1、生物化學(xué),1,生物大分子,2,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能,一、蛋白質(zhì)的分子組成元素,二、蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸 存在于自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬L-一氨基酸(除甘氨酸外)。生物界中也有D一氨基酸。 氨基酸的一般結(jié)構(gòu)式為NH2CH（R）COOH。連在COOH基團(tuán)上的C稱(chēng)為a碳原子，不同氨基酸其側(cè)鏈(R)各異。,3,三、氨基酸分類(lèi),4,四、20種氨基酸具有共同或特異的理化性質(zhì),（一）氨基酸的兩性解離,在某一p H的溶液中，氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為兼性離子，呈電中性，此時(shí)溶液的p H稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。,PHPI 陰離子。,

2、（二）紫外吸收,色氨酸（Trp）、酪氨酸（Tyr）最大吸收峰值在280nm。,5,五、氨基酸通過(guò)肽鍵連接而形成肽,氨基酸分子之間通過(guò)去水縮合形成肽鏈，NH2CH（R）CONHCH（R）COOH在相鄰兩個(gè)氨基酸之間新生的酰胺鍵稱(chēng)為肽鍵。 旺旺：韓圓圓1 ,肽鍵(CN)的鍵長(zhǎng)為0.132nm，介于C一N的單鍵長(zhǎng)(0.149nm)和雙鍵長(zhǎng)(0.127nm)之間，所以有一定程度雙鍵性能，不能自由旋轉(zhuǎn)。,NH2CH（R）CONHCH（R）COOH,6,蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),7,（一）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)特征,每隔3.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈，螺距為0.54nm； 氫鍵維持了-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定； -

3、螺旋為順時(shí)針?lè)较?，所謂右手螺旋。,8,（二）模體是具有特殊功能的超二級(jí)結(jié)構(gòu),模體是由兩個(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)特殊的空間構(gòu)象。,超二級(jí)結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)模體,9,蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu),（一）三級(jí)結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置,（二）結(jié)構(gòu)域是三級(jí)結(jié)構(gòu)層次上的局部折疊區(qū),（三）分子伴侶參與蛋白質(zhì)折疊,10,蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu),在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)含有2條或2條以上多肽鏈，才能全面地執(zhí)行功能。每一條多肽鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為亞基，亞基與亞基之間以非共價(jià)鍵相連接，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。,在四級(jí)結(jié)構(gòu)中，各亞基間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。 含有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，單獨(dú)的

4、亞基一般沒(méi)有生物學(xué)功能，只有完整的四級(jí)結(jié)構(gòu)寡聚體才有生物學(xué)功能。,11,蛋白質(zhì)的理化性質(zhì),蛋白質(zhì)的變性,在某些理化因素的作用下，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)若干理化性質(zhì)和生物學(xué)活性的改變，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性作用,一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的變性主要發(fā)生在二硫鍵和非共價(jià)鍵的破壞，不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)中氨基酸序列的改變。,蛋白質(zhì)變性后，其溶解度降低、粘度增加、結(jié)晶能力消失、生物活性喪失，易被蛋白酶水解。,若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，有些蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱(chēng)為復(fù)性。,12,核酸的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu),一、核苷酸是構(gòu)成核酸的基本組成單位,參與核苷酸組成的主要堿基有5種。屬于嘌呤類(lèi)化合

5、物的堿基有腺嘌呤(A)和鳥(niǎo)嘌呤(G)，屬于嘧啶類(lèi)化合物的堿基有胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)。,二、DNA是脫氧核苷酸通過(guò)3，5一磷酸二酯鍵連接形成的大分子,三、RNA也是具有3，5一磷酸二酯鍵的線(xiàn)性大分子,四、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)是核苷酸的排列順序：即堿基的排列順序,13,DNA的空間結(jié)構(gòu)和功能,一、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu),DNA是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu) DNA雙鏈間形成互補(bǔ)堿基對(duì)，每個(gè)螺旋含10.5個(gè)堿基對(duì) 疏水作用力和氫鍵共同維持著DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,（一）雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),14,（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性,人們將Watson和Crick提出的雙螺旋結(jié)構(gòu)稱(chēng)為B-

6、DNA或B型一DNA。 當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度降低后，雖然DNA仍然是右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)，但是它的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)已不同于B型-DNA，人們將其稱(chēng)為A型-DN A。 1979年，發(fā)現(xiàn)DNA具有左手螺旋，后來(lái)稱(chēng)為Z-DNA或Z型一DNA。,二、DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)是超螺旋結(jié)構(gòu),三、DNA是遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ),15,RNA的結(jié)構(gòu)與功能,三種主要RNA的比較：,一、mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板,mRNA占總RNA的(25)%，種類(lèi)最多，壽命最短 mRNA的5末端有7一甲基鳥(niǎo)嘌呤一三磷酸核苷結(jié)構(gòu)；3端有多聚腺苷酸 旺旺：韓圓圓1 mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板,16,17,4. mRNA的成熟過(guò)程是hnRNA的剪接過(guò)程

7、5. mRNA前體剪接的場(chǎng)所發(fā)生在剪接體； 6. 剪接體由snRNA和蛋白質(zhì)組成。,二、tRNA是蛋白質(zhì)合成的氨基酸載體,tRNA占總RNA15% tRNA含有多種稀有堿基：包括雙氫尿嘧啶(DHU)、假尿嘧啶核苷和甲基化的嘌呤 tRNA具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)：這些莖環(huán)結(jié)構(gòu)的存在，使得RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)形似三葉草 tRNA的3末端連有CCA tRNA的反密碼子能夠識(shí)別mRNA的密碼子,18,三、以rRNA為組分的核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所,rRNA是細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA，約占RN A總量的8 0以上。,19,核酸的理化性質(zhì),嘌呤和嘧啶都含有共軛雙鍵，它們的最大吸收值在260nm附近 純DNA樣品的A260A

8、280應(yīng)為1.8；而純RNA樣品的A260280應(yīng)為2.0。,一、核酸分子具有強(qiáng)烈的紫外吸收,二、DNA變性是雙鏈解離為單鏈的過(guò)程,溫度、p H、離子強(qiáng)度 氫鍵發(fā)生斷裂 旺旺：韓圓圓1 DNA變性只改變其二級(jí)結(jié)構(gòu)，不改變它的核苷酸序列 增色效應(yīng)：DNA在260nm處的吸光度隨之增加 融解溫度Tm：Tm值與其DNA長(zhǎng)短以及堿基的GC含量相關(guān)。GC的含量越高，Tm值越高；離子強(qiáng)度越高，Tm值也越高,20,21,三、變性的核酸可以復(fù)性或形成雜交雙鏈,雜化雙鏈可以在不同的DNA單鏈之間形成，可以在RNA單鏈之間形成，甚至還可以在DNA單鏈和RNA單鏈之間形成 Southern印跡、Northern印跡

9、、斑點(diǎn)印跡以及基因芯片都是利用了核酸分子雜交的原理,一、酶的分子組成中常含有輔助因子,酶的分子結(jié)構(gòu)和功能,22,二、酶的活性中心是酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位,1.必需基團(tuán)：與酶的活性密切相關(guān)的化學(xué)基團(tuán) 2.這些必需基團(tuán)在一級(jí)結(jié)構(gòu)上可能相距很遠(yuǎn)，但在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近,酶的活性中心是酶分子中具有三維結(jié)構(gòu)的區(qū)域，形成疏水“口袋”。,23,三、同工酶是催化相同化學(xué)反應(yīng)但一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的一組酶,同工酶是指催化相同化學(xué)反應(yīng)，但酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。,24,酶的工作原理,一、酶反應(yīng)特點(diǎn),（一）酶反應(yīng)具有極高的效率 （二）酶促反應(yīng)具有高度的特異性 絕對(duì)特異性 相對(duì)特異性 立體

10、異構(gòu)特異性 （三）酶促反應(yīng)具有的可調(diào)節(jié)性,二、酶比一般催化劑更有效地降低反應(yīng)活化能,25,酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué),一、底物濃度對(duì)反應(yīng)速率影響的作圖呈矩形雙曲線(xiàn),（一）米-曼方程：V=VmaxS/Km+S （二）Km值的意義 1. Km值在數(shù)值上等于酶促反應(yīng)速度達(dá)到最大反應(yīng)速度12時(shí)的底物濃度 2.表示酶蛋白分子與底物的親和力： Km值愈小，酶對(duì)底物的親和力愈大 3. Km值是酶的特性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、底物和反應(yīng)環(huán)境(如溫度、p H、離子強(qiáng)度)有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān),二、底物足夠時(shí)酶濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響呈直線(xiàn)關(guān)系,26,27,三、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響具有雙重性,酶促反應(yīng)速率最快時(shí)反應(yīng)體系的溫度稱(chēng)為酶

11、促反應(yīng)的最適溫,酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù),生化實(shí)驗(yàn)中測(cè)定酶活性時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)液的溫度,四、pH通過(guò)改變酶和底物分子解離狀態(tài)影響反應(yīng)速率,雖然不同酶的最適p H各不相同，但除少數(shù)(如，胃蛋白酶的最適p H約為1.8，肝精氨酸酶最適p H為9.8)外，動(dòng)物體內(nèi)多數(shù)酶的最適p H接近中性。,最適p H不是酶的特征性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液種類(lèi)與濃度以及酶純度等因素的影響。,酶催化活性最高時(shí)反應(yīng)體系的p H稱(chēng)為酶促反應(yīng)的最適pH。,28,五、抑制劑可逆地或不可逆地降低酶促反應(yīng)速率,(一)不可逆性抑制劑主要與酶共價(jià)結(jié)合,(二)可逆性抑制劑與酶和(或)酶一底物復(fù)合物非共價(jià)結(jié)合,（三）磺胺類(lèi)藥物

12、的化學(xué)結(jié)構(gòu)與對(duì)氨基苯甲酸相似，是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，抑制二氫葉酸合成。,29,六、激活劑可加快酶促反應(yīng)速率,激活劑大多為金屬離子；少數(shù)為陰離子；也有有機(jī)化合物，如膽汁酸鹽,大多數(shù)金屬離子激活劑對(duì)酶促反應(yīng)是不可缺少的，這類(lèi)激活劑稱(chēng)為必需激活劑,30,酶的調(diào)節(jié),酶的調(diào)節(jié),酶促反應(yīng)速率的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）,酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢調(diào)節(jié)）,變構(gòu)調(diào)節(jié),化學(xué)修飾調(diào)節(jié)：某些化學(xué)基團(tuán)與酶的共價(jià) 結(jié)合與分離,酶原的激活 實(shí)際上酶活性中心暴露的過(guò)程,酶蛋白合成的誘導(dǎo)和阻遏,酶蛋白的降解,溶酶體蛋白酶降解,依賴(lài)ATP和泛素的降解,生物化學(xué),31,物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié),糖代謝,一、糖的無(wú)氧氧化,（一）關(guān)鍵酶 （催化不可

13、逆的反應(yīng)） （1）己糖激酶(或葡萄糖激酶) （2）6-磷酸果糖激酶-1 （3）丙酮酸激酶,（二）底物水平磷酸化反應(yīng)： （1）1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 （2）磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸,（三）脫氫反應(yīng)： 3-磷酸甘油醛 1，3-二磷酸甘油酸，生成1分子NADH+H+,（四）加氫反應(yīng)：丙酮酸被還原為乳酸 所需的氫原子由NADH+H+提供，后者來(lái)自3-磷酸甘油醛的脫氫反應(yīng),32,（五）糖酵解的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)糖酵解途徑流量最重要的是6-磷酸果糖激酶-1的活性。,6-磷酸果糖激酶-1,變構(gòu)抑制劑： ATP和檸檬酸,變構(gòu)激活制劑： AMP、ADP、1，6-二磷酸果糖、2，6-二磷酸果糖（最強(qiáng)的變構(gòu)激

14、活劑）,丙酮酸激酶,變構(gòu)抑制劑： ATP,變構(gòu)激活劑： 1，6-二磷酸果糖,（六）糖酵解的生理意義,糖酵解最主要的生理意義在于迅速提供能量，這對(duì)肌收縮更為重要。,紅細(xì)胞沒(méi)有線(xiàn)粒體，完全依賴(lài)糖酵解供應(yīng)能量。,33,糖的有氧氧化,（一）葡萄糖循糖酵解途徑分解為丙酮酸,（二）丙酮酸進(jìn)入線(xiàn)粒體氧化脫羧生成乙酰CoA,（1）關(guān)鍵酶：丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 （2）輔酶：硫胺素焦磷酸酯(TPP)、硫辛酸、FAD、NAD十及CoA,（三） 三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）又稱(chēng)檸檬酸循環(huán)或Krebs循環(huán),1.關(guān)鍵酶 （催化不可逆的反應(yīng)） （1）檸檬酸合酶 （2）異檸檬酸脫氫酶 （3）-酮戊二酸脫氫酶,34,3. 四次脫氫反

15、應(yīng)： 異檸檬酸 -酮戊二酸+ NADH -酮戊二酸 琥珀酰輔酶A+ NADH 琥珀酸 延胡索酸+ FADH2 蘋(píng)果酸 草酰乙酸+ NADH,35,2.底物水平磷酸化反應(yīng)： 琥珀酰輔酶A 琥珀酸，生成GTP。,1,2,3,4,36,三、糖有氧氧化是機(jī)體獲得ATP的主要方式,一分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化分解共生成10個(gè)ATP。 若從丙酮酸脫氫開(kāi)始計(jì)算，共產(chǎn)生12.5分子ATP。 1mol的葡萄糖徹底氧化生成可凈生成30或32molATP。,四、巴斯德(Pasteur)效應(yīng)是指糖有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象,葡萄糖的其他代謝途徑,一、磷酸戊糖途徑生成NADPH和磷酸戊糖,1.關(guān)鍵酶：6一磷酸葡萄

16、糖脫氫酶 2.意義：為核酸的生物合成提供核糖；提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應(yīng),二、糖醛酸途徑可生成葡萄糖醛酸,37,糖原的合成與分解,一、糖原的合成代謝主要在肝和肌組織中進(jìn)行,UDPG可看作“活性葡萄糖”，在體內(nèi)充作葡萄糖供體 2. 糖原合酶（關(guān)鍵酶）形成-1，4糖苷鍵 3.分支酶形成-1，6一糖苷鍵,二、肝糖原分解產(chǎn)物葡萄糖可補(bǔ)充血糖,糖原磷酸化酶（關(guān)鍵酶）分解-1，4糖苷鍵，生成1-磷酸葡萄糖 脫支酶水解-1，6一糖苷鍵 葡萄糖一6一磷酸酶水解6一磷酸葡萄糖為葡萄糖 葡萄糖一6一磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補(bǔ)充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進(jìn)行糖

17、酵解或有氧氧化。,38,三、糖原的合成與分解受到彼此相反的調(diào)節(jié),糖原磷酸化酶,激活的因素：磷酸化,失活的因素：去磷酸化、血糖升高,糖原合酶,激活的因素：去磷酸化、胰島素,失活的因素：磷酸化、胰高血糖素,39,糖異生,肝臟是糖異生的主要器官。只有肝、腎能夠通過(guò)糖異生補(bǔ)充血糖。能進(jìn)行糖異生的非糖化合物主要為甘油、氨基酸、乳酸和丙酮酸等。,一、糖異生途徑不完全是糖酵解的逆反應(yīng),關(guān)鍵酶：旺旺：韓圓圓1 丙酮酸羧化酶：輔酶為生物素 果糖二磷酸1 葡萄糖-6-磷酸酶,二、糖異生的調(diào)節(jié),40,三、肌中產(chǎn)生的乳酸運(yùn)輸至肝進(jìn)行糖異生形成乳酸循環(huán),乳酸循環(huán)，也稱(chēng)Cori循環(huán),乳酸循環(huán)的生理意義就在于避免損失乳酸以

18、及防止因乳酸堆積引起酸中毒。 乳酸循環(huán)是耗能的過(guò)程，2分子乳酸異生成葡萄糖需消耗6分子ATP。,41,脂類(lèi)代謝,營(yíng)養(yǎng)必需脂酸，包括亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。它們是前列腺素(PG)、血栓烷(TX)及白三烯(LTs)等生理活性物質(zhì)的前體。,一、甘油三酯的分解代謝,（一）脂肪動(dòng)員是甘油三酯分解的起始步驟,脂肪動(dòng)員是指儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的甘油三酯，被脂酶逐步水解為游離脂酸和甘油并釋放入血的過(guò)程。,能促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素被稱(chēng)為脂解激素，如腎上腺素、胰高血糖素，促腎上腺皮質(zhì)激素及促甲狀腺激素刺激激素等。 能抑制脂肪動(dòng)員的激素被稱(chēng)為抗脂解激素，如胰島素、前列腺素E等。,游離脂肪酸不溶于水，與清蛋白結(jié)合后才能在

19、血液中運(yùn)輸。,42,（二）脂酸經(jīng)氧化分解供能,1脂酸的活化形式為脂酰COA，脂酸的活化在線(xiàn)粒體外進(jìn)行。,2. 脂酰CoA經(jīng)肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線(xiàn)粒體 脂酰肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I是脂肪酸氧化的限速酶。,脂酸氧化的最終產(chǎn)物主要是乙酰CoA 脂酸氧化的過(guò)程： （1）脫氫：在脂酰CoA脫氫酶的催化下，生成反2烯酰CoA。脫下的2 H由FAD接受生成FADH2。 （2）加水： （3）再脫氫：脫下的2 H由NAD+接受，生成NADH+H+ （4）硫解,4.脂酸氧化需要的輔酶有NAD、 FADH和輔酶A。,43,(三)酮體的生成及利用,1酮體在肝細(xì)胞中生成 合成部位為肝細(xì)胞線(xiàn)粒體。,肝細(xì)胞線(xiàn)粒體內(nèi)含有各種合成酮體的酶類(lèi)，

20、尤其是HMG CoA合成酶，因此生成酮體肝細(xì)胞特有的功能。,2. 酮體在肝外組織利用,心、腎、腦及骨骼肌的線(xiàn)粒體具有較高的琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶活性，可以分解酮體。,肝是生成酮體的器官，但不能利用酮體；肝外組織不能生成酮體，卻可以利用酮體。,3. 酮體生成的生理意義,酮體是脂酸在肝內(nèi)正常的中間代謝產(chǎn)物； 是肝輸出能源的一種形式； 溶于水，能通過(guò)血腦屏障，是腦組織的重要能源。 腦組織不能氧化脂酸，卻能利用酮體,44,二、脂酸的合成,1合成部位 肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織的胞液。,2. 合成原料 乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，主要來(lái)自葡萄糖。乙酰Co A不能自由透過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜，主要通過(guò)檸檬酸一

21、丙酮酸循環(huán)完成。,3. 脂酸合成酶系及反應(yīng)過(guò)程,（1）丙二酰CoA的合成 ：乙酰CoA羧化酶是關(guān)鍵酶，輔基為生物素，Mn2+為激活劑。 （2）脂酸合成：在高等動(dòng)物，此過(guò)程由7種酶活性都在一條多肽鏈上的多功能酶催化完成；大腸桿菌的脂酸合成酶系中，此過(guò)程在?；d體蛋白(ACP)載體上完成。,45,磷脂和膽固醇的代謝,一、甘油磷脂的合成過(guò)程,磷脂酰膽堿（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）通過(guò)1，2-甘油二酯+CDP-膽堿 / CDP-乙醇胺合成，即1，2-甘油二酯途徑； 磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸通過(guò)CDP-甘油二酯+肌醇/絲氨酸合成，即CDP-甘油二酯途徑。,二、膽固醇的代謝,1甲羥戊酸（MVA）的合

22、成：HMG CoA還原酶是合成膽固醇的限速酶,2. 鯊烯的合成,3. 膽固醇的合成,（一）膽固醇的合成過(guò)程,46,（二）膽固醇合成的調(diào)節(jié),1饑餓與飽食 饑餓與禁食可抑制肝合成膽固醇。相反，進(jìn)食高糖、高飽和脂肪 膳食后，肝HMG-CoA還原酶活性增加，膽固醇的合成增加。 2膽固醇 膽固醇可反饋抑制肝臟合成膽固醇。 3激素 胰島素和甲狀腺素增加膽固醇的合成。胰高血糖素和皮質(zhì)醇能抑制膽固醇的合成。 甲狀腺素還可促進(jìn)膽固醇在肝臟內(nèi)轉(zhuǎn)變成膽汁酸，因此甲狀腺功能亢進(jìn)時(shí)，患者血清膽固醇含量反見(jiàn)下降。 4. 日周期的影響 午夜合成最高，中午合成最少。,47,（三）膽固醇的去路,轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?膽固醇在體內(nèi)的主要

23、去路是在肝內(nèi)轉(zhuǎn)化成膽汁酸。 2. 轉(zhuǎn)化為類(lèi)固醇激素 膽固醇是腎上腺、睪丸和卵巢等內(nèi)分泌合成及分泌類(lèi)固醇激素的原料。 3轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇 在皮膚，膽固醇可被氧化為7-脫氫膽固醇，后者經(jīng)紫外線(xiàn)照射轉(zhuǎn)變成維生素D3。,48,血漿脂蛋白的代謝,一、血漿脂蛋白的運(yùn)輸形式,apoA 1是LCAT的激活劑。 LCAT由肝細(xì)胞合成，分泌入血。,（二）載脂蛋白的功能,二、載脂蛋白的功能,49,生物氧化,在氧化呼吸鏈中，參與氧化還原作用的酶和輔酶按一定順序排列在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上。旺旺：韓圓圓1 其中傳遞氫的酶或輔酶稱(chēng)之為遞氫體，傳遞電子的酶或輔酶稱(chēng)之為電子傳遞體。 而遞氫也需傳遞電子，它們都起傳遞電子的作用，所以

24、氧化呼吸鏈又稱(chēng)電子傳遞鏈。,一、氧化呼吸鏈?zhǔn)且幌盗杏须娮觽鬟f功能的氧化還原組分,（一）氧化呼吸鏈由4種具有傳遞電子能力的復(fù)合體組成,泛醌和Cytc與線(xiàn)粒體內(nèi)膜結(jié)合不緊密，極易分離，故不包含在4種酶復(fù)合體中。,（二）氧化呼吸鏈組分按氧化還原電位由低到高的順序排列,50,兩條電子傳遞鏈的順序分別為： NADH FMN 輔酶Q Cytb Cytc Cytaa3 O2； FADH2 輔酶Q Cytb Cytc Cytaa3 O2。,二、氧化磷酸化偶聯(lián)部位在復(fù)合體、內(nèi),PO比值 ： 通過(guò)NADH氧化呼吸鏈傳遞， PO比值接近3，說(shuō)明NADH氧化呼吸鏈存在3個(gè)ATP生成部位。 而琥珀酸脫氫時(shí)， PO比值接

25、近2，說(shuō)明琥珀酸氧化呼吸鏈存在2個(gè)ATP生成部位。,51,三、氧化磷酸化的調(diào)節(jié),（1）抑制劑的調(diào)節(jié)：CO、H2S、氰化物抑制電子從Cytaa3 O2。 （2）ATP濃度的調(diào)節(jié)： ADP是調(diào)節(jié)正常人體氧化磷酸化速率的主要因素。 （3）甲狀腺激素的作用：甲狀腺激素可促使ATP生成。 （4）線(xiàn)粒體DNA突變可影響機(jī)體氧化磷酸化功能。,四、胞質(zhì)中NADH通過(guò)穿梭機(jī)制進(jìn)入線(xiàn)粒體氧化呼吸鏈,1.-磷酸甘油穿梭主要存在于腦和骨骼肌中，經(jīng)FADH 2直接將2 H傳遞給泛醌進(jìn)入氧化呼吸鏈。 2.蘋(píng)果酸一天冬氨酸穿棱主要存在于肝和心肌中，經(jīng)NADH+H+進(jìn)入NADH氧化呼吸鏈。,52,氨基酸代謝,一、外源性氨基酸

26、與內(nèi)源性氨基酸組成氨基酸代謝庫(kù),消化吸收的大多數(shù)氨基酸，例如丙氨酸和芳香族氨基酸等主要在肝中分解，而支鏈氨酸的分解代謝主要在骨骼肌中進(jìn)行。,二、聯(lián)合脫氨基作用是體內(nèi)主要的脫氨基途徑,(一)氨基酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用脫去氨基,轉(zhuǎn)氨基作用由轉(zhuǎn)氨酶催化完成，其輔酶是維生素B6的磷酸酯磷酸吡哆醛。,53,(二)L谷氨酸通過(guò)L谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基,肝、腎、腦等組織廣泛存在L-谷氨酸脫氫酶； 聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨酶+L-谷氨酸脫氫酶,(三)氨基酸通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基,心肌和骨骼肌中氨基酸主要通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基。,54,三、氨的代謝,（一）體內(nèi)有毒性的氨有三個(gè)重要來(lái)源,氨基酸脫氨基作用和胺類(lèi)分解

27、均可產(chǎn)生氨； 腸道細(xì)菌腐敗作用產(chǎn)生氨； 腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來(lái)自谷氨酰胺。,（二）氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運(yùn),1.通過(guò)丙氨酸一葡萄糖循環(huán)，氨從肌肉運(yùn)往肝。,2.通過(guò)谷氨酰胺，氨從腦和肌肉等組織運(yùn)往肝或腎。,55,（三）氨在肝合成尿素是氨的主要去路,1.鳥(niǎo)氨酸循環(huán)又稱(chēng)為尿素循環(huán)或者Krebs循環(huán),2.鳥(niǎo)氨酸循環(huán)步驟,56,四、個(gè)別氨基酸的代謝,氨基丁酸(GABA),谷氨酸,鳥(niǎo)氨酸,腐胺,精脒,精胺,多胺,（抑制性神經(jīng)遞質(zhì)）,五、一碳單位,一碳單位：甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；蛠啺奔谆?。,一碳單位主要來(lái)源于絲氨酸、色氨酸、組氨酸和甘氨酸。施（絲）舍（色）一根竹（組）竿（甘）。,

28、四氫葉酸可以看作為一碳單位的載體。,57,六、含硫氨基酸的代謝,（一）含硫氨基酸包括甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。,1.S腺苷甲硫氨酸(SAM)為活性蛋氨酸，是體內(nèi)最重要的甲基供體。,2.肌酸代謝,58,59,（二）半胱氨酸代謝,1.半胱氨酸含有巰基(一SH)，胱氨酸含有二硫鍵(一S S一)，兩者可以相互轉(zhuǎn)變。,2半胱氮酸可轉(zhuǎn)變成?；撬?。,3半胱氨酸可生成活性硫酸根，即3一磷酸腺苷5一磷酸硫酸(PAPS)。,60,苯丙氨酸,苯丙氨酸羥化酶,酪氨酸,酪氨酸羥化酶,酪氨酸酶,兒茶酚胺,黑色素,缺乏,苯丙酮酸尿癥,缺乏,白化病,七、芳香族氨基酸代謝,61,八、支鏈氨基酸的代謝,支鏈氨基酸包括纈氨酸、亮

29、氨酸和異亮氨酸，它們都是營(yíng)養(yǎng)必需氨基酸。,支鏈氨基酸的分解代謝主要在骨骼肌中進(jìn)行。,62,核苷酸代謝,一、嘌呤核苷酸的合成和分解代謝,（一）嘌呤核苷酸合成代謝,63,（二）嘌呤核苷酸的分解代謝終產(chǎn)物是尿酸,AMP,GMP,次黃嘌呤,鳥(niǎo)嘌呤,黃嘌呤氧化酶,黃嘌呤,黃嘌呤氧化酶,尿酸,64,二、嘧啶核苷酸的合成和分解代謝,（一）嘧啶核苷酸合成原料,65,（二）嘧啶核苷酸合成過(guò)程,尿嘧啶核苷酸 （UMP）,UDP,UTP,CTP,還原酶,dUDP,dUMP,TMP,TMP合酶,66,（三）嘧啶核苷酸的分解代謝,67,三、核苷酸的抗代謝物,生物化學(xué),68,基因信息傳遞,基因信息的傳遞,中心法則,69,

30、DNA的生物合成,一、復(fù)制到基本規(guī)律,（一）半保留復(fù)制是DNA復(fù)制的基本特征,（二）DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸形成雙向復(fù)制,（三）DNA一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈方向相反導(dǎo)致半不連續(xù)復(fù)制,70,二、DNA復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化,(一)原核生物的DNA聚合酶分為三型： DNA-pol、,1. 3種聚合酶的相同點(diǎn)：都有5一3延長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的聚合活性 及 3一5核酸外切酶活性。,2. 聚合酶的特點(diǎn)：,DNA-pol是原核生物復(fù)制延長(zhǎng)中真正起催化作用的酶。 DNA-pol由10種亞基組成不對(duì)稱(chēng)異源二聚體。,71,3.聚合酶的特點(diǎn)：,（1）主要是對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行

31、填補(bǔ)。旺旺：韓圓圓1 ,（2）用特異的蛋白酶，可以把DNA-po l 水解為兩個(gè)片段，大片段稱(chēng)Klenow片段，具有DNA聚合酶活性和3一5核酸外切酶活性。 （3）K lenow片段是實(shí)驗(yàn)室合成DN A和進(jìn)行分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。,72,(二)真核生物的DNA聚合酶有5種： DNA-pol、,1. 5種聚合酶的相同點(diǎn)：都有5一3 核酸外切酶活性。,2. 真核生物聚合酶的不同點(diǎn)：,73,(三)原核生物復(fù)制起始點(diǎn)相關(guān)蛋白,74,（四）不同酶催化生成磷酸二酯鍵的比較,75,三、DNA生物合成過(guò)程,1.復(fù)制過(guò)程需要引物。 2.引物是由引物酶（DnaG）催化合成的短鏈RNA分子。 3.引物的作用

32、是為DNA合成提供3-OH。 4.引發(fā)體的構(gòu)成： DnaB、C、G蛋白、RNA引物和DNA的起始復(fù)制區(qū)域。,（一）原核生物的DNA生物合成,76,（二）真核生物的DNA生物合成,端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問(wèn)題,端粒是真核生物染色體線(xiàn)DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。,端粒酶由3部分組成：RNA、蛋白質(zhì)、逆轉(zhuǎn)錄酶。 端粒酶兼有提供RNA模板和催化逆轉(zhuǎn)錄的功能。,77,四、逆轉(zhuǎn)錄,逆轉(zhuǎn)錄酶有3種活性： 以RNA作模板的dNTP聚合活性； 以DNA作模板的dNTP聚合活性； RNase活性。,78,五、DNA損傷（突變）與修復(fù),（一）多種化學(xué)或物理因素可誘發(fā)突變,紫外線(xiàn)(UV)可引起DNA鏈上相鄰的兩個(gè)嘧啶堿

33、基發(fā)生共價(jià)結(jié)合，生成嘧啶二聚體。旺旺：韓圓圓1 ,（二）引起突變的分子改變類(lèi)型有多種,1.錯(cuò)配可導(dǎo)致編碼氨基酸的改變,DNA分子上的堿基錯(cuò)配又稱(chēng)為點(diǎn)突變。,舉例：,1.鐮形紅細(xì)胞貧血,6號(hào)染色體CTC,CAC,Glu（谷）,Val（纈）,2.膀胱癌,GGC,GTC,Gly（甘）,Val（纈）,79,RNA的生物合成,一、原核生物的轉(zhuǎn)錄,（一）原核生物RNA聚合酶由24個(gè)亞基組成的5聚體。旺旺：韓圓圓1 ,1.全酶：2；核心酶2 2.不同亞基的功能,80,（二）RNA聚合酶結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子上啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,1.啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合的部位。 2.原核啟動(dòng)子上游35區(qū)有TTGACA序列；10區(qū)有T

34、ATAAT序列（Pribnow盒）。,（三）原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程,1.轉(zhuǎn)錄起始需要RNA聚合酶全酶 2.原核生物的轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)時(shí)蛋白質(zhì)的翻譯也同時(shí)進(jìn)行 3.原核生物轉(zhuǎn)錄終止分為依賴(lài)p(Rho)因子與非依賴(lài)p因子兩大類(lèi),81,二、真核生物RNA的生物合成,（一）真核生物有3種DNA依賴(lài)性RNA聚合酶,82,（二）轉(zhuǎn)錄起始需要啟動(dòng)子、RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子的參與,1.轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物,2.轉(zhuǎn)錄因子,能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，稱(chēng)為反式作用因子；,反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子（TF）。,83,（三）真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象,（四）

35、真核生物的轉(zhuǎn)錄終止和加尾修飾同時(shí)進(jìn)行,84,蛋白質(zhì)的生物合成,一、蛋白質(zhì)生物合成體系,（一）mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板,1.在原核細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄生成的mRN A可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)稱(chēng)為為多順?lè)醋觤RNA，轉(zhuǎn)錄后一般不需特別加工；,85,86,1.在原核細(xì)胞中，轉(zhuǎn)錄生成的mRN A可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)稱(chēng)為多順?lè)醋觤RNA，轉(zhuǎn)錄后一般不需特別加工；,87,2.真核細(xì)胞的一個(gè)mRNA分子只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順?lè)醋觤RNA，轉(zhuǎn)錄后需要加工、成熟才能成為翻譯的模板。,88,3.在mRNA的開(kāi)放閱讀框架區(qū)，三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱(chēng)為密碼子。旺旺：韓圓圓1 ,4.遺傳密碼的特點(diǎn)：,簡(jiǎn)并性

36、： 一種氨基酸可具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的密碼子為其編碼。,方向性 旺旺：韓圓圓1 店鋪 ,連續(xù)性,通用性：從簡(jiǎn)單的病毒到高等的人類(lèi)，幾乎使用同一套遺傳密碼。,擺動(dòng)性：反密碼子與密碼子之間的配對(duì)并不嚴(yán)格遵守常見(jiàn)的堿基配對(duì)規(guī)律。,擺動(dòng)性,89,氨基酸活化,肽鏈的起始,肽鏈的伸長(zhǎng),肽鏈的終止,多肽鏈的加工和折疊,二、蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程,起始因子（IF/eIF）,延長(zhǎng)因子（EF/eEF）,釋放因子（RF/eRF）,90,91,參與原核生物翻譯的蛋白質(zhì)因子及其功能：,（一）氨基酸活化形成氨基酰一tRNA,（二）原核生物肽鏈合成過(guò)程,mRNA在小亞基上定位結(jié)合,fMet-tRNA的結(jié)合,核糖體大亞基結(jié)合,核

37、糖體大、小亞基分離,1.起始,92,IF-2,GDP,Pi,IF-1,IF-3,2.延長(zhǎng),93,進(jìn)位（注冊(cè)）、成肽（成肽于A位）、轉(zhuǎn)位,3.終止,94,（三）真核生物的肽鏈合成過(guò)程,1.起始,核糖體大、小亞基分離,Met-tRNA與核糖體小亞基結(jié)合,mRNA在小亞基上定位結(jié)合,核糖體大亞基結(jié)合,eIF,基因表達(dá)調(diào)控,一、基因表達(dá)調(diào)控的概念,（一）基因表達(dá)指轉(zhuǎn)錄和翻譯，基因表達(dá)調(diào)控的基本環(huán)節(jié)是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)。 （二）基因表達(dá)具有時(shí)間和組織特異性。 （三）在所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)的基因稱(chēng)為管家基因。 （四）有些基因的表達(dá)受到環(huán)境變化的誘導(dǎo)和阻遏。,二、原核基因表達(dá)調(diào)節(jié),（一）原核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)特點(diǎn)： 因

38、子決定RNA聚合酶識(shí)別特異性； 操縱子模型在原核基因表達(dá)調(diào)控中具有普遍性 ； 原核操縱子受到阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié),95,（二）操縱子調(diào)控模式在原核基因轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)中具有普遍性,1. 乳糖操縱子由Z、Y、A 三個(gè)結(jié)構(gòu)基因+一個(gè)操 縱序列O+一個(gè)啟動(dòng)序 列P+一個(gè)調(diào)節(jié)序列I。 2. 三個(gè)結(jié)構(gòu)基因分別編碼 -半乳糖苷酶、透酶、 乙酰基轉(zhuǎn)移酶。 3. 阻遏蛋白與O序列結(jié)合。,96,三、真核基因表達(dá)調(diào)控,（一）真核基因組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 真核基因組結(jié)構(gòu)龐大； 真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋樱?真核基因組含有大量的重復(fù)序列； 真核基因中存在非編碼序列和間隔區(qū)，故：具有不連續(xù)性。,97,（二）真核基因轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)

39、節(jié),小分子RNA對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)：旺旺：韓圓圓1 這些RNA都是非編碼RNA，包括snRNA、 snoRNA、 miRNA、 siRNA。,siRNA與miRNA的區(qū)別：,98,重組DNA技術(shù),一、重組DNA技術(shù)中常用的工具酶,99,二、基因載體,充當(dāng)克隆載體的DNA分子有：質(zhì)粒、噬菌體和病毒DNA以及柯斯質(zhì)粒、酵母人工染色體載體等。,質(zhì)粒是存在于細(xì)菌染色體外的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子； 能在宿主細(xì)胞獨(dú)立自主地進(jìn)行復(fù)制； 質(zhì)粒攜帶有某些遺傳信息，如對(duì)某些抗生素的抗性。,100,101,三、常用的分子生物學(xué)技術(shù),1、印跡技術(shù)： DNA印跡技術(shù)：Southern； RNA印跡技術(shù)：Northern； 蛋白質(zhì)印跡技術(shù)：Western。 2、聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）大量擴(kuò)增DNA。,3、蛋白質(zhì)相互作用的研究技術(shù)： 標(biāo)簽蛋白沉淀（GST-pull down） 酵