资源描述
临床医学 第一章蛋白质的结构与功能第 一 节 蛋 白 质 的 分 子 组 成一、组成蛋白质的元素1、主要有C、H、O、N和S，有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。2、蛋白质元素组成的特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16。3、由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量 ( g % )= 每克样品含氮克数 6.25100二、氨基酸 组成蛋白质的基本单位（一）氨基酸的分类 1. 非极性氨基酸（9）：甘氨酸 （Gly） 丙氨酸 （ Ala）缬氨酸（Val）亮氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）苯丙氨酸 （Phe）脯氨酸（Pro） 色氨酸（Try）蛋氨酸（Met） 2、 不带电荷极性氨基酸（6）：丝氨酸（Ser） 酪氨酸(Try) 半胱氨酸 (Cys) 天冬酰胺 (Asn) 谷氨酰胺(Gln ) 苏氨酸(Thr ) 3、 带负电荷氨基酸（酸性氨基酸）（2）: 天冬氨酸(Asp ) 谷氨酸(Glu)4、 带正电荷氨基酸（碱性氨基酸）（3）:赖氨酸(Lys) 精氨酸(Arg) 组氨酸( His) （二）氨基酸的理化性质1. 两性解离及等电点等电点 :在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。2. 紫外吸收 (1)色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280 nm 附近。（2）大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。3. 茚三酮反应 氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法三、肽（一）肽 1、肽键是由一个氨基酸的a-羧基与另一个氨基酸的a-氨基脱水缩合而形成的化学键。2、肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。3、由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽4、肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基5、多肽链是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。6、多肽链有两端 ：N 末端：多肽链中有自由氨基的一端C 末端：多肽链中有自由羧基的一端 （二） 几种生物活性肽1. 谷胱甘肽 2. 多肽类激素及神经肽第 二 节 蛋 白 质 的 分 子 结 构一、蛋白质的一级结构1、定义：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的连接方式、排列顺序和二硫键的位置。2、主要的化学键：肽键，有些蛋白质还包括二硫键。3、一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。二、蛋白质的二级结构1、定义：蛋白质分子中某一段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2、主要的化学键： 氢键 3、蛋白质二级结构的主要形式a-螺旋、 b-折叠、b-转角、无规卷曲 三、蛋白质的三级结构1、 定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 2、主要的化学键 ：疏水作用、离子键、氢键和 Van der Waals力等四、蛋白质的四级结构 1、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，称为蛋白质的四级结构。2、亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。第四节 蛋白质的理化性质（一）蛋白质的紫外吸收 （二）蛋白质的两性电离 1、蛋白质的等电点： 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。（三）蛋白质的沉降特性 （四）蛋白质的胶体性质 蛋白质胶体稳定的因素：颗粒表面电荷、水化膜（五）蛋白质的变性、复性 1、蛋白质的变性：在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。2、变性的本质 ：破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。（六）蛋白质的呈色反应 茚三酮反应 蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。 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铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。第二 章 核酸的结构与功能第一节 核酸的化学组成一、核苷酸的组成 1、元素组成:C、H、O、N、P（910%）2、分子组成：（1）碱基：嘌呤碱，嘧啶碱（2）戊糖：核糖，脱氧核糖（3）磷酸3、DNA与RNA在分子组成上的异同类型DNARNA碱基A、T、C、GA、U、C、G戊糖脱氧核糖核糖磷酸相同二、核苷酸的结构1、核苷的形成：碱基和核糖（脱氧核糖）通过糖苷键连接形成核苷（脱氧核苷）。 2、核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 3、核苷酸的结构：核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。 4、核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 第二节 核酸的分子结构一、核酸的一级结构1、定义：核酸中核苷酸的排列顺序。由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。二、核酸的空间结构与功能（一）DNA的空间结构与功能1、DNA的二级结构双螺旋结构（1）DNA双螺旋结构模型要点：DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧核糖核苷酸链组成，磷酸、脱氧核糖在外围构成骨架，中间是碱基对平面，碱基严格按照碱基互补配对原则。（A=T; GC） 右手双螺旋结构，螺旋一圈10对碱基，螺距3.4nm，表面有间隔排列的大沟、和小沟。互补碱基的氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。2、DNA的三级结构在二级结构的基础上，DNA双螺旋结构进一步折叠、盘绕成为更为复杂的结构（1）原核生物DNA的高级结构 DNA超螺旋闭合环状双螺旋，正超螺旋、负超螺旋 （2）DNA在真核生物细胞内真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是核小体（3）核小体的组成：DNA：约200bp（碱基对） 组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4 3、 DNA的功能 DNA的基本功能是以基因的形式荷载遗传信息，并作为基因复制和转录的模板。它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础（二）RNA的空间结构与功能1、mRNA-(含量少，种类多，寿命短)（1）mRNA的功能 ：携带遗传信息（DNA），作为蛋白质翻译的模板。 （2） mRNA结构特点：5末端形成帽子结构：m7GpppNm- 3末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(80-250) 尾2、tRNA （1）tRNA的一级结构特点 ：73-93个核苷酸（分子量最小）含 1020% （7-15个）稀有碱基，如 DHU等 3末端为 CCA-OH，5 末端大多是-G（2） tRNA的二级结构三叶草形结构有：氨基酸臂 DHU环及臂 反密码环及臂 TC环及臂 额外环（3）tRNA的三级结构 倒L形（4）RNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。（三）rRNA （1）rRNA的结构：空间结构，较为复杂（2） rRNA的功能 参与组成核糖体，作为蛋白质生物合成的场所。 （3）rRNA的种类（根据沉降系数）：真核生物5S rRNA、 5.8S rRNA、 18S rRNA、 28S rRNA 原核生物5S rRNA 、16S rRNA、 23S rRNA 第 三 节 核 酸 的 理 化 性 质一、紫外吸收：核酸在260nm处有吸收高峰，在230nm处有一低谷 二、DNA的变性1、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。2、方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、 酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等3、变性后其它理化性质变化：OD260增高粘度下降 比旋度下降浮力密度升高 酸碱滴定曲线改变 生物活性丧失4、 DNA变性的本质是双链间氢键的断裂5、 增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。6、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，其大小与G+C含量成正比。三、DNA的复性与分子杂交 1、DNA复性的定义 ：在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。2、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火。3、减色效应：DNA复性时，其溶液OD260降低。四、 核酶和脱氧核酶1、 核酶：催化性RNA作为序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。 2、脱氧核酶：催化性DNA 人工合成的寡聚脱氧核苷酸片段，也能序列特异性降解RNA。 第五章 维生素一、概述1、定义：维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量不足，必须由食物供给的一组小分子有机化合物。2、分类：（1）脂溶性维生素 Vit.A*、 D*、 E 、 K： （2）水溶性维生素： Vit.C* B族Vit.：B1*、B2*、PP*、 B6*、生物素 泛酸、叶酸*、B12 *、硫辛酸3、 引起维生素缺乏的原因：（1）摄入不足：偏食、烹饪不当（2）吸收障碍：胃肠道疾病、肝胆疾病（3）需要量增加：儿童，孕妇，哺乳期妇女，重体力劳动者和慢性消耗性疾病患者（4）服用某些药物：如抗生素，可致肠道菌群紊乱，自身可合成的少量维生素缺失（维生素K、B6、PP、生物素、泛酸等）（5）生物体的特异缺陷：如内因子缺乏二、脂溶性维生素1、共同特点：（1）不溶于水，溶于脂肪及有机溶剂（2）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收（3）在血浆中与特异蛋白结合而运输（4）在肝脏内储存，摄入过多会出现中毒2、种类： Vit A, Vit D, Vit E, Vit K 一、维生素A-抗干眼病维生素1、视黄醇（维生素A1），3-脱氢视黄醇（维生素A2） 视黄醇 视黄醛 视黄酸 2、 活性形式：11顺视黄醛（紫外线可破坏维生素A）3、来源：哺乳动物及鱼的肝脏、蛋黄、乳制品等维生素A原： -胡萝卜素可转化为维生素A （胡萝卜、红辣椒、菠菜、芥菜等绿叶蔬菜）（二）生化作用及缺乏症：1、构成视觉细胞内感光物质的成分 2、维持上皮组织结构的完整性 3、参与类固醇的合成促进生长发育 4、有一定的抗癌、防癌作用 缺乏症：夜盲症、干眼病 二 、维生素D-抗佝偻病维生素 1、种类：VitD2（麦角钙化醇） VitD3（胆钙化醇）2、VitD2原：麦角固醇 VitD3原： 7-脱氢胆固醇3、来源：肝、蛋黄、牛奶、鱼肝油4、VitD3的活性形式： 1, 25- (OH)2-VitD35、生化作用及缺乏症：1、生化作用：（1）肠：促进肠道对钙的吸收； （2）肾：促进肾脏对钙、磷的重吸收 （3）骨骼：增加骨对钙、磷的吸收和沉积，有利于骨的钙化；2、缺乏症：儿童佝偻病 成人软骨病三、 维生素E-生育酚1、 活性形式：生育酚 2、 来源：植物油、豆类、谷物等3、 生化作用：1、抗氧化作用 2、维持生殖机能 3、促进血红素代谢 缺乏症：未发现，临床：治疗习惯性流产 四、 维生素K-凝血维生素1、 来源：绿色蔬菜、种子、鱼、肝等 2、 化学结构：2-甲基-1，4-萘醌的衍生物 3、生化作用： 维持体内凝血因子、 、 和的正常水平，参与凝血作用4、缺乏维生素会延迟血液凝固；易出血。第 二 节 水溶性维生素一、概 述（一）共同特点：1、易溶于水，故易随尿液排出。 2、体内不易储存，必须经常从食物中摄取。 3、不易导致积累而引起中毒（二）种类：B族维生素和维生素C 一、维生素B1-抗脚气病维生素（一）别名及活性形式：1、维生素B1又名硫胺素 2、活性形式：焦磷酸硫胺素(TPP)（四）生化作用及缺乏症1、生化作用：（1） TPP是-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，（2）TPP是磷酸戊糖途径中转酮酶的辅酶。（3） 在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。2、 缺乏症：（1）脚气病：维生素B1缺乏时，可引起依赖TPP代谢的反应受抑制，导致如丙酮酸堆积，使组织供氧不足，功能不足。出现：手足麻木，肌肉萎缩，心力衰竭，下肢水肿，神经功能退化等。（2）末梢神经炎：神经痛，面部神经麻痹等。（3）胃肠机能障碍：胃肠蠕动减慢，消化液分泌减少，食欲不振，消化不良。 二、维生素B2-核黄素（一）来源： 动物内脏、黄豆、小麦、绿色蔬菜，肠道合成。 耐热，酸性溶液中稳定，易被碱和紫外线破坏 （二）别名及活性形式1、维生素B2又名核黄素(riboflavin)2、活性形式：黄素单核苷酸 (FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)3、生化作用： FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。4、缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。三、维生素PP-抗赖皮病维生素1、体内活性形式： 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADP+)2、生化作用：NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。3、缺乏症：癞皮病（3D症状:皮炎 腹泻 痴呆四、维生素B61、别名及活性形式：维生素B6：包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺活性形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺2、生化作用及缺乏症：1、磷酸吡哆醛是转氨酶及脱羧酶的辅酶 2、磷酸吡哆醛是血红素合成关键酶的辅酶。 3、磷酸吡哆醛参与糖原分解。五、泛酸-遍多酸（一）、别名及活性形式1、别名: 遍多酸2、活性形式：辅酶A (CoA) 和酰基载体蛋白（ACP）。二）生化作用及缺乏症1、CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。2、缺乏病：未发现 六、生物素-生物素和生物素（一）活性形式：生物素（二）生化作用：生物素(biotin)是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。人类罕见生物素缺乏症。七、叶酸（一）、化学本质及性质：1、叶叶酸又称蝶酰谷氨酸 2、活性形式：四氢叶酸(FH4)（二）生化作用及缺乏症：1、生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移 2、缺乏症：巨幼红细胞贫血八、维生素B12-抗恶性贫血维生素（一）别名及活性形式1、维生素B12又称钴胺素2、活性形式：甲基钴胺素 5 -脱氧腺苷钴胺素（二）生化作用及缺乏症1、生化作用： 参与体内甲基转移作用，甲基转移酶的辅助因子。2、缺乏症：巨幼红细胞贫血九、维生素C对热不稳定的酸性物质（一）别名及活性形式1、维生素C又称L-抗坏血酸 2、活性形式：抗坏血酸3、生化作用：（1）参与体内羟化反应（维生素C作为辅助因子）： 促进胶原蛋白的合成 参与胆固醇的转化 参与芳香族氨基酸的代谢（2）参与氧化-还原反应：保护巯基酶的活性（解毒） 使GSSG还原成GSH，保护细胞膜。具有解毒作用 促进抗体的合成。 促进造血将Fe3 转化为（ Fe2）。 保护VitA,VitE免遭氧化。 抗病毒，防止肿瘤。2、缺乏症：坏血病十、硫辛酸1、活性形式：硫辛酸2、生化作用及缺乏病（1）、生化作用：是-酮酸脱氢酶系的辅助因子，参与传递氢和酰基作用。（2）、缺乏病：未发现第 六 章 酶1、酶的概念：酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物具有高效催化作用的蛋白质。2、目前将生物催化剂分为两类酶 、 核酶、脱氧核酶第一节 酶的组成、活性中心 与功能一、 酶的组成（一）分子组成：单纯酶和结合酶2、全酶：由蛋白质部分（酶蛋白）和辅助因子（小分子有机化合物和金属离子）组成3、只有全酶才有催化作用。 4、辅助因子分类 ：（1）辅酶):与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤的方法除去。 （2）辅基:与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤的方法除去。5、酶蛋白决定酶促反应的特异性，辅助因子决定酶促反应的类型。 （二） 酶的结构组成1、 单体酶：由一条多肽链构成的酶，只含有一个活性中心。2、 寡聚酶：有多个相同或不同的亚基以非共价键结合构成，含有多个活性中心的酶。3、多酶复合体：由几种不同功能的酶彼此聚合形成的多酶复合物共同完成催化功能的多酶复合体。3、 多功能酶或串联酶：多种不同催化功能存在于一条多肽链中，这类酶称为多功能酶 4、多酶体系：物质代谢的各条途径有许多酶共同参与，依次完成反应过程，这些酶在结构上无彼此关联，称为多酶体系。二、酶的活性中心1、定义：某些必需基团在一级结构上可能相距得很远，但在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，它能与底物结合，并催化底物生成产物，称这个区域为酶的活性中心2、必需基团：一些与酶活性密切相关的化学基团。3、常见的必需基团有：组氨酸残基的咪唑基，丝氨酸残基的羟基，半胱氨酸残基的巯基，天冬氨酸残基的羧基。三、 酶促反应的特点与机制（一）酶促反应的特点1、高效性 2、特异性（绝对特异性、相对特异性、立体结构特异性）3、可调节性 4、不稳定性（二）酶促反应的机制酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶-底物结合的诱导契合假说第二节 酶促反应动力学1、 概念：研究各种因素对酶促反应速度的影响2、影响因素包括有 酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂一、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的影响呈矩形双曲线关系。1、当底物浓度较低时，反应速度与底物浓度成正比；反应为一级反应。2、随着底物浓度的增高，反应速度不再成正比例加速；反应为混合级反应。3、当底物浓度高达一定程度，反应速度不再增加，达最大速度；反应为零级反应4、Km值：酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。 5、Km的意义：a) Km是酶的特征性常数之一；只与酶的性质有关， 而与酶的浓度无关，不同的酶有不同的Km。（一组同工酶有不同的Km值）b) Km反映酶与底物的亲和力：Km越大，酶与底物的亲和力越小；c)一种酶对不同底物有不同的Km值， Km最小的底物是天然底物（最适底物）6、Vmax 是酶完全被底物饱和时的反应速率，与酶浓度成正比。 二、 酶浓度对反应速度的影响1、当SE，酶可被底物饱和的情况下，反应速度与酶浓度成正比。三、 温度对反应速度的影响1、 双重影响2、最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的环境温度。四、 pH对反应速度的影响五、 抑制剂对反应速度的影响1、酶的抑制剂： 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质称为酶的抑制剂。抑制剂多与酶的活性中心内、外必需基团结合抑制酶的活性（特异的结合）。2、根据抑制剂与酶结合的紧密程度不同分为：不可逆性抑制，可逆性抑制(一) 不可逆性抑制作用1、概念：抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。抑制剂不能用透析、超滤等方法除去。 2、 举例1、有机磷中毒 羟基酶 解毒 - - - 解磷定(PAM)2、重金属中毒 巯基酶 解毒 - - - 二巯基丙醇(BAL) （二） 可逆性抑制作用*1、概念：抑制剂以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。2、类型：根据抑制剂与底物的竞争关系：竞争性抑制、非竞争性抑制、 反竞争性抑制、 竞争性抑制作用：抑制剂（I）与底物（S）结构相似* 特点：1）抑制剂与底物的结构相似。2）抑制剂与底物竞争酶的活性中心。3）酶的活性中心与抑制剂结合后，酶失去活性。4）抑制作用的大小取决于亲和力及I/S。当SI时，抑制作用可以忽略举例：（1）抑制剂丙二酸与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶（2）磺胺类药物的抑菌机制与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶机理：磺胺类药物的结构与对氨基苯甲酸结构相似，竞争性抑制二氢叶酸合成酶，从而使细菌的核酸合成受阻，从而影响其生长繁殖，达到抑菌的效果。 由于是竞争性抑制，因而，服用磺胺类药物时，必须保持血液中药物达到一定浓度，才能发挥有效的竞争抑菌作用。2、非竞争性抑制 * 特点：1）抑制剂与酶的活性中心以外的必需基团相结合。抑制酶的催化活性。2）抑制剂与底物之间无竞争关系。3）形成酶-底物-抑制剂复合物不能释放出产物。 3、反竞争性抑制作用特点：1）抑制剂与中间产物（ES）结合。抑制酶的催化活性。2）降低ES的有效浓度，促进底物和酶的结合。3）抑制作用与竞争性抑制作用相反。4、各种可逆性抑制作用的比较 类型与I结合的部分表观Vmax表观Km竞争性抑制E不变增大非竞争性抑制E、ES减小不变反竞争性抑制ES减小减小六、 激活剂对反应速度的影响1、激活剂： 使酶由无活性变为有活性或使酶活性增加的物质2、大多数为金属离子：Mg2+，K+，Mn2+等，少数为阴离子：Cl-有机化合物：胆汁酸盐 酶原激活剂：肠激酶等第 三 节 酶 的 存 在 形 式 及 其 调 节一、 酶原与酶原的激活1、 酶原 ： 酶的无活性前体，称为酶原。 2、 酶原的激活：在一定条件下，无活性的酶的前体转变成有活性的酶的过程。3、 酶原激活的生理意义：（1）避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证体内代谢正常进行。（2）酶原是酶的储存形式。二、 同工酶及其临床意义1、定义：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，乃至免疫学性质和电泳行为均不同的一组酶。2、 举例：乳酸脱氢酶(LDH1 LDH5)（1）、LDH的含量与分布 LDH1在心肌中的比例较高，LDH5在肝脏、骨骼肌中所占比例较大（2）诊断 LDH1作为心肌疾病诊断的辅助指标 ，LDH5作为肝脏和骨骼肌疾病的辅助指标3、生理及临床意义：同工酶谱的改变有助于对疾病的诊断； 同工酶可以作为遗传标志，用于遗传分析研究。三、关键酶1、定义：在代谢途径的各个反应中，催化单向反应、速度最慢、控制着整个代谢速度的酶促反应为该途径的限速反应。催化此反应的酶称之。又称为限速酶（limiting velocity enzyme）四、酶活性测定和酶活性单位国际单位(IU)：在25、最适PH值、最适底物浓度时，每分钟催化1mol底物生成产物所需的酶量。 催量单位(katal)：催量(kat)是指在特定条件下，每秒钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量。 第 七 章 糖 代 谢第二节 糖 的 氧 化 分 解 一、糖酵解1、 糖酵解的定义：在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的过程称之为糖酵解。 2、 糖酵解的反应部位：胞浆3、糖酵解分为两个阶段：第一阶段：由葡萄糖分解成丙酮酸，称之为糖酵解途径第二阶段由丙酮酸转变成乳酸。（一）葡萄糖分解成丙酮酸 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖 磷酸丙糖的同分异构化 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP(二) 丙酮酸转变成乳酸反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。（三）糖酵解的生理意义1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2. 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3. 糖酵解的中间产物是其他物质的合成原料。（四）糖酵解小结 反应部位：胞液 糖酵解全过程要求掌握 关键酶（限速酶）：己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶 能量改变产能净生成ATP数量：从G开始 22-2=2ATP 从Gn开始 22-1=3ATP（五）糖酵解的调节调节方式： 别构调节 共价修饰调节 二、 糖的有氧氧化 1、概念：糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。2、部位：胞液及线粒体 （一）有氧氧化的反应过程 第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧1、丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA2、总反应式： NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸乙酰CoA丙酮酸脱氢酶复合体 2、丙酮酸脱氢酶复合体的组成：E1：丙酮酸脱氢酶 E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶第三阶段：三羧酸循环 1、定义：三羧酸循环(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。2、反应部位：所有的反应均在线粒体中进行3、ATP的生成 ：NADH+H+3ATP NADPH2ATP4、三羧酸循环的生理意义：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5、小 结 部位：线粒体 掌握TAC全过程。关键酶：柠檬酸合（成）酶 、异柠檬酸脱氢酶、 -酮戊二酸脱氢酶系能量改变（产能:12molATP）生理意义第四阶段：氧化磷酸化 （二）有氧氧化的关键酶 己糖激酶、6磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、酮戊二酸脱氢酶系（三） 有氧氧化的能量改变 产能：1mol葡萄糖经过有氧氧化， 生成36或38molATP（四）有氧氧化的生理意义1、糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。2、是三大营养物质氧化分解的共同途径。3、是三大营养物质代谢联系的枢纽。糖有氧氧化的小结： 部位：胞液及线粒体 掌握糖有氧氧化全过程。关键酶能量改变（产能:36或38molATP）生理意义三、磷酸戊糖途径1、定义：磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。（一）、反应过程1、细胞定位：胞 液2、反应过程可分为二个阶段：第一阶段：氧化反应生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2第二阶段则是非氧化反应 包括一系列基团转移。（二）、磷酸戊糖途径的生理意义1、为核苷酸的生成提供5-磷酸核糖 3、 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应 四、糖醛酸途径 生理意义：1、生成活化的葡萄糖醛酸UDPGA，即UDPGA是葡萄糖的活性形式2、 参与生物转化，为合成透明质酸等多糖提供葡萄糖醛酸。第 三 节 糖原合成和分解1、糖原储存的主要器官及其生理意义 （1） 肌肉：肌糖原，180 300g，主要供肌肉收缩所需 （2）肝脏：肝糖原，70 100g，维持血糖水平 一、糖原的合成代谢 （一）定义 糖原的合成(指由葡萄糖合成糖原的过程。（二）合成部位 组织定位：主要在肝脏、肌肉 细胞定位：胞浆（四） 糖原合成途径1. 葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖2. 6-磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖 3. 1- 磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 4、 -1,4-糖苷键式结合 二、糖原的分解代谢 （一）定义：糖原分解习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。部位：亚细胞定位：胞 浆 （二）肝糖原的分解 1. 糖原的磷酸解从糖原的非还原端 2、 1-磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖 3、 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 三、 糖原合成与分解的生理意义1、 体内糖来源丰富，能量充足时，合成糖原储能。空腹时机体将储存的糖原迅速分解，提供能量。 2、维持血糖浓度的相对恒定（肝糖原）。3、在肌肉组织为肌肉收缩提供能量（肌糖原）四、糖原合成与分解的调节 1、关键酶 ： 糖原合成：糖原合酶 糖原分解：糖原磷酸化酶 1、别构调节（1）6-磷酸葡萄糖是糖原合酶的别构激活剂。（2）ATP、葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。 2、共价修饰调节 两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反此调节为酶促反应，调节速度快调节有级联放大作用，效率高；受激素调节。 第 四 节 糖异生作用概念 糖异生是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。原料 主要有乳酸（有机酸）、甘油、生糖氨基酸部位：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 过程：糖异生途径不完全是糖酵解的逆过程。一、糖异生途径1. 丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 丙酮酸羧化酶，辅酶为生物素（反应在线粒体） 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、胞液） 2. 1,6-双磷酸果糖 转变为 6-磷酸果糖 3. 6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 4、底物循环定义： 由不同的酶催化的单向反应使两个底物通过循环相互转化。底物循环在正常生理条件下不会进行。糖异生的调节是通过对两个底物循环的调节与糖酵解调节彼此协调。 4、 乳酸循环二、 糖异生的生理意义（一）维持血糖浓度的相对恒定 （二）补充糖原储备（三）调节酸碱平衡 （四）协助氨基酸代谢第 五 节 血糖及其调节一、血糖来源和去路1、来源：食物经消化吸收的葡萄糖肝糖原分解糖异生2、去路：氧化供能合成糖原转变为脂肪及某些非必须氨基酸转变为其他糖类物质3、平恒定的生理意义 ：要组织器官的能量供应，特别是某些依赖葡萄糖供能的组织器官。 脑组织不能利用脂酸，正常情况下主要依赖葡萄糖供能；红细胞没有线粒体，完全通过糖酵解获能；骨髓及神经组织代谢活跃，经常利用葡萄糖供能二、血糖水平的调节1、肝脏调节 是维持血糖浓度的主要器官，在神经，激素的控制下进行。 血糖肝糖原合成，糖异生 血糖肝糖原分解 ，糖异生2、肾脏调节 肾糖阈：血糖8.9-10.0mmol/L 血糖低于肾糖阈，肾小管将葡萄糖全部重吸收 血糖高于肾糖阈，出现糖尿。3、依靠激素的调节 降低血糖：胰岛素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮质激素、肾上腺素三、 糖代谢紊乱(一）低血糖1. 低血糖的定义：腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L时称为低血糖。2. 低血糖的影响 ：血糖水平过低，会影响脑细胞的功能，从而出现 头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为低血糖休克。 3. 低血糖的病因: 胰性（胰岛-细胞功能亢进、胰岛-细胞功能低下等） 肝性（肝癌、糖原积累病等） 内分泌异常（垂体功能低下、肾上腺皮质功能低下等） 肿瘤（胃癌等） 饥饿或不能进食（二）高血糖及糖尿症 1. 高血糖的定义:临床上将空腹血糖浓度高于7.227.78mmol/L称为高血糖。 2. 肾糖阈的定义:当血糖浓度高于8.8910.00mmol/L时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖水平称为肾糖阈。3. 高血糖及糖尿的病理和生理原因 a. 持续性高血糖和糖尿，主要见于糖尿病(diabetes mellitus, DM)。b. 血糖正常而出现糖尿，见于慢性肾炎、肾病综合征等引起肾对糖的吸收障碍c. 生理性高血糖和糖尿可因情绪激动而出现。 第八章 脂类代谢第 一 节 脂类的消化、吸收、分布及生理功能 脂 类：脂肪和类脂总称为脂类 一、脂类的消化1、部 位 主要在小肠上段2、条 件 乳化剂（胆汁酸的乳化作用）； 酶的催化作用 二、脂类的吸收1、部 位 十二指肠下段及空肠上段三、脂类分布及生理功能 分类分布生理功能脂肪（甘油三酯）脂肪组织、血浆1、储脂供能2、提供必需脂酸3、促脂溶性维生素吸收4、热垫作用5、保护垫作用6、构成血浆脂蛋白类脂生物膜、神经、血浆1、维持生物膜的结构和功能2、胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等3、构成血浆脂蛋白第 二 节 三酰甘油代谢一、三酰甘油的分解代谢 （一） 脂肪的动员1、定义 ：储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 2、关键酶：激素敏感性脂酶（三酰甘油脂酶）3、脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素(ACTH) 、促甲状腺激素(TSH) 等。 4、抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、雌二醇等。 激素敏感性脂酶 二酰甘油脂酶 一酰甘5、脂肪动员过程：三酰甘油二酰甘油酰甘油油脂酶甘油（二）脂肪酸氧化（-氧化）1、部位：（1）组 织：除脑组织外,大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。（2）亚 细 胞：胞液、线粒体 2、过程：(1)脂酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液）关键酶：脂酰CoA合成酶：存在于内质网及线粒体外膜上 活化形式：脂酰CoA条件：ATP、HSCOA、Mg2+，消耗两个高能磷酸键 （2）脂酰CoA进入线粒体（载体分子肉碱）关键酶：肉碱脂酰转移酶I(3) 脂肪酸的-氧化（线粒体）：脱氢、加水、再脱氢、硫解（4）脂酸氧化的能量生成 以16碳软脂酸的氧化为例活 化：消耗2个高能磷酸键 氧 化： 每轮循环 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA 1分子少两个碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+1分子FADH2 软脂酸（16C）的彻底氧化7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7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脂酸氧化是体内能量的重要来源（四）酮体的生成和利用1、乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体。2、合成原料：脂酸 -氧化生成的乙酰CoA 3、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4、酮体生成和利用的特点：肝内生成，肝外利用5. 酮体生成的生理意义：酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障和肌肉的毛细血管壁，是肌肉尤其是脑组织的重要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。在饥饿、糖尿病、高脂低糖膳食时，脂肪动员加强，酮体生成增加，引起酮血症和酮尿症及酮症酸中毒。6、酮体生成的调节1） 饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用） 饱 食胰岛素增多抑制脂解，脂肪动员 脂酸氧化减弱，酮体生成 下降进入肝的脂酸（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响糖代谢减弱，脂酸氧化及酮体生成均加强3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶 I，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸氧化减弱，酮体生产减少。二、三酰甘油的合成代谢 （一）合成部位:1、肝 脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血2、脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪3、小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。 （二）合成原料1. 甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢2. CM中的FFA（来自食物脂肪）（三）合成基本过程1. 甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2. 甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）三、脂酸的合成代谢（一）软脂酸的合成1. 合成部位 （1）组 织：肝（主要）、脂肪等组织 （2）亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） 肝线粒体、内质网：碳链延长2. 合成原料：乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+ 3、关键酶：乙酰CoA羧化酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。 （三）脂酸合成的调节1. 代谢物的调节作用 乙酰CoA羧化酶的别构调节物 抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸2. 激素调节 胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活 第 三 节类 脂 的 代 谢一、甘油磷脂的代谢1、组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物（一）甘油磷脂的合成1. 合成部位：全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。 2. 合成原料及辅因子 ：脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、蛋氨酸、ATP、CTP三、 胆固醇代谢（一） 胆固醇的生理功能：1、是生物膜的重要成分，是决定细胞膜性质的一种重要成分。2、是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。（二）胆固醇在体内含量及分布1、分布：广泛分布于全身各组织中大约 分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肌肉组织含量较低肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高2、存在形式：游离胆固醇 胆固醇酯（三）、 胆固醇的合成1、合成部位组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。细胞定位：胞液、光面内质网2、合成原料：18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+) 3、关键酶：HMG-CoA还原酶（二）胆固醇的酯化 两种方式 1、组织细胞：脂酰-胆固醇酰基转移酶（ACAT） 2、血浆：磷脂酰胆碱-胆固醇酰基转移酶（LCAT） （三）胆固醇合成的调节 1、饥饿与饱食饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇。摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合成增加。 （2） 胆固醇：胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。 3）激素：胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成，从而增加胆固醇的合成。胰高血糖素及皮质醇则能抑制HMG-CoA还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成。甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸。（五） 胆固醇的转化1、转变为胆汁酸（肝脏）2、转化为类固醇激素3、转化为7 - 脱氢胆固醇第 四 节 血 脂一、定义： 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。二、血脂的来源和去路1、来源：食物脂类消化吸收体内合成脂类脂库脂肪动员释放2、去路：氧化供能进入脂库储存 构成生物膜转变成其他物质三、血浆脂蛋白的分类1、电泳法:CM 、b脂蛋白、 前b 脂蛋白 、 a 脂蛋白2、超速离心法 ： CM、VLDL、LDL、HDL3、载脂蛋白定义 ：载脂蛋白指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。apo A: A、A、A apo B: B100、B48 apo C: C、C、C apo D apo E 4、载脂蛋白功能 结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构 载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别：A识别HDL受体B100，E 识别LDL受体 载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性：A激活LCAT (卵磷酯胆固醇脂转移酶)C激活LPL (脂蛋白脂肪酶) A辅助激活LPL C抑制LPL A激活 HL (肝脂肪酶)4、血浆脂蛋白的组成特点和功能 CM VLDL LDL HDL密度0.950.951.0061.0061.0631.0631.210组成脂类含TG最多， 8090%含TG 5070%含胆固醇及其酯最多，4050%含脂类50%胆固醇及其酯20%蛋白质最少, 1%510% 2025% 最多，约50% 部位小肠黏膜细胞肝细胞血浆肝及小肠 功能转运外源性TG转运内源性TG转运内源性Ch逆向转运Ch四、血浆脂蛋白的代谢（一）乳糜微粒1、CM由小肠粘膜细胞合成2、CM的生理功能：运输外源性甘油三酯至骨骼肌、心肌、脂肪等组织，运输外源性胆固醇至肝脏。（二）极低密度脂蛋白 1、VLDL的合成以肝脏为主，小肠亦可合成少量2、VLDL的生理功能：运输内源性的甘油三酯（三）低密度脂蛋白 1、由VLDL在血浆中转变而来 2、LDL的生理功能：转运肝合成的内源性胆固醇（四）高密度脂蛋白 1、主要在肝合成；小肠亦可合成。 2、HDL的生理功能：主要是参与胆固醇的逆向转运，即将肝外组织细胞内的胆固醇，通过血液循环转运到肝，被肝摄取的胆固醇可转化为肝汁酸或直接通过胆汁排出体外。第九章1. 生物氧化：是指糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内氧化分解，最终生成二氧化碳和水，同时逐步释放能量的过程。2. 营养物质的生物氧化过程与在体外氧化或燃烧过程的异同：生物氧化 体外氧化相同点1. 生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。2. 物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物（CO2，H2O）和释放能量均相同。 不同点1.是在细胞内温和的环境中（体温，pH接近中性），逐步进行酶促反应。2.生成的能量分别以热能和化学能（ATP）的形式释放，能量的释放是逐步实现的。3.有机酸脱羧产生CO24.营养物质代谢脱下的氢，经过一系列传递反应最终与氧结合产生H2O。1.是在体外高温、高压等剧烈地条件下进行的。2.能量全部以光和热能的形式释放。3.碳直接与氧结合生成CO2 。4.氢直接与氧结合产生H2O。3. 物质在生物体内通过加氧、脱氢和失电子等方式进行氧化。4. 呼吸链：也称电子传递链，是位于线粒体内膜（原核细胞位于胞膜）的一组排列有序的氢和电子传递体，将代谢物脱下的氢传递给氧生成水5. 呼吸链作用：将生物氧化脱下的氢和电子经各传递体的链式反应，依次传递给氧生成水，并产生能量用于ATP的生成。6. 呼吸链组成成分：铁硫蛋白，传递电子NAD+/NADP+,传递电子和氢黄素蛋白，传递电子泛醌，传递电子和氢细胞色素有a、b、c三种，传递电子，其电子传递顺序Cyt bCyt c1Cyt cCyt aa3O27.四种具有传递电子功能的酶复合体：复合体：NADH-泛醌还原酶，将电子从NADH传递给泛醌复合体：琥珀酸-泛醌还原酶，将电子从琥珀酸传递给泛醌复合体：泛醌细胞色素C还原酶，将电子从NADH传递给泛醌复合体：细胞色素氧化酶，将电子从细胞色素c传递给氧8. NADH氧化呼吸连NADH 复合体Q 复合体Cyt c 复合体O29. 琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸 复合体 Q 复合体Cyt c 复合体O210. 呼吸链排列的主要依据：呼吸链各组分的标准氧化还原电位值呼吸链成分的氧化态和还原态有不同的吸光度值分离线粒体的四种复合物，在体外进行组合研究特异的抑制剂阻断某一组分的电子传递11. 高能键：在标准条件下水解时释放的自由能大于30.5KJ/mol的化学键称为高能键，常表示
展开阅读全文