第一章蛋白質(zhì)化學(xué)

蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的氨基酸組成肽蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的分類提要蛋白質(zhì)是由許多不同的α-氨基酸按一定的序列通過(guò)酰胺鍵〔肽鍵〕縮合而成的，具有較穩(wěn)定的構(gòu)象并具有一定生物功能的大分子。一、蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義1.生物體的組成成分2.酶3.運(yùn)輸4.運(yùn)動(dòng)5.抗體6.干擾素7.遺傳信息的控制8.細(xì)胞膜的通透性9.高等動(dòng)物的記憶、識(shí)別機(jī)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的元素組成C〔50~55%〕、H〔6~8%〕、O〔20~23%〕、N〔15~18%〕、S〔0~4%〕、…N的含量平均為16%——?jiǎng)P氏〔Kjadehl〕定氮法的理論根底凱氏定氮法是測(cè)定化合物或混合物中總氮量的一種方法。即在有催化劑的條件下，用濃硫酸消化樣品將有機(jī)氮都轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)銨鹽，然后在堿性條件下將銨鹽轉(zhuǎn)化為氨，隨水蒸氣餾出并為過(guò)量的酸液吸收，再以標(biāo)準(zhǔn)堿滴定，就可計(jì)算出樣品中的氮量。由于蛋白質(zhì)含氮量比較恒定，可由其氮量計(jì)算蛋白質(zhì)含量，故此法是經(jīng)典的蛋白質(zhì)定量方法。三、蛋白質(zhì)的氨基酸組成氨基酸是蛋白質(zhì)的根本組成單位。從細(xì)菌到人類，所有蛋白質(zhì)都由20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸〔20standardaminoacids)組成?！惨弧嘲被岬慕Y(jié)構(gòu)通式：19種氨基酸具有一級(jí)氨基〔-NH3+〕和羧基〔-COOH〕結(jié)合到α碳原子〔Cα〕，同時(shí)結(jié)合到〔Cα〕上的是H原子和各種側(cè)鏈〔R〕；Pro具有二級(jí)氨基〔α-亞氨基酸〕不帶電形式

H2N—Cα—HCOOHR+H3N—Cα—HCOO-R兩性離子形式Cα如是不對(duì)稱C〔除Gly〕，那么：具有兩種立體異構(gòu)體[D-型和L-型]2.具有旋光性[左旋〔-〕或右旋〔+〕]氨基酸中含有的不是氨基而是亞氨基，稱之為亞氨基酸,比方脯氨酸亞氨基酸〔二〕氨基酸的分類非極性疏水性氨基酸丙氨酸〔Ala〕、纈氨酸〔Val〕、亮氨酸〔Leu〕、異亮氨酸〔Ile〕、脯氨酸〔Pro〕、苯丙氨酸〔Phe〕、色氨酸〔Trp〕、蛋氨酸〔Met〕非電離極性氨基酸1〕甘氨酸〔Gly〕絲氨酸〔Ser〕蘇氨酸〔Thr〕半胱氨酸〔Cys〕酪氨酸〔Tyr〕天冬酰胺〔Asn〕谷氨酰胺〔Gln〕帶負(fù)電【酸性】

天冬氨酸〔Asp〕谷氨酸〔Glu〕帶正電【堿性】

賴氨酸〔Lys〕精氨酸〔Arg〕組氨酸〔His〕非極性R基團(tuán)氨基酸不帶電荷極性R基團(tuán)氨基酸帶電荷R基團(tuán)氨基酸第二節(jié)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是氨基酸以肽鍵相互連接的線性序列。在蛋白質(zhì)中，多肽鏈折疊形成特殊的形狀〔構(gòu)象〕〔conformation〕。在結(jié)構(gòu)中，這種構(gòu)象是原子的三維排列，由氨基酸序列決定。蛋白質(zhì)有四種結(jié)構(gòu)層次：一級(jí)結(jié)構(gòu)〔primary〕，二級(jí)結(jié)構(gòu)〔secondary〕，三級(jí)結(jié)構(gòu)〔tertiary〕和四級(jí)結(jié)構(gòu)〔quaternary〕〔不總是有〕?！惨弧车鞍踪|(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)〔化學(xué)結(jié)構(gòu)〕一級(jí)結(jié)構(gòu)就是蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，即氨基酸的線性序列。在基因編碼的蛋白質(zhì)中，這種序列是由mRNA中的核苷酸序列決定的。一級(jí)結(jié)構(gòu)中包含的共價(jià)鍵〔covalentbonds〕主要指肽鍵〔peptidebond〕和二硫鍵〔disulfidebond〕HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr–Leu-Val-Cys-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOHB鏈15710151920212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A鏈711621SSSS牛胰島素的化學(xué)結(jié)構(gòu)—S————S——核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)

肽鍵的形成二肽；多肽；寡肽；肽——一個(gè)氨基酸的α-羧基和另一個(gè)氨基酸的α-氨基脫水縮合而成的化合物。氨基酸之間脫水后形成的鍵稱肽鍵〔酰胺鍵〕?！捕车鞍踪|(zhì)的空間結(jié)構(gòu)〔構(gòu)象、高級(jí)結(jié)構(gòu)〕——蛋白質(zhì)分子中所有原子在三維空間的排列分布和肽鏈的走向。1.蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)——指蛋白質(zhì)多肽鏈本身的折疊和盤(pán)繞方式〔1〕α-螺旋〔α-helix〕Pauling和Corey于1965年提出。結(jié)構(gòu)要點(diǎn)：1〕螺旋的每圈有3.6個(gè)氨基酸，螺旋間距離為0.54nm，每個(gè)殘基沿軸旋轉(zhuǎn)100°。2〕每個(gè)肽鍵的羰基氧與遠(yuǎn)在第四個(gè)氨基酸氨基上的氫形成氫鍵〔hydrogenbond〕，氫鍵的走向平行于螺旋軸，所有肽鍵都能參與鏈內(nèi)氫鍵的形成。—C—(NH—C—CO)3N—OHHR3.613(ns)α-螺旋的四種不同的表示形式

〔2〕β-折疊結(jié)構(gòu)〔β-pleatedsheet〕是一種肽鏈相當(dāng)伸展的結(jié)構(gòu)。肽鏈按層排列，依靠相鄰肽鏈上的羰基和氨基形成的氫鍵維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。肽鍵的平面性使多肽折疊成片，氨基酸側(cè)鏈伸展在折疊片的上面和下面。CαCαCαCαCαCαRRRRRRNNCNNCCC平行反平行β-折疊片中，相鄰多肽鏈平行或反平行〔較穩(wěn)定〕。β折疊和β轉(zhuǎn)角〔3〕β-轉(zhuǎn)角〔β-turn〕為了緊緊折疊成緊密的球蛋白，多肽鏈常常反轉(zhuǎn)方向，成發(fā)夾形狀。一個(gè)氨基酸的羰基氧以氫鍵結(jié)合到相距的第四個(gè)氨基酸的氨基氫上。N—1CH—CC2CHN—HO=C3CHNC—4CH—NRRHOHRROHOβ-轉(zhuǎn)角經(jīng)常出現(xiàn)在連接反平行β-折疊片的端頭?！?〕自由回轉(zhuǎn)沒(méi)有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)。酶的活性部位。2.超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級(jí)結(jié)構(gòu)是指假設(shè)干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)中的構(gòu)象單元彼此相互作用，形成有規(guī)那么的，在空間上能識(shí)別的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體。是蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)至三級(jí)結(jié)構(gòu)層次的一種過(guò)渡態(tài)構(gòu)象層次。3.蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)——指多肽鏈上的所有原子〔包括主鏈和側(cè)鏈〕在三維空間的分布。肌紅蛋白4.蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)——多肽亞基〔subunit〕的空間排布和相互作用。亞基間以非共價(jià)鍵連接。血紅蛋白蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次一級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)primarystructuresecondarystructureTertiarystructurequariernarystructure超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域

supersecondarystructureStructuredoman共價(jià)鍵次級(jí)鍵化學(xué)鍵

肽鍵一級(jí)結(jié)構(gòu)氫鍵二硫鍵二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)疏水鍵鹽鍵范德華力三、四級(jí)結(jié)構(gòu)〔三〕蛋白質(zhì)分子中的共價(jià)鍵與次級(jí)鍵第三節(jié)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)分子具有多樣的生物學(xué)功能，需要一定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，還需要一定的空間構(gòu)象?！惨弧车鞍踪|(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1.種屬差異蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異十清楚顯，但相同局部氨基酸對(duì)蛋白質(zhì)的功能起決定作用。根據(jù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，可以斷定它們?cè)谟H緣關(guān)系上的遠(yuǎn)近。2.分子病——蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的氨基酸排列順序與正常有所不同的遺傳病。鐮狀細(xì)胞貧血〔sick-cellanemia〕從患者紅細(xì)胞中鑒定出特異的鐮刀型或月牙型細(xì)胞。β-鏈1234567Hb-AVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys…Hb-SVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…Val取代Glu含氧-HbAO2O2粘性疏水斑點(diǎn)含氧HbS脫氧HbS疏水位點(diǎn)血紅蛋白分子凝集鐮刀形紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞總結(jié)一級(jí)結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的形成，空間結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能。第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

兩性解離和等電點(diǎn)氨基酸在水溶液中或在晶體狀態(tài)時(shí)都以離子形式存在，在同一個(gè)氨基酸分子上帶有能放出質(zhì)子的—NH3+正離子和能接受質(zhì)子的—COO-負(fù)離子，為兩性電解質(zhì)。酸正堿負(fù)調(diào)節(jié)氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的—+NH3基和—COO-基的解離程度完全相等時(shí)，即所帶凈電荷為零，此時(shí)氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)〔pI〕【即蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等時(shí)的pH值】H3N—CH—COOHR+在酸性溶液中的氨基酸（pH＜pI）H3N—CH—COO-R+在晶體狀態(tài)或水溶液中的氨基酸（pH=pI）H2N—CH—COO-R在堿性溶液中的氨基酸（pH＞pI）促腎上腺皮質(zhì)激素〔ACTH〕39肽，活性部位為第4~10位的7肽片段：Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly。腦肽腦啡肽具有強(qiáng)烈的鎮(zhèn)痛作用〔強(qiáng)于嗎啡〕，不上癮。Met-腦啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-MetLeu-腦啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-Leuβ-內(nèi)啡肽〔31肽〕具有較強(qiáng)的嗎啡樣活性與鎮(zhèn)痛作用。蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)布郎運(yùn)動(dòng)、丁道爾現(xiàn)象、電泳現(xiàn)象，不能透過(guò)半透膜，具有吸附能力蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的原因：1〕外表形成水膜〔水化層〕；2〕帶相同電荷。++++++蛋白質(zhì)的變性與凝固天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響，其共價(jià)鍵不變，但分子內(nèi)部原有的高度規(guī)律性的空間排列發(fā)生變化，致使其原有性質(zhì)發(fā)生局部或全部喪失，稱為蛋白質(zhì)的變性。變性蛋白質(zhì)主要標(biāo)志是生物學(xué)功能的喪失。溶解度降低，易形成沉淀析出，結(jié)晶能力喪失，分子形狀改變，肽鏈松散，反響基團(tuán)增加，易被酶消化。變性蛋白質(zhì)分子互相凝集為固體的現(xiàn)象稱凝固。有些蛋白質(zhì)的變性作用是可逆的，其變性如不超過(guò)一定限度，經(jīng)適當(dāng)處理后，可重新變?yōu)樘烊坏鞍踪|(zhì)。蛋白質(zhì)的沉淀反響1.加高濃度鹽類〔鹽析〕：加鹽使蛋白質(zhì)沉淀析出。分段鹽析：調(diào)節(jié)鹽濃度，可使混合蛋白質(zhì)溶液中的幾種蛋白質(zhì)分段析出。血清球蛋白〔50%(NH4)2SO4飽和度〕，清蛋白〔飽和(NH4)2SO4)。2.加有機(jī)溶劑3.加重金屬鹽4.加生物堿試劑單寧酸、苦味酸、鉬酸、鎢酸、三氯乙酸能沉淀生物堿，稱生物堿試劑。反應(yīng)名稱試劑顏色反應(yīng)有關(guān)基團(tuán)有此反應(yīng)的蛋白質(zhì)或氨基酸雙縮脲反應(yīng)NaOH、CuSO2紫色或粉紅色二個(gè)以上肽鍵所有蛋白質(zhì)米倫反應(yīng)HgNO3、Hg(NO3)2及HNO3混合物紅色

Tyr黃色反應(yīng)濃HNO3及NH3黃色、橘色

Tyr、Phe乙醛酸反應(yīng)(Hopking-Cole反應(yīng))乙醛酸試劑及濃H2SO4紫色

Trp坂口反應(yīng)(Sakaguchi反應(yīng))α-萘酚、NaClO紅色胍基Arg酚試劑反應(yīng)(Folin-Cioculteu反應(yīng))堿性CuSO4及磷鎢酸-鉬酸藍(lán)色酚基、吲哚基Tyr茚三酮反應(yīng)茚三酮藍(lán)色自由氨基及羧基α-氨基酸

〔六〕蛋白質(zhì)的顏色反響—OHN第五節(jié)蛋白質(zhì)的分類一、按分子組成：?jiǎn)渭兊鞍祝杭兇獾陌被峤Y(jié)合蛋白：蛋白+輔基二、按形狀分球狀蛋白、纖維狀蛋白三、按生物學(xué)功能活性、非活性課后模擬訓(xùn)練二、單項(xiàng)選擇題1．組成蛋白質(zhì)的氨基酸根本上有()種A．300B．30C．20D.102．蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)是含有的16%相對(duì)恒定量的是()元素A．CB．NCHD.O3．注射時(shí)用乙醇消毒是使細(xì)菌蛋白質(zhì)()A．變性B．變構(gòu)C．沉淀D．電離4．蛋白質(zhì)分子中屬于亞氨基酸的是()A．脯氨酸B．甘氨酸C．丙氨酸D．組氨酸填空1．組成蛋白質(zhì)的根本單位是，它們之間以肽鍵相連。2．結(jié)合蛋白質(zhì)是由______和______兩局部組成。3．蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式包括______，______，______，_____4．鐮刀狀紅細(xì)胞貧血是其一級(jí)結(jié)構(gòu)中第6位的______被______取代所致。氨基酸蛋白質(zhì)輔基α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角無(wú)規(guī)那么卷曲谷氨酸纈氨酸四、問(wèn)答題1．簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。蛋白質(zhì)有一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)；一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的根底，決定了蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)的形成?？臻g結(jié)構(gòu)直接決定了蛋白質(zhì)的功能。2．簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)變性在醫(yī)學(xué)和日常生活中的應(yīng)用。1雞蛋、肉類等經(jīng)加溫后蛋白質(zhì)變性，熟了可以吃。2細(xì)菌、病毒加溫，加酸、加重金屬〔汞〕因蛋白質(zhì)變性而滅活〔滅菌、消毒、〕。3動(dòng)物、昆蟲(chóng)標(biāo)本固定保存、防腐。4很多毒素是動(dòng)物蛋白質(zhì)，加甲醛固定，減毒、封閉毒性堿基團(tuán)作類毒素抗原，制作抗毒素。5制革，使皮革成形。6蠶絲是由蛋白質(zhì)變性而成。7用于蛋白質(zhì)的沉淀。從血液中提別離、提純激素，制藥。8臨床上外科凝血，止血。尿中管型診斷腎臟疾病。第二章核酸化學(xué)第一節(jié)核酸的化學(xué)組成核酸由五種元素組成：C、H、O、N、PP的含量較為恒定，為9~10%。通過(guò)測(cè)定P，可確定核酸含量：核酸含量=P含量/〔9~10%〕組成成分核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤堿purinebase

或嘧啶堿pyrimidinebase（堿基base）（戊糖amylsugar）〔一〕堿基：嘌呤堿和嘧啶堿NNNNHHHHNNNNHHHH123456789嘌呤NH2腺嘌呤adenine〔A〕NNNNHHHHOH2N鳥(niǎo)嘌呤guanine〔G〕NNHHHH嘧啶123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶Cytosine〔C〕NNHHHHOOHH尿嘧啶uracil〔U〕NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶thymine〔T〕〔二〕核糖和脫氧核糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHOH12β-D-2-核糖β-D-2-脫氧核糖O〔三〕核苷OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷〔四〕核苷酸OHOH2COHOHOH1′2′3′4′5′核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷PO--O—O‖胸苷-5′-磷酸AMPOPO--O—O‖~ADPATPP

O--O—O‖~各種核苷三磷酸和脫氧核苷三磷酸是體內(nèi)合成RNA和DNA合成的直接原料。在體內(nèi)能量代謝中的作用：ATP——能量“貨幣〞UTP——參加糖的互相轉(zhuǎn)化與合成CTP——參加磷脂的合成GTP——參加蛋白質(zhì)和嘌呤的合成第二信使——cAMP第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指其結(jié)構(gòu)中核苷酸的排列次序。

通過(guò)3’,5’-磷酸二酯鍵連接

脫氧核苷酸的序列常被認(rèn)為是堿基序列通常堿基序列由DNA鏈的5′→3′方向?qū)慏NA的二級(jí)結(jié)構(gòu)-雙螺旋1953年，Watson和Crick提出。雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)〔1〕兩條多核苷酸鏈反向平行。〔2〕堿基內(nèi)側(cè)，A與T、G與C配對(duì)，分別形成3和2個(gè)氫鍵。〔3〕雙螺旋每轉(zhuǎn)一周有10個(gè)bp，螺距3.4nm，直徑2nm。〔4〕堿基之間靠氫鍵維持。超螺旋結(jié)構(gòu)DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)–核小體在真核生物中，雙螺旋的DNA分子圍繞一蛋白質(zhì)八聚體進(jìn)行盤(pán)繞，從而形成特殊的串珠狀結(jié)構(gòu)，稱為核小體。

染色體RNA的分子結(jié)構(gòu)三種：mRNA、tRNA、rRNAmRNA約占細(xì)胞RNA總量的3~5%，是蛋白質(zhì)合成的“模板〞。tRNA約占RNA總量的15%，是氨基酸用于合成蛋白質(zhì)的“轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)〞。rRNA占細(xì)胞RNA總量的80%，與蛋白質(zhì)〔40%〕共同組成核糖體。為〞裝配機(jī)〞。mRNAtRNA“三葉草〞型的二級(jí)結(jié)構(gòu)

三環(huán)一臂一個(gè)附加叉〔又稱額外環(huán)〕tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)大多呈現(xiàn)倒L型在倒L形結(jié)構(gòu)中，氨基酸臂和Tψ環(huán)組成一個(gè)雙螺旋，DHU環(huán)和反密碼環(huán)形成另一個(gè)近似聯(lián)系的雙螺旋，這兩個(gè)雙螺旋構(gòu)成倒“L〞的形狀。連接氨基酸的3`-末端遠(yuǎn)離與mRNA配對(duì)的反密碼子，這個(gè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與它們?cè)诘鞍踪|(zhì)合成中的作用相適應(yīng)。rRNArRNA可與多種蛋白質(zhì)結(jié)合共同組成核糖體或稱核蛋白體〔ribosome〕，作為體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的具體場(chǎng)所，起了“裝配臺(tái)〞的作用。由大亞基、小亞基組成。第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)DNA、RNA均為極性化合物，微溶于水，不溶于醇、乙醚等。溶液均具有260nm紫外吸收峰。變性和復(fù)性在酸、堿、有機(jī)溶劑、加熱等因素下可使DNA變性。①增色效應(yīng)：變性后在260nm下吸光度增加。②旋光性下降；③粘度降低；④生物學(xué)功能喪失或改變。

DNA解鏈曲線分子雜交和探針技術(shù)兩條來(lái)源不同的單鏈核酸〔DNA或RNA〕，只要它們有大致相同的互補(bǔ)堿基順序，經(jīng)退火處理即可復(fù)性，形成新的雜種雙螺旋，這一現(xiàn)象稱為核酸的分子雜交。不同來(lái)源的，具有大致相同互補(bǔ)堿基順序的核酸片段稱為同源順序。在核酸雜交分析過(guò)程中，常將順序的核酸片段用放射性同位素或生物素進(jìn)行標(biāo)記。這種帶有一定標(biāo)記的順序的核酸片段稱為探針〔probe〕模擬訓(xùn)練DNA變性：核酸分子雜交：核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)：理化因素使DNA堿基對(duì)間氫鍵斷裂，雙螺旋解鏈的過(guò)程。將不同的DNA單鏈按堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么結(jié)合成異源雙鏈的過(guò)程。多核酸鏈中核苷酸的排列順序。二、單項(xiàng)選擇題1．核酸分子的元素組成中，含量穩(wěn)定的元素是()A.CB．HC．ND．P2．核甘酸之間的連接方式是()A.2'，5’磷酸二酯鍵B.3’，5’磷酸二酯鍵C.5’，5'磷酸二酯鍵D．依情況而定3．DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是()A．雙螺旋結(jié)構(gòu)B．發(fā)夾式結(jié)構(gòu)C．無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)D．超螺旋結(jié)構(gòu)4．tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是()A．雙螺旋結(jié)構(gòu)B．片狀結(jié)構(gòu)C．無(wú)規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)D．三葉草結(jié)構(gòu)5．某DNA分子中胞嘧啶的含量為15%，那么腺嘌呤的含量應(yīng)為()A.15%B．30%C．40%D．35%6．DNA變性后對(duì)紫外光的吸收應(yīng)該是()A．增加B．減少C．不受影響D．都有可能三、填空題1．核苷酸根本成分有_______，_______，______。2．核酸的根本單位是________，根本單位之間的連接方式是________。3．隨DNA變性的增加，對(duì)紫外線的吸收________，該現(xiàn)象稱為_(kāi)_______效應(yīng)。4．變性DNA復(fù)性的標(biāo)志之一是260nm吸光度____。堿基戊糖磷酸核苷酸3’,5’-磷酸二酯鍵增加增色降低四、問(wèn)答題1．RNA主要有哪幾種？描述tRNA的結(jié)構(gòu)和功能。答：主要有三種：mRNA、tRNA、rRNAmRNA：3’末端多聚A尾結(jié)構(gòu)和5’末端帽子結(jié)構(gòu)。功能：蛋白質(zhì)合成模板。tRNA:一級(jí)：含稀有堿基和共同的3’末端結(jié)構(gòu)； 二級(jí)：三葉草結(jié)構(gòu)； 三級(jí)：倒L型。功能：合成蛋白質(zhì)的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體。rRNA：大亞基、小亞基結(jié)構(gòu)。功能：蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所。2．比較DNA和RNA分子組成和結(jié)構(gòu)的異同。答：DNA：由脫氧核苷酸組成【堿基為A、C、T、G；脫氧戊糖和磷酸】；二級(jí)結(jié)構(gòu)為雙螺旋；RNA：由核苷酸組成【堿基A、C、G、U、戊糖和磷酸】，二級(jí)結(jié)構(gòu)為單鏈，局部形成雙螺旋。第三章酶平頂山市衛(wèi)校張磊第一節(jié)概述一、酶學(xué)研究的歷史1、19世紀(jì)中葉對(duì)發(fā)酵本質(zhì)的探討：

19世紀(jì)30年代Pasteur：發(fā)酵是酵母細(xì)胞活動(dòng)的結(jié)果。(活體酶)1897年Büchner兄弟：用酵母提取液實(shí)現(xiàn)發(fā)酵,獲得了1907年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。2、關(guān)于酶的化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)：1926J.BSumner：首次從刀豆中得到脲酶結(jié)晶，并證明其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。1982ThomasRCech從四膜蟲(chóng)發(fā)現(xiàn)rRNA的自身催化作用，并提出了核酶〔ribozyme〕的概念。酶的概念酶是具有催化作用的特殊蛋白質(zhì)。催化的反響叫酶促反響。反響物-----------底物S生成物--------------產(chǎn)物P催化劑-------------酶ESPE二、酶催化作用的特點(diǎn)一、高效性酶的催化作用可使反響速度提高106-1012倍。例如：過(guò)氧化氫分解2H2O22H2O+O2用Fe+催化，效率為6*10-4mol/mol.S，而用過(guò)氧化氫酶催化，效率為6*106mol/mol.S。用-淀粉酶催化淀粉水解，1克結(jié)晶酶在65C條件下可催化2噸淀粉水解。二、專一性酶的專一性又稱為特異性，是指酶只能催化一種底物或一類結(jié)構(gòu)相似的底物結(jié)構(gòu)專一性立體異構(gòu)專一性族（基團(tuán)、鍵）專一性絕對(duì)專一性光學(xué)異構(gòu)專一性幾何異構(gòu)專一性酶作用的專一性鎖鑰學(xué)說(shuō)立體異構(gòu)特異乳酸脫氫酶僅催化L-乳酸脫氫產(chǎn)生丙酮酸，對(duì)D-乳酸那么無(wú)反響三、可調(diào)節(jié)性如抑制劑調(diào)節(jié)、共價(jià)修飾調(diào)節(jié)、反響調(diào)節(jié)、酶原激活及激素控制等。5.某些酶催化活力與輔酶、輔基及金屬離子有關(guān)。四、不穩(wěn)定性高溫或其它苛刻的物理或化學(xué)條件，將引起酶的失活。酶促反響一般在pH5-8水溶液中進(jìn)行，反響溫度范圍為20-40C。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能一、酶的分子組成單純酶：僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶，如一些蛋白酶、淀粉酶、脲酶等。結(jié)合酶：蛋白局部〔酶蛋白〕+非蛋白局部〔輔助因子〕

蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機(jī)化合物全酶(holoenzyme)二、酶的輔助因子〔一〕金屬輔助因子：K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+〔Fe3+〕等〔二〕維生素維生素是指一類維持細(xì)胞正常功能所必需的，但在生物體內(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。作用：運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化復(fù)原反響；運(yùn)載反響基團(tuán)，如?；?、氨基、烷基、羧基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。主要可溶性維生素和相應(yīng)輔酶

維生素輔酶功能1.B1(硫胺素)TPPα-酮酸氧化脫羧2.B2(核黃素)FMN、FAD氫載體3.PP[尼克酸〔酰胺〕]NAD+、NADP+氫載體4.泛酸〔遍多酸〕CoASH酰基載體5.B6[吡哆醇〔醛、酸〕]磷酸吡哆醇〔醛〕轉(zhuǎn)氨、脫羧、消旋6.葉酸FH4(THFA)一碳基團(tuán)載體7.生物素羧化輔酶8.C〔抗壞血酸〕氧化復(fù)原作用硫辛酸?；d體、氫載體B12〔氰鈷氨素〕變位酶輔酶一碳基團(tuán)載體常見(jiàn)維生素結(jié)構(gòu)NAD〔NADP〕B6輔酶AFH2和FH4VB12酶的分子結(jié)構(gòu)活性中心，必需基團(tuán)、非必需基團(tuán)和活性中心外的必需基團(tuán)。底物活性中心以外的必需基團(tuán)結(jié)合基團(tuán)催化基團(tuán)活性中心溶菌酶的活性中心酶原與酶原的激活酶原：無(wú)活性的酶的前體；酶原激活：在特定條件下，酶原分子構(gòu)象變化，暴露或形成活性中心的過(guò)程。由此可見(jiàn)酶分子的特定結(jié)構(gòu)和酶的活性中心的形成是酶分子具有催化活性的根本保證。實(shí)例：胰蛋白酶原的激活酶原激活的意義自身保護(hù)：防止消化酶的自身消化〔胃潰瘍〕；防止血栓形成；平安運(yùn)輸：防止自身水解、出血壞死〔急性胰腺炎〕同工酶能催化相同的化學(xué)反響，而結(jié)構(gòu)和理化免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。同工酶存在與同一種屬或同一個(gè)體的不同組織或同一細(xì)胞的不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，它在代謝調(diào)節(jié)上起著重要的作用。研究最的同工酶是乳酸脫氫酶〔LDH〕。

LDH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〔H3M〕，LDH3〔H2M2〕，LDH4〔HM3〕和LDH5〔M4〕。

酶催化作用機(jī)制1、中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)在酶催化的反響中，第一步是酶與底物形成酶－底物中間復(fù)合物。當(dāng)?shù)孜锓肿釉诿缸饔孟掳l(fā)生化學(xué)變化后，中間復(fù)合物再分解成產(chǎn)物和酶。E+S====E-SP+E

許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了E－S復(fù)合物的存在。E－S復(fù)合物形成的速率與酶和底物的性質(zhì)有關(guān)。酶〔催化劑〕降低活化能誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)酶與底物相互接近時(shí)相互誘導(dǎo)，結(jié)構(gòu)變形而結(jié)合在一起。第三節(jié)影響酶催化作用的因素底物濃度對(duì)酶促反響速度的影響酶濃度對(duì)酶促反響速度的影響溫度對(duì)酶反響的影響pH對(duì)酶反響的影響激活劑對(duì)反響速度的影響抑制劑對(duì)反響速度的影響一、底物濃度的影響在低底物濃度時(shí),反響速度與底物濃度成正比達(dá)飽和時(shí)，反響速度到達(dá)最大值〔Vmax〕，此時(shí)再增加底物濃度，反響速度不再增加矩形雙曲線

S較低時(shí)，速度與底物濃度成正比S飽和時(shí)，速度達(dá)最大，不再變化二、酶濃度的影響S濃度足夠大時(shí)，反響速度與酶濃度正比。三、溫度的影響溫度對(duì)酶促反響速度具有雙重影響。升高溫度一方面可加快酶促反響速度，同時(shí)也增加酶的變性。綜合這兩種因素，酶促反響速度最快時(shí)的環(huán)境溫度稱為酶促反響的最適溫度。動(dòng)物組織中提取的酶，最適溫度在35℃～40℃之間，大局部酶在60℃以上時(shí)，即發(fā)生變性失活。四、pH值的影響在一定的pH下,酶具有最大的催化活性,通常稱此pH為最適pH。激活劑的影響

使酶由無(wú)活性變?yōu)橛谢钚曰蚴姑富钚栽黾拥奈镔|(zhì)稱為酶的激活劑。激活劑大多是金屬離子，如Mg2+、K+、Mn2+等；少數(shù)為陰離子，如Cl－等；還有許多有機(jī)化合物激活劑，如膽汁酸鹽等。作用：1.與酶分子氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)結(jié)合，穩(wěn)定酶分子催化基團(tuán)的空間結(jié)構(gòu)。2.作為底物或輔助因子與酶蛋白之間的橋梁。3.作為輔助因子的組成成分協(xié)助酶的催化反響。抑制劑的影響不可逆抑制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。酶的不可逆抑制作用包括：非專一性抑制〔如路易士氣對(duì)巰基酶的抑制〕兩種。專一性抑制〔如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制，即羥基酶抑制〕可逆性抑制一、競(jìng)爭(zhēng)性抑制抑制劑與底物結(jié)構(gòu)相似，競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合酶的活性中心，阻礙酶促反響速度。抑制作用強(qiáng)弱取決于抑制劑與底物的相對(duì)濃度。如磺胺對(duì)細(xì)菌的抑制。二、非競(jìng)爭(zhēng)性抑制抑制劑與底物結(jié)構(gòu)不相似，與活性中心以外的部位結(jié)合，而影響酶促反響的發(fā)生。競(jìng)爭(zhēng)性抑制物非競(jìng)爭(zhēng)性抑制物第四節(jié)酶活性的調(diào)節(jié)一、酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)某些小分子物質(zhì)與酶蛋白活性中心外的某一部位特異的、可逆的結(jié)合，引起分子的構(gòu)象變化，從而改變酶的催化活性。意義：可反響抑制代謝物生成過(guò)多，減少能量浪費(fèi)。效應(yīng)劑別構(gòu)中心活性中心二、酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)化學(xué)修飾是以引起酶分子共價(jià)鍵的變化、化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變而影響酶活性。

特點(diǎn)：被修飾的酶都具無(wú)活性和有活性兩種；具有高效放大效應(yīng)；經(jīng)濟(jì)節(jié)能。第五節(jié)酶在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用1.酶與先天免疫性疾病：白化病——缺乏酪氨酸酶；苯丙酮酸尿癥——缺乏苯丙氨酸；蠶豆病——缺乏6-磷酸葡糖糖脫氫酶；2.酶異常：凝血功能障礙——缺乏Vk胰腺炎——胰蛋白酶提前激活3.酶抑制：農(nóng)藥中毒——膽堿酯酶抑制；CO中毒——P450酶抑制；重金屬中毒——巰基酶抑制；酶活性測(cè)定與疾病診斷1.活性增加：合成加快：骨肉瘤；佝僂病——堿性磷酸酶合成增加；惡性腫瘤廣泛轉(zhuǎn)移——LDH增高急性胰腺炎——血清淀粉酶活性增高；肝炎——轉(zhuǎn)氨酶升高；酶與疾病治療1.助消化：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等；2.消炎抑菌：溶菌酶、菠蘿、木瓜蛋白酶；3.防治血栓：鏈激酶、尿激酶；4.治療腫瘤：巰嘌呤、氟尿嘧啶通過(guò)抑制酶治療腫瘤其他：磺胺類抗菌藥一、名詞解釋酶：具有催化作用的蛋白質(zhì)。酶原：無(wú)活性的酶的前體。同工酶：能夠催化相同的反響而理化性質(zhì)及免疫性性質(zhì)不同的一組酶。競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用：抑制劑由于機(jī)構(gòu)與底物相似而競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合酶的活性中心的作用。二、單項(xiàng)選擇題

1.1-乳酸脫氫酶催化L-型乳酸脫氫產(chǎn)生丙酮酸的作用屬于()A.絕對(duì)特異性B．相對(duì)特異性C．立體異構(gòu)特異性D．酶的特異性2．酶催化作用的關(guān)鍵部位是()A.酶分子的全部結(jié)構(gòu)B．酶活性中心C．酶必需基團(tuán)D．酶催化基團(tuán)3．矩形雙曲線是以下何種因素對(duì)酶催化作用的影響曲線()A.酶濃度B．底物濃度C．溫度D．pH值4．以下關(guān)于溫度對(duì)酶活性影響的說(shuō)法，哪項(xiàng)是正確的()A．所有酶的最適溫度均為37℃B．酶活性最大時(shí)的溫度為酶最適溫度C．最適溫度為酶的特征性常數(shù)D．低溫和高溫一樣都能破壞酶結(jié)構(gòu)三、填空題1．結(jié)合酶是由______和______兩局部組成。2．酶活性調(diào)節(jié)的方式有_______、_______。3．白化病是由于缺乏_______酶所致，而有機(jī)磷中毒那么是由于_______被抑制所致。酶蛋白酶蛋白輔助因子變構(gòu)調(diào)節(jié)化學(xué)修飾酪氨酸膽堿酯酶四、問(wèn)答題

1．試述溫度對(duì)酶促反響的影響，舉例說(shuō)明。溫度對(duì)酶促反響有雙重影響，低溫范圍內(nèi)隨溫度升高而加快；到達(dá)一定程度時(shí)隨溫度升高而變性失活。如高溫用于消毒滅菌，低溫用于保存食品。2．解釋有機(jī)磷中毒和重金屬離子中毒的生化機(jī)制。有機(jī)磷中毒——有機(jī)磷與膽堿酯酶活性中心的羥基結(jié)合，使其失活；重金屬離子——與巰基酶分子—SH共價(jià)結(jié)合，使巰基酶活性受到抑制；3．舉例說(shuō)明酶與臨床醫(yī)學(xué)的關(guān)系。一、酶與疾病的發(fā)生酪氨酸酶遺傳性缺陷時(shí)，體內(nèi)酪氨酸不能轉(zhuǎn)化成黑色素，導(dǎo)致皮膚、毛發(fā)缺乏黑色素而患白化病。二、酶與疾病的診斷血清轉(zhuǎn)氨酶——反映肝細(xì)胞受損程度；三、酶與疾病治療：鏈激酶用于溶血栓第四章糖代謝糖代謝人體內(nèi)的糖存在形式：葡萄糖→糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途徑→供能或轉(zhuǎn)化為核糖糖原：肝糖原、肌糖原【儲(chǔ)存形式】第一節(jié)概述一、糖的生理功能氧化供能：50~70%能量來(lái)源。作為組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分：與蛋白質(zhì)、脂類以共價(jià)鍵結(jié)合形成肽聚糖〔或糖蛋白〕或糖脂，存在生物膜中，擔(dān)負(fù)著大分子及細(xì)胞間的相互識(shí)別。糖代謝概況第二節(jié)糖的分解代謝一、有氧氧化：在有氧條件下徹底氧化為CO2和水的過(guò)程?？煞譃槿齻€(gè)階段：G變?yōu)楸?；【胞液】丙酮酸變?yōu)橐阴oA；【線粒體】乙酰CoA進(jìn)入TAC徹底氧化為CO2和H2O+38ATP?！揪€粒體】糖氧化分解的主要途徑：在無(wú)氧條件下進(jìn)行的無(wú)氧分解在有氧條件下進(jìn)行的有氧氧化通過(guò)磷酸戊糖途徑進(jìn)行的分解代謝葡萄糖丙酮酸乳酸乙醇乙酰CoA6-磷酸葡萄糖磷酸戊糖途徑糖酵解（有氧）（無(wú)氧）三羧酸循環(huán)（有氧或無(wú)氧）葡萄糖的主要分解代謝途徑一、糖的分解代謝概述第二節(jié)糖的酵解及無(wú)氧發(fā)酵二、酵解與發(fā)酵的涵義

酵解：葡萄糖經(jīng)1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油酸降解，生成丙酮酸并產(chǎn)生ATP的代謝過(guò)程。酵解是動(dòng)物、植物、微生物細(xì)胞中普遍存在的葡萄糖降解途徑，有氧或無(wú)氧條件下都能進(jìn)行。

發(fā)酵：無(wú)氧條件下，微生物將葡萄糖或其他有機(jī)物發(fā)酵分解生成ATP及NADH，又以不完全分解產(chǎn)物作為電子受體，復(fù)原生成發(fā)酵產(chǎn)物的無(wú)氧代謝過(guò)程稱為發(fā)酵。工業(yè)上關(guān)于發(fā)酵的涵義泛指通過(guò)微生物及其他生物材料的工業(yè)培養(yǎng)，到達(dá)積累發(fā)酵產(chǎn)品的種種生產(chǎn)過(guò)程，包括厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵。三.酵解途徑的反響歷程糖原〔或淀粉〕1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2

1，3-二磷酸甘油酸2

3-磷酸甘油酸2

2-磷酸甘油酸2

磷酸烯醇丙酮酸2

丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATP的生成2

乳酸2

乙醛2

乙醇生醇發(fā)酵

葡萄糖磷酸化為6-磷酸葡萄糖ATP

ADPMg2+

己糖激酶(hexokinase)葡萄糖

6-磷酸葡萄糖

(glucose-6-phosphate,G-6-P)哺乳類動(dòng)物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有4種己糖激酶同工酶，分別稱為Ⅰ至Ⅳ型。肝細(xì)胞中存在的是Ⅳ型，稱為葡萄糖激酶。是EMP途徑的第一個(gè)限速酶。

6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸果糖

己糖異構(gòu)酶

6-磷酸葡萄糖

6-磷酸果糖

(fructose-6-phosphate,F-6-P)

6-磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?,6-雙磷酸果糖

ATPADP

Mg2+

6-磷酸果糖激酶-16-磷酸果糖

1,6-雙磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)EMP途徑的第二個(gè)限速酶

磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖

1,6-雙磷酸果糖

醛縮酶(aldolase)磷酸二羥丙酮

3-磷酸甘油醛+

磷酸丙糖的同分異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮

3-磷酸甘油醛氧化為1,3-二磷酸甘油酸

Pi、NAD+

NADH+H+3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸EMP途徑中唯一的一步脫氫反響

1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油酸

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸ADP

ATP磷酸甘油酸激酶

在以上反響中，底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程，稱為底物水平磷酸化。

3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸

磷酸甘油酸變位酶3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸

2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?/p>

烯醇化酶(enolase)2-磷酸甘油酸+

H2O磷酸烯醇式丙酮酸

(phosphoenolpyruvate,PEP)

磷酸烯醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變成丙酮酸，并通過(guò)底物水平磷酸化生成ATPADP

ATPK+Mg2+丙酮酸激酶(pyruvatekinase)磷酸烯醇式丙酮酸

丙酮酸第三個(gè)限速酶四.ＥＭＰ途徑化學(xué)計(jì)量和生物學(xué)意義總反響式:C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP+2H2O

能量計(jì)算：氧化一分子葡萄糖凈生成

2ATP2NADH6ATP或4ATP

生理意義：★是葡萄糖在生物體內(nèi)進(jìn)行有氧或無(wú)氧分解的共同途徑,通過(guò)糖酵解，生物體獲得生命活動(dòng)所需要的能量；★形成多種重要的中間產(chǎn)物，為氨基酸、脂類合成提供碳骨架；★為糖異生提供根本途徑。丙酮酸乳酸

反應(yīng)中的NADH+H+

來(lái)自于上述第6步反應(yīng)中的

3-磷酸甘油醛脫氫反應(yīng)。乳酸脫氫酶(LDH)

NADH+H+NAD+

COOHCHOHCH3（EMP）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán)

NAD+NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脫氫酶系全部×2第三節(jié)葡萄糖的有氧分解代謝（EMP）葡萄糖COOHC==OCH3丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰CoA三羧酸循環(huán)

NAD+NADH+H+CO2CoASH

葡萄糖的有氧分解

丙酮酸脫氫酶系1、乙酰COA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸

單向不可逆

可調(diào)控的限速步驟C=OCOO-CH2COO-C-CH3S-COAOCH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2檸檬酸合酶+COA三羧酸

CH2C-SCOAHO-C-COO-COO-CH2OH2O+HS-COA+H+2、檸檬酸異構(gòu)化成異檸檬酸

〔順烏頭酸酶〕CH2COO-HO-C

-COO-COO-CH2CHCOO-C

-COO-COO-CH2CH2H2OH2O檸檬酸順烏頭酸異檸檬酸COO-HO-CHCH-COO-COO-3、由異檸檬酸氧化脫羧生成

α-酮戊二酸〔異檸檬酸脫氫酶〕TCA中第一次氧化作用、脫羧過(guò)程異檸檬酸脫氫酶為第二個(gè)調(diào)節(jié)酶三羧酸到二羧酸的轉(zhuǎn)變NAD+NADH+H+H+CO2草酰琥珀酸Mg2+HO-CHCOOH

CH-COOHCOOHCH2C

OCOOH

CH-COOHCOOHCH2C

OCOOHCH2COOHCH2α-酮戊二酸5、琥珀酰COA轉(zhuǎn)化成琥珀酸，并產(chǎn)生GTP〔琥珀酰COA合成酶〕TCA中唯一底物水平磷酸化直接產(chǎn)生高能磷酸化合物的步驟

GTP+ADPGDP+ATPC

OSCOACH2COOHCH2COOHCH2COOHCH2GDP+PiGTP+HSCOA6、琥珀酸脫氫生成延胡索酸COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOH+FAD+FADH2TCA中第三次氧化的步驟丙二酸為該酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑開(kāi)始四碳酸之間的轉(zhuǎn)變琥珀酸脫氫酶HC嵌入線粒體內(nèi)膜

COOHCHCOOHCH7、延胡索酸被水化生成蘋(píng)果酸〔延胡索酸酶〕COOHHO-CHCOOHH-C-H+H2O延胡索酸酶

COOHHO-CHCOOHH-C-H8、蘋(píng)果酸脫氫生成草酰乙酸〔蘋(píng)果酸脫氫酶〕+NAD+COOHC=OCOOHCH2+NADH+H+

TCA中第四次氧化的步驟，最后一步。

草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸a-酮戊二酸琥珀酰輔酶A琥珀酸延胡索酸蘋(píng)果酸乙酰輔酶A三羧酸循環(huán)的過(guò)程

TCA經(jīng)四次氧化，二次脫羧，通過(guò)一個(gè)循環(huán)，可以認(rèn)為乙酰COA2CO2三、三羧酸循環(huán)的化學(xué)計(jì)量三羧酸循環(huán)的總反響式為：乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+FADH2+GTP+CoA+2H+循環(huán)有以下特點(diǎn)：1、乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸，使兩個(gè)C原子進(jìn)入循環(huán)。在以后的兩步脫羧反響中，有兩個(gè)C原子以CO2的形式離開(kāi)循環(huán)，相當(dāng)于乙酰CoA的2個(gè)C原子形成CO2。2、在循環(huán)中有4對(duì)H原子通過(guò)4步氧化反響脫下，其中3對(duì)用以復(fù)原NAD+生成3個(gè)NADH+H+,1對(duì)用以復(fù)原FAD,生成1個(gè)FADH2。3、由琥珀酰CoA形成琥珀酸時(shí)，偶聯(lián)有底物水平磷酸化生成1個(gè)GTP,1GTP

1ATP。4、循環(huán)中消耗兩分子水。5、3NADH9ATP，1FADH2

2ATP，再加上1個(gè)GTP12ATP6、單向進(jìn)行。7、整個(gè)循環(huán)不需要氧，但離開(kāi)氧無(wú)法進(jìn)行。1分子乙酰CoA通過(guò)TCA循環(huán)被氧化，可生成12分子ATP。在TCA循環(huán)中，1個(gè)GTP產(chǎn)生1個(gè)ATP，3個(gè)NADH及1個(gè)FADH2被電子傳遞鏈氧化產(chǎn)生ATP，故(3×3)+(2×1)+1=12個(gè)ATP。假設(shè)從丙酮酸開(kāi)始，加上紐帶生成的1個(gè)NADH，那么共產(chǎn)生12+3=15個(gè)ATP。假設(shè)從葡萄糖分解開(kāi)始，共可產(chǎn)生(15×2)+8=38個(gè)ATP。可見(jiàn)由糖酵解和TCA循環(huán)相連構(gòu)成的糖的有氧氧化途徑，是機(jī)體利用糖氧化獲得能量的最有效的方式，也是機(jī)體產(chǎn)生能量的主要方式。二、葡萄糖有氧氧化分解的生理意義供給能量：

糖有氧分解釋放能量生成ATP有兩種方式，一是底物水平磷酸化，二是氧化磷酸化。１摩爾葡萄糖完全氧化分解為CO2和H2O時(shí)，底物水平磷酸化３次，生成６摩爾ATP；脫氫反響６次，生成３４摩爾ATP；葡萄糖有氧分解過(guò)程消耗２摩爾ATP?？偣玻蹦柶咸烟峭耆趸纸饪蓛羯桑常改朅TP。

三羧酸循環(huán)是體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同通路但凡能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樘怯醒跹趸虚g產(chǎn)物的物質(zhì)均可以參加三羧酸循環(huán)。所以三羧酸循環(huán)不僅是糖完全分解的途徑和ATP生成的主要環(huán)節(jié)，也是甘油、脂肪、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化的共同通路。

是物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐

EMP-TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物可以被挪用參與生物合成。例如丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、反丁烯二酸可分別用于合成L-丙氨酸、L-谷氨酸和L-天冬氨酸；琥珀酰CoA可與甘氨酸合成卟啉環(huán)；卟啉環(huán)是血紅素、葉綠素、細(xì)胞色素等重要活性物質(zhì)的前體；乙酰CoA可用于脂肪酸的生物合成；草酸乙酸脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸，可以逆EMP途徑合成葡萄糖等。

三、磷酸戊糖途徑主要意義：產(chǎn)生5-磷酸核糖和NADPH+H+是體內(nèi)葡糖糖生成5-磷酸核糖的唯一途徑。NADPH+H+：作為供氫體參膽固醇、脂肪酸和類固醇激素的合成；維持復(fù)原型谷胱甘肽的量，保護(hù)細(xì)胞膜的完整性。第三節(jié)糖原的合成和分解合成：由葡糖糖變?yōu)樘窃倪^(guò)程；分解：肝糖原分解為葡萄糖的過(guò)程；由于肌肉中缺乏G-6-P酶，故無(wú)法分解為G。意義：迅速調(diào)整血糖濃度，維持血糖的穩(wěn)定。第四節(jié)糖異生非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑倪^(guò)程。原料：甘油、有機(jī)酸〔生糖氨基酸、丙酮酸、乳酸、TAC中羧酸〕糖異生：根本是糖酵解的逆反響。需三個(gè)酶參與跳過(guò)三步不可逆反響：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶、G-6-P酶。進(jìn)行部位主要在肝臟中進(jìn)行。另外，腎臟中也可進(jìn)行糖的異生〔尤其是較長(zhǎng)時(shí)間饑餓時(shí)腎臟糖異生作用很強(qiáng)，相當(dāng)于同重量的肝臟的水平〕。途徑5.關(guān)鍵步驟：繞過(guò)糖酵解途徑的三個(gè)不可逆反響的步驟。關(guān)鍵步驟之一：+H2OPi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖葡萄糖OHOHHOHHHOHHOHCH2OPOHOHHOHHHOHHOHCH2OH關(guān)鍵步驟之二：二磷酸果糖磷酸酯酶+H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH關(guān)鍵步驟之三：PEP羧激酶ATP+H2OADP+