生物化学笔记

笔记生物化学笔记第一章导论一、生物化学的概念化学组成和化学变化的科学，即研究生命活动化学本精品文档放心下载质的学科。二、生物化学的主要研究内容：1、生物体的化学组成；生物大分子：蛋白质、核酸、多糖等相对分子量较大的有机化合物。精品文档放心下载2、生物体的物质代谢、能量转换和代谢调节；3、生物体的信息代谢。三、生物化学的发展简史：1、静态生物化学时期（1920年以前）研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。精品文档放心下载2、动态生物化学时期（1950年以前）感谢阅读精品文档放心下载代谢，都基本搞清。3、机能生物化学时期（1950年以后）感谢阅读1953DNA感谢阅读研究方法奠定了现代分子生物学的基础，从此，核酸成了生物化学研究的热点和重心。谢谢阅读附：重要的生化科学发现1937年，英国生物化学家克雷布斯（Krebs）发现三羧酸循环,获1953年诺贝尔生理学奖。精品文档放心下载1953年，沃森—克里克（Watson—Crick）确定DNA双螺旋结构，获1962年诺贝尔生理、感谢阅读医学奖。1955年，英国生物化学家桑格尔（Sanger）确定牛胰岛素结构，获1958年诺贝尔化学奖。精品文档放心下载1980SangerGilbetDNA1980年精品文档放心下载诺贝尔化学奖。四、应掌握内容1、基本的生物化学理论和知识（1）生物大分子的结构、性质和功能（糖、脂、蛋白质、酶、维生素、核酸、激素、抗生感谢阅读感谢阅读（2）生物大分子在生物体内的代谢谢谢阅读（3）遗传信息传递的化学基础及过程：DNA复制与修复、RNA生物合成、蛋白质生物合成、感谢阅读代谢调节2、生化分离分析的一些技术手段（实验生化和生化技术细讲）感谢阅读第二章蛋白质的结构与功能精品文档放心下载感谢阅读白质工程、酶工程等研究的重点和归宿点。一、蛋白质的生物学功能：1、催化生物体内的化学反应，如酶；2、调节机体内的代谢活动，如调节蛋白；3、在生物体内运输各种小分子物质，如血红蛋白；4、贮存营养物质成分，如酪蛋白；5、执行机体运动功能，如肌动蛋白；6、抵御异体物质的侵害，如抗体；7、在氧化还原反应中传递电子和质子，如细胞色素。二、蛋白质的化学组成与分类1、元素组成：碳50%氧23%氮16%氢7%硫0-3%微量的磷、铁、铜、精品文档放心下载碘、锌、钼凯氏定氮：蛋白质平均含氮16%，粗蛋白质含量=蛋白氮×6.25精品文档放心下载2、氨基酸组成从化学结构上看，蛋白质是由21种L-型α氨基酸组成的长链分子。谢谢阅读3、蛋白质分类（1按组成：简单蛋白：完全由氨基酸组成结合蛋白：除蛋白外还有非蛋白成分（辅基）（2按分子外形的对称程度：球状蛋白质：分子对称，外形接近球状，溶解度好，能结晶，大多数蛋白质属此类。谢谢阅读纤维状蛋白质：对称性差，分子类似细棒或纤维状。（3按功能分：酶、运输蛋白、营养和贮存蛋白、激素、受体蛋白、运动蛋白、结构蛋感谢阅读白、防御蛋白。4、蛋白质在生物体内的分布含量(干重)：微生物50-80%；人体45%；一般细胞50%精品文档放心下载种类：大肠杆菌3000种；人体10万种；5、蛋白质分子大小与分子量蛋白质是由21种基本aaaa感谢阅读几千万。一般情况下，少于50个aa的低分子量aa多聚物称为肽，寡肽或生物活性肽，有感谢阅读50个aa精品文档放心下载为多肽。此时，多肽一词着重于结构意义，而蛋白质原则强调了其功能意义。精品文档放心下载蛋白质分子量=aa数目*110110为氨基酸残基平均分子量精品文档放心下载三、组成蛋白质的21（22）种氨基酸的结构和分类脯氨酸为亚氨基侧链（R基）结构差异。谢谢阅读（一）氨基酸按其R基的极性分类（PH=7）１、非极性R感谢阅读氨酸、甲硫氨酸；２、极性氨基酸不带电荷的极性R基（中性）氨基酸：甘氨酸、酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、感谢阅读天冬酰胺、谷氨酰胺。带负电荷的R基（酸性）氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸带正电荷的R基（碱性）氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸感谢阅读其中：属于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸谢谢阅读属于亚氨基酸的是：脯氨酸；含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸精品文档放心下载精品文档放心下载还必须记住该氨基酸谢谢阅读的英文三字符缩写，如天冬氨酸Asp。（二）按氨基酸结构分类1、脂肪族氨基酸：酸性氨基酸（2羧基1氨基：Glu、Asp2氨基1羧精品文档放心下载基：Arg、Lys谢谢阅读2、芳香族氨基酸：含苯环：Phe、Tyr3、杂环氨基酸：HisPro、Trp感谢阅读（三）按营养价值分类1、必需氨基酸：人和哺乳动物不可缺少但又不能合成的氨基酸，只能从食物中补充，感谢阅读共有8种：Leu、Lys、Met、Phe、Ile、Trp、Thr、Val精品文档放心下载2、半必需氨基酸：人和哺乳动物虽然能够合成，但数量远远达不到机体的需求，尤其精品文档放心下载是在胚胎发育以及婴幼儿期间，基本上也是由食物中补充，只有2Arg、His。有时也不精品文档放心下载分必需和半必需，统称必需氨基酸，这样就共有10种。记法：TipMTVHall感谢阅读3、非必需氨基酸：人和哺乳动物能够合成，能满足机体需求的氨基酸，其余11种感谢阅读从营养价值上看，必需氨基酸>半必需氨基酸>非必需氨基酸感谢阅读感谢阅读五、氨基酸的理化性质１、两性解离及等电点精品文档放心下载精品文档放心下载性离子，呈电中性，此时溶液的ＰＨ称为该氨基酸的等电点。谢谢阅读２、氨基酸的紫外吸收性质芳香族氨基酸在280nm谢谢阅读280nm波长的紫外吸光度的测量可对精品文档放心下载蛋白质溶液进行定量分析。３、茚三酮反应570nm谢谢阅读波长处。80℃，显色慢，产物稳定；100℃，显色快，产物不稳定。由于此吸收峰值的大小精品文档放心下载与氨基酸释放出的氨量成正比，因此可作为氨基酸定量分析方法。谢谢阅读六、肽两分子氨基酸可借助一分子所含的氨基与另一分子所带的羧基脱去１分子水缩合成最感谢阅读简单的二肽。二肽中游离的氨基和羧基继续借脱水作用缩合连成多肽。谢谢阅读肽的种类（依据氨基酸残基数目划分，联系糖类的分类）寡肽：2-10，无构象，谷胱甘肽是3肽多肽：10-50，介于之间，胰高血糖素是29肽蛋白质：50以上，有特定的构象，胰岛素是51肽多肽链中的自由氨基末端称为Ｎ端，自由羧基末端称为Ｃ端，方向从Ｎ端指向Ｃ端。感谢阅读人体内存在许多具有生物活性的肽，重要的有：谷胱甘肽（GSH，氧化态为GSSG感谢阅读GSH感谢阅读蛋白质或酶分子中巯基免于被氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。感谢阅读七、蛋白质的分子结构１、维持蛋白质构象的作用力（1）氢键：连接在一电负性很强的原子上的氢原子，与另一电负性很强的原子之间形感谢阅读成的化学键。（2）范德华力（分子间及基团间作用力）：原子之间的相互作用力。感谢阅读（3）疏水相互作用：蛋白质中的疏水残基避开水分子而聚集在分子内部的趋向力。精品文档放心下载（4）离子键（盐键）：是正电荷和负电荷之间的一种静电作用。感谢阅读（5）共价健，主要的是二硫键。（62、蛋白质的一级结构：即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。感谢阅读主要化学键：肽键，有些蛋白质还包含二硫键。3、蛋白质的高级结构：包括二级、三级、四级结构。精品文档放心下载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。二级结构以一级结构为基础。感谢阅读可分为：α-螺旋：多肽链的主链原子沿一中心轴盘绕所形成的有规律的螺旋构象。常为右手螺精品文档放心下载旋，每隔3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距为0.540nm。α-螺旋的每个肽键的Ｎ-Ｈ和第感谢阅读四个肽键的羧基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行。感谢阅读β-折叠：由若干肽段或肽链排列起来所形成的扇面状片层构象。感谢阅读β-转角：多肽链180°回折部分所形成的一种二级结构。谢谢阅读无规卷曲：多肽链主链部分形成的无规律的卷曲构象。主要化学键：氢键。2）超二级结构和结构域感谢阅读组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体。精品文档放心下载结构域(domain)，又称motif(模块)精品文档放心下载步卷曲折叠，组装成几个相对独立、近似球形的三维实体。感谢阅读3）蛋白质的三级结构：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。谢谢阅读感谢阅读4）蛋白质的四级结构：对蛋白质分子的二、三级结构而言，只涉及一条多肽链卷曲而谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读一条肽链形成的蛋白质没有四级结构。主要化学键：疏水键、氢键、离子键八、蛋白质结构与功能关系质，其空间构象以及功能也相似。谢谢阅读1）同源蛋白质一级结构的种属差异与生物进化差异就越大。如细胞色素C在生物进化领域里的应用。精品文档放心下载2）蛋白质一级结构的个体差异——分子病谢谢阅读致整个分子的三维结构发生改变，致使其功能部分或全部丧失。感谢阅读LinusPauling首先发现镰刀形红细胞贫血现是由于血红蛋白发生了遗传突变引起的，成人的血红蛋谢谢阅读白是由两条相同的a链和两条相同的β链组成a2β26位的aa残基由正精品文档放心下载常的Glu变成了疏水性的Val。因此，当血红蛋白没有携带O2时就由正常的球形变成了刚性的棍棒形，谢谢阅读(血细胞溶解)O2的结合力比感谢阅读正常的低。3）一级结构的部分切除与蛋白质的激活谢谢阅读感谢阅读酶原、激素前体等。尿素或盐酸胍可破坏次级键；β-巯基乙醇可破坏二硫键感谢阅读２、蛋白质空间结构是蛋白质特有性质和功能的结构基础。谢谢阅读肌红蛋白：只有三级结构的单链蛋白质，易与氧气结合，氧解离曲线呈直角双曲线。感谢阅读-肽链（141感谢阅读个氨基酸残基）和两条β-肽链（146个氨基酸残基）组成。在氧分压较低时，与氧气结合谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载效应。结合氧后由紧张态变为松弛态。九、蛋白质的理化性质精品文档放心下载ＰＨ条件下可解离成带负电荷或正电荷的基团。２、蛋白质的胶体性质与沉淀：维持蛋白质胶体稳定的主要因素电荷和水化膜。谢谢阅读常见的蛋白质沉淀方法：a.有机溶剂沉淀，破坏水化膜。常用丙酮、乙醇等。b.精品文档放心下载荷而沉淀。精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读超声波、紫外线、震荡等。４、蛋白质的紫外吸收：由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在谢谢阅读280nm处有特征性吸收峰，可用蛋白质定量测定。５、蛋白质的呈色反应a.茚三酮反应：经水解后产生的氨基酸可发生此反应。b.双缩脲反应：蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸酮共热，呈现紫色或红感谢阅读感谢阅读测蛋白质水解程度。6、水解反应：肽可以被酸、碱、酶所水解，其优劣性如下：

<1>6NN＝M/11024-36Trp遭到破坏，不消旋，水解彻底；精品文档放心下载<2>碱水解：浓碱（6N1006小时，污染，含-OH和-SH的氨基

酸均遭到破坏，Ser、Thr、Tyr、Cys，消旋，水解彻底；

<3>酶水解：胰酶等，常温常压，常PH，不消旋、不破坏、不彻底。

十、蛋白质的分离和纯化１、沉淀；精品文档放心下载或负极移动。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。感谢阅读３、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。谢谢阅读４、层析；a.谢谢阅读谢谢阅读首先被洗脱下来。b.感谢阅读入孔内而径直流出。谢谢阅读质其密度与形态各不相同而分开。a.分析纯化蛋白质的氨基酸残基组成（蛋白质水解为个别氨基酸，测各氨基酸的量及在蛋白质中的百分组成）感谢阅读↓测定肽链头、尾的氨基酸残基二硝基氟苯法（DNP法）头端尾端羧肽酶Ａ、Ｂ、Ｃ法等谢谢阅读丹酰氯法↓水解肽链，分别分析胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）法：水解芳香族氨基酸的羧基侧肽键感谢阅读胰蛋白酶法：水解赖氨酸、精氨酸的羧基侧肽键溴化脯法：水解蛋氨酸羧基侧的肽键↓Edman降解法测定各肽段的氨基酸顺序（氨基末端氨基酸的游离α-氨基与异硫氰酸苯酯反应形成衍生物，用层析法鉴定谢谢阅读氨基酸种类）b.通过核酸推演氨基酸序列。第三章核酸的结构与功能RNA还有催化功精品文档放心下载能。二、核酸的化学组成精品文档放心下载苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。两类核酸：脱氧核糖核酸（DNA谢谢阅读核糖核酸（RNA核酸的降解产物：１、碱基：嘧啶环尿嘧啶（仅RNA）胞嘧啶胸腺嘧啶（仅DNA）感谢阅读嘌呤环腺嘌呤鸟嘌呤260nm精品文档放心下载要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。精品文档放心下载２、戊糖：DNA分子中核苷酸的戊糖是β-D-2-脱氧核糖，RNA中为β-D-核糖。精品文档放心下载３、磷酸：生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于戊糖的第五位碳原子上。感谢阅读4、核苷：戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的糖苷。在大多数情况下，核苷是由核糖精品文档放心下载或脱氧核糖的C1上的β-羟基与嘧啶碱N1或嘌呤碱N9进行缩合，故生成的化学键称为N-C糖苷键。精品文档放心下载5、核苷酸：核苷酸是由核苷中的戊糖羟基与磷酸脱水缩合后生成的酯类化合物，包括精品文档放心下载核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两大类。由于核苷酸的核糖有3个自由羟基，脱氧核苷的戊糖上有2个，它们与磷酸基缩合会精品文档放心下载生成2′-3′-和5′-核苷酸或是3′-和5′-5′-5′精品文档放心下载5′-核苷酸又可按其在5谢谢阅读二磷酸核苷和三磷酸核苷。生物体中还有两种常见的3′,5′-环核苷酸：cAMP、cGMP，有放大或缩小激素信号的谢谢阅读作用，称之为“第二信使。NAD（辅谢谢阅读NADPCoASH（辅酶AFMNFAD谢谢阅读三、核酸的一级结构核酸的一级结构：核酸中核苷酸的排列顺序及连接方式。核苷酸之间通过3′，5′-感谢阅读磷酸二酯键连接。四、DNA的高级空间结构与功能１、DNA的二级结构DNA精品文档放心下载碱基互补配对，是遗传信息传递者，DNA半保留复制的基础，结构要点（B型双螺旋）：精品文档放心下载a.精品文档放心下载条大沟和小沟；b.磷酸和脱氧核糖在外侧，通过3′，5′－磷酸二酯键相连形成DNA的骨架，与中谢谢阅读心轴平行。碱基位于内侧，与中心轴垂直；c.A与T或G与C配对形成氢键，称为碱基互补原则（A与T感谢阅读为两个氢键，G与Cd.螺旋的稳定因素为碱基堆集力和氢键；e.螺旋的直径为2nm，螺距为3.4nm，相邻碱基对的距离为0.34nm，相邻两个核苷酸感谢阅读的夹角为36度。２、DNA的三级结构NA感谢阅读三级结构与一组组蛋白共同组成核小体。在核小体的基础上，DNA链经反复折叠形成染色谢谢阅读体。３、功能DNA精品文档放心下载殖的物质基础，也是个体生命活动的基础。DNADNA分子只是碱基的排感谢阅读列顺序不同。五、RNA的空间结构与功能DNARNA起着中精品文档放心下载RNA在遗传信谢谢阅读息表达为氨基酸序列过程中发挥不同作用。如：名称功能核糖体RNA(rRNA)核蛋白体组成成分信使RNA(mRNA)蛋白质合成模板转运RNA(tRNA)转运氨基酸不均一核RNA(hnRNA)成熟mRNA的前体谢谢阅读小核RNA(snRNA)参与hnRNA的剪接、转运谢谢阅读小核仁RNA(snoRNA)rRNA的加工和修饰谢谢阅读１、信使RNA（半衰期最短）１）hnRNA为mRNA的初级产物，经过剪接切除内含子，拼接外显子，成为成熟的mRNA感谢阅读并移位到细胞质２）大多数的真核mRNA在转录后５′末端加上一个７-甲基鸟嘌呤及三磷酸鸟苷帽子，精品文档放心下载帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核蛋白体与mRNA感谢阅读译起始速度的作用，同时可以增强mRNA的稳定性。３′末端多了一个多聚腺苷酸尾巴，可感谢阅读能与mRNA从核内向胞质的转位及mRNA的稳定性有关。谢谢阅读DNA谢谢阅读蛋白质合成的氨基酸排列顺序。mRNA分子上每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基谢谢阅读酸，为三联体密码。２、转运RNA（分子量最小）１）tRNA分子中含有10％～20％稀有碱基，包括双氢尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌精品文档放心下载呤等。２）二级结构为三叶草形，位于左右两侧的环状结构分别称为DHU环和TψC环，位于

下方的环叫作反密码环。反密码环中间的3个碱基为反密码子，与mRNA上相应的三联体密

码子形成碱基互补。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH结构。

３）三级结构为倒L型。４）功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的戴本并将其转呈给mRNA。

３、核糖体RNA（含量最多）感谢阅读１）原核生物小亚基的rRNA为16S，大亚基为5S、23S；真核生物小亚基的rRNA为

18S，大亚基为5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二级结构呈花状。

２）rRNA与核糖体蛋白共同构成核糖体，它是蛋白质合成机器－－核蛋白体的组成成

分，参与蛋白质的合成。谢谢阅读４、核酶RNA分子本身具有自我催化能，可以完成rRNA的剪接。这种具有催化

作用的RNA称为核酶。六、核酸的理化性质感谢阅读１、DNA的变性DNADNA双螺旋谢谢阅读结构松散，变成单链，即为变性。监测是否发生变性的一个最常用的指标是DNA在紫外区谢谢阅读260nm波长处的吸光值变化。解链过程中，吸光值增加，并与解链程度有一定的比例关系，感谢阅读称为DNA50％时的温度称为DNATm感谢阅读一种DNA分子的Tm值大小与其所含碱基中的G＋C比例相关，G＋C比例越高，Tm值越高。精品文档放心下载DNA双螺旋在4＜pH＜11pH＜4pH＞11感谢阅读的原因都是pH不适宜而碱基之间的氢键发生断裂。２、DNA的复性和杂交变性DNA在适当条件下，两条互补链可重新恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复精品文档放心下载精品文档放心下载DNA－精品文档放心下载DNA之间，RNA－RNA之间以及RNA－DNA之间。感谢阅读3,核酸分子中既含有酸性基团(磷酸基)也含有碱性基团(氨基),因而核精品文档放心下载酸也具有两性性质。由于核酸分子中的磷酸是一个中等强度的酸,而碱基(氨基)是一个弱碱,所以核酸的等谢谢阅读电点比较低.如DNA的等电点为4～4.5,RNA的等电点为2～2.5RNA的等电点比DNA低的原谢谢阅读因,是RNA分子中核糖基2′-OH通过氢键促进了磷酸基上质子的解离.DNA没有这种作用。感谢阅读七、核酸酶（注意与核酶区别）指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解。可分为DNA酶和RNA酶；外切谢谢阅读酶和内切酶；其中一部分具有严格的序列依赖性，称为限制性内切酶。谢谢阅读第四章酶一、酶的概念：由活细胞产生的,以蛋白质为主要成分的生物催化剂。感谢阅读酶与一般催化剂相比的异同：相同特点1、只催化热力学上允许的化学反应（△G<02、降低活化能，但不改变化谢谢阅读学反应的平衡点；3、加快化学反应速度，但催化剂本身反应前后不发生改变。感谢阅读特殊之处：1.催化具有高效性；2.高度的专一性(只能催化一种底物或一定结构的底精品文档放心下载物)；3.易失活；4.催化活性受到调节和控制；5.催化活性与辅助因子有关(全酶=酶蛋白＋感谢阅读辅助因子)。二、酶的组成1、按组成成分来分：1）单纯酶：仅由氨基酸残基构成的酶。2）结合酶：除了蛋白质组分外，还含有对热稳定的非蛋白的小分子物质。结合酶的全谢谢阅读酶=酶蛋白＋辅助因子a.酶蛋白：决定反应的特异性；b.精品文档放心下载助因子可分为辅酶：与酶蛋白结合疏松，可以用透析或超滤方法除去；谢谢阅读辅基：与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤方法除去。酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶，只有全酶才有催化作用。感谢阅读2、按酶蛋白的亚基组成及结构特点分类1）单体酶由一条或多条共价相连的肽链组成的酶分子牛胰RNase124a.a单链；胰凝乳蛋白酶三条肽链谢谢阅读单体酶种类较少，一般多催化水解反应。2）寡聚酶由两个或两个以上亚基组成的酶，亚基可以相同或不同，一般是偶数，亚基间以非共精品文档放心下载价键结合。寡聚酶中亚基的聚合，有的与酶的专一性有关，有的与酶活性中心形成有关，有的与感谢阅读酶的调节性能有关。大多数寡聚酶是胞内酶，而胞外酶一般是单体酶。感谢阅读3）多酶复合体由两个或两个以上的酶，靠非共价键结合而成，其中每一个酶催化一个反应，所有反感谢阅读应依次进行，构成一个代谢途径或代谢途径的一部分。如脂肪酸合成酶复合体。精品文档放心下载例如：大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合体由三种酶组成①丙酮酸脱氢酶（E1）以二聚体存在2×9600②二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2）70000③二氢硫辛酸脱氢酶（E3）以二聚体存在2×56000感谢阅读复合体：12个E1二聚体24×96000；24个E2单体24×70000；6个E3二聚体精品文档放心下载12×56000。总分子量560万4）多酶融合体一条多肽链上含有两种或两种以上催化活性的酶，这往往是基因融合的产物。感谢阅读例如：天冬氨酸激酶I高丝氨酸脱氢酶I融合体（双头酶）谢谢阅读该酶是四聚体α4N-端区域是AspC端区域是高Ser谢谢阅读脱氢酶三、酶的分类和命名1、习惯命名：1如：催化蛋白质水解的酶称蛋白酶。催化淀粉水解的酶称淀粉酶。精品文档放心下载2）依据催化反应的性质命名。如：水解酶、转氨酶3）结合上述两个原则命名，琥珀酸脱氢酶。4）有时加上酶的来源。如：胃蛋白酶、牛胰凝乳蛋白酶习惯命名较简单，但缺乏系统性。2、国际系统命名系统名称应明确标明酶的底物及催化反应的性质。丙氨酸：α-酮戊二酸氨基转移酶谢谢阅读反应：丙氨酸+α--酮戊二酸→谷氨酸+丙酮酸3、国际系统分类法及编号（EC编号）原则：将所有酶促反应按性质分为六类，分别用1、2、3、4、5、6表示。谢谢阅读123……，感谢阅读每个亚类又可分为若干个亚一亚类，用编号1、2、3……表示。谢谢阅读每一个酶的编号由4个数字组成，中间以“·”隔开。第一个数字表示大类，第二个数字表精品文档放心下载示亚类，第三个表示亚-亚类，第四个数字表示在亚-亚中的编号。谢谢阅读1、氧化还原酶类催化氧化还原反应：A·2H+BA+B·2H乳酸：NAD+氧化还原酶（EC7习惯名：乳酸脱氢酶精品文档放心下载2、转移酶类：AR+C=A+BRAla：酮戊二酸氨基移换酶（EC习惯名：谷丙转氨酶感谢阅读3、水解酶类：AB+H2OAOH+BH催化水解反应，包括淀粉酶、核酸酶、蛋白酶、脂酶。4、裂合酶类（裂解酶）：X-AB-YA=B+X-Y谢谢阅读催化从底物上移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应二磷酸酮糖裂合酶（EC习惯名：醛缩酶精品文档放心下载5、异构酶：AB催化同分异构体相互转化，如葡萄糖异构酶精品文档放心下载6、合成酶（连接酶）：A+B+ATPAB+ADP+Pi谢谢阅读催化一切必须与ATP分解相偶联、并由两种物质合成一种物质的反应。感谢阅读EC编号举例：乙醇脱氢酶的分类编号是EC，乳酸脱氢酶EC7，苹果酸谢谢阅读脱氢酶EC7第一个数字表示反应大类：氧化还原反应第二个数字表示反应基团：醇基第三个数字表示电子受体：NAD+或NADP+第四个数字表示此酶底物：乙醇，乳酸，苹果酸。前面三个编号表明这个酶的特性：反应性质、底物性质（键的类型）及电子或基团的受体，谢谢阅读第四个编号用于区分不同的底物。四、酶的活性中心谢谢阅读包括结合部位和催化部位。前者由参与底物结合的基团构成；后者由催化反应的基团组成。谢谢阅读五、酶反应动力学酶促反应的速度取决于底物浓度、酶浓度、PH、温度、激活剂和抑制剂等。感谢阅读１、底物浓度谢谢阅读谢谢阅读酶的活性中心被底物饱合。２）米氏方程式V＝Vmax［S］／Km＋［S］a.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。谢谢阅读b.Km值愈小，酶与底物的亲和力愈大。c.Km值是酶的特征性常数之一，只与酶的结构、酶所催化的底物和反应环境如温度、谢谢阅读PH、离子强度有关，与酶的浓度无关。d.Vmax是酶完全被底物饱和时的反应速度，与酶浓度呈正比。精品文档放心下载２、酶浓度感谢阅读浓度成正比关系。３、温度谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读间有关。４、PH酶活性受其反应环境的PHPHPH感谢阅读值为酶的最适PHPH约为1.8PH为9.8精品文档放心下载的最适PH接近中性。最适PH不是酶的特征性常数，它受底物浓度、缓冲液的种类与浓度、以及酶的纯度等精品文档放心下载因素影响。５、激活剂使酶由无活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂，大多为金属离子，也有许多有机感谢阅读化合物激活剂。分为必需激活剂和非必需激活剂。６、抑制剂谢谢阅读性中心内、外必需基团相结合，从而抑制酶的催化活性。可分为：精品文档放心下载谢谢阅读制剂不能用透析、超滤等方法去除。又可分为：a.感谢阅读丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活，解磷定可解除有机磷化合物对羟基酶的抑制作用。感谢阅读b.非专一性抑制剂：如低浓度的重金属离子如汞离子、银离子可与酶分子的巯基结合，精品文档放心下载感谢阅读酶而使人畜中毒。感谢阅读性降低或消失。采用透析或超滤的方法可将抑制剂除去，使酶恢复活性。可分为：谢谢阅读a.谢谢阅读感谢阅读MTX感谢阅读5--FU6-6-MP精品文档放心下载叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。动力学参数：Vmax不变，Km值增大谢谢阅读b.感谢阅读物的结合也不影响与抑制剂的结合。动力学参数：Vmax降低，Km值不变。感谢阅读c.谢谢阅读参数：Vmax、Km均降低。六、酶活性的调节１、酶原的激活谢谢阅读感谢阅读酶的活性中心形成或暴露的过程。生理意义是避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，谢谢阅读并使酶在特定的部位环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。感谢阅读２、变构酶体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地结合，使酶发生变构感谢阅读并改变其催化活性，有变构激活与变构抑制。３、酶的共价修饰调节酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，精品文档放心下载这一过程称为酶的共价修饰。在共价修饰过程中，酶发生无活性与有活性两种形式的互变。精品文档放心下载精品文档放心下载腺苷化等，其中以磷酸化修饰最为常见。七、同工酶谢谢阅读的一组酶。同工酶是由不同基因或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录生成的不同感谢阅读mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。翻译后经修饰生成的多分子形式不在同工酶之列。精品文档放心下载同工酶存在于同一种属或同一个体的不同组织或同一细胞的不同亚细胞结构中。感谢阅读M型）和心肌型（H精品文档放心下载LDH1（HHHH)LDH2(HHHM精品文档放心下载对同一底物表现不同的KmLDH1感谢阅读肌以LDH5为主。肌酸激酶是二聚体，亚基有M型（肌型）和B型（脑型）两种。脑中含CK1（BB感谢阅读骨骼肌中含CK3（MMCK2（MB型）仅见于心肌。谢谢阅读七、维生素维生素：维持肌体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物。谢谢阅读1、脂溶性维生素１）维生素A。作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；精品文档放心下载促进生长发育。缺乏可引起夜盲症、干眼病等。２）维生素D精品文档放心下载软骨病。３）维生素E精品文档放心下载代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。４）维生素K谢谢阅读间延长，血块回缩不良。2、水溶性维生素１）维生素B1。又名硫胺素，体内的活性型为焦磷酸硫胺素（TPP谢谢阅读TPP是α-酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的辅酶，并可抑制胆碱酯酶的活性，缺乏时可引起脚感谢阅读气病和（或）末梢神经炎。B2FMN精品文档放心下载苷酸（FADFMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，缺乏时可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、谢谢阅读眼睑炎等症。３）维生素PP。包括尼克酸及尼克酰胺，肝内能将色氨酸转变成维生素PP，体内的活感谢阅读性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD＋）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP＋感谢阅读多种不需氧脱氢酶的辅酶，缺乏时称为癞皮症，主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。感谢阅读４）维生素B6。包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，体内活性型为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆感谢阅读胺。磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸（ALA）精品文档放心下载合成酶的辅酶。５）泛酸。又称遍多酸，在体内的活性型为辅酶A及酰基载体蛋白（ACP感谢阅读在体内辅酶A及酰基载体蛋白（ACP）构成酰基转移酶的辅酶。谢谢阅读感谢阅读过程。DNADNA合成减

少，造成巨幼红细胞贫血。精品文档放心下载B12B12，

呤、嘧啶的合成，而导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞性贫血。精品文档放心下载９）维生素C7-α羟胆固醇反应的7-α羟

等作用。缺乏出现坏血病。感谢阅读第五章糖代谢谢谢阅读和异化作用。特点：1、温和条件下由酶催化完成；2、反应协调而有顺序性；3、反应分步谢谢阅读进行并伴有能量变化，有中间产物。糖代谢是生物体广泛存在的最基本代谢。糖代谢为生物提供重要的碳源和能源。生物精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读异生和光合作用。谢谢阅读1、每步中间反应的反应物和产物是什么；2、催化的酶是什么；3、物质和能量变化情况；感谢阅读4、代谢如何进行调节；（5一、糖酵解糖酵解（EMP感谢阅读质中进行。１、过程：1葡萄糖磷酸化形成G-6-P；此反应不可逆，催化此反应的激酶有，已糖激酶和葡谢谢阅读萄糖激酶。激酶：催化ATP分子的磷酸基（r-磷酰基）转移到底物上的酶称激酶，一般需要Mg2+精品文档放心下载或Mn2+作为辅因子，底物诱导的裂缝关闭现象似乎是激酶的共同特征。精品文档放心下载2G-6-P异构化为F-6-P；此反应可逆，反应方向由底物与产物的含量水平控制。感谢阅读C由C1移至C2C1精品文档放心下载保证C2上有羰基存在，这对分子的β断裂，形成三碳物是必需的。感谢阅读3F-6-P磷酸化，生成F-1.6-P；此反应在体内不可逆，调节位点，由磷酸果糖激感谢阅读酶催化。磷酸果糖激酶既是酵解途径的限速酶，又是酵解途径的第二个调节酶谢谢阅读4F-1.6-P裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮（DHAP精品文档放心下载催化。同时在生理环境中，3-磷酸甘油醛不断转化成丙酮酸，驱动反应向右进行。感谢阅读5磷酸二羟丙酮（DHAP）异构化成3-精品文档放心下载化成3-磷酸甘油醛后，CF-1.6-P的C1-PC6-P都变成了3-磷酸甘油醛的C3-P精品文档放心下载63-磷酸甘油醛氧化成1.3—二磷酸甘油酸；由磷酸甘油醛脱氢酶催化。此反应可谢谢阅读感谢阅读酶的-SH谢谢阅读成3-71．3—二磷酸甘油酸转化成3—磷酸甘油酸和ATP；此反应可逆，由磷酸甘油酸感谢阅读ATP谢谢阅读的反应。一分子Glc产生二分子三碳糖，共产生2ATP。这样可抵消Glc在两次磷酸化时消谢谢阅读耗的2ATP。83—磷酸甘油酸转化成2—精品文档放心下载酰基从C3移至C2。92—磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸；此反应可逆，烯醇化酶催化。

2—G=-17.6Kj/mol烯醇键是高能键（△G=-62.1Kj/mol10磷酸烯醇式丙酮酸生成ATP和丙酮酸；此反应不可逆，调节位点。由丙酮酸激精品文档放心下载感谢阅读反应，磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给ADP，生成ATP和丙酮酸谢谢阅读EMP总反应式：1葡萄糖+2Pi+2ADP+2NAD+→2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O感谢阅读2、糖酵解的能量变化无氧情况下：净产生2ATP（2分子NADH将2精品文档放心下载有氧条件下：NADH可通过呼吸链间接地被氧化，生成更多的ATP。谢谢阅读1分子NADH→3ATP（或2.5ATP）1分子FADH2→2ATP（或1.5ATP）感谢阅读因此，净产生8ATP（酵解2ATP，2分子NADH进入呼吸氧化，共生成6ATP精品文档放心下载但在肌肉系统组织和神经系统组织：一个Glc酵解，净产生6ATP（２+２*感谢阅读★甘油磷酸穿梭：2分子NADH进入线粒体，经甘油磷酸穿梭系统，胞质中磷酸二羟丙酮被还原成3—磷感谢阅读酸甘油，进入线粒体重新氧化成磷酸二羟丙酮，但在线粒体中的3—磷酸甘油脱氢酶的辅感谢阅读基是FAD，因此只产生4分子ATP。①：胞液中磷酸甘油脱氢酶。②：线粒体磷酸甘油脱氢酶。★苹果酸穿梭机制：胞液中的NADH可经苹果酸脱氢酶催化，使草酰乙酸还原成苹果酸，再通过苹果酸谢谢阅读—2—NADH和草谢谢阅读酰乙酸。而草酰乙酸经天冬氨酸转氨酶作用，消耗Glu而形成AspAsp经线粒体上的载体转运谢谢阅读回胞液。在胞液中，Asp经胞液中的Asp转氨酶作用，再产生草酰乙酸。感谢阅读经苹果酸穿梭，胞液中NADH进入呼吸链氧化，产生3个ATP。感谢阅读糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油谢谢阅读酸；二为磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。２、调节１）６－磷酸果糖激酶-1变构抑制剂：ATP、柠檬酸变构激活剂：AMP、ADP、1，6-双磷酸果糖（产物反馈激，比较少见）和2，6-双磷精品文档放心下载２）丙酮酸激酶变构抑制剂：ATP、肝内的丙氨酸变构激活剂：1，6-双磷酸果糖３）葡萄糖激酶变构抑制剂：长链脂酰辅酶A注：此项无需死记硬背，理解基础上记忆是很容易的，如知道糖酵解是产生能量的，

那么有ATP1，6-双磷酸果糖。特殊的需要记忆，只属少数。以下类同。关于共价修饰的调节，只需记

住几个特殊的即可，下面章节提及。感谢阅读3、丙酮酸的去路1）进入三羧酸循环2）乳酸的生成3—磷酸甘油醛脱氢酶生成谢谢阅读的NADH上的氢，在乳酸脱氢酶催化下，生成乳酸。总反应：Glc+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP+2H2O感谢阅读3）乙醇的生成酵母或其它微生物中，经糖酵解产生的丙酮酸，可以经丙酮酸脱羧酶催化，脱羧生成感谢阅读乙醛，在醇脱氢酶催化下，乙醛被NADH还原成乙醇。感谢阅读总反应：Glc+2pi+2ADP+2H+→2乙醇+2CO2+2ATP+2H20感谢阅读在厌氧条件下能产生乙醇的微生物，如果有氧存在时，则会通过乙醛的氧化生成乙酸，感谢阅读制醋。4）丙酮酸进行糖异生4、其它单糖进入糖酵解途径：除葡萄糖外，其它单糖也可进行酵解，通过形成糖酵感谢阅读解的某一中间产物。各种单糖进入糖酵解的途径，如糖原降解产物G—1—P异构成感谢阅读G—6—P。5、糖酵解的生理意义１）葡萄糖分解代谢的共同途径；２）对于厌氧生物、缺氧或某些病理的组织来说，是糖分解和获得能量的主要方式；感谢阅读谢谢阅读来。6、乳酸循环：葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝精品文档放心下载感谢阅读酸循环（CoriCori循环是一个耗能过程：2分子乳酸生成1分子Glc，消耗6个谢谢阅读ATP。-6-磷酸酶可水解6-精品文档放心下载萄糖。肌肉除糖异生活性低外，又没有葡萄糖-6-磷酸酶。谢谢阅读乳酸循环生理意义：避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。感谢阅读二、糖有氧氧化葡萄糖的有氧氧化包括四个阶段。①糖酵解产生丙酮酸（2丙酮酸、2ATP、2NADH）感谢阅读②丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA2×（CO2、NADH）谢谢阅读③三羧酸循环2×（2CO2、ATP、3NADH、FADH2）感谢阅读④呼吸链氧化磷酸化（NADHATP）三羧酸循环：乙酰CoA经一系列的氧化、脱羧，最终生成CO2、H2O、并释放能量的过谢谢阅读程，又称柠檬酸循环、Krebs循环。原核生物：①~④阶段在胞质中真核生物：①在胞质中，②~④在线粒体中1、丙酮酸脱羧生成乙酰CoA。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行，这是连接糖酵感谢阅读解与TCA的中心环节。1）丙酮酸脱氢酶系：丙酮酸脱氢酶系是一个十分庞大的多酶体系，位于线粒体膜上，感谢阅读电镜下可见。E.coli丙酮酸脱氢酶复合体：分子量：4.5×106，直径45nm，比核糖体稍大。精品文档放心下载酶辅酶每个复合物亚基数丙酮酸脱羧酶（E1）TPP24二氢硫辛酸转乙酰酶（E2）硫辛酸24二氢硫辛酸脱氢酶（E3）FAD、NAD+12CoAMg2+精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载此，多酶复合体有利于高效催化反应及调节酶在反应中的活性。精品文档放心下载2）反应步骤：（1）丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP（2）二氢硫辛酸乙酰转移酶（E2）使羟乙基氧化成乙酰基谢谢阅读（3）E2将乙酰基转给CoA，生成乙酰-CoA（4）E3氧化E2上的还原型二氢硫辛酸（5）E3还原NAD+生成NADH3）CoA是代谢途径的分支点，此反应体精品文档放心下载系受到严密的调节控制，此酶系受两种机制调节。（1）可逆磷酸化的共价调节：丙酮酸脱氢酶激酶（EAATP激活）丙酮酸脱氢酶磷酸酶（EB）磷酸化的丙酮酸脱氢酶（无活性）去磷酸化的丙酮酸脱氢酶（有活性）（2）别构调节：ATP、CoA、NADH是别构抑制剂。ATP抑制E1；CoA抑制E2；NADH抑制感谢阅读E3。4）能量变化：1分子丙酮酸生成1分子乙酰CoA，产生1分子NADH（3ATP精品文档放心下载2、三羧酸循环（TCA）的过程TCA循环：每轮循环有2个C原子以乙酰CoA形式进入，有2个C原子完全氧化成CO2感谢阅读放出，分别发生4次氧化脱氢，共释放12ATP。1）反应步骤（1乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸柠檬酸合酶，TCA中第一个调节酶：受ATP、NADH、琥珀酰CoA、和长链脂肪酰CoA的精品文档放心下载CoA、草酸乙酸激活。氟乙酰CoA可与草酰乙酸生成氟柠檬酸，抑制下一步反谢谢阅读应的酶，据此，可以合成杀虫剂、灭鼠药。（2柠檬酸→异柠檬酸由顺鸟头酸酶催化（3异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸和NADH谢谢阅读TCAMg2+谢谢阅读（Mn2+NAD+和ADP可活化此酶，NADH和ATP可抑制此酶活性。细胞在高能状态：感谢阅读ATP/ADPNADH/NAD+NAD+精品文档放心下载为电子受体，另一种以NADP+为受体。前者只在线粒体中，后者在线粒体和胞质中都有。感谢阅读（4α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA和NADH感谢阅读α-酮戊二酸脱氢酶系，TCA循环中的第三个调节酶：受NADH、琥珀酰CoA、Ca2+、精品文档放心下载ATPGTP-感谢阅读脱氢）（5琥珀酰CoA生成琥珀酸和GTP琥珀酰CoATCA中唯一的底物水平磷酸化反应，直接生精品文档放心下载成GTP。在高等植物和细菌中，硫酯键水解释放出的自由能，可直接合成ATP。在哺乳动物感谢阅读中，先合成GTP，然后在核苷二磷酸激酶的作用下，GTP转化成ATP。谢谢阅读（6琥珀酸脱氢生成延胡索酸（反丁烯二酸）和FADH精品文档放心下载琥珀酸脱氢酶是TCA感谢阅读性抑制剂，可阻断三羧酸循环。（7延胡索酸水化生成L-苹果酸延胡索酸酶具有立体异构特性，OH只加入延胡索酸双键的一侧，因此只形成L-型苹谢谢阅读果酸。（8L-苹果酸脱氢生成草酰乙酸和NADHL-谢谢阅读檬酸，其在细胞中浓度极低，少于10-6mol/L，使反应向右进行。精品文档放心下载2）TCA循环小结（1丙酮酸+4NAD++FAD+GDP→4NADH+FADH2+GTP+3CO2+H2O谢谢阅读乙酰CoA+3NAD++FAD+GDP→3NADH+FADH2+GTP+2CO2+H2O感谢阅读（2一次底物水平的磷酸化、二次脱羧反应，三个调节位点，四次脱氢反应。精品文档放心下载3个NADH、1个FADH2进入呼吸链（3三羧酸循环中碳骨架的不对称反应同位素标记表明，乙酰CoA上的两个C原子在第一轮TCA上并没有被氧化。感谢阅读被标记的羰基碳在第二轮TCA中脱去。在第三轮TCA中，两次脱羧，可除去最初甲基碳的感谢阅读50%，以后每循环一次，脱去余下甲基碳的50%3）一分子Glc彻底氧化产生的ATP数量(按NADH的P/O=3,FADH2的为2来计算)（在肝脏中）精品文档放心下载反应酶ATP消耗产生ATP方式ATP数量合计感谢阅读糖酵解已糖激酶1-18磷酸果糖激酶1-1磷酸甘油醛脱氢酶NADH呼吸链氧化磷酸化2×3磷酸甘油酸激酶底物水平磷酸化2×1丙酮酸激酶底物水平磷酸化2×1TCA丙酮酸脱氢酶复合物NADH2×330异柠檬酸脱氢酶NADH2×3α-酮戊二酸脱氢酶复合物NADH2×3琥珀酸脱氢酶FADH22×2苹果酸脱氢酶NADH2×3琥珀酰CoA合成酶底物水平磷酸化2×1净产生：38ATP在骨骼肌、脑细胞中，净产生：36ATP甘油磷酸穿梭，1个NADH生成2个ATP苹果酸穿梭，1个NADH生成3个ATP（1磷酸甘油穿梭机制：磷酸二羟丙酮+NADH+H+→3-磷酸甘油+NAD+精品文档放心下载3-2H交给FAD而生成FADH2FADH2可传递给辅酶Q感谢阅读产生2ATP（3-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是FAD感谢阅读（2苹果酸穿梭机制：胞液中NADH可经苹果酸酶催化，使草酰乙酸还原成苹果酸，再通过苹果酸-α-酮戊二酸载谢谢阅读NADHNADH进入呼感谢阅读吸链氧化，生成3ATPNAD+）精品文档放心下载1分子Glc在肝、心中完全氧化，产生38ATP，在骨骼肌、神经系统组织中，产生36ATP。谢谢阅读4）三羧酸循环的代谢调节（1柠檬酸合酶（限速酶）：受ATP、NADH、琥珀酰CoA及脂酰CoA抑制。谢谢阅读受乙酰CoA、草酰乙酸激活（2NADH、ATP可抑制此酶，ADP可活化此酶，当缺乏ADP时就失感谢阅读去活性。（3α-酮戊二酸脱氢酶：受NADH和琥珀酰CoA抑制。精品文档放心下载5）TCA的生物学意义（1）氧化提供能量。线粒体外的NADH，可通过3-磷酸甘油穿梭和苹果酸穿梭机制，精品文档放心下载运到线粒体内，经呼吸链再氧化，这两种机制在不同组织的细胞中起作用。谢谢阅读（2）TCA是生物体内其它有机物氧化的主要途径，如脂肪、氨基酸、糖谢谢阅读（3）TCA是物质代谢的枢纽。一方面，TCA是糖、脂肪、氨基酸等彻底氧化分解的共精品文档放心下载同途径；另一方面，循环中生成的草酰乙酸、α-酮戊二酸、柠檬酸、琥珀酰CoA和延胡索精品文档放心下载TCA将各种有机物的代谢联系起来。感谢阅读TCA是联系体内三大物质代谢的中心环节，为合成其它物质提供C架。感谢阅读6）TCA的回补反应TCA循环中，有些中间产物是合成其它物质的前体，如感谢阅读卟啉的主要碳原子来自琥珀酰CoA，Glu、Asp可以从α-酮戊二酸和草酰乙酸衍生而成，一谢谢阅读TCATCA循谢谢阅读环。产生草酰乙酸的途径有三个：（1丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸丙酮酸羧化酶是一个调节酶，乙酰CoA可以增加其活性。需要生物素为辅酶谢谢阅读（2磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸转化成草酰乙酸感谢阅读在脑、心脏中存在这个反应。（3Asp、Glu转氨可生成草酰乙酸和α-酮戊二酸谢谢阅读Ile、Val、Thr、Met也会形成琥珀酰CoA，最后生成草酰乙酸精品文档放心下载附：葡萄糖有氧氧化生成的ATP反应辅酶ATP第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖1，6双磷酸果糖-12*3-磷酸甘油醛2*1,3-二磷酸甘油酸NAD+2*3或2*2(详见)感谢阅读2*1,3-二磷酸甘油酸2*3-磷酸甘油酸2*1谢谢阅读2*磷酸烯醇式丙酮酸2*丙酮酸2*1第二阶段2*丙酮酸2*乙酰CoANAD+2*3精品文档放心下载第三阶段2*异柠檬酸2*α-酮戊二酸NAD+2*3谢谢阅读2*α-酮戊二酸2*琥珀酰CoANAD+2*3感谢阅读2*琥珀酰CoA2*琥珀酸2*12*琥珀酸2*延胡索酸FAD2*22*苹果酸2*草酰乙酸NAD+2*3净生成38或36个ATP3、磷酸戊糖途径也称磷酸己糖支路，发生在胞质中。细胞内Glc的氧化分解，除通过糖酵解，三羧酸循精品文档放心下载环和发酵外，还能直接氧化分解。即反应开始，在G-6-P上的C2原子上直接氧化，通过一精品文档放心下载系列转化被分解，此为磷酸戊糖途径。两个事实：①用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解（磷酸甘油醛脱氢酶）发现Glc的消耗并不因此而受影响，感谢阅读证明葡萄糖还有其它的分解途径②用14C分别标记Glc的C1和C6，然后分别测定14CO2生成量，发现C1标记的Glc比C6谢谢阅读标记的Glc更快、更多地生成14CO2，如果糖酵解是唯一的代谢途径，那么14C1和14C2感谢阅读生成14CO2的速度应该相同。1反应过程Glc经磷酸戊糖途径氧化分解可分为两个阶段。第一阶段：6-磷酸葡萄糖氧化脱羧生成5-磷酸核糖第二阶段：磷酸戊糖分子重排，产生不同碳链长度的磷酸单糖谢谢阅读（1）6-磷酸葡萄糖脱氢脱羧生成5-磷酸核酮糖Glc5-磷酸核酮糖及NADPH6-精品文档放心下载磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的调控酶，NADPH反馈抑制此酶活性。精品文档放心下载（2）磷酸戊糖异构生成5-磷酸核糖及5-磷酸木酮糖精品文档放心下载（表异构酶）5-磷酸木酮糖产率：2/3；（异构酶）5-磷酸核糖产率：1/3精品文档放心下载（3）F-6-P3-磷酸甘油醛）精品文档放心下载a.转酮反应：5-磷酸木酮糖将自身的二碳单位（羟乙酰基）转到5-磷酸核糖的C1谢谢阅读上，生成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。转酮酶需TPP为辅酶，作用机理与丙酮酸脱氢酶中的TPP类似。感谢阅读b.转醛反应：转醛酶将7-磷酸庚酮糖上的三碳单位（二羟丙酮基）转到3-磷酸甘谢谢阅读油醛的C1上，生成4-磷酸赤鲜糖和6-磷酸果糖。感谢阅读（4）转酮反应（转酮酶）4-磷酸赤鲜糖接受另一分子5-6-磷酸精品文档放心下载果糖和3-磷酸甘油醛磷酸戊糖分子重排的总结果是：2个5-磷酸木酮糖+1个5-磷酸核糖→2个（F-6-P）+1个3磷酸甘油醛谢谢阅读由于5-磷酸木酮糖可以由5-磷酸核糖经差向酶转化而来，所以上式可写成：精品文档放心下载3个5-磷酸核糖→2个（F-6-P）+1个3磷酸甘油醛。感谢阅读因此，在细胞中若形成过量的磷酸戊糖可以经磷酸戊糖途径转化为6-磷酸果糖及3-磷谢谢阅读酸甘油醛，与糖酵解途径相连。2）磷酸戊糖途径小结1、通过此途径，可将G-6-P彻底氧化G-6-P+12NADP++6H2O→12NADPH+12H++6CO2相当于（36-1）个ATP谢谢阅读3）磷酸戊糖途径的调节6-磷酸葡萄糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应。其活性主要受感谢阅读NADP+/NADPHNAD+/NADH为700NADP+/NADPH仅为0.014谢谢阅读NADPH可以进行有效地反馈抑制调节6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。谢谢阅读只有NADPH被生物合成消耗后，才能解除抑制。非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物的浓度。5-磷酸核糖过多时可以转化为6-磷酸谢谢阅读果糖和3-磷酸甘油醛进行酵解。4）磷酸戊糖途径与糖酵解途径的协调调节G-6-P的流向取决于对NADPH、磷酸戊糖及ATP的需要。谢谢阅读（1）需要核糖-5-P（用于合成嘌呤核苷酸）的量比NADPH的量大得多时，大多数G-6-P转谢谢阅读变成5-磷酸核糖。还可由转酮酶、转醛酶催化，将2分子F-6-P和一分子甘油醛-3-P转变感谢阅读成3分子核糖-5-P。G-6-P+2NADP++H2O→核糖-5-P+2NADPH+2H+精品文档放心下载2果糖-6-P+甘油醛-3-P→3核糖-5-P感谢阅读（2对NADPH和5-G-6-P感谢阅读成2个NADPH和1个核糖-5-P反应：G-6-P+2NADP++H2O→核糖-5-P+2NADP+2H++CO2精品文档放心下载（3）需要NADPH的量比5-磷酸核糖的量多得多时，G-6-P就完全氧化成CO2谢谢阅读反应式：6（G-6-P）+12NADP++6H2O→6（5-磷酸核糖）+12NADPH+12H++6CO2精品文档放心下载生成的5-磷酸核糖通过非氧化重组及Glc异生作用，再合成G-P-6。精品文档放心下载G-6-P+12NADP++6H2O→12NADPH+12H++6CO2精品文档放心下载(4)需要NADPH和ATP更多时，G-6-P转化成丙酮酸精品文档放心下载磷酸戊糖途径→3-磷酸甘油醛+6-磷酸果糖→糖酵解3(G-6-P)+6NADP++5NAD++5Pi+8ADP→谢谢阅读5丙酮酸+6NADPH+5NADH2+8ATP+2H2O+8H++3CO2谢谢阅读5）磷酸戊糖途径的生理意义（1）产生大量的NADPH，为细胞的各种合成反应提供主要的还原力。感谢阅读NADPH精品文档放心下载50%10﹪。谢谢阅读（2）中间产物为许多化合物的合成提供原料。产生的磷酸戊糖参加核酸代谢。4-磷精品文档放心下载酸赤藓糖与糖酵解中的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）可合成莽草酸，经莽草酸途径可合成芳香感谢阅读族a.a。（3）是植物光合作用中CO2合成Glc的部分途径。精品文档放心下载NADPHATP合成。谢谢阅读如NADPH用于供能，需通过两个偶联反应，进行穿梭转运，将氢转移至线粒体NAD+上。胞感谢阅读液内：α-酮戊二酸+CO2+NADPH+H+=异柠檬酸+NADP+异柠檬酸能自由通过线粒体膜，传递感谢阅读氢。线粒体内：异柠檬酸+NAD+=α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+一分子Glc经磷酸戊糖途径，精品文档放心下载完全氧化，产生12分子NADPH，可生成（36-1）=35ATP。谢谢阅读4、糖的异生作用糖异生是指从非糖物质合成GlcCO2和H2O精品文档放心下载丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等非糖物质转化成糖。1）糖异生的证据及生理意义证据：大鼠禁食24h，肝糖原由7%降至1%。再喂乳酸、丙酮酸或TCA中间产物，肝糖谢谢阅读原会增加。Glc为主要谢谢阅读能量，成人每天需160克Glc，而其中120克Glc用于脑代谢。精品文档放心下载感谢阅读萄糖浓度降低时首先是脑受到伤害。2）糖异生途径Glc感谢阅读3谢谢阅读须饶过这3步：①Glc到G-6-P，②F-6-P到F-1.6-P③PEP到丙酮酸精品文档放心下载（1）丙酮酸被羧化成草酰乙酸（线粒体内）丙酮酸+CO2+ATP→草酰乙酸+ADP谢谢阅读谢谢阅读线粒体内，所以细胞液中的丙酮酸要经过运载载体进入线粒体后才能羧化成草酰乙酸。谢谢阅读精品文档放心下载是三羧酸循环的中间物，丙酮酸羧化酶联系着三羧酸循环和糖异生作用精品文档放心下载丙酮酸羧化酶是别构酶，受乙酰CoA和高比值ATP/ADP的激活。若细胞内ATP含量高，精品文档放心下载则三羧酸循环的速度降低，糖异生作用加强。（2谢谢阅读该反应的逆反应就是TCA。生成的苹果酸从线粒体内运到线粒体外。精品文档放心下载（3精品文档放心下载（4）草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸，丙酮酸羧化激酶。谢谢阅读（5）磷酸烯醇式丙酮酸沿糖酵解的逆方向生成1.6—二磷酸果糖。感谢阅读（6F-1.6-P→F-6-P，果糖二磷酸酶。精品文档放心下载这是糖异生的关键反应，果糖二磷酸酶被AMP、2.6—二磷酸果糖强烈抑制，但被ATP、谢谢阅读柠檬酸和3—磷酸甘油酸激活。（7）6-磷酸果糖异构化为6-磷酸葡萄糖，磷酸葡萄糖异构酶。感谢阅读（8）6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖，葡萄糖－6－磷酸酶。感谢阅读糖异生总反应：2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H20→Glc+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi.谢谢阅读从2分子丙酮酸形成Glc共消耗6个ATP2个NADH感谢阅读径不同：丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸；1.6—二磷酸果糖→F—6—P；G—6—P→Glc精品文档放心下载3）糖异生途径的前体凡是能生成丙酮酸或成草酰乙酸的物质都可以变成葡萄糖，如TCA中全部的中间产物，精品文档放心下载CoA感谢阅读肪酸转变成糖。动物体中不存在乙醛酸循环，因此不能将乙酰CoA转变成糖。谢谢阅读非生糖氨基酸：Ile、Leu、Tyr、Trp感谢阅读琥珀酰CoA，进入TCA，生糖。4）糖异生和糖酵解的代谢协调调控糖异生和糖酵解在细胞中是两个相反的代谢途径，同时，又是协调的。谢谢阅读①高浓度G—6—P抑制已糖激酶，活化G—6—P酶，抑制酵解，促进异生。精品文档放心下载②酵解和异生的控制点是F—6—P与F—1.6—2P的转化。谢谢阅读糖异生的关键调控酶是F—1.6—2P酶，而糖酵解的关键调控酶是磷酸果糖激酶。谢谢阅读ATP促进酵解，柠檬酸促进糖异生。F-2.6-P是强效应物，促进酵解，减弱异生。③丙酮酸到PEP的转化在糖异生中是由丙酮酸羧化酶调节，在酵解中被丙酮酸激酶调节。感谢阅读乙酰CoACoA谢谢阅读进Glc生成。④酵解与异生途径，一个途径开放，另一途径就关闭，可避免无效循环。精品文档放心下载ATP参加，另一方谢谢阅读向则进行水解，结果使ATP水解，消耗能量，反应物无变化。感谢阅读酵解和异生中有三个点可能产生无效循环，这种无效循环只能产生热量供自身需要。谢谢阅读⑤激素对酵解和异生的调控肾上腺素、胰高血糖素和糖皮质激素促进异生，胰岛素加强酵解。感谢阅读5）糖异生的生理意义（１）空腹或饥饿时依赖氨基酸、甘油等异生成糖，以维持血糖水平恒定。精品文档放心下载（２）回收乳酸分子中的能量。（３）调节酸碱平衡。（4）协助氨基酸代谢。5、其他糖类的合成NDPG感谢阅读糖和多糖。这与氨基酸活化后形成肽链有些类似。葡萄糖的活化形式：尿苷二磷酸葡萄精品文档放心下载糖（UDPGADPGGDPG）感谢阅读1）蔗糖的合成蔗糖的生物合成的途径有以下两条：1、蔗糖合成酶催化UDPG和果糖合成蔗糖；（非光合组织）感谢阅读2、磷酸蔗糖合成酶催化UDPG和6－磷酸葡萄糖合成磷酸蔗糖，再在磷酸蔗糖磷酸酶精品文档放心下载作用下生成蔗糖；（蔗糖合成的主要途径，光合组织）2）淀粉的合成（1）直链淀粉由以下三个酶合成:a.1nG淀粉［（n+1G精品文档放心下载（n≥3）b.D1，4糖苷键的多糖上，精品文档放心下载形成引物。c.淀粉合成酶，淀粉合成的主要途径，以ADPG为主要原料催化ADPG＋引物（nG）精品文档放心下载形成淀粉［（n+1）］G＋ADP（2）支链淀粉在淀粉合成酶和1，4－α－葡聚糖分支酶（Q酶）共同作用下合成谢谢阅读3）糖原的合成与分解糖原是葡萄糖的储存形式，又被称为动物淀粉，主要发生在肝脏、骨骼肌中。谢谢阅读糖原合成的反应过程可分为三个阶段：（1）活化：.由己糖激酶(葡萄糖激酶)催化葡萄糖生成UDPG(uridinediphosphate谢谢阅读glucose)，是一耗能过程。a.磷酸化：己糖激酶(葡萄糖激酶)催化G+ATP形成G-6-P+ADP感谢阅读b.异构：磷酸葡萄糖变位酶催化G-6-P转变为G-1-P精品文档放心下载c.转形：UDPG焦磷酸化酶催化G-1-P+UTP形成UDPG+PPi精品文档放心下载（2）缩合：糖原合酶催化UDPG+(G)n形成(G)n+1+UDP感谢阅读（312个葡萄糖残基以上时，在分支酶(branchingenzyme)的催精品文档放心下载化下，将距末端6～7个葡萄糖残基组成的寡糖链由α-1,4-糖苷键转变为α-1,6-糖苷键，谢谢阅读使糖原出现分支。糖原合成的特点：1．必须以原有糖原分子作为引物；2．合成反应在糖原的非还原端进行；32（2分子ATP感谢阅读4．其关键酶是糖原合酶(glycogensynthase)，为一共价修饰酶；感谢阅读5．需UTP参与（以UDP糖原的分解：（1）水解a.磷酸解：由糖原磷酸化酶(glycogenphosphorylase)催化对α-1,4-糖苷键磷酸解，精品文档放心下载生成G-1-P。(G)n+Pi(G)n-1+G-1-P谢谢阅读b.转寡糖链：当糖原被水解到离分支点四个葡萄糖残基时，由葡聚糖转移酶催化，将感谢阅读分支链上的三个葡萄糖残基转移到直链的非还原端，使分支点暴露。精品文档放心下载c.-1,6-葡萄糖苷酶催化。将α-1,6-糖苷键水解，生成一分子自由葡萄糖。谢谢阅读(G)n+H2O(G)n-1+G(2)异构：磷酸葡萄糖变位酶催化G-1-P生成G-6-P精品文档放心下载（3）脱磷酸：由葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)催化，生成自由葡萄糖。精品文档放心下载该酶只存在于肝及肾中。G-6-P+H2OG+Pi糖原分解代谢的特点：1．水解反应在糖原的非还原端进行；2．是一非耗能过程；3．关键酶是糖原磷酸化酶(glycogenphosphorylase)，为一共价修饰酶，其辅酶是磷谢谢阅读酸吡哆醛。第六章生物氧化一、生物能学的几个概念（一）化学反应中的自由能变化及其意义1、化学反应中的自由能自由能：在一个体系中，能够用来做有用功的那一部分能量称自由能，用符号G表示。感谢阅读感谢阅读衡量。自由能的变化：△G=G产物—G反应物=△H－T△S精品文档放心下载△G代表体系的自由能变化，△H代表体系的焓变化，T代表体系的绝对温度，△S代感谢阅读表体系的熵变化。焓与熵都是体系的状态函数。焓代表体系的内能与压力P*体积V之和：H=U+P*VdH=dU+P*dV+精品文档放心下载V*dPS=dQ／TS=△S精品文档放心下载体系+△S环境，只有△S≥0，过程才能自发进行。2、△G是判断一个过程能否自发进行的根据△G<0，反应能自发进行，能做有用功。△G>0，反应不能自发进行，必须供给能量。△G=0，反应处于平衡状态。一个放热反应(或吸热反应)H精品文档放心下载据，只有自由能的变化才是唯一准确的指标。△G<0仅是反应能自发进行的必要条件，有的反应还需催化剂才能进行，催化剂（酶）精品文档放心下载只能催化自由能变化为负值的反应，如果一个反应的自由能变化为正值，酶也无能为力。精品文档放心下载当△G为正值时，反应体系为吸能反应，此时只有与放能反应相偶联，反应才能进行。感谢阅读（二）标准自由能变化及其与化学反应平衡常数的关系aA+bB→cC+dD标准自由内能变化：在规定的标准条件下的自由能变化，用△G°表示。精品文档放心下载标准条件：25℃，参加反应的物质的浓度都是1mol∕L（气体则是1精品文档放心下载定义pH=7.0，则标准自由能变化用△G°′表示。谢谢阅读对于一个溶液中的化学反应：aA＋bB→cC＋dD当反应达到平衡时，△G=0K′是化学反应的平衡常数，因此，△G°′也是一个常数。感谢阅读常见物质的标准生成自由能△G°′已经列在各种化学手册中，可以根据△G°′=-RT感谢阅读lnK的公式求出平衡常数K′。P15举例说明如何用K′求出△G°′和△G从例子可以看出△G°′和△G实际上是两个不同条件下的自由能变化值。精品文档放心下载（1）△G°′是标准条件下的自由能变化，既反应物A、B、C、D的起始浓度都为感谢阅读1mol/L25℃，pH=7.0时的△G精品文档放心下载G△G是任意给定条件下的自由能变化，它是反应物A、B、C、D的起始浓度、温度、pH精品文档放心下载G精品文档放心下载向平衡点的趋近，△G的绝对值逐渐缩小，直到为0。（2）从△G°′=-RTlnKK′及△GGG与K′可以判精品文档放心下载断任何条件下反应进行的方向及程度。（三）自由能变化的可加和性。在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和。精品文档放心下载例如：Glc+ATP→G—6—P+ADP（总反应）第一步，Glc+Pi→G—6—P+H2O,此反应不能自发进行。精品文档放心下载第二步，ATP+H2O→ADP+Pi总反应：Glc+ATP→G—6—P+ADP.精品文档放心下载应在生物体内是很普遍的。二、高能磷酸化合物高能化合物：水解时释放20.1kj/mol及以上自由能的化合物。感谢阅读高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放20.1kj/mol以上能量的磷酸化合物。谢谢阅读（一）高能化合物的类型1、磷氧键型。（1酰基磷酸化合物。3—磷酸甘油酸磷酸，乙酰磷酸，氨甲酰磷酸，酰基腺苷酸，氨酰腺苷酸。精品文档放心下载（2焦磷酸化合物。无机焦磷酸，ATP，ADP（3烯醇式磷酸化合物。磷酸烯醇式丙酮酸。2、氮磷键型。磷酸肌酸，磷酸精氨酸。3、硫酯键型。3’一磷酸腺苷一5’一磷酰硫酸，酰基辅酶A。4、甲硫键型。S一腺苷甲硫氨酸。（二）ATP的特殊的作用。1、是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂。2、在磷酸基转移中的作用。Glc进入血液中，唯一出路是磷酸化。G-6-P是Glc的一种活化形式。已糖激酶催化：精品文档放心下载Glc+ATP→G-6-P+ADP。3一磷酸甘油是甘油的活化形式，能参与脂肪合成。甘油激酶：甘油+ATP→3一磷酸甘谢谢阅读油+ADP。（三）磷酸肌酸、磷酸精氨酸的储能作用磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时储能作用的物质。谢谢阅读磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质三、生物氧化、氧化电子传递链和氧化磷酸化作用（一）生物氧化的概念和特点。糖，脂，蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解，生成CO2，H2O并释放出能量，这感谢阅读个过程称生物氧化。感谢阅读特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。生物氧化在活细胞中进行，pH中性，反应条件温和，一系列酶和电子传递体参与氧化谢谢阅读过程，逐步氧化，逐步释放能量，转化成ATP。精品文档放心下载膜上进行。生物氧化的三阶段：——单糖、甘油与脂肪酸、氨基酸，该感谢阅读阶段几乎不释放化学能。精品文档放心下载CoA精品文档放心下载代谢间起着枢纽作用。该阶段释放少量的能量。第三阶段：丙酮酸、乙酰CoA等经过三羧酸循环彻底氧化为CO2、H2O。释放大量的能精品文档放心下载量。精品文档放心下载最终传给O2ATPATP精品文档放心下载要的将生物氧化和能量生成相偶连的机制。生物氧化的终产物是CO2和H2O，CO2的形成是通过三羧酸循环过程，H2O则是在电子感谢阅读传递过程的最后阶段生成。（二）氧化电子传递过程生物氧化过程中形成的还原型辅酶（NADH和FADH2感谢阅读化，此过程称为电子传递过程。在电子传递过程中，还原型辅酶中的氢以负质子（H—）形式脱下，其电子经一系列感谢阅读的电子传递体（电子传递链）转移，最后转移到分子氧上，质子和离子型氧结合生成H2O。感谢阅读（三）氧化电子传递链由NADH到O2的氧化电子传递链主要包括FMN、辅酶Q（CoQb、c1、c、谢谢阅读a,a3及一些铁硫蛋白。氧化电子传递链位于原核生物的质膜上，真核生物中位于线粒体的内膜上。谢谢阅读电