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文档简介
1、总 复 习蛋白质的结构与功能蛋白质的分子组成蛋白质的分子结构蛋白质的理化性质及其应用蛋白质结构与功能的关系空间结构一级结构一级结构与功能一级结构决定空间结构 结构相似功能相似或相同 结构改变功能改变 空间结构决定生物学功能,结构破坏功能丧失。举例:变性、变构空间结构与功能元素组成特点、氨基酸(分类、理化性质)肽键概念化学键三级结构二级结构四级结构概念形式化学键模体概念、化学键结构域亚基第一章 蛋白质的结构和功能第一节 蛋白质的分子组成一、元素组成C、O、N、 H、 S(主要)特点:蛋白质含氮量平均为16%,可用 于蛋白质定量。蛋白质含量(g/100g)=含氮量(g/100g) 6.25二、蛋白
2、质的基本组成单位 氨基酸是蛋白质的基本组成单位 结构特点: 1.构成人体蛋白质的氨基酸共20种 2.均为L-氨基酸(除外甘氨酸)氨基酸分类(按侧链基团性质) 第二节 蛋白质的分子结构一、肽键与肽 肽键一个氨基酸的-氨基与另一个氨基酸的-羧基通过脱水形成的酰胺键。 三、蛋白质的空间结构(一)蛋白质的二级结构主要化学键 氢键定义:指蛋白质分子中某一肽链的局部空间结构,即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。蛋白质二级结构的主要形式-螺旋-折叠-转角无规卷曲(四)蛋白质的四级结构定义:蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用。主要化学键 氢键、盐键亚基:
3、有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链,每一条多肽链都有完整的三级结构,称为蛋白质的亚基。 第三节 蛋白质结构与功能的关系(一)一级结构是空间构象的基础(二)一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能二、蛋白质的功能依赖特定空间结构一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础结构变化功能变化,结构破坏功能丧失 pH pI 兼性离子(净电荷为零) pH pI 带负电荷 pH pI 带正电荷 一、蛋白质具有两性电离性质 第四节 蛋白质的理化性质三 、 蛋白质的变性1. 变性概念: 在某些理化因素作用下,蛋白质分子的特定空间构象被破坏,从而导致理化性质的改变和生物活性的丧失。变性本质:二硫键和非共价键的破
4、坏引起空间结构的改变,不涉及一级结构的改变。第五节蛋白质的分离纯化与结构分析一、透析及超滤法二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀三、电泳法四、层析分离五、超速离心分离第二章 核酸的结构与功能第一节 核酸的化学组成核酸中核苷酸间的连接连接键: 3,5-磷酸二酯键 第二节 DNA的分子结构与功能 一.DNA的一级结构实质:是碱基的排列顺序。此顺序中储存着遗传信息。二、DNA的空间结构DNA的二级结构右手双螺旋结构碱基互补规则A与T通过两个氢键配对,C与G通过三个氢键配对。5353 第三节 RNA的分子结构与功能RNA信使RNA(mRNA)转运RNA(tRNA)(三叶草结构)核糖体RNA(rRNA)真核生物
5、mRNA的结构特点:5端帽子结构(m7Gppp),3端多聚A尾(poly A)(稀有碱基较多) 第四节 核酸的理化性质核酸在260nm波长有紫外吸收峰,是由碱基的共轭双键决定的。核酸的紫外吸收特性解链温度(Tm):DNA的热变性过程中,紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度。G+C 含量越高,解链温度就越高。减色效应:DNA复性时,其溶液OD260降低。酶与维生素酶的概念及分子组成(分类、辅酶/基)酶的分子结构与功能酶的活性中心(结合基团、催化基团)高效性、专一性、敏感性、可调节性酶促反应的特点酶动力学底物浓度(米氏方程、Km、Vm)酶浓度、温度(最适温度)、pH(最适pH )、激动剂可逆性抑
6、制剂(竞争性、非竞争性、反竞争性抑制的动力学特点)酶原及其激活(定义、意义)酶活性的调节同工酶、酶的共价修饰、变构调节(定义)维生素定义、B族维生素的活性形式第一节 酶的分子结构与功能一.酶的分子组成蛋白质部分非蛋白质部分酶蛋白辅助因子全酶根据酶的分子组成分为单纯酶结合酶二、酶的活性中心概念:指必需基团在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异结合并将底物转化为产物。 三、同工酶同工酶是指催化相同的化学反应,而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶.定义:乳酸脱氢酶、肌酸激酶 第二节 酶的工作原理高效性特异性可调性不稳定性机制:降低反应的活化能一、酶反应特点
7、维生素是机体维持正常功能所必需,但在体内不能合成或合成量很少,必须由食物供给的一组低分子量有机物质。第三节 酶促反应动力学影响因素:底物浓度,酶浓度,温度,pH,抑制剂,激活剂底物浓度对反应速度的影响 在其他因素不变的情况下,底物浓度对反应速度作图呈矩形双曲线。 米-曼氏方程式:SV米氏常数(Km值)等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。Km的意义:Km值可用来表示酶与底物的亲和力。 Km值愈大,亲和力愈小。 Km 值愈小,亲和力愈大。抑制剂对反应速度的影响可逆性抑制作用可分为:竞争性抑制作用 非竞争性抑制作用反竞争性抑制作用特点Vm不变,Km值增大Vm减小,Km值不变Vm,Km值均减小
8、“生命是蛋白体的存在方式,这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的新陈代谢,而且这种新陈代谢一停止,生命就随之停止,结果便是蛋白质的分解。”新陈代谢同化作用、异化作用或能量代谢物质代谢糖、脂类、氨基酸、核苷酸生物氧化糖代谢定义、细胞定位关键酶、产物、生理意义糖酵解糖有氧氧化TCA(特点)磷酸戊糖途径糖原的分解分解代谢合成代谢糖原合成糖异生血糖及其调节来源去路、正常参考值调节及作用机理概念、功能消化吸收定义、关键酶、产物、生理意义第四章 糖代谢第二节 糖的无氧氧化葡萄糖在缺氧条件下,经一系列酶促反应生成丙酮酸进而还原成乳酸的过程,称为糖酵解。产能的方式和数量方式:底物水平磷酸化净生成AT
9、P数量:从G开始 22-2= 2ATP从Gn开始 22-1= 3ATPE1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD+ 乳 酸 糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸E2E1E3NADH+H+ 反应部位:胞浆;糖酵解是一个不需氧的产能过程;反应全过程中有三步不可逆的反应:G G-6-P ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷
10、酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸 丙酮酸激酶 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 无线粒体的细胞,如:红细胞 代谢活跃的细胞,如:白细胞、骨髓细胞糖酵解的生理意义 第一阶段:酵解途径 第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧第三阶段:三羧酸循环 G(Gn)第四阶段:氧化磷酸化丙酮酸 乙酰CoACO2NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADPTAC循环 胞液线粒体定义:指有氧条件下葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O,并释放出能量的过程。第三节 糖的有氧氧化C2C6C4C4C5NADH+H+NADH+H+GTPFADH2NADH+H+三羧酸循环
11、的概况CO2CO2生理意义?定义 特 点?四个关键酶:丙酮酸脱氢酶复合体柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶复合体1分子葡萄糖在体内完全氧化时净生成30/32分子ATP。糖有氧氧化的生理意义 是机体获取能量的主要方式。 是体内三大营养物质代谢的总枢纽及 最终代谢通路。生理意义1、生成5-磷酸核糖2、生成NADPH+H+ 第四节 磷酸戊糖途径第五节 糖原的合成与分解 UDP葡萄糖( UDPG)是活性葡萄糖基供体糖原的分布 糖原分解关键酶磷酸化酶 糖原合成关键酶 糖原合酶葡萄糖-6-磷酸酶(肝)糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-
12、6-P G 糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶 己糖(葡萄糖)激酶 糖原n Pi 磷酸化酶 葡萄糖-6-磷酸酶(肝) 糖原n 糖原累积症由于先天缺乏糖原代谢的有关酶,造成某些组织器官糖原大量堆积. 定义: 由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。 部位: 肝脏(主要)及肾脏(饥饿时)第六节 糖异生基本上是糖酵解的逆过程过程: 跨越三个能障、一个膜障糖异生作用与膜障 葡萄糖 - 6 - 磷酸酶 果糖二磷酸酶-1 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶胞浆胞浆线粒体胞浆、线粒体糖异生作用的酶存在部位 线粒体内膜不允许草酰乙酸自由透过,故此草酰乙酸在线粒体与胞浆之间的交换受阻从而构成“膜障”。葡萄糖
13、6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛磷酸烯醇型丙酮酸丙酮酸三羧酸循环乙酰CoA苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸线 粒 体丙酮酸(1)(2)(3)(4)糖 异 生 途 径NADH+NADH*丙酮酸丙酮酸草酰乙酸 丙酮酸羧化酶ATP + CO2ADP + Pi 苹果酸NADH + H+ NAD+ 天冬氨酸谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸苹果酸草酰乙酸 PEP磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTP GDP + CO2 线粒体胞液乳酸循环(cori cycle) 定义: 意义: 防止乳酸堆积引起酸中毒 避免乳酸的浪费(有利于乳酸的再利用) 促进肝糖原的不断更新肌糖原血乳酸肝糖原血糖乳酸
14、循环第八节血糖及其调节血糖的来源与去路血糖消化吸收肝糖原分解非糖物质氧化分解糖原合成转变为其他糖类物质脂肪、氨基酸主要调节激素降低血糖:胰岛素升高血糖:胰高血糖素糖皮质激素肾上腺素脂类代谢概念分类功能不饱和脂酸的命名及分类必需脂肪酸消化吸收特点混合微团乳糜微粒分解代谢合成代谢TG代谢脂肪动员脂酸甘油酮体TACFA合成+甘油甘油磷脂代谢胆固醇代谢 血浆脂蛋 白代谢合成代谢去向概念、分类、组成特点、功能分类组成人体不能合成,必须从食物摄取的脂肪酸。如:亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸必需脂肪酸:第五章 脂类代谢二、甘油三酯的分解代谢(一)脂肪动员: 贮存于脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和
15、甘油,并释放入血供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。(二) 脂肪酸的-氧化反应过程: 氧化顺序:脱氢、 加水、 再脱氢、硫解第三节 甘油三酯的代谢产能计算2 N:碳原子数2N12-ATP净生成数= 2 N- 1 5+(7 轮循环产物:8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算: 生成ATP 812 + 73 + 72 = 131 净生成ATP 131 2 = 129计算依据如16C脂酸:(三) 酮体的生成合成原料:乙酰CoA来自于脂肪酸的氧化产生的器官:肝脏指脂肪酸在肝脏线粒体内分解时产生的特有中间产物乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮的总称。 定义:肝内生酮肝外用1、部位:
16、胞液(肝脏、小肠和脂肪组织等) 2、原料:乙酰CoA、NADPH+H+、HCO3-(CO2)、 ATP、Mn2+等 线粒体中乙酰CoA转入胞液,须经 “ 柠檬酸丙酮酸循环 ” (四)脂肪酸的合成乙酰CoA羧化酶3、酶脂肪酸合成酶系限速酶4、过程:缩合、加氢、脱水、加氢 前列腺素 血栓噁烷 白三烯 多不饱 和FA(20C)花生四烯酸(一)由甘油构成的磷脂统称为甘油磷脂组成:甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构: 功能:构成生物膜的磷脂双分子层。常为花生四烯酸 X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等 第四节 磷脂代谢 (cephalin) (lecithin) 磷脂酰肌醇 (ph
17、osphatidyl inositol) 磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine) 肌醇乙醇胺丝氨酸胆碱卵磷脂脑磷脂心磷脂 (cardiolipin) 磷脂酰甘油合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP胆汁酸 类固醇激素胆固醇Vit D3食物体内合成第五节 胆固醇代谢合成过程:柠檬酸丙酮酸循环合成原料:乙酰CoA、NADPH+H+、ATP 甲羟戊酸(6C)鲨烯(30C)胆固醇(27C)限速酶HMGCoA还原酶第六节 血浆脂蛋白代谢游离脂肪酸是与清蛋白结合而运输,不属于传统的脂蛋白。血浆所含脂类统称血脂,包括:甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸
18、。血脂定义:血脂与血浆中的载脂蛋白结合,以脂蛋白形式运输。转运外源性TG、Ch转运内源性TG、Ch转运内源性Ch逆向转运Ch(肝外肝内)血浆脂蛋白的分类及功能生物氧化定义、偶联部位、P/ O、影响因素呼吸链(定义、组成)生成ATP的方式生成ATP的氧化磷酸化体系概念其他不生成ATP的氧化体系氧化磷酸化底物水平磷酸化胞液中NADH+H+的转运磷酸甘油穿梭苹果酸-天冬氨酸穿梭ATP生成的两种方式:底物水平磷酸化氧化磷酸化(主要)第六章 生物氧化体内重要的呼吸链:1. NADH氧化呼吸链(主要)2. FADH2氧化呼吸链 (琥珀酸氧化呼吸链)CO2的生成方式:有机酸脱羧产生两条呼吸链的顺序及主要功能
19、NADHFMNFe-SCoQCytb、cytc1cytccytaa3O2琥珀酸FADFe-SNADH氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链复合体复合体复合体复合体ATP氧化磷酸化偶联部位ATP ATPP/O 比值概念指氧化磷酸化过程中,每消耗1/2摩尔O2所生成ATP的摩尔数。(或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数)。 根据P/O比值自由能变化: G=-nFE 氧化磷酸化偶联部位:复合体、NADHFMN(Fe-S)琥珀酸FAD(Fe-S)CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2鱼藤酮粉蝶霉素A异戊巴比妥 抗霉素A二巯基丙醇 CO、CN-、N3-及H2S各种呼吸链抑制剂的阻断
20、位点胞液中(线粒体外)NADH转运机制主要有:-磷酸甘油穿梭 2分子ATP苹果酸-天冬氨酸穿梭 3分子ATP氨基酸代谢蛋白质的营养作用必需氨基酸氨基酸的一般代谢蛋白质的消化吸收与腐败蛋白质的腐败作用个别氨基酸代谢脱氨基方式NH3-酮酸转运形式来源去路尿素合成氧化供能糖、脂、氨基酸脱羧基作用一碳单位含硫氨基酸芳香族氨基酸支链氨基酸氨基酸代谢库营养必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成,必须由食物供给的氨基酸,共有8种:Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。 第七章 氨基酸代谢 第一节 蛋白质的营养作用氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨
21、基非氧化脱氨基 第三节 氨基酸的一般代谢脱氨基方式转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联第四节 氨的代谢体内氨的来源与去路主要尿素嘌呤、嘧啶核苷酸非必需氨基酸等鸟氨酸循环2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸-酮戊 二酸谷氨酸-酮酸精氨酸代 琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鸟氨酸尿素线粒体胞 液目 录小结原料细胞定位限速酶精氨酸代琥珀酸合成酶TAC 脑供能不足-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3 脑内 -酮戊二酸氨中毒肝昏迷的可能机制肝功能障碍血氨脑氨解 氨 毒尿素合成的生理意义第五
22、节 个别氨基酸代谢(一)一碳单位的概念 某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含 有一个碳原子的化学基团。 CO2不属于这种类型的一碳单位(二)一碳单位的来源丝、甘、色、组AA的分解代谢(四)一碳单位的生理功用一碳单位的主要生理功用是作为合成嘌呤及嘧啶的原料;一碳单位将氨基酸与核酸代谢密切联系起来;一碳单位代谢异常可以导致某些疾病(如:巨幼红细胞性贫血);核苷酸代谢核苷酸的生理功用嘌呤核苷酸代谢核酸的消化吸收嘧啶核苷酸代谢合成代谢补救合成从头合成尿酸分解代谢合成代谢补救合成从头合成NH3、CO2、丙氨酸、氨基异丁酸分解代谢脱氧核糖核苷酸一、嘌呤核苷酸从头合成途径(de novo synthesis)
23、第八章 核苷酸代谢第一节 嘌呤核苷酸代谢定义:利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸。合成器官肝(主)、小肠、胸腺 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成(或重新利用)途径。二、嘌呤核苷酸的补救合成途径定义dNDP + ATP 激酶dNTP + ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH + H+核糖核苷酸还原酶,Mg2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)脱氧核糖核苷酸的生成IMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADP
24、dGDPdATPdGTP嘌呤核苷酸合成的总结二、嘌呤核苷酸的分解代谢最终产物:尿酸嘌呤代谢障碍:痛风症第二节 嘧啶核苷酸代谢一、嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶环从头合成原料:天冬氨酸,谷氨酰胺,CO2dTMP或TMP的生成TMP合酶N5, N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMP嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)FUTPUTPTMP合酶dUMP dTMP dTDP dTTPRNA合成原料: UTP/ATP/CTP/GTPRNARNADNA合成原料: dTTP/dATP/dCTP/dGTPN5,N10甲烯FH4
25、嘧啶核苷酸分解代谢丙氨酸 、NH3 、 CO2. 、 -氨基异丁酸终产物:胞嘧啶、尿嘧啶: 胸腺嘧啶物质代谢的联系与调节代谢调节方式细胞水平调节激素水平调节整体水平调节物质代谢特点及相互联系快速调节迟缓调节变构调节共价修饰(细胞信号转导)第 九 章物质代谢的联系与调节Metabolic Interrelationships and Regulation代 谢 调 节第 四 节代谢调节主要是通过对关键酶活性调节而实现快速调节 变构调节化学修饰/共价修饰调节慢速调节/迟缓调节 酶含量调节调节方式: (1)脂代谢变化脂肪动员加强,酮体生成增多(2)糖代谢变化 糖异生加强,组织对葡萄糖利用降低(3)蛋
26、白质代谢变化肌蛋白质分解加强,氨基酸异生成糖1.短期饥饿时脂肪动员增加而减少糖的利用 2长期饥饿时:(1)蛋白质代谢变化 蛋白质分解减少(2)糖代谢变化肝肾糖异生增强肝糖异生的主要原料为乳酸、丙酮酸(3)脂代谢变化脂肪动员进一步加强脑组织利用酮体增加血液生物化学血液的化学成分红细胞代谢血红蛋白的结构与功能血红素合成成熟红细胞代谢特点非蛋白氮(NPN)限速酶 原料细胞定位糖酵解2,3BPG支路磷酸戊糖通路 第 十 一 章血液的生物化学非蛋白氮(NPN): 指血液中非蛋白类含氮化合物(包括 尿素、肌酸、肌酐、尿酸、氨等)所 含的氮。第 一 节 血 浆 蛋 白各 albumin : 50%, 384
27、8g/L组 1 -globulin :分 2 -globulin :含 -globulin :量 -globulin :A 1 2 +扫描 1530g/L 维持血浆胶体渗透压 维持血浆正常的pH 运输作用 免疫作用 催化作用 营养作用 凝血、抗凝血和纤溶作用血浆蛋白的功能 第 三 节 红 细 胞 代 谢糖酵解是成熟红细胞获得能量的唯一途径。2,3-BPG旁路:产生大量2,3-BPG 2,3-BPG功能:降低Hb与氧的亲和力, 调节Hb的运氧功能。磷酸戊糖途径:产生NADPH+H+一.成熟RBC的糖代谢二.血红素的生物合成定位参与血红蛋白组成的血红素主要在骨髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。线粒体
28、,胞液合成原料甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+关键酶ALA合酶肝胆生物化学肝的结构与在物质代谢中的作用胆汁与胆汁酸的代谢肝的生物转化作用胆色素代谢胆汁酸代谢胆汁概念、种类胆红素的生成与转运 在肝中的转变 代 谢代谢分类肠肝循环概念、主要类型及特点功能初级次级游离结合在肠道的变化(胆色素肠肝循环)游离胆红素结合胆红素 第 十 二 章 肝的生物化学第 二 节 肝的生物转化作用一、生物转化一些非营养物质在体内的代谢转变过程称为生物转化。(一)生物转化的定义 体内对非营养物质进行代谢,使其水溶性提高,极性增强,易于通过胆汁或尿液排出体外的过程,称为生物转化 (biotransformation) 。生物
29、转化的定义 对体内的非营养物质进行转化,使其灭活 (inactivate),或解毒(detoxicate);更为重要的是可使这些物质的溶解度增加,易于排出体外。 生物转化的意义 肝的生物转化作用解毒作用二、生物转化反应的主要类型 第一相反应:氧化、还原、水解反应(葡萄糖醛酸结合)第二相反应:结合反应三、生物转化反应的特点 连续性、多样性、解毒与制毒的双重性第 三 节 胆汁与胆汁酸的代谢胆汁酸的分类游离胆汁酸(free bile acid)结合胆汁酸(conjugated bile acid)二、胆汁酸的代谢 按结构分 按来源分初级胆汁酸(primary bile acid)次级胆汁酸(seco
30、ndary bile acid)几种胆汁酸 游离 结合初级 胆酸 甘氨胆酸 牛黄胆酸 鹅脱氧胆酸 甘氨鹅 牛黄鹅次级 脱氧胆酸 甘氨(牛黄)脱氧胆酸 石胆酸 甘氨(牛黄)石胆酸胆汁酸合成原料:胆固醇二、胆汁酸的代谢胆汁酸肠肝循环概念胆汁酸肠肝循环 由肠道重吸收的胆汁酸经门静脉返回肝脏,肝细胞将游离型胆汁酸转变为结合型,并同重吸收的以及新合成的结合型胆汁酸一起再排入肠道重新利用的过程. 胆汁酸肠肝循环的生理意义将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的生理需要。第 四 节 胆色素的代谢与黄疸胆色素(bile pigment)是体内铁卟啉化合物的主要分解代谢产物,包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等
31、。胆色素的概念约80来自衰老红细胞中血红蛋白的分解。一、胆红素的生成与转运胆红素来源胆红素在血中的转运运输形式胆红素清蛋白复合体二、胆红素在肝中的转变1、摄取胆红素可以自由双向通透肝血窦肝细胞膜表面进入肝细胞2、转运内质网在胞浆与配体蛋白结合3、转化与葡萄糖醛酸结合生成结合胆红素:主要是双葡萄醛酸胆红素4、排泄结合胆红素从肝细胞毛细胆管排泄入胆汁中,再随胆汁排入肠道。三、胆红素在肠道中的变化和胆色素的肠肝循环 结合胆红素胆素原肠菌葡萄糖醛酸还原胆素氧化过程胆素原:中胆素原,粪胆素原,d -尿胆素原胆 素:i -尿胆素,粪胆素, d -尿胆素游离胆红素结合胆红素:与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合
32、胆红素,又称直接胆红素。 游离胆红素:未与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为游离胆红素,又称间接胆红素。 两种胆红素 复制中心法则 (The Central Dogma)遗传信息传递概念反应体系参与酶及作用合成后加工复制特点复制 、转录、翻译的区别 复制 转录 翻译模板 DNA(双链) DNA(模板链) mRNA酶 DDDP DDRP 氨基酰-tRNA合 成酶、转肽酶底物 dNTP NTP AA产物 子代DNA RNA 肽链引物 有 无 无特点 半保留复制 不对称转录 核蛋白体循环 半不连续复制模板方向 3 5 3 5 5 3 产物方向 5 3 5 3 N C碱基配对 A-T、G-C A-U、T-A、
33、G-C 密码子与反 密码子 复 制复制概述DNA损伤的修复半保留复制逆转录解链酶结合蛋白拓扑异构酶引物酶连接酶聚合酶真核生物复制原核生物复制复制酶学DNA复制的过程半不连续复制双向复制概念(冈崎片段、领头链、随从链)(起始、延长、终止)端粒基因突变修复方式复制的方式半保留复制双向复制半不连续复制第一节复制的基本规律岡崎片段 DNA复制的酶学第二节原核生物的DNA聚合酶DNA-pol DNA-pol DNA-pol 对复制中的错误进行校读,对复制和修复中出现的空隙进行填补。DNA-pol II基因发生突变,细菌依然能存活它参与DNA损伤的应急状态修复。 在复制延长中真正催化核苷酸聚合的酶解螺旋酶
34、(DnaB) 利用ATP供能,作用于氢键,使DNA双链解开成为两条单链引物酶(DnaG)复制起始时催化生成RNA引物的酶单链DNA结合蛋白(SSB)SSB与解开的DNA单链紧密结合 防止重新形成双链,维持模板处于单链 状态; 免受核酸酶降解。DNA拓扑异构酶作 用:消除解链时正超螺旋的打结现象DNA连接酶DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。 转 录转录体系RNA的复制RNA聚合酶(原核聚合酶特征)剪切修饰末端添加RNA编辑真核生物转录原核生物转录转录后加工转录的过程转录模板(转录特点不对称转录)(起始、延长、终止)转录与复制的区别真核mRNA的
35、修饰(断裂基因、内含子、外显子概念)第十四章RNA的生物合成(转录)转录与复制的异同相似:模板均以DNA为模板均遵从碱基配对规律酶都需依赖DNA的聚合酶聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键合成方向:53区别 复制 转录模板 两股全长DNA链 模板链:一股DNA链的部分 (不对称转录)配对 A-T,G-C A-U ,T-A ,G-C酶 DNA聚合酶(DDDP) RNA聚合酶(DDRP)原料 dNTP NTP产物 子代DNA RNA (mRNA,tRNA,rRNA)引物 有 无第一节模板和酶转录特点:不对称转录含义:只有一 条链被转录; 模板链并非总在 一单链上。转录模板模板链一、转录模板5GCA
36、GTACATGTC 33c g t c a t g t a c a g 5 5 GCAGUACAUGUC 3 NAlaValHisValCDNA DNA模板,转录产物RNA的核苷酸序列, 以及翻译产物肽的氨基酸序列. DNA双链中,以小写字母代表模板链, 大写字母代表编码链.RNA肽模板链编码链二.原核生物RNA聚合酶四种亚基的五聚体蛋白质2核心酶:2, 参与转录延长。全 酶:核心酶+, 参与转录起始。第三节真核生物的转录后修饰原核与真核的区别一、真核生物mRNA的转录后加工(一)首、尾的修饰 5端形成 帽子结构(mGpppGp ) 3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)核内的初级m
37、RNA称为杂化核RNA (hnRNA)外显子在断裂基因及其初级转录产物上出现,并表达为成熟RNA的核酸序列。内含子隔断基因的线性表达而在剪接过程中被除去的核酸序列。 翻 译合成体系生物合成的干扰和抑制mRNA(遗传密码:概念、特点)一级产物修饰高级结构的修饰靶向输送核糖体循环氨基酸活化转运翻译后加工合成的过程tRNA (氨基酰-tRNA)真核与原核的异同rRNA(多聚核蛋白体概念、大/小亚基)第十五章蛋白质的生物合成(翻译)第 一 节 蛋白质合成体系Protein Biosynthesis System 一、mRNA(一)作用1.蛋白质合成直接模板。2.依靠三联遗传密码,决定蛋白质分子 中氨基
38、酸排列顺序。(三)遗传密码1.定义mRNA链上每三个相邻的核苷酸编成一组,代表某种氨基酸或肽链合成的起始或终止信号,此三联体就是遗传密码.2.特点方向性连续性简并性摆动性通用性二、核蛋白体是蛋白质的合成场所。作 用三、tRNA作 用1.搬运氨基酸2.识别mRNA遗传密码tRNA通过3CCAOH与氨基酸连接。肽链延长(一) 特点: 核蛋白体循环 广义 指翻译全过程。 包括翻译的起始、延长、终止,核 蛋白体循环使用. 狭义 指肽链延长过程。 即每次循环都包括进位、成肽、 转位3个过程;每循环一次,肽 链增一个氨基酸残基。定义应用题DNA序列:5CTACGG31.写出另一条DNA序列.2.写出转录序
39、列.3.写出翻译后氨基酸顺序.基因表达调控基因表达调控及生物学意义基因表达概念、特点及方式基因表达调控的生物学意义启动子、增强子、终止子、沉默子、隔离子顺式作用元件(概念)反式作用因子概念、类别(转录因子、激活因子、共调节因子)操纵子模式(乳糖操纵子)原核基因转录调控具有模体结构调节蛋白质的结构特征复杂真核基因转录调控转录单位第十六章基因表达调控二、基因表达的特异性(特点)(一) 时间特异性 (二) 空间特异性基因表达过程有两种: a转录+翻译: 产物为蛋白质 b转录: 产物为rRNA、tRNA 一、基因表达的概念(一) 时间特异性 (二) 空间特异性 指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发
40、生,以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。故又称为阶段特异性。 同一个体的所有细胞均有相同的全套基因。但不同的组织细胞,基因表达不同。三、基因表达的方式基本表达(组成性表达)诱导和阻遏(适应性表达)协调表达不易受环境变化影响,表达产物是细胞存活所必须的.指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。 第三节原核基因表达调节 (一)因子决定RNA聚合酶识别特异性(二)操纵子模型的普遍性 是主要的转录调节模式(三)阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性 原核基因转录调节特点负性调控为主操纵子(operon):由功能相关的一组结构基因(编码序列)与其上游的启动序列、操纵序列及其他调节序列组成,构成一个转录
41、单位。 乳糖操纵子的结构 第四节真核基因表达调节 一、真核基因组结构特点(一)真核基因组结构庞大(二)转录产物为单顺反子 (三)重复序列 多拷贝序列 单拷贝序列 (四)基因不连续性(断裂基因)高度重复序列(106次)中度重复序列(103-104次)正性调节占主导顺式作用元件是指可影响自身基因表达活性的特异DNA序列。包括启动子、增强子及沉默子等。反式作用因子与特异的顺式作用元件结合, 反式激活另一基因转录的蛋白质,称为反式作用因子启动子: 是RNA聚合酶结合位点周围的一组特异DNA序列. 至少包括一个转录起始点及一个以上的功能组件 (TATA盒,GC盒,CCAAT盒). 增强子: 远离转录起始
42、点,决定基因的时空性表达,增强启动子转录活性的DNA序列。 无方向性,作用方式与方向,距离无关。 真核生物普遍存在。沉默子: 是指能抑制基因转录的特异DNA序列细胞信号转导细胞信号和受体催化型受体和酶偶联型受体信号转导细胞核内信号转导核受体(转录因子)胞内Ca2+信号通路DG/Ca2+-PKC信号通路CaM激酶信号通路G蛋白偶联型信号转导第二信使的概念、种类受体的定义、分类、与配体结合的特征G蛋白概念、结构、种类cAMP-PKA信号通路酪氨酸蛋白激酶受体的信号转导鸟苷酸环化酶受体的信号转导酪氨酸蛋白激酶偶联型受体的信号转导 传递方式 信息物质传递 直接接触传递 共性 胞内受体介导 膜受体介导
43、共性 种类 PKA PLC PKG TPK NF-B 途径 途径 途径 途径 途径途径组成cAMPcGMPCa2+Ras-MAPK通路PI3K/Akt(PKB)通路JAK-STAT通路细胞信号转导细胞信号转导第 十 七 章 配体与受体结合后,在靶细胞内由膜外信号转导产生的某些小分子化合物,如cAMP、cGMP、Ca2+、 DAG、 IP3等, 起信号传递和放大作用。 第二信使(second messenger)定义:种类(一)环核苷酸(cAMP和cGMP)(二)脂类( DAG、 IP3 、花生四烯酸、 PIP2 、等)(三)钙离子(四)NO的信使功能与cGMP相关 能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称配体。受体的定义是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合的成分,它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部,进而引起生物学效应的特殊蛋白质。个别是糖脂。 二、受体的分类根据细胞定位膜受体 位于细胞质膜胞内受体 位于细胞浆和细胞核中环状受体,G蛋白偶联受体,单跨膜受体,具有鸟苷酸环化酶活性的受体。指具有结合GDP失活、结合GTP激活两种互变形式和固有GTP酶活性,在细胞信号通路中起信号转换器或分子开关作用的一组蛋白质。 G蛋白(GTP结合蛋白)概念(P504)受体作用的特点 (受体与配
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