生物化学考试总复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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）,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,（二）蛋白质的三级结构,主要化学键,氢键、疏水键、盐键和范德华力,定义,：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。,（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,：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,稳定亲水胶体的因素：,水化膜、表面电荷,二、蛋白质具有胶体性质,蛋白质沉淀,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,核酸的结构与功能,组成成分、基本单位、连接方式,核酸的一级结构,核酸的理化性质,核苷酸的结构,概念,DNA,的二级结构特点,DNA,的功能,DNA,的空间结构与功能,DNA,的三级结构,信使,RNA,的结构特点（真核）功能,RNA,的空间结构与功能,转运,RNA,的结构特点、功能,核糖体,RNA,的结构特点、功能,DNA,的变性与复性,分子杂交（,Tm,、增色效应）,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。,5,3,5,3,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,mRNA,的结构特点：,5,端帽子结构,（,m,7,Gppp,）,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,核酸分子的变性、复性与杂交,定义,：在某些理化因素作用下，,DNA,双链解开成两条单链,的过程,。,DNA,的变性,增色效应,：,DNA,变性时，其溶液,OD,260,增高,。,DNA,变性的本质是双链间,氢键,的,断裂,。,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,OD,260,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,第三章 酶,酶的概念,酶,是对其,特异,底物起,高效,催化作用,的,蛋白质和核酸,，以前者为主。,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,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：,S,V,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,:,K,m,值可用来表示酶与底物的亲和力。,K,m,值愈大，亲和力愈小。,K,m,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,“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,ATP,数量：,从,G,开始,22-2=,2ATP,从,Gn,开始,22-1=,3ATP,E,1,:,己糖激酶,E,2,:6-,磷酸果糖激酶,-1,E,3,:,丙酮酸激酶,NAD,+,乳 酸,糖酵解的代谢途径,Glu,G-6-P,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,ATP,ADP,1,3-,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,E2,E1,E3,NADH+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,CoA,CO,2,NADH+H,+,FADH,2,H,2,O,O,ATP,ADP,TAC,循环,胞液,线粒体,定义,：,指,有氧,条件下葡萄糖,彻底氧化,成,CO,2,和,H,2,O,，并释放出,能量,的过程。,第三节 糖的有氧氧化,C,2,C,6,C,4,C,4,C,5,NADH+H,+,NADH+H,+,GTP,FADH,2,NADH+H,+,三羧酸循环的概况,CO,2,CO,2,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-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,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,NAD,H,+,+NADH,*,丙酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,丙酮酸羧化酶,ATP+CO,2,ADP+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+CO,2,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,TAC,FA,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,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,2,N,12,-,ATP,净生,成数,=,2,N,-,1,5,+,（,7,轮循环产物：,8,分子,乙酰,CoA,7,分子,NADH+H,+,7,分子,FADH,2,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：,胞液,（肝脏、小肠和脂肪组织等）,2、原料:,乙酰CoA、NADPH+H,+,、HCO,3,-,（CO,2,）、,ATP、Mn,2+,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,(phosphatidyl 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 D,3,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。,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）,CO,2,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,NADH,FMN,Fe-S,CoQ,Cytb,、,cytc,1,cytc,cytaa,3,O,2,琥珀酸,FAD,Fe-S,NADH,氧化,呼吸链,FADH,2,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,ATP,P/O,比值概念,指氧化磷酸化过程中，每,消耗,1/2,摩尔,O,2,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,、,、,NADH,FMN,(Fe-S),琥珀酸,FAD,(Fe-S),CoQ,Cyt bCyt cCyt c,Cyt aa,3,O,2,鱼藤酮,粉蝶霉素,A,异戊巴比妥,抗霉素,A,二巯基丙醇,CO,、,CN,-,、,N,3,-,及,H,2,S,各种呼吸链抑制剂的阻断位点,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,NH,3,-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+Pi,CO,2,+,NH,3,+H,2,O,氨基甲酰磷酸,2ATP,N-,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,ATP,AMP+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,NH,3,NH,3,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,。,CO,2,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,NH,3,、,CO,2,、,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),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,CO,2,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,NDP,dNDP,二磷酸核糖核苷,NADP,+,NADPH+H,+,核糖核苷酸还原酶,，,Mg,2+,还原型硫氧化还原蛋白,-(SH),2,氧化型硫氧化还原蛋白,S,S,硫氧化还原蛋白还原酶,（,FAD,）,脱氧核糖核苷酸的生成,IMP,AMP,GMP,ADP,GDP,ATP,GTP,dADP,dGDP,dATP,dGTP,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，,CO,2,dTMP,或,TMP,的生成,TMP,合酶,N,5,N,10,-,甲烯,FH,4,FH,2,FH,2,还原酶,FH,4,NADP,+,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),FUTP,UTP,TMP,合酶,dUMP dTMP dTDP dTTP,RNA,合成原料,:,UTP,/ATP/CTP/GTP,RNA,RNA,DNA,合成原料,:,dTTP,/dATP/dCTP/dGTP,N,5,，,N,10,甲烯,FH,4,嘧啶核苷酸分解代谢,丙氨酸,、,NH,3,、,CO,2.,、,-,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%,3848g/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,胞液,合成原料,甘氨酸、琥珀酰,CoA,、,Fe,2+,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,(secondary 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。,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、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(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,5GCAGTACATGTC 3,3c g t c a t g t a c a g 5,5 GCAGUACAUGUC 3,N,Ala,Val,His,Val,C,DNA,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,(,m,GpppGp),3,端加上多聚腺苷酸尾巴,(poly A tail),核内的初级,mRNA,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,3CCA,OH,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（,10,6,次）,中度重复序列（,10,3,-10,4,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