有有机化合物。大多数金属离子激活剂对酶促反应是不可缺少的，否则将测不到酶的活性，这类激活剂称为必须激活剂，它们与酶-底物复合物结合参加反应，但不转化为产物。有些激活剂不存在时，酶仍有一定的催化活性，称为非必须激活剂，通过与酶或底物或酶-底物复合物结合提高酶的催化活性。 四、酶的调节 酶活性的调节（快速）；酶含量的调节（缓慢调节） 1、体内一些代谢物常对其代谢途径中前1~2个关键酶起反馈调节作用。这些代谢物与关键酶分子活性中心外的某个部位可逆性的结合，使酶发生变构而改变其催化活性。这些结合部位称为变构部位或调解部位。对酶催化活性的这种调节方式称为变构调节。受变构调节的酶称为变构酶或别构酶。导致变构效应的代谢物称为变构效应剂。关键酶一般位于代谢途径的起始或分支处，催化单向不可逆反应，活性较低。活性最低者又称为限速酶，是可调节酶。变构酶通常具有四级结构，具有协同效应，如果效应剂是底物本身v-【S】曲线成S型。如果某效应剂引起的协同效应使酶对底物的亲和力增加，从而加快反应速率，此效应称为变构激活效应，该效应剂称为变构激活剂。反之，降低反应速率者称为变构抑制剂。酶的变构调节是体内代谢途径的重要快速调节方式之一。 2、酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合从而改变酶的活性，这一过程称为酶的化学修饰或共价修饰。（1）受共价修饰的酶有无活性（低活性）和有活性（高活性）两种形式（2）具有瀑布效应。（3）是体内快速调节的重要方式这种互变实际上是由两种催化不同反应的酶所催化的，受激素的调控。包括磷酸化和脱磷酸化；乙酰化与脱乙酰化；甲基化与脱甲基化；腺苷化与脱腺苷化；巯基与二硫键的互变。 3、有些酶在细胞内合成或初分泌，或在其发挥催化功能前只是酶的无活性前体，必须在一定条件下，这些酶的前体水解开一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，表现出酶的活性。这种无活性的酶的前体称作酶原，酶原向酶的转化过程称为酶原的激活，实质上是酶的活性中心形成或暴露的过程。 避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并促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。有的酶原可视为酶的储存形式，在需要时适时转变成有活性的酶，发挥其催化作用。 4、在转录水平上促进酶生物合成的作用称为诱导作用，减少—阻遏。酶的诱导与阻遏作用是对代谢的缓慢而长效的调节。 酶的降解与一般蛋白质降解途径相同。细胞内存在两种蛋白质降解途径。溶酶体蛋白酶降解途径（不依赖ATP的降解途径）是在溶酶体内酸性条件下，多种蛋白酶把吞入溶酶体的蛋白质进行无选择的水解，主要水解细胞外来的蛋白质和长半寿期的蛋白质。非溶酶体蛋白酶降解途径（依赖ATP和泛素的降解途径）则在胞液中对细胞内的异常蛋白和短半寿期的蛋白质进行泛素标记，然后水解。 5、酶的分类：氧化还原类，转移酶类，水解酶类，裂解酶类，异构酶类，合成酶类 第二篇 物质代谢及其调节 合成代谢，分解代谢的动态平衡 一、糖代谢 糖即碳水化合物，其化学本质为多羟基醛酮及其衍生物或多聚物。 1、概述 糖分为单糖、寡糖、多糖、结合糖。麦芽糖G-G，蔗糖G-果。 糖的作用：提供能量，重要的碳源，糖代谢的中间产物可转变为其他含碳化合物，组成机体组织结构，糖与蛋白质、脂类的聚合物还在调节细胞间或细胞与其他生物物质的相互作用中发挥重要作用。1G—2840KJ 食物中的糖一般以淀粉为主，淀粉消化主要在小肠内进行。淀粉水解为麦芽糖、麦芽三塘、异麦芽糖、 临界糊精。 小肠肠腔——SGLT（钠离子依赖性葡萄糖转运体）——肠粘膜上皮细胞——门静脉——肝脏——体循环——GLUT（葡萄糖转运体）——各种组织细胞 2、糖的无氧氧化 在机体缺氧条件下葡萄糖经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原生成乳酸的过程称为糖酵解，亦称糖的无氧氧化。植 物和微生物中葡萄糖分解产生的丙酮酸可转变为乙醇和二氧化碳，乙醇发酵。糖无氧氧化的过程分为糖酵解途径(葡萄糖分解为丙酮酸)和乳酸生成两个阶段 糖酵解途径：特点：胞浆进行，不需氧气；产能少，1molG产生2molATP，1糖原产生3ATP；对其调控是对三个关键酶活性的调节（葡萄糖激酶，6-磷酸果糖激酶-1，丙酮酸激酶），调节流量的目的是适应组织对能量的要求。糖酵解的主要生理意义是在机体缺氧的情况下快速供能，当机体缺氧或剧烈运动及局部供血不足时，能量主要通过糖酵解获得，红细胞完全依赖糖酵解供能。 3、糖的有氧氧化 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应，糖氧化供能的主要方式。有氧氧化可以分为三个阶段，第一阶段葡萄糖遵循糖酵解途径分解成丙酮酸，第二阶段丙酮酸进入线粒体内氧化脱所生成乙酰CoA，第三阶段是三羧酸循环和氧化磷酸化。（2）丙酮酸在线粒体内经过五步反应应氧化脱羧生成乙酰CoA，总反应为：丙酮酸+NAD+HS-COA---乙酰CoA+NADH+H+CO2。由丙酮酸脱氢酶复合体（丙酮酸脱氢酶、二氢硫乙酰胺转乙酰酶、。二氢硫辛酰胺脱氢酶），参与反应的辅酶有硫胺素焦磷酸酯TPP、硫辛酸、FAD、NAD、CoA。特点：反应不可逆，多种酶催化的连续反应。整个反应中中间产物不离开酶复合体。（3）三羧酸循环：TCA循环，柠檬酸循环、Krebs循环。特点：在线粒体中进行，每循环一周相当于一份子乙酰基被彻底氧化为二氧化碳和水；每循环一周共有四次脱氢，三次由NAD接受，一次由FAD接受，2次脱羧，产生12分子ATP（3*3+2*1+琥珀酰CoA硫解）；循环中的各种中间产物还可参与其他反应而被消耗，故需不断补充，其中草酰乙酸是关键物质，由丙酮酸氧化获得；关键酶：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、 -酮戊二酸脱氢酶；循环不可逆。TCA循环的速率和流量主要受三种因素控制：底物的供应量、催化循环最初几步反应酶的反馈别构抑制、产物堆积的抑制作用。糖酵解途径和循环速度是 相协调的。TCA循环的意义：三大营养素的最终代谢通路；糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽，提供生物合成的前体。 （4）糖的有氧氧化：在胞液和线粒体中进行；需氧，脱氢生成水，脱羧生成二氧化碳；一份子葡萄糖彻底氧化产生30或32分子ATP，总反应为葡萄糖+30ADP+30Pi+6O2---30ATP+6CO2+36H2O。唐有氧氧化的调节基于能量的需求，丙酮酸脱氢酶复合体可通过变构效应和共价修饰两种方式进行快速调节。异柠檬酸脱氢酶、 -酮戊二酸脱氢酶被认为是三羧酸循环调节点。有氧氧化一直糖酵解称为巴斯德效应。 4、葡萄糖的其他代谢途径（1）磷酸戊糖途径，主要意义是产生磷酸核糖（为核酸的生物合成提供核糖）；NADPH（体内许多合成代谢的供氢体如脂酸胆固醇非必需氨基酸，参与体内氢化反应如胆汁酸类固醇激素，维持谷胱甘肽的还原状态作为谷胱甘肽还原酶的辅酶）分两个阶段，首先6-磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH，然后经过基团转移反应进入糖酵解途径，此阶段的意义在于通过一系列的基团转移反应将核糖转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛进入糖酵解途径，因此磷酸戊糖途径也称为磷酸戊糖旁路。总反应为3*6-磷酸葡萄糖+6NADP---2*6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+6H+3CO2。6-磷酸葡萄糖脱氢酶是限速酶，受NADPH/NADP比例影响，比例升高被抑制。（2）糖醛酸途径 5、糖原的合成与分解 糖原作为葡萄糖储备的生物学意义在于，当机体需要葡萄糖时可以迅速被动用以供急需。（1）糖原合成，消耗2ATP，糖原合成酶是限速酶。分支的形成不仅可以增加糖原的水溶性，还可增加还原端数目，使磷酸化酶能迅速分解。（2）糖原分解：可分为三个阶段，非耗能过程。水解：糖原→1-磷酸葡萄糖。此阶段的关键酶是糖原磷酸化酶（限速酶），并需脱支酶协助。异构：1-磷酸葡萄糖→6-磷酸葡萄糖。脱磷酸：6-磷酸葡萄糖→葡萄糖。此过程只能在肝和肾进行。 6、糖异生：从非糖化合物（乳酸，甘油，生糖氨基酸）转变为葡萄糖或糖原的过程。1、糖异生途径（丙酮酸到葡萄糖）不完全是糖酵解的逆反应。（1）丙酮酸羧化支路（2）1,6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖（果糖二磷酸酶-1）（3）6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖（葡萄糖-6-磷酸酶）。特点：耗能，反应在胞浆和线粒体中，关键酶果糖二磷酸酶-1、葡萄糖-6-磷酸酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶。在以上反应过程中，作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环称为底物循环。当两种酶活性相等时不能将代谢向前推进，结果只是ATP分解释放能量，称为无效循环。2、糖异生的调节是通过对两个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调。3、意义：维持血糖水平恒定（主），补充和恢复肝糖原储备，维持酸碱平衡，饥饿或禁食时集体补充血糖的重要途径，剧烈运动时回收乳酸防止乳酸中毒。 7、其他单糖的代谢：果糖被磷酸化后进入糖酵解途径，半乳糖转变为1-磷酸葡萄糖成为糖酵解中间产物，甘露糖转变为6-磷酸果糖进入糖酵解途径。 8、血糖及其调节血液中的葡萄糖含量称为血糖。按真糖法测定，正 常空腹血糖浓度为3.89～6.11mmol/L（70～100mg%）。 血糖的来源与去路：正常情况下，血糖浓度的相对恒定是由其来源与去路两方面的动态平衡所决定的。血糖的主要来源有：① 消化吸收的葡萄糖；② 肝脏的糖异生作用；③ 肝糖原的分解。血糖的主要去路有：① 氧化分解供能；② 合成糖原（肝、肌、肾）；③ 转变为脂肪或氨基酸；④ 转变为其他糖类物质。 血糖水平的调节：调节血糖浓度相对恒定的机制有： 组织器官：①肝脏：通过加快将血中的葡萄糖转运入肝细胞，以及通过促进肝糖原的合成，以降低血糖浓度；通过促进肝糖原的分解，以及促进糖的异生作用，以增高血糖浓度。②肌肉等外周组织：通过促进其对葡萄糖的氧化利用以降低血糖浓度。 激素：①降低血糖浓度的激素——胰岛素。②升高血糖浓度的激素——胰高血糖素（促进肝糖原分解和糖异生）、肾上腺素（促进肝糖原分解和糖异生）、糖皮质激素（促进组织细胞利用、糖异生、蛋白分解）、生长激素、甲状腺激素。 神经系统。人体对摄入的葡萄糖具有很大的耐受能力的现象称为葡萄糖耐量。空腹血糖浓度低于3.0mmol/L称为低血糖，高于6.9为高血糖，当超过肾小管重吸收能力（肾糖或）出现糖尿。 第五章 脂类代谢 定义:非均一、物理化学性质接近、并能为机体利用的有机化合物，类脂和脂肪的总称。 分类:脂肪即三脂酰甘油 (TAG)，也称为甘油三酯 (TG) 类脂包括胆固醇 (CHOL)、胆固醇酯 (CE) 、磷脂 (PL)、糖脂。 脂酸,包括饱和脂酸和不饱和脂酸。营养必需脂酸包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。它们是前列腺素、血栓烷及白三烯等生理活性物质的前体。 鞘磷脂和鞘糖脂不仅是生物膜的重要组分，还参与细胞识别和信息传递。胆固醇和胆固醇酯能转化为胆汁酸、类固醇激素、维生素D3等。脂肪的功能：氧化供能，产能多，便于储存，禁食、饥饿时主要功能物。维持体温，保护内脏。食物中的脂类可以促进脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。类脂的生理功能：构成生物膜，转变成活性物质 第一节 不饱和脂酸的分类及命名 1脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则系统命名法标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。△编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。ω或n编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。 2、脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类 根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸---碳链长度≤10的脂酸称为短链脂酸，碳链长度≥20的脂酸称为长链脂酸。脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸。饱和脂酸的碳链不含双键，以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同。不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸和多不饱和脂酸。 同簇的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，如花生四烯酸可由(-6簇母体亚油酸产生。但(-3、(-6和(-9簇多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合成ω-9及ω-7系的多不饱和脂酸，不能合成ω-6及ω-3系多不饱和脂酸。 三、脂类的消化与吸收 脂类的消化发生在脂-水界面，且需胆汁酸盐参与。主要在小肠上段 胰脂酶、辅脂酶、磷脂酶A2、胆固醇脂酶。 脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸(6C～10C)及短链脂酸(2C～4C)构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团，被肠粘膜细胞吸收。肠粘膜中由甘油一酯合成脂肪的途径称为甘油一酯途径。 四、甘油三酯的代谢 1、甘油三酯是甘油的脂酸酯 甘油三酯是非极性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。含有同一种脂酸的甘油三酯称为简单甘油三酯；含有两种或三种脂酸的甘油三酯称为混合甘油三 酯。脂酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂酸的链长和数目的增加而升高。 （1）甘油三酯是脂酸的主要储存形式 消化吸收和内源性合成的脂酸，以游离的形式存在较少，大多数以酯化的形式存在于甘油三酯之中而存在于体内。 （2）甘油三酯的主要作用是为机体提供能量 1g甘油三酯产生38kj能量，而蛋白质或碳水化合物只产生17kJ。甘油三酯是机体的主要能量储存形式。男性：21%，女性：26％ 2、甘油三酯的分解代谢主要是脂酸的氧化 （1）脂肪动员是甘油三酯分解的起始步骤 脂肪动员是指储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 甘油三酯脂酶的催化反应是甘油三酯分解的限速步骤，是脂肪动员的限速酶。因其活性受多种激素的调控，故称为激素敏感性甘油三酯脂酶。脂解激素能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺刺激激素等。对抗脂解激素因子抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2等。 （3）脂酸经β-氧化分解供能 活化、进入线粒体、氧化分解 脂酸的活化形式为脂酰CoA（胞液），脂酰CoA合成酶存于内质网及线粒体外膜上，在ATP、CoASH、Mg2+存在下催化酯酸形成脂酰CoA。 脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体，是脂酸β-氧化的主要限速步骤。肉碱脂酰转移酶Ⅰ是脂酸β-氧化的限速酶。 脂酸的β-氧化的最终产物主要是乙酰CoA脂酸氧化是体内能量的重要来源——以16碳软脂酸的氧化为例7*1.5+7*2.5+8*10=108个ATP，减去活化所需两个，净得106个，3233KJ。 （4）脂酸的其他氧化方式 不饱和脂酸的氧化；过氧化酶体脂酸氧化；奇数碳原子脂酸的氧化——丙酰CoA （5）酮体的生成和利用 脂肪酸在肝脏不完全氧化的产物。乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体。 血浆水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)；生成：肝细胞线粒体；利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体 酮体的生成 酮体的利用：在有琥珀酰CoA存在时，琥珀酰转硫酶使乙酰乙酸氧化，生成乙酰乙酰CoA。又在乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下生成两分子乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。肾、心脏、脑的线粒体中存在乙酰乙酰硫激酶，可直接活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA。β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下生成乙酰乙酸，再变成乙酰CoA。 酮体生成的生理意义：酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是肌肉尤其是脑组织的重要能源。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。 酮体生成的调节：（1）饱食及饥饿的影响：饱食后酮体生成减少。（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响：糖供给不足时酮体生成增多。（3）丙 二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体：丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶(，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸β氧化减弱，酮体生产减少。 3、脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成 不是脂酸氧化的逆反应，氧化的逆反应只参与碳链的延长。 （1）软脂酸的合成 肝（主要）、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织，线粒体胞液 合成原料：乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+ 乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体。 NADPH的来源:磷酸戊糖途径（主要来源）；胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应 脂酸合成的调节：代谢物的调节作用：乙酰CoA羧化酶的别构调节物，抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA，激活剂：柠檬酸、异柠檬酸。进食糖类而糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，异柠檬酸及柠檬酸堆积，有利于脂酸的合成。 大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。激素调节：主要是胰岛素通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活。胰高血糖素：抑制脂酸的合成，抑制甘油三酯的合成，减少肝脂肪向血中释放。肾上腺素和生长素也影响脂酸合成。 4、甘油三酯的合成代谢 （1）合成部位 肝脏、脂肪组织、小肠粘膜 （2）合成原料：甘油和脂酸（主要来自于葡萄糖代谢） （3）合成基本过程 甘油一酯途径（小肠粘膜细胞） 甘油二酯途径（肝、脂肪细胞） 白三烯的合成：花生四烯酸在脂氧合酶作用下生成氢过氧化 碳四烯酸，然后在脱水酶作用下生成。 四、磷脂的代谢 1、含磷酸的脂类被称为磷脂 甘油磷脂：由甘油构成的磷酯（体内含量最多）。磷脂酸、磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）。鞘磷脂：由鞘氨醇构成的磷脂。神经鞘磷脂、糖脂。 2、 磷脂在体内具有重要的生理功能：磷脂是构成生物膜的重要成分（卵磷脂存在于细胞膜中，心磷脂即二脂酰甘油是线粒体膜的主要脂质）、磷脂酰肌醇是第二信使的前体、缩醛磷脂存在于脑和心肌组织中、神经鞘磷脂和卵磷脂在神经髓鞘中含量较高 3、磷脂甘油的合成与降解 （1）甘油磷脂的合成 全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。 脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP 合成基本过程：甘油二酯合成途径：磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。CDP-甘油二酯合成途径。 甘油磷脂的合成在内质网膜外侧面进行。最近发现，在胞液中存在一 类能促进磷脂在细胞内膜之间进行交换的蛋白质，称磷脂交换蛋白。 （2）甘油磷脂的降解：作用于甘油磷脂1,2位的酶分别称为磷脂酶A1和A2，作用于溶血磷脂1,2位的酶称为B1，B2，作用于3位磷酸酯键的称为C，作用于磷酸取代基之间的为D。 五、胆固醇代谢 胆固醇在体内含量约140克，广泛分布于全身各组织中,脑、神经组织；肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多；肌肉组织含量较低；肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高。存在形式：游离胆固醇、胆固醇酯，是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。 1、胆固醇的合成原料为乙酰CoA和NADPH 除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。胞液、光面内质网 每合成一份子胆固醇需18分子乙酰CoA（来自糖的有氧氧化）、36分子ATP（磷酸戊糖途径）和16分子NADPH和H 限速酶——HMG-CoA还原酶 酶的活性具有昼夜节律性 (午夜最高，中午最低） 可被磷酸化而失活，脱磷酸可恢复活性 受胆固醇的反馈抑制作用 胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-COA还原酶的合成 饥饿与饱食 饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇。 摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合成增加。 胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。 2转化成胆汁酸及类固醇激素是体内胆固醇的主要去路 六、血浆脂蛋白代谢 1、血脂是血浆所含脂类的统称，500mg/dl，括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。 2、不同血浆脂蛋白其组成、结构均不同。 （1）血浆脂蛋白的分类 电泳法，超速离心法（VLDL，低密度脂蛋白LDL，高密度脂蛋白HDL；中密度脂蛋白IDL是VLDL在血浆中的代谢产物。 （2）血浆脂蛋白的组成 蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯。 （3）载脂蛋白apo指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。 不仅在结合和转运脂质及稳定脂蛋白的结构上发挥作用，而且调节脂蛋白代谢关键酶活性，参与脂蛋白受体的识别，在脂蛋白代谢上发挥重要作用。 （4）脂蛋白的结构 具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇，以单分子层借其非极性疏水基团与内部疏水链相联系，极性基团朝外。疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核。 血浆脂蛋白代谢异常导致血脂异常或高脂血症 动脉粥样硬化（AS）指一类动脉壁的退行性病理变化，是心脑血管疾病的病理基础，发病机理十分复杂。LDL和VLDL具有致AS作用HDL具有抗AS作用 血脂水平高于正常范围上限即为高脂血症，成人空腹12~14小时血甘油三酯超过2.26mm/l(200mg/dl)，胆固醇超过6.21mmol/l(240mg/dl)，儿童超过4.14mmol/l(160mg/dl)为。 第七章 氨基酸代谢 一、蛋白质的营养作用 1、蛋白质的生理功能：维持细胞组织的生长、更新和修补；参与生理活动；作为能源物质氧化供能（17.19千焦，人体18%） 2、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡（摄入氮量与排出氮量）表示。总平衡：摄入量=排出量，合成分解动态平衡；正平衡：摄入量大于排出量；负平衡：摄入量小于排出量。成人每日蛋白质最低分解量为20克，最低生理需要30~50，推荐80 3、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值 体内需要而又不能自身合成，必须有食物提供的氨基酸成为必需氨基酸。蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率，取决于食物蛋白质中必需氨基酸的种类、数量、比率。营养价值较低的蛋白质混合食用彼此间必需氨基酸可以得到相互补充从而提高蛋白质的营养价值称为互补作用。 二、蛋白质的消化、吸收、腐败 1、外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收 大分子变成小分子容易吸收；消除食物蛋白质的抗原性，避免引起过敏、毒性反应。 （1）蛋白质在胃中水解为多肽和氨基酸 胃蛋白酶由胃蛋白酶原经胃酸激活形成，对肽键特异性较差，主要水解有芳香族氨基酸及甲硫氨酸、亮氨酸形成的肽键。（2）蛋白质在小肠水解为小肽和氨基酸。胰液中的蛋白酶分为内肽酶和外肽酶，内肽酶（羧基肽酶A/B）胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶）可以特异性的水解蛋白质内部的一些肽键，外肽酶特异性的水解蛋白质或多肽末端的肽键。这两种酶都以酶原的形式，被肠激酶激活。由于一页中各种蛋白酶均以酶原存在，同时胰液中存在胰蛋白酶抑制剂，保护胰腺组织不会自我分解。（3）小肠粘膜对蛋白质的消化 寡肽酶（氨基肽酶、二肽酶） 2、氨基酸通过主动转运过程被吸收 小肠；氨基酸、寡肽、二肽；耗能的主动运输。载体蛋白与氨基酸、钠离子形成三联体。7种转运蛋白：中性/酸性/碱性/亚/ /氨基酸转运蛋白，二/三肽转运蛋白。吸收作用在小肠近端最强。 3、蛋白质在肠道中发生腐败作用（未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基酸在大肠下部受到大肠杆菌分解得作用）。大多数产物对人体有害如氨、胺类、酚类、吲哚、硫化氢。未被消化的蛋白质经肠道细菌蛋白酶的水解生成氨基酸，氨基酸在细菌氨基酸脱羧酶的作用下脱去羧基形成有毒的胺类。组氨酸、赖氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸分别生成组胺、尸胺、色胺、酪胺、苯乙胺。假神经递质。 三、氨基酸的一般代谢 1、蛋白质分解生成氨基酸。成人体内的蛋白质每天有1%~2%分解，主要是肌肉蛋白质，产生的氨基酸70%~80%重新利用合成蛋白质。 （1）蛋白质以不同的速率降解 半寿期是将其浓度减少到开始值的0.5需要的时间。（2）真核生物细胞内蛋白质降解有两条主要途径：在溶酶体通过ATP非依赖途径被降解（组织蛋白酶）；蛋白质在蛋白酶体通过ATP依赖途径被降解----需要泛素，泛素化的蛋白质在蛋白酶体降解，降解异常蛋白质和短寿蛋白质。蛋白酶体是一个26S的蛋白质复合物，由20S的核心颗粒和19S的调节颗粒组成。 2、外源性（食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸）氨基酸和内源性氨基酸（体内蛋白质降解产生及体内合成的）组成氨基酸代谢库。 3、联合脱氨基作用是体内主要的脱氨基途径。 （1）转氨基作用：在转氨酶的催化下，可逆的把 氨基酸的氨基转移给 酮酸，结果是氨基酸脱去氨基生成相应的 酮酸，而原来的 酮酸则转变成另一种氨基酸。并未产生游离的氨。转氨基作用既是氨基酸的分解代谢过程，也是体内某些氨基酸合成的重要途径。除赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸都能进行。 （2）转氨酶的辅酶都是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。其与磷酸吡哆胺相互转变起传递氨基的作用。 （3）L谷氨酸通过L谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基。广泛存在于肝、肾、脑，不需脱氢酶。辅酶：NAD,NADP+。ATP和GTP是变构抑制剂，ADP/GDT是变构激活剂。转氨基作用与谷氨酸脱氢酶作用结合称为转胺脱胺作用，即联合脱氨基作用。 （4）心肌和骨骼肌中氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基。 （5）氨基酸通过氨基酸氧化酶催化脱氨基。 4、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解。 酮酸可彻底氧化分解并释放能量，可经氨基化生成营养非必需氨基酸，可转变成糖和脂类。 四、氨的代谢 1、体内有毒案的来源 主：脱氨基作用和胺类分解；蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生氨，肠道尿素经细菌尿素酶水解也产生氨；肾小管上皮中谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解成谷氨酸和氨。 2、氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺的形式