生物化學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容

生物化學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容

第一章緒論

一、生物化學(xué)的的概念：

生物化裳biochemistry）是利用化學(xué)的原理與方法探討生命活動(dòng)規(guī)律的一門(mén)科學(xué)，它是介于化學(xué)、

生物學(xué)及物理學(xué)之間的一門(mén)邊緣學(xué)科。

二、生物化學(xué)的發(fā)展：

1.敘述（靜態(tài)）生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)發(fā)展的萌芽階段，該階分析和研究組成生物體的各種

化學(xué)成分,以及生物體的分泌物和排泄物。

2.動(dòng)態(tài)生物化學(xué)階段：是生物化學(xué)蓬勃發(fā)展的階段，這一階段段的主要工作是研究生物體內(nèi)各種

主要化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑。

3.分子生物學(xué)階段：是現(xiàn)代生物化學(xué)階段，這一階段的主要研究任務(wù)是探討各種生物大分子的結(jié)

構(gòu)和功能之間的關(guān)系。

三、生物化學(xué)研究的主要方面：

1.生物體的物質(zhì)組成：高等生物體主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類(lèi)、脂類(lèi)以及水、無(wú)機(jī)鹽等組成。

2.物質(zhì)代謝：物質(zhì)代謝的基本過(guò)程主要包括三大步驟：消化、吸收一中間代謝T排泄。其中，中

間代謝過(guò)程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的最為復(fù)雜的化學(xué)變化過(guò)程，它包括合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代

謝調(diào)控，能量代謝等幾方面的內(nèi)容。

3.細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：細(xì)胞內(nèi)存在多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，而這些途徑之間通過(guò)一定的方式相互交織在一

起，從而構(gòu)成了非常復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控細(xì)胞的代謝、生理活動(dòng)及生長(zhǎng)分化。

4.生物分子的結(jié)構(gòu)與功能：對(duì)生物大分子結(jié)構(gòu)的理解，揭示結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。

5.遺傳與繁殖：對(duì)生物體遺傳與繁殖的分子機(jī)制的研究，也是現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究的

一個(gè)重要內(nèi)容。

第二章蛋白質(zhì)化學(xué)

一、氨基酸：

1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸（amin。acid）是蛋白質(zhì)分子的基本組成單位。構(gòu)成天然蛋白質(zhì)分子的氨基酸

約有20種，除脯氨酸為a-亞氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均為L(zhǎng)-a-氨基酸。

2.分類(lèi)：根據(jù)氨基酸的R基團(tuán)的極性大小可將氨基酸分為四類(lèi)：①非極性中性氨基酸（8種）；

②極性中性氨基酸（7種）；③酸性氨基酸（Glu和Asp）;@堿性氨基酸（Lys、Arg和His）。

二、肽犍與肽鏈：

肽鍵（peptidebond）是指由一分子氨基酸的a-竣基與另一分子氨基酸的a-氨基經(jīng)縮水而形成

的特殊酰胺鍵（-CO-NH-）。氨基酸分子在參與形成肽鍵之后，由于脫水而產(chǎn)生的不完整結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為氨

基酸殘基。每條多肽鏈都有兩端：即自由氨基端（N端）與自由竣基端（C端），肽鏈的方向是N端

—C端。

三、肽健平面（肽單位）:

肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)；使得組成肽鍵的四個(gè)原子及其相鄰的兩個(gè)a碳原子處

在同一個(gè)平面上，構(gòu)成剛性平面結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為肽鍵平面（肽單位X

四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)：

蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)被人為分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)等層次。一級(jí)結(jié)構(gòu)為線(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，二、

三、四級(jí)結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。

1.一級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，由肽鍵維系。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。

2.二級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈主鏈骨架盤(pán)繞折疊而形成的構(gòu)象，借氫鍵維系。主要有以下幾種類(lèi)型：

（1）a-螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為：①主鏈骨架?chē)@中心軸盤(pán)繞形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是

3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm;③相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵；@側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。

影響a-螺旋形成的因素主要是：①側(cè)鏈基團(tuán)較大的氨基酸殘基；②連續(xù)帶相同電荷的氨基酸殘

基；③脯氨酸殘基。

(2)0-折疊：其結(jié)構(gòu)特征為：①若干條肽鏈或肽段平行或反平行排列成片：②所有肽鍵的C=0

和N-H形成鏈間氫鍵；③側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于片層的上、下方。

(3)3轉(zhuǎn)角：多肽鏈180?；卣鄄糠?通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，借1、4殘基之間形成氫鍵

維系。

(4)無(wú)規(guī)卷曲：主鏈骨架元規(guī)律盤(pán)繞的部分。

3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈所有原子的空間排布。其維系鍵主要是非共價(jià)鍵(次級(jí)鍵)：氫鍵、疏水

鍵、范德華力、離子鍵等，也可涉及二硫鍵。

4.四級(jí)結(jié)構(gòu)：指亞基之間的立體排布、接觸部位的布局等，其維系鍵為非共價(jià)鍵。亞基是指參與

構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的而又具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈。

五、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)：

1.兩性解離與等電點(diǎn)：蛋白質(zhì)分子中仍然存在游離的氨基和游離的陵基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一

樣具有兩性解離的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子所帶正、負(fù)電荷相等時(shí)溶液的pH值稱(chēng)為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。

2.蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定

蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素。

3.蛋白質(zhì)的紫外吸收：蛋白質(zhì)分子中的色氨酸、酪氨髓口苯丙氨酸殘基對(duì)紫外光有吸收，以色氨

酸吸收最強(qiáng)，最大吸收峰為280nmo

4.蛋白質(zhì)的變性：蛋白質(zhì)在某些理化因素的作用下，其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致其理化性質(zhì)

改變及生物活性喪失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。引起蛋白質(zhì)變性的因素有：高溫、高壓、電離輻

射、超聲波、紫外線(xiàn)及有機(jī)溶劑、重金屬鹽、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等。絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子的變性是不可逆的。

六、蛋白質(zhì)的分離與純化：

1.鹽析與有機(jī)溶劑沉淀：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽,以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)

從溶液中沉淀析出，稱(chēng)為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸鍍、氮化鈉、硫酸鈉等。鹽析時(shí)，溶液的pH

在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可

引起蛋白質(zhì)沉淀。

2.電泳：蛋白質(zhì)分子在高于或低于其pl的溶液中帶凈的負(fù)或正電荷，因此在電場(chǎng)中可以移動(dòng)。

電泳遷移率的大小主要取決于蛋白質(zhì)分子所帶電荷量以及分子大小。

3.透析：利用透析袋膜的超濾性質(zhì)，可將大分子物質(zhì)與小分子物質(zhì)分離開(kāi)。

4.層析：利用混合物中各組分理化性質(zhì)的差異，在相互接觸的兩相（固定相與流動(dòng)相）之間的分

布不同而進(jìn)行分離。主要有離子交換層析，凝膠層析，吸附層析及親和層析等，其中凝膠層析可用于

測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量。

5.超速離心：利用物質(zhì)密度的不同，經(jīng)超速離心后，分布于不同的液層而分離。超速離心也可用

來(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量，蛋白質(zhì)的分子量與其沉降系數(shù)S成正比。

七、氨基酸順序分析：

蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸）順序分析，即蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，主要有以下幾個(gè)步驟：

1.分離純化蛋白質(zhì)，得到一定量的蛋白質(zhì)純品；

2.取一定量的樣品進(jìn)行完全水解，再測(cè)定蛋白質(zhì)的氨基酸組成；

3.分析蛋白質(zhì)的N-端和C-端氨基酸；

4.采用特異性的酶（如胰凝乳蛋白酶）或化學(xué)試劑（如溪化富）將蛋白質(zhì)處理為若干條肽段；

5.分離純化單一肽段；

6.測(cè)定各條肽段的氨基酚順序。一般采用Edman降解法，用異硫氟酸苯酯進(jìn)行反應(yīng),將氨基酸

降解后，逐一進(jìn)行測(cè)定；

7.至少用兩種不同的方法處理蛋白質(zhì)，分別得到其肽段的氨基酸順序；

8.將兩套不同肽段的氨基酸順序進(jìn)行比較，以獲得完整的蛋白質(zhì)分子的氨基酸順序。

第三章酶和維生素

一、酶的概念：

酶（enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，這種催化劑具有極高的催化效率和高度的底物特

異性，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。酶按照其分子結(jié)構(gòu)可分為單體酶、寡聚酶和多酶體系（多酶復(fù)合體和多

功能酶）三大類(lèi)。

二、醐的分子組成：

酶分子可根據(jù)其化學(xué)組成的不同，可分為單純酶和結(jié)合酶（全酶）兩類(lèi)。結(jié)合酶則是由酶蛋白和

輔助因子兩部分構(gòu)成，酶蛋白部分主要與酶的底物特異性有關(guān)，輔助因子則與酶的催化活性有關(guān)。

與酶蛋白疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱!氐分子有機(jī)化合物稱(chēng)為輔酶。與酶蛋白以共價(jià)鍵

牢固結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱(chēng)為輔基。

三、輔酶與輔基的來(lái)源及其生理功用：

輔酶與輔基的生理功用主要是：（1）運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。（2）運(yùn)載反應(yīng)基

團(tuán)，如?；?、氨基、烷基、竣基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。大部分的輔酶與輔基衍生于維生素。

維生素（vitamin）是指一類(lèi)維持細(xì)胞正常功能所必需的，但在許多生物體內(nèi)不能自身合成而必須

由食物供給的小分子有機(jī)化合物。

維生素可按其溶解性的不同分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類(lèi)。脂溶性維生素有VitA、

VitD、VitE和VitK四種;水溶性維生素有VitBi,VitB2,VitPP,VitB6,VitBi2,VitC,泛酸,生物

素，葉酸等。

1.TPP：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（VitBi）焦磷酸化而生成，是脫竣酶的輔酶，在體內(nèi)參與

糖代謝過(guò)程中a-酮酸的氧化脫段反應(yīng)。

2.FMN和FAD:即黃素單核苗酸（FMN）和黃素腺?lài)g吟二核甘酸（FAD）,是核黃素（VitB2）

的衍生物。FMN或FAD通常作為脫氫酶的輔基，在酶促反應(yīng)中作為遞氫體（雙遞氫體I

3.NAD+和NADP+:即尼克酰胺腺?lài)娨鞫宋羲幔∟AD+,輔酶I,CoI）和尼克酰胺腺瞟吟

二核甘酸磷酸（NADP+,輔酶口,Con），是VitPP的衍生物。NAD+和NADP+主要作為脫氫酶的輔

酶，在酶促反應(yīng)中起遞氫體的作用，為單遞氫體。

4.PLP:磷酸毗哆醛和磷酸0比哆胺，是VitB6的衍生物，磷酸毗哆醛和磷酸叱哆胺可作為氨基轉(zhuǎn)

移酶，氨基酸脫竣酶，半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。

5.CoA:泛酸（遍多酸）在體內(nèi)參與構(gòu)成輔酶A（CoA%CoA中的疏基可與竣基以高能硫酯鍵

結(jié)合，在糖、脂、蛋白質(zhì)代謝中起傳遞酰基的作用，是酰化酶的輔酶。

6.生物素：是竣化酶的輔基,在體內(nèi)參與C02的固定和竣化反應(yīng)。

7.FH4：由葉酸衍生而來(lái)。四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶。

8.VitB12衍生物：VitB12分子中含金屬元素鉆，故又禰為鉆胺素。VitB12在體內(nèi)有多種活性形

式，如5'-脫氧腺首鉆胺素、甲基鉆胺素等。其中,5'-脫氧揉昔鉆胺素參與構(gòu)成變位酶的輔酶，甲基

粘胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。

四、金屬離子的作用：

1.穩(wěn)定構(gòu)象：穩(wěn)定酶蛋白催化活性所必需的分子構(gòu)象；

2.構(gòu)成酶的活性中心：作為酶的活性中心的組成成分，參與構(gòu)成酶的活性中心；

3.連接作用：作為橋梁,將底物分子與酶蛋白螯合起來(lái)。

五、酶的活性中心：

酶分子上具有一定空間構(gòu)象的部位，該部位化學(xué)基團(tuán)集中，直接參與將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)

程，這一部位就稱(chēng)為酶的活性中心。

參與構(gòu)成酶的活性中心的化學(xué)基團(tuán)，有些是與底物相結(jié)合的，稱(chēng)為結(jié)合基團(tuán)，有些是催化底物反

應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物的，稱(chēng)為催化基團(tuán)，這兩類(lèi)基團(tuán)統(tǒng)稱(chēng)為活性中心內(nèi)必需基團(tuán)。在酶的活性中心以外，也

存在一些化學(xué)基團(tuán)，主要與維系酶的空間構(gòu)象有關(guān)，稱(chēng)為酶活性中心外必需基團(tuán)。

六、酶促反應(yīng)的特點(diǎn)：

1.具有極高的催化效率：酶的催化效率可比一般催化劑高106~1020倍。酶能與底物形成ES

中間復(fù)合物，從而改變化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程，使反應(yīng)所需活化能閾大大降低，活化分子的數(shù)目大大增加，

從而加速反應(yīng)進(jìn)行。

2.具有高度的專(zhuān)一性：一種酶只作用于一種或一類(lèi)化合物，以促進(jìn)一定的化學(xué)變化，生成一定的

產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱(chēng)為酶作用的特異性。

(1)絕對(duì)特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱(chēng)為絕對(duì)特異性，如琥

珀酸脫氫酶。

(2)相對(duì)特異性：一種酶只能作用于一類(lèi)化合物或一種化學(xué)鍵,催化一類(lèi)化學(xué)反應(yīng),稱(chēng)為相對(duì)特

異性，如脂肪酶。

(3)立體異構(gòu)特異性：一種酶只能作用于一種立體異構(gòu)體，或只能生成一種立體異構(gòu)體，稱(chēng)為立

體異構(gòu)特異性，如L-精氨酸酶。

.作用條件溫和：酶一般適合的作用條件為和一個(gè)大氣壓。

337℃zpH7z

4.活性可以調(diào)節(jié)：如代謝物可調(diào)節(jié)酶的催化活性,對(duì)酶分子的共價(jià)修飾可改變酶的催化活性，也

可通過(guò)改變酶蛋白的合成來(lái)改變其催化活性。

5.酶易變性失活：酶是蛋白質(zhì)，在一些理化因子存在下會(huì)變性失活。

七、酶促反應(yīng)的機(jī)制:

1.中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)與誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)：酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶-底物復(fù)

合物（ES）,此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物，即為中間復(fù)合物學(xué)說(shuō)。當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時(shí)，底

物分子可以誘導(dǎo)酶活性中心的構(gòu)象以生改變，使之成為能與底物分子密切契合的構(gòu)象，這就是誘導(dǎo)契

合學(xué)說(shuō)。

2.與酶的高效率催化有關(guān)的因素：①趨近效應(yīng)與定向作用；②張力作用；③酸堿催化作用；④共

價(jià)催化作用；⑤酶活性中心的低介電區(qū)（表面效應(yīng)1

八、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：

酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)主要研究酶催化的反應(yīng)速度以及影響反應(yīng)速度的各種因素。在探討各種因素對(duì)酶

促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測(cè)定其初始速度來(lái)代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量＜S%時(shí)的反應(yīng)速度。

1.底物濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：

（1）底物對(duì)酶促反應(yīng)的飽和現(xiàn)象：由實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到，在酶濃度不變時(shí)，不同的底物濃度與反應(yīng)速度

的關(guān)系為一矩形雙曲線(xiàn)，即當(dāng)?shù)孜餄舛容^低時(shí)，反應(yīng)速度的增加與底物濃度的增加成正比（一級(jí)反應(yīng)）;

此后，隨底物濃度的增加，反應(yīng)速度的增加量逐漸減少（混合級(jí)反應(yīng)）；最后，當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾拥揭欢?/p>

量時(shí)，反應(yīng)速度達(dá)到一最大值，不再隨底物濃度的增加而增加（零級(jí)反應(yīng)1

（2）米氏方程及米氏常數(shù)：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，Michaelis&Menten于1913年推導(dǎo)出了上述

矩形雙曲線(xiàn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即米氏方程：

昨《X⑸

除+[S]

其中，Vmax為最大反應(yīng)速度，Km為米氏常數(shù)。

(3)Km和Vmax的意義：

_K皿

①當(dāng)X〒時(shí),

Km=[S]o

Km等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。

②Km可以反映酶與底物親和力的大小，即Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越

小。

③Km可用于判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)：當(dāng)⑸<0.01Km時(shí)，v=(Vmax/Km)[S],反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，即反

應(yīng)速度與底物濃度成正比；當(dāng)⑸>100Km時(shí)，v=Vmax,反應(yīng)為零級(jí)反應(yīng)，即反應(yīng)速度與底物濃度無(wú)

關(guān)；當(dāng)0.01Km<[S]<100Km時(shí),反應(yīng)處于零級(jí)反應(yīng)和一級(jí)反應(yīng)之間，為混合級(jí)反應(yīng)。

?Km是酶的特征性常數(shù)：在一定條件下，某種酶的Km值是恒定的，因而可以通過(guò)測(cè)定不同酶

(特別是一組同工酶)的Km值，來(lái)判斷是否為不同的酶。

⑤Km可用來(lái)判斷酶的最適底物：當(dāng)酶有幾種不同的底物存在時(shí)，Km值最小者，為該酶的最適

底物。

⑥Km可用來(lái)確定酶活性測(cè)定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng)⑸=10Km時(shí)，v=91%Vmax,為最合適的

測(cè)定酶活性所需的底物濃度。

⑦Vmax可用于酶的轉(zhuǎn)換數(shù)的計(jì)算：當(dāng)酶的總濃度和最大速度已知時(shí)，可計(jì)算出酶的轉(zhuǎn)換數(shù)，即

單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)。

(4)Km和Vmax的測(cè)定：主要采用Lineweaver-Burk雙倒數(shù)作圖法和Hanes作圖法。

2.酶濃度對(duì)反應(yīng)速度的影響：當(dāng)反應(yīng)系統(tǒng)中底物的濃度足夠大時(shí)，酶促反應(yīng)速度與酶濃度成正比,

BPv=k[E]o

3.溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響：一般來(lái)說(shuō)，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快，但當(dāng)溫度增加達(dá)到某

一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降。酶促反應(yīng)速度隨溫度升高而達(dá)到一最大值時(shí)

的溫度就稱(chēng)為酶的最適溫度。酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而它不是酶的特征性常數(shù)。低溫時(shí)由

于活化分子數(shù)目減少，反應(yīng)速度降低，但溫度升高后，酶活性又可恢復(fù)。

4.pH對(duì)反應(yīng)速度的影響：觀(guān)察pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一鐘形曲線(xiàn)，即pH過(guò)高或

過(guò)低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。酶催化活性最高時(shí)溶液的pH值就稱(chēng)為酶的最適pH。人體內(nèi)大多數(shù)

酶的最適pH在6.5?8.0之間。酶的最適pH不是酶的特征性常數(shù)。

5.抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響:

凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為酶的抑制劑。按照抑制劑的抑

制作用，可將其分為不可逆抑制作用和可逆抑制作用兩大類(lèi)。

（1）不可逆抑制作用：

抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡(jiǎn)單方法使酶活性恢

復(fù)的抑制作用就是不可逆抑制作用。如果以v~舊作圖，可得到一組斜率相同的平行線(xiàn)，隨抑制劑濃

度的增加而平行向右移動(dòng)。酶的不可逆抑制作用包括專(zhuān)一性即制（如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制）

和非專(zhuān)一性抑制（如路易斯氣對(duì)流基酶的抑制）兩種。

（2）可逆抑制作用：

抑制劑以非共價(jià)鍵與酶分子可逆性結(jié)合造成酶活性的抑制，且可采用透析等簡(jiǎn)單方法去除抑制劑

而使酶活性完全恢復(fù)的抑制作用就是可逆抑制作用。如果以v?舊作圖，可得到一組隨抑制劑濃度增

加市斜率降低的直線(xiàn)?？赡嬉种谱饔冒ǜ?jìng)爭(zhēng)性、反競(jìng)爭(zhēng)性和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制幾種類(lèi)型。

①競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶

的催化活性降低，這種作用就稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。其特點(diǎn)為：a.競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑往往是酶的底物類(lèi)似

物或反應(yīng)產(chǎn)物；b.抑制劑與酶的結(jié)合部位與底物與酶的結(jié)合部位相同；c.抑制劑濃度越大，則抑制作

用越大；但增加底物濃度可使抑制程度減??；d.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值增大，Vm值不變。典型的例子是

丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶（底物為琥珀酸）的競(jìng)爭(zhēng)性抑制和磺胺類(lèi)藥物（對(duì)氨基苯磺酰胺）對(duì)二氫葉酸

合成酶(底物為對(duì)氨基苯甲酸)的競(jìng)爭(zhēng)性抑制。

②反競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑不能與游離酶結(jié)合，但可與ES復(fù)合物結(jié)合并阻止產(chǎn)物生成，使酶的催

化活性降低，稱(chēng)酶的反競(jìng)爭(zhēng)性抑制。其特點(diǎn)為：a.抑制劑與底物可同時(shí)與酶的不同部位結(jié)合；b.必須

有底物存在，抑制劑才能對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用；c.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km減小，Vm降低。

③非競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑既可以與游離酶結(jié)合，也可以與ES復(fù)合物結(jié)合，使酶的催化活性降低,

稱(chēng)為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。其特點(diǎn)為：a.底物和抑制劑分別獨(dú)立地與酶的不同部位相結(jié)合；b.抑制劑對(duì)酶與

底物的結(jié)合無(wú)影響，故底物濃度的改變對(duì)抑制程度無(wú)影響；c.動(dòng)力學(xué)參數(shù)：Km值不變，Vm值降低。

6.激活劑對(duì)反應(yīng)速度的影響：能夠促使酶促反應(yīng)速度加快的物質(zhì)稱(chēng)為酶的激活劑。酶的激活劑大

多數(shù)是金屬離子，如、+、等，唾液淀粉酶的激活劑為

K+Mg2Mn2+Cl-e

九、酶的調(diào)節(jié)：

可以通過(guò)改變其催化活性而使整個(gè)代謝反應(yīng)的速度或方向發(fā)生改變的酶就稱(chēng)為限速酶或關(guān)鍵酶。

酶活性的調(diào)節(jié)可以通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)而使其催化活性發(fā)生改變，也可以通過(guò)改變其含量來(lái)改變其催

化活性，還可以通過(guò)以不同形式的酶在不同組織中的分布差異來(lái)調(diào)節(jié)。

1.酶結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)：通過(guò)對(duì)現(xiàn)有酶分子結(jié)構(gòu)的影響來(lái)改變酶的催化活性。這是一種快速調(diào)節(jié)方式。

(1)變構(gòu)調(diào)節(jié)：又稱(chēng)別構(gòu)調(diào)節(jié)。某些代謝物能與變構(gòu)酶分子上的變構(gòu)部位特異性結(jié)合，使酶的分

子構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的催化活性以及代謝反應(yīng)的速度，這種調(diào)節(jié)作用就稱(chēng)為變構(gòu)調(diào)節(jié)。具有變

構(gòu)調(diào)節(jié)作用的酶就稱(chēng)為變構(gòu)酶。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱(chēng)為變構(gòu)劑。

當(dāng)變構(gòu)酶的一個(gè)亞基與其配體(底物或變構(gòu)劑)結(jié)合后，能夠通過(guò)改變相鄰亞基的構(gòu)象而使其對(duì)配體

的親和力發(fā)生改變，這種效應(yīng)就稱(chēng)為變構(gòu)酶的協(xié)同效應(yīng)。變溝劑一般以反饋方式對(duì)代謝途徑的起始關(guān)

鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，常見(jiàn)的為負(fù)反饋調(diào)節(jié)。變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：①酶活性的改變通過(guò)酶分子構(gòu)象的改變而實(shí)

現(xiàn)；②酶的變構(gòu)僅涉及非共價(jià)鍵的變化；③調(diào)節(jié)酶活性的因素為代謝物；④為一非耗能過(guò)程；⑤無(wú)放

大效應(yīng)。

(2)共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：酶蛋白分子中的某些基團(tuán)可以在其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾，從而導(dǎo)致酶

活性的改變，稱(chēng)為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。共價(jià)修飾方式有：磷酸化-脫磷酸化等。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的

調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級(jí)聯(lián)反應(yīng)。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)的特點(diǎn)為：①酶以?xún)煞N不同修飾和不同活性的形

式存在；②有共價(jià)鍵的變化；③受其他調(diào)節(jié)因素(如激素)的影響；④一般為耗能過(guò)程；⑤存在放大

(3)酶原的激活：處于無(wú)活性狀態(tài)的酶的前身物質(zhì)就稱(chēng)為酶原。酶原在一定條件下轉(zhuǎn)化為有活性

的酶的過(guò)程稱(chēng)為酶原的激活。酶原的激活過(guò)程通常伴有酶蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。酶原分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的

改變導(dǎo)致了酶原分子空間結(jié)構(gòu)的改變，使催化活性中心得以形成，故使其從無(wú)活性的酶原形式轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

有活性的酶。酶原激活的生理意義在于：保護(hù)自身組織細(xì)胞不被酶水解消化。

2.酶含量的調(diào)節(jié)：是指通過(guò)改變細(xì)胞中酶蛋白合成或降解的速度來(lái)調(diào)節(jié)酶分子的絕對(duì)含量，影響

其催化活性，從而調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的速度。這是機(jī)體內(nèi)遲緩調(diào)節(jié)的重要方式。

(1)酶蛋白合成的調(diào)節(jié)：酶蛋白的合成速度通常通過(guò)一些誘導(dǎo)劑或阻遏劑來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。凡能促使

基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白合成增加的物質(zhì)就稱(chēng)為誘導(dǎo)劑；反之，則稱(chēng)為阻遏劑。常見(jiàn)的誘導(dǎo)劑或

阻遏劑包括代謝物、藥物和激素等。

(2)酶蛋白降解的調(diào)節(jié)：如饑餓時(shí)，精氨酸酶降解減慢，故酶活性增高，有利于氨基酸的分解供

3.同工酶的調(diào)節(jié)：在同一種屬中，催化活性相同而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)，理化性質(zhì)及免疫學(xué)性質(zhì)不

同的一組酶稱(chēng)為同工酶。同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應(yīng)不同組織或不同細(xì)胞器在代謝上的不

同需要。因此，同工酶在體內(nèi)的生理功能是不同的。

乳酸脫氫酶同工酶(LDHs)為四聚體，在體內(nèi)共有五種分子形式，即LDH1(H4),LDH2(H3M1),

LDH3(H2M2),LDH4(H1M3)和LDH5(M4力心肌中以L(fǎng)DH1含量最多,LDH1對(duì)乳酸的親和

力較高，因此它的主要作用是催化乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸嵩龠M(jìn)一步氧化分解，以供應(yīng)心肌的能量。在骨骼

肌中含量最多的是LDH5,LDH5對(duì)丙酮酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿?/p>

酸，以促進(jìn)糖酵解的進(jìn)行。

十、酶的命名與分類(lèi)：

1-酶的命名：主要有習(xí)慣命名法與系統(tǒng)命名法兩種，但常用者為習(xí)慣命名法.

2.酶的分類(lèi)：根據(jù)1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)(IEC)的分類(lèi)法，將酶分為六大類(lèi)：①氧化還原酶

類(lèi)：催化氧化還原反應(yīng)；②轉(zhuǎn)移酶類(lèi)：催化一個(gè)基團(tuán)從某種化合物至另一種化合物；③水解酶類(lèi)：催

化化合物的水解反應(yīng)；④裂合酶類(lèi):催化從雙鍵上去掉一個(gè)基團(tuán)或加上一個(gè)基團(tuán)至雙鍵上；⑤異構(gòu)酶

類(lèi)：催化分子內(nèi)基團(tuán)重排；⑥合成酶類(lèi)：催化兩分子化合物的締合反應(yīng)。

第四章生物氧化

一、生物氧化的概念和特點(diǎn)：

物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解并釋放出能量的過(guò)程稱(chēng)為生物氧化。與體外燃燒一樣，生物氧化也是一

個(gè)消耗02,生成C02和H2O,并釋放出大量能量的過(guò)程。但與體外燃燒不同的是,生物氧化過(guò)程是

在37℃,近于中性的含水環(huán)境中，由酶催化進(jìn)行的；反應(yīng)逐步釋放出能量，相當(dāng)一部分能量以高能磷

酸酯鍵的形式儲(chǔ)存起來(lái)。

二、線(xiàn)粒體氧化呼吸鏈：

在線(xiàn)粒體中，由若干遞氫體或遞電子體按一定順序排列組成的，與細(xì)胞呼吸過(guò)程有關(guān)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

體系稱(chēng)為呼吸鏈。這些遞氫體或遞電子體往往以復(fù)合體的形式存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜上。主要的復(fù)合體有：

1.復(fù)合體I（NADH-泛釀還原酶）：由一分子NADH還原酶（FMN）,兩分子鐵硫蛋白（Fe-S）

和一分子組成，其作用是將（傳遞給

CoQNADH+H+）CoQe

鐵硫蛋白分子中含有非血紅素鐵和對(duì)酸不穩(wěn)定的硫。其分子中的鐵離子與硫原子構(gòu)成一種特殊的

正匹面體結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為鐵硫中心或鐵硫簇,鐵硫蛋白是單電子傳遞體。泛醍（CoQ）是存在于線(xiàn)粒體內(nèi)

膜上的一種脂溶性酶類(lèi)化合物。分子中含對(duì)苯酶結(jié)構(gòu)，可接受二個(gè)氫原子而轉(zhuǎn)變成對(duì)苯二酚結(jié)構(gòu)，是

一種雙遞氫體。

2.復(fù)合體口（琥珀酸■泛配還原酶）：由一分子琥珀酸脫氫酶（FAD）,兩分子鐵硫蛋白和兩分子

Cytb560組成,其作用是將FADH2傳遞給CoQ。

細(xì)胞色素類(lèi)：這是一類(lèi)以鐵咋琳為輔基的蛋白質(zhì)，為單電子傳遞體。細(xì)胞色素可存在于線(xiàn)粒體內(nèi)

膜，也可存在于微粒體。存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜的細(xì)胞色素有Cytaa3,Cytb（b560,b562力566）,Cytc,

Cytcl;而存在于微粒體的細(xì)胞色素有CytP450和Cytb50

3.復(fù)合體m（泛醍-細(xì)胞色素c還原酶）：由兩分子Cytb（分別為Cytb562和Cytb566）,一

分子Cytcl和一分子鐵硫蛋白組成,其作用是將電子由泛醍傳遞給Cytc。

4.復(fù)合體IV（細(xì)胞色素c氧化酶）：由一分子Cyta和一分子Cyta3組成，含兩個(gè)銅離子，可直

接將電子傳遞給氧,故CytaaB又稱(chēng)為細(xì)胞色素c氧化酶，其作用是將電子由Cytc傳遞給氧。

三、呼吸鏈成分的排列順序：

由上述遞氫體或遞電子體組成了NADH氧化呼吸鏈和琥珀酸氧化呼吸鏈兩條呼吸鏈。

1.NADH氧化呼吸鏈：其遞氫體或遞電子體的排列順序?yàn)椋篘AD4-->[FMN

（Fe-S）]-CoQ—b（Fe-S）Tcl-c-aa3-1/202。丙酮酸、a-酮戊二酸、異檸檬酸、蘋(píng)果酸、p-

羥丁酸、（3-羥脂酰CoA和谷氨酸脫氫后經(jīng)此呼吸鏈遞氫。

2.琥珀酸氧化呼吸鏈：其遞氫體或遞電子體的排列順序?yàn)椋海跢AD（Fe-S）］-CoQ—b（Fe?S）-cl

一c-aa3-1/202。琥珀酸、3-磷酸甘油（線(xiàn)粒體）和脂酰CoA脫氫后經(jīng)此呼吸鏈遞氫。

四、生物體內(nèi)能量生成的方式：

1.氧化磷酸化：在線(xiàn)粒體中，底物分子脫下的氫原子經(jīng)遞氫體系傳遞給氧，在此過(guò)程中釋放能量

使ADP磷酸化生成ATP,這種能量的生成方式就稱(chēng)為氧化磷酸化。

2.底物水平磷酸化：直接將底物分子中的高能鍵轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP分子中的末端高能磷酸鍵的過(guò)程稱(chēng)

為底物水平磷酸化。

五、氧化磷酸化的偶聯(lián)部位：

每消耗一摩爾氧原子所消耗的無(wú)機(jī)磷的摩爾數(shù)稱(chēng)為P/0比值。當(dāng)?shù)孜锩摎湟訬AD+為受氫體時(shí)，

P/0比值約為3;而當(dāng)?shù)孜锩摎湟訤AD為受氫體時(shí)，P/0比值約為2。故NADH氧化呼吸鏈有三個(gè)

生成ATP的偶聯(lián)部位，而琥珀酸氧化呼吸鏈只有兩個(gè)生成ATP的偶聯(lián)部位。

六、氧化磷酸化的偶聯(lián)機(jī)制：

目前公認(rèn)的機(jī)制是1961年由Mitchell提出的化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)。這一學(xué)說(shuō)認(rèn)為氧化呼吸鏈存在于線(xiàn)

粒體內(nèi)膜上，當(dāng)氧化反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，H+通過(guò)氫泵作用（氧化還原神）被排斥到線(xiàn)粒體內(nèi)膜外側(cè)（膜間腔）,

從而形成跨膜pH梯度和跨膜電位差。這種形式的能量，可以被存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜上的ATP合酶利用

生成高能磷酸基團(tuán)，并與ADP結(jié)合而合成ATP。

在電鏡下，ATP合酶分為三個(gè)部分，即頭部，柄部和基底部。但如用生化技術(shù)進(jìn)行分離，則只能

得到Fo(基底部十部分柄部)和Fi(頭部+部分柄部)兩部分。ATP合酶的中心存在質(zhì)子通道，當(dāng)質(zhì)

子通過(guò)這一通道進(jìn)入線(xiàn)粒體基質(zhì)時(shí)，其能量被頭部的ATP合酶催化活性中心利用以合成ATP。

七、氧化磷酸化的影響因素：

1.ATP/ADP比值：ATP/ADP比值是調(diào)節(jié)氧化磷酸化速度的重要因素。ATP/ADP比值下降，可

致氧化磷酸化速度加快；反之，當(dāng)ATP/ADP比值升高時(shí)，則氧化磷酸化速度減慢。

2.甲狀腺激素：甲狀腺激素可以激活細(xì)胞膜上的Na+,K+-ATP酶，使ATP水解增加，因而使

ATP/ADP比值下降，氧化磷酸化速度加快。

3.藥物和毒物：

(1)呼吸鏈的抑制劑：能夠抑制呼吸鏈遞氫或遞電子過(guò)程的藥物或毒物稱(chēng)為呼吸鏈的抑制劑。能

夠抑制第一位點(diǎn)的有異戊巴比妥、粉蝶霉素A、魚(yú)藤酮等；能夠抑制第二位點(diǎn)的有抗霉素A和二筑基

丙醇能夠抑制第三位點(diǎn)的有CO、H2s和CN-、N3-。其中,CN-和N3-主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+,

而CO和H2S主要抑制還原型Cytaa3-Fe2+O

(2)解偶聯(lián)劑：不抑制呼吸鏈的遞氫或遞電子過(guò)程，但能使氧化產(chǎn)生的能量不能用于A(yíng)DP的磷

酸化的試劑稱(chēng)為解偶聯(lián)劑。其機(jī)理是增大了線(xiàn)粒體內(nèi)膜對(duì)H+的通透性，使H+的跨膜梯度消除，從而

使氧化過(guò)程釋放的能量不能用于A(yíng)TP的合成反應(yīng)。主要的解偶聯(lián)劑有2,4-二硝基酚。

(3)氧化磷酸化的抑制劑：對(duì)電子傳遞和ADP磷酸化均有抑制作用的藥物和毒物稱(chēng)為氧化磷酸

化的抑制劑，如寡毒素。

八、高能磷酸鍵的類(lèi)型：

生物化學(xué)中常將水解時(shí)釋放的能量＞20kJ/mol的磷酸鍵稱(chēng)為高能磷酸鍵，主要有以下幾種類(lèi)型：

1.磷酸酊鍵?包括各種多磷酸核苗類(lèi)化合物，如ADP,ATP等.

2.混合酎鍵：由磷酸與竣酸脫水后形成的酊鍵,主要有L3-二磷酸甘油酸等化合物。

3.烯醇磷酸鍵：見(jiàn)于磷酸煒醇式丙酮酸中。

4.磷酸胭鍵：見(jiàn)于磷酸肌酸中,是肌肉和腦組織中能量的貯存形式。磷酸肌酸中的高能磷酸鍵不

能被直接利用，而必須先將其高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ATP,才能供生理活動(dòng)之需。這一反應(yīng)過(guò)程由肌酸磷

酸激酶(CPK)催化完成。

九、線(xiàn)粒體外NADH的穿梭：

胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脫氫,均可產(chǎn)生NADH。這些NADH可經(jīng)穿梭系統(tǒng)而進(jìn)入線(xiàn)粒體

氧化磷酸化，產(chǎn)生H20和ATP。

1.磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：這一系統(tǒng)以3-磷酸甘油和磷酸二羥丙酮為載體，在兩種不同的c(-磷酸甘

油脫氫酶的催化下，將胞液中NADH的氫原子帶入線(xiàn)粒體中，交給FAD,再沿琥珀酸氧化呼吸鏈進(jìn)

行氧化磷酸化。囚此，如NADH通過(guò)此穿梭系統(tǒng)帶一對(duì)氫原子進(jìn)入線(xiàn)粒體，則只得到2分子ATPO

2.蘋(píng)果酸穿梭系統(tǒng):此系統(tǒng)以蘋(píng)果酸和天冬氨酸為載體，在蘋(píng)果酸脫氫酶和谷草轉(zhuǎn)重酶的催化下。

將胞液中NADH的氫原子帶入線(xiàn)粒體交給NAD+,再沿NADH氧化呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。因此，

經(jīng)此穿梭系統(tǒng)帶入一對(duì)氫原子可生成3分子ATP。

第五章糖代謝

一、糖類(lèi)的生理功用：

①氧化供能：糖類(lèi)是人體最主要的供能物質(zhì)，占全部供能物質(zhì)供能量的70%;與供能有關(guān)的糖

類(lèi)主要是葡萄糖和糖原，前者為運(yùn)輸和供能形式，后者為貯存形式。②作為結(jié)構(gòu)成分：糖類(lèi)可與脂類(lèi)

形成糖脂，或與蛋白質(zhì)形成糖蛋白,糖脂和糖蛋白均可參與溝成生物膜、神經(jīng)組織等。③作為核酸類(lèi)

化合物的成分：核糖和脫氧核糖參與構(gòu)成核昔酸，DNA,RNA等。④轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)：糖類(lèi)可經(jīng)代

謝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被岬然衔铩?/p>

二、糖的無(wú)氧醇解：

糖的無(wú)氧酵解（EMP）是指葡萄糖在無(wú)氧條件下分解生成乳酸并釋放出能量的過(guò)程,其全部反應(yīng)

過(guò)程在胞液中進(jìn)行，代謝的終產(chǎn)物為乳酸，一分子葡萄糖經(jīng)無(wú)氧酵解可凈生成兩分子ATP。

糖的無(wú)氧酵解代謝過(guò)程可分為四個(gè)階段：

1.活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖經(jīng)磷酸化和異構(gòu)反應(yīng)生成L6-雙磷酸果糖（FBP）,即葡萄糖

-6-磷酸葡萄糖-6-磷酸果糖-L6-雙磷酸果糖（F-L6-BP）。這一階段需消耗兩分子ATP,己糖激酶

（肝中為葡萄糖激酶）和6-磷酸果糖激酶-1是關(guān)鍵酶。

2.裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子F-L6-BP裂解為兩分子3-磷酸甘油醛，包括兩步反應(yīng)：

F-L6-BP—磷酸二羥丙酮+3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮-3-磷酸甘油醛。

3.放能（丙酮酸的生成）：3-磷酸甘油醛經(jīng)脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應(yīng)生成丙酮酸，包括

五步反應(yīng)：3-磷酸甘油醛-L3-二磷酸甘油酸-3-磷酸甘油酸-2-磷酸甘油酸一磷酸烯醇式丙酮酸一

丙酮酸。此階段有兩次底物水平璘酸化的放能反應(yīng)，共可生成2x2=4分子ATP。丙酮酸激酶為關(guān)鍵

酶。

4.還原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代謝過(guò)程中產(chǎn)生的NADH，使NADH重新氧化為

NAD+。即丙酮酸一乳酸。

三、糖無(wú)氧醵解的調(diào)節(jié)：

主要是對(duì)三個(gè)關(guān)鍵酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶\6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶進(jìn)行調(diào)節(jié)。己

糖激酶的變構(gòu)抑制劑是G-6-P;肝中的葡萄糖激酶是調(diào)節(jié)肝細(xì)胞對(duì)葡萄糖吸收的主要因素，受長(zhǎng)鏈脂

酰CoA的反饋抑制；6■磷酸果糖激酶是調(diào)節(jié)糖醇解代謝途徑流量的主要因素，受ATP和檸檬酸的

變構(gòu)抑制，AMP、ADP、L6-雙璘酸果糖和2,6-雙磷酸果糖的變構(gòu)激活；丙酮酸激酶受1,6-雙磷酸果

糖的變構(gòu)激活，受ATP的變構(gòu)抑制，肝中還受到丙氨酸的變構(gòu)抑制。

四、糖無(wú)氧醵解的生理意義:

1.在無(wú)氧或缺氧條件下，作為糖分解供能的補(bǔ)充途徑：(1)骨骼肌在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的相對(duì)缺氧；(2)從

平原進(jìn)入高原初期；⑶嚴(yán)重貧血、大量失血、呼吸障礙、肺及心血管疾患所致缺氧。

2.在有氧條件下，作為某些組織細(xì)胞主要的供能途徑：如表皮細(xì)胞，紅細(xì)胞及視網(wǎng)膜等，由于無(wú)

線(xiàn)粒體，故只能通過(guò)無(wú)氧酵解供能。

五、糖的有氧氧化：

葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解生成C02和H2O,并釋放出大量能量的過(guò)程稱(chēng)為糖的有氧氧

化。絕大多數(shù)組織細(xì)胞通過(guò)糖的有氧氧化途徑獲得能量。此代謝過(guò)程在細(xì)胞胞液和線(xiàn)粒體內(nèi)進(jìn)行,-

分子葡萄糖徹底氧化分解可產(chǎn)生36/38分子ATP。糖的有氧氧化代謝途徑可分為三個(gè)階段：

1.葡萄糖經(jīng)酵解途徑生成丙酮酸：

此階段在細(xì)胞胞液中進(jìn)行,與糖的無(wú)氧酵解途徑相同，涉及的關(guān)鍵酶也相同。一分子葡萄糖分解

后生成兩分子丙酮酸，兩分子(NADH+H+)并凈生成2分子ATP。NADH在有氧條件下可進(jìn)入線(xiàn)粒

體產(chǎn)能，共可得到2x2或2x3分子ATP。故第一階段可凈生成6/8分子ATP。

2.丙酮酸氧化脫陵生成乙酰CoA:

丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體，在丙酮酸脫氫酶系的催化下氧化脫陵生成(NADH+H+)和乙酰CoA。此階

段可由兩分子（NADH+H+）產(chǎn)生2x3分子ATP（這里有2分子的丙酮酸）。丙酮酸脫氫酶系為關(guān)

鍵酶，該酶由三種酶單體構(gòu)成，涉及六種輔助囚子，即NAD+、FAD、CoA、TPP、硫辛酸和Mg2+。

3.乙酰CoA經(jīng)三竣酸循環(huán)徹底氧化分解：

生成的乙酰CoA可進(jìn)入三竣酸循環(huán)徹底氧化分解為C5和H20,并釋放能量合成ATP。一分子

乙酰CoA氧化分解后共可生成12分子ATP,故此階段可生成2x12=24分子ATP。

三竣酸循環(huán)（TCA）是指在線(xiàn)粒體中，乙酰CoA首先與草酰乙酸縮合生成檸檬酸，然后經(jīng)過(guò)一系

列的代謝反應(yīng)，乙?；谎趸纸猓蒗Ｒ宜嵩偕难h(huán)反應(yīng)過(guò)程。這一循環(huán)反應(yīng)過(guò)程又稱(chēng)為檸檬

酸循環(huán)或Krebs循環(huán)。

三竣酸循環(huán)由八步反應(yīng)構(gòu)成：草酰乙酸+乙酰C。A-嚀檬酸一異檸檬酸—a-酮戊二酸一琥珀酰

CcA-琥珀酸一延胡索酸一蘋(píng)果酸一草酰乙酸。

三竣酸循環(huán)的特點(diǎn)：①循環(huán)反應(yīng)在線(xiàn)粒體中進(jìn)行，為不可逆反應(yīng)。②每完成一次循環(huán)，氧化分解

掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。③循環(huán)的中間產(chǎn)物既不能通過(guò)此循環(huán)反應(yīng)生成，也不被此循

環(huán)反應(yīng)所消耗。④循環(huán)中有兩次脫竣反應(yīng)，生成兩分子C02e⑤循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)，生成三分

子NADH和一分子FADH2o⑥循環(huán)中有一次直接產(chǎn)能反應(yīng),生成一分子GTPe⑦三陵酸循環(huán)的關(guān)

鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和a-酮戊二酸脫氫酶系，a-酮戊二酸脫氫酶系的結(jié)構(gòu)與丙酮酸脫

氫酶系相似，輔助因子完全相同。

六、糖有氧氧化的生理意義：

1.是糖在體內(nèi)分解供能的主要途徑：⑴生成的ATP數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于糖的無(wú)氧酵解生成的ATP數(shù)

目；⑵機(jī)體內(nèi)大多數(shù)組織細(xì)胞均通過(guò)此途徑氧化供能。

2.是糖、脂、蛋白質(zhì)氧化供能的共同途徑：糖、脂、蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物主要經(jīng)此途徑徹底氧化分

解供能。

3.是糖、脂、蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的樞紐：有氧氧化途徑中的中間代謝物可以由糖、脂、蛋白質(zhì)分解

產(chǎn)生，某些中間代謝物也可以由此途往逆行而相互轉(zhuǎn)變。

4.中間產(chǎn)物參與代謝調(diào)節(jié)：三竣酸循環(huán)的中間產(chǎn)物是多個(gè)代謝途徑的調(diào)節(jié)物，參與代謝調(diào)節(jié)。

七、有氧氧化的調(diào)節(jié)和巴斯德效應(yīng)：

丙酮酸脫氫酶系受乙酰CoA、ATP和NADH的變構(gòu)抑制，受AMP、ADP和NAD,的變構(gòu)激活。

異檸檬酸脫氫酶是調(diào)節(jié)三竣酸循環(huán)流量的主要因素，ATP是其變構(gòu)抑制劑，AMP和ADP是其變構(gòu)激

活劑。

巴斯德效應(yīng)：糖的有氧氧化可以抑制糖的無(wú)氧酵解的現(xiàn)象。有氧時(shí)，由于酵解產(chǎn)生的NADH和丙

酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體而產(chǎn)能，故糖的無(wú)氧酵解受抑制。

八、磷酸戊糖途徑：

磷酸戊糖途徑（HMP）是指從G-6-P脫氫反應(yīng)開(kāi)始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖等中間代

謝物，然后再重新進(jìn)入糖氧化分解代謝途徑的一條旁路代謝途徑。該旁路途徑的起始物是G-6-P,返

回的代謝產(chǎn)物是3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖,其重要的中間代謝產(chǎn)物是5-磷酸核糖和NADPH。整

個(gè)代謝途徑在胞液中進(jìn)行。關(guān)鍵酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶。

九、磷酸戊糖途徑的生理意義：

1.是體內(nèi)生成NADPH的主要代謝途徑：NADPH在體內(nèi)可用于：⑴作為供氫體，參與體內(nèi)的

合成代謝：如參與合成脂肪酸、膽固醇等。⑵參與羥化反應(yīng)：作為加單氧酶的輔酶，參與對(duì)代謝物的

羥化。⑶維持筑基酶的活性。⑷使氧化型谷胱甘肽還原。（5）維持紅細(xì)胞膜的完整性：由于6-磷酸

葡萄糖脫氫酶遺傳性缺陷可導(dǎo)致蠶豆病，表現(xiàn)為溶血性貧血。

2.是體內(nèi)生成5-磷酸核糖的唯一代謝途徑：體內(nèi)合成核昔酸和核酸所需的核糖或脫氧核糖均以

5-磷酸核糖的形式提供,其生成方式可以由G-6-P脫氫脫櫻生成，也可以由3-磷酸甘油醛和F-6-P

經(jīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)移的逆反應(yīng)生成。

十、糖原的合成與分解：

糖原是由許多葡萄糖分子聚合而成的帶有分支的高分子多糖類(lèi)化合物。糖原分子的直鏈部分借

a-L4-糖苗鍵而將葡萄糖殘基連接起來(lái)，其支鏈部分則是借a-L6-糖苗鍵而形成分支。糖原是一種無(wú)

還原性的多糖.糖原的合成與分解代謝主要發(fā)生在肝、腎和肌肉組織細(xì)胞的胞液中.

1.糖原的合成代謝：糖原合成的反應(yīng)過(guò)程可分為三個(gè)階段。

(1)活化：由葡萄糖生成尿昔二磷酸葡萄糖(UDPG):葡萄糖一6-磷酸葡萄糖-1-磷酸葡萄糖

「UDPG。此階段需使用UTP,并消耗相當(dāng)于兩分子的ATP,

(2)縮合：在糖原合酶催化下，UDPG所帶的葡萄糖殘基通過(guò)a-L4-糖苗鍵與原有糖原分子的

非還原端相連，使糖鏈延長(zhǎng)。糖原合酶是糖原合成的關(guān)鍵酶。

(3)分支：當(dāng)直鏈長(zhǎng)度達(dá)12個(gè)葡萄糖殘基以上時(shí)，在分支酶的催化下，將距末端6~7個(gè)葡萄

糖殘基組成的寡糖鏈由a-L4-糖首鍵轉(zhuǎn)變?yōu)閍-1,6-糖昔鍵，使糖原出現(xiàn)分支，同時(shí)非還原端增加。

2.糖原的分解代謝：糖原的分解代謝可分為三個(gè)階段，是一非耗能過(guò)程。

(1)水解：糖原-1-磷酸葡萄糖。此階段的關(guān)鍵酶是糖原磷酸化酶，并需脫支酶協(xié)助。

(2)異構(gòu)：1-磷酸葡萄糖-6-磷酸葡萄糖。

(3)脫磷酸：6-磷酸葡萄糖一葡萄糖。此過(guò)程只能在肝和腎進(jìn)行。

十一、糖原合成與分解的生理意義：

1.貯存能量：葡萄糖可以糖原的形式貯存。

2.調(diào)節(jié)血糖濃度：血糖濃度高時(shí)可合成糖原，濃度低時(shí)可分解糖原來(lái)補(bǔ)充血糖。

3.利用乳酸：肝中可經(jīng)糖異生途徑利用糖無(wú)氧酵解產(chǎn)生的乳酸來(lái)合成糖原。這就是肝糖原合成的

三碳途徑或間接途徑。

十二、糖異生：

由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程稱(chēng)為糖異生。該代謝途徑主要存在于肝及腎中。糖異生主

要沿酵解途徑逆行，但由于有三步反應(yīng)（己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶）為不可逆反應(yīng)，

故需經(jīng)另外的反應(yīng)繞行。

1.G-6-P-G:由葡萄糖-6-磷酸酶催化進(jìn)行水解，該酶是糖異生的關(guān)鍵酶之一，不存在于肌肉

組織中，故肌肉組織不能生成自由葡萄糖。

2.F-L6-BP-F-6-P:由果糖1,6-二磷酸酶-1催化進(jìn)行水解，該酶也是糖異生的關(guān)鍵酶之一。

3.丙酮酸一磷酸烯醇式丙酮酸：經(jīng)由丙酮酸竣化支路完成，即丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體，在丙酮酸竣

化酶（需生物素）的催化下生成草酰乙酸,后者轉(zhuǎn)變?yōu)樘O(píng)果酸穿出線(xiàn)粒體并回復(fù)為草酰乙酸，再在磷

酸烯醇式丙酮酸竣激酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖幔@兩個(gè)酶都是關(guān)鍵酶。

糖異生的原料主要來(lái)自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。

十三、糖異生的生理意義：

1.在饑餓情況下維持血糖濃度的相對(duì)恒定：在較長(zhǎng)時(shí)間饑餓的情況下，機(jī)體需要靠糖異生作用生

成葡萄糖以維持血糖濃度的相對(duì)恒定。

2.回收乳酸分子中的能量：由于乳酸主要是在肌肉組織經(jīng)糖的無(wú)氧酵解產(chǎn)生，但肌肉組織糖異生

作用很弱,且不能生成自由葡萄糖，故需將產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟重新生成葡萄糖后再加以利用。

葡萄糖在肌肉組織中經(jīng)糖的無(wú)氧酵解產(chǎn)生的乳酸，可經(jīng)血循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟，再經(jīng)糖的異生作用生

成自由葡萄糖后轉(zhuǎn)運(yùn)至肌肉組織加以利用，這一循環(huán)過(guò)程就禰為乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)1

3.維持酸堿平衡：腎臟中生成的a-酮戊二酸可轉(zhuǎn)變?yōu)檐邗Ｒ宜幔缓蠼?jīng)糖異生途徑生成葡萄糖,

這一過(guò)程可促進(jìn)腎臟中的谷氨酰胺脫氨基，生成NH3,后者可用于中和H+,故有利于維持酸堿平衡。

4.對(duì)于反芻動(dòng)物，糖異生途徑能夠?qū)⒗w維素代謝產(chǎn)生的丙酸轉(zhuǎn)換為葡萄糖。

十四、血糖：

血液中的葡萄糖含量稱(chēng)為血糖。按真糖法測(cè)定，正?？崭寡菨舛葹?.89~6.11mmol/L（70~

lOOmg%\

1.血糖的來(lái)源與去路：正常情況下，血糖濃度的相對(duì)恒定是由其來(lái)源與去路兩方面的動(dòng)態(tài)平衡所

決定的。血糖的主要來(lái)源有：①消化吸收的葡萄糖；②肝勝的糖異生作用；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、腎）；③轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被?；④轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

其他糖類(lèi)物質(zhì)。

2.血糖水平的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)血糖濃度相對(duì)恒定的機(jī)制有:

(1)組織器官：①肝臟：通過(guò)加快將血中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)入肝細(xì)胞，以及通過(guò)促進(jìn)肝糖原的合成,

以降低血糖濃度；通過(guò)促進(jìn)肝糖原的分解，以及促進(jìn)糖的異生作用，以增高血糖濃度。②肌肉等外周

組織：通過(guò)促進(jìn)其對(duì)葡萄糖的氧化利用以降低血糖濃度。

(2)激素：①降低血糖濃度的激素一胰島素。②升高血糖濃度的激素一胰高血糖素、腎上

腺素、糖皮質(zhì)激素、生長(zhǎng)激素、甲狀腺激素。

(3)神經(jīng)系統(tǒng)。

第六章脂類(lèi)代謝

一、脂類(lèi)的分類(lèi)和生理功用：

脂類(lèi)是脂肪和類(lèi)脂的總稱(chēng)，是一大類(lèi)不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑的化合物。其中J旨肪主要是指

甘油三酯，類(lèi)脂則包括磷脂(甘油磷脂和鞘磷脂1糖脂(腦苗脂和神經(jīng)節(jié)苗脂\膽固醇及膽固醇酯。

脂類(lèi)物質(zhì)具有下列生理功用：①供能貯能：主要是甘油三酯具有此功用,體內(nèi)20%~30%的能

量由甘油三酯提供。②構(gòu)成生物膜：主要是璘脂和膽固醇具有此功用。③協(xié)助脂溶性維生素的吸收,

提供必需脂肪酸。必需脂肪酸是有機(jī)體需要，但自身不能合成，必須要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。

@保護(hù)和保溫作用：大網(wǎng)膜和皮下脂肪具有此功用。

二、甘油三酯的分解代謝:

1.脂肪動(dòng)員：貯存于脂肪細(xì)胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶的催化下水解并釋放出脂肪酸，供

給全身各組織細(xì)胞攝取利用的過(guò)程稱(chēng)為脂肪動(dòng)員。激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪動(dòng)員的關(guān)鍵酶。HSL

的激活劑是腎上腺素、去甲腎上腺素和胰高血糖素；抑制劑是胰島素、前列腺素E2和煙酸。

脂肪動(dòng)員的過(guò)程為：激素-膜受體-腺昔酸環(huán)化酶f-cAMPT-蛋白激酶T-激素敏感脂肪酶

（HSL,甘油三酯酶）T-甘油三酯分解T。

脂肪動(dòng)員的結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸（FFA）和一分子的甘油。脂肪酸進(jìn)入血液循環(huán)后須

與清蛋白結(jié)合成為復(fù)合體再轉(zhuǎn)運(yùn),甘油則轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟再磷酸化為3-磷酸甘油后進(jìn)行代謝，

2.脂肪酸的P氧化：體內(nèi)大多數(shù)的組織細(xì)胞均可以此途徑氧化利用脂肪酸。其代謝反應(yīng)過(guò)程可

分為三個(gè)階段：

（1）活化：在線(xiàn)粒體外膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行此反應(yīng)過(guò)程。由脂肪酸硫激酶（脂酰CoA合成酶）催化

生成脂酰CoA。每活化一分子脂肪酸，需消耗兩分子ATP。

（2）轉(zhuǎn)運(yùn)：借助于兩種肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶（酶I和酶n）催化的移換反應(yīng)，脂酰CoA由肉堿（肉

毒堿）攜帶進(jìn)入線(xiàn)粒體。肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶I是脂肪酸B-氧化的關(guān)鍵酶。

（3）%氧化：由四個(gè)連續(xù)的酶促反應(yīng)組成：①脫氫：脂肪酰CoA在脂肪酰CoA脫氫酶的催化

下，生成FADW和a。-烯脂肪酰CoA。②水化：在水化酶的催化下，生成L-0-羥脂肪酰CoA。③再

脫氫：在L-B-羥脂肪酰CoA脫氫酶的催化下，生成B-酮脂防酰CoA和NADH+H+。④硫解：在硫

解酷的催化下，分解生成1分子乙酰CoA和1分子減少了兩個(gè)碳原子的脂肪酰CoA。后者可繼續(xù)