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1、 第一章 蛋白质 第一节 蛋白质概论 1、蛋白质的概念：蛋白质是由 20 种左右 L-氨基酸通过肽键相互连接而成的一类具有特定的空间构象和生物学活性的复杂高分子含氮化合物。特点：构造复杂、功能多样、分子量大、平均含氮量为 16%、具有胶体性质和两性性质 蛋白质的分类：按分子外形的不对称程度分两类：球状蛋白如血红蛋白、酶等 纤维状蛋白如角蛋白、血纤维蛋白原等 按组成分成两类：简单蛋白质分子中只有氨基酸 结合蛋白质简单蛋白质+辅基构成 主要有色蛋白、金属蛋白、磷蛋白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白 按溶解度分 清蛋白（白蛋白）如血清清蛋白、球蛋白（拟球蛋白和优球蛋白）、组蛋白、精蛋白、醇溶蛋白、硬蛋白、谷
2、蛋白 按营养价值不同分两类：完全蛋白质 不完全蛋白质 按蛋白质的功能分两类：活性蛋白质和非活性蛋白质 蛋白质的生物学功能 催化功能-酶或辅酶如淀粉酶、蛋白酶 调节功能-激素蛋白调节体内新陈代谢如胰岛素 结构成分或支持功能-结构蛋白如胶原蛋白、a-角蛋白、丝纤蛋白等 运输功能-运输小分子和离子如血红蛋白、色素蛋白、血清蛋白 免疫防御功能-保护自身生命活动如免疫球蛋白、血纤维蛋白原及干扰素 收缩或运动功能-鞭毛运动和肌肉收缩如肌动蛋白和肌球蛋白 营养和贮存功能-为机体提供养料如醇溶蛋白、卵清蛋白、酪蛋白 生物膜受体功能-接受和传递调节信息如激素受体蛋白和感觉蛋白（味蛋白）毒素蛋白-如细菌毒素、蛇毒
3、等 控制生长、分化和遗传功能-如组蛋白、阻遏蛋白、表皮生长因子、DNA蛋白等(蛋白质是生命现象的体现者)第二节 氨基酸的结构分类及性质 一.氨基酸的结构特点 1.结构特征-氨基酸是含有 NH2的有机酸（1）都是-氨基酸；（2）具有酸性的-COOH基及碱性的-NH2基，为两性电解质;（3）除甘氨酸（R基是 H原子）外，都是 L-型氨基酸，具有旋光性；二.氨基酸的种类及其结构（1）常见氨基酸（编码氨基酸）甘氨酸 Gly(G)丙氨酸 Ala(A)缬氨酸 Val(V)亮氨酸 Leu(L)异亮氨酸 Ile(I)苯丙氨酸 Phe(F)酪氨酸 Tyr(Y)色氨酸 Try,Trp(W)丝氨酸 Ser(S)苏氨
4、酸 Thr(T)半胱氨酸 Cys(C)甲硫氨酸 Met(M)精氨酸 Arg(R)赖氨酸 Lys(K)组氨酸 His(H)天冬氨酸 Asp(D)谷氨酸 Glu(E)天冬酰胺 Asn(N)谷氨酰胺 Gln(Q)脯氨 Pro(P)（2）稀有氨基酸:羟脯氨酸(Hyp)羟赖氨酸(Hyly)胱氨酸(Cys)根据 R基团的结构或性质特点，巧记 20 种氨基酸的口诀：甘、丙、缬、亮、异、脂链，（脂肪链 R基团的 5 种）丝、苏、半、蛋、羟硫添。（含-OH，-S者共 4 种）天、谷、精、赖、组、酸碱；（酸性碱性者 5 种）脯、酪、苯、色、杂芳环（芳香环和杂环 R集团者 4 种）门冬酰胺、谷酰胺，（两种酰胺）都有
5、密码属“常见”。（常见氨基酸都有特异的遗传密码）三.氨基酸的分类（一）分类-氨基酸的四种分类方法 1.根据氨基酸的酸碱性质分类（1）中性氨基酸：分子中含一个氨基，一个羧基；15 种，最简单为 Gly；（2）酸性氨基酸：分子中含一个氨基，两个羧基；Asp，Glu；（3）碱性氨基酸：分子中含两个氨基，一个羧基；Lys、Arg、His；2.根据 R基团的化学结构分类（1）脂肪族氨基酸：Gly,Ala,Val,Leu,Ile，Ser,Thr,Cys,Met,Asn,Gln,Asp,Glu,Lys,Arg；（2）芳香族氨基酸：Phe,Tyr,Try；（3）杂环氨基酸：His；（4）杂环亚氨基酸：Pro；
6、3.根据 R基团的极性分类（1）非极性氨基酸 脂肪烃侧链 Ala,Val,Leu,Ile；芳香环 Phe,Trp；含硫氨基酸：Met，Cys；亚氨基酸：Pro（2）极性氨基酸 极性不带电氨基酸：Ser，Thr，Tyr；Asn，Gln；Cys；极性带正电荷的氨基酸 3 种：Lys，Arg，His；极性带负电荷的氨基酸 2 种：Asp、Glu；4.根据营养功能分类 （1）必需氨基酸：人体和动物生长发育所必需的，但自身不能合成，必需由食物中供给的氨基酸:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸。（2）非必需氨基酸:人体可以自己合成，不需要从食物中获取。（3）半必需氨基酸:组
7、氨酸、精氨酸和酪氨酸（儿童必需的氨基酸）5.蛋白质中不常见的氨基酸 羟脯氨酸、羟赖氨酸、肉氨酸（N-甲基甘氨酸）、磷酸丝氨酸等 四、氨基酸的性质 例题 向 1 升 1mol/L 的处于等电点的甘氨酸溶液加入 0.3molHCl，问所得溶液的 pH是多少？如果加入 0.3molNaOH以代替 HCl时，溶液的 pH将是多少？解：羧基解离常数 pK1=2.34,氨基解离常数 pK2=9.60 加入 0.3 molHCl 时，pH=pKa+lg质子受体/质子供体=2.34+lg(1-0.3)/0.3=2.71;加入 0.3 molNaOH 时，pH=pKa+lg 质子受体/质子供体=9.60+lg0
8、.3/(1-0.3)=9.23;与甲醛反应甲醛滴定法；用于测定-氨基氮；氨基酸的氨基与甲醛形成一羟甲基衍生物和二羟甲基生物，氢离子一次放出，可用酚酞为指示剂，用滴定法定量测定-氨基氮。与酰化试剂反应:氨基酸的氨基与酰氯或酸酐在弱碱溶液中发生作用时，氨基即被酰基化。例如与苄氧甲酰氯反应：与 5-二甲基奈-1-磺酰氯（DNS-Cl）反应，产生有荧光的DNS-氨基酸；鉴定氨基酸或多肽、蛋白质的 N 末端氨基酸；与2，4-二硝基氟苯的反应：氨基酸+DNFB DNP-氨基酸（黄色），鉴定氨基酸或多肽、蛋白质的 N末端氨基酸；与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应-Edman 法测氨基酸序列的原理；用于测定 N
9、-末端氨基酸弱碱：PTC-氨基酸；酸性：PTH-氨基酸 形成西夫碱-羰胺反应（美拉德反应），食品褐变；4、由-氨基和-羧基共同发生的反应 5.氨基酸侧链基团参加的反应（见蛋白质）米伦反应酪氨酸反应呈红色 福林反应酪氨酸反应呈蓝色 坂口反应精氨酸反应呈红色 Pauly 反应组氨酸、酪氨酸反应呈橘红色 乙醛酸反应色氨酸反应在界面呈紫红色 半胱氨酸的反应与亚硝酸-铁氰化钠的甲醇溶液反应呈红色 四.氨基酸的分离制备和用途（一）氨基酸的分离 1.纸层析法 2.柱层析法 3.薄层层析法 4.电泳法 5.氨基酸自动分析仪（二）氨基酸的制备 1.水解蛋白质法 2.人工合成法 3.微生物发酵法（三）氨基酸的用途
10、 1.科学实验 2.医药卫生 3.工农业 第三节 蛋白质结构 一、1.蛋白质的一级结构 蛋白质的一级结构指肽链中氨基酸的排列顺序和连接方式；稳定一级结构的化学键：肽键；2.一级结构的测定氨基酸序列的自动程序测定 片段重叠法 其大体步骤为：测定蛋白质中氨基酸组成和含量；进行末端分析，确定该氨基酸的肽链数目、N-末端、C-末端（1）N-末端分析：DNFB法、PITC法（Edman 法）、DNS法、氨肽酶法（2）C-末端分析：肼解法、羧肽酶法；肽链的拆分，采用蛋白质变性剂或巯基乙醇；应用两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋白质肽链断裂，各自得到一系列大小不同的肽段；（1）溴化氰裂解法：水解甲硫
11、氨酸羧基形成的肽键；（2）酶水解法：例如：胰蛋白酶：主要作用于碱性氨基酸（Lys、Arg）羧基形成的肽键；胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）：专一性水解疏水性氨基酸的羧基形成的肽键；胃蛋白酶：断裂键两侧的氨基酸都是疏水性氨基酸，如 PhePhe；分离纯化部分降解的肽片段，分析每一片段的氨基酸组成和排列顺序；Edman 降解法和酶水解法。确定二硫键的位置；根据重叠肽的氨基酸顺序，推断出完整肽的氨基酸顺序；例题：第一套肽段：QGS PS EQVE RLA HQWT；第二套肽段：SEQ WTQG VERL APS HQ；N末端 H肽段，C末端为 S 肽段；则多肽链的顺序：HQWT QGS EQVE RLA P
12、S；二、蛋白质的空间结构 除一级结构外，蛋白质的二、三、四级结构都属于空间结构，即构象（conformation）。蛋白质构象通常由非共价键（次级键）维系。（一）维系蛋白质空间结构的化学键 氢键、离子键、范德华力、疏水相互作用力、二硫键、酯键、金属键（配位键）1.氢键：氢键（hydrogen bond）的形成常见于连接在一电负性很强的原子上的氢原子，与另一电负性很强的原子之间，如 C=O H-NRNA（DNA 分子轴长与宽度之比为 107，分子不对称性大）7、亲水胶体 二.核酸的解离 核酸、核苷酸的两性性质都为两性电解质，具有等电点；核酸在 pH4时，带负电荷；可以用离子交换分离 三、核酸的紫
13、外吸收性质 1、紫外吸收性质max=260nm 2、应用 纯度测定：纯 DNA，O.D260/2801.8；纯 RNA，2.0；定量测定：摩尔消光系数法，比消光系数法，摩尔磷原子消光系数法 e(p)；3、增色效应和减色效应 四、核酸的变性、复性及杂交（一）核酸的变性 1、变性：天然核酸受到某种因素的影响，其双螺旋的氢键断裂，碱基堆积力不再存在，变成无规则线团状的单链 DNA；2、变性后果生物活性丧失 DNA 溶液粘度降低；比旋值下降；沉降速度增加；浮力密度上升；紫外吸收加强增色效应；3、变性因素（1）热变性和 Tm值；Tm值：当 A260值达到最大值一半时所对应的温度；影响的因素：样品的均一性
14、；G-C含量：（G+C）%=（Tm值-69.3）*2.44；（2）极端 pH和极低的离子强度 （3）化学试剂：如尿素（二）DNA 的复性和分子杂交 1、复性：变性 DNA 在适当条件下，又可使两条彼此分开的链缔合成双螺旋结构，这一过程称为复性。影响复性的因素：盐浓度、温度、复性速度与 DNA 的浓度成正比、复性速度与顺序的复杂性和长度有关 C0t 1/2 2、分子杂交 Southern印迹法 五、核酸的含量与纯度测定（一）核酸含量的测定 1、定磷法 2、定糖法 RNA 与甲基间苯二酚反应蓝绿色 DNA 与二苯胺反应蓝色（二）DNA 纯度的鉴定 1、紫外吸收 2、凝胶电泳 六、核酸的分离、纯化（
15、一）核酸的工业化生产（二）活性核酸的制备 注意一般原则：低温（0-4），避免强酸、强碱和剧烈搅拌；抑制核酸酶的作用；用有机溶剂抽提以去除蛋白；乙醇沉淀；第三章 酶化学 第一节 酶的一般概念 一、酶的定义：酶（enzyme）是由活细胞产生的、能对特异底物进行高效率催化的生物催化剂，其化学本质是蛋白质。二、酶的来源与分布 酶是由生物细胞产生的，然后按照需要分布在细胞内和细胞外。根据酶的活动部位，一般把酶分成：胞内酶-由细胞产生并在细胞内部起作用的酶。（如氧化还原酶等）胞外酶-由细胞产生后分泌到细胞外起作用的酶。如水解酶类 三、酶催化作用的特点 1、酶与一般催化剂的共同点：能加速化学反应速率，用量少
16、而催化效率高；在反应过程中本身不被消耗；只能催化热力学上允许进行的化学反应，降低反应的活化能；只能缩短反应达到平衡所需的时间，不能改变平衡点；对可逆反应的正反两个方向的催化作用相同。2、酶作为生物催化剂的特性：酶的催化反应条件温和酶能在常温常压和 pH近中性的条件下起催化作用，这是酶作为生物催化剂所必备的条件。酶具有很高的催化效率酶的催化活性比一般催化剂高 10620倍。3.酶具有高度专一性 酶只能作用于某种物质或某一类结构相似的物质，催化它们进行某种类型的反应。即酶对其所催化的反应和反应物具有严格的选择性。这种现象称为酶作用的特异性。1.酶的催化反应条件温和 2.酶具有很高的催化效率 3.酶
17、具有高度专一性 4.酶的催化活性在体内受到多种因素调节控制（酶的调节方式包括抑制剂调节、共价修饰调节、反馈调节、酶原激活及激素控制等，这些方式的存在使得生物体的代谢过程有条不紊地进行。）5.酶的催化活力与辅酶、辅基及金属离子有关 四、酶的化学本质及其组成（一）酶的化学本质（重点）：绝大部分酶是由生物细胞产生的，具有催化活性和高度专一性的特殊蛋白质。因此，酶的化学本质是蛋白质。（具有催化功能的核酸是特例。）（二）酶的组成和辅助因子：全酶=酶蛋白+辅助因子 酶蛋白-不能单独表现催化活性的蛋白质部分。与底物结合，决定反应的专一性和高效率。辅助因子-结合酶中的非蛋白质部分（包括辅酶、辅基和金属离子）。
18、直接对电子、原子或某些化学基团起传递作用，决定反应的类型。金属离子 为催化活性中心的组成部分；搭桥作用：在酶与底物分子间起桥梁作用；稳定构象：帮助酶分子形成酶活性所必需的构象；辅酶-与酶蛋白疏松结合并与催化活性有关的 耐热低分子有机化合物称为辅酶(coenzyme)。用透析方法可除去。辅基-与酶蛋白牢固结合并与催化活性有关的耐热低分子有机化合物称为辅基(prostheticgroup)。用透析的方法不易除去。酶蛋白与辅酶（基）的结合有一定专一性 五、酶的分类和命名 一、1.分类（按结构）:单体酶：由一条肽链构成的酶 寡聚酶：由几个至几十个亚基构成的酶，分子量3.5 万几百万 多酶体系：由几种酶
19、彼此嵌合形成复合体,有利于一系列反应的进行.如脂肪酸合成酶系.由7种酶围饶着小分子物质-酰基载体蛋白(ACP)形成球状,其中若1种酶失活或解体,则丧失整个活性.2.根据酶催化反应类型和机制把酶分六大类：(1)氧化还原酶类：催化氧化还原反应。AH2+BA+BH2(2)转移酶类：催化分子基团从一个分子转移到另一个分子的反应。A-R+B A+B-R (3)水解酶类：催化加水分解的反应。A-B+HOHAOH+BH(4)裂合酶类：双键上去除或加入一个基团的反应。反应通式为：AB A+B (5)异构酶类：催化分子间重排的有关反应。反应通式为：AB(6)连接酶类：催化把两个分子连接在一起，并由 ATP提供能
20、量的反应。A+B+ATP AB+ADP+磷酸，或 AMP+焦磷酸（3）各大类酶举例 氧化还原酶：琥珀酸脱氢酶、醇脱氢酶、多酚氧化酶;转移酶类：谷丙转氨酶（简称 GPT）己糖激酶；水解酶类：淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等；裂合酶类：草酰乙酸脱羧酶、醛缩酶、水化酶、脱氨酶 异构酶类：葡萄糖异构酶、磷酸甘油磷酸变位酶；合成酶类：天冬酰胺合成酶，丙酮酸羧化酶；二、命名（一）习惯命名法 1.根据被作用的底物命名；2.根据催化反应的性质命名；3.将酶的作用底物和催化反应的性质结合起来命名；4.将酶的来源与作用底物结合起来命名；5.将酶作用的最适 pH和作用底物结合起来命名；（二）国际系统命名法 1.酶的系统命
21、名由两部分组成：酶所作用的底物的名称 酶所催化的反应的类型。例如：L-乳酸：NAD+氧化还原酶（乳酸+NAD+丙酮酸 +NADH+H+）2.系统编号-EC 1 1 1 1&EC-表示国际酶学委员会 第一个数字表示酶所属的大类（16 大类)第二个数字表示酶在该大类中所属的亚类 第三个数字表示酶所属的次亚类 第四个数字表示酶在所属次亚类中的流水编号 EC 1 1 1 27 乳酸脱氢酶：表示该酶为氧化还原酶类，底物上发生氧化的供体基团是醇基（亚类），氢的受体是 NAD（次亚类），流水编号为 27。第二节 酶的结构及其催化功能的关系（一）蛋白质的一级结构与催化功能的关系（酶的一级结构是酶的基本化学结构
22、，是催化功能的基础。）1.必需基团：指酶蛋白分子中与酶的催化活性直接相关的氨基酸残基侧链基团，若使其改变则催化活性丧失。如 Ser 的羟基，His 的咪唑基，Cys 的巯 基，Asp、Glu 的侧链羧基等。结合基团：能与底物结合的必需基团；催化基团：能促进底物发生化学变化的必需基团；2、肽键的改变与催化功能的关系&肽键的断裂使酶的生物活性丧失；&酶原的激活 酶原：有些酶，特别是一些与消化作用有关的酶，在最初合成和分泌时，没有催化活性，这种没有催化活性的酶的前体称为酶原；酶原激活：酶原在一定的条件下经过适当的物质作用而转变为有活性的酶的过程，称为酶原的激活，实质上是酶活性部位形成或暴露的过程。（
23、二）酶的高级结构与其催化活性的关系 1.活性中心(active center)：是指酶分子中直接与底物结合并完成酶催化反应的结构区域，该部位化学基团集中，并构成一定空间构象。2.酶的二、三级结构与催化活性的关系：酶的二、三级结构是所有的酶必须具备的空间结构，是维持酶活性部位所必须的构象。u 可使酶遭受破坏而丧失其催化功能-蛋白质变性理论 u 也可以使酶形成正确的催化部位而发挥其催化功能-酶的诱导契合学说 3.酶的四级结构与催化活性的关系：（1）酶的四级结构及亚基与催化活性的关系（2）酶的四级结构与代谢调节的关系 聚合与解聚 别构酶 4.同工酶高级结构与酶活性关系的典型：&同工酶的概念：指能催化
24、相同的化学反应，但酶蛋白本身的分子结构组成及理化性质不同的一组酶。&同工酶的结构与功能：同工酶的结构主要表现为非活性中心部分的不同，或所含亚基组合情况不同，对整个分子而言，各同工酶与酶活性有关的部分结构相同。第三节 酶催化反应机制 (一).酶促反应的本质：加速反应的本质-降低活化能 （二）酶与底物形成中间络合物的方式（理论）:锁匙假说 诱导契合假说 (三）与酶的高效率催化有关的因素：1.邻近效应与定向作用 2.电子张力作用:应变效应，底物分子的敏感键产生张力或变形 3.多元催化作用:包括酸碱催化与共价催化等。4.酶 活 性 中 心 的 低 介 电 区(表面效应，微环境效应)：第四节 酶促反应动
25、力学（重点）一.内容：酶反应速度、反应过程的规律及各种环境因素对酶促反应速度的影响。（一）酶促反应的速度：酶促反应过程中单位时间内底物的减少量或产物的增加量。V=-dS/dt=dP/dt 一般用单位时间内产物的增加量表示 酶反应进程曲线-产物的生成量与时间的关系曲线。曲线的斜率-表示单位时间内产物的变化量-酶反应速度。（二）酶促反应速度的测定 在研究酶促反应动力学中，为准确地表示酶活力，一般都用初速度表示，即酶反应初始阶段，即底物转化量5%时的反应速度，也就是进程曲线的直线部分。在此阶段，任何一点上的斜率都是相等的，代表真实的酶促反应速度，即酶活力的大小。二.酶浓度对反应速度的影响 1.根据中
26、间产物学说，酶反应式为：E+S ES P+E 酶反应速度用产物 P的生成速度表示，产物的生成与中间产物 ES的浓度成正比，当底物量足够时，ES 的量就与酶的浓度成正比，因此，酶促反应初速度与酶浓度的关系呈一级反应规律，即：v=dP/dt=kE k为速度常数 2.反应级数 当底物浓度较低时，v 与S 成正比，为一级反应，即 v=dP/dt=kS；当底物浓度继续增加时，反应速度不再与底物浓度成正比而升高，为混合级反应；当底物浓度很高时，v 逐渐趋近极限值 Vmax，为零级反应，即 v=dP/dt=Vmax=kEt;底物浓度对酶促反应速度的影响是非线性的。中间产物学说解释v-S 关系曲线：E+S E
27、S P+E 3.可用于判断反应级数：当S100Km 时，=Vmax，反应为零级反应；当 0.01KmS30.5kJ/mol，E0.2V （5）胞液中的 NADH和 NADPH转换为线粒体中的途径（一）磷酸甘油穿梭系统：主要存在于脑和骨骼肌中。NADH 通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，由于经琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化，故只能产生 2 分子 ATP。（二）苹果酸穿梭系统 主要存在于肝和心肌中。胞液中 NADH+H+的一对氢原子经此穿梭系统带入一对氢原子，由于经 NADH 氧化呼吸链进行 氧化磷酸化，故可生成 3 分子 ATP。第五章 糖质及糖代谢 一、概念 1.单糖:从结构上定义为多羟基
28、酮或醛，它是构成寡糖和多糖的基本单位，是不能被水解成更小糖单位的糖类。（常见的单糖：葡萄糖，果糖，脱氧核糖，核糖，氨基葡萄糖，胞壁酸，乙酰氨基葡萄糖，乙酰胞壁酸神经氨酸，唾液酸，Vc）2.多糖：20 个以上单糖残基的聚合物。同多糖单一糖原分子缩合而成。（淀粉、纤维素、糖原、半纤维素、几丁质、琼脂等）杂多糖两种或两种以上的单糖分子缩合而成。（黏多糖、肽聚糖、透明质酸等）3.酵解：指细胞在胞浆中分解葡萄糖生成丙酮酸并伴有少量 ATP生成的过程。无氧条件下：丙酮酸被还原成乳酸；有氧条件下（EMP）：丙酮酸进一步氧化分解生成乙酰CoA并进入三羧酸循环。4.发酵：5.底物水平磷酸化：第六章 脂质及脂代谢
29、 一、脂肪酸的-氧化作用（P251）1、-氧化作用：在脂肪酸的-位氧化成羟基，再形成酮基，最后裂解下两个碳单位，依次逐步进行下去；是饱和的、偶数碳的脂肪酸的主要代谢途径；2、-氧化反应历程（线粒体中）n 脂肪酸的活化（反应式）；需要辅酶 A和 ATP的参与；活化地点：细胞质；n 脂酰辅酶 A的氧化脱氢，FADH22ATP（反应式）n 水化反应 n 氧化脱氢，NADH,H+3ATP n 硫解反应 1 轮-氧化，产生 1 分子乙酰辅酶 A、NADH+H+、FADH2 3、-氧化作用的起始物终产物 起始物：脂酰 CoA 终产物：乙酰辅酶 A 4、-氧化作用的特点 首先在-位氧化；降解一个长链脂肪酸只
30、需活化一次；活化在细胞质中进行，-氧化在线粒体中进行；5、能量计算 能量消耗：2ATP 能量产生：1 次-氧化:2ATP(FADH2)+3ATP(NADH,H+)=5ATP 乙酰辅酶 A:FADH2+3NADH,H+ATP=12ATP 一个长脂肪酸链完全氧化成 CO2和 H20产生能量：=经-氧化产生 ATP数+乙酰辅酶 A氧化产生 ATP数-消耗 ATP数=5x-氧化次数+12x 乙酰辅酶 A数量-2=5x(C数/2-1)+12xC数/2-2 特殊情况:若分子中含有双键,一个双键少 2 个 ATP;若分子中含有羟基,一个羟基少 2 个 ATP;若分子中含有酮基,一个酮基少 5 个 ATP;二
31、、酮体乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮 1.酮体生成部位：人类和大多数哺乳动物的肝脏和肾脏细胞中。2.生成过程：3.危害：当机体缺糖（长期饥饿）或糖不能被利用（严重糖尿病）时，脂肪动员加强，酮体生成增加。酮体生成超过肝外组织利用能力时，引起血液酮体增高，产生“酮血症”。酮体随尿大量排出，产生“酮尿症”。三、脂肪酸合成的过程要点与脂肪酸分解过程的主要差别（一）.从头合成途径：原料：脂肪酸合成的前体为乙酰 CoA 糖代谢丙酮酸乙酰 CoA（线粒体）脂肪酸分解代谢乙酰 CoA（线粒体）氨基酸氧化分解乙酰 CoA 1.乙酰 CoA的转运（P259）2.丙二酸单酰 CoA的形成（P260）3.脂肪酸合酶复合体（
32、FAS）P261 4.准备阶段：转乙酰基反应 转丙二酸单酰基反应 5 反应历程：（1）缩合形成 b-酮脂酰S-ACP（2）还原形成 b-羟脂酰S-ACP（3）脱水形成烯脂酰S-ACP （4）还原生成脂酰S-ACP（长两个碳单位）（二）延伸合成途径（饱和脂肪酸）线粒体系统：1.反应部位线粒体 2.合成原料乙酰 CoA 3.引物12、14、16 碳脂酰 CoA 4.酰基载体CoASH 5.递氢辅酶NADH、NADPH 6.延伸方式每次延长两个碳单位 7.终产物最长 24 碳脂肪酸 8.酶系与 b-氧化略有不同，用烯脂酰还原酶而不是脂酰 CoA脱氢酶 微粒体系统：1、以丙二酸单酰 CoA 为原料 2
33、、需要 NADPH 3、延长方式可能与全合成途径相似 4、引物可以是饱和或不饱和脂肪酸 （微粒体系统）1、由饱和脂肪酸氢形成不饱和脂肪酸 CH3(CH2)14COSCoA+NADPH+O2 双功能氧化酶 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COSCoA+2H2 2、先经-氧化、脱水形成双键，再延长碳链。第七章 核酸及其代谢 一、1.核苷酸的基本结构：碱基 戊糖 核苷 .DNA和 RNA在组成，结构和功能上的差异：DNA 组成：碱基+脱氧核糖+磷酸；结构：双螺旋结构；功能：DNA 的基本功能是作为遗传信息的载体，为生物遗传信息复制以及基因信息的转录提供模板。RNA组成:碱基+核糖+磷酸；结构
34、：单链形式存在；功能：RNA在蛋白质生物合成过程中起着重要的作用。2.DNA双螺旋结构模型的要点：目前已知 DNA双螺旋结构可分为：A、B、C、D（右手双螺旋）Z型（左手双螺旋）该模型在生物学上的意义：3.不同类型的 RNA mRNA分子中带有遗传密码，其功能是为蛋白质的合成提供模板(templet)。mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸 三联体称为遗传密码（coden)。rRNA是细胞中含量最多的 RNA，占总量的 80%。rRNA与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。tRNA在蛋白质的生物合成过程中转运氨基酸。tRNA的
35、二级结构结构要点：tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成而呈现“三叶草”形，故称为“三叶草”结构。tRNA的“三叶草”形结构包括：氨基酸臂、DHU臂、反密码臂、可变臂和 TC臂五部分。靠氢键维持稳定性。4.核酸变性和复性原理 DNA的变性：天然核酸在理化因素作用下，其双螺旋的氢键断裂，碱基堆积力不再存在，DNA 双螺旋的两条互补链松散而分开成为无规则线团状的单链 DNA 单链现象称为 DNA 的变性。引起 DNA变性的因素：高温，强酸强碱，有机溶剂等。加热 DNA溶液，使其对 260nm 紫外 光的吸收度突然增加，达到其最大值一半时的温度，就是 DNA的变性温度 Tm.（分子中 C+G越高，T
36、m 越高）DNA变性后的性质改变：增色效应指变性后对 260nm 紫外光的光吸收度增加的现象；旋光性下降；粘度降低；生物学功能丧失或改变。DNA的复性：将变性 DNA经退火处理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为 DNA的复性。DNA 复性后，一系列性质将得到恢复，但是生物活性一般只能得到部分的恢复，具有减色效应。将热变性的 DNA骤然冷却至低温时，DNA不可能复性。变性的 DNA缓慢冷却时可复性，因此又称为“退火”。退火温度Tm25 复性影响因素：片段浓度/片段大小/片段复杂性（重复序列数目）/溶液离子强度 5.（一）嘌呤核苷酸的从头合成：通过利用一些简单的前体物，如 5-磷酸核糖，氨基酸，
37、一碳单位及 CO2 等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。这一途径主要见于肝，其次为小肠和胸腺。所有合成反应在胞液中进行。（二）嘧啶核苷酸从头合成途径：是指利用氨基酸、CO2 等简单前体物逐步合成嘧啶核苷酸的过程。该合成过程主要在肝细胞的胞液中进行。6.基本概念 半保留复制：DNA在复制时，以亲代 DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代 DNA，每个子代 DNA中都含有一股亲代 DNA链，这种现象称为 DNA的半保留复制。中心法则：DNA 通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了
38、遗传学的中心法则。前导链：以 35方向的亲代 DNA链作模板的子代链在复制时基本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为 53，这一条链被称为前导链。滞后链：以 53方向的亲代 DNA链为模板的子代链在复制时则是不连续的，其链的 聚合方向也是 53，这条链被称为滞后链。复制叉：DNA复制时，局部双螺旋解开形成两条单链，这种叉状结构称为复制叉。半不连续复制：以 35走向的链为模板复制，新链的合成方向和复制叉前进的方向一致，因此复制可连续的进行。而以 53走向的链为模板进行复制，新链的合成方向和复制叉前进的方向相反，只有当模板链解开足够长度，才能由 5 向 3 方向合成一小段DNA，随后再一段一段地、
39、不连续地合成。冈崎片段：由于亲代 DNA 双链在复制时是逐步解开的，因此，随从链的合成也是一段一段的。DNA在复制时，由随从链所形成的一些子代 DNA短链称为冈崎片段。7.DNA聚合酶(全称：依赖 DNA的 DNA聚合酶；简称：DNA-pol)在原核生物中，目前发现的 DNA聚合酶有三种，分别命名为 DNA聚合酶（pol），DNA聚合酶（pol），DNA聚合酶（pol），这三种酶都属于具有多种酶活性 的多功能酶。(参与 DNA复制的主要是 pol 和 pol。)pol 为具有三种酶活性的单一肽链的大分子蛋白质，可被特异的蛋白酶水解为两个片段，其中的大片段保留了两种酶活性,即 53 聚合酶和 3
40、5外切酶活性，通常被称为 Klenowfragment。pol 由十种亚基组成不对称异源二聚体 结构，其中亚基具有 53聚合 DNA的酶活性，具有复制 DNA的功能；而 亚基具有 35外切酶的活性，与 DNA复制的校正功能有关。在真核生物中，目前发现的 DNA聚合酶有五种:DNA-pol 起始引发，有引物酶活性。DNA-pol 参与低保真度的复制。DNA-pol 在线粒体 DNA复制中起催化作用。DNA-pol 延长子链的主要酶，有解螺旋酶活性。DNA-pol 在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。一、复制的起始 DNA复制的起始阶段，由下列两步构成。1解旋解链，形成复制叉：由拓扑异构酶和
41、解链酶作用，使 DNA 的超螺旋及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链 DNA。单链 DNA结合蛋白（SSB）四聚体结合在两条单链 DNA上，形成复制叉。2引发体组装和引物合成：由解螺旋酶(DnaB 蛋白)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG 蛋白)和 DNA复制起始区域形成引发体；在引物酶的催化下，以 DNA为模板，合成一段短的 RNA片段，从而获得 3端自由羟基（3-OH）。二、复制的延长 复制的延长指在 DNA聚合酶催化下，以 35方向的亲代 DNA链为模板，从 53方向聚合子代 DNA链。其化学本质是 dNTP 以 dNMP 的方式逐个加入引物或延长中的子链上，磷酸二酯键不断生成。
42、在原核生物中，参与 DNA复制延长的是 DNA聚合酶；而在真核生物中是 DNA聚合酶。三、复制的终止（一）去除引物，填补缺口：在复制过程中形成的 RNA引物，需由 RNA酶来水解去除；RNA引物水解后遗留的缺口，由 DNA聚合酶（原核生物）或 DNA聚合酶 （真核生物）催化延长缺口处的 DNA，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。（二）连接冈崎片段：在 DNA 连接酶的催化下，生成最后一个磷酸酯键，将冈崎片段连接起来，形成完整的 DNA长链。逆转录酶催化 cDNA的合成特点：8.DNA损伤和几种修复机制：由自发的或环境的因素引起 DNA一级结构的任何异常的改变称为 DNA的损伤，也称为突变。常见的
43、 DNA的损伤包括碱基脱落、碱基修饰、交联，链的断裂，重组等。DNA损伤的修复：是对已发生分子改变的补偿措施，使其尽可能回复为原有的天然状态。修复的主要类型：无差错修复：光修复 其修复过程为：1.光修复酶识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物。2.在 300600nm 可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开。3.光 修 复 酶 从 DNA 上 解离。切除修复：切除修复机制的基本过程是将受损的 DNA片段切除，然后再以对侧链为模板，重新合成新链进行修复。有差错倾向修复：重组修复：修复时，利用重组蛋白 RecA的核酸酶活性，将另一股健康亲链与损伤缺口相互交换。SOS 修复：当 DNA损伤广
44、泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应。在 E.coli中，各种与修复有关的基因，组成一个称为调节子(regulon)的网络式调控系统。这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。通过 SOS 修复，复制如能继续，细胞是可存活的。然而 DNA保留的错误较多，导致较广泛、长期的突变。9.RNA聚合酶的功能：RNA聚合酶（DDRP）：这是一种不同于引物酶的依赖 DNA的 RNA聚合酶。该酶在单链 DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从 53聚合 RNA。RNA转录合成的过程:（一）转录起始 转录起始需解决两个问题：1.RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。2
45、.DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。（二）转录延长因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿 DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合 RNA。1.亚基脱落，RNApol 聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着 DNA模板前移；2.在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。（三）转录终止 RNA转录合成的终止机制有两种：1.依赖 Rho 因子的转录终止：由终止因子(因子)识别特异的终止信号，并促使 RNA的释放。2.非依赖 Rho 的转录终止：模板 DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含 GC和 AT的区域，使 RNA转录产物形成寡聚 U 及发夹形的二级结构，引起 RNA聚合酶
46、变构及移动停止，导致 RNA转录的终止。10.比较原核生物和真核生物 RNA转录后的加工内容 一、真核生物 mRNA的转录后加工（一）首、尾的修饰 1加帽：即在 mRNA的 5-端加上 m7GTP 的结构。此过程发生在细胞核内，即 HnRNA即可进行加帽。加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将 5-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成 GpppN 的结构，再对 G 进行甲基化。2加尾：这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去 3-端一些过剩的核苷酸，然后再加入 polyA。polyA 结构与 mRNA的半寿期有关。（二）mRNA的剪接 1.断裂基因（splite gene）真核生物结构
47、基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。2.hnRNA和snRNA：核内带有外显子和内含子编码序列的初级RNA转录产物称为杂化核RNA hnRNA 经剪接加工除去内含子编码序列并将外显子编码序列连接起来才能形成成熟的mRNA。二、tRNA的转录后加工 主要有以下几种加工方式：1.切断 2.剪接 3.3-末端-CCA 序列添加 4.化学修饰。第八章 蛋白质代谢 转氨作用：氨基移换作用，是-氨基酸和-酮酸之间的氨基转移作用。氧化脱氨：氨基酸在酶的催化下，在氧化脱氢的同时释放出游离的氨，生成相应的-酮
48、酸的过程 鸟氨酸循环：尿素的形成在肝脏中进行，是高等动物的一种重要的解氨毒方式，通过一个循环机制完成。这一循环机制被称为鸟氨酸循环。生酮和生糖氨基酸：指在体内既能转变成糖又能转变酮体的一类氨基酸。包括：色氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸 固氮作用：1.大气中的氮气一切生物体内含氮化合物中氮的最终来源 2.能够直接利用氮的细菌自生固氮菌和共生固氮菌 3.固氮作用需要的酶固氮酶，催化氮气还原为铵盐，有氧不稳定，还原一摩尔氮气要消耗 12 摩尔高能键和 6 摩尔 NADPH。4.能够利用铵盐或硝酸盐的生物高等植物和某些微生物，不能直接利用氮气。5.必须利用氨基酸和蛋白质为氮源的生物人、动物和
49、 某些微生物，不能利用无机氮源。翻译：蛋白质的生物合成过程，就是将 DNA传递给 mRNA的遗传信息，再具体转译为蛋白质中氨基酸排列顺序的过程，这一过程被称为翻译（translation）。氨基酸活化：1.形成氨基酸-AMP酶复合物：ATP+氨基酸 氨基酸-AMP-酶+PPi 2.形成氨酰-tRNA：氨基酸-AMP-酶+tRNA 氨酰-tRNA+AMP+PPi 脱氨基作用：氨基酸失去氨基作用 1、氧化脱氨基作用普遍存在于动、植物和需氧微生物 反应步骤：（1）酶促脱氢（2）自发水解 催化反应所需的酶：（1）L-氨基酸氧化酶（2）D-氨基酸氧化酶（3）L-谷氨酸脱氢酶 脱羧基作用：氨基酸经脱羧酶类
50、催化，脱去羧基，生成相应的伯胺和 CO2的反应。*RCHNH2COOH RCH2NH2+CO2*脱羧酶专一性高，诱导酶类，磷酸吡哆醛为辅酶-酮酸的代谢去向（3 种代谢途径）1.氧化成二氧化碳和水以各种方式进入 TCA 形成丙酮酸（丙酮酸等三碳氨基酸）或乙酰辅酶 A（色氨酸等）进入 TCA 转变成 TCA循环的中间产物，如 Gu 转 l 变成-酮戊二酸，Aps 转变成草酰乙酸，有些氨基酸需经一些变化后进入 TCA 脱羧醛脂肪酸乙酰辅酶 A -酮酸进入 TCA循环彻底氧化的主要进入点有：丙酮酸、乙酰 CoA、-酮戊二酸、草酰乙酸、延胡索酸、琥珀酰 CoA、脂肪酸 2.再合成新的氨基酸 转氨基作用