第一篇
第一章生物大分子的结构与功能氨基酸和蛋白质
一、组成蛋白质的20种氨基酸的分类
１、非极性氨基酸
包括：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸
２、极性氨基酸
极性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰
四、蛋白质的分子结构
１、蛋白质的一级结构：即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。
主要化学键：肽键，有些蛋白质还包含二硫键。
２、蛋白质的高级结构：包括二级、三级、四级结构。
１）蛋白质的二级结构：指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽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。二级结构以一级结构为基础，多为短距离效应。可分为：
α-螺旋：多肽链主链围绕中心轴呈有规律地螺旋式上升，顺时钟走向，即右手螺旋，
每隔3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距为0.540nm 。α-螺旋的每个肽键的Ｎ-Ｈ和第四个肽键的羧基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平形。
β-折叠：多肽链充分伸展，各肽键平面折叠成锯齿状结构，侧链Ｒ基团交错位于锯齿状结构上下方；它们之间靠链间肽键羧基上的氧和亚氨基上的氢形成氢键维系构象稳定．
β-转角：常发生于肽链进行180度回折时的转角上，常有４个氨基酸残基组成，第二个残基常为脯氨酸。
无规卷曲：无确定规律性的那段肽链。２）蛋白质的三级结构：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，显示为长距离效应。
（生物碱试剂、超声波、紫外线、震荡等。
280nm 处有特征性吸收峰，可用蛋白质定量测定。
５、蛋白质的呈色反应
a. 茚三酮反应：经水解后产生的氨基酸可发生此反应，详见二、３
b. 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酮共热，呈现紫色或红色。氨基酸不出现此反应。蛋白质水解加强，氨基酸浓度升高，双缩脲呈色深度下降，可检测蛋白质水解程度。
七、蛋白质的分离和纯化
１、沉淀，见六、２
２、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。
３、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。
４、层析：
a. 离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定ＰＨ时，各蛋白质的电荷白质首先被洗脱下来。
b.
NH2CH3O
胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶鸟嘌呤腺嘌呤
左右的紫外光有较强吸收，这一重要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。
２、戊糖：DNA 分子的核苷酸的糖是β-D-2-脱氧核糖，RNA 中为β-D-核糖。３、磷酸：生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于核糖的第五位碳原子上。
二、核酸的一级结构
核苷酸在多肽链上的排列顺序为核酸的一级结构，核苷酸之间通过3′，5′磷酸二酯键连接。
三、DNA 的空间结构与功能
１、DNA 的二级结构
DNA 双螺旋结构是核酸的二级结构。双螺旋的骨架由糖和磷酸基构成，两股链之间
１、信使RNA （半衰期最短）
１）hnRNA 为mRNA 的初级产物，经过剪接切除内含子，拼接外显子，成为成熟的mRNA 并移位到细胞质
２）大多数的真核mRNA 在转录后５′末端加上一个７-甲基鸟嘌呤及三磷酸鸟苷帽子，帽子结构在mRNA 作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核蛋白体与mRNA 的结合，加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA 的稳定性。３′末端多了一个多聚腺苷酸尾巴，可能与mRNA 从核内向胞质的转位及mRNA 的稳定性有关。
３）功能是把核内DNA 的碱基顺序，按照碱基互补的原则，抄录并转送至胞质，以决定蛋白质合成的氨基酸排列顺序。mRNA 分子上每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一
个氨基酸，为三联体密码。
２、转运RNA １）tRNA 分子中含有10％～20％稀有碱基，包括双氢尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。２）二级结构为三叶草形，位于左右两侧的环状结构分别称为DHU 环和T ψ环，位于下方的环叫作反密码环。反密码环中间的3个碱基为反密码子，与mRNA 上相应的三联体密码子形成碱基互补。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH 结构。
３）三级结构为倒L 型。
４）功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的戴本并将其转呈给mRNA 。３、核蛋白体RNA
辅基：与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤方法除去。
酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶，只有全酶才有催化作用。
参与组成辅酶的维生素
辅酶或辅基
NAD+﹑NADP+
FMN﹑FAD
TPP
转移的基团氢原子醛基所含维生素尼克酰胺（维生素PP）维生素B2维生素B1
酰基
烷基
二氧化碳
氨基
甲基、等一
碳单位辅酶A﹑硫辛酸钴胺类辅酶类生物素磷酸吡哆醛四氢叶酸泛酸、硫辛酸维生素B12生物素吡哆醛（维生素B6）叶酸
二、酶的活性中心
５、激活剂
使酶由无活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂，大多为金属离子，也有许多有机化合物激活剂。分为必需激活剂和非必需激活剂。
６、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统称为酶的抑制剂。大多与酶的活性中心内、外必需基团相结合，从而抑制酶的催化活性。可分为：
抑制剂不能用透析、超滤等方法去除。又可分为：
a. 心丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活，解磷定可解除有机磷化合物对羟基酶的抑制作用。
b. 合，使酶失活，二巯基丙醇可解毒。化学毒气路易士气是一种含砷的化合物，能抑制体内的巯基酶而使人畜中毒。活性降低或消失。采用透析或超滤的方法可将抑制剂除去，使酶恢复活性。可分为：
a. 如丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用；磺胺类药物由于化学结构与对氨基苯甲酸相似，是呤（MTX ）、5-氟尿嘧啶（５-FU ）、6-巯基嘌呤（6-MP) 等，几乎都是酶的竞争性抑制剂，分别抑制四氢叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。
肌酸激酶是二聚体，亚基有M 型（肌型）和B 型（脑型）两种。脑中含CK1（BB 型）；骨骼肌中含CK3（MM 型）；CK2（MB 型）仅见于心肌。
第四章维生素
一、脂溶性维生素
１、维生素A
作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；促进生长发育。
缺乏可引起夜盲症、干眼病等。
２、维生素D
作用：调节钙磷代谢，促进钙磷吸收。
缺乏儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。
３、维生素E
作用：体内最重要的抗氧化剂，保护生物膜的结构与功能；促进血红素代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。
４、维生素K
作用：与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有关。
缺乏时可引起凝血时间延长，血块回缩不良。
，它参与甲基的转移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同时也影响四氢叶酸的再生，最终影响嘌呤、嘧啶的合成，而导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞性贫血。
９、维生素C
促进胶原蛋白的合成；是催化胆固醇转变成7-α羟胆固醇反应的7-α羟化酶的辅酶；参与芳香族氨基酸的代谢；增加铁的吸收；参与体内氧化还原反应，保护巯基等作用。
第二篇物质代谢及其调节
第一章糖代谢
一、糖酵解
１、过程：
见图1-1
糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油２、调节
１）６－磷酸果糖激酶-1
１）迅速提供能量，尤其对肌肉收缩更为重要。若反应按（１）进行，可净生成３分子ATP ，若反应按（２）进行，可净生成２分子ATP ；另外，酵解过程中生成的２个NADH 在有氧条件下经电子传递链，发生氧化磷酸化，可生成更多的ATP ，但在缺氧条件下丙酮酸转化为乳酸将消耗NADH ，无NADH 净生成。
２）成熟红细胞完全依赖糖酵解供能，神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。
３）红细胞内1，3-二磷酸甘油酸转变成的2，３-二磷酸甘油酸可与血红蛋白结合，使氧气与血红蛋白结合力下降，释放氧气。
４）肌肉中产生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸转变）在肝脏中能作为糖异生的原料，生成葡萄糖。
４、乳酸循环
３、生理意义
１）基本生理功能是氧化供能。
２）三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质代谢的最终共同途径。３）三羧酸循环也是三大代谢联系的枢纽。
４、有氧氧化生成的ATP
葡萄糖有氧氧化生成的ATP
ATP 反应辅酶
第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖1，6双磷酸果糖
-1-1
１）为核酸的生物合成提供５-磷酸核糖，肌组织内缺乏６-磷酸葡萄糖脱氢酶，磷酸核糖可经酵解途径的中间产物３-磷酸甘油醛和６-磷酸果糖经基团转移反应生成。
２）提供NADPH
a.NADPH 是供氢体，参加各种生物合成反应，如从乙酰辅酶A 合成脂酸、胆固醇；α-酮戊二酸与NADPH 及氨生成谷氨酸，谷氨酸可与其他α-酮酸进行转氨基反应而生成相应的氨基酸。
b.NADPH 是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量进而保护巯基酶的活性及维持红细胞膜完整性很重要，并可保持血红蛋白铁于二价。
c.NADPH 参与体内羟化反应，有些羟化反应与生物合成有关，如从胆固醇合成胆汁酸、类固醇激素等；有些羟化反应则与生物转化有关。
四、糖原合成与分解１、合成过程：6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
UTP PPi 尿苷二磷酸葡萄糖
(UDPG)
糖原合成酶(G)n+1＋UDP注：１）UDPG 可看作是活性葡萄糖，在体内充作葡萄糖供体。
２）糖原引物是指原有的细胞内较小的糖原分子，游离葡萄糖不能作为UDPG 的
葡萄糖基的接受体。
３）葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端，形成α-1，4用下，糖链只能延长，不能形成分支。当糖链长度达到12～18约6～7个葡萄糖基转移至邻近的糖链上，以α-1，6糖苷键相接。
调节：糖原合成酶的共价修饰调节。２、分解过程：
(G)n+1注：１）磷酸化酶只能分解α-1，4，6的末端，仍以α-1，46被α-1，6性，合称脱支酶。
３）最终产物中约1-五、糖异生途径１、过程
乳酸
NADH
ATP
丙酮酸羧化酶草酰乙酸天冬氨酸
GTP
NADH
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸ATP NADH
甘油
ATP
苹果酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸苹果酸
(线粒体内)
丙氨酸等生糖氨基酸
(胞液)
NADH
3-磷酸甘油
1,6-双磷酸果糖
果糖双磷酸酶
6-磷酸果糖
6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖
注意：１）糖异生过程中丙酮酸不能直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸，需经过草酰乙酸的中间步骤，由于草酰乙酸羧化酶仅存在于线粒体内，故胞液中的丙酮酸必须进入线粒一种是经天冬氨酸途径，多数为乳酸为原料异生成糖时。
２）在糖异生过程中，1，3-二磷酸甘油酸还原成基酸为原料进行糖异生时，NADH环。
３）甘油异生成糖耗一个NADH ２、调节
强，则糖异生减弱；反之亦然。３、生理意义
脂酰CoA 转移酶1,2-甘油二酯甘油三酯脂酰脂酰葡萄糖1脂酰-3-磷酸甘油CoA 脂酰CoA
磷脂酸1,2甘油二酯甘油三酯
脂酰CoA 二、甘油三酯的分解代谢
１、脂肪的动员储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）及甘油并释放入血以供其它组织氧化利用的过程。
甘油三酯激素敏感性甘油三酯脂肪酶甘油二酯甘油一酯甘油
＋FFA＋FFA＋FFA
α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生途径２、脂肪酸的β-氧化
１）脂肪酸活化（胞液中）
脂酰CoA（含高能硫酯键）ATP AMP
２）脂酰CoA 进入线粒体脂酰肉毒碱脂酰CoA
肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ粒酶Ⅱ
CoASH 脂酰肉毒碱CoASH ３）脂肪酸β-氧化
脂酰CoA 进入线粒体基质后，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。如此反复进行，以至彻底。
４）能量生成
以软脂酸为例，共进行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子8分子乙酰CoA，即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129
５）过氧化酶体脂酸氧化三、酮体的生成和利用
组织特点：肝内生成肝外用。合成部位：肝细胞的线粒体中。
１、生成
2*乙酰HMGCoA CoA
(HMGCoA)
乙酰乙酸
NADH
２、利用1)
AMP
丙酮
脂酸
琥珀酰CoA
琥珀酰CoA 转硫酶
琥珀酸
乙酰乙酰CoA 硫解酶
CoA
三羧酸循环
四、脂酸的合成代谢１、软脂酸的合成
合成部位：线粒体外胞液中，肝是体体合成脂酸的主要场所。合成原料：乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。合成过程：
１）线粒体内的乙酰CoA 不能自由透过线粒体内膜，主要通过柠檬酸-丙酮酸循环转移至胞液中。
２）乙酰CoA 丙二酰CoA
ATP
３）丙二酰CoA 通过酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原等步骤，碳原子由2增加
至4个。经过7次循环，生成16个碳原子的软脂酸。更长碳链的脂酸则是对软脂酸的加工，使其碳链延长。在内质网脂酸碳链延长酶体系的作用下，一般可将脂酸碳链延长至二十四碳，以十八碳的硬脂酸最多；在线粒体脂酸延长酶体系的催化下，一般可延长脂酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂酸最多。
２、不饱和脂酸的合成
人体含有的不饱和脂酸主要有软油酸、油酸、亚油酸，亚麻酸及花生四烯酸等，前两种单不饱和脂酸可由人体自身合成，而后三种多不饱和脂酸，必须从食物摄取。
五、前列腺素及其衍生物的生成
酸
油
碱水解酶分解为甘油及磷酸胆碱。磷脂酶A1催化磷酸甘油酯1位上的酯键水解，产物是脂肪酸和溶血磷脂。
七、胆固醇代谢１、合成
合成部位：肝是主要场所，合成酶系存在于胞液及光面内质网中。
合成原料：乙酰CoA(经柠檬酸-丙酮酸循环由线粒体转移至胞液中)、ATP、NADPH等。合成过程：
１）甲羟戊酸的合成（胞液中）2*乙酰CoA CoA HMGCoA HMGCoA 甲羟戊酸
NADPH
２）鲨烯的合成（胞液中）
３）胆固醇的合成（滑面内质网膜上）合成调节：
１）饥饿与饱食饥饿可抑制肝合成胆固醇，相反，摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，肝HMGCoA 还原酶活性增加，胆固醇合成增加。
２）胆固醇胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。主要抑制HMGCoA 还原酶活性。
３）激素胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMGCoA 还原酶的合成，增加胆固醇的合成。胰高血糖素及皮质醇则能抑制并降低HMGCoA 还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成；甲状腺素除能促进合成外，又促进胆固醇在肝转变为胆汁酸，且后一作用较强，因而甲亢时患者
脂蛋白主要为apoC。
３、生理功用及代谢
１）CM运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。成熟的CM 含有apoCⅡ，可激活脂蛋白脂肪酶（LPL），LPL可使CM 中的甘油三酯及磷脂逐步水解，产生甘油、脂酸及溶血磷脂等，同时其表面的载脂蛋白连同表面的磷脂及胆固醇离开CM，逐步变小，最后转变成为CM 残粒。
２）VLDL运输内源性甘油三酯的主要形式。VLDL的甘油三酯在LPL 作用下，逐步水解，同时其表面的apoC、磷脂及胆固醇向HDL 转移，而HDL 的胆固醇酯又转移到VLDL。最后只剩下胆固醇酯，转变为LDL。
３）LDL转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。肝是降解LDL 的主要器官。
apoB100水解为氨基酸，其中的胆固醇酯被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇及脂酸。游离胆固醇在调节细胞胆固醇代谢上具有重要作用：①抑制内质网HMGCoA 还原酶；②在转录水平上阴抑细胞LDL 受体蛋白质的合成，减少对LDL 的摄取；③激活ACAT 的活性，使游离胆固醇酯化成胆固醇酯在胞液中储存。
４）HDL逆向转运胆固醇。HDL表面的apoⅠ是LCAT 的激活剂，LCAT可催化HDL 生成溶血卵磷脂及胆固醇酯。
九、高脂血症
２）谷氨酰胺的运氨作用
谷氨酰胺主要从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。氨与谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺，由血液输送到肝或肾，经谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。
可以认为，谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。
三、氨基酸的脱氨基作用
１、转氨基作用转氨酶催化某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成α-酮酸。既是氨基酸的分解代谢过程，也是体内某些氨基酸合成的重要途径。除赖氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸外，体内大多数氨基酸可以参与转氨基作用。如：
谷氨酸＋丙酮酸α-酮戊二酸+丙氨酸
谷氨酸＋草酰乙酸转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。２、L-谷氨酸氧化脱氨基作用
５、L-鸟氨酸鸟氨酸脱羧酶腐胺精脒精胺
SAM 脱羧基SAM
精脒与精胺是调节细胞生长的重要物质。合称为多胺类物质。
五、一碳单位
一碳单位来源于组、色、甘、丝，体内的一碳单位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰四氢叶酸是一碳单位代谢的辅酶。
主要生理功用是作为合成嘌呤及嘧啶的原料。如提供嘌呤合成时
见，一碳单位将氨基酸与核酸代谢密切联系起来。
六、芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）的代谢１、酪氨酸酪氨酸羟化酶
多巴脱羧酶
多巴黑色素
ATP 八、氨基酸衍生的重要含氮化合物
化合物氨基酸前体嘌呤碱天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸嘧啶碱天冬氨酸血红素、细胞色素甘氨酸肌酸、磷酸肌酸甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸尼克酸色氨酸儿茶酚胺类苯丙氨酸、酪氨酸甲状腺素酪氨酸
黑色素
精胺、精脒苯丙氨酸、酪氨酸蛋氨酸、鸟氨酸
5-磷酸核糖ATP AMP
(PRPP)ATP
GMP 黄嘌呤核苷酸
(XMP)
嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合而成的。
２）补救合成：
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。生理意义为：一方面在于可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；另一方面，体内某些组织器官，如脑、骨髓等由于缺乏从头合成的酶体系，只能进行补救合成。
３、脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上，由核糖核苷酸还原酶催化，核糖核苷酸C2４、分解产物AMP 次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶尿酸
GMP 鸟嘌呤
人体内嘌呤碱最终分解生成尿酸，随尿排出体外。
与
次黄嘌呤结构类似，可抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。
５、抗代谢物
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第一篇
第一章生物大分子的结构与功能氨基酸和蛋白质
一、组成蛋白质的20种氨基酸的分类
１、非极性氨基酸
包括：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸
２、极性氨基酸
极性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰
四、蛋白质的分子结构
１、蛋白质的一级结构：即蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。
主要化学键：肽键，有些蛋白质还包含二硫键。
２、蛋白质的高级结构：包括二级、三级、四级结构。
１）蛋白质的二级结构：指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽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。二级结构以一级结构为基础，多为短距离效应。可分为：
α-螺旋：多肽链主链围绕中心轴呈有规律地螺旋式上升，顺时钟走向，即右手螺旋，
每隔3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距为0.540nm 。α-螺旋的每个肽键的Ｎ-Ｈ和第四个肽键的羧基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平形。
β-折叠：多肽链充分伸展，各肽键平面折叠成锯齿状结构，侧链Ｒ基团交错位于锯齿状结构上下方；它们之间靠链间肽键羧基上的氧和亚氨基上的氢形成氢键维系构象稳定．
β-转角：常发生于肽链进行180度回折时的转角上，常有４个氨基酸残基组成，第二个残基常为脯氨酸。
无规卷曲：无确定规律性的那段肽链。２）蛋白质的三级结构：指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，显示为长距离效应。
（生物碱试剂、超声波、紫外线、震荡等。
280nm 处有特征性吸收峰，可用蛋白质定量测定。
５、蛋白质的呈色反应
a. 茚三酮反应：经水解后产生的氨基酸可发生此反应，详见二、３
b. 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酮共热，呈现紫色或红色。氨基酸不出现此反应。蛋白质水解加强，氨基酸浓度升高，双缩脲呈色深度下降，可检测蛋白质水解程度。
七、蛋白质的分离和纯化
１、沉淀，见六、２
２、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。
３、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。
４、层析：
a. 离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定ＰＨ时，各蛋白质的电荷白质首先被洗脱下来。
b.
NH2CH3O
胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶鸟嘌呤腺嘌呤
左右的紫外光有较强吸收，这一重要的理化性质被用于对核酸、核苷酸、核苷及碱基进行定性定量分析。
２、戊糖：DNA 分子的核苷酸的糖是β-D-2-脱氧核糖，RNA 中为β-D-核糖。３、磷酸：生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于核糖的第五位碳原子上。
二、核酸的一级结构
核苷酸在多肽链上的排列顺序为核酸的一级结构，核苷酸之间通过3′，5′磷酸二酯键连接。
三、DNA 的空间结构与功能
１、DNA 的二级结构
DNA 双螺旋结构是核酸的二级结构。双螺旋的骨架由糖和磷酸基构成，两股链之间
１、信使RNA （半衰期最短）
１）hnRNA 为mRNA 的初级产物，经过剪接切除内含子，拼接外显子，成为成熟的mRNA 并移位到细胞质
２）大多数的真核mRNA 在转录后５′末端加上一个７-甲基鸟嘌呤及三磷酸鸟苷帽子，帽子结构在mRNA 作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核蛋白体与mRNA 的结合，加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA 的稳定性。３′末端多了一个多聚腺苷酸尾巴，可能与mRNA 从核内向胞质的转位及mRNA 的稳定性有关。
３）功能是把核内DNA 的碱基顺序，按照碱基互补的原则，抄录并转送至胞质，以决定蛋白质合成的氨基酸排列顺序。mRNA 分子上每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一
个氨基酸，为三联体密码。
２、转运RNA １）tRNA 分子中含有10％～20％稀有碱基，包括双氢尿嘧啶，假尿嘧啶和甲基化的嘌呤等。２）二级结构为三叶草形，位于左右两侧的环状结构分别称为DHU 环和T ψ环，位于下方的环叫作反密码环。反密码环中间的3个碱基为反密码子，与mRNA 上相应的三联体密码子形成碱基互补。所有tRNA3′末端均有相同的CCA-OH 结构。
３）三级结构为倒L 型。
４）功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的戴本并将其转呈给mRNA 。３、核蛋白体RNA
辅基：与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤方法除去。
酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶，只有全酶才有催化作用。
参与组成辅酶的维生素
辅酶或辅基
NAD+﹑NADP+
FMN﹑FAD
TPP
转移的基团氢原子醛基所含维生素尼克酰胺（维生素PP）维生素B2维生素B1
酰基
烷基
二氧化碳
氨基
甲基、等一
碳单位辅酶A﹑硫辛酸钴胺类辅酶类生物素磷酸吡哆醛四氢叶酸泛酸、硫辛酸维生素B12生物素吡哆醛（维生素B6）叶酸
二、酶的活性中心
５、激活剂
使酶由无活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂，大多为金属离子，也有许多有机化合物激活剂。分为必需激活剂和非必需激活剂。
６、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统称为酶的抑制剂。大多与酶的活性中心内、外必需基团相结合，从而抑制酶的催化活性。可分为：
抑制剂不能用透析、超滤等方法去除。又可分为：
a. 心丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活，解磷定可解除有机磷化合物对羟基酶的抑制作用。
b. 合，使酶失活，二巯基丙醇可解毒。化学毒气路易士气是一种含砷的化合物，能抑制体内的巯基酶而使人畜中毒。活性降低或消失。采用透析或超滤的方法可将抑制剂除去，使酶恢复活性。可分为：
a. 如丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用；磺胺类药物由于化学结构与对氨基苯甲酸相似，是呤（MTX ）、5-氟尿嘧啶（５-FU ）、6-巯基嘌呤（6-MP) 等，几乎都是酶的竞争性抑制剂，分别抑制四氢叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。
肌酸激酶是二聚体，亚基有M 型（肌型）和B 型（脑型）两种。脑中含CK1（BB 型）；骨骼肌中含CK3（MM 型）；CK2（MB 型）仅见于心肌。
第四章维生素
一、脂溶性维生素
１、维生素A
作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；促进生长发育。
缺乏可引起夜盲症、干眼病等。
２、维生素D
作用：调节钙磷代谢，促进钙磷吸收。
缺乏儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。
３、维生素E
作用：体内最重要的抗氧化剂，保护生物膜的结构与功能；促进血红素代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。
４、维生素K
作用：与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有关。
缺乏时可引起凝血时间延长，血块回缩不良。
，它参与甲基的转移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同时也影响四氢叶酸的再生，最终影响嘌呤、嘧啶的合成，而导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞性贫血。
９、维生素C
促进胶原蛋白的合成；是催化胆固醇转变成7-α羟胆固醇反应的7-α羟化酶的辅酶；参与芳香族氨基酸的代谢；增加铁的吸收；参与体内氧化还原反应，保护巯基等作用。
第二篇物质代谢及其调节
第一章糖代谢
一、糖酵解
１、过程：
见图1-1
糖酵解过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油２、调节
１）６－磷酸果糖激酶-1
１）迅速提供能量，尤其对肌肉收缩更为重要。若反应按（１）进行，可净生成３分子ATP ，若反应按（２）进行，可净生成２分子ATP ；另外，酵解过程中生成的２个NADH 在有氧条件下经电子传递链，发生氧化磷酸化，可生成更多的ATP ，但在缺氧条件下丙酮酸转化为乳酸将消耗NADH ，无NADH 净生成。
２）成熟红细胞完全依赖糖酵解供能，神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。
３）红细胞内1，3-二磷酸甘油酸转变成的2，３-二磷酸甘油酸可与血红蛋白结合，使氧气与血红蛋白结合力下降，释放氧气。
４）肌肉中产生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸转变）在肝脏中能作为糖异生的原料，生成葡萄糖。
４、乳酸循环
３、生理意义
１）基本生理功能是氧化供能。
２）三羧酸循环是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质代谢的最终共同途径。３）三羧酸循环也是三大代谢联系的枢纽。
４、有氧氧化生成的ATP
葡萄糖有氧氧化生成的ATP
ATP 反应辅酶
第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖
6-磷酸果糖1，6双磷酸果糖
-1-1
１）为核酸的生物合成提供５-磷酸核糖，肌组织内缺乏６-磷酸葡萄糖脱氢酶，磷酸核糖可经酵解途径的中间产物３-磷酸甘油醛和６-磷酸果糖经基团转移反应生成。
２）提供NADPH
a.NADPH 是供氢体，参加各种生物合成反应，如从乙酰辅酶A 合成脂酸、胆固醇；α-酮戊二酸与NADPH 及氨生成谷氨酸，谷氨酸可与其他α-酮酸进行转氨基反应而生成相应的氨基酸。
b.NADPH 是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量进而保护巯基酶的活性及维持红细胞膜完整性很重要，并可保持血红蛋白铁于二价。
c.NADPH 参与体内羟化反应，有些羟化反应与生物合成有关，如从胆固醇合成胆汁酸、类固醇激素等；有些羟化反应则与生物转化有关。
四、糖原合成与分解１、合成过程：6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖
UTP PPi 尿苷二磷酸葡萄糖
(UDPG)
糖原合成酶(G)n+1＋UDP注：１）UDPG 可看作是活性葡萄糖，在体内充作葡萄糖供体。
２）糖原引物是指原有的细胞内较小的糖原分子，游离葡萄糖不能作为UDPG 的
葡萄糖基的接受体。
３）葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端，形成α-1，4用下，糖链只能延长，不能形成分支。当糖链长度达到12～18约6～7个葡萄糖基转移至邻近的糖链上，以α-1，6糖苷键相接。
调节：糖原合成酶的共价修饰调节。２、分解过程：
(G)n+1注：１）磷酸化酶只能分解α-1，4，6的末端，仍以α-1，46被α-1，6性，合称脱支酶。
３）最终产物中约1-五、糖异生途径１、过程
乳酸
NADH
ATP
丙酮酸羧化酶草酰乙酸天冬氨酸
GTP
NADH
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸ATP NADH
甘油
ATP
苹果酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸苹果酸
(线粒体内)
丙氨酸等生糖氨基酸
(胞液)
NADH
3-磷酸甘油
1,6-双磷酸果糖
果糖双磷酸酶
6-磷酸果糖
6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原
葡萄糖-6-磷酸酶
葡萄糖
注意：１）糖异生过程中丙酮酸不能直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸，需经过草酰乙酸的中间步骤，由于草酰乙酸羧化酶仅存在于线粒体内，故胞液中的丙酮酸必须进入线粒一种是经天冬氨酸途径，多数为乳酸为原料异生成糖时。
２）在糖异生过程中，1，3-二磷酸甘油酸还原成基酸为原料进行糖异生时，NADH环。
３）甘油异生成糖耗一个NADH ２、调节
强，则糖异生减弱；反之亦然。３、生理意义
脂酰CoA 转移酶1,2-甘油二酯甘油三酯脂酰脂酰葡萄糖1脂酰-3-磷酸甘油CoA 脂酰CoA
磷脂酸1,2甘油二酯甘油三酯
脂酰CoA 二、甘油三酯的分解代谢
１、脂肪的动员储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）及甘油并释放入血以供其它组织氧化利用的过程。
甘油三酯激素敏感性甘油三酯脂肪酶甘油二酯甘油一酯甘油
＋FFA＋FFA＋FFA
α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生途径２、脂肪酸的β-氧化
１）脂肪酸活化（胞液中）
脂酰CoA（含高能硫酯键）ATP AMP
２）脂酰CoA 进入线粒体脂酰肉毒碱脂酰CoA
肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ粒酶Ⅱ
CoASH 脂酰肉毒碱CoASH ３）脂肪酸β-氧化
脂酰CoA 进入线粒体基质后，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA、1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。以上生成的比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可再进行脱氢、加水、再脱氢及硫解反应。如此反复进行，以至彻底。
４）能量生成
以软脂酸为例，共进行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子8分子乙酰CoA，即共生成(7*2)+(7*3)+(8*12)-2=129
５）过氧化酶体脂酸氧化三、酮体的生成和利用
组织特点：肝内生成肝外用。合成部位：肝细胞的线粒体中。
１、生成
2*乙酰HMGCoA CoA
(HMGCoA)
乙酰乙酸
NADH
２、利用1)
AMP
丙酮
脂酸
琥珀酰CoA
琥珀酰CoA 转硫酶
琥珀酸
乙酰乙酰CoA 硫解酶
CoA
三羧酸循环
四、脂酸的合成代谢１、软脂酸的合成
合成部位：线粒体外胞液中，肝是体体合成脂酸的主要场所。合成原料：乙酰CoA、ATP﹑NADPH﹑HCO3-﹑Mn++等。合成过程：
１）线粒体内的乙酰CoA 不能自由透过线粒体内膜，主要通过柠檬酸-丙酮酸循环转移至胞液中。
２）乙酰CoA 丙二酰CoA
ATP
３）丙二酰CoA 通过酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原等步骤，碳原子由2增加
至4个。经过7次循环，生成16个碳原子的软脂酸。更长碳链的脂酸则是对软脂酸的加工，使其碳链延长。在内质网脂酸碳链延长酶体系的作用下，一般可将脂酸碳链延长至二十四碳，以十八碳的硬脂酸最多；在线粒体脂酸延长酶体系的催化下，一般可延长脂酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂酸最多。
２、不饱和脂酸的合成
人体含有的不饱和脂酸主要有软油酸、油酸、亚油酸，亚麻酸及花生四烯酸等，前两种单不饱和脂酸可由人体自身合成，而后三种多不饱和脂酸，必须从食物摄取。
五、前列腺素及其衍生物的生成
酸
油
碱水解酶分解为甘油及磷酸胆碱。磷脂酶A1催化磷酸甘油酯1位上的酯键水解，产物是脂肪酸和溶血磷脂。
七、胆固醇代谢１、合成
合成部位：肝是主要场所，合成酶系存在于胞液及光面内质网中。
合成原料：乙酰CoA(经柠檬酸-丙酮酸循环由线粒体转移至胞液中)、ATP、NADPH等。合成过程：
１）甲羟戊酸的合成（胞液中）2*乙酰CoA CoA HMGCoA HMGCoA 甲羟戊酸
NADPH
２）鲨烯的合成（胞液中）
３）胆固醇的合成（滑面内质网膜上）合成调节：
１）饥饿与饱食饥饿可抑制肝合成胆固醇，相反，摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，肝HMGCoA 还原酶活性增加，胆固醇合成增加。
２）胆固醇胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。主要抑制HMGCoA 还原酶活性。
３）激素胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMGCoA 还原酶的合成，增加胆固醇的合成。胰高血糖素及皮质醇则能抑制并降低HMGCoA 还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成；甲状腺素除能促进合成外，又促进胆固醇在肝转变为胆汁酸，且后一作用较强，因而甲亢时患者
脂蛋白主要为apoC。
３、生理功用及代谢
１）CM运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。成熟的CM 含有apoCⅡ，可激活脂蛋白脂肪酶（LPL），LPL可使CM 中的甘油三酯及磷脂逐步水解，产生甘油、脂酸及溶血磷脂等，同时其表面的载脂蛋白连同表面的磷脂及胆固醇离开CM，逐步变小，最后转变成为CM 残粒。
２）VLDL运输内源性甘油三酯的主要形式。VLDL的甘油三酯在LPL 作用下，逐步水解，同时其表面的apoC、磷脂及胆固醇向HDL 转移，而HDL 的胆固醇酯又转移到VLDL。最后只剩下胆固醇酯，转变为LDL。
３）LDL转运肝合成的内源性胆固醇的主要形式。肝是降解LDL 的主要器官。
apoB100水解为氨基酸，其中的胆固醇酯被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇及脂酸。游离胆固醇在调节细胞胆固醇代谢上具有重要作用：①抑制内质网HMGCoA 还原酶；②在转录水平上阴抑细胞LDL 受体蛋白质的合成，减少对LDL 的摄取；③激活ACAT 的活性，使游离胆固醇酯化成胆固醇酯在胞液中储存。
４）HDL逆向转运胆固醇。HDL表面的apoⅠ是LCAT 的激活剂，LCAT可催化HDL 生成溶血卵磷脂及胆固醇酯。
九、高脂血症
２）谷氨酰胺的运氨作用
谷氨酰胺主要从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。氨与谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺，由血液输送到肝或肾，经谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。
可以认为，谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。
三、氨基酸的脱氨基作用
１、转氨基作用转氨酶催化某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成α-酮酸。既是氨基酸的分解代谢过程，也是体内某些氨基酸合成的重要途径。除赖氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸外，体内大多数氨基酸可以参与转氨基作用。如：
谷氨酸＋丙酮酸α-酮戊二酸+丙氨酸
谷氨酸＋草酰乙酸转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛。２、L-谷氨酸氧化脱氨基作用
５、L-鸟氨酸鸟氨酸脱羧酶腐胺精脒精胺
SAM 脱羧基SAM
精脒与精胺是调节细胞生长的重要物质。合称为多胺类物质。
五、一碳单位
一碳单位来源于组、色、甘、丝，体内的一碳单位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰四氢叶酸是一碳单位代谢的辅酶。
主要生理功用是作为合成嘌呤及嘧啶的原料。如提供嘌呤合成时
见，一碳单位将氨基酸与核酸代谢密切联系起来。
六、芳香族氨基酸（色、酪、苯丙）的代谢１、酪氨酸酪氨酸羟化酶
多巴脱羧酶
多巴黑色素
ATP 八、氨基酸衍生的重要含氮化合物
化合物氨基酸前体嘌呤碱天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸嘧啶碱天冬氨酸血红素、细胞色素甘氨酸肌酸、磷酸肌酸甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸尼克酸色氨酸儿茶酚胺类苯丙氨酸、酪氨酸甲状腺素酪氨酸
黑色素
精胺、精脒苯丙氨酸、酪氨酸蛋氨酸、鸟氨酸
5-磷酸核糖ATP AMP
(PRPP)ATP
GMP 黄嘌呤核苷酸
(XMP)
嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合而成的。
２）补救合成：
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。生理意义为：一方面在于可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；另一方面，体内某些组织器官，如脑、骨髓等由于缺乏从头合成的酶体系，只能进行补救合成。
３、脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上，由核糖核苷酸还原酶催化，核糖核苷酸C2４、分解产物AMP 次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶尿酸
GMP 鸟嘌呤
人体内嘌呤碱最终分解生成尿酸，随尿排出体外。
与
次黄嘌呤结构类似，可抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。
５、抗代谢物
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