医学检验生物化学与分子生物学-总复习课件.ppt

1、l要点：氨基酸的通式及分类l肽键的形成l蛋白质的一级结构及l空间结构的关系l变性的本质及应用ll1、元素分析表明：C 50-55%H 6-8%O 19-24%N 13-19%S 0-4%还含有少量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I（1）蛋白质水解所得的氨基酸为-氨基酸（脯氨酸为-亚氨酸）（2）组成天然蛋白质的氨基酸均为L-型（甘氨酸除外）l1、非极性侧链氨基酸(脂肪族)l2、非电离极性侧链氨基酸(芳香族)l3、酸性侧链氨基酸l4、碱性侧链氨基酸l1、氨基酸残基：肽链中氨基酸分子因脱水缩合而基团不全，称为氨基酸残基；2、肽或肽链:由多个氨基酸残基通过肽键连接而成的分子.(寡肽,多肽等)

2、1、一级结构 二级结构2、空间结构 三级结构 四级结构1、概念：多肽链中氨基酸的排列顺序；这种顺序是由基因上的遗传信息决定的。2、主要结构键：肽键 二硫键l1、螺旋l2、-折叠l3、-转角l4、无规线团概念：多肽链中肽键平面通过-碳原子的相对旋转，沿长轴方向，按规律盘绕形成的紧密螺旋盘曲构象。l概念：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链的所有原子在三维空间的排布位置。l概念：由两条或两条以上具有独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，这种蛋白质的每一条肽链称为一个蛋白质亚基；亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布，并以共价键相连接。l概念：在某些物理因素或化学因素的作用下维持蛋白质的空

3、间结构的次级键断裂，天然构象被破坏从而引起理化性质的改变，生物学活性丧失的现象。(本质是空间结构的破坏)l临床上用煮沸，高压蒸汽，乙醇，紫外线等使细菌蛋白质变性，达到灭菌的作用。l低温保护或延缓生物活性蛋白质变性l概念：当某些小分子物质特异的与某些蛋白质或酶结合后，引起该蛋白质或酶构象发生微妙而规律的变化，从而导致其活性的改变，这种效应成为别构效应或变构效应。核酸的分类及分布核酸的分类及分布 90%90%以上分布于细胞核，其余分布于以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleic ac

4、id,DNA)(ribonucleic acid,RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型体的基因型(genotype)。参与细胞内参与细胞内DNA遗传信息的表遗传信息的表达。某些病毒达。某些病毒RNA也可作为遗也可作为遗传信息的载体。传信息的载体。核酸的化学组成核酸的化学组成 1.元素组成元素组成C、H、O、N、P（910%）2.分子组成分子组成 碱基碱基(base)：嘌呤碱，嘧啶碱：嘌呤碱，嘧啶碱 (A-T或或U,G-C)戊糖戊糖(ribose)：核糖，脱氧核糖：核糖，脱氧核糖 磷酸磷酸(phosphate)POOOH

5、OHOCH2OHOHNNNH2O核苷酸：核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸：脱氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP 核苷酸核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名的结构与命名核苷（脱氧核苷）和磷酸以核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。l 多磷酸核苷酸：多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTPl 环化核苷酸环化核苷酸:cAMP，cGMP55端端3端端CGAA G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法书写方法5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 目目

6、录录（一）（一）DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点（Watson,Crick,1953）uDNADNA分子由两条分子由两条相互平行但相互平行但走向相反走向相反的脱氧多核苷酸链的脱氧多核苷酸链组成，两链以组成，两链以-脱氧核糖脱氧核糖-磷磷酸酸-为骨架，以为骨架，以右手螺旋右手螺旋方方式绕同一公共轴盘。螺旋直式绕同一公共轴盘。螺旋直径为径为2 2nm，形成大沟形成大沟(major g r o o v e)及 小 沟及 小 沟(m i n o r groove)相间。相间。目目 录录DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953）u碱基垂直螺旋轴居双螺旋内

7、碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成側，与对側碱基形成氢键氢键配配对对（互补配对形式：（互补配对形式：A=T;G C）。u相邻碱基平面距离相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距螺旋一圈螺距3.4nm，一圈，一圈10对碱基。对碱基。目目 录录DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点 （Watson,Crick,1953）u氢键氢键维持双链维持双链横向稳定横向稳定性性，碱基堆积力碱基堆积力维持双维持双链链纵向稳定性纵向稳定性。目目 录录（二）原核生物（二）原核生物DNA的高级结构的高级结构:超螺旋超螺旋（三）（三）DNA在真核生物细胞核内的组装在真核生物细胞核内的组装真核生物染色体由真

8、核生物染色体由DNA和蛋白质构成，和蛋白质构成，其基本单位是其基本单位是 核小体核小体(nucleosome)。核小体的组成核小体的组成DNA：约约200bp 组蛋白：组蛋白：H1H2A，H2BH3H4二、二、DNA的变性的变性(denaturation)定义定义：在某些理化因素作用下，在某些理化因素作用下，DNA双链解开双链解开成两条单链的过程。成两条单链的过程。方法：方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：变性后其它理化性质变化：OD260增高增高粘度下降粘度下

9、降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸碱滴定曲线改变酸碱滴定曲线改变生物活性丧失生物活性丧失目目 录录 Tm：变性是在一个相当窄的温度范围内完成，变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为时的温度称为DNA的解链温度，又称融解的解链温度，又称融解温度温度(melting temperature,Tm)。其大小与。其大小与G+C含量成正比。含量成正比。目目 录录DNA-DNA杂交双链分子杂交双链分子变性变性 复性复性 不同来源的不同来源的DNA分子分子一、一、mRNA的功能的功能 把把DNA所携带的

10、遗传信息，按碱基互所携带的遗传信息，按碱基互补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以补配对原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞质细胞质细胞核细胞核DNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 二、转运二、转运RNA的结构与功能的结构与功能*tRNA的二级结构的二级结构三叶草形三叶草形 氨基酸臂氨基酸臂 DHU环环 反密码环反密码环 额外环额外环 TC环环氨基酸氨基酸臂臂额外环额外环*rRNA的结构的结构三、

11、核蛋白体三、核蛋白体RNA的结构与功能的结构与功能*rRNA的功能的功能参与组成核蛋白参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物体，作为蛋白质生物合成的场所。合成的场所。n酶是一类由活细胞产生的，酶是一类由活细胞产生的，对其特异底物对其特异底物具有高效催化作用的具有高效催化作用的蛋白质。蛋白质。蛋白质部分：酶蛋白蛋白质部分：酶蛋白(apoenzyme)辅助因子辅助因子(cofactor)金属离子金属离子小分子有机化合物小分子有机化合物(Vb)(Vb)全酶全酶(holoenzyme)(simple enzyme)小分子有机化合物小分子有机化合物的作用的作用主要有维生素及其衍生物主要有维生素及其衍生物在反应

12、中起运载体的作用，传在反应中起运载体的作用，传递电子、质子或其它基团。递电子、质子或其它基团。酶的催化特点酶的催化特点必需基团必需基团(essential group)酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，酶分子中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。一些与酶活性密切相关的化学基团。结合基团结合基团催化基团催化基团 研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。研究一种因素的影响时，其余各因素均恒定。S：底物浓度底物浓度V：不同不同S时的反应速度时的反应速度Vmax：最大反应速度最大反应速度(maximum velocity)m：米氏常数米氏常数(Michaelis consta

13、nt)VmaxS Km+S 目目 录录当底物浓度高达一定程度当底物浓度高达一定程度反应速度不再增加，达最大速度。反应速度不再增加，达最大速度。目目 录录q最适温度最适温度 (optimum temperature)：酶促反应速度最快时的酶促反应速度最快时的环境温度。环境温度。*低温的应用低温的应用酶酶活活性性0.51.02.01.50 10 20 30 40 50 60 温度温度 C 温度对淀粉酶活性的影响温度对淀粉酶活性的影响 四、四、pH对反应速度的影响对反应速度的影响q最适最适pH (optimum pH)：酶催化活性最大酶催化活性最大时的环境时的环境pH。0酶酶活活性性 pH pH对某

14、些酶活性的影响对某些酶活性的影响 246810 区别于酶的变性区别于酶的变性 抑制剂对酶有一定选择性抑制剂对酶有一定选择性 引起变性的因素对酶没有选择性引起变性的因素对酶没有选择性 抑制作用的类型抑制作用的类型不可逆性抑制不可逆性抑制(酶与抑制剂共价结合酶与抑制剂共价结合)可逆性抑制可逆性抑制(酶与抑制剂非共价结合酶与抑制剂非共价结合)：竞争性抑制竞争性抑制 (与底物与底物竞争活性中心竞争活性中心)非竞争性抑制非竞争性抑制 (不不与底物竞争活性中心与底物竞争活性中心)反竞争性抑制反竞争性抑制必须在一定条件下，这必须在一定条件下，这些酶的前体水解一个或几个特定的肽键致些酶的前体水解一个或几个特定

15、的肽键致使构象发生改变，表现出酶的活性，这种使构象发生改变，表现出酶的活性，这种无活性的前体称为酶原无活性的前体称为酶原.磷酸化与脱磷酸化磷酸化与脱磷酸化（最常见）（最常见）*定义定义同工酶同工酶(isoenzyme)是指催化相同的是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构理化性化学反应，而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。质乃至免疫学性质不同的一组酶。由四个亚基组成。亚基有骨骼肌型（由四个亚基组成。亚基有骨骼肌型（M M型）型）和心肌型（和心肌型（H H型）型）LDH1 LDH1（H4H4）LDH2 LDH2（H3MH3M）LDH3 LDH3（H2M2H2M2）LDH4 L

16、DH4（HM3HM3）LDH5 LDH5（M4M4）它们的电泳速度不同，对同样的底物亲和力它们的电泳速度不同，对同样的底物亲和力也不同。也不同。葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 有氧有氧 无氧无氧 H2O及及CO2 乳酸乳酸 糖异生途径糖异生途径 乳酸、氨基酸、甘油乳酸、氨基酸、甘油 糖原糖原 肝糖原分解肝糖原分解 糖原合成糖原合成 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 核糖核糖 +NADPH+H+淀粉淀粉 消化与吸收消化与吸收 ATP 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段*糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义*糖酵解分为两个阶段糖酵解分为两个阶段*糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部位

17、：胞浆胞浆在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的的过程称之为过程称之为糖酵解糖酵解。由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之，称之为为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。E1:己糖激酶己糖激酶 E2:6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 E3:丙酮酸激酶丙酮酸激酶 NAD+乳乳 酸酸 糖酵解的代谢途径糖酵解的代谢途径GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATP ADP ATPADP1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸

18、丙丙 酮酮 酸酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 NAD+NADH+H+ADP ATP ADP ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 E2E1E3NADH+H+1.是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。2.是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。途径。无线粒体的细胞，如：红细胞无线粒体的细胞，如：红细胞 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞在机体氧供充足时，在机体氧供充足时，葡萄糖彻底氧化葡萄糖彻底氧化成成H2O和和CO2，并释放出，并释放出能量能量的过程。

19、是机的过程。是机体主要供能方式。体主要供能方式。*部位部位：胞液及线粒体胞液及线粒体 第一阶段：酵解途径第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环第三阶段：三羧酸循环 G（Gn）第四阶段：氧化磷酸化第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA CO2 NADH+H+FADH2H2O O ATP ADP TAC循环循环 胞液胞液 线粒体线粒体 丙酮酸进入线粒体，丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰氧化脱羧为乙酰CoA(acetyl CoA)。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+,HSCoA CO2,NADH+H+丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢

20、酶复合体 总反应式总反应式:所有的反应均在所有的反应均在线粒体线粒体中进行。中进行。*概述概述*反应部位反应部位 CoASHNADH+H+NAD+NAD+NADH+H+FADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体酮戊二酸脱氢酶复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶目目 录录目目 录录.关于的特征记忆关于的特征记忆n唯一一次底物水平磷酸化唯一一次底物水平磷酸化n（产生）（产生）n两次连续脱羧反应，生成两次连续脱羧反应，生成n三个限速酶三个限速酶n四次脱氢产生四

21、次脱氢产生9个个n结论：每个乙酰结论：每个乙酰CoA经过一次共经过一次共n生成生成0个个目目 录录2.三羧酸循环的生理意义三羧酸循环的生理意义 n是三大营养物质氧化分解的共同途径；是三大营养物质氧化分解的共同途径；n是三大营养物质代谢联系的枢纽；是三大营养物质代谢联系的枢纽；n为其它物质代谢提供小分子前体；为其它物质代谢提供小分子前体；n为呼吸链提供为呼吸链提供H+e。葡萄糖有氧氧化生成的葡萄糖有氧氧化生成的ATP 反反应应辅辅 酶酶ATP 第第一一阶阶段段葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖-1 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖-1 23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 21,3-

22、二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸NAD+2 3或或2 2*21,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 23-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 1 2 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸2 1 第二阶段第二阶段2 丙酮酸丙酮酸 2 乙酰乙酰CoA2 3 第第三三阶阶段段2异柠檬酸异柠檬酸 2 -酮戊二酸酮戊二酸2 3 2-酮戊二酸酮戊二酸 2 琥珀酰琥珀酰CoA2 3 2琥珀酰琥珀酰CoA 2 琥珀酸琥珀酸2 1 2琥珀酸琥珀酸 2 延胡索酸延胡索酸FAD 2 2 2苹果酸苹果酸 2 草酰乙酸草酰乙酸NAD+2 3 净生成净生成38(或或36)ATP NAD+NAD+NAD+此表按传统方式计算此表按传统方式

23、计算ATP。目前有新的理论，在此不作详述。目前有新的理论，在此不作详述1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 ATP ADP 己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）2.6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 *UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充作葡萄，在体内充作葡萄糖供体。糖供体。UTP 尿苷尿苷 PPPPPi UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄

24、糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖 2Pi+能量能量 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)OHHOOHHOHHOHHOHCH2OHHP P P尿苷尿苷P尿苷尿苷P P糖原糖原n+UDPG 糖原糖原n+1+UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4.-1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合 此步的此步的糖原合酶糖原合酶是限速酶是限速酶*定义定义*亚细胞定位：亚细胞定位：胞胞 浆浆 *肝糖元

25、的分解肝糖元的分解 糖原糖原n n+1 +1 糖原糖原n+1-n+1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸化酶磷酸化酶 1.1.糖原的磷酸解（糖原的磷酸解（限速限速）糖原分解糖原分解(glycogenolysis)习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程。分解成为葡萄糖的过程。1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 .1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 .6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （肝，肾）（肝，肾）葡萄糖葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 糖异生糖异生(glucon

26、eogenesis)是指从非糖是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。*部位部位*原料原料*概念概念 主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸1.丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸 PEP ATP ADP+Pi CO2 GTP GDPCO2 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)，辅酶，辅酶为生物素（反应在线粒体）为生物素（反应在线粒体）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（反应在线粒体、磷酸烯醇式丙酮酸羧

27、激酶（反应在线粒体、胞液）胞液）2.1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 转变为转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 6-磷酸果糖磷酸果糖 Pi 果糖双磷酸酶果糖双磷酸酶 3.6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖磷酸葡萄糖水解为葡萄糖 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 Pi 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶 （一）维持血糖浓度恒定（一）维持血糖浓度恒定 （二）补充肝糖原（二）补充肝糖原 三碳途径三碳途径：指进食后，大部分葡萄糖指进食后，大部分葡萄糖先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳先在肝外细胞中分解为乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再进入肝细胞异生为糖原的过程。化合物，再进入肝细胞异生为

28、糖原的过程。（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）（三）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖）糖异生活跃糖异生活跃有葡萄糖有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】肝肝 肌肉肌肉 循环过程循环过程 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 葡萄糖葡萄糖 酵解途径酵解途径 丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 NADH NAD+乳酸乳酸 乳酸乳酸 NAD+NADH 丙酮酸丙酮酸 糖异生途径糖异生途径 血液血液 糖异生低下糖异生低下没有葡萄糖没有葡萄糖-6磷酸酶磷酸酶【】*概念概念磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖糖及及NADPH+H+，前者再进一步转变成，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷

29、酸果糖的反应过程。的反应过程。（一）为核苷酸的生成提供（一）为核苷酸的生成提供核糖核糖（二）提供（二）提供NADPH作为供氢体参与多种作为供氢体参与多种代谢反应代谢反应 *血糖，血糖，指血液中的葡萄糖。指血液中的葡萄糖。*血糖水平，血糖水平，即血糖浓度。即血糖浓度。正常血糖浓度正常血糖浓度：3.896.11mmol/L 血糖及血糖水平的概念血糖及血糖水平的概念 血血糖糖食食 物物 糖糖 消化，消化，吸收吸收 肝糖原肝糖原 分解分解 非糖物质非糖物质 糖异生糖异生 氧化氧化分解分解 CO2+H2O 糖原合成糖原合成 肝（肌）糖原肝（肌）糖原 磷酸戊糖途径等磷酸戊糖途径等 其它糖其它糖 脂类、氨基

30、酸合成代谢脂类、氨基酸合成代谢 脂肪、氨基酸脂肪、氨基酸 一、血糖来源和去路一、血糖来源和去路主要调主要调节激素节激素降低血糖：胰岛素降低血糖：胰岛素(insulin)升高血糖：胰高血糖素升高血糖：胰高血糖素(glucagon)、糖皮质激素、肾上腺素糖皮质激素、肾上腺素*主要依靠激素的调节主要依靠激素的调节 举例：举例：胰岛素胰岛素 促进葡萄糖转运进入肝外细胞促进葡萄糖转运进入肝外细胞 ；加速糖原合成，抑制糖原分解；加速糖原合成，抑制糖原分解；加快糖的有氧氧化；加快糖的有氧氧化；抑制肝内糖异生；抑制肝内糖异生；减少脂肪动员。减少脂肪动员。体内唯一降低血糖水平的激素体内唯一降低血糖水平的激素 胰

31、岛素的作用机制胰岛素的作用机制:（一）高血糖及糖尿症（一）高血糖及糖尿症1.高血糖高血糖(hyperglycemia)的定义的定义2.肾糖阈的定义肾糖阈的定义临床上将空腹血糖浓度高于临床上将空腹血糖浓度高于7.227.78mmol/L称称为为高血糖高血糖。当血糖浓度高于当血糖浓度高于8.8910.00mmol/L时，超过了时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿糖尿。这一血糖水。这一血糖水平称为平称为肾糖阈肾糖阈。(二）低血糖二）低血糖1.低血糖低血糖(hypoglycemia)的定义的定义2.低血糖的影响低血糖的影响空腹血糖浓度低于空腹血糖浓度低于3.333.8

32、9mmol/L时称为时称为低低血糖血糖。血糖水平过低，会影响脑细胞的功能，从血糖水平过低，会影响脑细胞的功能，从而出现而出现 头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时头晕、倦怠无力、心悸等症状，严重时出现昏迷，称为出现昏迷，称为低血糖休克低血糖休克。一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋一种或多种糖以共价键连接到肽链上的蛋白质。白质。蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质的特性。现为蛋白质的特性。细胞膜、溶酶体、细胞外液细胞膜、溶酶体、细胞外液糖蛋白糖蛋白糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。糖占比例大，约一半以上，具有多糖性质。分布于软骨、结缔组织、角膜基

33、质、关节分布于软骨、结缔组织、角膜基质、关节滑液、粘液、眼玻璃体等组织。滑液、粘液、眼玻璃体等组织。蛋白聚糖蛋白聚糖物质在生物体内进行氧化称物质在生物体内进行氧化称生物氧化生物氧化，主，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成放能量，最终生成CO2 和和 H2O的过程。的过程。糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 CO2和和H2O O2能量能量ADP+PiATP热能热能糖原糖原 三酯酰甘油三酯酰甘油 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰CoA 呼吸链呼吸链 ADP+Pi ATP *生物氧化的一般过程生物氧化的一

34、般过程定义定义代谢物脱下的成对氢原子（代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链呼吸链(respiratory chain)又称又称电子传递链电子传递链(electron transfer chain)。组成组成递氢体和电子传递体（递氢体和电子传递体（2H 2H+2e）目目 录录NADH氧化呼吸链氧化呼吸链 FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链两条主要的呼吸链比较：辅酶辅酶Q是汇合点是汇合点*定义定义氧化磷酸化氧化磷酸化(oxidative p

35、hosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸磷酸化，生成化，生成ATP，又称为，又称为偶联磷酸化偶联磷酸化。底物水平磷酸化底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)是底物分子内部能量重新分是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使布，生成高能键，使ADP磷酸化生成磷酸化生成ATP的的过程。过程。F0 F1 Cyt c Q NADH+H+NAD+延胡索酸延胡索酸 琥珀酸琥珀酸 H+1/2O2+2H+H2O ADP+Pi ATP H+H+H+胞液侧胞液侧 基质侧基质侧+-化学渗透假说详细示意图化学渗透假说

36、详细示意图1.呼吸链抑制剂呼吸链抑制剂 阻断呼吸链中某些部位电子传递。阻断呼吸链中某些部位电子传递。2.解偶联剂解偶联剂使氧化与磷酸化偶联过程脱离。使氧化与磷酸化偶联过程脱离。如：解偶联蛋白如：解偶联蛋白 3.氧化磷酸化抑制剂氧化磷酸化抑制剂 对电子传递及对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用。磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素如：寡霉素 抑制剂抑制剂目目 录录鱼藤酮鱼藤酮粉蝶霉素粉蝶霉素A A异戊巴比妥异戊巴比妥 抗霉素抗霉素A A二巯基丙醇二巯基丙醇 CO、CN-、N3-及及H2S各种呼吸链抑制剂的阻断位点各种呼吸链抑制剂的阻断位点目目 录录 ATP的生成和利用的生成和利用ATP ADP 肌酸肌

37、酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 机械能机械能(肌肉收缩肌肉收缩)渗透能渗透能(物质主动转运物质主动转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)生物体内能量的储存和利生物体内能量的储存和利用都以用都以ATP为中心。为中心。目目 录录分类分类含量含量分布分布生理功能生理功能 甘油三酯甘油三酯 95 95脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1.1.储能供能（储能供能（9.3kcal/g9.3kcal/g）2.2.提供必需脂肪酸（亚油酸、提供必需脂肪酸（亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸）亚麻酸、花生四烯酸）3.3.促脂溶性维生素

38、吸收促脂溶性维生素吸收4.4.热垫作用和保护垫作用热垫作用和保护垫作用5.5.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白糖酯、糖酯、胆胆固醇及其固醇及其酯、磷脂酯、磷脂5 5生物膜、生物膜、神经、神经、血浆血浆1.1.维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2.2.胆固醇可转变成类固醇激素、胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等维生素、胆汁酸等3.3.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白4.IP34.IP3和和DGDG是第二信使是第二信使脂类的分类、含量、分布及生理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能 概念概念：储存于脂肪组织中的三酯酰甘油，：储存于脂肪组织中的三酯酰甘油，被脂肪酶逐步水解为被脂肪酶逐步水解

39、为游离脂肪酸游离脂肪酸及及甘油甘油释放入血供给全身各组织氧化利用的过释放入血供给全身各组织氧化利用的过程。程。三酯酰甘油脂肪酶三酯酰甘油脂肪酶脂肪酶脂肪酶 二酯酰甘油脂肪酶二酯酰甘油脂肪酶 单脂酰甘油酯肪酶单脂酰甘油酯肪酶 脂酰基进入线粒体基质后，从脂酰基进入线粒体基质后，从脂酰基的脂酰基的-碳原子开始，经脱氢、碳原子开始，经脱氢、加水、再脱氢、及硫解等四步酶促加水、再脱氢、及硫解等四步酶促反应，脂酰基断裂产生反应，脂酰基断裂产生1 1分子分子乙酰辅乙酰辅酶酶A A和和1 1分子比原来少两个碳的分子比原来少两个碳的脂酰脂酰辅酶辅酶A A。酮体的生成和利用酮体的生成和利用 酮体：酮体：FAFA在

40、肝脏经在肝脏经 -氧化生成的乙氧化生成的乙 酰酰CoACoA在酶的催化下转变成的在酶的催化下转变成的 三种中间代谢物的总称三种中间代谢物的总称 乙酰乙酸乙酰乙酸 -羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮肝、肾及小肠粘膜为氧化甘油的主要组织肝、肾及小肠粘膜为氧化甘油的主要组织肌肉、脂肪细胞中激酶活性很低肌肉、脂肪细胞中激酶活性很低甘油的氧化甘油的氧化脂肪酸脂肪酸合成小结：部位：部位：胞液胞液（肝肝和和脂肪组织脂肪组织）、原料；原料；乙酰乙酰CoACoA，NADPH酶系：酶系：FA FA合成酶系合成酶系限速酶：限速酶：乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶酰基载体：酰基载体：ACP-SH ACP-SH一次循环一次循环

41、：缩合、加氢、脱水、加氢，延长缩合、加氢、脱水、加氢，延长2C 2C 合成方向：合成方向：-CH-CH3 3 -COOH -COOH供氢体：供氢体：NADHP+H+NADHP+H+糖供糖供终产物：终产物：软脂酸软脂酸CH2O-C-R1 R2C-O-CH CH2O-P-OX O OOH O OO O组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构：结构：功能功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。的磷脂双分子层。常为花生四烯酸常为花生四烯酸 =胆碱、水、乙醇胺、胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、丝氨酸、甘油、肌醇、

42、磷脂酰甘油等磷脂酰甘油等 甘油磷脂的组成，结构和功能磷脂的组成，结构和功能血浆脂蛋白 血浆中含有的脂类统称为血酯；包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯和游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)。血脂都是以血浆脂蛋白的形式存在并运输的，脂蛋白由脂类与载脂蛋白结合而形成。电 泳 法 脂蛋白（LP），泳动最快前脂蛋白(pre LP)脂蛋白(LP)乳糜微粒(CM)，停留在点样的位置上 超速离心法 高密度脂蛋白 (HDL)低密度脂蛋白 (LDL)极低密度脂蛋白 (VLDL)乳糜微粒 (CM)乳糜微粒（CM）在小肠粘膜细胞中生成，主要功能就是将外源性甘油三酯转运至脂肪、心和肌肉等肝外组织而利用，同

43、时将食物中外源性胆固醇转运至肝脏；（2）极低密度脂蛋白(VLDL)VLDL主要在肝脏内生成，VLDL是体内转运内源性甘油三酯的主要方式；（3）低密度脂蛋白(LDL)LDL由VLDL转变而来，功能是将肝脏合成的内源性胆固醇运到肝外组织，保证组织细胞对胆固醇的需求。（4）高密度脂蛋白(HDL)HDL在肝脏和小肠中生成，主要功能是将肝外细胞释放的胆固醇转运到肝脏，这样可以防止胆固醇在血中聚积，防止动脉粥样硬化。1.维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补2.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉

44、）、物质转运（载体）、凝血（凝动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。血系统）等。3.氧化供能氧化供能人体每日人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有给的氨基酸，共有8种：种：“一家借两三本书来一家借两三本书来”蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其指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。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。蛋白质消化的生理意义蛋白质消化

45、的生理意义 由大分子转变为小分子，便于吸收。由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。毒性反应。消化过程消化过程 （一）胃中的消化作用（一）胃中的消化作用胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pH为为1.52.5，对蛋白质肽键作，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶+多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)（二）小肠中的消化（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。小肠是蛋白质消化的主要部位。1.

46、胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶内肽酶(endopeptidase)外肽酶外肽酶(exopeptidase)吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：耗能的主动吸收过程吸收机制：耗能的主动吸收过程 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用消化产物所起的作用腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪

47、酸及维生素等可吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)定义定义指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基脱氨基方式方式氧化脱氨基氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基 转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联（一）经氨基化生成非必需氨基酸（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类（二）转变成糖及脂类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙

48、氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨

49、酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨

50、基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类（三）氧化供能（三）氧化供能-酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化和氧化磷酸化彻底氧化为彻底氧化为H2O和和CO2，同时生成，同时生成ATP。（一）生成部位（一）生成部位主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中。的线粒体