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江西中医学院生物化学知识重点第一章绪论
1.生物化学的发展过程大致分为三阶段叙述生物化学、动态生物化学和机能生物化学
2.生物化学研究的内容大体分为三部分
①生物体的物质组成及生物分子的结构与功能
②代谢及其调节
③基因表达及其调控第二章糖类化学
1.糖类通常根据能否水解以及水解产物情况分为单糖、寡糖和多糖
2.单糖的分类
①按所含C原子的数目分为丙糖、丁糖......
②按所含羰基的特点分为醛糖和酮糖葡萄糖既是生物体内最丰富的单糖,又是许多寡糖和多糖的组成成分甘油醛是最简单的单糖两种环式结构的葡萄糖
6.核糖和脱氧核糖的环式结构(见下图)CH2OHCH2OHOOOHHOCH2OOHHOCH2OOHHOOHOHHOOHOHOHOHOHOHHα-D-+-砒喃葡萄糖β-D-+-砒喃葡萄糖β-D-核糖β-D-脱氧核糖
7.单糖的重要反应有成苷反应、成酯反应、氧化反应、还原反应和异构反应
8.蔗糖是自然界分布最广的二糖
9.多糖根据成分为同多糖和杂多糖同多糖又称均多糖,重要的同多糖有淀粉、糖原、纤维素等;杂多糖以糖胺聚糖最为重要淀粉包括直链淀粉和支链淀粉糖原分为肝糖原和肌糖原糖胺聚糖包括透明质酸、硫酸软骨素和肝素第三章脂类化学甘油脂肪脂肪酸短链脂肪酸、中链脂肪酸和长链脂肪酸(根据C原子数目分类)脂类饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸(根据是否含有碳-碳双键分类)类脂磷脂、糖脂和类固醇亚油酸、α亚麻酸和花生四烯酸是维持人和动物正常生命活动所必必需的脂肪酸,是必需脂肪酸类花生酸是花生四烯酸的衍生物,包括前列腺素、血栓素和白三烯脂肪又称甘油三酯右下图是甘油三酯、甘油和脂肪酸的结构式皂化值水解1克脂肪所消耗KOH的毫克数CH2-OHCHOOC-R1皂化值越大,表示脂肪中脂肪酸的平均分子量越小R-COOHHO-CHR2-COO-CH
6.磷脂根据所含醇的不同分为甘油磷脂和鞘磷脂CH2-OHCH2-OOC-R
37.糖脂包括甘油糖脂和鞘糖脂脂肪酸甘油甘油三酯
8.类固醇是胆固醇及其衍生物,包括胆固醇、胆固醇脂、维生素D、胆汁酸和类固醇激素等
9.胆汁酸有游离胆汁酸和结合胆汁酸两种形式
10.类固醇激素包括肾上腺皮质激素(如醛固酮、皮质酮和皮质醇)和性激素(雄激素、雌激素和孕激素)
11.肾上腺皮质激素具有升高血糖浓度和促进肾脏保钠排钾的作用其中皮质醇对血糖的调节作用较强,而对肾脏保钠排钾的作用很弱,所以称为糖皮质激素;醛固酮对水盐平衡的调节作用较强,所以称为盐皮质激素第四章蛋白质化学蛋白质的作用
①生物催化—酶
②运载和储存
③免疫保护
④机械支持
⑤激素——受体系统
⑥产生和传递神经冲动氨基酸的结构
①在20种标准氨基酸中只有脯氨酸为亚氨基酸,其他氨基酸都是α-氨基酸COOHCOOH
②除了甘氨酸之外,其他氨基酸的α-碳原子都结合了4个不同的原子或原子团;H2N-C-HH-C-NH2羧基、氨基、R基和1个氢原子RR
③氨基酸是手性分子,有L-氨基酸和D-氨基酸之分标准氨基酸均为L-氨基酸氨基酸的分类L-氨基酸D-氨基酸
①非极性疏水R基氨基酸
②极性不带电荷R基氨基酸
③带正电荷R基氨基酸
④带负电荷R基氨基酸氨基酸的性质
①紫外吸收特征蛋白质的肽键结构对220nm以下的紫外线有强吸收,其所含的色氨酸和络氨酸对280nm的紫外线有强吸收
②两性解离与等电点氨基酸的等电点在某一PH值条件下,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相同,溶液中氨基酸的静电荷为零此时溶液的PH值称为氨基酸的等电点
③茚三酮反应蛋白质的分类根据组成成分分为单纯蛋白质和缀合蛋白质;根据构象分为纤维状蛋白质和球状蛋白质蛋白质的分子结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构(后三种结构称为蛋白质的空间结构)肽分为寡肽(2-10个氨基酸组成)和多肽(更多氨基酸构成)一些重要的肽抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键连接构成的三肽激素抗利尿激素、血管紧张素Ⅱ、催产素、促肾上腺皮质素、内啡肽、脑啡肽蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构蛋白质分子内氨基酸的排列顺序包括二硫键的位置蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构指多肽链主链的局部构象,不涉及侧链的空间排布二级结构的种类:
①肽单元与肽平面
②α-螺旋
③β折叠
④β转角
⑤无规卷曲
⑥超二级结构超二级结构指二级结构单元进一步聚集和组合在一起,形成规则的二级结构聚集体作用降低了蛋白质分子的内能,使之更加稳定
11.蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构一条完整的蛋白质多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成的特定的空间结构*维持蛋白质三级结构的化学键是疏水作用、氢键、部分离子键和少量共价键(如二硫键)*由一条肽链构成的蛋白质只有形成三级结构才可能具有生物活性蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构多亚基蛋白的亚基按特定的空间排布结合在一起形成的空间结构维持蛋白质构象的化学键蛋白质的天然构象是由多种化学键共同维持的,这些化学键包括肽键、二硫键、氢键、疏水作用、离子键和范德华力后四种化学键属于非共价键蛋白质的理化性质(实验)一般性质
①蛋白质含有肽键和芳香族氨基酸,所以对紫外线有吸收
②蛋白质是两性电解质,所以有等电点
③蛋白质还能发生呈色反应沉降系数沉降速度与离心加速度(相对重力)之比为一常数该常数称为~第五章核酸化学信使RNA—把遗传信息从DNA带给核糖体,指导蛋白质合成核糖核酸RNA转移RNA—在蛋白质合成过程中转运氨基酸,同时把核酸翻译成蛋白质语言核酸核糖体RNA—是核糖体的结构成分,而核糖体是合成蛋白质的机器脱氧核糖核酸(DNA)——遗传的物质基础核酸的结构单位是核苷酸,是核酸的水解产物磷酸——核酸是含磷酸最多的生物大分子核苷酸的组成戊糖——核酸的戊糖包括核糖和脱氧核糖碱基——包括两种嘌呤碱基(A、G)和两种嘧啶碱基C、T糖苷键——碱基与戊糖以N-β-糖苷键连接核苷酸的结构磷酸酯键——磷酸与戊糖以磷酸酯键连接酸酐键——磷酸通过酸酐键连接第
二、第三个磷酸核苷酸的功能
①合成核酸
②为生命活动提供能量
③参与其他物质合成
④构成酶的辅助因子
⑤调节代谢[ATP——为生命活动提供能量UTP——参与糖原的合成CTP——参与磷脂合成腺苷酸构成酶的辅助因子]核酸的分子结构一级结构指核酸的碱基组成和碱基序列分子结构二级结构核酸中由部分核苷酸形成的有规律、稳定的空间结构三级结构在二级结构的基础上,DNA双螺旋进一步盘曲形成三级结构核酸的一级结构——研究核酸的核苷酸序列核苷酸以3’5’—磷酸二酯键连接构成核酸核酸有方向性,5’端为头,3’端为尾核酸是核苷酸的缩聚物根据长度将核苷酸分为寡核苷酸(长度50nt)和多核苷酸nt:单链核酸长度单位,1nt为1个核苷酸核酸的二级结构不同的生物DNA的碱基组成具有以下规律,称为Chargaff法则:
①DNA的碱基组成有物种差异,没有组织差异,即不同物种DNA的碱基组成不同,同一个体不同组织DNA的碱基组成相同.
②DNA的碱基组成不随个体的年龄、营养和环境改变而改变
③不同物种DNA的碱基组成均存在以下关系A=TG=CA+G=C+T.Chargaff法则是研究DNA二级结构及DNA复制机制的基础DNA二级结构的特点
①DNA是由两股反向平行互补构成的双链结构主链位于外侧,碱基侧链位于内侧
②两条链由碱基之间的氢键相连A+G=C+T
③在双螺旋中,碱基平面与螺旋轴垂直
④碱基之间的氢键维系双链结构的横向稳定性;碱基平面之间的碱基堆积力维系双螺旋结构的纵向稳定性
三、核酸的三级结构——主要研究DNA和染色体的超级结构.
1.真核生物的细胞核DNA与RNA、蛋白质构成染色体,其结构更复杂
2.如果把真核生物DNA形成双螺旋结构看成是DNA的一级压缩,那么DNA的二级压缩就是形成核小体
3.核小体由DNA与组蛋白构成组蛋白有五种包括H
1、H2A、H2B、H3和H4,其中后四者各两个亚基构成核小体的八聚体核
四、RNA的种类和分子结构碱基互补配对的原则是A对U、G对C.mRNA的特点种类多、寿命短、含量少真核生物大多数mRNA的5’端有一个帽子(m7GpppNmp)3端有一段聚腺苷酸尾或Poly(A)尾帽子结构既能抵抗RNA5’外切酶的水解;又是蛋白质合成过程中起始因子的识别标记
3.tRNA在组成和结构上都有以下特点
①大小为73-93nt
②含有较多的稀有碱基
③3端含有CCA-OH序列;5’端大多是鸟苷酸
④二级结构呈三叶草形
⑤三级结构成倒“L”形.rRNA是细胞内含量最多的RNA,与蛋白质构成核糖体原核生物核糖体有三种rRNA,真核生物核糖体有四种rRNA核酶是由活细胞合成的、具有催化作用的RNA核酸的理化性质碱基使核酸具有特殊的紫外线吸收光谱,吸收峰在260nm附近【名词解释】DNA的变性指双链DNA解旋、解链,形成无规线团,从而发生性质改变(如黏度下降、沉降速度加快等)导致DNA变性的理化因素高温和化学试剂(酸、碱、乙醇、尿素等)DNA的复性缓慢降低温度,恢复生理条件,变性DNA单链会自发互补结合,重新形成原来的双螺旋结构又称退火DNA片段越大复性越慢,DNA浓度越高复性越快增色反应DNA变性导致其紫外线吸收增加减色反应DNA复性导致变性DNA恢复其天然构象时,其紫外吸收减少解链温度使DNA变性解链达到50%时的温度又称变性温度、熔解温度、熔点核酸分子杂交不同来源的核酸链因存在互补序列而形成互补双链的结构的过程是分子生物学的核心技术第六章酶
1.新陈代谢生物体内的全部化学反应的总称包括物质代谢和能量代谢
2.生物催化剂酶——是由活细胞合成的、具有催化作用的蛋白质核酶——是由活细胞合成的、具有催化作用的核酸分子组成单纯酶——仅由氨基酸构成,如尿素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂酶和核糖核酸酶等
3.酶结合酶蛋白质部分脱辅基酶蛋白形成的复合物非蛋白质部分辅助因子全酶只有全酶才具有催化活性,脱辅基酶蛋白单独存在时没有催化活性辅助因子从化学金属离子K+、Na+、Zn2+等本质上分小分子有机化合物多数是维生素(特别是B族维生素)的活性形式辅助因子根据与脱辅基酶蛋白的结合程度等分为辅酶和辅基辅助因子的作用——承担着传递电子、原子或基团的作用
①通常一种脱辅酶蛋白必须与特定的辅助因子结合,才能成为有活性的全酶因脱辅基酶蛋白
②一种辅助因子可与不同的脱辅基酶蛋白结合,组成具有不同特异性的全酶此决定酶的特异性酶的活性中心(又称活性部位)是酶蛋白构象的一个特定区域,由必需基团构成,能与底物特异地结合,并催化底物生成产物酶促反应:由酶催化进行的化学反应(底物S,生成产物P)酶的必需基团——那些与酶活性密切相关的基团结合基团:与底物结合,使底物与一定构象的酶形成复合物,又称中间产物-催化基团改变底物中某些化学键的稳定性,使底物发生反应生成产物对于单纯酶来说,活性中心内的必需基团完全来自酶蛋白的氨基酸侧链,如组氨酸的咪唑基、丝氨酸的羟基半胱氨酸的的巯基和天冬氨酸的羧基等对结合酶来说,活性中心内的必需基团还有一个来源,即辅助因子实际上,辅助因子是指参与构成活性中心的非氨基酸成分酶按分子结构分为单体酶、寡聚酶、多酶体系和多功能酶又称串联酶酶促反应的特点酶和一般催化剂的共有特点
①只催化热力学上允许的化学反应
②可以提高化学反应的速度,但不改变化学平衡
③它们的催化机制都是降低化学反应的活化能
④很少量就可以有效催化反应
①酶的催化效率极高绝对特异性——一种酶对一种底物酶的
②酶具有很高的特异性相对特异性——一种酶对一类酶或一种化学键特点
③酶蛋白容易失活立体异构特异性——一种酶对两种立体异构体中的一种
④酶活性可以调节酶和一般催化剂之所以能提高化学反应速度,是因为它们能降低化学反应的活化能——中间产物学说酶原与酶原的激活酶原有些酶在细胞内刚合成或初分泌时只是酶的无活性前体,必须水解掉一个或几个特定肽段,使酶蛋白构象发生改变,从而表现出酶的活性酶的这种无活性前体称为酶原酶原的激活酶原向酶转化的过程酶原的激活实际上是形成暴露酶的活性中心的过程酶原的生理意义
①酶原适于酶的安全转运
②酶原适于酶的安全储存同工酶是指能催化相同的化学反应,但酶蛋白的分子组成、分子结构和理化性质乃至免疫学性质和电泳行为都不相同的一组酶,是生命在长期进化过程中基因分化的产物酶促反应动力学影响酶促反应的因素酶浓度E、底物浓度(S)、温度、PH值、抑制剂、激活剂根据抑制剂与酶作用方式的不同,抑制剂对酶的抑制作用分为可逆性抑制作用和不可逆性抑制作用根据抑制剂与底物的竞争关系,可以将可逆性抑制作用分为竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用酶的分类课本P781个酶活性国际单位在25℃、最适PH值、最适底物浓度时,每分钟催化1μmol底物反应所需的酶量酶的比活性1mg酶蛋白所具有的酶活性单位第七章维生素维生素是维持生命正常代谢所必需的一类小分子有机化合物,是人体重要的营养物质之一
1.维生素的特点
①维生素既不是构成机体组织结构的原料,也不是供能物质,但在代谢过程中发挥着重要作用,它们大多数参与构成酶的辅助因子
②种类多,化学结构各异,本质上都属于小分子有机化合物
③维生素的需要量很少,但多数不能在体内合成或合成量不足,必须从食物中摄取
④维生素摄取不足会造成代谢障碍,但若应用不当或长期过量摄取,也会出现中毒症状
2.维生素的分类根据溶解性分水溶性维生素维生素C和B族维生素(核黄素、泛酸、生物素等)维生素脂溶性维生素维生素A、维生素D、维生素E和维生素K水溶性维生素的共同特点
①易溶于水,不溶或微溶于有机溶剂
②机体储存量很少,必须随时从食物中摄取
③摄入过多部分可以随尿液排出体外,不会导致积累而引起中毒B族维生素通常都以构成酶的辅助因子的方式参与代谢水溶性维生素的来源、化学性质、活性形式缺乏症、及功能[硫辛酸略)]名称别名来源化学性质活性形式缺乏症维生素C抗坏血酸新鲜水果、绿叶蔬菜溶液酸性,强还原性抗坏血酸坏血病维生素B1硫胺素种子外皮及胚芽中酸性中稳定,碱性中加热极易分解TPP脚气病、胃肠机制障碍、末梢神经炎等维生素B2核黄素绿叶蔬菜、内脏等酸性中稳定,耐热等FMNFAD口角炎、舌炎等维生素PP抗癞皮病维生素肉类、谷物、花生等性质最稳定的维生素NADNADP癞皮病维生素B6抗皮炎维生素蛋黄、肉类、鱼等对光、碱敏感磷酸吡哆醛/胺少见泛酸遍多酸肝脏、豆类、谷物等很强的热稳定性CoA未见典型缺乏症生物素/肝脏、蛋黄、蔬菜等高温易被氧化羧基生物素皮炎叶酸/绿叶蔬菜对光、酸敏感四氢叶酸贫血等维生素B12钴胺素动物性食物中弱酸性稳定等CoB
12、甲基B12恶性贫血等[附]维生素B1又称抗脚气病维生素|维生素B12是唯一含有金属元素的维生素名称功能维生素C
①参与羟化反应
②参与其他代谢维生素B1
①α—酮酸脱氢酶系辅助因子
②转酮酶辅助因子
③抑制胆碱酯酶活性维生素B2脱氢酶辅助因子维生素PP脱氢酶辅助因子维生素B6
①氨基酸转移酶和脱羧酶辅助因子
②血红素合成酶辅助因子
③糖原磷酸化酶组成成分泛酸酰基转移酶辅助因子生物素羧化酶辅助因子叶酸一碳单位转移酶辅助因子维生素B12参与一碳单位代谢
5.脂溶性维生素的共同特点
①不溶于水,易溶于脂肪及有机溶剂
②在食物中常与脂类共存
③随脂肪的吸收不足而相应其吸收减少
④可以在肝脏内储存,摄入过多会出现中毒症状
6.脂溶性维生素的来源、化学性质、活性形式缺乏症、及功能名称别名来源化学性质活性形式缺乏症维生素A抗干眼病维生素动物性食物活泼,对紫外线敏感11—顺视黄醛夜盲症、干眼病维生素D抗佝偻病维生素鱼肝油中含量最丰富非常稳定125—(OH)2—D3儿童佝偻病、成人骨质软化症维生素E生育酚植物油含量最丰富空气中易被氧化生育酚人类未见维生素K凝血维生素绿叶植物及动物肝脏对光和碱敏感维生素K凝血障碍、新生儿出血[附]维生素A包括视黄醇(VitA1)和3—脱氢视黄醇(VitA3)名称功能维生素A
①构成视觉细胞感光部分
②促进生长发育,维持上皮细胞组织结构的完整性
③抗癌作用维生素D参与钙磷代谢调节,促进成骨作用维生素E
①维持正常的生殖机能
②抗氧化,具有抗衰老作用
③促进血红素代谢维生素K参与多种凝血因子的合成生物氧化第一节概述生命活动需要能量供应,所需的能量来自生物氧化生物氧化是指(糖类、脂类和蛋白质等)营养物质在体内氧化分解、最终生成CO2和H2O并释放能量满足生命活动需要的过程又称组织呼吸或细胞呼吸生物氧化的特点在温和条件进行连续的酶促反应,通过脱羧基反应产生CO2,能量逐步释放并得到有效利用【生物氧化的过程】第一阶段营养物质氧化生成乙酰CoA.第二阶段乙酰基进入三羧酸循环氧化生成CO2第三阶段前两阶段释放出的电子经呼吸链传递给O2生成H2O,传递电子的过程驱动合成ATP【CO2生成方式】根据是否伴有氧化反应分为单纯脱羧和氧化脱羧根据脱掉的羧基在底物分子结构中的位置分为α-脱羧和β-脱羧第二节呼吸链呼吸链是起递氢或递电子作用的酶或辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上,组成的递氢或递电子体系又称电子传递链其功能是将营养物质氧化释放的电子传递给O2生成H2O呼吸链的组成成分包括Q、Cytc和四种具有传递电子功能的复合体,这些成分含有递氢体和递电子体递氢体包括NAD、FMN、FAD和Q,递电子体包括铁硫蛋白、Cyta、Cytb和Cytc【呼吸链的组成】类型比较NAD/NADPNAD和NADP是烟酰胺的两种活性形式NAD有两种状态一种是氧化态(NAD+);另一种是还原态(NADH)NADP也有两种状态一种是氧化态(NADP+);另一种是还原态(NADPH)黄素蛋白复合体I和复合体II都含有黄素蛋白铁硫蛋白由等量的非血红素铁和无机硫组成,主要有2Fe-2S和4Fe-4S两种形式泛琨(Q)电子传递中唯一的非蛋白载体细胞色素(Cyt)是一类以血红素为辅基催化电子传递的酶类【呼吸链成分的排列顺序】NADH氧化呼吸链NADH复合体IQ复合体IIICytc复合体IVO2琥珀酸氧化呼吸链琥珀酸复合体IIQ复合体IIICytc复合体IVO2【细胞液NADH的氧化】细胞液NADH通过3-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭将电子送入呼吸链3-磷酸甘油穿梭主要在肌肉及神经组织中进行,每传递一对电子推动合成两个ATP苹果酸-天冬氨酸穿梭主要在心肌和肝脏内进行,每传递一对电子推动合成三个ATP生物氧化与能量代谢ATP的合成底物水平磷酸化——在生物氧化过程中,底物因脱氢、脱水等反应而使能量在分子内重新分布,形成高能磷酸基团,然后将高能磷酸基团转移给ADP生成ATP的过程氧化磷酸化——在生物氧化过程中,营养物质释放的电子经呼吸链传递给O2生成H2O,所释放的自由能推动ADP磷酸化生成ATP的过程是合成ATP的主要方式氧化磷酸化的影响因素有呼吸链抑制剂、解偶联剂、ADP、甲状腺激素和线粒体DNA研究氧化磷酸化最常见的方法是测定线粒体的磷、氧消耗量的比值,即磷/氧比值在能量代谢中,ATP是许多生命活动的直接供能者ATP的合成与利用构成ATP循环ATP循环是生物体内能量转换的基本方式第九章糖代谢物质代谢是指生物体与周围环境不断地进行物质交换的过程包括消化吸收、中间代谢和排泄三阶段糖的生理功能
①糖是人体主要的供能物质主要是糖原和葡萄糖
②糖也是人体的重要组成成分之一
③糖与蛋白质形成的糖蛋白是具有重要生理功能的物质血糖通过各种途径进入血液的葡萄糖称为血糖血糖的来源和去路氧化供能(主要途径)食物糖消化吸收合成肝糖原、肌糖原肝糖原分解转化成核糖、脂肪、氨基酸非糖物质糖异生过高时随尿液排出不超过
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10.0mmol/L血糖的调节机制肝脏调节——肝脏是维持血糖浓度的最主要器官肾脏调节——肾脏对糖具有很强的重吸收能力神经调节——交感神经和副交感神经激素调节——胰岛β细胞胰岛素|胰岛α细胞胰高血糖素和肾上腺皮质肾上腺素糖的分解代谢
④糖醛酸途径UDP-葡萄醛酸丙酮酸乳酸+能量
①糖酵解途径
③磷酸戊糖途径NADPH+磷酸戊糖乙酰CoACO2+H2O+能量
②有氧氧化途径
一、糖酵解途径
1.葡萄糖生成16-二磷酸果糖一分子葡萄糖生成16-二磷酸果糖消耗两分子ATP.
2.16-二磷酸果糖分解成两分子3-磷酸甘油醛一分子16-二磷酸果糖生成两分子3-磷酸甘油醛
3.3-磷酸甘油醛转化成丙酮酸两分子3-磷酸甘油醛生成丙酮酸的同时产生四分子ATP.
4.丙酮酸还原成乳酸乳酸是葡萄糖无氧代谢的最终产物全过程葡萄糖+2Pi+2ADP2乳酸+2ATP+2H2O糖酵解的生理意义糖酵解是在相对缺氧时机体补充能量的一种有效方式某些组织在有氧时也通过糖酵解供能磷酸二羟丙酮是甘油的合成原料糖酵解的中间产物是其他物质的合成原料3-磷酸甘油酸是丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸的合成原料丙酮酸是丙氨酸和草酰乙酸的合成原料糖的有氧氧化途径葡萄糖氧化分解生成丙酮酸丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA
①乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸.
②柠檬酸异构成异柠檬酸.三羧酸循环
③异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸
④α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA.
⑤琥珀酰CoA生成琥珀酸.
⑥草酰乙酸再生.三羧酸循环的意义
1.三羧酸循环是糖类、脂类和蛋白质分解代谢的共同途径
2.三羧酸循环是糖类、脂类和蛋白质代谢联系的枢纽
三、磷酸戊糖途径反应过程(见课本P125图9-8)生理意义磷酸戊糖途径所生成的5-磷酸核糖和NADPH是生命物质的合成原料5-磷酸核糖——为核酸的生物合成提供核糖提供NADPH+H+作为供氢体,参与多种代谢反应NADPH
①为脂肪酸和胆固醇等物质的合成提供氢还原
②作为谷胱甘肽还原酶的辅酶,参与GSSGGSH
四、糖醛酸途径葡萄糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖UDP-葡萄糖UDP-葡萄醛酸糖原代谢和糖异生糖原合成
1.6-磷酸葡萄糖的生成
2.1-磷酸葡萄糖的生成
3.UDP-葡萄糖的生成
4.糖原的合成糖原分解
1.1-磷酸葡萄糖的生成
2.6-磷酸葡萄糖的生成
3.6-磷酸葡萄糖的水解
4.极限糊精的水解糖原的合成与分解是维持血糖正常水平的重要途径糖异生由非糖物质合成葡萄糖的过程,称为糖异生主要在肝脏内进行,在肾皮质中也可以进行,但较弱糖异生的反应过程丙酮酸羧化支路16-二磷酸果糖水解成6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖糖异生的生理意义
①在饥饿时维持血糖水平的相对稳定
②参与食物氨基酸的转化与储存
③参与乳酸的回收利用糖代谢紊乱低血糖空腹时血糖浓度低于
3.3mmol/L称为~高血糖空腹时血糖浓度超过
7.0mmol/L称为~饮食性糖尿进食大量糖不糖糖尿情感性糖尿情绪激动,交感神经兴奋,肾上腺素分泌增加属尿肾糖尿肾脏疾患导致肾小管重吸收能力减弱于病糖尿病的症状“三多一少”(多食、多饮、多尿和体重减轻)糖尿病患者会出现下列糖代谢紊乱
①糖酵解和有氧氧化减弱
②糖原合成减少
③糖原分解增加
④糖异生作用加强
⑤糖转化为脂肪减少葡萄糖耐量人体处理所给予葡萄糖的能力又称耐糖现象是临床上检查糖代谢的常用方法【正常人体耐糖曲线的特点】空腹血糖浓度正常,进食葡萄糖后血糖浓度升高在1小时内达到高峰,但不超过肾糖阈;而后血糖浓度迅速降低,在2-3小时内回落到正常水平(课本P133图9-14)第十章脂类代谢脂类的分布和生理功能脂类的分布脂肪分布在皮下、腹腔大网膜、肠系膜等处,这些部位称为脂库储存脂、可变脂类脂类脂是构成生物膜的组成成分基本脂或固定脂脂类的生理功能脂肪
①维持体温
②减少器官间的摩擦
③人体重要的营养物质和能源类脂
①构成生物膜的重要成分
②参与细胞识别及信号传导
③合成多种活性物质脂类的消化和吸收小肠是食物脂类的消化吸收场所消化脂类的酶来自胰腺,主要有胰脂肪酶、磷脂酶A2和胆固醇酯酶脂类的吸收场所主要是十二指肠下部和空肠上部血脂血浆中的脂类统称为血脂血脂包括甘油三酯、磷脂、胆固醇酯、胆固醇和脂肪酸【血脂的来源和去路】食物脂类的消化吸收氧化供能体内合成脂类进入脂库储存脂库动员释放构成生物膜转化为其他物质血浆脂蛋白是脂类在血浆中的存在形式和转运形式血浆蛋白的分类、命名和各自功能的比较类型形成部位或方式功能乳糜微粒(CM)小肠黏膜转运来自食物的外源性甘油三酯极低密度脂蛋白VLDL肝脏转运肝脏合成的内源性甘油三酯低密度脂蛋白LDL血浆中由VLDL转化而来从肝脏向肝外组织转运胆固醇高密度脂蛋白HDL肝脏从肝外组织向肝脏转运胆固醇电泳分类法α脂蛋白前β脂蛋白β脂蛋白乳糜微粒超速离心分类法HDLLDLVLDLCM脂类包括甘油三酯、磷脂、胆固醇和胆固醇酯等血浆蛋白的组成载体蛋白是指血浆脂蛋白中的蛋白质成分,分为apoA、apoB、apoC、apoD、apoE五类,主要功能是结合和转运脂类甘油三酯的中间代谢甘油三酯的分解代谢脂肪动员脂肪细胞内的甘油三酯被脂肪酶水解生成甘油和脂肪酸,释放入血,供给全身各组织氧化利用的过程催化脂肪动员的关键酶是激素敏感性脂酶(HSL)甘油代谢脂肪动员释放的甘油不溶于水,可以直接通过血液循环转运肝脏、心脏和骨骼肌的脂肪酸代谢最活跃,氧化途径最主要的是β氧化
①脂肪酸活化成脂酰CoA脂肪的氧化
②脂酰CoA进入线粒体
③脂酰CoA降解成乙酰CoA(又称β氧化)包括脱氢、加水、再脱氢和硫解四个过程
④乙酰CoA彻底氧化肝脏是分解脂肪酸最活跃的器官之一HMG-CoA酮体合成
①两分子乙酰CoA缩合生成乙酰乙酰CoA
②β-羟基-β-甲基戊二酸单酰CoA
③HMG-CoA裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA
④乙酰乙酸催化脱羧,生成丙酮
①β-羟丁酸脱氢生成乙酰乙酸酮体代谢酮体利用
②乙酰乙酸反应活化成乙酰乙酰CoA
③乙酰乙酰CoA生成乙酰CoA酮体代谢的生理意义酮体是脂肪酸分解代谢的正常产物,是乙酰CoA的转运形式肝脏的β氧化能力最强,可以为其他组织代加工,把脂肪酸氧化成乙酰CoA甘油三酯的合成代谢主要在体内合成,合成主要场所是肝脏和脂肪组织,合成的原料是脂肪酸和甘油
(一)脂肪酸合成合成场所肝脏、乳腺、脂肪组织等的细胞液中合成原料乙酰CoA(在线粒体中合成)和NADPH(来自磷酸戊糖途径)还需要ATP、生物素等乙酰CoA转运和活化Mn2+是催化脂肪酸合成的关键酶由脂肪酸合成酶系(由一种酰基载体蛋白[ACP]和六种酶)催化合成
①缩合生成β-酮丁酰ACP软脂酸合成
②加氢还原成β-羟丁酰ACP(由NADPH和H+供氢)
③脱水生成α,β-烯丁酰ACP
④再加氢还原成丁酰ACP(由NADPH和H+供氢)脂肪酸延长在肝细胞的内质网和线粒体内进行软脂酸合成的化学方程式乙酰CoA+7丙二酸单酰CoA+14NADPH+14H+软脂酸+7CO2+6H2O+8CoASH+14NADP+
(二)3-磷酸甘油合成合成甘油三酯所需的3-磷酸甘油主要来自糖代谢,由磷酸二羟丙酮还原生成甘油三酯合成脂肪酸先活化成脂酰CoA才能合成甘油三酯3脂肪酸+甘油+7ATP+4H2O甘油三酯+7ADP+7Pi激素对甘油代谢的调节对甘油三酯代谢影响较大的激素有胰岛素、肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺激素、糖皮质激素和生长激素等其中胰岛素促进甘油三酯的合成,其余激素促进甘油三酯的分解,以胰岛素、肾上腺素和胰高血糖素最为重要类脂代谢甘油三酯代谢甘油磷脂分解水解酶主要有磷脂酶A
1、磷脂酶A
2、磷脂酶C和磷脂酶D.合成场所以肝脏、肾脏和小肠等最为活跃甘油磷脂合成甘油和脂肪酸,还需胆碱、乙醇胺、丝氨酸和肌醇等合成过程
①甘油二酯途径
②CDP-甘油二酯途径鞘磷脂代谢(略)胆固醇代谢合成场所肝脏的合成能力最强场所是细胞液和内质网胆固醇合成合成原料乙酰CoA,还需要NADPH提供氢,ATP供能
①甲羟戊酸合成合成过程
②鲨烯合成
③胆固醇合成胆固醇酯是胆固醇的储存形式和运输形式有两种酯化方式胆固醇酯化在细胞内,胆固醇由脂酰CoA胆固醇酰基转移酶(ACAT)催化生成在血浆中,胆固醇由磷脂酰胆碱胆固醇酰基转移酶(LCAT)催化生成
①转化成胆汁酸胆固醇转化
②转化成类固醇激素(课本P156图10-25)
③转化成7-脱氢胆固醇胆固醇排泄大部分转化成胆汁酸,汇入胆汁其中一部分随粪便排出体外第十一章蛋白质的分解代谢蛋白质的营养作用氮平衡通过氮平衡实验可以了解体内蛋白质的代谢状态已知蛋白质含氮量平均为16%情况常见人群氮总平衡入=出健康成人氮正平衡入出儿童、孕妇和康复期患者氮负平衡入出长时间饥饿者消耗性疾病、大面积烧伤和大量失血等蛋白质的生理需要量最低需要量30-50g,营养学会推荐量70-80g蛋白质的营养价值
1.必需氨基酸体内需要而自身又不能合成、必须由食物供给的氨基酸8种
2.非必需氨基酸可以在体内合成,不一定由食物提供,称为~12种【其中精氨酸和组氨酸称为半必需氨基酸】蛋白质的互补作用将不同种类营养作用较低的蛋白质混合食物,可以相互补充所缺少的必需氨基酸,从而提高其营养价值,称~蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化胃内消化—胃黏膜主细胞能分泌胃蛋白原小肠内消化——小肠是消化蛋白质的主要场所氨基酸的吸收和转运转运氨基酸的载体蛋白分为中性氨基酸载体、碱性氨基酸载体、酸性氨基酸载体和亚氨基酸和甘氨酸载体四类蛋白质的腐败——未被消化的食物蛋白和未被吸收的消化产物在大肠下部受肠道菌作用,产生一系列对人体有害的物质,如胺类、酚类等的过程,称为~氨基酸的一般代谢氨基酸代谢库合成组织蛋白(主要)食物蛋白消化吸收脱氨基生成α-酮酸组织蛋白降解脱羧基生成胺体内合成非必需氨基酸转化成其他含氮化合物氨基酸脱氨基转氨基氧化脱氨基联合脱氨基其他非氧化脱氨基NH3的代谢
1.NH3的来源与去路氨基酸脱氨基合成尿素排出胺类氧化合成含氮物质肠道吸收肾脏排出NH3的转运
①谷氨酰胺的运氨作用
②丙氨酸-葡萄糖循环尿素合成尿素的合成过程
①氨甲酰磷酸的合成
②瓜氨酸的合成
③精氨酸的合成
④精氨酸水解生成尿素尿素合成的化学方程式CO2+NH3+天冬氨酸+3H2O+3ATP尿素+延胡索酸+2ADP+AMP+4Pi尿素合成的生理意义【氨中毒或肝昏迷】α-酮酸的代谢氨基酸脱氨基氨基酸的特殊代谢一碳单位代谢一碳单位有些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的活性基团,称为~含硫氨基酸代谢含硫氨基酸包括甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸甲硫氨酸循环
1.甲硫氨酸活化
2.SAM转甲基
3.甲硫氨酸再生半胱氨酸与胱氨酸代谢
1.半胱氨酸与胱氨酸相互转化
2.半胱氨酸氧化分解产生活性硫酸根
3.半胱氨酸参与合成谷胱甘肽芳香族氨基酸代谢芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸
1.苯丙氨酸羟化成酪氨酸
2.酪氨酸合成甲状腺激素
3.酪氨酸合成黑色素
4.酪氨酸转化成儿茶酚胺
5.酪氨酸氧化分解第十二章核苷酸代谢核苷酸合成代谢体内有两条核苷酸合成途径
①从头合成途径
②补救途径嘌呤核苷酸的从头合成特点
①嘌呤碱基的成环原子分别来自谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、一碳单位和CO
2.
②嘌呤环是在5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)分子上逐渐形成的嘧啶核苷酸的从头合成特点
①嘧啶环的成环原子来自谷氨酰胺、天冬氨酸和CO2
②先合成嘧啶环,再与5-磷酸核糖焦磷酸缩合成UMP.核苷酸的补救合成三磷酸核苷的合成NTP是RNA的合成原料脱氧核苷酸的合成dNTP是DNA的合成原料核苷酸分解代谢第十三章代谢调节物质代谢的相互联系能量代谢的相互联系糖与脂类的转化糖代谢与脂类代谢的结合点是乙酰CoA和磷酸二羟丙酮糖与氨基酸的转化(交会点是α-酮酸)氨基酸转移酶催化的转氨基反应是氨基酸代谢与糖代谢的重要结合点
四、氨基酸与脂类的转化(交会点是甘油)第二节细胞水平的代谢调节细胞水平的代谢调节是最原始、最基本的调节机制代谢的区域化分布代谢途径的关键酶关键酶细胞可以通过调节E1的活性来控制整个代谢途径的速度,E1就是这个代谢途径的关键酶关键酶的特点关键酶的调节
①结构调节快速调节
②数量调节迟缓调节酶的结构调节蛋白质的结构决定其功能,改变酶蛋白的结构就可以改变其活性
(一)变构调节特定物质与酶蛋白活性中心之外的某一部分以非共价键结合,改变酶蛋白构象,从而改变其活性的调节化学修饰调节通过酶促反应使酶蛋白以共价键结合某种特定基团,或脱该特定基团,导致酶蛋白构象改变,酶活性也随之改变的调节磷酸化和去磷酸化是最常见的化学修饰调节方式酶的数量调节——是一种慢速调节方式酶蛋白合成的调节酶蛋白降解的调节最后祝各位同学考个好成绩!!!血糖
3.9~
6.1mmol/L葡萄糖血脂氨基酸代谢库NH31个人总结,仅供参考。