教學課件·生物化學

1、生 物 化 學（biochemistry）第一章 緒論 生物化學的概念、任務 生物化學的發(fā)展生物化學與藥學 學習方法 認識生物化學人為什么要吃飯？這些物質(zhì)進入體內(nèi)如何轉(zhuǎn)化？我們每天吃什么？糖脂肪蛋白質(zhì)維生素第一節(jié) 生物化學的概念、任務第一章 緒論 生物化學生物化學（生命的化學）對象工具 化學構成物的化學組成、理化性質(zhì)、結(jié)構與功能的關系物質(zhì)在體內(nèi)的變化規(guī)律靜態(tài)生物化學動態(tài)生物化學1、靜態(tài)生物化學 -生物體的化學組成、分子結(jié)構、理化性質(zhì)、結(jié)構與功能的關系。 水無機物 無機鹽 蛋白質(zhì)氨基酸（肽鍵） 核 酸核苷酸（磷酸二酯鍵）有機物 脂 類脂肪酸+甘油 糖 類單 糖（糖苷鍵）一、生物化學的研究內(nèi)容第一

2、章 緒論2、動態(tài)生物化學 -物質(zhì)代謝及其調(diào)控研究物質(zhì)代謝的過程、在代謝過程中能量的轉(zhuǎn)換和代謝調(diào)節(jié)規(guī)律。由機體的調(diào)節(jié)控制機制完成的。若物質(zhì)代謝發(fā)生紊亂則可引起疾病。 三、生物化學的研究內(nèi)容第一章 緒論第二節(jié) 生物化學的發(fā)展一、古代生化的應用 1.飲食：酒、麥芽糖、醋、醬的制作（酶） 第一章 緒論2.醫(yī)藥：地方性甲狀腺腫（癭?。?腳氣病 夜盲癥（雀目 ）二、近代生化的發(fā)展分為三個階段： 初期階段 蓬勃發(fā)展階段 分子生物學時代案例1、人類基因組計劃(human genome project, HGP) 1990年啟動，耗時10年；由美、英、法、德、日和我國共同參與；為30多億個堿基對構成的人類基因組

3、精確測序，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。人類基因草圖的完成，為基因診斷、基因治療及基因工程藥物的開發(fā)創(chuàng)造了前提。 第一章 緒論案例2、基因工程（DNA重組技術）第一章 緒論把某種生物的遺傳物質(zhì)分離出來，在體外進行切割、拼接和重組，然后導入另一更易生長、繁殖的受體細胞中，進行正常的復制和表達，改變他們的遺傳性能，從而獲得新物種的一種嶄新技術 。轉(zhuǎn)基因動植物：抗蟲西紅柿、生長迅速的鯽魚等；克隆：綿羊多利基因重組制成的藥物，如基因工程胰島素、基因乙肝疫苗等。 1937年，英國生物化學家克雷布斯（Krebs）發(fā)現(xiàn)三羧酸循環(huán),獲1953年諾貝爾生理學獎。1、生化發(fā)展中的

4、重大事件案例第一章 緒論1953年，沃森-克里克（Watson-Crick）確定DNA雙螺旋結(jié)構，獲1962年諾貝爾生理、醫(yī)學獎。案例1955年，英國生物化學家桑格爾（Sanger）確定牛胰島素結(jié)構，獲1958年諾貝爾化學獎。1980年，桑格爾和吉爾伯特（Gilbet）設計出測定DNA序列的方法，獲1980年諾貝爾化學獎。1965年結(jié)晶牛胰島素人工合成，是世界上第一個具有全部生物活性的蛋白質(zhì)人工合成豬胰島素X射線晶體0.25nm及0.18nm的分析研究，表明我國生物大分子的X射線晶體結(jié)構研究跨入了世界先進行列。1981年首先人工合成了具有生物活性的酵母tRNAAla。2、我國在生化方面的重要成

5、就案例第一章 緒論在醫(yī)學上，與疾病的病因、診斷和治療有關。從生化角度來說，代謝過程的紊亂即表現(xiàn)為疾病。 測定血糖濃度和糖耐量曲線（糖尿?。?； 血清中酸性磷酸酶活性增大（前列腺癌）； 堿性磷酸酶活性增大（骨癌） ； 血清和尿中淀粉酶活性增大（急性胰腺炎）。在預防醫(yī)學上，適當?shù)臓I養(yǎng)可預防、治療疾病。 第三節(jié) 生物化學與藥學第一章 緒論第三節(jié) 生物化學與藥學與其它專業(yè)課： 微生物發(fā)酵- 藥理學- 藥物化學 藥劑學-生化藥物：用生物化學理論和技術從生物資源制取的具有治療作用的生物活性物質(zhì)。 腦磷脂、卵磷脂；胃蛋白酶、膠原蛋白酶；人血白蛋白、免疫球蛋白、人胰島素、疫苗； 第一章 緒論第三節(jié) 生物化學與藥

6、學發(fā)酵工業(yè)：利用微生物的菌體或代謝產(chǎn)物以制備化工、醫(yī)藥等方面的產(chǎn)品，同時還可以進一步用人工方法來改變微生物的代謝途徑，使其按照人們的需要進行生產(chǎn)，以提高產(chǎn)量或生產(chǎn)新品種。農(nóng)業(yè)方面：殺蟲農(nóng)藥就是根據(jù)對酶的抑制作用來設計的，如有機磷農(nóng)藥就是膽堿酯酶抑制劑，核苷酸對農(nóng)作物具有增產(chǎn)作用等。第四節(jié) 學習方法必須預習。抓住特點，建立以生物功能為軸線的思維體系。循序漸進，前后聯(lián)系。歸納對比：概念性描述性的內(nèi)容居多，很少有推導性或計算性的內(nèi)容，因此，它不同于理科而更近似于文科，記憶的東西多 。第一章 緒論蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構蛋白質(zhì)的性質(zhì)第二章 蛋白質(zhì)的化學Protein蛋白質(zhì)的化學組成蛋白

7、質(zhì)類藥物的工業(yè)生產(chǎn)蛋白質(zhì)-由20種基本氨基酸組成的、具有復雜的結(jié)構和一定生理功能的大分子物質(zhì) 。第二章 蛋白質(zhì)的化學第一節(jié) 蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎蛋白質(zhì)的主要功能：結(jié)構功能-例如：膜蛋白、糖蛋白催化功能-例如：酶運輸、貯存功能-例如：血紅蛋白、肌紅蛋白運動功能-例如：肌球蛋白和肌動蛋白免疫功能-例如：抗體代謝調(diào)節(jié)功能-例如：激素 總之，人的皮膚、頭發(fā)、肌肉、骨骼、韌帶、血液等都是由蛋白質(zhì)組成的。第二節(jié) 蛋白質(zhì)的化學組成 一、蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的N含量比較接近而恒定，平均為16% 。蛋白質(zhì)含量 = 氮的含量 6.25其他（磷、銅、鐵、鈷、錳、鉬）例題: 通過凱氏定氮法測得某細菌培養(yǎng)物的N含量

8、為1.25g, 問該細菌中蛋白質(zhì)含量為多少?三鹿奶粉事件牛奶和奶粉添加三聚氰胺，主要是提升蛋白質(zhì)含量指標 。三聚氰胺白色結(jié)晶粉末，沒有氣味和味道;含氮量為66 嬰幼兒產(chǎn)生腎結(jié)石 氨基酸-含有氨基的羧酸，即羧酸分子中- 碳原子上的一個氫原子被氨基取代。 二、蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸酸、堿或酶水解 蛋白質(zhì)氨基酸H-C-C-C-C-COOHHHHHHHHHNH2HHHHHHHNH2H-C-C-C-C-COOH氨基酸的結(jié)構通式結(jié)構特點不變部分脯氨酸是-亞氨基酸。側(cè)鏈R不同，代表不同的氨基酸。除甘氨酸外的氨基酸都有旋光性。天然蛋白質(zhì)都是L-氨基酸?？勺儾糠指鶕?jù)側(cè)鏈R的結(jié)構： 脂肪族、芳香族、雜環(huán)（亞

9、）氨基酸根據(jù)側(cè)鏈R的極性： 非極性氨基酸（ R疏水） 極性氨基酸氨基酸的分類極性非電離（ R有極性但不電離）酸性氨基酸（ R含羧基）堿性氨基酸（ R含堿性基團）氨基酸的分類酸性氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸。堿性氨基酸：賴氨酸、精氨酸和組氨酸。極性非電離氨基酸：甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺。非極性疏水氨基酸：丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸和甘氨酸 必需氨基酸 體內(nèi)不能生成的，必需從食物中供給 。賴氨酸、纈氨酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、色氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸8種：一 家 寫 兩 三 本 書 來一、肽鍵：-氨基與-羧基脫

10、水縮合形成的鍵 第三節(jié) 肽又稱酰胺鍵，屬于共價鍵。氨基酸之間通過肽鍵連接。氨基酸殘基：蛋白質(zhì)分子中氨基酸已脫水，結(jié)構不完整。 肽平面：肽鍵中的4個原子和它相鄰的兩個C 處于同一個平面上。C NO-H+CC肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)；N-C和C-C鍵都可以旋轉(zhuǎn)。二、肽：氨基酸通過肽鍵連接起來的化合物。 二肽、三肽： 寡肽（10個） 多肽（10個），也叫多肽鏈N末端多肽鏈C 末端肽鏈寫法：游離-氨基在左，-羧基在右。主鏈，側(cè)鏈三、生物活性肽生物體內(nèi)有許多游離的肽，具有很強的生物活性：谷胱甘肽：激素：催產(chǎn)素、加壓素（9肽 ）腦啡肽：高等動物腦中，有鎮(zhèn)痛作用，比嗎啡強，且不會使人上

11、癮。 骨骼?。杭‰?鵝膏覃堿：毒蘑菇中的多肽 2G-SH還原型G-S-S-G氧化型-2H+2H多肽鏈多肽鏈卷曲、折疊空間結(jié)構蛋白質(zhì)的結(jié)構層次： 一級結(jié)構-多肽鏈 二級結(jié)構 三級結(jié)構 四級結(jié)構第四節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構空間結(jié)構一、蛋白質(zhì)分子中重要的化學鍵 氫鍵：鹽鍵（離子鍵）：NH+3 -OOC疏水鍵：疏水基團為了避開水相而相互接近的趨勢。范德華力：分子間靜電引力共價鍵次級鍵肽鍵二硫鍵：-S-S-氫鍵二、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構定義：多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。化學鍵：肽鍵和二硫鍵，都是共價鍵。舉例：人胰島素結(jié)構三、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構主要研究多肽鏈的走向及各原子和基團在空間的排列分布。包括二級、三級和四級

12、結(jié)構 （一）二級結(jié)構定義：多肽鏈主鏈螺旋或折疊所成的空間結(jié)構。主要形式：-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲；主要化學鍵：氫鍵；（1）-螺旋右手螺旋；螺旋一周，含3.6個氨基酸殘基;肽鏈內(nèi)形成氫鍵。R側(cè)鏈均伸向螺旋外側(cè)。穩(wěn)定因素：鏈內(nèi)氫鍵的形成影響因素：R基的空間形狀、大小、電荷； 思考： 1.為什么肽鏈中出現(xiàn)脯氨酸就中斷-螺旋？ 2.為什么側(cè)鏈帶電荷及側(cè)鏈基團過大的氨基酸不易形成-螺旋？ 頭發(fā)結(jié)構：3或7個-螺旋互相擰在一起，形成三股或七股的螺旋索，彼此以二硫鍵交聯(lián)在一起。燙發(fā)：頭發(fā)經(jīng)含有使二硫鍵還原的試劑處理后，使原來的二硫鍵打開，形成還原性的-SH，再使用氧化劑處理，形成錯接的新的二硫鍵，導

13、致頭發(fā)彎曲成卷。 生物體的毛、角、甲殼的-角蛋白是-螺旋。案例（2）-折疊-折疊是肽鏈主鏈中肽平面折疊呈鋸齒狀的構象。 -pleated sheet 1、相鄰的肽鏈平行排列，通過氫鍵連接。 2、側(cè)鏈R上下交替分布。 4、相鄰排列的兩條鏈走向相同時，叫順向平行，反之，逆向平行。 一定條件下-螺旋可轉(zhuǎn)化為-折疊多肽鏈180回折 ，形成發(fā)夾形狀。氫鍵是主要的次級鍵。N1CHCC2CHNHO=C3CHNC4CHNRRHOHRROHO（）-轉(zhuǎn)角（-turn）(4) 無規(guī)則卷曲：指沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構。（二）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構在二級結(jié)構基礎上，肽鏈的側(cè)鏈基團在空間進一步盤繞、折疊形成的結(jié)構。三級結(jié)構特

14、點: 三級結(jié)構近似球形；“親水表面，疏水核”；疏水鍵是驅(qū)動力；具有三級結(jié)構的蛋白質(zhì)有生物活性;化學鍵：疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力.肌紅蛋白的三級結(jié)構（三）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構由兩條或多條各自具有三級結(jié)構的肽鏈通過非共價鍵連接起來的結(jié)構形式。主要是次級鍵：疏水鍵、氫鍵、鹽鍵和范德華力每條具有獨立三級結(jié)構的肽鏈稱為亞基或亞單位蛋白質(zhì)結(jié)構的形成 一級結(jié)構 二級結(jié)構 三級結(jié)構 四級結(jié)構 化學鍵 肽鍵 氫鍵為主 疏水鍵為主 疏水鍵為主 重點 aa排列順序 螺旋 一條多肽鏈中 2條或以上多 折疊 R基團作用 肽鏈作用共價鍵次級鍵 肽鍵 一級結(jié)構氫鍵二硫鍵疏水鍵鹽鍵范德華力化學鍵二、三、四級結(jié)構三、四級結(jié)構

15、二硫鍵 氫鍵、鹽鍵 氫鍵、鹽鍵（一）蛋白質(zhì)一級結(jié)構與功能的關系四、蛋白質(zhì)結(jié)構與功能的關系1、種屬差異不同氨基酸對維持蛋白質(zhì)生理功能所起的作用不同：一級結(jié)構中關鍵部位相同，功能也相同；關鍵部位變化，功能也隨之變化。如不同種屬的胰島素。 人胰島素A鏈的8、9、10和B鏈30位屬于非關鍵部位 2、分子病蛋白質(zhì)分子一級結(jié)構的氨基酸排列順序與正常有所不同的遺傳病。糖尿?。?鐮刀形貧血病胰島素B鏈第24位的氨基酸：正常人：苯丙氨酸糖尿?。毫涟彼嵫t蛋白鏈的N-末端第六位殘基 （二） 蛋白質(zhì)空間結(jié)構與功能的關系蛋白質(zhì)的空間結(jié)構決定其生物學功能，空間結(jié)構發(fā)生變化，其功能活性也隨之改變。肌紅蛋白與血紅蛋白核糖核

16、酸酶在變性后正常三維結(jié)構被破壞，生物活性喪失；用透析法除去變性劑后，其生物活性恢復。 五、蛋白質(zhì)的分類（2）依據(jù)分子形狀分類球狀蛋白質(zhì)： 球形或橢圓形，可溶，有特異生物活性：血紅蛋白、肌紅蛋白。纖維狀蛋白質(zhì)： 纖維狀，生物體組織的結(jié)構材料（角蛋白），大多數(shù)不溶。（1）依據(jù)組成分類單純蛋白質(zhì)：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、精蛋白結(jié)合蛋白質(zhì)：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白 第五節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)兩性解離變性膠體性質(zhì)沉淀顏色反應紫外吸收目的：利用蛋白質(zhì)的性質(zhì)，進行分離純化及藥物生產(chǎn)。兩性解離 ：蛋白質(zhì)在一定條件下可酸性、堿性電離；可電離基團：-氨基、-羧基、側(cè)鏈上的咪唑基、胍基等 蛋白質(zhì)的電離情況與

17、溶液PH值有關：一、蛋白質(zhì)的兩性解離 負離子 兩性離子 正離子 （pHpI） （pH=pI ） （pHpI時，氨基酸以_離子形式存在。概念：蛋白質(zhì)分子由于受物理和化學因素的影響，空間結(jié)構發(fā)生改變或被破壞，致使理化性質(zhì)有所改變和生物學功能喪失。變性因素1、物理因素：加熱、紫外線、高壓等。2、化學因素：強酸（堿）、重金屬鹽、乙醇。二、蛋白質(zhì)的變性變性的特點：次級鍵被破壞，使空間結(jié)構發(fā)生變化，但保留一級結(jié)構。溶解度降低，粘度增加，易被蛋白酶水解二、蛋白質(zhì)的變性舉例：豆腐制做：大豆?jié)馊芤杭訜峒欲}變性凝固；化驗血清中非蛋白質(zhì)成分；檢驗尿中的蛋白質(zhì)；高溫消毒。 隨年齡增大皮膚變粗糙、干燥；白內(nèi)障；植物種子

18、放久后失去發(fā)芽能力。 蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性： 1）水化層：蛋白質(zhì)表面帶有很多親水基，對水有較強的吸引力，形成一層水膜，從而相互隔開，不易聚集沉淀。 2）電荷層：蛋白質(zhì)在偏離等電點時帶同種電荷，同性電荷相斥，也不易聚集沉淀。 +三、蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)蛋白質(zhì)分子顆粒在1100nm之間，溶于水后形成膠體溶液。蛋白質(zhì)分子大，不易透過半透膜，可用透析的方法分離。四、 蛋白質(zhì)的沉淀蛋白質(zhì)分子聚集而從溶液析出。主要原因：水化膜和電荷層遭到破壞。 1. 鹽析：（NH4）2SO4 （破壞水膜、電荷）2. 有機溶劑：酒精、甲醇（破壞水膜） 3.加重金屬鹽：蛋白質(zhì)帶負電時，可與重金屬離子Pb2+、Hg2+、Cu2

19、+等形成不溶性蛋白鹽而變性沉淀。 重金屬鹽中毒，服用牛乳或雞蛋清。紅汞溶液消毒滅菌 4. 加生物堿試劑：單寧酸、三氯乙酸沉淀方法單寧酸：尿蛋白的檢查試劑柿石癥：三氯乙酸：檢查中草藥中有無雜蛋白。蛋白質(zhì)帶正電荷時，與這些酸的帶負電荷基團結(jié)合而發(fā)生不可逆沉淀反應。 討論1： 為什么醫(yī)院里用高溫蒸煮、照射紫外線、噴灑苯酚溶液、在傷口處涂抹酒精溶液等方法來消毒殺菌？討論2： 為什么生物實驗室用甲醛溶液（福爾馬林）保存動物標本？ 討論3： 為什么在農(nóng)業(yè)上用波爾多液（由硫酸銅、生石灰和水制成）來消滅病蟲害？ 五、蛋白質(zhì)的顏色反應茚三酮反應 藍紫色雙縮脲反應NaOH、CuSO4 紫紅色（二個以上肽鍵）酚試劑

20、反應 藍色 六、蛋白質(zhì)的紫外吸收色氨酸和酪氨酸在280nm波長處有紫外吸收峰。遠紫外220-360760 紅外 紫外可見光吸收值與蛋白質(zhì)濃度成正比。第六節(jié) 蛋白質(zhì)的分離與純化一、蛋白質(zhì)的提取 將細胞破碎（超聲波、攪拌器、高壓擠壓等），用適當溶劑提取提取。二、分離（一）以溶解度為依據(jù)的方法 1、鹽析法 2、低溫有機溶劑沉淀法 3、等電點法（二）以分子大小和形狀為依據(jù)的方法 1、透析法 2超濾法 3凝膠過濾法 凝膠過濾法分子量大的蛋白質(zhì)通過凝膠顆粒之間大孔隙排出，流程短，速度快，先流出來；小分子進入顆粒內(nèi)部再擴散出來，流程長，速度慢，最后流出。 （三）以電離性質(zhì)為依據(jù)的方法 1電泳法 2離子交換層

21、析：帶電荷的離子交換劑吸附與它帶相同電荷的蛋白質(zhì)離子。（四）親和層析法 蛋白質(zhì)可與某些相對應的化合物特異結(jié)合，這些物質(zhì)稱為配基。如抗原與抗體、酶與底物。 將配基連到不溶性載體上，裝入層析柱，將混合液倒入，能與配基特異結(jié)合的蛋白質(zhì)被吸附，其他組分直接流出。核 酸 的 化 學第3章 核酸的化學 核酸的化學組成核酸的分子結(jié)構 核酸的理化性質(zhì) 核酸的提取、分離 一、核酸簡介1909年Levene.P.A發(fā)現(xiàn)酵母核酸含有核糖，以后又發(fā)現(xiàn)脫氧核糖，正確指出了核苷、核苷酸的分子結(jié)構。核酸-生物體內(nèi)的生物大分子，是生物遺傳的物質(zhì)基礎。核酸的發(fā)現(xiàn)簡史-1868年米歇爾從膿細胞核中分離出核素（核蛋白）；1889年

22、 Altman制備了不含蛋白的核素，定名為核酸；Kessel等研究了核酸的化學組成，分離出四種堿基；1944年，科學家通過DNA可以把一個細菌的性狀轉(zhuǎn)移給另一個細菌，證明了核酸是遺傳信息的攜帶者。核酸的應用（1）核酸類衍生物可抑制病原核酸與蛋白質(zhì)的合成，從而抑制了癌細胞與病毒的進一步增殖。 如對病毒引起的天花、狂犬病和乙型腦炎等 1、核酸類衍生物可作為抗病毒、抗癌藥物。日本開發(fā)出了治療白血病的人造核酸。它就像一把剪刀，可發(fā)現(xiàn)引起白血病的遺傳基因并將其剪除，將來有望成為治療白血病的主要藥物。核酸的應用（2）通過遺傳工程，可用人工方法改組DNA，可以定向改變遺傳特性，還可以跨越種屬界限，從而有可能

23、創(chuàng)造出新型的生物品種。 如利用大腸桿菌生產(chǎn)胰島素、干擾素等2、遺傳工程人類基因組計劃一、 核酸的種類與分布種類分布功能脫氧核糖核酸（DNA）細胞核儲存遺傳信息核糖核酸（RNA）細胞質(zhì)傳遞遺傳信息，參與蛋白質(zhì)合成 核酸 核苷酸 核苷磷酸 堿基嘌呤堿 或 嘧啶堿 戊糖 核糖 或 脫氧核糖二、核酸的化學組成水解核酸的基本結(jié)構單位是核苷酸例、RNA 和DNA 徹底水解后的產(chǎn)物是 A 核糖相同,部分堿基不同 B 堿基相同,核糖不同 C 堿基不同,核糖不同 D 堿基不同,核糖相同 DNA和RNA的化學組成RNA DNA堿基A G C UA G C T戊糖核糖脫氧核糖磷酸磷酸磷酸核苷酸的結(jié)構堿基戊糖磷酸核苷

24、酸核苷糖苷鍵磷酸酯鍵核苷酸組成DNA的核苷酸-脫氧核苷酸 （dAMP、dCMP、dGMP、dTMP） 組成RNA的核苷酸- 核苷酸 (AMP、CMP、GMP 、UMP )三、核苷酸的衍生物 1、多磷酸核苷酸：腺嘌呤核苷酸（一磷酸核苷）AMP二磷酸核苷酸ADP三磷酸核苷酸ATP+磷酸+磷酸高能磷酸鍵ATP的性質(zhì)末端含有兩個高能磷酸鍵。具有很高的水解自由能，習慣上稱為高能鍵，通常用“”表示。水解時, 可以釋放出大量自由能。ATP分解為ADP或AMP時釋放出大量的能量，這是生物體主要的供能方式。 核苷三磷酸的生理作用： ATP：能量儲存和利用的中心； UTP：參與糖原的合成 CTP：參與脂肪和磷脂的

25、合成 GTP：參與蛋白質(zhì)合成 其他的：核苷二磷酸：GDP、CDP、UDP核苷三磷酸： GTP、CTP、UTP，是合成RNA的原料；脫氧核苷二磷酸：dADP、dGDP、dTDP、dCDP脫氧核苷三磷酸：dATP、dCTP、dGTP、dTTP，是合成DNA的原料。2、輔酶類核苷酸 輔酶（NAD） 輔酶（NADP） 黃素單核苷酸（FMN） 黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）都屬于核苷酸類衍生物，在生物氧化過程中參與氫和某些化學基團的傳遞，在糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝中起著重要的作用。 二級結(jié)構三級結(jié)構一級結(jié)構第二節(jié) 核酸的分子結(jié)構一、DNA的分子結(jié)構核苷酸的排列順序 雙螺旋結(jié)構 超螺旋 堿基堆積力氫鍵 3-5磷

26、酸二酯鍵 連接方式: 3-5磷酸二酯鍵1、DNA的一級結(jié)構脫氧核苷酸的3-羥基5-磷酸脫水縮合多核苷酸鏈具有方向性： 5末端-磷酸基團3末端-羥基交替的戊糖和磷酸基團形成核苷酸鏈的主鏈；堿基可看成是側(cè)鏈；不同核苷酸鏈的區(qū)別就在于堿基組成的不同。2、 DNA的二級結(jié)構：雙螺旋兩條鏈，反平行，右手螺旋。堿基在雙螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸與脫氧核糖在外側(cè)。雙螺旋的直徑2nm。堿基之間軸向距離0.34nm，每圈螺旋含10個核苷酸。堿基互補原則：雙鏈同一水平的一對堿基依靠氫鏈結(jié)合在一起。A和T間二個氫鍵，G和C間三個氫鍵。 穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構的因素堿基堆積力。堿基配對的氫鍵。離子鍵：磷酸基上負電荷與介質(zhì)中的陽離子形成

27、的，中和了磷酸基上負電荷間的斥力，有助于DNA穩(wěn)定。3、 DNA的三級結(jié)構DNA雙螺旋鏈的扭曲或再次螺旋-超螺旋。原核生物：環(huán)狀DNA可形成超螺旋。真核生物DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成核小體而使兩端固定，也可形成超螺旋。二、RNA的分子結(jié)構 天然RNA是單鏈線形分子。戊糖為D-核糖?；緣A基：腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胞嘧啶C、尿嘧啶U。稀有堿基?；締挝缓塑账?。（一）RNA分子的組成（二） RNA的一級結(jié)構核苷酸的排列順序3 -5 磷酸二酯鍵5末端-磷酸基團3末端-羥基 （三） RNA的二級結(jié)構 RNA分子是一條單鏈。 通過自身回折使可以配對的堿基相遇，形成氫鍵。由雙螺旋區(qū)和環(huán)狀突起構成。 tRNA的二級

28、結(jié)構（四）tRNA的三級結(jié)構tRNA的二級結(jié)構在空間伸展，形成倒“L”型的三維空間立體結(jié)構。 第三節(jié) 核酸的理化性質(zhì)（一）核酸的分子量 DNA的分子量一般為1061010。 RNA的分子大小不同，在數(shù)百至數(shù)百萬之間。 DNA溶液的粘度極高，變性后粘度降低。（二）核酸的粘度（四）核酸的酸堿性質(zhì) 為兩性電解質(zhì)，有等電點。通常表現(xiàn)為酸性。磷酸根負離子可與金屬離子成鹽，增加溶解度。在PH411之間堿基對最穩(wěn)定。（五）核酸的紫外吸收核酸的堿基具有共扼雙鍵，在260nm處有紫外吸收峰。（三）核酸的溶解性核酸是極性化合物，微溶于水，不溶于有機溶劑。RNA溶于稀氯化鈉溶液，DNA溶于濃的氯化鈉溶液。 （六）核

29、酸的變性核酸三維結(jié)構受到破壞；變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂，一級結(jié)構不變。變性的因素：加熱、過高或過低的PH、有機溶劑等 。（七）核酸的復性與分子雜交復性：在適當條件下，變性核酸的互補鏈重新締合成雙螺旋的過程。分子雜交：復性時，各片段只要有相同的堿基彼此互補，就可重新形成雙螺旋。 （DNA - DNA， RNA - RNA ，DNA - RNA ）DNA的變性與復性高溫變性緩慢冷卻急速冷卻熱復性復性失敗核酸的雜交示列核酸分子雜交的應用1.研究DNA分子中某一種基因的位置2.定兩種核酸分子間的序列相似性第四節(jié) 核酸的提取、分離和定量測定 核酸提取的一般原則：核蛋白的提?。―NP溶于濃NaCI，R

30、NP溶于稀NaCI）蛋白質(zhì)的去除：變性法、酶解法分離純化（分離出不同形狀、不同分子量的核酸）設計實驗方案： 核酸的分離、純化核酸的含量測定 定磷法： 無機磷，在鉬酸及還原劑作用下生成鉬藍。鉬藍在660nm處有最大吸收。 定糖法 1、核糖 糠醛 ，與地衣酚 深綠色化合物 ，670nm2、脫氧核糖 w-OH-酮戊醛，與二苯胺藍色化合物,595nm紫外吸收法核酸對260 nm左右的紫外光有最大吸收。兩種最重要的生物大分子比較蛋白質(zhì) 核酸組成單位 氨基酸 核苷酸組成單位 20種 A、C 、G 、T (DNA)的種類 A、C 、G 、U (RNA)連接方式 肽鍵 磷酸二酯鍵一級結(jié)構 AA排列順序 堿基序

31、列空間結(jié)構 二、三、四級結(jié)構 雙螺旋、超螺旋 功能 生命活動 遺傳信息貯存、傳遞、 直接執(zhí)行者 表達,決定蛋白結(jié)構第四章 酶（enzyme）一、酶的概念（The concept of enzyme）： 酶是活細胞產(chǎn)生的，對其特異底物具有高效 催化功能的一類生物分子，所以又稱為生物催 化（Biocatalysts） 。包括蛋白質(zhì)類酶和核酶。蛋白質(zhì)類酶（enzyme）：是活細胞產(chǎn)生的、對其特異底物起高效率催化作用的蛋白質(zhì)。 核酶（ribozyme）：是具有高效、特異催 化作用的核酸（RNA）。 第一節(jié) 概論酶學研究簡史公元前兩千多年，我國已有釀酒記載。 一百余年前，Pasteur認為發(fā)酵是酵母細胞

32、生命活動的結(jié)果。 1877年，Kuhne首次提出Enzyme一詞。 1897年，Buchner兄弟用不含細胞的酵母提取液，實現(xiàn)了發(fā)酵。 1926年，Sumner首次從刀豆中提純出脲酶結(jié)晶。 1982年，Cech首次發(fā)現(xiàn)RNA也具有酶的催化活性，提出核酶(ribozyme)的概念。 1995年，Jack W.Szostak研究室首先報道了具有DNA連接酶活性DNA片段，稱為脫氧核酶(deoxyribozyme)。二、 酶的催化特性酶的特性：1、作為生物催化劑的特性（1）用量少而催化效率高；（2）不改變化學反應的平衡點；（3）降低反應的活化能；2、高效性酶催化反應的速率閉菲催化反應高108-102

33、0倍比其它催化反應高107-1013倍。3、專一性酶只對某一反應或某一類反應具有催化作用。4、酶活性的可調(diào)控性5、不穩(wěn)定性三、酶的命名和分類 1961年國際酶學委員會（enzyme commission）提出的酶的命名和分類方法。 （一）命名 1系統(tǒng)名稱（systematic name） （1）標明底物，催化反應的性質(zhì) G-6-PF-6-P G-6-P異構酶 例:（2）兩個底物參加反應時應同時列出，中間用冒號（:） 分開。如其中一個底物為水時，水可略去。 例1： 丙氨酸+-酮戊二酸 谷氨酸+丙酮酸 丙氨酸:-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶 例2： 脂肪+H2O 脂酸+甘油 脂肪水解酶 2習慣名稱（reco

34、mmended name） （1）底物 （2）反應性質(zhì) （3）底物，反應性質(zhì) （4）來源或其它特點 （二）酶的分類：1、氧化還原酶2、轉(zhuǎn)移酶類3、水解酶類4、裂合酶類5、異構酶類6、連接酶類第二節(jié) 酶的結(jié)構特定與催化機制一、酶的化學本質(zhì)大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)，有少數(shù)的是核酸。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，按其組成分為： 結(jié)合酶(conjugated enzyme) : 結(jié)合酶蛋白質(zhì)部分 + 非蛋白質(zhì)部分 （酶蛋白 （輔助因子 apoenzyme） cofactor)二、酶的分子組成： 人體內(nèi)大部分的酶類都是結(jié)合蛋白酶。 單純酶（simple enzyme) :完全由氨基酸組成。全酶= Metal ion （

35、金屬離子)Small molecular organics 小分子有機物輔酶輔基酶蛋白+輔助因子酶蛋白與輔助因子結(jié)合形成的復合物稱為全酶。 輔酶(Coenzyme):與酶的結(jié)合比較松散，可用透析或超濾的方法可 以除去。 輔基(Prosthetic group):與酶的共價結(jié)合比較緊密，不能用透析或超 濾的方法除去。 酶蛋白的作用：決定酶的特異性，即底物的選擇性，但 單純的酶蛋白無催化功能。輔助因子：是金屬離子及小分子有機化合物。輔助因子的作用：決定酶所催化的反應類型與性質(zhì)，在 反應過程中，直接參與電子、原子或某些化學基團的傳遞或連接作用。 全酶（chole enzyme）：酶蛋白和輔助因子結(jié)合

36、形成的復合物，只有全酶才具有催化作用。酶分子中的金屬離子：常見的金屬離子有K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+ 、Fe3+ 根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩類： 1、金屬酶(Metalloenzyme) ：金屬離子與酶結(jié)合緊密，提取過程 中不易丟失。 2、金屬激酶（Metal-activated enzyme):金屬離子與酶的結(jié)合一般 較松散。在溶液中，酶與這類離子結(jié) 合而被激活。金屬輔助因子的作用： 1、作為酶活性中心的催化基團參與催化反應，傳遞電子、 原子或功能團 2、作為連接酶與底物的橋梁 3、穩(wěn)定酶的構象。 4、中和陰離子，降低反應中的電荷排斥力。小分子有機化合物

37、的作用: 在反應中起運載體的作用，傳遞電子、質(zhì)子或其它基團。二、酶的活性中心(active center)1、酶的必需基團（essential group)：酶分子中與酶活性有關的 化學基團稱為酶的必需基團。 常見的必需基團是：絲氨酸的OH組氨酸的咪唑基半胱氨酸的SH谷氨酸的COOH賴氨酸的NH22、酶的活性中心（活性部位）:指酶大分子中直接和小分子底物相結(jié)合的空間或參加催化作用直接相關的部位。換言之，酶的必需基團在空間結(jié)構上彼此靠近， 形成具有特定空間結(jié)構的區(qū)域，與底物結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物?；钚灾行膬?nèi)的必需基團分為： 催化基團：催化底物發(fā)生化學反應，將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的基團，決定酶所催化反應

38、的性質(zhì)。 結(jié)合基團：與底物和輔酶結(jié)合的基團，決定酶的專一性。底 物 活性中心以外的必需基團結(jié)合基團催化基團 活性中心 活性中心外的必需基團：不直接參與酶活性中心的組成，但是維持酶活性中心特定空間結(jié)構所必需的基團。 酶的活性中心是酶起催化作用的關鍵部位，當酶的活性中心被其他物質(zhì)占據(jù)，或其空間結(jié)構被破壞，則酶的活性即喪失。底 物 活性中心以外的必需基團結(jié)合基團催化基團 活性中心 三、酶原與酶原的激活 酶原（zymogen）的概念：有些酶在細胞內(nèi)合成及分泌 時，是一種無活性的酶的前身，稱為酶原。酶原的激活(activation of zymogen)：酶原在一定的條件下，由無活性轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘倪^程。

39、 酶原激活的機理酶 原分子構象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心 一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下酶原激活的本質(zhì)：酶原多肽鏈水解掉一個或幾個小肽，使酶的構 象發(fā)生改變，形成酶的活性中心。賴纈天天天天甘異賴纈天天天天纈組絲SSSS46183甘異纈組絲SSSS腸激酶胰蛋白酶活性中心胰蛋白酶原的激活過程酶原激活的生理意義：避免細胞產(chǎn)生的酶對細胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮催化作用，保證體內(nèi)代謝的正常進行。 舉例急性胰腺炎：胰蛋白酶原在胰腺內(nèi)被激活，破壞 胰腺細胞。酶催化的生物化學反應，稱為酶促反應。 在酶的催化下發(fā)生化學變化的物質(zhì)，稱為底物。 尿素 （底物）2

40、NH3CO2 （產(chǎn)物） 脲酶四、酶的催化作用機制 活化能(activation energy) ：底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所 需的能量。 反應速度快慢主要取決于反應的活化能。 催化劑的作用是降低反應活化能，從而起到提高反應速度的作用。 能 量 反應過程一般催化劑催 化反應活化能產(chǎn)物非催化反應活化能底物 酶促反應活化能反應總能量改變 酶比一般催化劑更有效地降低反應的活化能。 （一）酶-底物復合物的形成與誘導契合假說 酶-底物復合物學說認為，酶在催化過程中，首先與底物結(jié)合形成不穩(wěn)定的酶底物的復合物，然后復合物再分解生成產(chǎn)物，并釋放出酶。E + SESE + PK1K2K3二、酶促反應的機制(me

41、chanisms of enzymatic reaction) 酶是如何與底物結(jié)合形成ES的呢？酶與底物的誘導契合學說(induced-fit hypothesis) 酶與底物相互接近時，其結(jié)構相互誘導、相互變形和 相互適應，進而相互結(jié)合。這一過程稱為酶-底物結(jié)合的誘 導契合假說 。酶-底物結(jié)合的誘 導契合（二）酶促反應的機制 在確認酶與底物形成復合物后，關于活化能的降低可能有以下幾種作用機制： 1.鄰近效應和定向排列 2.多元催化（酸堿催化作用）3.表面效應第三節(jié) 影響酶促反應速度的因素一、酶促反應速率的測定 酶促反應動力學是對酶促反應速度及其影響因素進行定量研究的科學。 酶促反應速率(th

42、e rate of enzymatic reaction) 是指 單位時間內(nèi)酶催化反應的底物消耗量或產(chǎn)物生成量。影響酶促反應速度的因素： 1、酶濃度 2、底物濃度 3、pH 4、溫度 5、激活劑和抑制劑 研究一種因素的影響時，其余各因素均恒定。單底物、單產(chǎn)物反應 反應速度取其初速度，即底物的消耗量很?。ㄒ话阍?以內(nèi)）時的反應速度 底物濃度遠遠大于酶濃度 研究前提一.底物濃度對酶促反應速度的影響 （一）米氏方程a b c 用米-曼氏方程表示：vVmSKm+Sv：不同底物濃度時的 反應速度 Vm：最大反應速度 Km：米氏常數(shù) S：底物濃度 在其他因素不變的情況下，底物濃度對反應速度的影響呈矩形雙曲

43、線關系。1、當?shù)孜餄舛群艿蜁r， S Km時，幾乎所 有的酶都與底物結(jié)合后，反應速度達到最大值（Vmax）， 方程變?yōu)?V= 此時再增加底物濃度，反應速度增加的幅度很小或不再 增加，為零級反應（曲線c段）。VmS SV=VmSVVmaxc（二）Km與Vmax的意義 1、Km的推導 當反應速度等于最大速度一半時,即V = 1/2 Vmax, Km = SVmaxVSKmVmax/2 KmS 2Km + S Vmax VmaxS 2、Km值的定義: 酶促反應v=1/2Vmax時的底物 濃度。 單位是mol/L或mmol/L。 Km值的意義： （1） Km可近似表示酶對底物的親和力。 （2）Km是酶的

44、特征性常數(shù)之一。 （3）同一酶對于不同底物有不同的Km值。（1）表示酶與底物親和力：Km越大，表示E與S的親和力越小， Km越小，表示E與S的親和力越大。E + SESE + PK1K2K3Km=K2+k3K1，當K2K3時，K3可忽略不計， Km=K2K1=ES ES =Ks（2）Km值是酶的一種特征性常數(shù)。Km值的大小與酶的性質(zhì)、底物的種類及反應條件有關，而與酶的濃度無關，即不同的酶Km值不同，可用于鑒別酶。 Km值只是在固定的底物，一定的溫度和pH條件下，一定的 緩沖體系中測定的。一種酶在不同的測定條件下具有不同的Km值。 酶 底物 Km值過氧化氫酶 H2O2 25 己糖激酶 葡萄糖 0

45、.15 果糖 1.5 谷氨酸脫氫酶 谷氨酸 0.12 -酮戊二酸 2.0 NAD 0.025 NADH 0.018 （3）計算酶的轉(zhuǎn)換數(shù)（K3）：如果酶的總濃度已知，可從Vmax計算 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(turnover number)。當酶被底物充分飽和時，單位時間內(nèi)每個酶分子催化底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的分子數(shù)，即動力學常數(shù)K3。 酶的轉(zhuǎn)換數(shù)可用來比較每單位酶的催化能力。K3 = VmaxE Vmax：是酶完全被底物飽和時的反應速度，與酶濃度成正比。Vmax=K3ES=K3 E3、Km值的實際應用（1）確定最適底物或天然底物。 對于多底物的酶，其最適底物的Km最小。（2）確定酶活性測定所需的底物濃度。 底物

46、濃度以10 Km為宜，此時V=91%Vm,且V與E成正比，即反應速度與酶活性或酶含量有關。 反應速度達到Vmax的99%，其底物濃度應為99Km。 反應速度達到Vmax的90%，其底物濃度應為9Km。二、酶濃度對反應速度的影響 當?shù)孜餄舛茸銐虼髸r，SE，酶可被底物飽和的情況下，反應速度與酶濃度成正比關系。 VK3E VabE酶濃度對反應速度的影響三、溫度對反應速度的影響 溫度對酶促反應速度有兩種結(jié)果相反的影響： 一方面是溫度升高,酶促反應速度加快。 另一方面,溫度升高,酶的高級結(jié)構將發(fā)生變化或變性，導致酶活性降低甚至喪失。 因此大多數(shù)酶都有一個最適溫度。 在最適溫度條件下,反應速度最大。最適溫

47、度(optimum temperature):使酶活性達到最大時的溫度。人體多數(shù)酶的最適溫度為37左右。 最適溫度不是酶的特征性常數(shù)。應用：低溫麻醉，冷凍保存生物制品、食品，超低溫保存人體 器官等。 絲氨酸的羥基 半胱氨酸的巰基 組氨酸的咪唑基。 酶活性中心的必需基團: pH對酶促反應速度的影響，主要是通過影響酶活性中心基團的解離狀態(tài)及空間構象，使酶活性發(fā)生變化。四、pH對酶促反應速度的影響 由于酶活性中心的基團只有處于某一解離狀態(tài)時才有利于酶 與底物的結(jié)合，才具有最佳的催化作用。 酶活性最大時溶液的pH值稱酶的最適pH（optimum pH)， 偏離此pH活性下降。 不同的酶最適pH不同，但

48、人體內(nèi)多數(shù)酶的最適pH接近中性。 偏離最適pH，酶的活性降低，偏離越遠，酶的活性越低，pH過高 或過低達一定程度時，酶變性即失活。 由于溶液pH值對酶活性影響很大，因此做酶的實驗時要加入緩沖液控制pH值。最適pH也不是酶的特征性常數(shù)。五.抑制劑對酶促反應速度的影響 概念：使酶活性降低但不引起酶變性的物質(zhì)稱 抑制劑(inhibitor)。 區(qū)別于酶的變性 抑制劑對酶有一定的選擇性 引起變性的因素對酶沒有選擇性抑制作用的類型可逆性抑制作用不可逆性抑制作用競爭性抑制非競爭性抑制反競爭性抑制（一）不可逆性抑制作用（inrreversible inhibition) 抑制劑與酶活性中心的必需基團共價結(jié)合

49、而使酶的活性喪失，這種抑制作用是不可逆的，用透析的方法不能恢復酶的活性。 有機磷化合物能與多種酶的活性中心AA殘基上的OH結(jié)合，使酶活性喪失。有機磷毒劑二異丙基氟磷酸酯與酶的結(jié)合解毒劑：解磷定路易士氣：含砷的化合物，能抑制體內(nèi)巰基酶的活性ClClAsCHCHClE SHSH+AsCHCHClE SS+ 2HCl 金屬離子Hg2+、Ag+、As3+等作用于SH而抑制巰基 酶的活性。 解毒劑 - - - 二巰基丙醇(BAL)失活的酶 BAL巰基酶 BAL與砷劑結(jié)合物（二）可逆性抑制作用(reversible inhibition) 抑制劑以非共價鍵與酶可逆性結(jié)合，從而使酶的活性暫時性下降或喪失，若

50、用透析方法可除去抑制劑而恢復酶的催化功能。1、競爭性抑制作用(competitive inhibition)： 概念：抑制劑與底物結(jié)構相似，與底物競爭與酶的活性中心結(jié) 合。當抑制劑與活性中心結(jié)合后，底物被排斥在活性中 心之外，從而使酶促反應被抑制。 + IEIE + SE + PES反應模式+EESIESEIE P * 特點(1)I與S結(jié)構類似，競爭酶的活性中心。E + SESE + P+IEI （2）抑制作用的強弱，取決于底物與抑制劑兩者的濃度，加大 底物濃度可以減輕甚至解除抑制。 丙二酸與琥珀酸競爭琥珀酸脫氫酶琥珀酸琥珀酸脫氫酶FADFADH2 延胡索酸二氫蝶呤啶 對氨基苯甲酸 谷氨酸二氫

51、葉酸 合成酶二氫葉酸磺胺類藥物的抑菌機制： 與對氨基苯甲酸競爭二氫葉酸合成酶四氫葉酸：參與嘌呤、嘧啶的合成磺胺類藥物的抑菌機理 四氫葉酸是核苷酸合成過程的重要輔酶，磺胺類藥物可競爭性抑制二氫葉酸合成酶，抑制二氫葉酸合成，最終可導致細菌的核酸合成障礙，生長繁殖停頓。 人類可直接利用食物中的葉酸合成四氫葉酸，因此不受磺胺類藥物的影響。2、非競爭性抑制作用（non-competitive inhibition) 酶可同時與底物及抑制劑結(jié)合，引起酶分子構象變化，并導至 酶活性下降。抑制劑與酶活性中心以外的部位結(jié)合。ESESEPIEISESII* 反應模式+ S S+ S S+ESIEIEESEP（1）

52、抑制劑與酶活性中心外的必需基團結(jié)合，底物與抑制劑之間無競爭關系。* 特點（2）抑制程度取決于抑制劑的濃度。ESESEPIEISESII+ S S+ S S+ESIEIEESEP（3）動力學特點：Km不變，Vm變小。由于形成的ESI不能轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn) 物。所以，E活性被抑制。 抑制劑 1 / V 1/S 無抑制劑 3、反競爭性抑制作用(uncompetitive inhibition) 抑制劑只與ES結(jié)合,使ES量下降，導致酶促反應的產(chǎn)物減少。此種抑制主要影響催化功能，與底物結(jié)合位點無關。ESESPEIESI* 反應模式+ESESESIEP* 特點：（1）抑制劑只與酶底物復合物結(jié)合。+ESESESIE

53、P（2）抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度。各種可逆性抑制作用的比較 六.激活劑對酶促反應速度的影響 概念：使酶由無活性變成有活性或使酶活性提高的 物質(zhì)稱為激活劑(activator)。必需激活劑(essential activator) 非必需激活劑(non-essential activator) 第四節(jié) 酶的應用1、酶在食品中的應用2、 酶在化工、輕工方面的應用3、 酶在醫(yī)藥上的應用第一節(jié) 概述維生素(Vitamin)的概念：是機體維持正常功能所必需，但在 體內(nèi)不能合成或合成量很少，必須由食物供給的一組低 分子量有機物質(zhì)。分類：維生素按其溶解性質(zhì)分為：1、脂溶性維生素：A、D、E、K

54、，可在體內(nèi)貯存。2、水溶性維生素：B族維生素（B1、B2、PP、B6、B12、 泛酸、葉酸和生物素）和維生素C， 在體內(nèi)基本上不能貯存。第五章 維生素第 二 節(jié) 脂溶性維生素Lipid-soluble Vitamins一、維生素A（抗干眼病維生素）（一）來源、化學本質(zhì)及性質(zhì) 以肝臟和魚肝油含量最豐富，胡蘿卜、玉米等植物含有維生素A原。維生素A是不飽和的一元醇，分子內(nèi)含有雙鍵結(jié)構，化學性質(zhì)較活潑。 維生素A在體內(nèi)的活性形式是：視黃醇、視黃醛和視黃酸。CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3H3Cb胡蘿卜素O2膽汁酸鹽b胡蘿卜素加雙氧酶CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3

55、CH3H3CC=OHO=CH視黃醛視黃醛視黃醛還原酶NADPH+H+NADP+CH3CH3CH3CH3CH3CH2OHCH3CH3CH3CH3CH3視黃醇視黃酸COHO（二）生化作用與缺乏癥 1、構成感光物質(zhì)與暗 視覺有關：在人視 網(wǎng)膜的桿狀細胞內(nèi) 維生素A的衍生物 11-順視黃醛與視 蛋白組成視紫紅質(zhì)， 后者是感弱光的物 質(zhì)。維生素A缺乏時 夜盲癥（雀目） 2、維持上皮組織健全與完整：維生素A能促進上皮細胞 糖蛋白的合成。 維生素A缺乏時，上皮干燥、增生及角化等，其中以 眼睛呼吸道、消化道、尿道及生殖道上皮受影響較明顯， 稱為干眼病。 3、其他作用：（1）視黃酸與人體上皮細胞的正常分化直接相

56、 關，可維持正常的生長發(fā)育。（2）維生素A能直接消滅自 由基，具有抗腫瘤的作用。 二、 維生素D （抗佝僂病維生素）（一）來源、化學本質(zhì)及性質(zhì) 種類：VitD2（麥角鈣化醇）VitD3（膽鈣化醇）VitD2原：麥角固醇VitD3原： 7-脫氫膽固醇麥角固醇VitD2膽固醇7-脫氫膽固醇VitD3VitD3的活性形式： 1, 25- (OH)2-VitD3陽光及紫外線作用下肝25-羥化酶 維生素D3（膽鈣化醇） 25-羥維生素D3（25-羥膽鈣化醇）腎,骨,胎盤中的1-羥化酶 1, 25-二羥維生素D3（1, 25-二羥膽鈣化醇）在體內(nèi)的轉(zhuǎn)變 24, 25-二羥維生素D3（24, 25-二羥膽鈣

57、化醇）腎,骨,胎盤、軟骨中的24-羥化酶（二）生化作用與缺乏癥 調(diào)節(jié)鈣磷代謝：促進腸道對鈣、磷的吸收，有利于骨骼鈣化。缺乏維生素D時，兒童易患佝僂病，成人易患軟骨病。 三、維生素E（一）來源、化學本質(zhì)及性質(zhì) 維生素E分為生育酚和生育三烯酚，主要存在于植物種子油中，極易被氧化，是一種良好的抗氧化劑。（二）生化作用與缺乏癥 1、維持正常的生育功能 缺乏時生殖器官發(fā)育不良、睪丸萎縮、無精子、胎盤萎縮、流產(chǎn)等。臨床上常用維生素E治療先兆流產(chǎn)、習慣性流產(chǎn)等。 2、抗氧化作用近來與維生素C一起廣泛用于抗衰老、抗氧化。3、促進血紅素代謝：新生兒缺乏維生素E時可引起貧血。 四、維生素K （凝血維生素）（一）來

58、源、化學本質(zhì)及性質(zhì) 維生素K又名凝血維生素，有K1，K2二種，人工可合成K3、K4，動物肝臟及綠葉植物含較多K1，腸道細菌可合成大量K2。（二）生化作用與缺乏癥：與凝血有關促進肝臟合成凝血因子（凝血酶原）、 、 。缺乏時凝血時間延長，常發(fā)生皮下、消化道等出血。手術前常規(guī)提前三天注射維生素K第 三 節(jié) 水溶性維生素Water-soluble Vitamins一.維生素B1（一）來源、化學本質(zhì)及性質(zhì) 維生素B1又名硫胺素、抗腳氣病維生素，主要來源于種子外皮及胚芽等，瘦肉中含量也很豐富。NNH3CNH2CH2N+Cl-SCH3CH2CH2OH活性形式（輔酶形式）：焦磷酸硫胺素（TPP）B1CH2CH

59、2OPOPOHOHOHOO（二）生化作用與缺乏癥1、TPP 是a酮酸氧化脫羧酶的輔酶，參與a酮酸的氧化 脫羧。 葡萄糖丙酮酸脫H酶系TPP乙酰CoACO2+H2O+ATP三羧酸循環(huán)缺乏時糖代謝障礙引起腳氣病丙酮酸2、 TPP 也是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，參與磷酸戊糖代謝。 3、抑制膽堿酯酶的活性乙酰膽堿膽堿酯酶(-)B1(促進腸蠕動和腸液分泌)乙酸膽堿缺乏時消化功能障礙；有機磷農(nóng)藥中毒不能用B1。二.維生素B2是核醇和異咯嗪縮合而成，又稱核黃素。性質(zhì)：具有氧化還原的特性H3CH3C5678NN910NNHOO1234CH2CCCCH2OHOHOHOHHHH核醇6,7二甲基異咯嗪 (黃素)（一）來源、化

60、學本質(zhì)及性質(zhì)（二）生化作用與缺乏癥組成氧化還原酶的輔基FMN和FAD，在生物氧化中起遞H作用。FAD 黃素腺嘌呤二核苷酸FMN 黃素單核苷酸缺乏時出現(xiàn)唇炎、舌炎、口角炎、陰囊炎、眼瞼炎、結(jié)膜炎、皮脂溢出性皮炎等。Vit B2FMNAMPFADNNNR FMN或FAD2H2HNNHRNH FMNH2或FADH2(氧化型)(還原型)110三、維生素PP（一）來源、化學本質(zhì)及性質(zhì) 維生素PP又稱抗癩皮病維生素，包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺（煙酰胺）兩種，來源廣泛，在維生素中其性質(zhì)最穩(wěn)定。1NCOOHNCONH241（二）生化作用與缺乏癥維生素PP在體內(nèi)組成了兩種輔酶：NAD+ 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸