蛋白质化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一章第一章 蛋白质化学蛋白质化学蛋白质生物学意义蛋白质元素组成蛋白质氨基酸组成肽蛋白质结构蛋白质分子结构与功效关系蛋白质性质蛋白质分类提要第1页蛋白质是由许多不一样-氨基酸按一定序列经过酰胺键（肽键）缩合而成，含有较稳定构象并含有一定生物功效大分子。第2页一、蛋白质生物学意义1.生物体组成成份2.酶3.运输4.运动5.抗体6.干扰素7.遗传信息控制8.细胞膜通透性9.高等动物记忆、识别机构第3页二、蛋白质元素组成二、蛋白质元素组成C（5055%）、H（68%）、O（2023%）、N（1518%）、S（04%）、N含量平均为16%凯氏（Kjadehl）定氮法理论基础凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量一个方法。即在有催化剂条凯氏定氮法是测定化合物或混合物中总氮量一个方法。即在有催化剂条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件件下，用浓硫酸消化样品将有机氮都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量酸液吸收，再以标准碱滴定，下将铵盐转化为氨，随水蒸气馏出并为过量酸液吸收，再以标准碱滴定，就可计算出样品中氮量。因为蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算就可计算出样品中氮量。因为蛋白质含氮量比较恒定，可由其氮量计算蛋白质含量，故此法是经典蛋白质定量方法。蛋白质含量，故此法是经典蛋白质定量方法。第4页第5页三、蛋白质氨基酸组成三、蛋白质氨基酸组成氨基酸氨基酸是蛋白质基本组成单位。从细菌到人类，全部蛋白质都由20种标准氨基酸（20standardaminoacids)组成。（一）氨基酸结构通式：19种氨基酸含有一级氨基（-NH3+）和羧基（-COOH）结合到碳原子（C），同时结合到（C）上是H原子和各种侧链（R）；Pro含有二级氨基（-亚氨基酸）第6页不带电形式H2NCHCOOHR+H3NCHCOO-R两性离子形式C如是不对称C（除Gly），则：1.含有两种立体异构体D-型和L-型2.含有旋光性左旋（-）或右旋（+）第7页氨基酸中含有不是氨基而是亚氨基，称之为亚氨基酸,比如脯氨酸亚氨基酸第8页（二）氨基酸分类非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、脯氨酸（Pro）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）、蛋氨酸（Met）非电离极性氨基酸非电离极性氨基酸1）甘氨酸（Gly）丝氨酸（Ser）苏氨酸（Thr）半胱氨酸（Cys）酪氨酸（Tyr）天冬酰胺（Asn）谷氨酰胺（Gln）带负电带负电【酸性酸性】天冬氨酸（Asp）谷氨酸（Glu）带正电带正电【碱性碱性】赖氨酸（Lys）精氨酸（Arg）组氨酸（His）第9页非极性非极性R基团氨基酸基团氨基酸第10页不带电荷极性不带电荷极性R基团氨基酸基团氨基酸第11页带电荷带电荷R基团氨基酸基团氨基酸第12页第二节、第二节、蛋白质结构蛋白质结构蛋白质是氨基酸以肽键相互连接线性序列。在蛋白质中，多肽链折叠形成特殊形状（构象）（conformation）。在结构中，这种构象是原子三维排列，由氨基酸序列决定。蛋白质有四种结构层次：一级结构（primary），二级结构（secondary），三级结构（tertiary）和四级结构（quaternary）（不总是有）。（一）蛋白质一级结构（化学结构）（一）蛋白质一级结构（化学结构）一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸排列次序多肽链中氨基酸排列次序，即氨基酸线性序列。在基因编码蛋白质中，这种序列是由mRNA中核苷酸序列决定。一级结构中包含共价键（covalentbonds）主要指肽键（peptidebond）和二硫键（disulfidebond）第13页HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-TyrLeu-Val-Cys-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOHB链157101519 20212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A链711621SSSS牛胰岛素化学结构SS核糖核酸酶一级结构第14页肽键形成二肽；多肽；寡肽；肽一个氨基酸-羧基和另一个氨基酸-氨基脱水缩合而成化合物。氨基酸之间脱水后形成键称肽键（酰胺键）。第15页（二）蛋白质空间结构（构象、高级结构）（二）蛋白质空间结构（构象、高级结构）蛋白质分子中全部原子在三维空间排列分布和肽链走向。第16页1.蛋白质二级结构蛋白质二级结构指蛋白质多肽链本身折叠和盘绕方式（1）-螺旋（螺旋（-helix）Pauling和Corey于1965年提出。结构关键点：1）螺旋每圈有3.6个氨基酸，螺旋间距离为0.54nm，每个残基沿轴旋转100。2）每个肽键羰基氧与远在第四个氨基酸氨基上氢形成氢键（hydrogenbond），氢键走向平行于螺旋轴，全部肽键都能参加链内氢键形成。C(NHCCO)3NOHHR3.613(ns)第17页-螺旋四种不一样表示形式第18页（2）-折叠结构（折叠结构（-pleated sheet）是一个肽链相当伸展结构。肽链按层排列，依靠相邻肽链上羰基和氨基形成氢键维持结构稳定性。肽键平面性使多肽折叠成片，氨基酸侧链伸展在折叠片上面和下面。CCCCCCRRRRRRNNCNNCCC平行反平行-折叠片中，相邻多肽链平行平行或反平行反平行（较稳定）。第19页折叠和转角第20页（3）-转角（转角（-turn）为了紧紧折叠成紧密球蛋白，多肽链经常反转方向，成发夹形状。一个氨基酸羰基氧以氢键结合到相距第四个氨基酸氨基氢上。N1CHCC2CHNHO=C3CHNC4CHNRRHOHRROHO-转角经常出现在连接反平行-折叠片端头。第21页（4）自由回转）自由回转没有一定规律涣散肽链结构。酶活性部位。2.超二级结构和结构域超二级结构和结构域超二级结构超二级结构是指若干相邻二级结构中构象单元彼此相互作用，形成有规则，在空间上能识别二级结构组合体。是蛋白质二级结构至三级结构层次一个过渡态构象层次。第22页3.蛋白质三级结构蛋白质三级结构指多肽链上全部原子（包含主链和侧链）在三维空间分布。肌红蛋白第23页4.蛋白质四级结构蛋白质四级结构多肽亚基（subunit）空间排布和相互作用。亚基间以非共价键连接。血红蛋白第24页蛋蛋白白质质结结构构主主要要层层次次一级结构一级结构四级结构四级结构二级结构二级结构三级结构三级结构primary structureprimary structuresecondary structuresecondary structureTertiary structureTertiary structurequariernary structurequariernary structure超二级结构超二级结构结构域结构域 supersecondary structuresupersecondary structureStructure domanStructure doman第25页共价键次级键化学键化学键肽键一级结构氢键二硫键二、三、四级结构疏水键盐键范德华力三、四级结构（三）蛋白质分子中共价键与次级键（三）蛋白质分子中共价键与次级键第26页第三节第三节 蛋白质分子结构与功效关系蛋白质分子结构与功效关系蛋白质分子含有多样生物学功效，需要一定化学结构，还需要一定空间构象。（一）蛋白质一级结构与功效关系（一）蛋白质一级结构与功效关系1.种属差异种属差异蛋白质一级结构种属差异十分显著，但相同部分氨基酸对蛋白质功效起决定作用。依据蛋白质结构上差异，能够断定它们在亲缘关系上远近。2.分子病分子病蛋白质分子一级结构氨基酸排列次序与正常有所不一样遗传病。第27页镰状细胞贫血（镰状细胞贫血（sick-cell anemia）从患者红细胞中判定出特异镰刀型或月牙型细胞。-链1234567Hb-AVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-LysHb-SVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-LysVal取代Glu含氧-HbAO2O2粘性疏水斑点含氧HbS脱氧HbS疏水位点血红蛋白分子凝集第28页镰刀形红细胞镰刀形红细胞正常红细胞正常红细胞第29页总结一级结构决定蛋白质空间结构形成，空间结构决定蛋白质功效。第30页第四节第四节 蛋白质理化性质蛋白质理化性质两性解离和等电点氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以离子形式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子NH3+正离子和能接收质子COO-负离子，为两性电解质。酸正碱负第31页调整氨基酸溶液pH，使氨基酸分子上+NH3基和COO-基解离程度完全相等时，即所带净电荷为零，此时氨基酸所处溶液pH值称为该氨基酸等电点（pI）【即蛋白质所带正负电荷相等时pH值】H3NCHCOOHR+在酸性溶液中氨基酸（pHpI）H3NCHCOO-R+在晶体状态或水溶液中氨基酸（pH=pI）H2NCHCOO-R在碱性溶液中氨基酸（pHpI）第32页蛋白质胶体性质蛋白质胶体性质布郎运动、丁道尔现象、电泳现象，不能透过半透膜，含有吸附能力蛋白质溶液稳定原因：1）表面形成水膜（水化层）；2）带相同电荷。+第34页蛋白质变性与凝固蛋白质变性与凝固天然蛋白质受物理或化学原因影响，其共价键不变，但分子内部原有高度规律性空间排列发生改变，致使其原有性质发生部分或全部丧失，称为蛋白质变性变性。变性蛋白质主要标志是生物学功效丧失。溶解度降低，易形成沉淀析出，结晶能力丧失，分子形状改变，肽链涣散，反应基团增加，易被酶消化。变性蛋白质分子相互凝集为固体现象称凝固凝固。有些蛋白质变性作用是可逆，其变性如不超出一定程度，经适当处理后，可重新变为天然蛋白质。第35页蛋白质沉淀反应蛋白质沉淀反应1.加高浓度盐类（盐析）：加盐使蛋白质沉淀析出。分段盐析：调整盐浓度，可使混合蛋白质溶液中几个蛋白质分段析出。血清球蛋白（50%(NH4)2SO4饱和度），清蛋白（饱和(NH4)2SO4)。2.加有机溶剂3.加重金属盐4.加生物碱试剂单宁酸、苦味酸、钼酸、钨酸、三氯乙酸能沉淀生物碱，称生物碱试剂。第36页第五节蛋白质分类一、按分子组成：单纯蛋白：纯粹氨基酸结合蛋白：蛋白+辅基二、按形状分球状蛋白、纤维状蛋白三、按生物学功效活性、非活性第38页课后模拟训练课后模拟训练二、单项选择题1组成蛋白质氨基酸基本上有()种A300B30C20D.102蛋白质元素组成特点是含有16%相对恒定量是()元素ACBNCHD.O3注射时用乙醇消毒是使细菌蛋白质()A变性B变构C沉淀D电离4蛋白质分子中属于亚氨基酸是()A脯氨酸B甘氨酸C丙氨酸D组氨酸第39页填空1组成蛋白质基本单位是，它们之间以肽键相连。2结合蛋白质是由_和_两部分组成。3蛋白质二级结构主要形式包含_，_，_，_4镰刀状红细胞贫血是其一级结构中第6位_被_取代所致。氨基酸蛋白质辅基-螺旋-折叠-转角无规则卷曲谷氨酸缬氨酸第40页四、问答题1简述蛋白质结构和功效关系。蛋白质有一级结构和空间结构；一级结构是蛋白质功效基础，决定了蛋白质空间结构形成。空间结构直接决定了蛋白质功效。2简述蛋白质变性在医学和日常生活中应用。1鸡蛋、肉类等经加温后蛋白质变性，熟了能够吃。2细菌、病毒加温，加酸、加重金属（汞）因蛋白质变性而灭活（灭菌、消毒、）。3动物、昆虫标本固定保留、防腐。4很多毒素是动物蛋白质，加甲醛固定，减毒、封闭毒性碱基团作类毒素抗原，制作抗毒素。5制革，使皮革成形。6蚕丝是由蛋白质变性而成。7用于蛋白质沉淀。从血液中提分离、提纯激素，制药。8临床上外科凝血，止血。尿中管型诊疗肾脏疾病。第41页生物化学生物化学第二章核酸化学第42页第一节核酸化学组成核酸由五种元素组成：C、H、O、N、PP含量较为恒定，为910%。经过测定P，可确定核酸含量：核酸含量=P含量/（910%）第43页组成成份核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤碱purinebase或嘧啶碱pyrimidinebase（碱基base）（戊糖amylsugar）第44页（一）碱基：嘌呤碱和嘧啶碱（一）碱基：嘌呤碱和嘧啶碱NNNNHHHHNNNNHHHH123 456789嘌呤NH2腺嘌呤adenine（A）NNNNHHHHOH2N鸟嘌呤guanine（G）第45页NNHHHH嘧啶123456NNHHHHNH2OH胞嘧啶Cytosine（C）NNHHHHOOHH尿嘧啶uracil（U）NNHHHHOOHHCH3胸腺嘧啶thymine（T）第46页（二）核糖和脱氧核糖（二）核糖和脱氧核糖OHOH2COHOHOH12OHOH2COHOH12-D-2-核糖-D-2-脱氧核糖O第47页（三）核苷（三）核苷OHOH2COHOHOH12345核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷第48页（四）核苷酸（四）核苷酸OHOH2COHOHOH12345核糖NNNNHHHH9腺嘌呤胸苷PO-OO胸苷-5-磷酸AMPOPO-OOADPATPPO-OO第49页各种核苷三磷酸和脱氧核苷三磷酸是体内合成RNA和DNA合成直接原料。在体内能量代谢中作用在体内能量代谢中作用：ATP能量“货币”UTP参加糖相互转化与合成CTP参加磷脂合成GTP参加蛋白质和嘌呤合成第二信使第二信使cAMP第50页第二节核酸分子结构核酸一级结构是指其结核酸一级结构是指其结构中构中核苷酸排列次序核苷酸排列次序。经过3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键连接脱氧核苷酸序列常被认为是碱基序列碱基序列通常碱基序列由DNA链53方向写第51页DNA二级结构-双螺旋1953年，Watson和Crick提出。双螺旋结构模型关键点双螺旋结构模型关键点（1）两条多核苷酸链反向平行。（2）碱基内侧，A与T、G与C配对，分别形成3和2个氢键。第52页第53页（3）双螺旋每转一周有10个bp，螺距3.4nm，直径2nm。（4）碱基之间靠氢键维持。第54页超螺旋结构第55页DNA三级结构核小体在真核生物中，双螺旋DNA分子围绕一蛋白质八聚体进行盘绕，从而形成特殊串珠状结构，称为核小体。第56页染色体染色体第57页RNA分子结构三种：mRNA、tRNA、rRNAmRNA约占细胞RNA总量35%，是蛋白质合成“模板”。tRNA约占RNA总量15%，是氨基酸用于合成蛋白质“转运机”。rRNA占细胞RNA总量80%，与蛋白质（40%）共同组成核糖体。为”装配机”。第58页mRNA第59页第60页tRNA“三叶草”型二级结构三环一臂一个附加叉（又称额外环）第61页tRNA三级结构tRNA三级结构大多展现倒L型在倒L形结构中，氨基酸臂和T环组成一个双螺旋，DHU环和反密码环形成另一个近似联络双螺旋，这两个双螺旋组成倒“L”形状。连接氨基酸3-末端远离与mRNA配正确反密码子，这个结构特点与它们在蛋白质合成中作用相适应。第62页rRNArRNA可与各种蛋白质结合共同组成核糖体或称核蛋白体（ribosome），作为体内蛋白质合成详细场所，起了“装配台”作用。由大亚基、小亚基组成。第63页第64页第三节核酸理化性质DNA、RNA均为极性化合物，微溶于水，不溶于醇、乙醚等。溶液均含有260nm紫外吸收峰。第65页变性和复性在酸、碱、有机溶剂、加热等原因下可使DNA变性。增色效应：变性后在260nm下吸光度增加。旋光性下降；粘度降低；生物学功效丧失或改变。第66页DNA解链曲线第67页第68页分子杂交和探针技术两条起源不一样单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同互补碱基次序，经退火处理即可复性，形成新杂种双螺旋，这一现象称为核酸分子杂交。不一样起源，含有大致相同互补碱基次序核酸片段称为同源次序。在核酸杂交分析过程中，常将已知次序核酸片段用放射性同位素或生物素进行标识。这种带有一定标识已知次序核酸片段称为探针（probe）第69页模拟训练DNA变性：核酸分子杂交：核酸一级结构：理化原因使DNA碱基对间氢键断裂，双螺旋解链过程。将不一样DNA单链按碱基互补配对标准结合成异源双链过程。多核酸链中核苷酸排列次序。第70页二、单项选择题1核酸分子元素组成中，含量稳定元素是()A.CBHCNDP2核甘酸之间连接方式是()A.2，5磷酸二酯键B.3，5磷酸二酯键C.5，5磷酸二酯键D依情况而定3DNA二级结构是()A双螺旋结构B发夹式结构C无规卷曲结构D超螺旋结构4tRNA二级结构是()A双螺旋结构B片状结构C无规卷曲结构D三叶草结构第71页5某DNA分子中胞嘧啶含量为15%，则腺嘌呤含量应为()A.15%B30%C40%D35%6DNA变性后对紫外光吸收应该是()A增加B降低C不受影响D都有可能第72页三、填空题1核苷酸基本成份有_，_，_。2核酸基本单位是_，基本单位之间连接方式是_。3随DNA变性增加，对紫外线吸收_，该现象称为_效应。4变性DNA复性标志之一是260nm吸光度_。碱基戊糖磷酸核苷酸3,5-磷酸二酯键增加增色降低第73页四、问答题1RNA主要有哪几个？描述tRNA结构和功效。答：主要有三种：mRNA、tRNA、rRNAmRNA：3末端多聚A尾结构和5末端帽子结构。功效：蛋白质合成模板。tRNA:一级：含稀有碱基和共同3末端结构；二级：三叶草结构；三级：倒L型。功效：合成蛋白质氨基酸转运体。rRNA：大亚基、小亚基结构。功效：蛋白质合成场所。第74页2比较DNA和RNA分子组成和结构异同。答：DNA：由脱氧核苷酸组成【碱基为A、C、T、G；脱氧戊糖和磷酸】；二级结构为双螺旋；RNA：由核苷酸组成【碱基A、C、G、U、戊糖和磷酸】，二级结构为单链，局部形成双螺旋。第75页生物化学生物化学第三章第三章 酶酶平顶山市卫校张磊第76页第一节概述一、酶学研究历史1、19世纪中叶对发酵本质探讨：19世纪30年代Pasteur：发酵是酵母细胞活动结果。(活体酶)1897年Bchner弟兄：用酵母提取液实现发酵,取得了19诺贝尔化学奖。第77页2、关于酶化学本质认识：1926 J.B Sumner1926 J.B Sumner：首次从刀豆中得到脲：首次从刀豆中得到脲酶结晶，并证实其化学本质是蛋白质。酶结晶，并证实其化学本质是蛋白质。1982 Thomas R Cech1982 Thomas R Cech从四膜虫发觉从四膜虫发觉rRNArRNA本身催化作用，并提出了核酶本身催化作用，并提出了核酶（ribozymeribozyme）概念。）概念。第78页酶概念酶是含有催化作用特殊蛋白质。催化反应叫酶促反应。反应物-底物S生成物-产物P催化剂-酶ESPE第79页二、酶催化作用特点一、高效性酶催化作用可使反应速度提升酶催化作用可使反应速度提升10106-6-10101212倍。倍。比如：过氧化氢分解比如：过氧化氢分解 2 2H H2 2O O2 2 2H2H2 2O +OO +O2 2用用Fe+Fe+催化，效率为催化，效率为6*106*10-4-4 mol/mol.Smol/mol.S，而用而用过氧化氢酶催化，效率为过氧化氢酶催化，效率为6*106*106 6 mol/mol.Smol/mol.S。用用-淀粉酶催化淀粉水解，淀粉酶催化淀粉水解，1 1克结晶酶在克结晶酶在6565 C C条件下可催化条件下可催化2 2吨淀粉水解。吨淀粉水解。第80页二、专一性酶专一性酶专一性 又称为特异性，是指酶只能催化一个又称为特异性，是指酶只能催化一个底物或一类结构相同底物底物或一类结构相同底物结构专一性结构专一性立体异构专一性立体异构专一性族（基团、键）专一性族（基团、键）专一性绝对专一性绝对专一性光学异构专一性光学异构专一性几何异构专一性几何异构专一性酶作用专一性酶作用专一性第81页锁钥学说锁钥学说第82页立体异构特异乳酸脱氢酶仅催化L-乳酸脱氢产生丙酮酸，对D-乳酸则无反应第83页三、可调整性如抑制剂调整、共价修饰调整、反如抑制剂调整、共价修饰调整、反馈调整、酶原激活及激素控制等。馈调整、酶原激活及激素控制等。5.5.一些酶催化活力与辅酶、辅基及一些酶催化活力与辅酶、辅基及金属离子相关。金属离子相关。第84页四、不稳定性高温或其它苛刻物理或化学条件，将引发酶失活。酶促反应普通在pH 5-8 水溶液中进行，反应温度范围为20-40C。第85页第二节酶结构与功效一、酶分子组成单纯酶：仅由氨基酸残基组成酶，如一些蛋白酶、淀粉酶、脲酶等。结合酶：蛋白部分（酶蛋白）+非蛋白部分（辅助因子）蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme)辅助因子辅助因子(cofactor)金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物全酶全酶(holoenzyme)第86页二、酶辅助因子（一）金属辅助因子：K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Fe2+（Fe3+）等（二）维生素维生素是指一类维持细胞正常功效所必需，但在生物体内不能本身合成而必须由食物供给小分子有机化合物。作用：运载氢原子或电子，参加氧化还原反应；运载反应基团，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等，参加基团转移。第87页主要可溶性维生素和对应辅酶主要可溶性维生素和对应辅酶 维生素维生素 辅酶辅酶 功效功效1.B1(硫胺素硫胺素)TPP -酮酸氧化脱羧酮酸氧化脱羧2.B2(核黄素核黄素)FMN、FAD 氢载体氢载体3.PP 尼克酸（酰胺）尼克酸（酰胺）NAD+、NADP+氢载体氢载体4.泛酸（遍多酸）泛酸（遍多酸）CoASH 酰基载体酰基载体5.B6 吡哆醇（醛、酸）吡哆醇（醛、酸）磷酸吡哆醇（醛）磷酸吡哆醇（醛）转氨、脱羧、消旋转氨、脱羧、消旋6.叶酸叶酸 FH4(THFA)一碳基团载体一碳基团载体7.生物素生物素 羧化辅酶羧化辅酶8.C（抗坏血酸）（抗坏血酸）氧化还原作用氧化还原作用9.硫辛酸硫辛酸 酰基载体、氢载体酰基载体、氢载体10.B12（氰钴氨素）（氰钴氨素）变位酶辅酶变位酶辅酶 一碳基团载体一碳基团载体第88页酶分子结构活性中心，必需基团、非必需基团和活性中心外必需基团。底底 物物 活性中心以外活性中心以外必需基团必需基团结合基团结合基团催化基团催化基团 活性中心活性中心 溶菌酶活性中心第91页酶原与酶原激活酶原：无活性酶前体；酶原激活：在特定条件下，酶原分子构象改变，暴露或形成活性中心过程。由此可见酶分子特定结构和酶活性中心形成是酶分子含有催化活性基本确保。实例：胰蛋白酶原激活胰蛋白酶原激活第92页第93页酶原激活意义本身保护：预防消化酶本身消化（胃溃疡）；预防血栓形成；安全运输：预防本身水解、出血坏死（急性胰腺炎）第94页同工酶能催化相同化学反应，而结构和理化免疫学性质不一样一组酶。同工酶存在与同一个属或同一个体不一样组织或同一细胞不一样亚细胞结构中，它在代谢调整上起着主要作用。研究最同工酶是乳酸脱氢酶（LDH）。第95页LDH乳酸脱氢酶同工酶（LDHs）为四聚体，在体内共有五种分子形式，即LDH1（H4），LDH2（H3M），LDH3（H2M2），LDH4（HM3）和LDH5（M4）。第96页酶催化作用机制1 1、中间产物学说、中间产物学说 在酶催化反应中，第一步是酶与底物形成酶底物中在酶催化反应中，第一步是酶与底物形成酶底物中间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学改变后，间复合物。当底物分子在酶作用下发生化学改变后，中间复合物再分解成产物和酶。中间复合物再分解成产物和酶。E +S =E-S E +S =E-S P +E P +E许多试验事实证实了许多试验事实证实了E ES S复合物存在。复合物存在。E ES S复合物形复合物形成速率与酶和底物性质相关。成速率与酶和底物性质相关。第97页酶（催化剂）降低活化能酶（催化剂）降低活化能第98页诱导契合学说诱导契合学说酶与底物相互靠近时相互诱导，结构变形而结合在一起。第99页第三节影响酶催化作用原因底物浓度对酶促反应速度影响酶浓度对酶促反应速度影响温度对酶反应影响pH对酶反应影响激活剂对反应速度影响抑制剂对反应速度影响第100页一、底物浓度影响在低底物浓度时,反应速度与底物浓度成正比达饱和时，反应速度到达最大值（Vmax），此时再增加底物浓度，反应速度不再增加矩形双曲线矩形双曲线 第101页S较低时，速度与较低时，速度与底物浓度成正比底物浓度成正比S饱和时，速度达饱和时，速度达最大，不再改变最大，不再改变第102页二、酶浓度影响S浓度足够大时，反应速度与酶浓度正比。第103页三、温度影响温度对酶促反应速度含有双重影响。升高温度首先可加紧酶促反应速度，同时也增加酶变性。综合这两种原因，酶促反应速度最快时环境温度称为酶促反应最最适温度适温度。动物组织中提取酶，最适温度在3540之间，大部分酶在60以上时，即发生变性失活。第104页四、pH值影响在一定pH 下,酶含有最大催化活性,通常称此pH 为最适 pH。第105页激活剂影响使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加物质称为酶激活剂。激活剂大多是金属离子，如Mg2+、K+、Mn2+等；少数为阴离子，如Cl等；还有许多有机化合物激活剂，如胆汁酸盐等。作用：1.与酶分子氨基酸侧链基团结合，稳定酶分子催化基团空间结构。2.作为底物或辅助因子与酶蛋白之间桥梁。3.作为辅助因子组成成份帮助酶催化反应。第106页抑制剂影响不可逆抑制制剂与酶分子必需基团共价结合引发酶活性抑制，且不能采取透析等简单方法使酶活性恢复抑制作用就是不可逆抑制作用。酶不可逆抑制作用包含：非专一性抑制（如路易士气对巯基酶抑制）两种。专一性抑制（如有机磷农药对胆碱酯酶抑制，即羟基酶抑制）第107页可逆性抑制一、竞争性抑制抑制剂与底物结构相同，竞争结合酶活性中心，妨碍酶促反应速度。抑制作用强弱取决于抑制剂与底物相对浓度。如磺胺对细菌抑制。二、非竞争性抑制抑制剂与底物结构不相同，与活性中心以外部位结合，而影响酶促反应发生。第108页竞争性抑制物第109页非竞争性抑制物第110页第四节酶活性调整一、酶变构调整一些小分子物质与酶蛋白活性中心外某一部位特异、可逆结合，引发分子构象改变，从而改变酶催化活性。意义：可反馈抑制代谢物生成过多，降低能量浪费。效应剂效应剂别别构构中中心心活性活性中心中心第111页二、酶化学修饰调整化学修饰是以引发酶分子共价键改变、化学结构改变而影响酶活性。特点：被修饰酶都具无活性和有活性两种；含有高效放大效应；经济节能。第112页第五节酶在医学上应用1.酶与先天免疫性疾病：白化病缺乏酪氨酸酶；苯丙酮酸尿症缺乏苯丙氨酸；蚕豆病缺乏6-磷酸葡糖糖脱氢酶；2.酶异常：凝血功效障碍缺乏Vk胰腺炎胰蛋白酶提前激活第113页3.酶抑制：农药中毒胆碱酯酶抑制；CO中毒P450酶抑制；重金属中毒巯基酶抑制；第114页酶活性测定与疾病诊疗1.活性增加：合成加紧：骨肉瘤；佝偻病碱性磷酸酶合成增加；恶性肿瘤广泛转移LDH增高急性胰腺炎血清淀粉酶活性增高；肝炎转氨酶升高；第115页酶与疾病治疗1.助消化：蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等；2.消炎抑菌：溶菌酶、菠萝、木瓜蛋白酶；3.防治血栓：链激酶、尿激酶；4.治疗肿瘤：巯嘌呤、氟尿嘧啶经过抑制酶治疗肿瘤其它：磺胺类抗菌药第116页一、名词解释酶：含有催化作用蛋白质。酶原：无活性酶前体。同工酶：能够催化相同反应而理化性质及免疫性性质不一样一组酶。竞争性抑制作用：抑制剂因为机构与底物相同而竞争结合酶活性中心作用。第117页二、单项选择题1.1-乳酸脱氢酶催化L-型乳酸脱氢产生丙酮酸作用属于()A.绝对特异性B相对特异性C立体异构特异性D酶特异性2酶催化作用关键部位是()A.酶分子全部结构B酶活性中心C酶必需基团D酶催化基团3矩形双曲线是以下何种原因对酶催化作用影响曲线()A.酶浓度B底物浓度C温度DpH值4以下关于温度对酶活性影响说法，哪项是正确()A全部酶最适温度均为37B酶活性最大时温度为酶最适温度C最适温度为酶特征性常数D低温和高温一样都能破坏酶结构第118页三、填空题1结合酶是由_和_两部分组成。2酶活性调整方式有_、_。3白化病是因为缺乏_酶所致，而有机磷中毒则是因为_被抑制所致。酶蛋白酶蛋白辅助因子变构调整化学修饰酪氨酸胆碱酯酶第119页四、问答题1试述温度对酶促反应影响，举例说明。温度对酶促反应有双重影响，低温范围内随温度升高而加紧；到达一定程度时随温度升高而变性失活。如高温用于消毒灭菌，低温用于保留食品。2解释有机磷中毒和重金属离子中毒生化机制。有机磷中毒有机磷与胆碱酯酶活性中心羟基结合，使其失活；重金属离子与巯基酶分子SH共价结合，使巯基酶活性受到抑制；第120页3举例说明酶与临床医学关系。一、酶与疾病发生酪氨酸酶遗传性缺点时，体内酪氨酸不能转化成黑色素，造成皮肤、毛发缺乏黑色素而患白化病。二、酶与疾病诊疗血清转氨酶反应肝细胞受损程度；三、酶与疾病治疗：链激酶用于溶血栓第121页生物化学生物化学第四章糖代谢第122页糖代谢人体内糖存在形式：葡萄糖糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖路径供能或转化为核糖糖原：肝糖原、肌糖原【储存形式】第123页第一节概述一、糖生理功效氧化供能：5070%能量起源。作为组织细胞结组成份：与蛋白质、脂类以共价键结合形成肽聚糖（或糖蛋白）或糖脂，存在生物膜中，担负着大分子及细胞间相互识别。第124页糖代谢概况第125页第二节糖分解代谢一、有氧氧化：在有氧条件下彻底氧化为CO2和水过程。可分为三个阶段：1.G变为丙酮酸；【胞液】2.丙酮酸变为乙酰CoA；【线粒体】3.乙酰CoA进入TAC彻底氧化为CO2和H2O+38ATP。【线粒体】第126页糖氧化分解主要路径：在无氧条件下进行无氧分解在有氧条件下进行有氧氧化经过磷酸戊糖路径进行分解代谢葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乙醇乙醇乙酰乙酰 CoA6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸戊糖磷酸戊糖路径路径糖酵解糖酵解（有氧）（有氧）（无氧）（无氧）三羧酸三羧酸循环循环（有氧或无氧）（有氧或无氧）葡萄糖主要分解代谢路径葡萄糖主要分解代谢路径一、糖分解代谢概述第二节糖酵解及无氧发酵第127页二、酵解与发酵涵义酵解：葡萄糖经1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油酸降解，生成丙酮酸并产生ATP代谢过程。酵解是动物、植物、微生物细胞中普遍存在葡萄糖降解路径，有氧或无氧条件下都能进行。发酵：无氧条件下，微生物将葡萄糖或其它有机物发酵分解生成ATP及NADH，又以不完全分解产物作为电子受体，还原生成发酵产物无氧代谢过程称为发酵。工业上关于发酵涵义泛指经过微生物及其它生物材料工业培养，到达积累发酵产品种种生产过程，包含厌氧发酵和好氧发酵。第128页三.酵解路径反应历程 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸磷酸甘油甘油醛醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段第第三三阶阶段段葡萄糖葡萄糖葡萄糖磷酸化葡萄糖磷酸化磷酸己糖裂解磷酸己糖裂解丙酮酸和丙酮酸和ATP生成生成2 乳酸乳酸2 乙醛乙醛2 乙醇乙醇生醇发酵第129页 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖ATP ADPMg2+己糖激酶己糖激酶(hexokinase)葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate,G-6-P)哺乳类动物体内已发觉有4种己糖激酶同工酶，分别称为至型。肝细胞中存在是型，称为葡萄糖激酶。是EMP路径第一个限速酶。第130页 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 (fructose-6-phosphate,F-6-P)第131页6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-16-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖(1,6-fructose-biphosphate,F-1,6-2P)EMP路径第二个限速酶第132页磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +第133页磷酸丙糖同分异构化磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 第134页3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 Pi、NAD+NADH+H+3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 EMP路径中唯一一步脱氢反应第135页 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 在以上反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP过程，称为底物水平磷酸化。第136页3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 第137页2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(enolase)2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 +H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 (phosphoenolpyruvate,PEP)第138页磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，并经过底物水平磷酸化生成ATPADP ATP K+Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase)磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 第三个限速酶第139页四.路径化学计量和生物学意义 总反应式总反应式:C6H12O6+2NAD+2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH +2H+2ATP+2H2O 能量计算：能量计算：氧化一分子葡萄糖净生成氧化一分子葡萄糖净生成 2ATP 2NADH 6ATP 或或 4ATP 生理意义：生理意义：是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解共同路径是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解共同路径,经过糖酵经过糖酵解，生物体取得生命活动所需要能量；解，生物体取得生命活动所需要能量；形成各种主要中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；形成各种主要中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；为糖异生提供基本路径。为糖异生提供基本路径。第140页丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 反应中反应中NADH+H+来自于上述第来自于上述第6 6步反应中步反应中3-3-磷酸甘油醛脱氢反应。磷酸甘油醛脱氢反应。乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH)NADH+H+NAD+COOHCHOHCH3第141页（EMP）葡萄糖葡萄糖COOHC=OCH3丙酮酸丙酮酸CH3-C-SCoAO乙酰乙酰CoACoA三羧酸三羧酸循环循环 NAD+NADH+H+CO2CoASH 葡萄糖有氧分解葡萄糖有氧分解 丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱氢酶系全部2第142页1、乙酰、乙酰COA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸与草酰乙酸缩合形成柠檬酸v单向不可逆单向不可逆v 可调控限速步骤可调控限速步骤C=OCOO-CH2COO-C-CH3S-COAOCH2COO-HO-C-COO-COO-CH2柠檬酸柠檬酸合酶合酶+COA三羧酸三羧酸CH2C-SCOAHO-C-COO-COO-CH2OH2O+HS-COA+H+第144页2、柠檬酸异构化成异柠檬酸、柠檬酸异构化成异柠檬酸 （顺乌头酸（顺乌头酸 酶）酶）CH2COO-HO-C-COO-COO-CH2CHCOO-C-COO-COO-CH2CH2H2OH2O柠檬酸柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸COO-HO-CHCH-COO-COO-第145页3、由异柠檬酸氧化脱羧生成、由异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶）酮戊二酸（异柠檬酸脱氢酶）vTCA中第一次氧化作用、脱羧过程中第一次氧化作用、脱羧过程v异柠檬酸脱氢酶为第二个调整酶异柠檬酸脱氢酶为第二个调整酶v三羧酸到二羧酸转变三羧酸到二羧酸转变NAD+NADH+H+H+CO2草酰琥珀酸草酰琥珀酸