生物化学与分子生物学重点掌握内容.doc

第一章 蛋白质的结构与功能1、 蛋白质的基本组成单位和平均含氮量。 基本组成单位为氨基酸。组成蛋白质的元素：主要有C、H、O、N和S。有些蛋白质还含有少量的P、Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I等。 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为162、20种氨基酸的结构及三字母英文缩写。（P9） 含羟基的氨基酸：Ser、Tyr、Thr，其易被磷酸化。 含硫的氨基酸：半胱氨酸（-SH）、胱氨酸、蛋氨酸（-SCH3，又叫甲硫氨酸）。 芳香族氨基酸： Tyr、Trp、Phe 天冬酰胺、谷氨酰胺：酰胺基团(-CONH2) 脯氨酸：属于亚氨基酸（-NH-） 酸性氨基酸：Asp、Glu 碱性氨基酸：Arg、Lys、His3、 氨基酸的理化性质。氨基酸具有两性解离的性质：等电点（isoelectric point, pI） 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。含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质：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。氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物，最大吸收峰在570nm处。4、 蛋白质一级、二级、三级和四级结构的概念及维系其稳定的化学键。 氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构（primary structure of protein）：指蛋白质多肽链从N-端至C-端的氨基酸残基排列顺序, 即氨基酸的线性序列。在基因编码的蛋白质中，这种序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的。一级结构主要的化学键：肽键 多肽链的局部主链构象为蛋白质二级结构(secondary structure of protein)：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，不涉及氨基酸残基侧链的构象。维系二级结构的化学键：氢键 三级结构是指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。主要的化学键次级键。疏水作用、离子键、氢键 、Van der Waals力。 含有二条以上多肽链的蛋白质才可能具有四级结构：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。亚基之间的结合力主要是氢键和离子键-非共价键5、 肽单元和蛋白质二级结构的主要类型。 肽单元：参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元（peptide unit）。这一平面又被称为肽平面(peptide plane)或酰胺平面(amide plane) 。肽单元是肽链折叠盘曲的基本单位。 二级结构的类型： -螺旋、-折叠、 -转角 、无规卷曲 6、 蛋白质超二级结构、模体、结构域、亚基、蛋白质等电点的概念。 超二级结构：在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构。 模体：是蛋白质分子中具有特定空间构象和特定功能的结构成分，其中一类就是具有特殊功能的超二级结构。一个模体总有其特征性的氨基酸序列，并发挥特殊的功能。 结构域：分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域，并各行其功能，称为结构域 亚基 (subunit)：有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基。单独的亚基一般没有生物学功能。 蛋白质等电点：在某一pH值溶液中，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值称为蛋白质的等电点（isoelectric point，pI）。7、 蛋白质变性的概念及影响因素。 概念：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，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。本质：空间构象破坏，次级键（非共价键和二硫键）断裂；一级结构不变，肽键不断裂。影响因素：物理因素：高温、高压、紫外线、剧烈振荡。 化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、生物碱、尿素及重金属离子等 。 8、 蛋白质沉淀及维持蛋白质胶体溶液的稳定因素。 蛋白质沉淀：在一定条件下，蛋白质的水化层被破坏，使蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。 变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。 维持蛋白质胶体溶液的稳定因素：水化膜、蛋白质胶体颗粒表面电荷。熟悉 氨基酸的分类（P8)，肽的概念和基本结构(P11)，生物活性肽(P11)，蛋白质一级结构和空间结构与蛋白质功能之间的关系(P13)。氨基酸和蛋白质的紫外吸收作用(280nm）。第二章 核酸的结构与功能1、核酸的基本组成单位和核酸的水解产物：核酸是以核苷酸（nucleotide）为基本组成单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。核酸的水解产物是磷酸、戊糖和碱基。2、核酸分子中核苷酸的连接方式：核苷酸之间通过3，5-磷酸二酯键相连,构成多聚核苷酸链。3、DNA和RNA的一级结构和基本组成单位：核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序。DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸4、DNA二级结构双螺旋结构的特点：1.DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成2. 脱氧核糖与磷酸位于外侧3. DNA双链之间形成了互补碱基对4. 碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定5、基因和基因组的概念：基因（gene）：指携带遗传信息的DNA区段，其中的核苷酸排列顺序决定了基因的功能。基因组（genome）：指生物体的所有编码RNA和蛋白质的序列及所有的非编码序列，即DNA的全部核苷酸序列。6、mRNA、tRNA、rRNA的结构特点及功能：mRNA:1. 真核生物mRNA的5-端有特殊帽结构2. 真核生物mRNA的3-末端有多聚腺苷酸尾3. mRNA碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列mRNA：1、3末端为CCA-OH 2、含1020% 稀有碱基3、其二级结构呈“三叶草形”4. tRNA的反密码子能够识别mRNA密码子rRNA：rRNA的结构为花状，rRNA与核糖体蛋白结合组成核糖体(ribosome)，为蛋白质的合成提供场所。rRNA单独存在不执行其功能。7、核酶的概念：催化性小RNA亦被称为核酶（ribozyme），是细胞内具有催化功能的一类小分子RNA，具有催化特定RNA降解的活性，在RNA的剪接修饰中具有重要作用。8、核酸的紫外吸收作用：紫外吸收A260nm，单核苷酸 ssDNA dsDNA。DNA纯品: A260/A280 = 1.8RNA纯品: A260/A280 = 2.09、DNA的变性与复性：DNA变性(denaturation)是指在某些理化因素（温度、pH、离子强度等）作用下，DNA双链的互补碱基对之间的氢键断裂，解开成两条单链的现象。DNA变性的本质是双链间氢键的断裂，只改变其二级结构，不改变其核苷酸排列顺序。在去除变性因素，并在适当条件下，变性DNA的两条互补单链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性(renaturation)。10、DNA的增色效应和解链温度的概念：增色效应（hyperchromic effect）：在DNA解链过程中，由于有更多的共轭双键得以暴露，DNA在260nm处的吸光度随之增加 。在解链过程中，紫外吸光度的变化A260达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度（融解温度），又称Tm。其大小与G+C含量成正比。熟悉: DNA的超螺旋结构（P43)。核酸的分子杂交(P53)。第三章 酶1、酶：酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质,是机体内催化代谢反应最主要的催化剂。2、单纯酶：有些酶其分子结构仅由氨基酸残基组成，没有辅助因子。这类酶称为单纯酶（simple enzyme）。3、结合酶：结合酶（conjugated enzyme）是除了在其组成中含有由氨基酸组成的蛋白质部分外，还含有非蛋白质部分。酶的分子组成，酶蛋白和辅因子的作用。4、必需基团：必需基团(essential group)酶分子氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的化学基团。5、酶活性中心的概念： 酶的活性中心或活性部位（activesite）是酶分子中能与底物特异地结合并催化底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。6、同工酶的概念：同工酶(isoenzyme / aisuenzaim/)是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。7、酶促反应的特点：1、酶促反应具有极高的效率:2、酶促反应具有高度的特异性3、酶促反应具有可调节性4、酶促反应高度的不稳定性8、酶促反应特异性的类型：绝对特异性(absolute specificity)：只能作用于特定结构的底物，进行一种专一的反应，生成一种特定结构的产物。相对特异性(relative specificity)：作用于一类化合物或一种化学键。9、影响酶促反应速度的因素： 酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。10、米氏方程及Km的意义：v=vmaxs/(km+s)S：底物浓度 v：不同S时的反应速度 Vmax：最大反应速度(maximum velocity)Km：米氏常数(Michaelis constant)1Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度2Km值是酶的特征性常数3Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力.Km越大，表示酶对底物的亲和力越小；Km越小，表示酶对底物的亲和力越大。4Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率11、不可逆抑制作用：抑制剂以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活。12、可逆性抑制作用：竞争性抑制作用：抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争结合酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶活性受到抑制，称为竞争性抑制作用。抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相对比例。非竞争性抑制作用有些抑制剂与酶活性中心外的必需基团相结合，不影响酶与底物的结合，酶和底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合。底物和抑制剂之间无竞争关系。但酶-底物-抑制剂复合物(ESI)不能进一步释放出产物。这种抑制作用称作非竞争性抑制作用。反竞争性抑制作用：抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物(ES)结合，使中间产物ES的量下降。这样，既减少从中间产物转化为产物的量，也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量。这种抑制作用称为反竞争性抑制作用。13、变构酶：一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的某部分非共价可逆结合，使酶构象改变，从而改变酶的活性，此种调节方式称别构调节，又称变构调节(allosteric regulation)。受变构调节的酶称变构酶(allosteric enzyme)。14、酶原与酶原激活：酶原(zymogen )：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。酶原的激活：在一定条件下，酶原向有活性酶转化的过程称为酶原的激活。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。15、全酶的组成：酶蛋白决定反应的特异性 辅因子决定反应的种类与性质熟悉辅因子与金属离子和维生素之间的关系(P56-57)。酶促反应机理诱导契合学说(P61)。 第五章 维生素和无机盐1、维生素的定义和分类：维生素(vitamin) 是人体内不能合成，或合成量甚少、不能满足机体的需要，必须由食物供给，维持正常生命活动过程所必需的一组低分子量有机化合物。分类：脂溶性维生素(lipid-soluble vitamin)、水溶性维生素(water-soluble vitamin)：B族维生素和维生素C。2、B族维生素：B1：维生素B1形成辅酶焦磷酸硫胺素；TPP是-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，在反应中转移醛基；TPP也是转酮酶的辅酶，参与转糖醛基反应。维生素B1缺乏可引起脚气病 B2：维生素B2是FAD和FMN的组成成分；FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基；维生素B2缺乏病是一种常见的营养缺乏病PP：维生素PP是NAD+和NADP+的组成成分； NAD+和NADP+是多种不需氧脱氢酶的辅酶；维生素PP缺乏可引起癞皮病泛酸：泛酸是辅酶A和酰基载体蛋白的组成成分；辅酶A和酰基载体蛋白参与酰基转移反应；泛酸缺乏可引起各种胃肠功能障碍等疾病生物素：生物素是多种羧化酶的辅基；生物素参与细胞信号转导和基因表达；生物素缺乏也可诱发机体不适B6：维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，体内活性形式磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺；磷酸吡哆醛的辅酶作用多种多样；维生素B6过量可引起中毒叶酸：四氢叶酸是叶酸的活性形式；四氢叶酸是一碳单位的载体；叶酸缺乏可导致巨幼红细胞性贫血B12：维生素B12又叫钴胺素(cobalamin /kub:lmin/ )，是唯一含有金属元素的维生素，仅由微生物合成。体内活性形式是甲基钴胺素和5-脱氧腺苷钴胺素。维生素B12影响一碳单位的代谢和脂肪酸的合成。维生素B12缺乏可导致巨幼红细胞性贫血等多种疾病3、维生素C的性质与功能：维生素C又称L-抗坏血酸(ascorbic acid)，是L-己糖酸内酯，具有不饱和的一烯二醇结构，具有酸性和较强的还原性。维生素C是对热不稳定的酸性物质，维生素C既是一些羟化酶的辅酶又是强抗氧化剂，维生素C具有增强机体免疫力的作用，维生素C严重缺乏可引起坏血病。熟悉辅酶在酶促反应中的作用，脂溶性维生素的作用，维生素缺乏症。第六章 糖代谢1. 糖分解代谢的主要途径。糖分解代谢分为糖的无氧氧化、糖的有氧氧化、磷酸戊糖途径。2. 糖酵解（概念，反应部位，反应过程，关键酶及限速酶，主要反应步骤，生理意义）。概念：一分子葡萄糖在胞液中可裂解为两分子丙酮酸，是葡萄糖无氧氧化和有氧氧化的共同起始途径，称为糖酵解（glycolysis /glaiklisis/）反应部位：胞液。反应过程： 葡萄糖磷酸化为葡糖-6-磷酸（ G-6-P ）、葡糖-6-磷酸转变为 果糖-6-磷酸（ F-6-P ）、果糖-6-磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸（ F-1,6-BP ）、果糖-1,6-二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖、磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛、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-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）、磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP生成ATP和丙酮酸、丙酮酸被还原为乳酸关键酶及限速酶： 己糖激酶 磷酸果糖激酶-1（最重要，为限速酶） 丙酮酸激酶生理意义：1. 糖无氧氧化最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌收缩更为重要。 2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。3. 底物水平磷酸化的概念及有关反应。底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation) 。糖酵解的第七步1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸产生ATP的过程为该形式。4. 糖有氧氧化（概念，反应阶段，进行部位，关键酶，丙酮酸脱氢酶复合体的组成及作用，三羧酸循环的概念、反应过程、生理意义，有氧氧化过程中ATP的生成）。概念：机体利用氧将葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2的反应过程，称为糖的有氧氧化。反应阶段：第一阶段：糖酵解； 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧（丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA ）； 第三阶段：三羧酸循环。关键酶：糖酵解：己糖激酶、磷酸果糖激酶-1（限速酶）、丙酮酸激酶 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体 三羧酸循环：柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶(限速酶)、-酮戊二酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体的组成及作用：组成：三种酶：E1：丙酮酸脱氢酶 (12个)、E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶(60个)、E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶(6个) 。五种辅酶：TPP、硫辛酸、FAD、 NAD+、CoA 作用：催化丙酮酸在线粒体中经过五步反应氧化脱羧生成乙酰CoA 部位：胞液及线粒体三羧酸循环的概念：乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸的过程。三羧酸循环的反应过程：乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸；柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸；异柠檬酸氧化脱羧转变为-酮戊二酸；-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA；琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应；琥珀酸脱氢生成延胡索酸；延胡索酸加水生成苹果酸；苹果酸脱氢生成草酰乙酸生理意义：1. 柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路 2. 柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽3. 柠檬酸循环为其他物质合成代谢提供小分子前体有氧氧化过程中ATP的生成：由1分子葡萄糖总共获30或32 ATP5. 磷酸戊糖途径（概念，反应部位，限速酶及生理意义）。概念：是指从糖酵解的中间产物葡糖-6-磷酸开始形成旁路，通过氧化、基团转移两个阶段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵解的代谢途径反应部位：胞液 限速酶：葡糖-6-磷酸脱氢酶(NADP+)生理意义：为核苷酸的合成提供核糖-5-磷酸；提供NADPH+H+作为供氢体参与多种代谢反应6. 糖原合成与分解（概念，反应过程，限速酶，肌糖原与肝糖原分解的不同点）。概念：指由葡萄糖合成糖原的过程。糖原合成时，葡萄糖先活化，再连接形成直链和支链。反应过程：（一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖：1. 葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸 2. 葡糖-6-磷酸转变成葡糖-1-磷酸 3.葡糖-1-磷酸转变成尿苷二磷酸葡萄糖 （二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链 4.-1,4-糖苷键式结合 5.糖原分支的形成肌糖原与肝糖原分解的不同点：肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成G-6-P之后，由于肌肉组织中不存在葡糖-6-磷酸酶，所以生成的G-6-P不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢。限速酶：糖原合酶7. 糖异生（概念、原料、组织和细胞定位，反应过程，关键酶，生理意义）。概念：糖异生(gluconeogenesis)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、甘油、生糖氨基酸组织和细胞定位：主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体反应过程：（一）丙酮酸经丙酮酸羧化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸（2） 果糖-1,6-二磷酸转变为果糖-6-磷酸（3） 葡糖-6-磷酸水解为葡萄糖关键酶：葡糖-6-磷酸酶、果糖二磷酸酶-1、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶生理意义：（一）维持血糖恒定是糖异生最重要的生理作用（二）糖异生是补充或恢复肝糖原储备的重要途径（三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡8. 乳酸循环（概念及生理意义）。概念：肌肉通过糖无氧氧化产生的乳酸，经血液进入肝脏而糖异生为葡萄糖，葡萄糖释入血液后又可被肌摄取，这种乳酸、葡萄糖在肌肉、肝脏组织间的循环互变称为乳酸循环（ lactate cycle, Cori cycle ）生理意义： 防止乳酸堆积引起酸中毒 避免乳酸的浪费（有利于乳酸的再利用） 促进肝糖原的不断更新9. 2,3-BPG支路。红细胞内的糖酵解过程中， 1,3-二磷酸甘油酸(1,3-BPG)经2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)转变为3-磷酸甘油酸的途径，称为2,3-BPG旁路。该过程需二磷酸甘油酸变位酶(BPGM)和2,3-BPG磷酸酶(BPGP)催化。 2,3-BPG功能：降低Hb对氧的亲和力。10. 血糖及其调节（血糖的概念，正常人空腹血糖的水平，血糖来源和去路，激素对血糖水平的调节）。血糖的概念：血液中葡萄糖称为血糖。 正常人空腹血糖的水平：3.896.11mmol/L(邻甲苯胺法) 血糖来源： 食物糖在小肠内消化吸收 、肝糖原在肝内分解、非糖物质在肝和肾内糖异生 血糖去路：氧化供能、合成糖原、转变为脂肪、非必需氨基酸、转变成其它糖及衍生物、血糖 8.9mmol/L形成尿糖 激素对血糖水平的调节：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【熟悉】糖的生理功能(P111)，糖酵解的调节(P115)，巴斯德效应(P125)。血糖水平异常(P139)。糖化血红蛋白(P140)。糖的消化吸收(P112)。第七章 脂质代谢1.必需脂肪酸的概念及其种类。人体需要，但又不能合成，必需从食物中获得的脂肪酸。人体的必需脂肪酸包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。2.脂肪动员（概念及过程，激素敏感性脂肪酶的概念和作用，脂解激素和抗脂解激素）。概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在三种脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸（FFA）和甘油，并释放入血供其他组织氧化利用的过程，称脂肪动员。甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶。过程：甘油三酯脂肪酶催化甘油三酯分解产生的甘油二酯被甘油二酯脂肪酶进一步水解产生脂肪酸和甘油一脂，甘油一脂被甘油一脂脂肪酶水解生成甘油和脂肪酸。激素敏感性脂肪酶的概念和作用：甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素调节，故称激素敏感性脂肪酶。有水解甘油三酯的作用。脂解激素：增加脂肪动员限速酶活性，促进脂肪动员的激素。 胰高血糖素、肾上腺素、 去甲肾上素、 促肾上腺皮质激素、促甲状腺素等。对抗脂解激素因子：抑制脂肪动员。 胰岛素、前列腺素E2、烟酸。3.甘油的代谢。甘油转变为3-磷酸甘油后被利用，在甘油激酶的作用下甘油转变为3-磷酸甘油，然后脱氢生成磷酸二羟丙酮，循糖代谢途径分解或转变为葡萄糖。4.脂肪酸的-氧化。-氧化是脂肪酸分解的核心过程脂肪酸氧化的定义：脂肪酸在胞液中活化成脂酰CoA，在肉碱帮助下进入线粒体基质进行-氧化，每次-氧化可产生1分子乙酰CoA、1分子FADH2、1分子NADH和比原来少两个碳原子的脂酰CoA，偶数碳脂肪酸最终产生乙酰CoA，奇数碳脂肪酸除乙酰CoA外，还有1分子丙酰CoA。部位：脑和成熟红细胞不行。肝脏、肌肉最重要。亚细胞：胞液、线粒体过程：（1）脂肪酸的活化（胞液）（2）脂酰CoA进入线粒体（3）脂酰CoA的-氧化（线粒体）5.酮体（概念，酮体的生成、利用及意义）。概念： 脂肪酸在肝脏中不完全氧化的产物乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮三者的总称为酮体。酮体的生成：酮体在肝生成： 肝脏的线粒体 ；原料： 乙酰CoA；限速酶：HMGCoA合酶 (羟甲基戊二酸单酰辅酶A合酶)利用：酮体在肝外组织氧化利用，利用部位：心、肾、脑、骨骼肌（线粒体）；利用酮体的酶：琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑、骨骼肌），乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑、骨骼肌），乙酰乙酸硫激酶（心、肾、脑）意义：1. 在饥饿、运动条件下，酮体是脑组织和肌肉的主要能源。2. 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。6.内源性脂肪酸的合成代谢（原料，部位，限速酶）。原料：乙酰CoA（主要来自糖代谢）NADPH+H+（供氢体）ATP、HCO3-(CO2)、Mn2+、生物素部位：胞液：16碳的软脂酸合成的场所。 肝线粒体、内质网：碳链延长。限速酶：乙酰CoA羧化酶7.甘油三脂的合成代谢。不同来源脂肪酸在不同器官以不完全相同的途径合成甘油三酯(一)肝、脂肪组织及小肠是甘油三酯合成的主要场所（二）甘油和脂肪酸是合成甘油三酯的基本原料（三）甘油三酯合成有甘油一酯和甘油二酯两条途径8.磷脂的种类、功能及组成特点组成：磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。种类：甘油磷脂：由甘油构成的磷脂（体内含量最多） 鞘磷脂：由鞘氨醇构成的磷脂功能：磷脂是重要的结构成分和信息分子：磷脂是构成生物膜的重要成分；磷脂酰肌醇是第二信使的前提9.胆固醇的合成（部位、原料、限速酶、重要的反应步骤及调节），胆固醇在体内的转化。体内胆固醇合成的主要场所是肝，乙酰CoA和NADPH是胆固醇合成基本原料，胆固醇合成由以HMG-CoA还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成重要的反应步骤：1. 由乙酰CoA合成甲羟戊酸（胞液）， 2. 甲羟戊酸经15碳化合物转变成30碳鲨烯，3. 鲨烯环化为羊毛固醇后转变为胆固醇（内质网）调节：胆固醇合成通过HMG-CoA还原酶调节胆固醇在体内的转化：转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路10.血浆脂蛋白（分类及组成特点，合成部位及功能，载脂蛋白概念及功能）。 CM VLDL LDL HDL密度 0.95 0.951.006 1.0061.063 1.0631.210组成 脂类 含TG最多， 含TG 含胆固醇及其酯最多， 含脂类50% 8090% 5070% 4050% 蛋白质 最少, 1% 510%2 025% 最多，约50%载脂蛋白组成apoB48、E A、apoB100、C、 apoB100 apo A、 A A A、 C C、 C C、C E合成部位 小肠黏膜细胞 肝细胞 血浆 肝、肠、血浆 功能转运外源性甘油三酯 转运内源性甘油 转运内源性胆固 醇 逆向转运胆固醇 及胆固醇 三酯及胆固醇 载脂蛋白： 载脂蛋白(apolipoprotein, apo) 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。 载脂蛋白的功能： 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 载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性 【熟悉】脂质的消化和吸收及特点(P148-149)，酮体生成的调节(P158-159)。CTP:磷酸胆碱胞苷酰转移酶(CCT)的四个结构域(P161)。血浆脂蛋白代谢概况，血浆脂蛋白代谢异常(P173)。 第八章 生物氧化1、生物氧化的概念及特点。 概念：物质在生物体内进行氧化称生物氧化(biological oxidation)，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。 特点： 反应温和：37、pH接近中性 需酶催化逐步氧化，逐步放能，可以调节；释放能量的4055%以高能键储存生物氧化以脱氢方式为主H2O的生成:代谢物脱下的氢与氧结合产生CO2来源：有机酸脱羧产生2、 呼吸链的概念。 定义：线粒体内膜上存在着按一定顺序排列的多种酶和辅酶组成的反应体系，代谢物脱下的氢或电子经这一体系传递，最终与氧结合生成水。由于此过程与细胞呼吸有关，所以称为呼吸链。又称电子传递链。3、 组成呼吸链的复合体。 复合体：NADH-泛醌还原酶（内膜） 复合体：琥珀酸-泛醌还原酶（内膜的内侧） 复合体：泛醌-Cytc还原酶（内膜） 复合体：Cytc氧化酶 （内膜） 泛醌和Cytc不存在于复合体中，它们是可移动电子传递体。4、 呼吸链组成成分的作用及排列顺序，人体重要的两条呼吸链。 （1） NAD+ 、NADP+ 递氢体 接受1个氢原子和1个电子 FMN 、FAD 递氢体 传递2个氢原子 铁硫蛋白 单电子传递体 泛醌（辅酶Q） 递氢体 传递2个氢原子 细胞色素 单电子传递体 （2）NADH氧化呼吸链 NADH 复合体CoQ 复合体Cyt c 复合体O2 琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸 复合体 CoQ 复合体Cyt c 复合体O24、氧化磷酸化的概念及偶联部位, P/O比值, 氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。 氧化磷酸化偶联部位：复合体、 P/O 比值：指氧化磷酸化过程中，每消耗1/2摩尔O2所生成ATP的摩尔数（或一对电子通过氧化呼吸链传递给氧所生成ATP分子数）。5、 ATP合酶结构和功能。 结构功能： F1：亲水部分 线粒体内膜的基质侧颗粒状突起，催化ATP合成。 F0：疏水部分，镶嵌在线粒体内膜中，形成跨内膜质子通道 。6、 影响氧化磷酸化的因素。（P188-191) 体内能量状态可调节氧化磷酸化速率抑制剂可阻断氧化磷酸化过程甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热线粒体DNA突变可影响机体氧化磷酸化功能。线粒体的内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物7、 能量的利用形式和储存形式、ATP循环。 利用形式：ATP 储存形式：磷酸肌酸（主要存在于肌肉、脑组织） 生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。 ATP循环是生物体内能量转换的最基本方式8、胞液中NADH的氧化。 （1.）a-磷酸甘油穿梭作用(-glycerophosphate shuttle) 部位 脑、骨骼肌 胞液中NADH经a-磷酸甘油穿梭进入线粒体 氧化生成1.5个ATP （2.）苹果酸-天冬氨酸穿梭作用(malate-asparate shuttle) 部位 肝、心肌 胞液中NADH经苹果酸-天冬氨酸穿梭进入 线粒体氧化生成2.5个ATP9、生物氧化所需酶类 不需氧脱氢酶，需氧脱氢酶和氧化酶。熟悉： ATP与其他高能化合物（P186)，能量与磷酸基的转移，超氧物歧化酶(P193)，加单氧酶（P193)。第九章 氨基酸代谢1、蛋白质营养价值（必需氨基酸的概念及种类，食物蛋白质的互补作用）；概念:体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。种类:缬,异亮,亮,苯丙,蛋,色,苏,赖食物蛋白质的互补作用:将营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。2、氨的代谢（体内氨的来源与去路，氨的转运）。来源：氨基酸脱氨胺类脱氨；肠道细菌腐败作用产生氨；肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺去路：合成尿素排出（主要）；与谷氨酸合成谷氨酰胺；合成非必需氨基酸及含氮物；经肾脏以铵盐形式排出氨的转运：在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒3、氨基酸脱氨基的主要方式转氨基作用；L谷氨酸氧化脱氨基；联合脱氨基（为主）；氨基酸氧化酶催化脱氨基4、氨的主要代谢去路-尿素合成:（鸟氨酸循环的概念及酶促反应过程、尿素生成的意义。）鸟氨酸循环的概念：以鸟氨酸为变化的起点，氨和CO2为原料，经过瓜氨酸和精氨酸，构成了一个尿素生成的循环过程。酶促反应过程：1、氨基甲酰磷酸的合成（线粒体）2、氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸（线粒体）3、瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸带琥珀酸（胞液）3、精氨酸带琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸4、精氨酸水解为尿素并再生成鸟氨酸（胞液） 尿素生成的意义：排氨解毒5、一碳单位的概念、形式、转运载体、生成及生理意义；概念、形式：某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。一碳单位不能游离存在，常与四氢叶酸结合而转运和参与代谢。转运载体：四氢叶酸,FH4 生成：能产生一碳单位的氨基酸主要是His、 Gly、 Ser、Trp 生理意义:参与嘌呤、嘧啶核苷酸及甲硫氨酸等的合成将氨基酸与核苷酸代谢密切相连参与许多物质的甲基化过程（间接供体）一碳单位代谢障碍会影响DNA、蛋白质的合成,引起巨幼红细胞性贫血。磺胺类药及甲氨蝶呤等是通过影响一碳单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用6、甲硫氨酸循环的概念、生理意义。 概念：从Met活化为SAM，SAM供出甲基后生成S-腺苷同型半胱氨酸，然后进一步转变成同型半胱氨酸，同型半胱氨酸接受N5-CH3-FH4提供的甲基，重新生成Met的过程。生理意义：1. 使N5-CH3-FH4释出-CH3重新变成游离的FH4，继续运载一碳单位。2. SAM提供甲基进行甲基化反应3. 减少甲硫氨酸的净消耗，重复利用以满足机体对甲基化供体的需要熟悉：食物蛋白的消化、氨基酸的吸收、蛋白质的腐败作用(P197-200)。真核细胞内蛋白质降解的两条途径(P201)。a酮酸代谢(P06)。高血氨和氨中毒(P211)；氨基酸脱羧基生成的几种胺类物质的生理作用(P211-213)。第十章 核苷酸代谢1、核苷酸从头合成和补救合成途径：从头合成途径： 机体利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等为原料，经一系列复杂的酶促反应合成核苷酸的过程。补救合成途径：细胞利用体内游离碱基或碱基核苷，经过简单的反应，合成核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。2、嘌呤核苷酸从头合成的原料、能源、合成的反应阶段：原料：氨基酸：Gln、Gly、Asp，CO2 、一碳单位、5-磷酸核糖 （R-5- P）能源：首先合成的嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP) ，合成1分子IMP需消耗 5分子ATP。 AMP或GMP的合成又需1分子ATP(或 GTP)， IMP是重要的中间物质， 是AMP和GMP的前体。过程：1. 次黄嘌呤核苷酸（IMP）的生成2. AMP及GMP 的生成3、IMP的生成与转变成 AMP和GMP：IMP的生成：(1)5磷酸核糖的活化(2)获得嘌呤的N9原子(3)获得嘌呤C4、C5和N7原子(4)获得嘌呤C8原子(5)获得嘌呤的N3原子(6)嘌呤咪唑环的形成(7)获得嘌呤C6原子(8)获得N1原子(9)去除延胡索酸(10)获得C2(11)环化生成IMPAMP和GMP的生成：AMP：(1)天门冬氨酸的氨基与IMP相连生成腺苷酸代琥珀酸，由腺苷酸代琥珀酸合成酶催化，GTP水解供能。(2)在腺苷酸代琥珀酸裂解酶作用下脱去延胡索酸生成AMP。GMP：(1)IMP由IMP脱氢酶催化，以NAD为受氢体，氧化生成黄嘌呤核苷酸。(2)谷氨酰胺提供酰胺基取代XMP中C2上的氧生成GMP，此反应由GMP合成酶催化，由ATP水解供能。4、嘧啶核苷酸从头合成 原料：氨基甲酰磷酸（Gln、 CO2 ）、 Asp，一碳单位，5-磷酸核糖 （R-5- P） 过程：UMP生成（一磷酸水平）CTP的合成（三磷酸水平）dTMP的合成 5、嘌呤核苷酸分解代谢，尿酸与痛风症：嘌呤碱在人体内分解代谢的终产物是尿酸（uric acid）。尿酸盐晶体可导致关节炎、尿路结石及肾病。痛风症（Gout）可能与嘌呤核苷酸代谢缺陷有关，临床上用别嘌呤醇治疗。别嘌呤醇的结构与次黄嘌呤相似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。【熟悉】 核苷酸补救合成的过程及生理意义(P225)。嘧啶核苷酸分解代谢(231)。抗代谢物作用(嘌呤P227，嘧啶P230)。 第十一章 非营养物质代谢1、肝脏生物转化作用的概念、特点及生物学意义。概念：机体将内源性和外源性非营养物质进行代谢转变，使其溶解度增加，易随胆汁或尿液排出体外，这一过程称为生物转化作用特点：反应过程的连续性 反应类型的多样性 解毒和致毒的两重性 意义：对体内的非营养物质(xenobiotics)进行转化，使其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更为重要的是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。 肝的生物转化作用解毒作用2、肝脏生物转化第一相反应、第二相反应，第一相反应所需的酶类，重要的结合反应和结合剂。 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应 第一相反应所需的酶类：氧化酶类：单加氧酶系、氨氧化酶、脱氢酶类。还原酶类：硝基还原酶、偶氮还原酶。水解酶类：酯酶、酰胺酶、糖苷酶。 重要的结合反应：葡糖醛酸结合是最重要和最普遍的结合反应，尿苷二磷酸葡糖醛酸 (UDPGA)是葡糖醛酸基的直接供体。硫酸结合也是常见的结合反应，硫酸供体: 3-磷酸腺苷5-磷酸硫酸( PAPS)。3、胆汁酸的来源、种类，初级胆汁酸的生成，次级胆汁酸的生成。 来源：初级胆汁酸：是肝细胞以胆固醇为原料直接合成的胆汁酸，包括胆酸、鹅脱氧胆酸及相应结合型胆汁酸。合成原料：胆固醇合成部位：肝（微粒体和胞液）限速酶：胆固醇7a-羟化酶 次级胆汁酸：在肠道细菌作用下初级胆汁酸 7-羟基脱氧后生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸及石胆酸。合成部位：小肠下段和大肠。4、肠肝循环 概念：胆汁酸随胆汁排入肠腔后，通过重吸收经门静脉又回到肝，在肝内转变为结合型胆汁酸，经胆道再次排入肠腔的过程。 意义：将有限的胆汁酸反复利用以满足人体对胆汁酸的生理需要。5、血红素合成的基本原料、合成场所、限速酶。 合成原料：Gly、琥珀酰CoA、Fe2+。 合成部位：线粒体和胞液（体内大多数组织均可合成，主要在骨髓的幼红细胞和网质红细胞）。 限速酶：ALA合酶（辅酶：磷酸吡哆醛）。6、胆色素的来源、血中运输、肝内转变、结合胆红素在肠道中的变化及胆素原的肠肝循环。 来源：体内的铁卟啉化合物血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化氢酶及过氧化物酶。 血中运输：血液中的胆红素主要与清蛋白结合而运输；运输形式：胆红素清蛋白复合体；意义：增加胆红素在血浆中的溶解度，限制胆红素自由通过生物膜产生毒性作用。 肝内转变：胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并泌入胆小管 结合胆红素在肠道中的变化：结合胆红素在回肠下段和结肠的肠菌作用下，脱去葡糖醛酸基，并被还原成d-尿胆素原和中胆素原。 胆素原的肠肝循环：肠道中有少量的胆素原可被肠粘膜细胞重吸收，经门静脉入肝，其中大部分再随胆汁排入肠道，形成胆素原的肠肝循环。 【熟悉】血红素合成的反应阶段及调节(P243-246)。血清胆红素与黄疸(P252)。 第十三章 真核基因与基因组1、基因与基因组概念。 基因（gene）：编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的、负载遗传信息的基本单位。基因包括编码序列（外显子）、调控序列和间隔序列（内含子）。 基因组（genome）：一个生物体内所有遗传信息的总和。人类基因组包含了细胞核染色体DNA（常染色体和性染色体）及线粒体DNA所携带的所有遗传物质。 2、真核基因组的结构特点。基因的编码序列所占比例远小于非编码序列。高等真核生物基因组含有大量的重复序列，真核基因组中存在多基因家族和假基因。大多基因具有可变剪接，80%的可变剪接会使蛋白质的序列发生改变。基因组DNA与蛋白质结合形成染色体，储存于细胞核内，除配子细胞外，体细胞的基 因组为二倍体。【熟悉】断裂基因、多基因家族和假基因概念（P277)。 断裂基因的定义：真核生物结构基因，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。 第十四章 DNA的生物合成1、DNA半保留复制概念。 DNA在复制时，亲代的双股DNA解开成单股链，各自作为模板，根据碱基配对的规律，分别合成新的互补链，子代的双股DNA链中，一股链来自亲代，另一股是新合成的互补链，DNA的这种复制方式称为半保留复制 。 2、参与原核生物DNA复制的模板，底物，酶类（DNA聚合酶，解螺旋酶，DNA拓扑异构酶，引物酶及DNA连接酶）及单链DNA结合蛋白。 模板：解开单链的DNA的母链；底物：4种三磷酸脱氧核苷(dNTP：dATP、dGTP、dCTP、dTTP）；聚合酶：依赖DNA的DNA聚合酶；引物：小分子RNA寡