生物化學(xué)筆記(第五版)周愛(ài)儒_主編_人民衛(wèi)生出版社

1、生 物 化 學(xué)教材：生物化學(xué)（第五版）周愛(ài)儒 主編 人民衛(wèi)生出版社課時(shí)：46學(xué)時(shí)教學(xué)參考資料：生物化學(xué)應(yīng)試指南 周愛(ài)儒 主編 北京醫(yī)科大學(xué)出版社輔助資料：生物化學(xué)與分子生物學(xué)習(xí)題集 于雪艷 張蓮英 主編第一章 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(6學(xué)時(shí))本章重點(diǎn)：組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分為一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)。高級(jí)結(jié)構(gòu)又分為二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)包括蛋白質(zhì)的兩性電離，蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，蛋白質(zhì)的變性，蛋白質(zhì)的紫外吸收，蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)。蛋白質(zhì)分離純化的方法有丙酮沉淀及鹽析，電泳，透析，層析，分子篩，超速離心。本章難點(diǎn)：蛋白質(zhì)的二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白

2、質(zhì)的兩性電離，蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)分離純化的方法及原理。一 蛋白質(zhì)的分子組成基本要點(diǎn)：（一）氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。人體內(nèi)組成蛋白質(zhì)的氨基酸均為氨基酸，共有20種。20種天然氨基酸按側(cè)鏈的理化性質(zhì)分為4類(lèi): 1非極性疏水性氨基酸,包括甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸七種。 2極性中性氨基酸,包括色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸等共8種氨基酸。 3酸性氨基酸,包括天冬氨酸和谷氨酸。 4堿性氨基酸,包括賴(lài)氨酸、精氨酸、組氨酸。氨基酸屬于兩性電解質(zhì)，因而具有兩性解離的特點(diǎn)。在某一pH溶液中，氨基酸解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼

3、性離子，氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等，凈電荷為零，此溶液的pH值稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。色氨酸和酪氨酸在280nm 波長(zhǎng)處有最大光吸收，而絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都含有色氨酸和酪氨酸，因此紫外吸收法是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的簡(jiǎn)便方法。（二）兩分子氨基酸脫去一分子水后形成的酰胺鍵稱(chēng)為肽鍵 。多肽鏈中肽鍵與碳原子形成一條主鏈骨架,氨基酸的側(cè)鏈在此骨架上向外伸出,按規(guī)定,多肽鏈中氨基末端寫(xiě)在左側(cè),羧基末端寫(xiě)在肽鏈的右側(cè),如果把氨基酸序列標(biāo)上數(shù)碼,應(yīng)以氨基末端的氨基酸為1號(hào),從左向右順序排列。氨基酸通過(guò)肽鍵相連而成肽鏈，少于10個(gè)氨基酸的肽鏈稱(chēng)為寡肽，大于10個(gè)氨基酸的肽鏈稱(chēng)為多肽。體內(nèi)有許多生物活性肽。例如谷胱

4、甘肽，谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸組成的三肽,第一個(gè)肽鍵不是肽鍵而由谷氨酸羧基與半胱氨酸的氨基組成,GSH的SH代表半胱氨酸殘基上的疏基,是該化合物的主要功能基團(tuán)。 功能： 1解毒功能：SH基團(tuán)的嗜核性，能與外源的嗜電子毒物如致癌劑和藥物等結(jié)合，從而避免這些毒物和DNA、RNA及蛋白質(zhì)結(jié)合，以保護(hù)機(jī)體免遭毒物損害。2GSH是細(xì)胞內(nèi)重要還原劑，它保護(hù)蛋白質(zhì)分子中的SH基團(tuán)免遭氧化，使蛋白質(zhì)或酶處在活性狀態(tài)。3GSH上的氫，在谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的催化下，能還原細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的H2O2，使其變成H2O，同時(shí)GSH成為氧化型即GSSG，后者又在谷胱甘肽還原酶催化下，再生成GSH。因此，GSH是細(xì)胞

5、內(nèi)十分重要的還原劑?；靖拍睿?. 氨基酸的等電點(diǎn)：在某一pH溶液中，氨基酸解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等，凈電荷為零，此溶液的pH值稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。2. 肽鍵:一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基脫去1分子水，所形成的酰胺鍵稱(chēng)為肽鍵。肽鍵的鍵長(zhǎng)為0.132nm,具有一定程度的雙鍵性質(zhì)。參與肽鍵的6 個(gè)原子位于同一平面?；疽螅赫莆瞻被岬娜挚s寫(xiě)符號(hào)，氨基酸的理化性質(zhì)，肽鍵的概念。熟悉氨基酸的分類(lèi)，谷胱甘肽的作用。了解氨基酸的結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)的分類(lèi)。二蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)基本要點(diǎn)：（一）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈中氨基酸的排列順序稱(chēng)為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)

6、，蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中的主要化學(xué)鍵是肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是高級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，但不是唯一決定因素。（二）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，也就是該肽鏈主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)包括螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲。維持蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵是氫鍵。1-螺旋：（1）多肽鏈的主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律的螺旋式上升，螺旋的走向?yàn)轫槙r(shí)鐘方向，即右手螺旋；（2）氨基酸側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)；（3）每個(gè)肽鍵的亞氨基氫和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形成氫鍵，依此類(lèi)推，肽鏈中的全部肽鍵都形成氫鍵，以穩(wěn)固-螺旋結(jié)構(gòu)；（4）每3.6個(gè)氨基酸殘基螺旋上升

7、一圈，螺距為0.54nm，所以每個(gè)氨基酸殘基上升的高度為0.15nm。2-折疊：（1）多肽鏈充分伸展，每個(gè)肽單元以C為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，依次折疊成鋸齒結(jié)構(gòu)；（2）氨基酸側(cè)鏈交替地位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上、下方；（3）兩條以上肽鏈或一條肽鏈內(nèi)的若干肽段平行排列，通過(guò)鏈間羰基氧和亞氨基氫形成氫鍵，從而穩(wěn)固-折疊結(jié)構(gòu)；（4）肽鏈有順式平行和反式平行兩種。3-轉(zhuǎn)角：（1）常發(fā)生于肽鏈180°回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上；（2）通常有4個(gè)氨基酸殘基組成，其第一個(gè)殘基的羰基氧與第四個(gè)殘基的亞氨基氫可形成氫鍵。4無(wú)規(guī)卷曲：沒(méi)有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。（三）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置，即整條肽鏈

8、所有原子在三維空間的排布位置。蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定主要靠次級(jí)鍵疏水作用，離子鍵、氫鍵和Van der waals等。一些蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)可形成數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)域，各結(jié)構(gòu)域都有特殊的功能。例如纖連蛋白每條多肽鏈含有6個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別與細(xì)胞，膠原，DNA，肝素等結(jié)合。（四）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條肽鏈，才能完整地表達(dá)功能，每一條多肽鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的亞基，亞基與亞基之間呈特定的三維空間分布，并以非共價(jià)鏈相連接，蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間分布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。維系四級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力主要是疏水作用，氫鍵和離子鍵也參與維持四級(jí)結(jié)構(gòu)。并非

9、所有蛋白質(zhì)都有四級(jí)結(jié)構(gòu)。含有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，單獨(dú)的亞基一般沒(méi)有生物學(xué)功能。（五）蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的正確形成，除一級(jí)結(jié)構(gòu)為決定因素外，還需分子伴侶的參與。分子伴侶是一類(lèi)幫助新生多肽鏈正確折疊的蛋白質(zhì)，其作用：1蛋白質(zhì)在合成時(shí)，分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開(kāi)，如此重復(fù)進(jìn)行可防止錯(cuò)誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。2分子伴侶也可與錯(cuò)誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導(dǎo)其正確折疊。3分子伴侶對(duì)蛋白質(zhì)分子中二硫鍵的正確形成，起到重要作用。基本概念：1肽單元（peptide unit）：參與肽鍵的6個(gè)原子C1，C，O，N，H，C2位于同一平面，C1和C2在平面上所處的位置為反式（trans）

10、構(gòu)型，此同一平面上的6個(gè)原子構(gòu)成肽單元。2模序（motif）：在許多蛋白質(zhì)分子中，二個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個(gè)具有特殊功能的空間結(jié)構(gòu)。一個(gè)模序總有其特征性的氨基酸序列，并發(fā)揮特殊的功能，如鋅指結(jié)構(gòu)，-螺旋-環(huán)-螺旋。3結(jié)構(gòu)域（domain）：分子量大的蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)?？煞指畛?個(gè)和數(shù)個(gè)球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，具有獨(dú)立的生物學(xué)功能，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)域。如纖連蛋白含有6個(gè)結(jié)構(gòu)域。4蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)（tertiary structure of protein）：在蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，側(cè)鏈基團(tuán)相互作用，使多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲，形成的整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間

11、位置，也就是整條肽鏈所有原子在三維空間的排布位置。5蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)（quaternary structrue of protein）：由兩條或兩條以上多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，每一條多肽鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的亞基（subunit），亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布，并以非共價(jià)鍵相連接，這種蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。基本要求：掌握蛋白質(zhì)的一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)結(jié)構(gòu)。三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系基本要點(diǎn)：（一）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：以核糖核酸酶為例說(shuō)明。核糖核酸酶是由124個(gè)氨基酸殘基組成的一條多肽鏈，有4對(duì)二硫鍵。加入尿素（

12、或鹽酸胍，作用是破壞氫鍵）和-巰基乙醇（可將二硫鍵還原成巰基，破壞二硫鍵），導(dǎo)致此酶的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，酶活性喪失，但肽鍵不受影響，所以一級(jí)結(jié)構(gòu)不變，采用透析去除尿素和-巰基乙醇后，理論上二硫鍵的形成有105種方式，即正錯(cuò)配對(duì)率低于1%，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)正確配對(duì)率為95%100%。證明空間構(gòu)象遭到破壞的核糖核酸酶，只要其一級(jí)結(jié)構(gòu)未被破壞，松散的多肽鏈可循其特定的氨基酸順序，卷曲折疊成天然的空間構(gòu)象，酶活性又逐漸恢復(fù)至原來(lái)水平。再如鐮刀型紅細(xì)胞貧血。鐮刀型紅細(xì)胞貧血發(fā)生的根本原因是血紅蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了差錯(cuò)，人血紅蛋白亞基的第6位氨基酸應(yīng)該是谷氨酸，而在鐮刀型貧血的血紅蛋白中卻是纈氨酸，本是

13、水溶性的血紅蛋白，就會(huì)聚集成絲，相互粘著，導(dǎo)致紅細(xì)胞變形成鐮刀狀而極易破裂，產(chǎn)生貧血。（二）蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：以血紅蛋白為例說(shuō)明。Hb由2條鏈和2條鏈組成。4個(gè)亞基間通過(guò)8個(gè)鹽鍵，緊密結(jié)合形成親水的球狀蛋白。未結(jié)合O2時(shí)，1與1，2與2呈對(duì)角排列，結(jié)構(gòu)緊密，稱(chēng)緊張態(tài)（tense state, T態(tài)），Hb與O2親和力小，此時(shí)Fe2+半徑比卟啉環(huán)中間的孔大，高出卟啉環(huán)0.075nm，當(dāng)?shù)?個(gè)O2與Fe2+結(jié)合后，F(xiàn)e2+半徑變小，進(jìn)入卟啉環(huán)的孔中，引起F肽的微小的移動(dòng)，影響附近肽段的構(gòu)象，1、2間的鹽鍵斷裂，結(jié)合松弛，促進(jìn)2與O2結(jié)合，依此方式影響第三、四個(gè)亞基與O2結(jié)合。隨著與O2的

14、結(jié)合，4個(gè)亞基間的鹽鍵斷裂，二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生劇烈的變化，2/2相對(duì)1/1移動(dòng)15°夾角，Hb結(jié)構(gòu)變得松馳，稱(chēng)為松馳態(tài)（relaxed state, R態(tài)），最后四個(gè)亞基全處于R態(tài)。基本概念：1協(xié)同效應(yīng)：指一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力，如果是促進(jìn)作用，則稱(chēng)為正協(xié)同效應(yīng)，反之則為負(fù)協(xié)同效應(yīng)。以血紅蛋白為例，當(dāng)Hb的第一個(gè)亞基與O2結(jié)合以后，促進(jìn)了第二及第三個(gè)亞基與O2結(jié)合后，又大大促進(jìn)了第四個(gè)亞基與O2結(jié)合，這種效應(yīng)為正協(xié)同效應(yīng)。2變構(gòu)效應(yīng)：一個(gè)蛋白質(zhì)與它的配體（或其它蛋白質(zhì)）結(jié)合后，蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化，使它更適于功能需要，這一類(lèi)變化稱(chēng)為變構(gòu)效應(yīng)

15、。例如Hb是變構(gòu)蛋白，小分子O2是Hb的變構(gòu)劑或效應(yīng)劑。基本要求：熟悉蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。四蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)基本要點(diǎn)：（一）蛋白質(zhì)的兩性電離：蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，側(cè)鏈中某些基團(tuán)在一定條件下可解離成帶正電荷或負(fù)電荷的基團(tuán)。在某一pH溶液中，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，蛋白質(zhì)所帶的正電荷和負(fù)電荷相等，凈電荷為零，此溶液的pH值稱(chēng)為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)分子顆粒大小在1-100nm膠體范圍之內(nèi)。維持蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的因素有兩個(gè)：（1）水化膜：蛋白質(zhì)顆粒表面大多為親水基團(tuán)，可吸引水分子，使顆粒表面形成一

16、層水化膜，從而阻斷蛋白質(zhì)顆粒的相互聚集，防止溶液中蛋白質(zhì)的沉淀析出。（2）同種電荷：在pHpI的溶液中，蛋白質(zhì)帶有同種電荷。pH>pI，蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷；pH<pI，蛋白質(zhì)帶正電荷。同種電荷相互排斥，阻止蛋白質(zhì)顆粒相互聚集，發(fā)生沉淀。沉淀蛋白質(zhì)的方法，常用的有：（1）鹽析法：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量的硫酸銨，硫酸鈉或氯化鈉等中性鹽，破壞蛋白質(zhì)的水化膜和同種電荷，使蛋白質(zhì)顆粒相互聚集，發(fā)生沉淀。（2）丙酮沉淀法：使用丙酮沉淀時(shí)，必須在04低溫下進(jìn)行，丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液體積，蛋白質(zhì)被丙酮沉淀時(shí)，應(yīng)立即分離，否則蛋白質(zhì)會(huì)變性，除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。（三）蛋白質(zhì)的變性,復(fù)性

17、和凝固：在某些物理和化學(xué)因素(如加熱，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，有機(jī)溶劑，重金屬離子及生物堿等)作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，但是沉淀的蛋白質(zhì)不一定變性。變性的蛋白質(zhì)，只要其一級(jí)結(jié)構(gòu)仍完好，可在一定條件下恢復(fù)其空間結(jié)構(gòu)，隨之理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)也重現(xiàn)，這稱(chēng)為復(fù)性。蛋白質(zhì)在強(qiáng)酸，強(qiáng)堿溶液中發(fā)生變性后，仍能溶解于該溶液中。若將pH調(diào)至蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，變性蛋白質(zhì)成絮狀析出，若再加熱，絮狀物可形成比較堅(jiān)固的凝塊，這就是蛋白質(zhì)的凝固作用。（四）蛋白質(zhì)的紫外吸收：由于蛋白質(zhì)分子中含有色氨酸和酪氨酸，因此在280nm波長(zhǎng)處有特征性吸收峰，

18、可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。（五）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)：有茚三酮反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)等。基本概念：1蛋白質(zhì)等電點(diǎn)（pI）：在某一pH溶液中，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，蛋白質(zhì)所帶的正電荷和負(fù)電荷相等，凈電荷為零，此溶液的pH值稱(chēng)為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。2蛋白質(zhì)的變性（denaturation of protein）：在某些物理和化學(xué)因素(如加熱，強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，有機(jī)溶劑，重金屬離子及生物堿等)作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。基本要求：掌握蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)。五蛋白質(zhì)的分離純化：基本要點(diǎn)：蛋白質(zhì)分離純化的方法主要有：鹽析、透析、超離心、電泳

19、、離子交換層析、分子篩層析等方法。（1）鹽析是應(yīng)用中性鹽加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白聚集而沉淀。（2）透析方法是利用僅能通透小分子化合物的半透膜，使大分子蛋白質(zhì)和小分子化合物分離，達(dá)到濃縮蛋白質(zhì)或去除鹽類(lèi)小分子的目的。（3）超離心：蛋Á勸¿橢橢l8ü鄮(逅逇逇逇逇逇逇$錘鍤F逫½逫Á勸¿橢橢l8ü鄮(逅逇逇逇逇逇逇$錘鍤F逫½逫活性中心的概念；酶促反應(yīng)的特點(diǎn)；底物濃度、酶濃度、溫度、pH、激活劑及抑制劑諸因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響；競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的特點(diǎn)；酶原與酶原激活的概念；變構(gòu)調(diào)節(jié)及共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的概念、特點(diǎn)；同工酶的概念

20、。本章難點(diǎn)：底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響；競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用的特點(diǎn)；變構(gòu)酶及共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的概念、特點(diǎn)。一、酶的分子結(jié)構(gòu)與功能要點(diǎn)：1酶的分子組成：酶按分子組成分為單純酶和結(jié)合酶。單純酶：僅由氨基酸殘基構(gòu)成；如：脲酶等。結(jié)合酶：由蛋白質(zhì)（酶蛋白）和非蛋白質(zhì)（輔助因子）組成，全酶酶蛋白輔助因子。輔助因子包括小分子有機(jī)化合物和金屬離子。小分子有機(jī)化合物是一些化學(xué)穩(wěn)定的小分子物質(zhì),常含維生素或維生素類(lèi)物質(zhì)。分為：輔酶：與酶蛋白以非共價(jià)鍵疏松結(jié)合，可用透析等簡(jiǎn)單方法分離；輔基：與酶蛋白以共價(jià)鍵牢固結(jié)合，不能用透析等簡(jiǎn)單方法分離。主要作用：參與酶的催化過(guò)程，在反應(yīng)中傳遞電子、質(zhì)子或一些基團(tuán)。金屬離子多為酶的輔

21、基。常見(jiàn)的有K+、Na+、Mg2+等。分為：金屬酶：酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密；金屬激活酶：酶蛋白與金屬離子結(jié)合松弛，金屬離子不與酶蛋白直接結(jié)合，而是借助底物相連接。作用：作為酶活性中心的催化基團(tuán)參與催化反應(yīng)、傳遞電子；作為連接酶與底物的橋梁；穩(wěn)定酶的構(gòu)象所必需；中和陰離子，降低反應(yīng)中的靜電斥力。酶的活性中心酶的必需基團(tuán)：酶分子中與酶活性密切相關(guān)的基團(tuán)。酶的活性中心：酶分子中有些必需基團(tuán)在空間上彼此靠近，具有嚴(yán)格空間構(gòu)象，能與底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的區(qū)域。 能與底物結(jié)合的稱(chēng)結(jié)合基團(tuán)；能影響底物中某些化學(xué)鍵的穩(wěn)定性，催化底物反應(yīng)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的稱(chēng)催化基團(tuán)，對(duì)結(jié)合酶來(lái)說(shuō)，輔酶或輔基參與酶活

22、性中心的組成。 有些位于活性中心外的側(cè)鏈基團(tuán)，對(duì)維持活性中心的構(gòu)象有重要作用，稱(chēng)活性中心外必需基團(tuán)?；钚灾行某Ｎ挥诿傅鞍追肿颖砻妫瑸楹^多疏水氨基酸殘基的“裂縫”或“凹陷”，形成了有利于酶促反應(yīng)發(fā)生的疏水環(huán)境。基本概念：酶的活性中心基本要點(diǎn)：掌握酶的活性中心的概念，酶的分子組成二酶促反應(yīng)的特點(diǎn)與機(jī)制要點(diǎn)： 酶與一般催化劑的共同點(diǎn)：反應(yīng)前后的質(zhì)和量不變；只催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)；只能加速可逆反應(yīng)的進(jìn)程，不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。但是酶又具有不同于一般催化劑的特點(diǎn)。 （一）酶促反應(yīng)的特點(diǎn)酶促反應(yīng)具有極高的效率：在常溫條件下，酶的催化效率通常比非催化反應(yīng)高1081020倍，比非酶催化劑催化反應(yīng)高107101

23、3倍。酶促反應(yīng)具有高度的特異性：一種酶只作用于一種或一類(lèi)化合物，催化一定的化學(xué)反應(yīng)，生成一定的產(chǎn)物，稱(chēng)為酶的特異性。分為三類(lèi)：（1）絕對(duì)特異性：酶只作用于特定結(jié)構(gòu)的底物，生成一種特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。如脲酶只能催化尿素水解為CO2和NH3。（2）相對(duì)特異性：酶可作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵。如磷酸酶可水解各種磷酸酯鍵；蔗糖酶可以水解蔗糖或棉子糖中的同一種糖苷鍵等。（3）立體異構(gòu)特異性：一種酶僅作用于立體異構(gòu)體中的一種。如乳酸脫氫酶僅催化L-乳酸水解，而不作用于D-乳酸。酶促反應(yīng)的可調(diào)節(jié)性：酶促反應(yīng)受到多種因素的調(diào)控，使機(jī)體適應(yīng)其內(nèi)外環(huán)境的變化，維持正常的生命活動(dòng)。（二）酶促反應(yīng)的機(jī)制酶可降低反應(yīng)所需

24、的活化能：活化分子能量與底物分子能量的差值為反應(yīng)所需的活化能?；罨肿佑?，反應(yīng)速度愈快。酶能加快化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理在于酶能增加反應(yīng)的活化能。 酶-底物復(fù)合物的形成及誘導(dǎo)契合假說(shuō)：酶與底物相互接近時(shí)，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)，進(jìn)而相互結(jié)合。這一過(guò)程為酶底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合假說(shuō)。酶促反應(yīng)的機(jī)制：（1）鄰近效應(yīng)與定向排列：兩種或數(shù)種底物分子在酶活性中心聚集、特異結(jié)合，使活性中心的底物濃度增加；底物受催化攻擊部位對(duì)準(zhǔn)活性中心的催化基團(tuán)，可增加催化效率。（2）多元催化：一種酶常兼有酸、堿雙重催化作用，發(fā)生多個(gè)功能基團(tuán)的協(xié)同作用，提高酶的催化效率。（3）表面效應(yīng)：酶的活性中心提供的疏水環(huán)境可排除水分

25、子對(duì)各功能基團(tuán)的干擾性吸引或排斥，防止底物與酶之間形成水化膜，利于酶與底物結(jié)合?；靖拍睿夯疽螅菏煜っ复俜磻?yīng)與一般催化反應(yīng)的共同點(diǎn)；掌握酶促反應(yīng)的特點(diǎn)；了解酶促反應(yīng)的機(jī)制及誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)三酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)要點(diǎn)：酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究酶促反應(yīng)速度及其影響因素。這些因素包括酶濃度、底物濃度、溫度、pH、抑制劑、激活劑等。 （一）底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：其他因素不變，底物濃度的變化對(duì)反應(yīng)速度作圖呈矩形雙曲線(xiàn)。底物濃度很低時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度呈正比；底物濃度再增加，反應(yīng)速度的增加趨緩；當(dāng)?shù)孜餄舛冗_(dá)某一值后，反應(yīng)速度達(dá)最大，反應(yīng)速度不再增加。米-曼氏方程：解釋底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的最合理學(xué)說(shuō)是中間產(chǎn)

26、物學(xué)說(shuō)。根據(jù)此學(xué)說(shuō)得出了反應(yīng)速度與底物濃度關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式。即米氏方程: , Vmax為最大反應(yīng)速度， Km為米氏常數(shù)，Km值和Vmax值的測(cè)定：可利用林-貝氏雙倒數(shù)作圖法準(zhǔn)確的測(cè)得Km值和Vmax值。 （二）酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：當(dāng)S>>E ，使酶達(dá)飽和時(shí)，反應(yīng)速度與酶濃度的變化近似成正比關(guān)系。（三）溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響：升高溫度可加快酶促反應(yīng)速度，同時(shí)也會(huì)加速酶蛋白變性，酶促反應(yīng)速度降低。 酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境溫度稱(chēng)為該酶促反應(yīng)的最適溫度。酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù)，酶可在短時(shí)間內(nèi)耐受較高的溫度，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間酶的最適溫度會(huì)降低。由于低溫時(shí)酶活性雖降低但不被破壞，故保存

27、菌種和酶制劑需低溫條件。測(cè)定酶活性時(shí)，?？刂品磻?yīng)體系在最適溫度。（四）pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響：pH影響酶活性中心某些必需基團(tuán)、輔酶及許多底物的解離狀態(tài)，因而，PH的改變對(duì)酶的催化作用影響很大。酶促反應(yīng)速度最快時(shí)的環(huán)境pH稱(chēng)為酶促反應(yīng)的最適pH。環(huán)境pH高于或低于最適pH，酶活性都降低。動(dòng)物體內(nèi)多數(shù)酶的最適pH接近體液中性pH，但胃蛋白酶最適pH約為pH1.8，肝精氨酸酶最適pH約為pH9.8。酶的最適pH也不是酶的特征常數(shù)。在測(cè)定酶活性時(shí)，應(yīng)選用適宜pH的緩沖液保持酶活性相對(duì)衡定。 （五）抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響：能使酶活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)稱(chēng)酶的抑制劑。抑制劑與酶活性中心內(nèi)、外的必

28、需基團(tuán)結(jié)合而抑制酶的活性。除去抑制劑可使酶的活性恢復(fù)。根據(jù)抑制劑與酶結(jié)合牢固或疏松，分為可逆性抑制與不可逆性抑制。不可逆性抑制作用：抑制劑以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)牢固結(jié)合，使酶失活，不能用透析超濾等簡(jiǎn)單方法消除的稱(chēng)不可逆性抑制作用。有機(jī)磷化合物能共價(jià)結(jié)合膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基，膽堿酯酶失活。 重金屬離子如Hg2+、Ag+ 及As3+可與酶分子的巰基共價(jià)結(jié)合，使酶失活。臨床藥物解磷定（PAM）可解除有機(jī)磷化合物對(duì)膽堿酯酶的抑制。二巰基丙醇（BAL）可解重金屬鹽引起的巰基酶中毒。 可逆性抑制作用：以非共價(jià)鍵與酶或酶-底物復(fù)合物疏松結(jié)合，利用透析或超濾等簡(jiǎn)單方法可除去其抑制，使酶恢復(fù)

29、活性，稱(chēng)可逆性抑制作用。分為以下三種：（1）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用： 抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，可與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，阻礙酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物，抑制酶的活性。增加底物濃度，可減弱競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的抑制作用。競(jìng)爭(zhēng)性抑制存在時(shí)Vmax不變、Km值增大。如丙二酸與琥珀酸的結(jié)構(gòu)相似，丙二酸是琥珀酸脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。 磺胺類(lèi)藥物的作用機(jī)理：細(xì)菌生長(zhǎng)有賴(lài)于核苷酸及核酸的合成。核苷酸的合成需FH4，F(xiàn)H4由FH2還原生成。FH2可在二氫葉酸合成酶作用下以對(duì)氨基苯甲酸、蝶呤、谷氨酸為底物合成?；前奉?lèi)藥物與對(duì)氨基苯甲酸結(jié)構(gòu)相似，能作為二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，阻斷FH2合成。細(xì)菌因核苷酸與核酸的合成受阻而生長(zhǎng)繁

30、殖減弱。（2）非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：抑制劑結(jié)合酶活性中心外必需基團(tuán)，與底物無(wú)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，最終形成的酶-底物-抑制劑復(fù)合物不能釋放出產(chǎn)物而抑制酶的活性。非競(jìng)爭(zhēng)性抑制存在時(shí)Vmax降低、表觀(guān)Km值不變。（3）反競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：抑制劑與酶-底物中間復(fù)合物（ES）結(jié)合成難以解離的ESI復(fù)合物，ES的量、產(chǎn)物生成的量都相應(yīng)減少，使酶促反應(yīng)速度下降。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制存在時(shí)Vmax降低、Km值降低。 （六）激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響：可使酶活性由無(wú)到有或由低到高的一類(lèi)物質(zhì)稱(chēng)為酶的激活劑。大多數(shù)激活劑為金屬離子，如Mg2+、K+等；少數(shù)為陰離子，如Cl等。還包括某些有機(jī)化合物，如膽汁酸鹽等。使酶由無(wú)活性變?yōu)橛谢钚缘募せ顒┓Q(chēng)

31、為必需激活劑，大多數(shù)金屬離子屬于此類(lèi)；能使酶由低活性變?yōu)楦呋钚哉邽槊傅姆潜匦杓せ顒?，如Cl可增強(qiáng)唾液淀粉酶的活性，膽汁酸鹽可增強(qiáng)胰脂肪酶的活性等。激活劑作用是能與酶、底物或酶-底物復(fù)合物結(jié)合參加反應(yīng)，或參與酶活性中心的構(gòu)成，加快酶促反應(yīng)速度。 （七）酶活性的測(cè)定與酶活性單位：酶活性指酶催化某種化學(xué)反應(yīng)的能力，以酶促反應(yīng)速度表示。測(cè)定酶活性時(shí)，反應(yīng)體系中應(yīng)有足夠的底物濃度及酶濃度，最適溫度及最適pH，并應(yīng)含有適宜的輔因子、激活劑等，以保證獲得高的反應(yīng)速度。另外，還要排除樣品中非測(cè)定因素的干擾。 酶活性單位可衡量酶活性大小，指在規(guī)定條件下，酶促反應(yīng)在單位時(shí)間內(nèi)生成一定量產(chǎn)物或消耗一定量底物所需酶量

32、。國(guó)際生化學(xué)會(huì)酶學(xué)委員會(huì)規(guī)定：在特定條件下，每分鐘催化1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量為一個(gè)國(guó)際單位（IU）。后又推薦以催量單位（katal）表示酶活性。1催量（1kat）指在特定條件下，每秒鐘使1mol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量?；靖拍睿夯疽螅赫莆彰资戏匠痰谋磉_(dá)式、Vmax及Km的意義；底物濃度、酶濃度、pH、溫度、競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響；熟悉酶活性的測(cè)定與酶活性單位；了解米氏方程的推導(dǎo)，Vmax及Km值的測(cè)定，不可逆抑制劑、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑、反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響 四酶的調(diào)節(jié)要點(diǎn)：（一）酶活性的調(diào)節(jié)酶原與酶原激活：有些酶剛合成或初分泌時(shí)是酶的無(wú)活性前體，稱(chēng)為酶原

33、。酶原轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚悦傅倪^(guò)程稱(chēng)為酶原激活。酶原激活通過(guò)水解一個(gè)或若干個(gè)特定的肽鍵，酶的構(gòu)象發(fā)生改變，其多肽鏈發(fā)生進(jìn)一步折疊、盤(pán)曲、形成活性中心必需的構(gòu)象。酶原及酶原激活的生物學(xué)意義：消化管內(nèi)蛋白酶以酶原形式分泌，不僅保護(hù)消化器管本身不受酶的水解破壞，而且保證酶在其特定的部位與環(huán)境發(fā)揮其催化作用，酶原還可以視為酶的貯存性式，如凝血和纖維蛋白溶解酶類(lèi)以酶原性式在血液循環(huán)中運(yùn)行，一旦需要便轉(zhuǎn)化為有活性的酶，發(fā)揮其對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用。變構(gòu)調(diào)節(jié)：體內(nèi)一些代謝物與某些酶活性中心外的調(diào)節(jié)部位非共價(jià)可逆地結(jié)合，使酶發(fā)生構(gòu)象改變，引起催化活性改變。這一調(diào)節(jié)酶活性的方式稱(chēng)為變構(gòu)調(diào)節(jié)（allosteric regulat

34、ion）。受變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶稱(chēng)變構(gòu)酶（allosteric enzyme）。引起變構(gòu)效應(yīng)的代謝物稱(chēng)變構(gòu)效應(yīng)劑。有時(shí)底物本身就是變構(gòu)效應(yīng)劑。變構(gòu)效應(yīng)劑引起酶活性的增強(qiáng)或減弱，分別稱(chēng)變構(gòu)激活作用或變構(gòu)抑制作用。變構(gòu)酶常為寡聚酶，包括含有活性中心的催化亞基及含調(diào)節(jié)部位的調(diào)節(jié)亞基。以變構(gòu)酶反應(yīng)速度對(duì)底物濃度作圖，其動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)為S形曲線(xiàn)。變構(gòu)酶通常是代謝過(guò)程中的關(guān)鍵酶。代謝終產(chǎn)物對(duì)代謝途徑起始反應(yīng)酶的變構(gòu)抑制是最常見(jiàn)的變構(gòu)調(diào)節(jié)。酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)屬酶活性的快速調(diào)節(jié)。 酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：某些酶蛋白肽鏈上的側(cè)鏈基團(tuán)在另一酶的催化下可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生共價(jià)結(jié)合或解離，從而改變酶的活性，這一調(diào)節(jié)酶活性的方式稱(chēng)為酶的共價(jià)修

35、飾（covalent modification）。酶的共價(jià)修飾形式包括磷酸化與去磷酸化、乙?；c去乙酰化、甲基化與去甲基化、酰苷化與去酰苷化等，其中以磷酸化修飾最為常見(jiàn)。酶的磷酸化和脫磷酸反應(yīng)分別由兩類(lèi)酶催化。酶的共價(jià)修飾屬于體內(nèi)酶活性快速調(diào)節(jié)的另一種重要方式。（二）酶含量的調(diào)節(jié)酶蛋白合成的誘導(dǎo)與阻遏：酶蛋白的合成量主要在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)。能促進(jìn)酶蛋白的基因轉(zhuǎn)錄，增加酶蛋白生物合成的物質(zhì)為誘導(dǎo)劑，引起酶蛋白生物合成量增加的作用稱(chēng)為誘導(dǎo)作用；相反，抑制酶蛋白的基因轉(zhuǎn)錄，減少酶蛋白生物合成的物質(zhì)稱(chēng)為輔阻遏劑。輔阻遏劑可促進(jìn)阻遏蛋白的活化，使基因轉(zhuǎn)錄抑制，減少酶蛋白的產(chǎn)生量，這一作用稱(chēng)阻遏作用。這種調(diào)節(jié)

36、屬于緩慢而長(zhǎng)效的調(diào)節(jié)。酶的降解調(diào)控（三）同工酶：指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。同工酶的多肽鏈應(yīng)由不同基因或等位基因編碼，或由同一基因的不同mRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物翻譯生成。不包括那些僅翻譯后經(jīng)不同修飾加工生成的酶。乳酸脫氫酶（LDH）同工酶是四聚體，由H型（心肌型）及M型（骨骼肌型）兩種亞基組成四聚體蛋白，因而有五種不同的同工酶：LDH1（H4）、LDH2（H3M）、LDH3（H2M2）、LDH4（HM3）、LDH5（M4）。該組同工酶電泳中向正極泳動(dòng)速度依次遞減，對(duì)同一底物乳酸的脫氫表現(xiàn)出不同的Km值。LDH同工酶在不同組織中的含量與分布比例不同?；靖?/p>

37、念：酶原與酶原激活，酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)，酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)，同工酶基本要求：掌握酶活性調(diào)節(jié)的三種方式及各其調(diào)節(jié)特點(diǎn)；同工酶的概念；了解酶含量的調(diào)節(jié)五酶的命名與分類(lèi)要點(diǎn)：（一）酶的命名（二）酶的分類(lèi)國(guó)際系統(tǒng)分類(lèi)法將酶按其催化反應(yīng)的性質(zhì)分為六大類(lèi)：1氧化還原酶類(lèi)：催化底物進(jìn)行各種氧化還原反應(yīng)。如：乳酸脫氫酶、過(guò)氧化物酶等。2轉(zhuǎn)移酶類(lèi)：催化底物之間進(jìn)行某些基團(tuán)的轉(zhuǎn)移或交換的反應(yīng)。如：己糖激酶、磷酸化酶等。3水解酶類(lèi)：催化底物發(fā)生各種水解反應(yīng)。如淀粉酶、蛋白酶等。4裂解酶類(lèi)：催化共價(jià)連接基團(tuán)的轉(zhuǎn)移并形成雙鍵的反應(yīng)或其逆反應(yīng)。如：醛縮酶、檸檬酸合酶等。5異構(gòu)酶類(lèi)：可催化各種同分異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)。如：磷酸己

38、糖異構(gòu)酶、消旋酶等。6合成酶類(lèi)：催化兩分子底物合成為一分子化合物，并伴隨ATP磷酸鍵斷裂釋能的反應(yīng)。如：谷氨酰胺合成酶、DNA連接酶等?；疽螅毫私獗竟?jié)內(nèi)容六酶與醫(yī)學(xué)的關(guān)系基本要求：了解本節(jié)內(nèi)容第五章 糖代謝（8學(xué)時(shí)）本章重點(diǎn)：糖的主要生理作用是為機(jī)體代謝提供所需的能量和碳源。葡萄糖有三個(gè)氧化途徑，經(jīng)糖酵解、有氧氧化途徑分解并釋放能量。經(jīng)磷酸戊糖途徑分解主要提供磷酸核糖及NADPH。糖原是體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式，有肝糖原和肌糖原，經(jīng)糖原分解、糖原合成途徑代謝。在肝、腎中某些非糖物質(zhì)可經(jīng)糖異生過(guò)程轉(zhuǎn)變成葡萄糖。血液中葡萄糖稱(chēng)血糖，是葡萄糖各種來(lái)源、去路代謝的動(dòng)態(tài)平衡。血糖主要受多種激素調(diào)節(jié)。本章難點(diǎn)

39、：葡萄糖的酵解和有氧氧化反應(yīng)過(guò)程、關(guān)鍵反應(yīng)及能量產(chǎn)生的比較。磷酸戊糖途徑的生理意義。肝糖原和肌糖原代謝、功能的特點(diǎn)。乳酸、丙酮酸、甘油、成糖氨基酸等糖異生的反應(yīng)過(guò)程。糖代謝各途徑的調(diào)節(jié)。胰島素、胰高血糖素調(diào)節(jié)血糖水平的機(jī)制。一、概述要點(diǎn)：1糖的生理功能 糖的主要生理作用是為機(jī)體提供生命活動(dòng)所需的能量，1mol葡萄糖完全氧化成CO2和H2O可釋能2 840kJ（679kcal），人類(lèi)所需能量的50%70%來(lái)自糖的氧化分解；糖類(lèi)是機(jī)體重要碳源，可轉(zhuǎn)變氨基酸、脂肪酸、核苷等含碳化合物。糖還是組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)重要成分，如蛋白聚糖和糖蛋白參與結(jié)締組織、軟骨、骨基質(zhì)的構(gòu)成，糖蛋白、糖脂是細(xì)胞膜的重要組分，還

40、有多種糖蛋白，如激素、酶、抗體、受體、血漿蛋白等，具有特殊生理功能。葡萄糖是體內(nèi)糖利用、代謝最重要的功能形式，而葡萄糖多聚體糖原是體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式。 2糖的消化吸收 食物糖主要是植物淀粉，其分子含-1,4-糖苷鍵和-1,6-糖苷鍵，主要在小腸消化。經(jīng)口腔，胰液-淀粉酶作用后，多數(shù)-1,4-糖苷鍵水解，生成麥芽糖、麥芽三糖和含分支的異麥芽糖和-臨界糊精（有49糖基）。最終，小腸粘膜刷狀緣的-葡萄糖苷酶水解無(wú)分支的麥芽寡糖，腸粘膜細(xì)胞的異麥芽糖酶和-臨界糊精酶可水解含分支寡糖的-1,4-糖苷鍵和-1,6-糖苷鍵使變成葡萄糖。糖代謝概況 葡萄糖吸收入血，經(jīng)GLUT轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞。葡萄糖可進(jìn)入氧化、貯存、

41、異生等代謝途徑?；靖拍睿夯疽螅赫莆仗堑纳砉δ?，糖的消化吸收部位，腸消化糖酶類(lèi)。了解糖代謝概況。二、糖的分解代謝要點(diǎn)： 1.糖酵解的反應(yīng)過(guò)程 糖酵解途徑發(fā)生在細(xì)胞液中，可分為兩個(gè)階段：(1)葡萄糖生成2分子磷酸丙糖 葡萄糖在已糖激酶作用下，由ATP提供磷酸基，轉(zhuǎn)化成6-磷酸葡萄糖（G-6-P），此反應(yīng)釋出較多自由能故為不可逆反應(yīng)。肝中有已糖激酶的同工酶葡萄糖激酶，后者對(duì)葡萄糖底物專(zhuān)一性強(qiáng)，而親和力低，Km值高，且活性受激素調(diào)控，在調(diào)節(jié)糖代謝中有重要作用。G-6-P轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖，后者在6-磷酸果糖激酶-l催化下，再消耗一分子ATP，磷酸化為1， 6-雙磷酸果糖（F-1，6-BP），這

42、也是一個(gè)不可逆反應(yīng)。1，6-雙磷酸果糖在醛縮酶催化下分解為2分子磷酸丙糖，而磷酸二羥丙酮經(jīng)異構(gòu)酶作用可變成3-磷酸甘油醛。相當(dāng)于一分子葡萄糖生成2分子3-磷酸甘油醛。 （2）磷酸丙糖轉(zhuǎn)變?yōu)楸?在3-磷酸甘油醛脫氫酶作用下，3-磷酸甘油醛氧化成1，3-二磷酸甘油酸，并使NAD+變成NADH+H+。1，3-二磷酸甘油酸含高能磷酸鍵，可經(jīng)底物水平磷酸化使ADP轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP，并產(chǎn)生3-磷酸甘油酸。3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成2-磷酸甘油酸，后者由烯醇化酶催化脫水生成磷酸烯醇型丙酮酸，含有一高能磷酸鍵。磷酸烯醇型丙酮酸（PEP）在丙酮酸激酶催化下，轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，并?jīng)底物水平磷酸化使ADP磷酸化為ATP。 氧

43、供應(yīng)不足時(shí)，糖酵解途徑生成的丙酮酸在乳酸脫氫酶催化下，由NADH+H+提供氫，還原成乳酸。反應(yīng)產(chǎn)生的氧化型NAD+為上游的3-磷酸甘油醛脫氫酶催化的反應(yīng)提供輔酶，使整個(gè)途徑能在無(wú)氧條件下不斷運(yùn)轉(zhuǎn)。1mol葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑氧化成2mol乳酸，凈生成2molATP。2. 糖酵解的調(diào)節(jié) 糖酵解途徑有3個(gè)反應(yīng)基本上是單向不可逆的，三個(gè)反應(yīng)分別由己糖激酶（或葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-l和丙酮酸激酶催化，這三種酶是糖酵解過(guò)程中的關(guān)鍵酶，受到代謝物和激素的周密調(diào)控。如6-磷酸果糖激酶-1可被AMP、ADP、1，6-雙磷酸果糖、2，6-雙磷酸果糖激活，而被ATP和檸檬酸別構(gòu)抑制；2，6-雙磷酸果糖是6

44、-磷酸果糖激酶-1最強(qiáng)的激活劑， 6-磷酸果糖激酶-2和果糖雙磷酸酶-2為雙功能酶，分別催化其合成和分解。丙酮酸激酶受1，6-雙磷酸果糖的別構(gòu)激活，而被ATP別構(gòu)抑制；己糖激酶可被6-磷酸葡萄糖別構(gòu)抑制，而葡萄糖激酶被長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A別構(gòu)抑制。3糖酵解的生理意義 糖酵解可在無(wú)氧、缺氧條件下為機(jī)體迅速提供能量： 在劇烈運(yùn)動(dòng)，肌肉局部血流不足，肌肉收縮時(shí)相對(duì)缺氧，葡萄糖有氧氧化過(guò)程較長(zhǎng)，供能較慢，可由糖酵解迅速提供能量。在缺氧、缺血性疾病時(shí)，機(jī)體供氧不足，也需由糖酵解迅速供能；成熟紅細(xì)胞沒(méi)有線(xiàn)粒體，不能進(jìn)行有氧氧化，完全依賴(lài)糖酵解供應(yīng)能量； 神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓等代謝活躍組織，即使不缺氧也由糖酵解提供

45、部分能量?；靖拍睿?糖酵解途徑 葡萄糖分解途徑中，將葡萄糖轉(zhuǎn)變到丙酮酸的階段，為糖有氧氧化和糖酵解共有的過(guò)程，這一代謝過(guò)程稱(chēng)糖酵解途徑。2糖酵解 葡萄糖在無(wú)氧條件下轉(zhuǎn)化成乳酸的這一過(guò)程稱(chēng)糖酵解。 基本要求： 掌握糖酵解途徑的主要過(guò)程，關(guān)鍵酶。糖酵解生理意義。熟悉糖酵解途徑的過(guò)程，輔酶，能量產(chǎn)生。關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)方式。三、糖有氧氧化要點(diǎn)：1糖有氧氧化反應(yīng)過(guò)程 有氧氧化需要氧將糖分解時(shí)脫下的氫氧化成水，主要過(guò)程發(fā)生在線(xiàn)粒體中，該途徑可劃分為三個(gè)階段：（1）糖酵解途徑：葡萄糖轉(zhuǎn)變成2分子丙酮酸，在胞液中進(jìn)行。但3-磷酸甘油醛脫氫產(chǎn)生的NADH+H+不再用于將丙酮酸還原成乳酸，而是進(jìn)入線(xiàn)粒體經(jīng)呼吸鏈氧化

46、成H2O并產(chǎn)生ATP。（2）丙酮酸的氧化脫羧乙酰輔酶A的生成： 丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體，由丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化，經(jīng)氧化脫羧基轉(zhuǎn)化成乙酰CoA。丙酮酸脫氧酶復(fù)合體由3個(gè)酶和5個(gè)輔酶組成，三個(gè)酶是丙酮酸脫氫酶、轉(zhuǎn)乙?；?、二氫硫辛酸脫氫酶。5種輔酶是TPP、CoASH、硫辛酸、FAD及NAD+。反應(yīng)結(jié)果丙酮酸脫氫并脫羧，生成CO2、NADH+H+和乙酰CoA。（3）三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化： 三羧酸循環(huán)的生理作用是氧化分解乙酰輔酶A。每次三羧酸循環(huán)氧化 1分子乙酰 CoA，同時(shí)發(fā)生2次脫羧產(chǎn)生2分子CO2；有4次脫氫，其中3次產(chǎn)生 NADH+H+，一次產(chǎn)生FADH2；有一次底物水平磷酸化生成GTP；1m

47、ol乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化再經(jīng)呼吸鏈氧化磷酸化共產(chǎn)生12molATP。三羧酸循環(huán)的基本過(guò)程是： 乙酰CoA與草酰乙酸經(jīng)檸檬酸合酶催化生成檸檬酸，檸檬酸變成異檸檬酸。在異檸檬酸脫氧酶作用下，NAD+為輔酶，異檸檬酸脫氫、脫羧生成-酮戊二酸、NADH+H+和CO2； 在-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體作用下，-酮戊二酸與NAD+、HS-CoA反應(yīng)，脫氫、脫羧生成琥珀酰CoA，NADH+H+和CO2； 琥珀酰CoA的高能硫酯鍵水解，使GDP磷酸化為GTP，并生成琥珀酸，發(fā)生底物水平磷酸化。由琥珀酸脫氫酶催化，F(xiàn)AD為輔基，琥珀酸脫氫生成延胡索酸及FADH2；延胡索酸加水生成蘋(píng)果酸，蘋(píng)果酸由蘋(píng)果酸脫氫酶

48、催化，NAD+為輔酶，重新生成草酰乙酸及NADH+H+。（4）三羧酸循環(huán)的生理意義 包括 氧化供能 1mol乙酰CoA通過(guò)三羧酸循環(huán)徹底氧化可推動(dòng)12molATP的生成。 是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同途徑，糖、脂肪及蛋白質(zhì)經(jīng)氧化分解都能最轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，而各種來(lái)源的乙酰CoA最終都需通過(guò)三羧酸循環(huán)完成徹底氧化。三羧酸循環(huán)又是三大物質(zhì)代謝的互相聯(lián)系通路。如糖代謝中間物-酮戊二酸和草酸乙酸可分別與谷氨酸和天冬氨酸互相轉(zhuǎn)換。脂肪酸氧化生成的乙酰CoA可經(jīng)三羧酸循環(huán)分解，糖代謝產(chǎn)生的乙酰CoA又是合成脂肪酸的原料。 三羧酸循環(huán)為其它合成代謝提供小分子前體 如琥珀酰CoA為血紅素合成前體，檸檬酸透

49、出線(xiàn)粒體裂解出乙酰CoA作為脂肪酸、膽固醇合成的前體。2. 有氧氧化生成ATP 1mol葡萄糖有氧氧化三階段中產(chǎn)生的 NADH+H+和FADH2攜帶的氫原子將通過(guò)電子傳遞鏈氧化成H2O，并與ADP生成ATP的磷酸化過(guò)程偶聯(lián)，產(chǎn)生2或3 molATP。因此1mol葡萄糖經(jīng)有氧氧化全過(guò)程，通過(guò)上述三個(gè)階段，徹底氧化成CO2和H2O，總共生成36或38molATP。3.有氧氧化的調(diào)節(jié) 包括丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)；三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶調(diào)節(jié)，檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氧酶、-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體是三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶；氧化磷酸化速率對(duì)三羧酸循環(huán)調(diào)節(jié)。有氧氧化全過(guò)程多種酶活性受細(xì)胞內(nèi)ATP/ADP、AMP和NAD

50、H/NAD+比值影響，適應(yīng)機(jī)體對(duì)能量的需要。1）糖酵解途徑,調(diào)節(jié)見(jiàn)前。2）丙酮酸氧化為乙酰CoA,由丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化,TPP,硫辛酸,CoASH,FAD和NAD+為輔酶。進(jìn)行氧化脫羧反應(yīng)。兩酮酸脫氫酶復(fù)合體受別構(gòu)調(diào)節(jié),乙酰CoA/CoASH,及NADH/NAD+的比例升高,可抑制該酶,ATP使酶別構(gòu)抑,AMP使酶別構(gòu)激活。該酶受共價(jià)修飾調(diào)節(jié),丙酮酸脫氫酶激酶使酶磷酸化失活,乙酰CoA和NADH可增加該激酶活性,ADP和NAD+則抑制該激酶活性。磷蛋白磷酸酶使丙酮酸脫氫酶脫磷酸具有活性,胰島素可增加磷酸酶作用使該酶活性上升。3）三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化:NADH/NAD+和ATP/ADP比率

51、高時(shí)，關(guān)鍵酶異檸檬酸脫氫酶，-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體被反饋抑制，ADP可使異檸檬酸脫氫酶變構(gòu)激活。線(xiàn)粒體內(nèi)Ca2+濃度增高，可使關(guān)鍵酶異檸檬酸脫氫酶，-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體激活。三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化速率相互影響，如氧化磷酸化不能有效進(jìn)行，則NADH和FADH2保持還原狀態(tài)，三羧酸循環(huán)速率減慢。4巴斯德效應(yīng) 供氧充足機(jī)體組織主要進(jìn)行有氧氧化而糖酵解被抑制。5. 比較糖酵解和糖的有氧氧化主要特點(diǎn)糖酵解糖的有氧氧化反應(yīng)部位胞液線(xiàn)粒體需氧條件無(wú)氧或缺氧有氧底物、產(chǎn)物糖原、葡萄糖乳酸糖原、葡萄糖H2O+CO2產(chǎn)能1mol葡萄糖凈生成2molATP1mol葡萄糖凈生成3638molATP關(guān)鍵酶6-磷酸果糖

52、激-1,己糖激酶,丙酮酸激酶糖酵解關(guān)鍵酶加上丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體，檸檬酸合酶，異檸檬酸脫氫酶，-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體生理意義迅速供能機(jī)體產(chǎn)能的主要方式基本概念：1糖有氧氧化 葡萄糖在有氧條件下氧化成水和二氧化碳的過(guò)程稱(chēng)為有氧氧化。有氧氧化是糖氧化產(chǎn)能的主要方式。 2三羧酸循環(huán)（Krebs循環(huán)，檸檬酸循環(huán)） 亦稱(chēng)檸檬酸循環(huán)，由一系列反應(yīng)組成。為乙酰輔酶A氧化的途徑，先由乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合成第一個(gè)中間產(chǎn)物三羧基酸檸檬酸，再經(jīng)2次脫羧4次脫氫等一系列反應(yīng)，再次生成草酰乙酸，這一循環(huán)過(guò)程稱(chēng)為三羧酸循環(huán)。3巴斯德效應(yīng) 指有氧氧化抑制生醇發(fā)酵現(xiàn)象。供氧充足機(jī)體組織主要進(jìn)行有氧氧化而糖酵解被抑制。

53、有氧氧化抑制糖酵解?；疽螅赫莆仗堑挠醒跹趸闹饕磻?yīng)，關(guān)鍵酶，生理意義。熟悉三羧酸循環(huán)的過(guò)程，特點(diǎn)，調(diào)節(jié)方式。了解三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)因素，巴斯德效應(yīng)機(jī)制。四、磷酸戊糖途徑要點(diǎn)：磷酸戊糖途徑反應(yīng)過(guò)程 磷酸戊糖途徑包括第一階段的氧化反應(yīng)和第二階段的基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。第一階段，葡萄糖轉(zhuǎn)變成的6-磷酸葡萄糖，后者在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下，以NADP+為輔酶，脫氫再加水生成6-磷酸葡萄糖酸及NADPH+H+。6-磷酸葡萄糖酸在6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶催化下，以NADP+為輔酶，再次脫氫并自發(fā)脫羧生成CO2、NADPH+H+和5-磷酸核酮糖。第二階段，通過(guò)一系列基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，5-磷酸核酮糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸核

54、糖，途徑最終生成3-磷酸甘油醛及6-磷酸果糖。此途徑的兩種重要生成物為5-磷酸核糖和NADPH+H+。2.磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)6-磷酸葡萄糖脫氫酶是途徑的限速酶。主要受NADPH/NADP+比例的影響，比例降低時(shí)激活。3磷酸戊糖途徑的生理意義 磷酸戊糖途徑的生理意義在于為機(jī)體提供5-磷酸核糖和NADPH。糖代謝生成的5-磷酸核糖是人體合成各類(lèi)核苷酸和核酸的基本原料；NADH的作用是參與多種代謝過(guò)程，包括： NADPH+H+是體內(nèi)許多合成代謝氫原子的來(lái)源，如從乙酰CoA合成脂肪酸或膽固醇，由-酮戊二酸還原并氨基化生成谷氨酸等； 體內(nèi)某些物質(zhì)的生物合成和肝臟生物轉(zhuǎn)化過(guò)程有一些羥化反應(yīng)，如由膽固醇合成

55、膽汁酸和類(lèi)固醇激素；藥物、毒物在生物轉(zhuǎn)化中的羥化。羥基化反應(yīng)由加單氧酶催化，需要O2、NADPH+H+，將一個(gè)氧原子還原成H2O，另一個(gè)氧原子加入底物形成羥基，加單氧酶還需要細(xì)胞色素P450及黃素蛋白。 還原型谷胱甘肽（G-SH）通過(guò)自身的氧化可以保護(hù)一些含-SH基的重要酶與蛋白質(zhì)免受氧化劑，尤其是H2O2的破壞，維持紅細(xì)胞膜的完整性，而谷胱甘肽則轉(zhuǎn)變成為氧化型（GS-SG）。在谷胱甘肽還原酶催化下，以NADH+H+為供氫體，是氧化型谷胱甘肽重新轉(zhuǎn)變成還原型，保持足夠的還原型G-SH，以對(duì)抗體內(nèi)產(chǎn)生或體外進(jìn)入的氧化劑，保持紅細(xì)胞膜的完整性。基本概念：蠶豆病 遺傳性缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶的患者

56、，體內(nèi)不能從磷酸戊糖途徑獲得足夠NADPH+H+，使谷胱甘肽維持于還原狀態(tài)，紅細(xì)胞膜易受氧化劑損害而發(fā)生溶血。常在食用有氧化成分的蠶豆以后誘發(fā)，稱(chēng)蠶豆病?；疽螅?掌握磷酸戊糖途徑氧化階段過(guò)程，NADPH和5-磷酸核糖產(chǎn)生的生理意義。熟悉磷酸戊糖途徑過(guò)程，調(diào)節(jié)機(jī)制，蠶豆病發(fā)病機(jī)制。五、糖原的合成與分解要點(diǎn)：1糖原是體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式，主要有肝糖原和肌糖原。糖原是有多個(gè)葡萄糖分子聚合成的高度分支的多糖。各葡萄糖單位通過(guò)1，4-糖苷鍵連接成糖鏈，由1，6-糖苷鍵連接分支點(diǎn)糖基。 2.肝糖原的合成 葡萄糖由己糖激酶催化，ATP供磷酸，生成的6-磷酸葡萄糖（G-6-P）轉(zhuǎn)化成1-磷酸葡萄糖（G-1-P）。1-磷酸葡萄糖在UDPG焦磷酸化酶催化下，消耗UTP，轉(zhuǎn)化成UDP-葡萄糖（UDPG）和焦磷酸（Ppi），UDPG為合成糖原的活性葡萄糖。在糖原合酶催化下，UDPG將葡萄糖基轉(zhuǎn)移給小分子的糖原引物，提供的糖基通過(guò)-1，4-糖苷鍵逐個(gè)連接在糖原引物非還原端，從而使糖鏈延長(zhǎng)，而分支酶則可催化-1，6-糖苷鍵分支的形成。在糖原合成過(guò)程中，每增加1個(gè)糖基消耗2個(gè)ATP，糖原合酶為糖原合成的關(guān)鍵酶。3.