生物化学复习资料

1、糖代谢糖的无氧酵解：糖的无氧酵解是指葡萄糖在无氧条件下分解生成乳酸并释放出能量的过程。其全部反应过程在胞液中进行，代谢的终产物为乳酸，一分子葡萄糖经无氧酵解可净生成两分子ATP。糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：1 .活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖（FBP）,即葡萄糖- 6-磷酸葡萄糖一 6-磷酸果糖一 1,6-双磷酸果糖（F-1,6-BP）。这一阶段需消耗两分子 ATP,己糖激酶（肝中为葡萄糖激酶）和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶。2 .裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子F-1,6-BP裂解为两分子3-磷酸甘油醛，包括两步反应： F-1,6-BP 一磷酸

2、二羟丙酮 + 3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮一 3-磷酸甘油醛。3 .放能（丙酮酸的生成）：3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸， 包括五步反应：3-磷酸甘油醛一 1,3-二磷酸甘油酸一 3-磷酸甘油酸一 2-磷酸甘油酸一磷酸烯 醇式丙酮酸一丙酮酸。此阶段有两次底物水平磷酸化的放能反应，共可生成2X2=4分子ATP。丙酮酸激酶为关键酶。4 .还原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH,使NADH重新氧化为NAD+。即丙酮酸一乳酸。 三、糖无氧酵解的调节：主要是对三个关键酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶进行调节。己糖激酶的变构抑

3、制剂是G-6-P;肝中的葡萄糖激酶是调节肝细胞对葡萄糖吸收的主要因素，受长链脂酰 CoA的反馈抑制；6-磷酸果糖激酶-1是调节糖酵解代谢途径流量的主要 因素，受ATP和柠檬酸的变构抑制，AMP、ADP、1,6-双磷酸果糖和2,6-双磷酸果糖的变构激活；丙酮酸激酶受 1,6-双磷酸果糖的变构激活，受ATP的变构抑制，肝中还受到丙氨酸的变构抑制。四、糖无氧酵解的生理意义：1 .在无氧和缺氧条件下，作为糖分解供能的补充途径： 骨骼肌在剧烈运动时的相对缺氧；从平原进入高原初期；严重贫血、大量失血、呼吸障碍、肺及心血管疾患所致缺氧。2 .在有氧条件下，作为某些组织细胞主要的供能途径：如表皮细胞，红细胞及

4、视网膜等， 由于无线粒体，故只能通过无氧酵解供能。糖的有氧氧化：葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成C2O和H2O,并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化。绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞胞液和线粒体内进行，一分子葡萄糖彻底氧化分解可产生 36/38分子ATP。糖的有氧氧化代谢途径可分 为三个阶段：1 .葡萄糖经酵解途径生成丙酮酸：此阶段在细胞胞液中进行，与糖的无氧酵解途径相同，涉及的关键酶也相同。一分子葡萄糖分解后生成两分子丙酮酸，两分子（ NADH+H+ ）并净生成2分子ATP。NADH在有氧条件 下可进入线粒体产能，共可得到2X2或2X3分子ATP。故第一阶段

5、可净生成 6/8分子ATP2 .丙酮酸氧化脱竣生成乙酰CoA:丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸脱氢酶系的催化下氧化脱竣生成（ NADH+H+ ）和乙酰CoA。此阶段可由两分子（NADH+H+ ）产生2X3分子ATP。丙酮酸脱氢酶系为关键酶，该酶由三种酶单体构成，涉及六种辅助因 子，即 NAD+、FAD、CoA、TPP、硫辛酸和 Mg2+ 。3 .经三竣酸循环彻底氧化分解：生成的乙酰CoA可进入三竣酸循环彻底氧化分解为CO2和H2O,并释放能量合成 ATP。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成 12分子ATP,故此阶段可生成 2X12=24分子ATP。 三竣酸循环是指在线粒体中，乙酰CoA首先与草酰乙酸

6、缩合生成柠檬酸，然后经过一系列的代谢反应，乙酰基被氧化分解， 而草酰乙酸再生的循环反应过程。这一循环反应过程又称为柠檬酸循环或Krebs循环。三竣酸循环由八步反应构成：草酰乙酸+乙酰CoA一柠檬酸一异柠檬酸一 “-酮戊二酸一琥珀酰CoA一琥珀酸一延胡索酸一苹果酸一草酰乙酸。三竣酸循环的特点：循环反应在线粒体中进行，为不可逆反应。每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。循环的中间产物既不能通过此循环反应生成，也不被此循环反应所消耗。循环中有两次脱竣反应，生成两分子 CO2。循环中有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。循环中有一次直接产能反应，生成一分子GTP

7、。三竣酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和生酮戊二酸脱氢酶系，且“-酮戊二酸脱氢酶系的结构与丙酮酸脱氢酶系相似，辅助因子完全相同。 六、糖有氧氧化的生理意义：1 .是糖在体内分解供能的主要途径：生成的ATP数目远远多于糖的无氧酵解生成的ATP数目； 机体内大多数组织细胞均通过此途径氧化供能。2 .是糖、脂、蛋白质氧化供能的共同途径：糖、脂、蛋白质的分解产物主要经此途径彻底 氧化分解供能。3 .是糖、脂、蛋白质相互转变的枢纽：有氧氧化途径中的中间代谢物可以由糖、脂、蛋白 质分解产生，某些中间代谢物也可以由此途径逆行而相互转变。七、有氧氧化的调节和巴斯德效应：丙酮酸脱氢酶系受乙酰 CoA、

8、ATP和NADH的变构抑制，受 AMP、ADP和NAD+的变构激 活。异柠檬酸脱氢酶是调节三竣酸循环流量的主要因素，ATP是其变构抑制剂，AMP和ADP是其变构激活剂。巴斯德效应：糖的有氧氧化可以抑制糖的无氧酵解的现象。有氧时，由于酵解产生的NADH和丙酮酸进入线粒体而产能，故糖的无氧酵解受抑制。磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途彳是指从 G-6-P脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物， 然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。该旁路途径的起始物是G-6-P,返回的代谢产物是 3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，其重要的中间代谢产物是5-磷酸核糖和NADPHo整个代谢途径在胞液中

9、进行。关键酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶。磷酸戊糖途径的生理意义：1 .是体内生成NADPH的主要代谢途径：NADPH在体内可用于： 作为供氢体，参与体内 的合成代谢：如参与合成脂肪酸、胆固醇等。参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶，参与对代谢物的羟化。 维持疏基酶的活性。使氧化型谷胱甘肽还原。维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病，表现为溶血性贫血。2 .是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：体内合成核甘酸和核酸所需的核糖或脱氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，其生成方式可以由G-6-P脱氢脱竣生成，也可以由 3-磷酸甘油醛和F-6-P经基团转移的逆反应生成。糖原的合成与分

10、解：糖原是由许多葡萄糖分子聚合而成的带有分支的高分子多糖类化合物。糖原分子的直链部分借“-1,4-糖昔键而将葡萄糖残基连接起来，其支链部分则是借 a-1,6-糖昔键而形成分支。 糖原是一种无还原性的多糖。糖原的合成与分解代谢主要发生在肝、肾和肌肉组织细胞的胞液中。1 .糖原的合成代谢：糖原合成的反应过程可分为三个阶段。活化：由葡萄糖生成尿昔二磷酸葡萄糖：葡萄糖-6-磷酸葡萄糖-1-磷酸葡萄糖-UDPG。此阶段需使用UTP,并消耗相当于两分子的 ATP。缩合：在糖原合酶催化下，UDPG所带的葡萄糖残基通过a-1,4-糖昔键与原有糖原分子的非还原端相连，使糖链延长。糖原合酶是糖原合成的关键酶。分支

11、：当直链长度达 12个葡萄糖残基以上时，在分支酶的催化下，将距末端67个葡萄糖残基组成的寡糖链由 a-1,4-糖昔键转变为a-1,6-糖昔键，使糖原出现分支，同时非还原 端增加。2 .糖原的分解代谢：糖原的分解代谢可分为三个阶段，是一非耗能过程。水解：糖原一 1-磷酸葡萄糖。此阶段的关键酶是糖原磷酸化酶，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-磷酸葡萄糖一葡萄糖。此过程只能在肝和肾进行。糖原合成与分解的生理意义：1 .贮存能量：葡萄糖可以糖原的形式贮存。2 .调节血糖浓度：血糖浓度高时可合成糖原，浓度低时可分解糖原来补充血糖。3 .利用乳酸：肝中可经糖异生途径利用糖

12、无氧酵解产生的乳酸来合成糖原。这就是肝糖原 合成的三碳途径或间接途径。糖异生：由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。该代谢途径主要存在于肝及肾中。 糖异生主要沿酵解途径逆行，但由于有三步反应（己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶）为不可逆反应，故需经另外的反应绕行。1. G-6-P - G:由葡萄糖-6-磷酸酶催化进行水解，该酶是糖异生的关键酶之一，不存在于 肌肉组织中，故肌肉组织不能生成自由葡萄糖。2. F-1,6-BP - F-6-P:由果糖1,6-二磷酸酶-1催化进行水解，该酶也是糖异生的关键酶之 "o3. 丙酮酸 一磷酸烯醇式丙酮酸：经由丙酮酸竣化支路完成，即丙酮酸

13、进入线粒体，在丙 酮酸竣化酶（需生物素）的催化下生成草酰乙酸，后者转变为苹果酸穿出线粒体并回复为草 酰乙酸，再在磷酸烯醇式丙酮酸竣激酶的催化下转变为磷酸烯醇式丙酮酸，这两个酶都是关键酶。糖异生的原料主要来自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。十三、糖异生的生理意义：1 .在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定：在较长时间饥饿的情况下，机体需要靠糖异生 作用生成葡萄糖以维持血糖浓度的相对恒定。2 .回收乳酸分子中的能量：由于乳酸主要是在肌肉组织经糖的无氧酵解产生，但肌肉组织 糖异生作用很弱，且不能生成自由葡萄糖，故需将产生的乳酸转运至肝脏重新生成葡萄糖后 再加以利用。葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸

14、，可经血循环转运至肝脏，再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，这一循环过程就称为乳酸循环 （Cori循环）。3 .维持酸碱平衡：肾脏中生成的“-酮戊二酸可转变为草酰乙酸，然后经糖异生途径生成葡萄糖，这一过程可促进肾脏中的谷氨酰胺脱氨基，生成NH3,后者可用于中和 H+ ,故有利于维持酸碱平衡。脂类代谢甘油三酯的分解代谢：1 .脂肪动员：贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。激素敏感脂肪酶（ HSL）是脂肪动 员的关键酶。HSL的激活剂是肾上腺素、去甲肾上腺素和胰高血糖素；抑制剂是胰岛素、前 列腺素E

15、2和烟酸。脂肪动员的过程为：激素 +膜受体一腺甘酸环化酶T - cAMPT 一蛋白激酶T 一激素敏感脂 肪酶（HSL,甘油三酯酶）T 一甘油三酯分解T。脂肪动员的结果是生成三分子的自由脂肪酸（FFA）和一分子的甘油。脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白结合成为复合体再转运，甘油则转运至肝脏再磷酸化为3-磷酸甘油后进行代谢。2 .脂肪酸的3氧化：体内大多数的组织细胞均可以此途径氧化利用脂肪酸。其代谢反应过 程可分为三个阶段：（1）活化：在线粒体外膜或内质网进行此反应过程。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，需消耗两分子ATP。（2）进入：借助于两种肉碱脂肪酰转移酶

16、（酶I和酶n）催化的移换反应，脂酰CoA由肉碱（肉毒碱）携带进入线粒体。肉碱脂肪酰转移酶I是脂肪酸3氧化的关键酶。 伊氧化：由四个连续的酶促反应组成： 脱氢：脂肪酰 CoA在脂月酰CoA脱氢酶的催 化下，生成FADH2和“，-箭脂月酰CoAo 水化：在水化酶的催化下，生成L-3羟脂肪酰CoA。 再脱氢：在L-3羟脂肪酰CoA脱氢酶的催化下，生成伊酮脂肪酰CoA和NADH+H+ 。硫解：在硫解酶的催化下，分解生成 1分子乙酰CoA和1分子减少了两个碳原 子的脂肪酰CoAo后者可继续氧化分解，直至全部分解为乙酰CoAo3 .三竣酸循环：生成的乙酰 CoA进入三竣酸循环彻底氧化分解。三、脂肪酸氧化分

17、解时的能量释放：以16C的软脂酸为例来计算，则生成 ATP的数目为：一分子软脂酸可经七次3氧化全部分解为八分子乙酰 CoA,故 伊氧化可得5X7=35分子ATP,八分子乙酰 CoA可得12X8=96 分子ATP,故一共可得131分子ATP,减去活化时消耗的两分子 ATP,故软脂酸可净生成1 29分子ATP。对于偶数碳原子的长链脂肪酸，可按下式计算：ATP净生成数目=（碳原子数+2 -1） X5+ （碳原子数+2） X12 -2。酮体的生成及利用：脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、伊羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。1 .酮体的生成：酮体主要在肝脏的线粒体中生成，其合成原料为乙酰C

18、oA,关键酶是HMG-CoA合成酶。其过程为：乙酰 CoA一乙酰乙酰 CoA HMG-CoA一乙酰乙酸。生成的乙酰乙酸再通过加氢 反应转变为 伊羟丁酸或经自发脱竣生成丙酮。2 .酮体的利用：利用酮体的酶有两种，即琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中，不消耗 ATP）和乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体 中，需消耗2分子ATP）。其氧化利用酮体的过程为：伊羟丁酸一乙酰乙酸一乙酰乙酰CoA一乙酰CoA一三竣酸循环。3 .酮体生成及利用的生理意义：（1）在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式：由于酮体的分子较小，故被肝外组织 氧化利用，成为肝脏向肝外组织输出

19、能源的一种形式。（2）在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源：在长期饥饿或某些疾病情 况下，由于葡萄糖供应不足，心、脑等器官也可转变来利用酮体氧化分解供能。甘油三酯的合成代谢：肝脏、小肠和脂肪组织是主要的合成脂肪的组织器官，其合成的亚细胞部位主要在胞液。脂肪合成时，首先需要合成长链脂肪酸和3-磷酸甘油，然后再将二者缩合起来形成甘油三酯（脂肪）。1 .脂肪酸的合成：脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后产生的乙酰CoA,其合成过程由胞液中的脂肪酸合成酶系催化，不是伊氧化过程的逆反应。脂肪酸合成的直接产物是软脂酸，然后再将其加工成其他种类的脂肪酸。乙酰CoA转运出线粒体：线粒体内产生的乙

20、酰 CoA,与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，穿过 线粒体内膜进入胞液， 裂解后重新生成乙酰 CoA,产生的草酰乙酸转变为丙酮酸后重新进入 线粒体，这一过程称为柠檬酸 -丙酮酸穿梭作用。丙二酸单酰 CoA的合成：在乙酰 CoA竣化酶（需生物素）的催化下，将乙酰 CoA竣化为 丙二酸单酰CoAo乙酰CoA竣化酶是脂肪酸合成的关键酶，属于变构酶，其活性受柠檬酸 和异柠檬酸的变构激活，受长链脂酰CoA的变构抑制。脂肪酸合成循环：脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一类似于伊氧化逆反应的循环反应过程，即缩合一加氢一脱水一再加氢。所需氢原子来源于 NADPH,故对磷酸戊糖旁路有依赖。每经过一次循环反应， 延长两个碳

21、原子。但该循环反应过程由胞液中的脂肪酸合成酶 系所催化。脂肪酸合成酶系在低等生物中是一种由一分子脂酰基载体蛋白（ACP）和七种酶单体所构成的多酶复合体；但在高等动物中，则是由一条多肽链构成的多功能酶， 通常以二聚体形式存 在，每个亚基都含有一 ACP结构域。软脂酸的碳链延长和不饱和脂肪酸的生成：此过程在线粒体/微粒体内进行。使用丙二酸单酰CoA与软脂酰CoA缩合，使碳链延长，最长可达二十四碳。不饱和键由脂类加氧酶系 催化形成。2 . 3-磷酸甘油的生成：合成甘油三酯所需的3-磷酸甘油主要由下列两条途径生成：由糖代谢生成（脂肪细胞、肝脏）：磷酸二羟丙酮加氢生成 3-磷酸甘油。由脂肪动员生成（肝）

22、： 脂肪动员生成的甘油转运至肝脏经磷酸化后生成3-磷酸甘油。3 .甘油三酯的合成：2 X脂酰CoA + 3-磷酸甘油 一磷脂酸 一甘油三酯。胆固醇的代谢：胆固醇的基本结构为环戊烷多氢菲。胆固醇的酯化在C3位羟基上进行，由两种不同的酶催化。存在于血浆中的是卵磷脂胆固醇酰基转移酶（ LCAT）,而主要存在于组织细胞中的是 脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶（ACAT）。1 .胆固醇的合成：胆固醇合成部位主要是在肝脏和小肠的胞液和微粒体。其合成所需原料为乙酰CoA。每合成一分子的胆固醇需 18分子乙酰CoA, 54分子ATP和10分子NADPH。 乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA）:此过程在胞液和微粒体

23、进行。 2X乙酰CoA一乙酰 乙酰CoAfHMG-CoAfMVA。HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的关键酶。甲羟戊酸缩合生成鲨烯：此过程在胞液和微粒体进行。MVA 一二甲丙烯焦磷酸一焦磷酸法 呢酯一鲨烯。鲨烯环化为胆固醇：此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白（SCP）上，由微粒体酶进行催化，经一系列反应环化为27碳胆固醇。2 .胆固醇合成的调节： 各种调节因素通过对胆固醇合成的关键酶一一HMG-CoA还原酶活性的影响，来调节胆固醇合成的速度和合成量。膳食因素：饥饿或禁食可抑制 HMG-CoA还原酶的活性，从而使胆固醇的合成减少；反之，摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，HMG-CoA活性增

24、加而导致胆固醇合成增多。胆固醇及其衍生物：胆固醇可反馈抑制HMG-CoA还原酶的活性。胆固醇的某些氧化物，如7 3-羟胆固醇，25-羟胆固醇等也可抑制该酶的活性。激素：胰岛素和甲状腺激素可通过诱导该酶的合成而使酶活性增加；而胰高血糖素和糖皮质激素则可抑制该酶的活性。3 .胆固醇的转化：胆固醇主要通过转化作用，转变为其他化合物再进行代谢，或经粪便直 接排出体外。转化为胆汁酸：正常人每天合成的胆汁酸中有2/5通过转化为胆汁酸。初级胆汁酸是以胆固醇为原料在肝脏中合成的，合成的关键酶是7 a-羟化酶。主要的初级胆汁酸是胆酸和鹅脱氧胆酸。初级胆汁酸通常在其竣酸侧链上结合有一分子甘氨酸或牛磺酸，从而形成结

25、合型初级胆汁酸，如甘氨胆酸，甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸。次级胆汁酸是在肠道细菌的作用下生成的。主要的次级胆汁酸是脱氧胆酸和石胆酸。转化为类固醇激素：肾上腺皮质球状带可合成醛固酮， 又称盐皮质激素，可调节水盐代谢； 肾上腺皮质束状带可合成皮质醇和皮质酮，合称为糖皮质激素，可调节糖代谢。性激素主要有睾酮、孕酮和雌二醇。转化为维生素 D3:胆固醇经7位脱氢而转变为7-脱氢胆固醇，后者在紫外光的照射下，B环发生断裂，生成 Vit-D3。Vit-D3在肝脏羟化为25- （OH） D3,再在肾脏被羟化为 1,25- （OH）2 D3。1,25-（OH）2 D3 为活性维生素 D3。第七章生物

26、氧化线粒体外NADH的穿梭：胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脱氢，均可产生NADH。这些NADH可经穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，产生 H2O和ATP。1 .磷酸甘油穿梭系统：这一系统以3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体，在两种不同的“-磷酸甘油脱氢酶的催化下，将胞液中NADH的氢原子带入线粒体中，交给 FAD,再沿琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，如 NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体， 则只得到2分子ATP。2 .苹果酸穿梭系统： 此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体，在苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的 催化下。将胞液中 NADH的氢原子带入线粒体交给 NAD+ ,再沿NADH氧化呼吸链进行

27、氧 化磷酸化。因此，经此穿梭系统带入一对氢原子可生成3分子ATP。第八章氨基酸代谢3 .必需氨基酸与非必需氨基酸：体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨基酸称为必需氨基酸。反之，体内能够自行合成，不必由食物供给的氨基酸就称为非必需氨基酸。必需氨基酸一共有八种：赖氨酸（ Lys）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸（Me t）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、缴氨酸（Val）。酪氨酸和半胱氨 酸必需以必需氨基酸为原料来合成，故被称为半必需氨基酸。三、氨基酸的脱氨基作用：氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化脱氨基，联合脱氨基和非氧化脱氨基。1 .氧化脱氨基：反应过

28、程包括脱氢和水解两步，反应主要由L-氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢酶所催化。L-氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶，该酶在人体内作用不大。谷氨酸脱氢酶是一 种不需氧脱氢酶，以 NAD+或NADP+为辅酶。该酶作用较大，属于变构酶，其活性受ATP,GTP的抑制，受 ADP, GDP的激活。2 .转氨基作用：由转氨酶催化，将“-氨基酸的氨基转移到 “-酮酸酮基的位置上，生成相应的旧氨基酸，而原来的 “-氨基酸则转变为相应的a-酮酸。转氨酶以磷酸口比哆醛 （胺）为辅酶。转氨基作用可以在各种氨基酸与“-酮酸之间普遍进行。除 Gly, Lys, Thr, Pro外，均可参加转氨基作用。较为重要的转氨酶有：丙氨酸氨基

29、转移酶（ALT）,又称为谷丙转氨酶（GPT）。催化丙氨酸与 a-酮戊二酸之 间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。天冬氨酸氨基转移酶（AST）,又称为谷草转氨酶（GOT）。催化天冬氨酸与 a-酮戊二 酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。3 .联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧 化为a-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱 氨基的方式。4 .喋吟核甘酸循环（PNC）:这是存在于骨骼肌和心肌中的一种特

30、殊的联合脱氨基作用方 式。在骨骼肌和心肌中，腺甘酸脱氨酶的活性较高，该酶可催化AMP脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成喋吟核甘酸循环的脱氨基作用。a-酮酸的代谢：1 .再氨基化为氨基酸。2 .转变为糖或脂：某些氨基酸脱氨基后生成糖异生途径的中间代谢物，故可经糖异生途径 生成葡萄糖，这些氨基酸称为生糖氨基酸。个别氨基酸如Leu, Lys,经代谢后只能生成乙酰CoA或乙酰乙酰CoA,再转变为脂或酮体，故称为生酮氨基酸。而Phe, Tyr, Ile , Thr,Trp经分解后的产物一部分可生成葡萄糖，另一部分则生成乙酰CoA,故称为生糖兼生酮氨基酸。3 .氧化供能：进入三竣酸循环彻底氧化分解供

31、能。 五、氨的代谢：1 .血氨的来源与去路：血氨的来源：由肠道吸收；氨基酸脱氨基；氨基酸的酰胺基水解；其他含氮物的分解。血氨的去路：在肝脏转变为尿素；合成氨基酸；合成其他含氮物；合成天冬酰胺和谷氨酰胺；直接排出。2 .氨在血中的转运：氨在血液循环中的转运，需以无毒的形式进行，如生成丙氨酸或谷氨 酰胺等，将氨转运至肝脏或肾脏进行代谢。丙氨酸-葡萄糖循环：肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转 运至肝脏再脱氨基，生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分 解产生丙酮酸，这一循环过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环。谷氨酰胺的运氨作用：肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌在谷

32、氨酰胺合成酶的催化下，合成谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形式将氨基经血液循环带到肝脏，再由谷氨酰胺酶将其分解，产生的氨即可用于合成尿素。因此，谷氨酰胺对氨具有运输、贮存和解毒作用。3 .鸟氨酸循环与尿素的合成：体内氨的主要代谢去路是用于合成尿素。合成尿素的主要器官是肝脏，但在肾及脑中也可少量合成。尿素合成是经鸟氨酸循环的反应过程来完成，催化这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。其主要反应过程如下：NH3+CO2+2ATP 一氨基甲酰磷酸一月瓜氨酸一精氨酸代琥珀酸一精氨酸一尿素+鸟氨酸。尿素合成的特点：合成主要在肝脏的线粒体和胞液中进行；合成一分子尿素需消耗四分子ATP ；精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的关

33、键酶；尿素分子中的两个氮原子，一个来源于NH3, 一个来源于天冬氨酸。核甘酸代谢喋吟核甘酸的合成代谢：1 .从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等,逐步合成喋吟核甘酸的过程称为从头合成途径。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。喋吟环中各原子分别来自下列前体物质：Asp N1; N10-CHO FH4 一 C2 ; Gln 一 N3和 N9 ; CO2 一 C6 ; N5,N10=CH-FH4 一 C8 ; Gly 一 C4、C5 和 N7。合成过程可分为三个阶段： 次黄喋吟核甘酸的合成：在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗 ATP,由5'-磷

34、酸核糖 合成PRPP（1'-焦磷酸-5'-磷酸核糖）。然后再经过大约 10步反应，合成第一个喋吟核甘酸 一 一次黄甘酸（IMP）。 腺甘酸及鸟甘酸的合成：IMP在腺甘酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基 合成腺甘酸代琥珀酸（AMP-S）,然后裂解产生 AMP; IMP也可在IMP脱氢酶的催化下， 以NAD+为受氢体，脱氢氧化为黄甘酸（ XMP）,后者再在鸟甘酸合成酶催化下，由谷氨酰 胺提供氨基合成鸟甘酸（GMP）。三磷酸喋吟核昔的合成：AMP/GMP被进一步磷酸化，最后生成 ATP/GTP,作为合成RNA的原料。ADP/GDP则可在核糖核甘酸还原酶的催化下，脱氧生成dA

35、DP/dGDP ,然后再磷酸化为dATP/dGTP ,作为合成 DNA的原料。2 .补救合成途径：又称再利用合成途径。指利用分解代谢产生的自由喋吟碱合成喋吟核甘 酸的过程。这一途径可在大多数组织细胞中进行。其反应为： A + PRPP AMP; G/I + PRPP f GMP/IMP。3 .抗代谢药物对喋吟核甘酸合成的抑制：能够抑制喋吟核甘酸合成的一些抗代谢药物，通 常是属于喋吟、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制喋吟核甘酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。在临床上应用较多的喋吟核甘酸类似物主 要是6-疏基喋吟（6-MP） 。6-MP的化学结构与次黄喋吟类似，

36、因而可以抑制IMP转变为AMP或GMP,从而干扰喋吟核甘酸的合成。喋吟核甘酸的分解代谢：喋吟核甘酸的分解首先是在核甘酸酶的催化下，脱去磷酸生成喋吟核甘，然后再在核昔酶的催化下分解生成喋吟碱， 最后产生的I和X经黄喋吟氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。痛风症患者由于体内喋吟核甘酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。可用别喋吟醇予以治疗。喀咤核甘酸的合成代谢：1.从头合成途径：指利用一些简单的前体物逐步合成喀咤核甘酸的过程。该过程主要在肝 脏的胞液中进行。喀咤环中各原子分别来自下列前体物：CO2-C2 ; Gln-N3 ;

37、Asp -C4、C5、C6、N1。喀咤核甘酸的主要合成步骤为：尿甘酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶H的催化下，以 Gln, CO2, ATP等为原料合成氨 基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸转氨甲酰酶的催化下， 转移一分子天冬氨酸， 从而合成氨甲酰 天冬氨酸，然后再经脱氢、脱竣、环化等反应，合成第一个喀咤核甘酸，即UMP。胞甘酸的合成：UMP经磷酸化后生成 UTP,再在胞甘酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基转变为CTP。脱氧喀咤核甘酸的合成： CTPfCD- dCDPfdCTP。dCDPfdCMP-dUMP fdTMP 一dTDPdTTP。胸甘酸合成酶催化 dUMP甲基化，甲基供体为 N5,N10-亚甲

38、基四氢叶酸。 2.补救合成途径：由分解代谢产生的喀咤/喀咤核昔转变为喀咤核甘酸的过程称为补救合成 途径。以喀咤核昔的补救合成途径较重要。主要反应为：UR/CR + ATP - UMP/CMP; TdR + ATP dTMPo3.抗代谢药物对喀咤核甘酸合成的抑制：能够抑制喀咤核甘酸合成的抗代谢药物也是一些喀咤核甘酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制喀咤核甘酸的合成。主要的抗代谢药物是5-氟尿喀咤（5-FU）。5-FU在体内可转变为 F-dUMP ,其结构与dUMP相似，可 竞争性抑制胸背酸合成酶的活性，从而抑制胸背酸的合成。喀咤核甘酸的分解代谢：喀咤核甘酸可首先在核甘酸酶和核甘磷酸化酶的

39、催化下，除去磷酸和核糖，产生的喀咤碱可在体内进一步分解代谢。 不同的喀咤碱其分解代谢的产物不同，其降解过程主要在肝脏进行。胞喀咤和尿喀咤降解的终产物为(3丙氨酸+ NH3 + CO2 );胸腺喀咤降解的终产物为(伊氨基异丁酸 + NH3 + CO2 )。DNA的生物合成一、遗传学的中心法则和反中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质 分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。但在少数RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA中。因此，在这些生物体中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代；通

40、过反转录将遗传信息传递给DNA,再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。DNA复制的特点：1 .半保留复制：DNA在复制时，以亲代 DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链 子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代 DNA链，这种现象称为 DNA的半保留复制(s emiconservative replication) 。DNA 以半保留方式进行复制，是在 1958 年由 M. Meselson 和F. Stahl所完成的实验所证明。2 .有一定的复制起始点：DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核甘酸排列顺序的片段，即复制起始点(复制子)

41、。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在 真核生物中则为多个。3 .需要引物(primer) : DNA聚合酶必须以一段具有 3'端自由羟基(3'-OH )的RNA作为引 物，才能开始聚合子代 DNA链。RNA引物的大小，在原核生物中通常为 50100个核甘酸， 而在真核生物中约为 10个核甘酸。4 .双向复制：DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。但在低等生物中，也可进行单向复制。5 .半不连续复制：由于 DNA聚合酶只能以5'-3'方向聚合子代 DNA链，因此两条亲代 DN A链作为模板聚合子代 DNA链时的方式是不同的。以3'一5

42、'方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的，这一条链被称为领头链(leading strand)。而以5'一 3'方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的，这条链被称为随从链(laggingstrand)。DNA在复制时，由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。冈崎片段的大小，在原核生物中约为10002000个核甘酸，而在真核生物中约为100个核甘酸。DNA复制的条件：1 .底物：以四种脱氧核糖核酸 (deoxynucleotide triphosphate)为底物，即dATP, dGTP, d

43、CTP, dTTPo2 .模板(template):以亲代DNA的两股链解开后，分别作为模板进行复制。3 .引发体(primosome)和RNA引物(primer):引发体由引发前体与引物酶( primase )组装 而成。引发前体是由若干蛋白因子聚合而成的复合体；引物酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶(DDRP)。4 . DNA 聚合酶(DNA dependent DNA polymerase, DDDP):种类和生理功能： 在原核生物中，目前发现的DNA聚合酶有三种，分别命名为 DNA聚合 酶I ( pol I) , DNA聚合酶n ( pol n) , DNA聚合酶出(pol出)，这

44、三种酶都属于具 有多种酶活性的多功能酶。pol I为单一肽链的大分子蛋白质，具有5'- 3'聚合酶活性、3'一5外切酶活性和5'-3'外切酶的活性；其功能主要是去除引物、填补缺口以及修复损伤。pol n具有5'3'聚合酶活性和3'5'外切酶活性，其功能 不明。polm是由十种亚基组成 的不对称二聚体，具有 5' 3'聚合酶活性和3'5'外切酶活性，与 DNA复制功能有关。在真核生物中，目前发现的DNA聚合酶有五种。其中，参与染色体 DNA复制的是pol “(延 长随从链)和pol 8 (延长

45、领头链)，参与线粒体 DNA复制的是pol飞,pol e与DNA损伤 修复、校读和填补缺口有关， pol 3只在其他聚合酶无活性时才发挥作用。DNA复制的保真性：为了保证遗传的稳定，DNA的复制必须具有高保真性。DNA复制时的保真性主要与下列因素有关：遵守严格的碱基配对规律；在复制时对碱基的正确选择；对复制过程中出现的错误及时进行校正。5 . DNA连接酶(DNA ligase): DNA连接酶可催化两段 DNA片段之间磷酸二酯键的形成， 而使两段DNA连接起来。该酶催化的条件是：需一段DNA片段具有3'-OH,而另一段D NA片段具有5'-Pi基； 未封闭的缺口位于双链DNA中，即其中有一条链是完整的；需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由 ATP供能。6 .单链 DNA 结合蛋白(single strand binding protein, SSB):又称螺旋反稳蛋白 (HDP)。 这是一些能够与单链 DNA结合的蛋白质因子。其作用为：稳定单链DNA,便于以其为模板复制子代DNA;保护单链DNA,避免核酸酶的降解。7 .解螺旋酶(unwinding enzyme):又称解链酶或 rep蛋白，是用于解开 DNA双链的酶 蛋白，每解开一对碱