第一章 氨基酸和蛋白質(zhì) 一、組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類(lèi) 1、非極性 ...

第一章氨基酸和蛋白質(zhì) 一、組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的分類(lèi) 、非極性氨基酸 包括：甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸 、極性氨基酸 極性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸 酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸 堿性氨基酸：賴(lài)氨酸、精氨酸、組氨酸 其中：屬于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸 屬于亞氨基酸的是：脯氨酸 含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸 注意：在識(shí)記時(shí)可以只記第一個(gè)字，如堿性氨基酸包括：賴(lài)精組 二、氨基酸的理化性質(zhì) 、兩性解離及等電點(diǎn) 氨基酸分子中有游離的氨基和游離的羧基，能與酸或堿類(lèi)物質(zhì)結(jié)合成鹽，故它是一種兩性電解質(zhì)。在某一的溶液中，氨基酸解離成陽(yáng)離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為兼性離子，呈電中性，此時(shí)溶液的稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。 、氨基酸的紫外吸收性質(zhì) 芳香族氨基酸在280nm波長(zhǎng)附近有最大的紫外吸收峰，由于大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這些氨基酸殘基，氨基酸殘基數(shù)與蛋白質(zhì)含量成正比，故通過(guò)對(duì)280nm波長(zhǎng)的紫外吸光度的測(cè)量可對(duì)蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行定量分析。 、茚三酮反應(yīng) 氨基酸的氨基與茚三酮水合物反應(yīng)可生成藍(lán)紫色化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波長(zhǎng)處。由于此吸收峰值的大小與氨基酸釋放出的氨量成正比，因此可作為氨基酸定量分析方法。 三、肽 兩分子氨基酸可借一分子所含的氨基與另一分子所帶的羧基脫去分子水縮合成最簡(jiǎn)單的二肽。二肽中游離的氨基和羧基繼續(xù)借脫水作用縮合連成多肽。10個(gè)以?xún)?nèi)氨基酸連接而成多肽稱(chēng)為寡肽；39個(gè)氨基酸殘基組成的促腎上腺皮質(zhì)激素稱(chēng)為多肽；51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素歸為蛋白質(zhì)。 多肽連中的自由氨基末端稱(chēng)為端，自由羧基末端稱(chēng)為端，命名從端指向端。 人體內(nèi)存在許多具有生物活性的肽，重要的有： 谷胱甘肽（GSH）：是由谷、半胱和甘氨酸組成的三肽。半胱氨酸的巰基是該化合物的主要功能基團(tuán)。GSH的巰基具有還原性，可作為體內(nèi)重要的還原劑保護(hù)體內(nèi)蛋白質(zhì)或酶分子中巰基免被氧化，使蛋白質(zhì)或酶處于活性狀態(tài)。 四、蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) 、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序。 主要化學(xué)鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包含二硫鍵。 、蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)：包括二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)。 ）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，也就是該段肽鏈骨架原子的相對(duì)空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。二級(jí)結(jié)構(gòu)以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，多為短距離效應(yīng)?？煞譃椋?-螺旋：多肽鏈主鏈圍繞中心軸呈有規(guī)律地螺旋式上升，順時(shí)鐘走向，即右手螺旋，每隔3.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈，螺距為0.540nm。-螺旋的每個(gè)肽鍵的-和第四個(gè)肽鍵的羧基氧形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平形。 -折疊：多肽鏈充分伸展，各肽鍵平面折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈基團(tuán)交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方；它們之間靠鏈間肽鍵羧基上的氧和亞氨基上的氫形成氫鍵維系構(gòu)象穩(wěn)定 -轉(zhuǎn)角：常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行180度回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上，常有個(gè)氨基酸殘基組成，第二個(gè)殘基常為脯氨酸。 無(wú)規(guī)卷曲：無(wú)確定規(guī)律性的那段肽鏈。 主要化學(xué)鍵：氫鍵。 ）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置，顯示為長(zhǎng)距離效應(yīng)。 主要化學(xué)鍵：疏水鍵（最主要）、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵、范德華力。 ）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：對(duì)蛋白質(zhì)分子的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)而言，只涉及一條多肽鏈卷曲而成的蛋白質(zhì)。在體內(nèi)有許多蛋白質(zhì)分子含有二條或多條肽鏈，每一條多肽鏈都有其完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的亞基，亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布，并以非共價(jià)鍵相連接。這種蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，為四級(jí)結(jié)構(gòu)。由一條肽鏈形成的蛋白質(zhì)沒(méi)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。 主要化學(xué)鍵：疏水鍵、氫鍵、離子鍵 五、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系 、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象和特定生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。一級(jí)結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間構(gòu)象以及功能也 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 相似。 尿素或鹽酸胍可破壞次級(jí)鍵 -巰基乙醇可破壞二硫鍵 、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)特有性質(zhì)和功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。 肌紅蛋白：只有三級(jí)結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，易與氧氣結(jié)合，氧解離曲線呈直角雙曲線。 血紅蛋白：具有個(gè)亞基組成的四級(jí)結(jié)構(gòu)，可結(jié)合分子氧。成人由兩條-肽鏈（141個(gè)氨基酸殘基）和兩條-肽鏈（146個(gè)氨基酸殘基）組成。在氧分壓較低時(shí)，與氧氣結(jié)合較難，氧解離曲線呈狀曲線。因?yàn)椋旱谝粋€(gè)亞基與氧氣結(jié)合以后，促進(jìn)第二及第三個(gè)亞基與氧氣的結(jié)合，當(dāng)前三個(gè)亞基與氧氣結(jié)合后，又大大促進(jìn)第四個(gè)亞基與氧氣結(jié)合，稱(chēng)正協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合氧后由緊張態(tài)變?yōu)樗沙趹B(tài)。 六、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 、蛋白質(zhì)的兩性電離：蛋白質(zhì)兩端的氨基和羧基及側(cè)鏈中的某些基團(tuán)，在一定的溶液條件下可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。 、蛋白質(zhì)的沉淀：在適當(dāng)條件下，蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象。包括： a.丙酮沉淀，破壞水化層。也可用乙醇。 b.鹽析，將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，破壞在水溶液中的穩(wěn)定因素電荷而沉淀。 、蛋白質(zhì)變性：在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失。主要為二硫鍵和非共價(jià)鍵的破壞，不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。變性后，其溶解度降低，粘度增加，結(jié)晶能力消失，生物活性喪失，易被蛋白酶水解。常見(jiàn)的導(dǎo)致變性的因素有：加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑、超聲波、紫外線、震蕩等。 、蛋白質(zhì)的紫外吸收：由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm處有特征性吸收峰，可用蛋白質(zhì)定量測(cè)定。 、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng) a.茚三酮反應(yīng)：經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生此反應(yīng)，詳見(jiàn)二、 b.雙縮脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸酮共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色。氨基酸不出現(xiàn)此反應(yīng)。蛋白質(zhì)水解加強(qiáng)，氨基酸濃度升高，雙縮脲呈色深度下降，可檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。 七、蛋白質(zhì)的分離和純化 、沉淀，見(jiàn)六、 、電泳：蛋白質(zhì)在高于或低于其等電點(diǎn)的溶液中是帶電的，在電場(chǎng)中能向電場(chǎng)的正極或負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)支撐物不同，有薄膜電泳、凝膠電泳等。 、透析：利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開(kāi)的方法。 、層析： a.離子交換層析，利用蛋白質(zhì)的兩性游離性質(zhì)，在某一特定時(shí)，各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同，故可以通過(guò)離子交換層析得以分離。如陰離子交換層析，含負(fù)電量小的蛋白質(zhì)首先被洗脫下來(lái)。 b.分子篩，又稱(chēng)凝膠過(guò)濾。小分子蛋白質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi)，滯留時(shí)間長(zhǎng)，大分子蛋白質(zhì)不能時(shí)入孔內(nèi)而徑直流出。 、超速離心：既可以用來(lái)分離純化蛋白質(zhì)也可以用作測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量。不同蛋白質(zhì)其密度與形態(tài)各不相同而分開(kāi)。 八、多肽鏈中氨基酸序列分析 a.分析純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成 （蛋白質(zhì)水解為個(gè)別氨基酸，測(cè)各氨基酸的量及在蛋白質(zhì)中的百分組成） 測(cè)定肽鏈頭、尾的氨基酸殘基 二硝基氟苯法（DNP法） 頭端尾端羧肽酶、法等 丹酰氯法 水解肽鏈，分別分析 胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）法：水解芳香族氨基酸的羧基側(cè)肽鍵 胰蛋白酶法：水解賴(lài)氨酸、精氨酸的羧基側(cè)肽鍵 溴化脯法：水解蛋氨酸羧基側(cè)的肽鍵 Edman降解法測(cè)定各肽段的氨基酸順序 （氨基末端氨基酸的游離-氨基與異硫氰酸苯酯反應(yīng)形成衍生物，用層析法鑒定氨基酸種類(lèi)） b.通過(guò)核酸推演氨基酸序列。 第二章核酸的結(jié)構(gòu)與功能 一、核酸的分子組成：基本組成單位是核苷酸，而核苷酸則由堿基、戊糖和磷酸三種成分連接而成。 兩類(lèi)核酸：脫氧核糖核酸（DNA），存在于細(xì)胞核和線粒體內(nèi)。 核糖核酸（RNA），存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)。 、堿基： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 NH2 NH2OCH3OO OOONH2 胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶鳥(niǎo)嘌呤腺嘌呤 嘌呤和嘧啶環(huán)中均含有共軛雙鍵，因此對(duì)波長(zhǎng)260nm左右的紫外光有較強(qiáng)吸收，這一重要的理化性質(zhì)被用于對(duì)核酸、核苷酸、核苷及堿基進(jìn)行定性定量分析。 、戊糖：DNA分子的核苷酸的糖是-D-2-脫氧核糖，RNA中為-D-核糖。 、磷酸：生物體內(nèi)多數(shù)核苷酸的磷酸基團(tuán)位于核糖的第五位碳原子上。 二、核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu) 核苷酸在多肽鏈上的排列順序?yàn)楹怂岬囊患?jí)結(jié)構(gòu)，核苷酸之間通過(guò)3，5磷酸二酯鍵連接。 三、DNA的空間結(jié)構(gòu)與功能 、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)。雙螺旋的骨架由糖和磷酸基構(gòu)成，兩股鏈之間的堿基互補(bǔ)配對(duì)，是遺傳信息傳遞者，DNA半保留復(fù)制的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)要點(diǎn)： a.DNA是一反向平行的互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)親水的脫氧核糖基和磷酸基骨架位于雙鏈的外側(cè)，而堿基位于內(nèi)側(cè)，堿基之間以氫鍵相結(jié)合，其中，腺嘌呤始終與胸腺嘧啶配對(duì)，形成兩個(gè)氫鍵，鳥(niǎo)嘌呤始終與胞嘧啶配對(duì)，形成三個(gè)氫鍵。 b.DNA是右手螺旋結(jié)構(gòu)螺旋直徑為2nm。每旋轉(zhuǎn)一周包含了10個(gè)堿基，每個(gè)堿基的旋轉(zhuǎn)角度為36度。螺距為3.4nm，每個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm。 c.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的維系橫向靠互補(bǔ)堿基的氫鍵維系，縱向則靠堿基平面間的疏水性堆積力維持，尤以后者為重要。 、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)是在雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲形成超螺旋，使體積壓縮。在真核生物細(xì)胞核內(nèi)，DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎(chǔ)上，DNA鏈經(jīng)反復(fù)折疊形成染色體。 、功能 DNA的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板，它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。 DNA中的核糖和磷酸構(gòu)成的分子骨架是沒(méi)有差別的，不同區(qū)段的DNA分子只是堿基的排列順序不同。 四、RNA的空間結(jié)構(gòu)與功能 DNA是遺傳信息的載體，而遺傳作用是由蛋白質(zhì)功能來(lái)體現(xiàn)的，在兩者之間RNA起著中介作用。其種類(lèi)繁多，分子較小，一般以單鏈存在，可有局部二級(jí)結(jié)構(gòu)，各類(lèi)RNA在遺傳信息表達(dá)為氨基酸序列過(guò)程中發(fā)揮不同作用。如： 名稱(chēng)功能 核蛋白體RNA(rRNA)核蛋白體組成成分 信使RNA(mRNA)蛋白質(zhì)合成模板 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸 不均一核RNA(HnRNA)成熟mRNA的前體 小核RNA(SnRNA)參與HnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn) 小核仁RNA(SnoRNA)rRNA的加工和修飾 、信使RNA（半衰期最短） ）hnRNA為mRNA的初級(jí)產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)剪接切除內(nèi)含子，拼接外顯子，成為成熟的mRNA并移位到細(xì)胞質(zhì) ）大多數(shù)的真核mRNA在轉(zhuǎn)錄后末端加上一個(gè)-甲基鳥(niǎo)嘌呤及三磷酸鳥(niǎo)苷帽子，帽子結(jié)構(gòu)在mRNA作為模板翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程中具有促進(jìn)核蛋白體與mRNA的結(jié)合，加速翻譯起始速度的作用，同時(shí)可以增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。末端多了一個(gè)多聚腺苷酸尾巴，可能與mRNA從核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)位及mRNA的穩(wěn)定性有關(guān)。 ）功能是把核內(nèi)DNA的堿基順序，按照堿基互補(bǔ)的原則，抄錄并轉(zhuǎn)送至胞質(zhì)，以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序。mRNA分子上每3個(gè)核苷酸為一組，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸，為三聯(lián)體密碼。 、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（分子量最小） ）tRNA分子中含有1020稀有堿基，包括雙氫尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。 ）二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形，位于左右兩側(cè)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)分別稱(chēng)為DHU環(huán)和T環(huán)，位于下方的環(huán)叫作反密碼環(huán)。反密碼環(huán)中間的3個(gè)堿基為反密碼子，與mRNA上相應(yīng)的三聯(lián)體密碼子形成堿基互補(bǔ)。所有tRNA3末端均有相同的CCA-OH結(jié)構(gòu)。 ）三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型。 ）功能是在細(xì)胞蛋白質(zhì)合成過(guò)程中作為各種氨基酸的戴 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 本并將其轉(zhuǎn)呈給mRNA。 、核蛋白體RNA（含量最多） ）原核生物的rRNA的小亞基為16S，大亞基為5S、23S；真核生物的rRNA的小亞基為18S，大亞基為5S、5.8S、28S。真核生物的18SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈花狀。 ）rRNA與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體，它是蛋白質(zhì)合成機(jī)器核蛋白體的組成成分，參與蛋白質(zhì)的合成。 、核酶：某些RNA分子本身具有自我催化能，可以完成rRNA的剪接。這種具有催化作用的RNA稱(chēng)為核酶。 五、核酸的理化性質(zhì) 、DNA的變性 在某些理化因素作用下，如加熱，DNA分子互補(bǔ)堿基對(duì)之間的氫鍵斷裂，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)松散，變成單鏈，即為變性。監(jiān)測(cè)是否發(fā)生變性的一個(gè)最常用的指標(biāo)是DNA在紫外區(qū)260nm波長(zhǎng)處的吸光值變化。解鏈過(guò)程中，吸光值增加，并與解鏈程度有一定的比例關(guān)系，稱(chēng)為DNA的增色效應(yīng)。紫外光吸收值達(dá)到最大值的50時(shí)的溫度稱(chēng)為DNA的解鏈溫度（Tm），一種DNA分子的Tm值大小與其所含堿基中的GC比例相關(guān)，GC比例越高，Tm值越高。 、DNA的復(fù)性和雜交 變性DNA在適當(dāng)條件下，兩條互補(bǔ)鏈可重新恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱(chēng)為復(fù)性，其過(guò)程為退火，產(chǎn)生減色效應(yīng)。不同來(lái)源的核酸變性后，合并一起復(fù)性，只要這些核苷酸序列可以形成堿基互補(bǔ)配對(duì)，就會(huì)形成雜化雙鏈，這一過(guò)程為雜交。雜交可發(fā)生于DNADNA之間，RNARNA之間以及RNADNA之間。 六、核酸酶（注意與核酶區(qū)別） 指所有可以水解核酸的酶，在細(xì)胞內(nèi)催化核酸的降解?？煞譃镈NA酶和RNA酶；外切酶和內(nèi)切酶；其中一部分具有嚴(yán)格的序列依賴(lài)性，稱(chēng)為限制性?xún)?nèi)切酶。 第三章酶 一、酶的組成 單純酶：僅由氨基酸殘基構(gòu)成的酶。 結(jié)合酶：酶蛋白：決定反應(yīng)的特異性； 輔助因子：決定反應(yīng)的種類(lèi)與性質(zhì)；可以為金屬離子或小分子有機(jī)化合物。 可分為輔酶：與酶蛋白結(jié)合疏松，可以用透析或超濾方法除去。 輔基：與酶蛋白結(jié)合緊密，不能用透析或超濾方法除去。 酶蛋白與輔助因子結(jié)合形成的復(fù)合物稱(chēng)為全酶，只有全酶才有催化作用。 參與組成輔酶的維生素 轉(zhuǎn)移的基團(tuán)輔酶或輔基所含維生素 氫原子NAD+NADP+尼克酰胺（維生素PP） FMNFAD維生素B2 醛基TPP維生素B1 ?；o酶A硫辛酸泛酸、硫辛酸 烷基鈷胺類(lèi)輔酶類(lèi)維生素B12 二氧化碳生物素生物素 氨基磷酸吡哆醛吡哆醛（維生素B6） 甲基、等一碳單位四氫葉酸葉酸 二、酶的活性中心 酶的活性中心由酶作用的必需基團(tuán)組成，這些必需基團(tuán)在空間位置上接近組成特定的空間結(jié)構(gòu)，能與底物特異地結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。對(duì)結(jié)合酶來(lái)說(shuō)，輔助因子參與酶活性中心的組成。但有一些必需基團(tuán)并不參加活性中心的組成。 三、酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 酶促反應(yīng)的速度取決于底物濃度、酶濃度、PH、溫度、激動(dòng)劑和抑制劑等。 、底物濃度 ）在底物濃度較低時(shí)，反應(yīng)速度隨底物濃度的增加而上升，加大底物濃度，反應(yīng)速度趨緩，底物濃度進(jìn)一步增高，反應(yīng)速度不再隨底物濃度增大而加快，達(dá)最大反應(yīng)速度，此時(shí)酶的活性中心被底物飽合。 ）米氏方程式 VVmaxSKmS a.米氏常數(shù)Km值等于酶促反應(yīng)速度為最大速度一半時(shí)的底物濃度。 b.Km值愈小，酶與底物的親和力愈大。 c.Km值是酶的特征性常數(shù)之一，只與酶的結(jié)構(gòu)、酶所催化的底物和反應(yīng)環(huán)境如溫度、PH、離子強(qiáng)度有關(guān)，與酶的濃度無(wú)關(guān)。 d.Vmax是酶完全被底物飽和時(shí)的反應(yīng)速度，與酶濃度呈正比。 、酶濃度 在酶促反應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟪^(guò)酶濃度，使酶被底物飽和時(shí)，反應(yīng)速度與酶的濃度成正比關(guān)系。 、溫度 溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度具有雙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 重影響。升高溫度一方面可加快酶促反應(yīng)速度，同時(shí)也增加酶的變性。酶促反應(yīng)最快時(shí)的環(huán)境溫度稱(chēng)為酶促反應(yīng)的最適溫度。酶的活性雖然隨溫度的下降而降低，但低溫一般不使酶破壞。 酶的最適溫度不是酶的特征性常數(shù)，它與反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)。 、PH 酶活性受其反應(yīng)環(huán)境的PH影響，且不同的酶對(duì)PH有不同要求，酶活性最大的某一PH值為酶的最適PH值，如胃蛋白酶的最適PH約為1.8，肝精氨酸酶最適PH為9.8，但多數(shù)酶的最適PH接近中性。 最適PH不是酶的特征性常數(shù)，它受底物濃度、緩沖液的種類(lèi)與濃度、以及酶的純度等因素影響。 、激活劑 使酶由無(wú)活性或使酶活性增加的物質(zhì)稱(chēng)為酶的激活劑，大多為金屬離子，也有許多有機(jī)化合物激活劑。分為必需激活劑和非必需激活劑。 、抑制劑 凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白變性的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為酶的抑制劑。大多與酶的活性中心內(nèi)、外必需基團(tuán)相結(jié)合，從而抑制酶的催化活性?？煞譃椋?）不可逆性抑制劑：以共價(jià)鍵與酶活性中心上的必需基團(tuán)相結(jié)合，使酶失活。此種抑制劑不能用透析、超濾等方法去除。又可分為： a.專(zhuān)一性抑制劑：如農(nóng)藥敵百蟲(chóng)、敵敵畏等有機(jī)磷化合物能特民地與膽堿酯酶活性中心絲氨酸殘基的羥基結(jié)合，使酶失活，解磷定可解除有機(jī)磷化合物對(duì)羥基酶的抑制作用。 b.非專(zhuān)一性抑制劑：如低濃度的重金屬離子如汞離子、銀離子可與酶分子的巰基結(jié)合，使酶失活，二巰基丙醇可解毒?；瘜W(xué)毒氣路易士氣是一種含砷的化合物，能抑制體內(nèi)的巰基酶而使人畜中毒。 ）可逆性抑制劑：通常以非共價(jià)鍵與酶和（或）酶底物復(fù)合物可逆性結(jié)合，使酶活性降低或消失。采用透析或超濾的方法可將抑制劑除去，使酶恢復(fù)活性?？煞譃椋?a.競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性中心，從而阻礙酶與底物結(jié)合形成中間產(chǎn)物。如丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用；磺胺類(lèi)藥物由于化學(xué)結(jié)構(gòu)與對(duì)氨基苯甲酸相似，是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)抑制劑，抑制二氫葉酸的合成；許多抗代謝的抗癌藥物，如氨甲蝶呤（MTX）、5-氟尿嘧啶（-FU）、6-巰基嘌呤（6-MP)等，幾乎都是酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，分別抑制四氫葉酸、脫氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。 Vmax不變，Km值增大 b.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：與酶活性中心外的必需基團(tuán)結(jié)合，不影響酶與底物的結(jié)合，酶和底物的結(jié)合也不影響與抑制劑的結(jié)合。 Vmax降低，Km值不變 c.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑：僅與酶和底物形成的中間產(chǎn)物結(jié)合，使中間產(chǎn)物的量下降。 Vmax、Km均降低 四、酶活性的調(diào)節(jié) 、酶原的激活 有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時(shí)只是酶的無(wú)活性前體，必須在一定條件下，這些酶的前體水解一個(gè)或幾個(gè)特定的肽鍵，致使構(gòu)象發(fā)生改變，表現(xiàn)出酶的活性。酶原的激活實(shí)際上是酶的活性中心形成或暴露的過(guò)程。生理意義是避免細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白酶對(duì)細(xì)胞進(jìn)行自身消化，并使酶在特定的部位環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進(jìn)行。 、變構(gòu)酶 體內(nèi)一些代謝物可以與某些酶分子活性中心外的某一部位可逆地結(jié)合，使酶發(fā)生變構(gòu)并改變其催化活性，有變構(gòu)激活與變構(gòu)抑制。 、酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié) 酶蛋白肽鏈上的一些基團(tuán)可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生可逆的共價(jià)結(jié)合，從而改變酶的活性，這一過(guò)程稱(chēng)為酶的共價(jià)修飾。在共價(jià)修飾過(guò)程中，酶發(fā)生無(wú)活性與有活性?xún)煞N形式的互變。酶的共價(jià)修飾包括磷酸化與脫磷酸化、乙酰化與脫乙?；?、甲基化與脫甲基化、腺苷化與脫腺苷化等，其中以磷酸化修飾最為常見(jiàn)。 五、同工酶 同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。同工酶是由不同基因或等位基因編碼的多肽鏈，或由同一基因轉(zhuǎn)錄生成的不同mRNA翻譯的不同多肽鏈組成的蛋白質(zhì)。翻譯后經(jīng)修飾生成的多分子形式不在同工酶之列。同工酶存在于同一種屬或同一個(gè)體的不同組織或同一細(xì)胞的不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中。 如乳酸脫氫酶是四聚體酶。亞基有兩型：骨骼肌型（M型）和心肌型（H型）。兩型亞基以不同比例組成五種同工酶，如LDH1（HHHH)、LDH2(HHHM）等。它們具有不同的電泳速度，對(duì)同一底物表現(xiàn)不同的Km值。單個(gè)亞基無(wú)酶的催化活性。心肌、腎以LDH1為主，肝、骨骼肌以LDH5為主。 肌酸激酶是二聚體，亞基有M型（肌型）和B型（腦型）兩種。腦中含CK1（BB型）；骨骼肌中含CK3（MM型）；CK2（MB型）僅見(jiàn)于心肌。第四章維生素 一、脂溶性維生素 、維生素A 作用：與眼視覺(jué)有關(guān)，合成視紫紅質(zhì)的原料；維持上皮組織結(jié)構(gòu)完整；促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。 缺乏可引起夜盲癥、干眼病等。 、維生素D 作用：調(diào)節(jié)鈣磷代謝，促進(jìn)鈣磷吸收。 缺乏兒童引起佝僂病，成人引起軟骨病。 、維生素E 作用：體內(nèi)最重要的抗氧化劑，保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能；促進(jìn)血紅素代謝；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與XXXXXX的成熟與胚胎發(fā)育有關(guān)。 、維生素K 作用：與肝臟合成凝血因子、有關(guān)。 缺乏時(shí)可引起凝血時(shí)間延長(zhǎng)，血塊回縮不良。 二、水溶性維生素 、維生素B1 又名硫胺素，體內(nèi)的活性型為焦磷酸硫胺素（TPP） TPP是-酮酸氧化脫羧酶和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，并可抑制膽堿酯酶的活性，缺乏時(shí)可引起腳氣病和（或）末梢神經(jīng)炎。 、維生素B2 又名核黃素，體內(nèi)的活性型為黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD） FMN和FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，缺乏時(shí)可引起口角炎、唇炎、陰囊炎、眼瞼炎等癥。 、維生素PP 包括尼克酸及尼克酰胺，肝內(nèi)能將色氨酸轉(zhuǎn)變成維生素PP，體內(nèi)的活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）。 NAD和NADP在體內(nèi)是多種不需氧脫氫酶的輔酶，缺乏時(shí)稱(chēng)為癩皮癥，主要表現(xiàn)為皮炎、腹瀉及癡呆。 、維生素B6 包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，體內(nèi)活性型為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中的轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是-氨基-酮戊酸（ALA）合成酶的輔酶。 、泛酸 又稱(chēng)遍多酸，在體內(nèi)的活性型為輔酶A及?；d體蛋白（ACP）。 在體內(nèi)輔酶A及?；d體蛋白（ACP）構(gòu)成?；D(zhuǎn)移酶的輔酶。 、生物素 生物素是體內(nèi)多種羧化酶的輔酶，如丙酮酸羧化酶，參與二氧化碳的羧化過(guò)程。 、葉酸 以四氫葉酸的形式參與一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移，一碳單位在體內(nèi)參加多種物質(zhì)的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。葉酸缺乏時(shí)，DNA合成受抑制，骨髓幼紅細(xì)胞DNA合成減少，造成巨幼紅細(xì)胞貧血。 、維生素B12 又名鈷胺素，唯一含金屬元素的維生素。 參與同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反應(yīng)，催化這一反應(yīng)的蛋氨酸合成酶（又稱(chēng)甲基轉(zhuǎn)移酶）的輔基是維生素B12，它參與甲基的轉(zhuǎn)移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同時(shí)也影響四氫葉酸的再生，最終影響嘌呤、嘧啶的合成，而導(dǎo)致核酸合成障礙，產(chǎn)生巨幼紅細(xì)胞性貧血。 、維生素C 促進(jìn)膠原蛋白的合成；是催化膽固醇轉(zhuǎn)變成7-羥膽固醇反應(yīng)的7-羥化酶的輔酶；參與芳香族氨基酸的代謝；增加鐵的吸收；參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)，保護(hù)巰基等作用。第三章氨基酸代謝 一、營(yíng)養(yǎng)必需氨基酸 簡(jiǎn)記為：纈、異、亮、蘇、蛋、賴(lài)、苯、色 二、體內(nèi)氨的來(lái)源和轉(zhuǎn)運(yùn) 、來(lái)源 ）氨基酸經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的主要來(lái)源； ）由腸道吸收的氨；即腸內(nèi)氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨和腸道尿素經(jīng)細(xì)菌尿素 酶水解產(chǎn)生的氨。 ）腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來(lái)自谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化下水解生成的氨。 、轉(zhuǎn)運(yùn) ）丙氨酸-葡萄糖循環(huán) （肌肉）（血液）（肝） 肌肉蛋白質(zhì)葡萄糖葡萄糖葡萄糖尿素 氨基酸糖糖尿素循環(huán) 分異 NH3解生NH3 谷氨酸丙酮酸丙酮酸谷氨酸 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 -酮戊二酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸 ）谷氨酰胺的運(yùn)氨作用 谷氨酰胺主要從腦、肌肉等組織向肝或腎運(yùn)氨。氨與谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺，由血液輸送到肝或腎，經(jīng)谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。 可以認(rèn)為，谷氨酰胺既是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式。 三、氨基酸的脫氨基作用 、轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨酶催化某一氨基酸的-氨基轉(zhuǎn)移到另一種-酮酸的酮基上，生成相應(yīng)的氨基酸；原來(lái)的氨基酸則轉(zhuǎn)變成-酮酸。既是氨基酸的分解代謝過(guò)程，也是體內(nèi)某些氨基酸合成的重要途徑。除賴(lài)氨酸、脯氨酸及羥脯氨酸外，體內(nèi)大多數(shù)氨基酸可以參與轉(zhuǎn)氨基作用。如： 谷氨酸丙酮酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)-酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸草酰乙酸谷草轉(zhuǎn)氨酶（A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ST）-酮戊二酸天冬氨酸 轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是維生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。 、L-谷氨酸氧化脫氨基作用 L-谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶-酮戊二酸NH3 NADH 、聯(lián)合脫氨基作用 氨基酸-酮戊二酸NH3NADH 轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶 -酮酸谷氨酸NAD+ 、嘌呤核苷酸循環(huán) 上述聯(lián)合脫氨基作用主要在肝、腎等組織中進(jìn)行。骨骼肌和心肌中主要通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基。 氨基酸-酮戊二酸天冬氨酸次黃嘌呤核苷酸NH3 GTP(IMP) 腺苷酸代琥珀酸腺嘌呤核苷酸 (AMP) 延胡索酸 -酮酸L-谷氨酸草酰乙酸 蘋(píng)果酸 、氨基酸脫氨基后生成的-酮酸可以轉(zhuǎn)變成糖及脂類(lèi)，在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱(chēng)為生糖氨基酸；能轉(zhuǎn)變成酮體者稱(chēng)為生酮氨基酸；二者兼有者稱(chēng)為生糖兼生酮氨基酸。只要記住生酮氨基酸包括：亮、賴(lài)；生糖兼生酮氨基酸包括異亮、蘇、色、酪、苯丙；其余為生糖氨基酸。 四、氨基酸的脫羧基作用 、L-谷氨酸L-谷氨酸脫羧酶-氨基丁酸(GABA) GABA為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。 、L-半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸脫羧酶?；撬?牛磺酸是結(jié)合型膽汁酸的組成成分。 、L-組氨酸組氨酸脫羧酶組胺 組胺是一種強(qiáng)烈的血管舒張劑，并能增加毛細(xì)血管的通透性。 、色氨酸色氨酸羥化酶5-羥色氨酸5-羥色氨酸脫羧酶5-羥色胺(5-HT) 腦內(nèi)的5-羥色胺可作為神經(jīng)遞質(zhì)，具有抑制作用；在外周組織，有收縮血管作用。 、L-鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸脫羧酶腐胺精脒精胺 脫羧基SAM脫羧基SAM 精脒與精胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的重要物質(zhì)。合稱(chēng)為多胺類(lèi)物質(zhì)。 五、一碳單位 一碳單位來(lái)源于組、色、甘、絲，體內(nèi)的一碳單位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；皝啺奔谆珻O2不屬于一碳單位。 四氫葉酸是一碳單位代謝的輔酶。 主要生理功用是作為合成嘌呤及嘧啶的原料。如N10-CHO-FH4與N5,H10=CH-FH4分別提供嘌呤合成時(shí)C2與C8的來(lái)源；N5,N10-CH2-FH4提供胸苷酸合成時(shí)甲基的來(lái)源。由此可見(jiàn)，一碳單位將氨基酸與核酸代謝密切聯(lián)系起來(lái)。 六、芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）的代謝 、苯丙氨酸 苯丙氨酸羥化酶 酪氨酸黑色素細(xì)胞的酪氨酸酶多巴 酪氨酸羥化酶 多巴黑色素 多巴脫羧酶 多巴胺 SAM去甲腎上腺素兒茶酚胺 腎上腺素 苯酮酸尿癥：當(dāng)苯丙氨酸羥化酶先天性缺乏時(shí)，苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔w內(nèi)苯丙氨酸蓄積，并經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成苯乙酸等衍生物。此時(shí)尿中出現(xiàn)大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物，稱(chēng)為苯酮酸尿癥。 白化?。喝梭w缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱(chēng)為白化病。 、色氨酸 ）生成5-羥色胺 ）生成一碳單位 ）可分解產(chǎn)生尼克酸，這是體內(nèi)合成維生素的特例。 七、含硫氨基酸（甲硫、半胱、胱）代謝 、甲硫氨酸S-腺苷甲硫氨酸(SAM) ATPPPi SAM中的甲基為活性甲基，通過(guò)轉(zhuǎn)甲基作用可以生成多種含甲基的重要生理活性物質(zhì)。SAM是體內(nèi)最重要的甲基直接供給體。 、甲硫氨酸循環(huán) 甲硫氨酸SAM甲基轉(zhuǎn)移酶S-腺苷同型半胱氨酸 RHRCH3 < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 br>甲硫氨酸合成酶同型半胱氨酸 FH4N5-CH3-FH4 N5-CH3-FH4可看成體內(nèi)甲基的間接供體，甲硫氨酸合成酶輔酶為維生素B12。 、肌酸的合成肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM供給甲基而合成。在肌酸激酶催化下，肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸，并儲(chǔ)存ATP的高能磷酸鍵。 、體內(nèi)硫酸根主要來(lái)源于半胱氨酸，一部分以無(wú)機(jī)鹽形式隨尿排出，另一部分則經(jīng)ATP活化成活性硫酸根，即3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸(PAPS)。 八、氨基酸衍生的重要含氮化合物 化合物氨基酸前體 嘌呤堿天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸 嘧啶堿天冬氨酸 血紅素、細(xì)胞色素甘氨酸 肌酸、磷酸肌酸甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸 尼克酸色氨酸 兒茶酚胺類(lèi)苯丙氨酸、酪氨酸 甲狀腺素酪氨酸 黑色素苯丙氨酸、酪氨酸 精胺、精脒蛋氨酸、鳥(niǎo)氨酸 九、尿素的生成 線粒體 NH3+CO2+H2O 2*ATP氨基甲酰磷酸合成酶(CSP-) 2*ADPN-酰谷氨酸(AGA),Mg+ 氨基甲酰磷酸Pi胞液 鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸 ATP瓜氨酸天冬氨酸-酮戊二酸氨基酸 AMPASS 鳥(niǎo)氨酸精氨酸代琥珀酸草酰乙酸谷氨酸-酮酸 尿素 蘋(píng)果酸 精氨酸延胡索酸 ASS：精氨酸代琥珀酸合成酶 尿素分子中的2個(gè)氮原子，1個(gè)來(lái)自氨，另1個(gè)來(lái)自天冬氨酸，而天冬氨酸又可由其他氨基酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用而生成。 線粒體中以氨為氮源，通過(guò)CSP-合成氨甲酰磷酸，并進(jìn)一步合成尿素；在胞液中以 谷氨酰胺為氮源，通過(guò)CSP-，催化合成氨基甲酰磷酸，并進(jìn)一步參與嘧啶的合成。CSP-的活性可用為肝細(xì)胞分化程度的指標(biāo)之一；CSP-的活性可作為細(xì)胞增殖程度的指標(biāo)之一。 氨基甲酰磷酸的生成是尿素合成的重要步驟。AGA是CSP-的變構(gòu)激動(dòng)劑，精氨酸是AGA合成酶的激活劑。 第三章核苷酸代謝 一、嘌呤核苷酸代謝 、合成原料CO2甘氨酸 C6N7 天冬氨酸N1C5 甲酰基（一碳單位）C2C4C8甲?；ㄒ惶紗挝唬?N3N9 谷氨酰胺 、合成過(guò)程 ）從頭合成： 5-磷酸核糖PRPP合成酶磷酸核糖焦磷酸PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶5-磷酸核糖胺 ATPAMP(PRPP) ATPAMP次黃嘌呤核苷酸 (IMP) GTPGMP黃嘌呤核苷酸 (XMP) 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先單獨(dú)合成嘌呤堿然后再與磷酸核糖結(jié)合而成的。 ）補(bǔ)救合成： 利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸。生理意義為：一方面在于可以節(jié)省從頭合成時(shí)能量和一些氨基酸的消耗；另一方面，體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等由于缺乏從頭合成的酶體系，只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。 、脫氧核苷酸的生成 脫氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上，由核糖核苷酸還原酶催化，核糖核苷酸C2上的羥基被氫取代生成。 、分解產(chǎn)物 AMP次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 黃嘌呤黃嘌呤氧化酶尿酸 GMP鳥(niǎo)嘌呤 人體內(nèi)嘌呤堿最終分解生成尿酸，隨尿排出體外。 痛風(fēng)癥患者血中尿酸含量升高。臨床上常用別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥，這是因?yàn)閯e嘌呤醇與 次黃嘌呤結(jié)構(gòu)類(lèi)似，可抑制黃嘌呤氧化酶，從而抑制尿酸的生成。 、抗代謝物