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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,*,目 录,目 录,*,目 录,目 录,*,目 录,目 录,*,目 录,目 录,*,目 录,目 录,*,目 录,目 录,*,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,*,目 录,目 录,*,1.,糖酵解,(glycolysis):,在缺氧情况下，,葡萄糖生成乳酸,(lactate),的过程称之为,糖酵解,。,3.,糖酵解分为两个阶段,2.,糖酵解的反应部位：,胞浆,由丙酮酸转变成乳酸。,一、糖的无氧分解,糖酵解,第一阶段,:,由,葡萄糖分解成丙酮酸,(pyruvate),，称之为,糖酵解途径,(glycolytic pathway),。,丙酮酸,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,磷酸二,羟丙酮,3-,磷酸,甘油醛,NAD,+,+Pi,NADH+H,+,ADP,ATP,ADP,ATP,2-,磷酸烯醇式丙酮酸,磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸,1.,反应部位：胞浆,2.,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,4.,产能的方式和数量,方式：底物水平磷酸化,净生成,ATP,数量：,22-2= 2ATP,E,1,:,己糖激酶,E,2,: 6-,磷酸果糖激酶,-1,E,3,:,丙酮酸激酶,限速步骤,丙酮酸,乳酸,乳酸脱氢酶,(LDH),NADH + H,+,NAD,+,第二阶段,:,丙酮酸转变成乳酸,丙酮酸,乳酸,乳酸脱氢酶,(LDH),NADH + H,+,NAD,+,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,+,第一阶段：糖酵解途径,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,二、糖的有氧氧化,第二阶段,:,丙酮酸的氧化脱羧,(,线粒体,),总反应式,:,丙酮酸,乙酰,CoA,NAD,+, HSCoA CO,2, NADH + H,+,丙酮酸脱氢酶复合体,第一阶段：糖酵解途径,(,前面己讲,),三羧酸循环,(Tricarboxylic acid Cycle, TAC),也称为,柠檬酸循环,，这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于,Krebs,正式提出了三羧酸循环的学说，故此循环又称为,Krebs,循环，它由一连串反应组成。,1.,概述,2.,反应部位,:,线粒体,第三阶段：三羧酸循环,(TCA),CoASH,NADH+H,+,NAD,+,CO,2,NAD,+,NADH+H,+,CO,2,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH,2,NADH+H,+,NAD,+,H,2,O,H,2,O,H,2,O,CoASH,CoASH,H,2,O,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,琥珀酰,CoA,合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,GTP,GDP,ATP,ADP,核苷二,磷酸激酶,小 结,三羧酸循环的概念。, TAC,过程的反应部位是,线粒体,。,三羧酸循环的要点,:,四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。,生成,1,分子,FADH2,，,3,分子,NADH+H+1,分子,GTP,。,关键酶有：,柠檬酸合酶,;-,酮戊二酸脱氢酶复合体,;,异柠檬酸脱氢酶,是三大营养物质氧化分解的,共同途径,；,是三大营养物质代谢,联系的枢纽,；,为其它物质代谢提供,小分子前体,；,为呼吸链提供,还原当量,NADH+H,+,。,三羧酸循环的生理意义,乙酰,CoA,柠檬酸,草酰乙酸,琥珀酰,CoA,-,酮戊二酸,异柠檬酸,苹果酸,NADH,FADH,2,GTP,ATP,异柠檬酸,脱氢酶,柠檬酸合酶,-,酮戊二酸,脱氢酶复合体,ATP,+,ADP,ADP,+,ATP,柠檬酸,琥珀酰,CoA,NADH,琥珀酰,CoA,NADH,+,Ca,2+,Ca,2+, ATP,、,ADP,的影响,产物堆积引起抑制,循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶,其他，如,Ca,2+,可激活许多酶,三羧酸循环的调节,琥珀酸,延胡羧酸,H,+,+ e,进入呼吸链彻底氧化生成,H,2,O,的同时,ADP,偶联磷酸化生成,ATP,。,NADH+H,+,H,2,O,、,3ATP,O,H,2,O,、,2ATP,FADH,2,O,有氧氧化生成的,ATP,葡萄糖有氧氧化生成的,ATP,此表按传统方式计算,ATP,。目前有新的理论，在此不作详述,反,应,辅,酶,ATP,第,一,阶,段,葡萄糖,6,-,磷酸葡萄糖,-,1,6,-,磷酸果糖,1,6,-,双磷酸果糖,-,1,2,3,-,磷酸甘油醛,2,1,3,-,二磷酸甘油酸,NAD,+,2,3,或,2,2*,2,1,3,-,二磷酸甘油酸,2,3,-,磷酸甘油酸,2,1,2,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,CoA,2,3,第,三,阶,段,2,异柠檬酸,2,-,酮戊二酸,2,3,2,-,酮戊二酸,2,琥珀酰,CoA,2,3,2,琥珀酰,CoA,2,琥珀酸,2,1,2,琥珀酸,2,延胡索酸,FAD,2,2,2,苹果酸,2,草酰乙酸,NAD,+,2,3,净生成,38(,或,36)ATP,NAD,+,NAD,+,NAD,+,有氧氧化的生理意义,糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成,ATP,，所以能量的利用率也高。,简言之，即,“供能”,有氧氧化的调节,酵解途径：,丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体,三羧酸循环：,丙酮酸激酶,6-,磷酸果糖激酶,-1,-,酮戊二酸脱氢酶复合体,异柠檬酸脱氢酶,己糖激酶,柠檬酸合酶,三羧酸循环脱下的氢经线粒体内膜上的电子传递链,(,呼吸链,),，最后传递给氧，生成水。在此过程中能量水平较高的电子，经过电子传递降到较低水平，所释放的能量通过的,ADP,的磷酸化， 生成含高能磷酸键,ATP,，从能量转换的角度，线粒体内膜起着主要的作用。,呼,吸,链,AH,2,2H(2H,+,+2e),A,能,ADP+Pi,ATP,O,2,1,2,氧化,磷酸化,偶,联,H,2,O,氧化磷酸化,是指当电子从,NADH,或,FADH,2,经过电子传递体系,(,呼吸链,),传递给氧形成水时，同时伴有,ADP,磷酸化为,ATP,的全过程。,氧化磷酸化的作用机制,化学渗透假说,H,+,H,+,e,O,ADP,+Pi,ATP,内外膜间隙,内膜,线粒体基质,电子传递给氧释出的能量推动质子泵,H,+,被泵至线粒体内外膜间隙，在内膜两侧形成,化学梯度（势能）,当,H,+,顺梯度回到基质面时，释出的能量使,ADP,磷酸化为,ATP,10,年第,7,题,电子传递链的顺序,1,、电子传递链中各组分的顺序由还原电位决定,电子传递方向：,(,还原电位,),低 高,电子传递链中生成,ATP,的部位,呼吸链抑制剂,能阻断呼吸链中某些部位电子传递。如鱼藤酮、粉蝶霉素,A,及异戊巴比妥等与复合体中的铁硫蛋白结合，从而阻断电子传递。,二巯基丙醇,解偶联剂 ：使氧化与磷酸化偶联过程脱离。二硝基苯酚（,DNP,）,糖异生,(gluconeogenesis),是指从,非糖化合物,转变为,葡萄糖或糖原,的过程。,*,部位,*,原料,*,概念,主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体,主要有,乳酸、甘油、生糖氨基酸,糖异生途径,酵解途径中有,3,个由关键酶催化的不可逆反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶代替,。,糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；,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,糖异生途径,(gluconeogenic pathway),指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程。,1.,丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸,(PEP),丙酮酸,草酰乙酸,PEP,ATP,ADP+Pi,CO,2,GTP,GDP,CO,2,丙酮酸羧化酶,(pyruvate carboxylase),，辅酶为生物素（线粒体）,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶,（线粒体、胞液）,草酰乙酸转运出线粒体,（苹果酸穿梭）,出线粒体,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,草酰乙酸,苹果酸通过线粒体膜的二羧酸转动系统与其他二羧酸或磷酸盐交换而离开线粒体,2. 1,6-,双磷酸果糖 转变为,6-,磷酸果糖,1,6-,双磷酸果糖,6-,磷酸果糖,Pi,果糖双磷酸酶,3. 6-,磷酸葡萄糖水解为葡萄糖,6-,磷酸葡萄糖,葡萄糖,Pi,葡萄糖,-6-,磷酸酶,非糖物质进入糖异生的途径,糖异生的原料转变成糖代谢的中间产物,生糖氨基酸,除,Phe,Tyr,Leu,lys,Trp,外,-,酮酸,-NH,2,甘油,-,磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,乳酸,丙酮酸,2H,上述糖代谢中间代谢产物进入糖异生途径，异生为葡萄糖或糖原,注意：乙酰,CoA,不能是糖异生的前体，它不能转化为丙酮酸，因为丙酮酸脱氢酶是不可逆的,脂肪酸,氧化产生的乙酰辅酶,A,，在肌肉中进入三羧酸循环，在肝肾细胞中还有另一条去路，就是生成乙酰乙酸、,-,羟丁酸、丙酮，这三者总称为,酮体,。,代谢定位：,生成：,肝细胞线粒体,利用：,肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体,肝脏生成，肝外利用,75,、酮体,2009,年,非极性中性氨基酸,N,H,CH,3,2,CH,2,极性中性氨基酸,Cys,，,酸性氨基酸,碱性氨基酸,H,2,N-C-NH,=,NH,氨基酸小结,酸性氨基酸：天门冬氨酸,Asp,、谷氨酸,Glu,碱性氨基酸：精氨酸,Arg,、赖氨酸,Lys,、组氨酸,His,芳香族的（含苯环的）：苯丙氨酸,Phe,、酪氨酸,Tyr,、色氨酸,Trp,36,、蛋白质的,变性,与复性,变性剂,蛋白质空间构象破坏,生物学活性丧失,理化性质改变,加热、酸碱、有机溶剂、,尿素、盐酸胍、去污剂,易水解,易沉淀,蛋白质非共价键和二硫键破坏，,不涉及肽键,复性：去除变性因素，蛋白质恢复空间构象,与生物学活性的过程。,3.,蛋白质的变性与,复性,核糖核酸酶的变性与复性示意图,8M,尿素或,-,巯基乙醇,透析,某些蛋白质在发生热变性后，松散的多肽链相互缠绕在一起，变成固体状态，称为蛋白质的,凝固,（,coagulation,）,。,36,、相关概念,透析,：用透析袋（半透膜）把大分子和小分子分开的 方法。,离心,：利用物质的大小、密度等方面的差异，用旋转所产生背向旋转轴方向的离心运动力使颗粒或溶质发生沉降而将其分离、浓缩、提纯和鉴定的一种方法。,盐析,：高浓度中性盐使蛋白质从溶液中析出沉淀的方法（原理：破坏水化膜、中和电荷）,电泳,：在电场中，带电颗粒向着与其带相反电荷的电极移动，这种现象称电泳,40,、,RNA,介导的基因沉默,病毒基因、人工转入基因等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内，并利用宿主细胞进行转录时，常产生一些,dsRNA,。宿主细胞对这些,dsRNA,迅即产生反应，,40,、,RNA,介导的基因沉默,其胞质中的核酸内切酶,Dicer,将,dsRNA,切割成多个具有特定长度和结构的小片段,RNA,（大约,21,23 bp,），即,siRNA,。,siRNA,在细胞内,RNA,解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，继之由反义,siRNA,再与体内一些酶（包括内切酶、外切酶、解旋酶等）结合形成,RNA,诱导的沉默复合物（,RNA-induced silencing complex,，,RISC),。,RISC,与外源性基因表达的,mRNA,的同源区进行特异性结合，,RISC,具有核酸酶的功能，在结合部位切割,mRNA,，切割位点即是与,siRNA,中反义链互补结合的两端。被切割后的断裂,mRNA,随即降解，从而诱发宿主细胞针对这些,mRNA,的降解反应。,siRNA,不仅能引导,RISC,切割同源单链,mRNA,，而且可作为引物与靶,RNA,结合并在,RNA,聚合酶,(RNA-dependent RNA polymerase,，,RdRP,）作用下合成更多新的,dsRNA,，新合成的,dsRNA,再由,Dicer,切割产生大量的次级,siRNA,，从而使,RNAi,的作用进一步放大，最终将靶,mRNA,完全降解。,40,、,RNA,介导的基因沉默,RNAi,发生于除原核生物以外的所有真核生物细胞内。需要说明的是，由于,dsRNA,抑制基因表达具有潜在高效性，任何导致正常机体,dsRNA,形成的情况都会引起不需要的相应基因沉寂。所以正常机体内各种基因有效表达有一套严密防止,dsRNA,形成的机制。,40,、,RNA,介导的基因沉默,RNAi,具有的特征,RNAi,是转录后水平的基因沉默机制；,RNAi,具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的,mRNA,；,RNAi,抑制基因表达具有很高的效率；,RNAi,抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传递和维持信号甚至传播至整个有机体以及可遗传等特点；,dsRNA,不得短于,21,个碱基，并且长链,dsRNA,也在细胞内被,Dicer,酶切割为,21 bp,左右的,siRNA,，并由,siRNA,来介导,mRNA,切割。,ATP,依赖性：,40,、,RNA,介导的基因沉默,104,、动物细胞内主要,RNA,的种类及功能,2010,年,12,、葡萄糖,17,、同工酶,定义：催化同一化学反应而化学组成不同的一组酶。,产生同工酶的主要原因是在进化过程中基因发生变异，而其变异程度尚不足以成为一个新酶,19,、 酶的分子组成,结合酶,(conjugated enzyme),单纯酶,(simple enzyme),酶蛋白,(apoenzyme),辅助因子,(cofactor),全酶,(holoenzyme),辅助因子,(cofactor),金属离子,小分子有机化合物,辅助因子按其与酶蛋白结合的紧密程度分为,辅酶,(coenzyme):,与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。,辅基,(prosthetic group):,与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去,。,20,、蛋白质的分离纯化,蛋白质分离纯化的一般方法,（,1,）根据蛋白质分子大小不同的分离方法,透析（,dialysis,）,和超滤（,ultrafiltration,）,蛋白质分离纯化的一般方法,（,1,）根据蛋白质分子大小不同的分离方法,b.,密度梯度离心,c.,凝胶过滤（,gel filtration,）,葡聚糖凝胶过滤,蛋白质分离纯化的一般方法,（,2,）,根据蛋白质溶解度的差异进行分离的方法,等电点沉淀（,isoelectric,precipitation,）,蛋白质的盐溶和盐析,有机溶剂分级分离,蛋白质分离纯化的一般方法,（,3,）根据蛋白质电荷不同的分离方法,电泳,-,在电场中，带电颗粒向着与其带相反电荷的电极移动，这种现象称电泳（,electrophoresis,）。,影响迁移速率的主要因素：,分子所带净电荷（环境,pH,）,分子的大小,分子的形状,（,3,）根据蛋白质电荷不同的分离方法,b.,离子交换层析（,ion-exchange chromatography,）,蛋白质分离纯化的一般方法,（,4,）根据对配基的生物学特异性的分离方法,-,亲和层析法,（,affinity chromatography,）,蛋白质分离纯化的一般方法,（,5,）根据蛋白质选择吸附分离,-,吸附层析法,某些物质，例如极性的硅胶和氧化铝以及非极性的活性碳等的粉末具有吸附能力，能够将其他种类的分子吸附在其粉末颗粒的表面，而吸附力的强弱又因被吸附的物质性质不同而异，从而达到分离目的。,蛋白质分离纯化的一般方法,小结层析,定义：待分离的液体（流动相,mobile phase,）经过一个固态物质（固定相,solid phase),后所发生的各组分在两相中分布的变化。,原理：根据混合物溶液中分子的大小、形状、极性、亲和力等差异而加以分离。,蛋白质分离纯化的一般方法,几种层析方法的比较,吸附层析法利用吸附剂表面对样品组分吸附能力强弱不同来进行分离；,亲和层析由于配体与待分离物质进行特异性结合；,蛋白质分离纯化的一般方法,几种层析方法的比较,离子交换层析法利用样品组分对离子交换剂静电力的差异来进行分离,分配层析利用样品各组分在固定相和流动相间溶解度的不同,(,分配系数不同,),来进行分离；,2011,年,11,、尿素循环,尿素的形成,尿素循环,部位,肝脏细胞,氨基酸,（外来的或自身的）,-,酮戊二酸,（转氨作用）,谷氨酸,谷氨酸,酮戊二酸,NH,4,+,CO,2,2ADP+Pi+H,+,2ATP,Pi,鸟氨酸,瓜氨酸,氨甲酰,磷酸,Pi,瓜氨酸,转氨基,氨,精氨琥珀酸,ATP,AMP+PPi,延胡索酸,鸟氨酸,精氨酸,H,2,O,尿素,消耗,4ATP,能量,13,、,C3,与,C4,植物,据植物同化,CO,2,途径分为：,C,3,植物：,把仅通过,C,3,途径就可以完成,CO,2,固定作用的植物称为,C,3,植物。多为温带和寒温带植物，如小麦、大豆、棉花、油菜等。,C,4,植物：,需,C,3,和,C,4,两条途径才能完成,CO,2,的同化，这样的植物称为,C,4,植物。多为热带和亚热带植物，如玉米、高粱、甘蔗、苋菜等。,C,3,与,C,4,植物的解剖学差异, C,4,植物中柱鞘有叶绿体，, C,4,植物有花环状结构，,中柱鞘细胞与叶肉细胞有大量的胞间连丝联系。,叶肉细胞排列情况不同，,C,3,植物排列松散，,C,4,植物排列紧密。,C3,植物,C4,植物,PEP+HCO,3,-,OAA+Pi,发生在细胞质中,(,如图,),发生部位、酶、受体、产物与,C,3,均不同。,PEPC,四碳二羧酸,CO,2,受体,2,、,CO,2,的固定,C,4,途径,C,3,途径,叶肉细胞,维管束细胞,图,3-18 C,4,植物的,C,4,途径和,C,3,途径发生部位,草酰乙酸,CO,2,PEP,14,、糖酵解途径,16,和,17,、,DNA,的变性,(denaturation),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。,变性因素：,过量酸，碱，加热等。,变性后理化性质的主要改变：,OD,260,增高粘度下降,DNA,变性的本质是双链间氢键的断裂,DNA,的紫外吸收光谱,增色效应：,DNA,变性时其溶液,OD,260,增高的现象。,解链曲线：,在连续加热,DNA,的过程中以温度对,OD260,值作图，所得的曲线称为解链曲线,。,Tm,：,紫外光吸收值达到最大值的,50%,时的温度称为,DNA,的,解链温度,，又称融解温度,(melting temperature, Tm),。其大小与,G+C,含量成正比。,20,、,双螺旋稳定的力,氢键,碱基堆积力（疏水相互作用及范德华力）,离子键：磷酸负电荷与介质中的阳离子,离子键 疏水键 二硫键,氢 键 范德华力,20,、蛋白质中的主要次级键,
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