生物化學(xué)課件

酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)一、酶的活性部位（一）酶活性部位的特點在酶蛋白中只有少數(shù)特異的氨基酸殘基參與底物結(jié)合及催化作用，這些特異的氨基酸殘基比較集中的區(qū)域，即與酶活力直接相關(guān)的區(qū)域稱為酶的活性部位或活性中心（通常將酶的結(jié)合部位和催化部位總稱為酶的活性部位或活性中心）。（二）研究酶活性部位（活性中心）的方法1、側(cè)鏈基團化學(xué)修飾2、動力學(xué)參數(shù)測定法3、X射線晶體結(jié)構(gòu)分析法Chapter10酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)二、酶活力的測定1）酶活力：又稱為酶活性，一般把酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活力，通常以在一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)速度來表示。因此酶活力可用單位時間內(nèi)單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量表示，單位為mol/min等2）酶活力單位：一般用活力單位U(Unit)表示，許多酶活力單位都是以最佳條件或某一固定條件下每分鐘催化生成一微摩爾產(chǎn)物所需要的酶量為一個酶活力單位。Chapter10酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)二、酶活力的測定3）酶的比活力：是指每毫克酶蛋白所含有的酶活力單位數(shù)，它是酶制劑純度的一個指標。4）酶的收率：指純化過程中酶活性的收率。5）純化倍數(shù)：指提純后與提純前酶比活力的比值。Chapter10酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)三、酶活性的調(diào)節(jié)控制和調(diào)節(jié)酶（413頁）（一）酶別構(gòu)調(diào)控別構(gòu)酶：含有活性中心和別構(gòu)中心，酶蛋白有多個亞基，有四級結(jié)構(gòu)。當轉(zhuǎn)一性的代謝物非共價地結(jié)合到別構(gòu)中心時，它的催化活性就發(fā)生改變。

調(diào)節(jié)酶：可以在多酶體系中對代謝反應(yīng)起調(diào)節(jié)作用，它們本身的活性受到嚴格的調(diào)節(jié)控制。主要指別構(gòu)酶和共價調(diào)節(jié)酶。

（二）可逆共價修飾調(diào)控

共價調(diào)節(jié)酶：其催化性質(zhì)因受到一個小基團的共價修飾而發(fā)生顯著的變化，有活性與無活性相互轉(zhuǎn)變。如糖原磷酸化酶因它的一個專一性絲氨酸殘基得失磷酸基團而發(fā)生活性變化。（三）酶原的激活有些酶在生物體內(nèi)首先合成的是酶的無活性前體形式，稱為酶原，這些酶原在一定的條件下，去掉一個或幾個特殊的肽鍵，從而使酶的構(gòu)象發(fā)生一定的變化，成為有活性的酶，這個過程叫酶原的激活。Chapter10酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)三、酶活性的調(diào)節(jié)控制和調(diào)節(jié)酶（413頁）Chapter10酶的作用機制和酶的調(diào)節(jié)四、寡聚酶、同工酶及誘導(dǎo)酶（428頁）（一）寡聚酶酶蛋白由二個以上的亞基組成，有四級結(jié)構(gòu)。大部分別構(gòu)酶是寡聚酶。（二）同工酶催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但其酶蛋白本身的分子結(jié)構(gòu)和組成卻有所不同的一組酶。如哺乳動物5種乳酸脫氫同工酶（LDH）

（三）誘導(dǎo)酶與結(jié)構(gòu)酶結(jié)構(gòu)酶是指細胞中天然存在的酶，它的含量較為穩(wěn)定，受外界的影響很小。誘導(dǎo)酶是指當細胞中加入特定誘導(dǎo)物后誘導(dǎo)產(chǎn)生的酶，它的含量在誘導(dǎo)物存在下顯著增高，這種誘導(dǎo)物往往是該酶底物的類似物或底物本身。

維生素與輔酶（一）維生素的定義●維生素是機體維持正常生命活動所必不可少的一類有機物質(zhì)。需要量極微，主要由外界供給；●不是細胞組成成分，也不是供能物質(zhì)，而是參與物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)；●維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)節(jié)作用。一、維生素概論Chapter11維生素與輔酶（二）維生素的發(fā)現(xiàn)（433頁）（三）維生素和輔酶的關(guān)系（434頁）二、水溶性維生素與輔酶●維生素C：羥化酶的輔酶壞血病缺乏癥●維生素B族：維生素B1：α-酮酸脫氫酶的輔酶腳氣病維生素B2：黃酶的輔基口角糜爛、口腔潰瘍維生素B6：氨基酸轉(zhuǎn)氨酶和脫羧酶的輔酶維生素PP：不需氧脫氫酶的輔酶癩皮病生物素：羧化酶的輔酶

維生素B12和葉酸：一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶惡性細胞貧血Chapter11維生素與輔酶某些小分子有機化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或輔基）。輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)。大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。二、水溶性維生素與輔酶Chapter11維生素與輔酶(1)維生素PP

煙酸和煙酰胺，在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檩o酶I和輔酶II。能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時表現(xiàn)出神經(jīng)營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。Chapter11維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶(1)維生素PP和NAD+

和NADP+

NAD+(煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔酶I)和NADP+(煙酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又稱為輔酶II)是維生素?zé)燉０返难苌?，功能：是多種重要脫氫酶的輔酶。二、水溶性維生素與輔酶(2)核黃素（VB2)核黃素(維生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基異咯嗪兩部分組成。缺乏時組織呼吸減弱，代謝強度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。二、水溶性維生素與輔酶(2)核黃素和FAD和FMNFAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)是核黃素(維生素B2)的衍生物，功能：在脫氫酶催化的氧化-還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。二、水溶性維生素與輔酶(3)泛酸和輔酶A(CoA)維生素(B3)-泛酸是由，-二羥基--二甲基丁酸和一分子-丙氨酸縮合而成。二、水溶性維生素與輔酶(3)泛酸和輔酶A(CoA)輔酶A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，它的前體是維生素(B3)泛酸。功能：是傳遞酰基，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。二、水溶性維生素與輔酶(4)葉酸和四氫葉酸(FH4或THFA)四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團，如-CH3,-CH2-,-CHO等的載體，參與多種生物合成過程。二、水溶性維生素與輔酶(5)硫胺素硫胺素(維生素B1)在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。二、水溶性維生素與輔酶(5)硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶，它的前體是硫胺素(維生素B1)。功能：是催化酮酸的脫羧反應(yīng)二、水溶性維生素與輔酶(6)吡哆素吡多素(維生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。二、水溶性維生素與輔酶(6)吡哆素和磷酸吡哆素磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。它的磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。二、水溶性維生素與輔酶(7)生物素生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B族維生素B7。生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中起傳遞和固定CO2的作用。二、水溶性維生素與輔酶(8)維生素B12輔酶

維生素B12又稱為鈷胺素。維生素B12分子中與Co+相連的CN基被5’-脫氧腺苷所取代，形成維生素B12輔酶。維生素B12輔酶的主要功能是作為變位酶的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團(主要為甲基)的變位反應(yīng)。二、水溶性維生素與輔酶（9）硫辛酸硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）.二、水溶性維生素與輔酶

(10)輔酶Q(CoQ)輔酶Q又稱為泛醌，廣泛存在與動物和細菌的線粒體中，其結(jié)構(gòu)為：輔酶Q的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是作為線粒體呼吸鏈氧化-還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子。二、水溶性維生素與輔酶維生素C在體內(nèi)參與氧化還原反應(yīng)，羥化反應(yīng)。人體不能合成。二、水溶性維生素與輔酶三、脂溶性維生素維生素A,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。Chapter11維生素與輔酶●維生素A：抗夜盲、維持上皮的正常發(fā)育、促進幼兒生長發(fā)育●維生素D：抗佝僂病的作用●維生素E：抗氧化和抗不育的作用●維生素K：凝血作用1，維生素A維生素A分A1,A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素A1又稱為視黃醇，A2稱為脫氫視黃醇。三、脂溶性維生素2,維生素D維生素D是固醇類化合物，主要有D2,D3,D4,D5。其中D2,D3活性最高。三、脂溶性維生素維生素D的結(jié)構(gòu)在生物體內(nèi)，D2和D3本身不具有生物活性。它們在肝臟和腎臟中進行羥化后，形成1，25-二羥基維生素D。其中1，25-二羥基維生素D3是生物活性最強的。3，維生素E又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有6種，其中，，，四種有生理活性。三、脂溶性維生素4，維生素K維生素K有3種，K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。三、脂溶性維生素四，酶分子中的金屬離子根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩類：金屬酶和金屬激酶。在金屬酶中,酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如Fe2+/Fe3+、Cu+/Cu3

、Zn2+、Mn2+、Co2

等。金屬酶中的金屬離子作為酶的輔助因子，在酶促反應(yīng)中傳遞電子，原子或功能團。Chapter11維生素與輔酶金屬酶中的金屬離子與配體金屬離子配體酶或蛋白

Mn2

咪唑丙酮酸脫氫酶Fe2+/Fe3+

卟啉環(huán)，咪唑，血紅素，含硫配體氧化-還原酶，過氧化氫酶Cu+/Cu2+

咪唑，酰胺細胞色素氧化酶Co2+

卟啉環(huán)變位酶Zn2+-NH3，咪唑，（-RS）2

碳酸酐酶，醇脫氫酶Pb2

-SHd-氨基-g-酮戊二酸脫水酶Ni2

-SH尿酶金屬激酶中的金屬離子激酶是一種磷酸化酶類，在ATP存在下催化葡萄糖，甘油等磷酸化。其中的金屬離子與酶的結(jié)合一般較松散。在溶液中，酶與這類離子結(jié)合而被激活。如Na+、K+、Mg2+、Ca2+

等。金屬離子對酶有一定的選擇性,某種金屬只對某一種或幾種酶有激活作用。本節(jié)完

核酸通論NucleicAcidChapter12核酸通論一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡史（一）核酸的發(fā)現(xiàn)1868年瑞士科學(xué)家F.Miescher從外科繃帶上膿細胞的細胞核中分離得到。但其生物學(xué)作用是在70年后才得到證明。（二）著名的肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗1944年由Avery等完成的，它證明了生物遺傳特性發(fā)生改變的轉(zhuǎn)化因子是DNA，而不是蛋白質(zhì)。（三）噬菌體轉(zhuǎn)化試驗1944年由Avery等完成的，它證明了生物遺傳特性發(fā)生改變的轉(zhuǎn)化因子是DNA，而不是蛋白質(zhì)。Chapter12核酸通論一、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究簡史（四）核酸的早期研究和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立1.1868年，從濃細胞核中分離得到了含磷量高且具很強酸性的物質(zhì)，稱之核素。2.1925年，搞清單核苷酸結(jié)構(gòu)，并證明是核酸的結(jié)構(gòu)單位。P≈9.4或9.9%3.1944年，證明DNA是重要的遺傳物質(zhì)。4.1953年，提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。5.1970年，發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶。6.1972年，體外重組成功，開始DNA重組技術(shù)。Chapter12核酸通論二、核酸的種類和分布（一）核酸的分類核酸分為兩大類.脫氧核糖核酸（DNA）DeoxyribonucleicAcid核糖核酸（RNA）RibonucleicAcid。Chapter12核酸通論二、核酸的種類和分布（一）核酸的分類DNA分子含有生物物種的所有遺傳信息，分子量一般都很大。DNA為雙鏈分子，其中大多數(shù)是鏈狀結(jié)構(gòu)大分子，也有少部分呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。RNA主要是負責(zé)DNA遺傳信息的翻譯和表達，分子量要比DNA小得多。RNA為單鏈分子。根據(jù)RNA的功能，可以分為mRNA、tRNA和rRNA三種。脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）mRNA(信使RNA)MessengerRNA約占總RNA的5%。不同細胞的mRNA的鏈長和分子量差異很大。它的功能是將DNA的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)合成基地–

核糖核蛋白體。tRNA(轉(zhuǎn)移RNA)TransferRNA約占總RNA的10-15%。它在蛋白質(zhì)生物合成中起翻譯氨基酸信息，并將相應(yīng)的氨基酸轉(zhuǎn)運到核糖核蛋白體的作用。已知每一個氨基酸至少有一個相應(yīng)的tRNA。RNA分子的大小很相似，鏈長一般在73-78個核苷酸之間。rRNA(核糖體RNA)RibosomeRNA約占全部RNA的80%，是核糖核蛋白體的主要組成部分。rRNA的功能與蛋白質(zhì)生物合成相關(guān)。Chapter12核酸通論三、核酸的生物學(xué)功能（一）DNA的生物學(xué)功能DNA是遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的載體。1、DNA分布在染色體內(nèi)，是染色體的主要成分，而染色體是直接與遺傳有關(guān)的。2、體細胞DNA含量為生殖細胞DNA含量的兩倍，且含量十分穩(wěn)定。3、DNA在代謝上較穩(wěn)定不受營養(yǎng)條件、年齡等因素的影響。4、作用于DNA的理化因素可引起遺傳特性的改變。由Avery在1953年用細菌轉(zhuǎn)化試驗證明。Chapter12核酸通論三、核酸的生物學(xué)功能（二）RNA的生物學(xué)功能RNA參與蛋白質(zhì)的生物合成。1、控制蛋白質(zhì)的合成；2、作用于RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾；3、基因表達與細胞功能的調(diào)節(jié)；4、生物催化與其他細胞持家功能；5、遺傳信息的加工與進化。

核酸的結(jié)構(gòu)NucleicAcidChapter13核酸的結(jié)構(gòu)一、核酸的組成核酸核苷酸磷酸核苷戊糖堿基（一）核酸的元素組成平均含磷量：DNA9.9%;RNA9.4%（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸Chapter13核酸的結(jié)構(gòu)一、核酸的組成核酸（DNA和RNA）是一種線性多聚核苷酸，它的基本結(jié)構(gòu)單元是核苷酸。核苷酸本身由核苷和磷酸組成,而核苷則由戊糖和堿基形成DNA與RNA結(jié)構(gòu)相似，但在組成成份上略有不同。（1）組成核酸的堿基腺嘌呤Adenine一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸鳥嘌呤guanine一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（1）組成核酸的堿基胞嘧啶cytosine一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（1）組成核酸的堿基一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（1）組成核酸的堿基尿嘧啶uracil胸腺嘧啶thymine一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（1）組成核酸的堿基堿基都具有芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)特征。嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)均呈平面或接近于平面的結(jié)構(gòu)。堿基的芳香環(huán)與環(huán)外基團可以發(fā)生酮式—烯醇式或胺式—亞胺式互變異構(gòu)。嘌呤堿和嘧啶堿分子中都含有共軛雙鍵體系，在紫外區(qū)有吸收（260nm左右）一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸

組成核酸的堿基的結(jié)構(gòu)特征一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（2）戊糖(pentose)組成核酸的戊糖有兩種。DNA所含的糖為β-D-2-脫氧核糖；RNA所含的糖則為β-D-核糖。一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（3）核苷nucleoside糖與堿基之間的C-N鍵，稱為C-N糖苷鍵。一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（4）核苷酸nucleotide核苷酸是核苷的磷酸酯。作為DNA或RNA結(jié)構(gòu)單元的核苷酸分別是5′-磷酸-脫氧核糖核苷和5′-磷酸-核糖核苷。一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（5）修飾成分核酸中也存在一些不常見的稀有堿基。稀有堿基的種類很多，大部分是上述堿基的甲基化產(chǎn)物。一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（6）核苷酸的衍生物1、ATP(腺嘌呤核糖核苷三磷酸)ATP分子的最顯著特點是含有兩個高能磷酸鍵。ATP水解時,可以釋放出大量自由能。ATP是生物體內(nèi)最重要的能量轉(zhuǎn)換中間體。ATP水解釋放出來的能量用于推動生物體內(nèi)各種需能的生化反應(yīng)。一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（6）核苷酸的衍生物2、GTP(鳥嘌呤核糖核苷三磷酸)GTP是生物體內(nèi)游離存在的另一種重要的核苷酸衍生物。它具有ATP類似的結(jié)構(gòu),也是一種高能化合物。GTP主要是作為蛋白質(zhì)合成中磷?；w。在許多情況下,ATP和GTP可以相互轉(zhuǎn)換。

一、核酸的組成（二）核酸的基本結(jié)構(gòu)單位——核苷酸（6）核苷酸的衍生物3、cAMP和cGMPcAMP(3’,5’-環(huán)腺嘌呤核苷一磷酸)和cGMP(3’,5’-環(huán)鳥嘌呤核苷一磷酸)的主要功能是作為細胞之間傳遞信息的信使。cAMP和cGMP的環(huán)狀磷酯鍵是一個高能鍵。在pH7.4條件下,cAMP和cGMP的水解能約為43.9kj/mol，比ATP水解能高得多。一、核酸的組成（三）多聚核苷酸多聚核苷酸是通過核苷酸的5’-磷酸基與另一分子核苷酸的C3’-OH形成磷酸二酯鍵相連而成的鏈狀聚合物。由脫氧核糖核苷酸聚合而成的稱為DNA鏈；由核糖核苷酸聚合而成的則稱為RNA鏈。多聚核苷酸的特點一、核酸的組成（三）多聚核苷酸在多聚核苷酸中，兩個核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵通常稱為3′→5′磷酸二酯鍵。多聚核苷酸鏈一端的C5′帶有一個自由磷酸基，稱為5′-磷酸端（常用5’-P表示）；另一端C3’帶有自由的羥基，稱為3′-羥基端（常用3’-OH表示）。多聚核苷酸鏈具有方向性，當表示一個多聚核苷酸鏈時，必須注明它的方向是5′→3′或是3′→5′。在多聚核苷酸（DNA或RNA）鏈中，由于構(gòu)成核苷酸單元的戊糖和磷酸基是相同的，體現(xiàn)核苷酸差別的實際上只是它所帶的堿基，所以多聚核苷酸鏈結(jié)構(gòu)也可表示為：一、核酸的組成（三）多聚核苷酸多聚核苷酸的特點ADNA的一級結(jié)構(gòu)B線條式表示法C文字表示法方向性在討論有關(guān)核酸問題時，一般只關(guān)心其中堿基的種類和順序，所以上式可以進一步簡化為：5′PAPCPGPCPTPGPTPA3′

或5′ACGCTGTA3′二、核酸的結(jié)構(gòu)（一）核酸的一級結(jié)構(gòu)多聚核苷酸是由四種不同的核苷酸單元按特定的順序組合而成的線性結(jié)構(gòu)聚合物，因此，它具有一定的核苷酸順序，即堿基順序。核酸的堿基順序是核酸的一級結(jié)構(gòu)。DNA的堿基順序本身就是遺傳信息存儲的分子形式。生物界物種的多樣性即寓于DNA分子中四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列組合之中。而mRNA(信息RNA)的堿基順序，則直接為蛋白質(zhì)的氨基酸編碼，并決定蛋白質(zhì)的氨基酸順序。Chapter13核酸的結(jié)構(gòu)（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)Chapter13核酸的結(jié)構(gòu)二、核酸的結(jié)構(gòu)1953年，J.Watson和F.Crick在前人研究工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)DNA結(jié)晶的X-衍射圖譜和分子模型，提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并對模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測。二、核酸的結(jié)構(gòu)（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點（1）DNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈(簡稱DNA單鏈)組成。兩條鏈沿著同一根軸平行盤繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向為5′→3′，而另一條鏈的方向為3′→5′。二、核酸的結(jié)構(gòu)（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點（2）嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖基環(huán)平面與堿基環(huán)平面成90°角。二、核酸的結(jié)構(gòu)（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點（3）螺旋橫截面的直徑約為2nm，每條鏈相鄰兩個堿基平面之間的距離為3.4nm，每10個核苷酸形成一個螺旋，其螺矩（即螺旋旋轉(zhuǎn)一圈）高度為34nm。二、核酸的結(jié)構(gòu)（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)1．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點（4）兩條DNA鏈相互結(jié)合以及形成雙螺旋的力是鏈間的堿基對所形成的氫鍵。堿基的相互結(jié)合具有嚴格的配對規(guī)律，即腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）結(jié)合，鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）結(jié)合，這種配對關(guān)系，稱為堿基互補。A和T之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵。在DNA分子中，嘌呤堿基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等。二、核酸的結(jié)構(gòu)（二）DNA的二級結(jié)構(gòu)2．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在生理條件下是很穩(wěn)定的。維持這種穩(wěn)定性的因素包括：兩條DNA鏈之間形成的氫鍵；由于雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成的疏水區(qū)，消除了介質(zhì)中水分子對堿基之間氫鍵的影響；介質(zhì)中的陽離子（如Na+、K+和Mg2+）中和了磷酸基團的負電荷，降低了DNA鏈之間的排斥力、范德華引力等。改變介質(zhì)條件和環(huán)境溫度，將影響雙螺旋的穩(wěn)定性。DNA的存在形式Chapter13核酸的結(jié)構(gòu)二、核酸的結(jié)構(gòu)（三）RNA的二級結(jié)構(gòu)RNA是單鏈分子，因此，在RNA分子中，并不遵守堿基種類的數(shù)量比例關(guān)系，即分子中的嘌呤堿基總數(shù)不一定等于嘧啶堿基的總數(shù)。RNA分子中，部分區(qū)域也能形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，不能形成雙螺旋的部分，則形成突環(huán)。這種結(jié)構(gòu)可以形象地稱為“發(fā)夾型”結(jié)構(gòu)。在RNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基的配對情況不象DNA中嚴格。G除了可以和C配對外，也可以和U配對。G-U配對形成的氫鍵較弱。不同類型的RNA,其二級結(jié)構(gòu)有明顯的差異。tRNA中除了常見的堿基外，還存在一些稀有堿基，這類堿基大部分位于突環(huán)部分.二、核酸的結(jié)構(gòu)（三）RNA的二級結(jié)構(gòu)1、tRNA的二級結(jié)構(gòu)

tRNA的二級結(jié)構(gòu)都呈”三葉草”形狀，在結(jié)構(gòu)上具有某些共同之處，一般可將其分為五臂四環(huán)：包括氨基酸接受區(qū)、反密碼區(qū)、二氫尿嘧啶區(qū)、TC區(qū)和可變區(qū)。除了氨基酸接受區(qū)外，其余每個區(qū)均含有一個突環(huán)和一個臂。

(1)氨基酸接受區(qū)

包含有tRNA的3’-末端和5’-末端，3’-末端的最后3個核苷酸殘基都是CCA，A為核苷。氨基酸可與其成酯，該區(qū)在蛋白質(zhì)合成中起攜帶氨基酸的作用。

(2)反密碼區(qū)

與氨基酸接受區(qū)相對的一般含有7個核苷酸殘基的區(qū)域，其中正中的3個核苷酸殘基稱為反密碼1、tRNA的二級結(jié)構(gòu)3)二氫尿嘧啶區(qū)該區(qū)含有二氫尿嘧啶。(4)TC區(qū)

該區(qū)與二氫尿嘧啶區(qū)相對，假尿嘧啶核苷—胸腺嘧啶核糖核苷環(huán)(TC)由7個核苷酸組成，通過由5對堿基組成的雙螺旋區(qū)(TC臂)與tRNA的其余部分相連。除個別例外，幾乎所有tBNA在此環(huán)中都含有TC。(5)可變區(qū)位于反密碼區(qū)與TC區(qū)之間，不同的tRNA該區(qū)變化較大。1、tRNA的二級結(jié)構(gòu)2、tRNA的三級結(jié)構(gòu)在三葉草型二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，突環(huán)上未配對的堿基由于整個分子的扭曲而配成對，目前已知的tRNA的三級結(jié)構(gòu)均為倒L型Theend

核酸的物理化學(xué)性質(zhì)NucleicAcidChapter14

核酸的研究方法Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)一、核酸的水解（一）核酸的酸水解或堿水解核酸分子中的磷酸二酯鍵可在酸或堿性條件下水解切斷。DNA和RNA對酸或堿的耐受程度有很大差別。例如，在0.1mol/LNaOH溶液中，RNA幾乎可以完全水解，生成2′或3′磷酸核苷；DNA在同樣條件下則不受影響。這種水解性能上的差別，與RNA核糖基上2′-OH的鄰基參與作用有很大的關(guān)系。在RNA水解時，2′-OH首先進攻磷酸基，在斷開磷酯鍵的同時形成環(huán)狀磷酸二酯，再在堿的作用形成水解產(chǎn)物。

DNA一般對堿穩(wěn)定，RNA對堿不穩(wěn)定。（二）核酸的酶水解一、核酸的水解生物體內(nèi)存在多種核酸水解酶。這些酶可以催化水解多聚核苷酸鏈中的磷酸二酯鍵。以DNA為底物的DNA水解酶（DNases）和以RNA為底物的RNA水解酶（RNases）。根據(jù)作用方式又分作兩類：核酸外切酶和核酸內(nèi)切酶。核酸外切酶的作用方式是從多聚核苷酸鏈的一端（3′端或5′端）開始，逐個水解切除核苷酸；核酸內(nèi)切酶的作用方式剛好和外切酶相反，它從多聚核苷酸鏈中間開始，在某個位點切斷磷酸二酯鍵。在分子生物學(xué)研究中最有應(yīng)用價值的是限制性核酸內(nèi)切酶。這種酶可以特異性的水解核酸中某些特定堿基順序部位。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)一、核酸的水解（二）核酸的酶水解脫氧核糖核酸酶類1、牛胰脫氧核糖核酸酶(DNaseI)：從5′磷酸末端切下寡聚核苷酸。2、牛脾脫氧核糖核酸酶(DNaseII)

：從5′磷酸末端切下寡聚核苷酸。3、限制性內(nèi)切酶：存在于細菌體內(nèi)，用于專一性地降解外源的DNA，限制性內(nèi)切酶已成為基因工程最重要的工具酶。如EcoRI

（請看教材503—504頁）二、核酸的分子量、溶解性、粘度和酸堿性質(zhì)Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)1、分子量在數(shù)百至數(shù)百萬之間；微溶于水，不溶于有機溶劑；變性時粘度降低；2、核酸的堿基、核苷和核苷酸均能發(fā)生解離。在一定的條件下可形成兼性離子，為兩性電解質(zhì)，具有等電點。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)三、核酸的紫外吸收在核酸分子中，由于嘌呤堿和嘧啶堿具有共軛雙鍵體系，因而具有獨特的紫外線吸收光譜，最大吸收峰波長（λmax）在260nm處，可以作為核酸及其組份定性和定量測定的依據(jù)。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)三、核酸的紫外吸收摩爾磷消光系數(shù)508頁

增色效應(yīng)：核酸發(fā)生變性時，摩爾磷消光系數(shù)增加的現(xiàn)象。減色效應(yīng)：復(fù)性后，摩爾磷消光系數(shù)又降低的效應(yīng)。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)四、核酸的變性、復(fù)性及分子雜交(一)核酸的變性(denaturation)核酸的變性:維系核酸三維結(jié)構(gòu)的堿基堆積力和氫鍵如果受到某些理化因素的破壞，其三維結(jié)構(gòu)就要改變，從而引起理化性質(zhì)及生物學(xué)功能的改變，這種現(xiàn)象稱為核酸的變性。變性核酸將失去其部分或全部的生物活性。核酸的變性并不涉及磷酸二酯鍵的斷裂，所以它的一級結(jié)構(gòu)(堿基順序)保持不變。能夠引起核酸變性的因素很多。溫度升高、酸堿度改變、甲醛和尿素等的存在均可引起核酸的變性。

變性與降解的區(qū)別：是否涉及共價鍵的斷裂和分子量的改變。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)四、核酸的變性、復(fù)性及分子雜交核酸的變性的特征DNA的變性過程是突變性的，它在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成。因此，通常將引起DNA變性的溫度稱為融點，用Tm表示。一般DNA的Tm值在70-85

C之間。DNA的Tm值與分子中的G和C的含量有關(guān)。G和C的含量高，Tm值高。因而測定Tm值，可反映DNA分子中G,C含量，可通過經(jīng)驗公式計算：（G+C)%=(Tm-69.3)X2.44

影響DNATm大小的因素：DNA的均一性；G—C的含量；介質(zhì)中的離子強度。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)四、核酸的變性、復(fù)性及分子雜交當DNA的稀鹽溶液加熱到80-100℃時，雙螺旋結(jié)構(gòu)即發(fā)生解體，兩條鏈彼此分開，形成無規(guī)線團。DNA變性后，它的一系列性質(zhì)也隨之發(fā)生變化，如紫外吸收(260nm)值升高,粘度降低等。Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)四、核酸的變性、復(fù)性及分子雜交(二)核酸的復(fù)性(renaturation)核酸的復(fù)性:變性DNA在適當?shù)臈l件下，兩條彼此分開的單鏈可以重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過程稱為復(fù)性。DNA復(fù)性后，一系列性質(zhì)將得到恢復(fù)，但是生物活性一般只能得到部分的恢復(fù)。DNA復(fù)性的程度、速率與復(fù)性過程的條件有關(guān)。將熱變性的DNA驟然冷卻至低溫時，DNA不可能復(fù)性。但是將變性的DNA緩慢冷卻時，可以復(fù)性。分子量越大復(fù)性越難。濃度越大，復(fù)性越容易。此外，DNA的復(fù)性也與它本身的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。(二)核酸的復(fù)性(renaturation)Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)四、核酸的變性、復(fù)性及分子雜交(三)核酸的雜交(hybridization)熱變性的DNA單鏈，在復(fù)性時并不一定與同源DNA互補鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，它也可以與在某些區(qū)域有互補序列的異源DNA單鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，叫核酸雜交。這樣形成的新分子稱為雜交DNA分子。DNA單鏈與互補的RNA鏈之間也可以發(fā)生雜交。核酸的雜交在分子生物學(xué)和遺傳學(xué)的研究中具有重要意義。Southernblotting（Southern印跡法）：DNA-DNA雜交Northernblotting（Northern印跡法）：DNA-RNA雜交Westernblotting（Western印跡法）：抗原-抗體結(jié)合510頁(三)核酸的雜交五、核酸的沉降特性Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)

超速離心法純化核酸。分離DNA常用氯化銫密度梯度；分離RNA常用蔗糖密度梯度；應(yīng)用啡啶嗅紅-氯化銫密度梯度平衡超離心可將不同構(gòu)象的DNA、RNA及蛋白質(zhì)分開，是實驗室最常用的純化質(zhì)粒DNA的方法請看515頁Chapter13核酸的物理化學(xué)性質(zhì)六、核酸的凝膠電泳1、瓊脂糖凝膠電泳：分析分子量大于1000bp的DNA片段請看516頁2、聚丙烯酰胺凝膠電泳：分析分子量小于1000bp的DNA片段七、DNA的固相合成520頁八、DNA的限制酶圖譜限制性內(nèi)切酶

來源于細菌，高度專一地識別外源DNA上的特定位點，并將其切斷，形成形成粘性末端或平齊末端。不降解自身細胞的DNA。因為在自身相應(yīng)位點上經(jīng)甲基化修飾而受到保護。DNA的限制性內(nèi)切酶圖譜

何叫回文結(jié)構(gòu)？A—T—C—G—A—T—C—G—A—T—C—G—A—TT—A—G—C—T—A—G—C—T—A—G—C—T—A即對某DNA上所有的限制性酶切位點的確定。本節(jié)完

抗生素(antibiotics)Chapter17

激素(hormones)Chapter16

抗生素(antibiotics)一、抗生素的定義●微生物在代謝過程中產(chǎn)生的，在低濃度下就能抑制它種微生物的生長和活動，甚至殺死它種微生物的化學(xué)物質(zhì)。如青霉素、鏈霉素和金霉素等兩點補充：1、來源方面，不再局限于微生物生產(chǎn)；

2、性能方面：不再局限于抗細菌，抗腫瘤、抗原蟲、抗病毒、抗寄生蟲、殺蟲除草等。Chapter16

抗生素(antibiotics)一、抗生素的抗菌性能●選擇性作用抗菌譜的含義●選擇性毒力●引起細菌的耐藥性三、抗生素的抗菌作用機理Chapter16

抗生素(antibiotics)●抑制核酸的合成如放線菌素●抑制蛋白質(zhì)的合成如慶大霉素●改變細胞膜的通透性如短桿菌肽●干擾細胞壁的形成如青霉素●作用于能量代謝系統(tǒng)和作為抗代謝物

如抗霉素AChapter17

激素(hormones)一、激素的定義什么是激素？激素是生物體內(nèi)特殊組織或腺體產(chǎn)生的對某些靶細胞具有刺激作用，從而引起特殊的激動效應(yīng)的一群微量的有機化合物，——“化學(xué)迅息”；內(nèi)分泌激素、外分泌激素；在機體的代謝過程或生理過程起調(diào)控作用。Chapter17

激素(hormones)二、激素的特點1，含量少；在生物體某特定組織細胞產(chǎn)生；2，通過體液的運動被輸送到其他組織中發(fā)揮作用；3，作用很大，效率高，在新陳代謝中起調(diào)節(jié)控制作用。在醫(yī)療上，激素也是一類重要藥物。Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類在生物激素中，動物激素最為重要。植物激素主要為植物生長調(diào)節(jié)劑。根據(jù)激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和調(diào)控功能，一般可以分為三類（一）含氮激素。包括蛋白質(zhì)激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等。（二）類固醇激素。性腺和腎上腺皮質(zhì)分泌的激素大多數(shù)是類固醇激素。（三）脂肪酸衍生物激素。主要由生殖系統(tǒng)及其它組織分泌產(chǎn)生。Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類（一）含氮激素。1．氨基酸衍生物激素（1）甲狀腺激素甲狀腺所分泌的激素主要是甲狀腺素和少量的三碘甲腺原氨酸。三碘甲腺原氨酸的活性約為甲狀腺素的5－10倍。二者的結(jié)構(gòu)如下：天然的甲狀腺素是酪氨酸的衍生物，均為L-構(gòu)型。甲狀腺是體內(nèi)吸收碘能力最強的組織，能將體內(nèi)70-80%的碘富集在其中。甲狀腺激素生理功能在甲狀腺素的合成中，碘化過程并不是發(fā)生在游離的酪氨酸上，而是甲狀腺球蛋白分子中的酪氨酸殘基發(fā)生碘化反應(yīng)。主要是促進糖、脂及蛋白質(zhì)的代謝；促進機體的生長發(fā)育和組織分化；對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、造血過程、肌肉活動及智力和體質(zhì)的發(fā)育等均有顯著作用。幼年動物若甲狀腺機能減退或切除甲狀腺時，將引起發(fā)育遲緩，身材矮小，行動呆笨而緩慢；成年動物甲狀腺機能減退時，出現(xiàn)厚皮病，心博減慢，基礎(chǔ)代謝降低，性機能低下。反之，甲狀腺機能亢進，動物眼球突出，心跳加快，基礎(chǔ)代謝增高，消瘦，神經(jīng)系統(tǒng)興奮性提高，表現(xiàn)為神經(jīng)過敏等.甲狀腺激素生理功能Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類（一）含氮激素。1．氨基酸衍生物激素(2)．腎上腺素

腎上腺分為髓質(zhì)和皮質(zhì)兩部分。髓質(zhì)分泌腎上腺素和少量去甲腎上腺素。去甲腎上腺素主要由交感神經(jīng)末梢分泌。他們也是酪氨酸的衍生物，為R-構(gòu)型。腎上腺素生理功能腎上腺素具有與交感神經(jīng)興奮相似的作用，使血管收縮，心臟活動加強，血壓升高，臨床上被用來作為升壓藥物，起抗休克作用。腎上腺素主要是調(diào)節(jié)糖代謝,它能夠促進肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖和血中的乳酸含量。麻黃素和偽麻黃素

麻黃素含有二個手性碳原子，其構(gòu)型為1R2S,與R-構(gòu)型腎上腺素相似，具有較高的生理活性。偽麻黃素的構(gòu)型為1S2S,其生理作用則有明顯的差異。2、多肽及蛋白質(zhì)激素

由腦垂體、下丘腦、胰腺、甲狀旁腺、胃腸粘膜以及胸腺等分泌的激素屬于多肽或蛋白質(zhì)激素。這些激素具有各種各樣的功能。Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類（一）含氮激素。(1)腦垂體激素腦垂體在神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，起調(diào)節(jié)體內(nèi)各種內(nèi)分泌腺作用。垂體可分為前葉、中葉和后葉三個部分。腦垂體分泌的激素共有10多種。生長激素（GH）促甲狀腺素（TSH）促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）催乳素（LTH）促卵泡素（FSH）黃體生成素（LH）促黑色細胞素（MSH）催產(chǎn)素、加壓素

垂體前葉和中葉能夠合成激素，后葉只能存儲和分泌激素。后葉所分泌的激素由下丘腦合成。（2）下丘腦激素下丘腦所分泌的激素主要包括一些釋放激素（或釋放因子）和釋放抑制激素。下丘腦激素經(jīng)垂體門靜脈到達腦垂體，并作用于垂體細胞，起調(diào)控作用。促甲狀腺素釋放激素（TRH） 促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素（CRH） 促卵泡素釋放激素（FRH）促黃體生成素釋放激素（LRH） 生長素釋放激素（GRH），生長素釋放抑制激素（GRIH）促黑色細胞激素釋放激素（MRH） 促黑色細胞激素抑制釋放激素（MRIH）催乳素釋放激素（PRH），催乳素釋放抑制激素（PRIH）3、胰島激素胰島是胰臟的內(nèi)分泌組織。人的胰島主要由

、

和

三種細胞組成。

-細胞分泌胰高血糖素，

-細胞分泌胰島素。Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類（一）含氮激素。

（1）胰島素胰島素是由胰腺中胰島的β-細胞分泌的一種含有51個氨基酸殘基的蛋白質(zhì)激素。胰島素由兩條多肽鏈組成胰島素的生理功能主要是促進細胞攝取葡萄糖；促進肝糖原和肌糖原的合成；抑制肝糖原的分解。胰島素具有抑制細胞內(nèi)腺苷酸環(huán)化酶活性作用，使cAMP產(chǎn)生顯著減少，導(dǎo)致糖原分解速度減慢。胰島素的生理功能與腎上腺素的作用相反。（2）胰高血糖素胰高血糖素為胰島的α-細胞分泌的多肽激素，由29個氨基酸組成，人和豬的胰高血糖素的氨基酸序列完全一樣，其結(jié)構(gòu)如下：His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asp-Thr胰高血糖素主要是促進肝糖原分解，使血糖升高，與腎上腺素作用相似。其作用原理是激活肝細胞中的腺苷酸環(huán)化酶，使cAMP濃度升高，從而提高磷酸化酶活性，促進肝糖原分解。4、甲狀旁腺激素甲狀旁腺主要分泌甲狀旁腺素（PTH）和降鈣素（CT），它們都是多肽激素。二者的生理作用相反，PTH可以升高血鈣，而CT則可以降低血鈣，因此都是調(diào)節(jié)鈣磷代謝的激素。Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類（一）含氮激素。（二）類固醇激素類固醇激素是一類脂溶性激素，它們在結(jié)構(gòu)上都是環(huán)戊烷多氫菲衍生物。脊椎動物的類固醇激素可分為腎上腺皮質(zhì)激素和性激素兩類。Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類1，腎上腺皮質(zhì)激素腎上腺皮質(zhì)激素由腎上腺皮質(zhì)分泌產(chǎn)生。目前從腎上腺皮質(zhì)提取液中分離的類固醇化合物有30余種功能（1）調(diào)節(jié)糖代謝：抑制糖的氧化，使血糖升高；促進蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖。具有這種功能的包括皮質(zhì)酮、11-脫氫皮質(zhì)酮、17-羥皮質(zhì)酮（氫化可的松）和17-羥-11-脫氫皮質(zhì)酮（可的松）。這類激素還具有良好的抗炎，抗過敏作用，是常用的激素藥物。糖皮質(zhì)激素（2）調(diào)節(jié)水鹽代謝：促使體內(nèi)保留鈉離子及排出過多的鉀離子，調(diào)節(jié)水鹽代謝。這類激素包括11-脫氧皮質(zhì)酮、17-羥-11-脫氧皮質(zhì)酮和醛皮質(zhì)酮。其中醛皮質(zhì)酮對水鹽代謝的調(diào)節(jié)作用比脫氧皮質(zhì)酮大30-120倍。腎上腺皮質(zhì)激素分泌失常，將引起糖代謝及無機鹽代謝紊亂而出現(xiàn)病癥。鹽皮質(zhì)激素2．性激素性激素屬于類固醇類激素，可分為雄性激素和雌性激素兩類。它們與動物的性別及第二性征的發(fā)育有關(guān)。性激素的分泌受垂體的促性腺激素（LHF和SH）調(diào)節(jié)。（四）脂肪酸衍生物激素前列腺素（簡稱PG）是一類具有生理活性物質(zhì)的總稱，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有幾十種。這類激素廣泛存在于生殖系統(tǒng)和其它組織中。前列腺素的基本結(jié)構(gòu)為含有一個環(huán)戊烷及兩個脂肪側(cè)鏈的二十碳脂肪酸。其中主要有E、F、A、B等四類。前列腺素Chapter17

激素(hormones)三、激素的分類E型：C-9為酮基、C-11含有羥基。F型：C-9和C-11均含有羥基。A型：C-9為酮基、C-10和C-11之間有雙鍵。B型：C-9為酮基，C-8和C-12之間有雙鍵。所有的前列腺素在側(cè)鏈的C-13和C-14之間有雙鍵，C-15含有一個羥基。功能不同結(jié)構(gòu)的前列腺素，其功能也不相同，說明前列腺素具有復(fù)雜的生理功能。已經(jīng)證明，前列腺素對生殖、心血管、呼吸、消化和神經(jīng)系統(tǒng)等都有顯著影響作用。例如，能使子宮及輸卵管收縮，使血管擴張或收縮，可抑制胃酸分泌等。人體前列腺素的產(chǎn)生和分泌異常是導(dǎo)致許多疾病的重要原因。

生物膜的組成與結(jié)構(gòu)biologicalmembrane一、生物膜的概述●細胞的外周膜和內(nèi)膜系統(tǒng)稱為“生物膜”；●生物膜有多種功能，如物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、細胞識別、細胞免疫、神經(jīng)傳導(dǎo)和代謝調(diào)控等；●生物膜模擬：用于污水處理、海水淡化以及農(nóng)作物的抗旱、抗寒、耐鹽、抗病等。內(nèi)膜系統(tǒng)：亞細胞結(jié)構(gòu)和細胞器。例如，線粒體、細胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體和葉綠體等二、生物膜的組成主要由脂質(zhì)（主要是磷脂和膽固醇）、蛋白質(zhì)（包括酶）和多糖類組成，水和金屬離子等。生物膜的組成，因膜的種類不同而有很大的差別。構(gòu)成生物膜的主要物質(zhì)二、生物膜的組成（1）脂質(zhì)Lipid脂質(zhì)是構(gòu)成生物膜最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)脂質(zhì)包括磷脂、膽固醇和糖脂等，其中以磷脂為主要成分。

磷脂

Glycerophospholipids

膽固醇Sterols二、生物膜的組成構(gòu)成生物膜的主要物質(zhì)膽固醇以中性脂的形式分布在雙層脂膜內(nèi)，對生物膜中脂類的物理狀態(tài)有一定的調(diào)節(jié)作用，有利于保持膜的流動性和降低相變溫度。

糖脂Glycosphingolipids二、生物膜的組成構(gòu)成生物膜的主要物質(zhì)糖脂也是構(gòu)成雙層脂膜的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。糖脂主要分布在細胞膜外側(cè)的單分子層中。動物細胞膜所含的糖脂主要是腦苷脂。結(jié)構(gòu)為：半乳糖二、生物膜的組成構(gòu)成生物膜的主要物質(zhì)（2）膜蛋白membraneprotein生物膜中含有多種不同的蛋白質(zhì)，通常稱為膜蛋白。根據(jù)它們在膜上的定位情況，可以分為外周蛋白和內(nèi)在蛋白。膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜實施功能的基本場所。膜蛋白分布不對稱脂質(zhì)雙層鑲嵌蛋白跨膜蛋白膜表面蛋白外周蛋白

peripheralprotein這類蛋白約占膜蛋白的20－30%，分布于雙層脂膜的外表層，主要通過靜電引力或范德華力與膜結(jié)合。外周蛋白與膜的結(jié)合比較疏松，容易從膜上分離出來。外周蛋白能溶解于水。內(nèi)在蛋白

integralprotein內(nèi)在蛋白約占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在雙層脂膜的疏水層中。這類蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水鍵與膜脂相結(jié)合，而且不容易從膜中分離出來。內(nèi)在蛋白與雙層脂膜疏水區(qū)接觸部分，由于沒有水分子的影響，多肽鏈內(nèi)形成氫鍵趨向大大增加，因此，它們主要以

-螺旋和

-折疊形式存在，其中又以

-螺旋更普遍。內(nèi)在蛋白二、生物膜的組成構(gòu)成生物膜的主要物質(zhì)（3）糖類carbohydrate生物膜中含有一定的寡糖類物質(zhì)。它們大多與膜蛋白結(jié)合，少數(shù)與膜脂結(jié)合。糖類在膜上的分布是不對稱的，全部都處于細胞膜的外側(cè)。生物膜中組成寡糖的單糖主要有半乳糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。生物膜中的糖類化合物在信息傳遞和相互識別方面具有重要作用。三、生物膜的結(jié)構(gòu)1、脂質(zhì)雙層模型二、生物膜的結(jié)構(gòu)2、脂質(zhì)雙層流體鑲嵌模型膜蛋白分布不對稱脂質(zhì)雙層鑲嵌蛋白跨膜蛋白膜表面蛋白（1）生物膜膜組分的不對稱性分布：保證膜電荷數(shù)量的差異和膜的流動性，與膜蛋白的定向分布及其功能發(fā)揮有密切的關(guān)系（2）生物膜膜脂的運動性

●●表現(xiàn)正常的生物學(xué)功能有十分重要的意義。●膜脂的運動性：旋轉(zhuǎn)、擺動、側(cè)向擴散、翻轉(zhuǎn)、異構(gòu)化等。●膜蛋白的運動性：側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)擴散（3）生物膜中分子間的作用力靜電力、疏水力和范德華力二、生物膜的結(jié)構(gòu)3、脂質(zhì)雙層膜的特點TheEnd

代謝總論metabolism一、什么是生物代謝？Chapter19

代謝總論

生物代謝是指生物活體與外界環(huán)境不斷進行的物質(zhì)（包括氣體、液體和固體）交換過程。其本質(zhì)是活細胞中發(fā)生一系列化學(xué)變化，每一變化均由酶催化。二、物質(zhì)代謝和能量代謝新陳代謝同化作用：小分子合成大分子；需要能量異化作用：大分子分解為小分子：釋放能量

物質(zhì)代謝————能量代謝Chapter19

代謝總論三、中間代謝、代謝途徑、代謝物和中間代謝物四、代謝的研究方法●苯環(huán)化合物示蹤法●穩(wěn)定同位素示蹤法●放射性同位素示蹤法五、代謝和生命發(fā)展●個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育Chapter19

代謝總論六、ATP是能量代謝的“貨幣”ATPADPAMPPiPiChapter19

代謝總論七、能量代謝中輔酶的遞能作用1、輔酶I和輔酶II的遞能作用NAD+(煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔酶I)NADP+(煙酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又稱為輔酶II)2、FMN和FAD遞能作用FAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)3、CoA在能量代謝中的作用輔酶A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，它的前體是維生素(B3)泛酸，乙酰-CoA水解可釋放出大量能量。Chapter20

生物能學(xué)BioenergeticsChapter20

Bioenergetics一、有關(guān)熱力學(xué)和能的基本概念（一）體系的概念、性質(zhì)和狀態(tài)●開放體系、封閉體系、隔離體系●一個體系的性質(zhì)包括壓力、體積、溫度、比熱、表面張力等（二）能的兩種形式——熱與功（三）內(nèi)能（U）和焓（H）的概念：H=U+PVChapter20

Bioenergetics一、有關(guān)熱力學(xué)和能的基本概念（四）熱力學(xué)第一定律

在一個孤立體系中的能量可以變換其形式，但其總能量不變。Chapter20

Bioenergetics一、有關(guān)熱力學(xué)和能的基本概念五、化學(xué)能的轉(zhuǎn)化：光能、化學(xué)能和熱能等的轉(zhuǎn)化維持生命活動的能量，主要有兩個來源：光能（太陽能）：植物和某些藻類，通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成生物能?；瘜W(xué)能：動物和大多數(shù)的微生物，通過生物氧化作用將有機物質(zhì)（主要是各種光合作用產(chǎn)物）存儲的化學(xué)能釋放出來，并轉(zhuǎn)變成生物能。Chapter20

Bioenergetics一、有關(guān)熱力學(xué)和能的基本概念六、熱力學(xué)第二定律（25頁）和熵的概念七、自由能的概念：⊿G=⊿H–T⊿S

熱的傳導(dǎo)只能由高溫物體傳至低溫物體。熱的自發(fā)地逆向傳導(dǎo)是不可能的。代表體系能量分散程度的狀態(tài)函數(shù)，統(tǒng)稱為熵（S）。凡是能夠用于做功的能量稱之為自由能（G）。Chapter20

Bioenergetics二、化學(xué)反應(yīng)中自由能的變化和意義（一）化學(xué)反應(yīng)的自由能變化公式A+B==C+D+⊿H⊿G=⊿H–T⊿S自發(fā)進行的化學(xué)反應(yīng)⊿G＜0Chapter20

Bioenergetics二、化學(xué)反應(yīng)中自由能的變化和意義（二）標準自由能變化與平衡常數(shù)的關(guān)系A(chǔ)+B==C+D+⊿H（三）自由能變化的可加性及其在生物化學(xué)反應(yīng)中的意義（四）能量學(xué)在生物化學(xué)應(yīng)用中的一些規(guī)定（32頁）（三）自由能變化的可加性及其在生物化學(xué)反應(yīng)中的意義

在偶聯(lián)的幾個反應(yīng)中，自由能的總變化等于每一步反應(yīng)自由能變化的總和。意義：一個熱力學(xué)上不能進行的反應(yīng)，可以由與它相偶聯(lián)的，熱力學(xué)上容易進行的反應(yīng)驅(qū)動。Chapter20

Bioenergetics三、高能磷酸化合物（一）高能磷酸化合物的概念●一般將水解時釋放5000卡以上自由能的化合物稱為高能化合物，如ATP、ADP、GTP等。注意：跟鍵能的區(qū)別（二）高能磷酸化合物的類型34頁Chapter20

Bioenergetics（二）高能磷酸化合物的類型34頁1、磷氧鍵型（—O~P)3-磷酸甘油酸磷酸11.8千卡/摩爾乙酰磷酸10.1千卡/摩爾(1)?；姿峄衔锇奔柞Ａ姿狨；佘账岚滨；佘账?1)?；姿峄衔?、磷氧鍵型（—O~P)（2）焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸7.3千卡/摩爾1、磷氧鍵型（—O~P)（3）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩爾1、磷氧鍵型（—O~P)2、氮磷鍵型磷酸肌酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩爾7.7千卡/摩爾這兩種高能化合物在生物體內(nèi)起儲存能量的作用。4、甲硫鍵型S-腺苷甲硫氨酸Chapter20

Bioenergetics（三）ATP是生物體內(nèi)的能量“貨幣”37頁三、高能磷酸化合物ADP——ATP——ADP——AMP能量轉(zhuǎn)換途徑螢火蟲發(fā)光物質(zhì)“蟲熒光酰腺苷酸”7.3千卡/摩爾Chapter20

Bioenergetics三、高能磷酸化合物（四）磷酸肌酸、磷酸精氨酸的貯能作用37頁●磷酸精氨酸是無脊椎動物肌肉中的貯能物質(zhì)；●磷酸肌酸和磷酸精氨酸通過磷酸基團的轉(zhuǎn)移作為貯能物質(zhì)統(tǒng)稱為磷酸原。（五）ATP系統(tǒng)的動態(tài)平衡ATP======ADP======AMPPiPi能荷水平磷酸化勢能=[ATP][ADP]?PiTheEnd

生物膜與物質(zhì)運送Membrane&Transportation生物膜具有保護、轉(zhuǎn)運、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、運動和免疫等生物功能。細胞或細胞器需要經(jīng)常與外界進行物質(zhì)交換以維持其正常的功能。細胞或細胞器通過生物膜，從膜外選擇性地吸收所需要的養(yǎng)料，同時也要排出不需要的物質(zhì)。在各種物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運過程中，細胞膜起著重要的調(diào)控作用。生物膜的功能轉(zhuǎn)運功能一、被動運送與主動運送根據(jù)物質(zhì)運送自由能變化的情況分：（一）被動運輸（passivetransport）

即順濃度梯度的方向跨膜運送的過程。特點是：物質(zhì)的運送速率即依賴于膜兩側(cè)運送物質(zhì)的濃度差，又與被運送物質(zhì)的分子大小、電荷和在脂雙層中的溶解性有關(guān)。不需供能，自發(fā)進行（自由能減少，熵增加）。（二）主動運送（activetransport）

即逆濃度梯度（或電荷梯度或電化學(xué)梯度）的方向跨膜運送的過程。特點是（1）專一性(膜轉(zhuǎn)運蛋白)；（2）運送速度可以達到飽和狀態(tài)；（3）方向性；（4）選擇性抑制。需要供給能量，不能自發(fā)進行（自由能增加，熵減少）。轉(zhuǎn)運通道載體蛋白和通道蛋白二、小分子物質(zhì)的運送運送蛋白；單向運送和協(xié)同運送（同向運送和反向運送）小分子運送主要通過運送蛋白體系來實現(xiàn)：（一）“Na+—K+泵”與“Na+，K+—ATP酶”是一個四聚體膜蛋白，烏本苷是特異性抑制劑。（二）“Ca+泵”與“Ca+—ATP酶”是一個四聚體膜。其活性受鈣調(diào)蛋白影響，因此調(diào)蛋白可刺激細胞對Ca+的吸收。運送蛋白；單向運送和協(xié)同運送（同向運送和反向運送）（三）陰離子的運送、糖和氨基酸的運送、基團運送（自學(xué)53頁）（四）ATP/ADP交換體（線粒體膜上）是一個分子量為30000的多肽，在膜上是以二聚體的形式存在——“兩態(tài)閘門—孔道機制假說”ATP/ADP交換體易于向外運輸ATP，向內(nèi)運輸ADP。三、生物大分子的跨膜運送（55頁）（一）胞吐作用（endocytosis）囊泡的形成與細胞膜融合釋放外排物質(zhì)（二）胞吞作用（exocytosis）攝入大分子物質(zhì)細胞膜內(nèi)陷囊泡的形成作用：完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸，又稱膜泡運輸或批量運輸（bulktransport）。屬于主動運輸。質(zhì)膜代謝的一種重要方式（三）蛋白質(zhì)的跨膜運送

1、分泌蛋白質(zhì)通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的運送——信號肽假說

2、線粒體蛋白的跨膜運送——導(dǎo)肽的功能本章其它部分自學(xué)四、生物膜運送的分子機理移動性載體模型和孔道或通道模型——構(gòu)象變化假說

糖代謝MetabolismofSaccharides——糖酵解作用一、糖代謝的概述●有機體重要的能源和碳源●糖類的分解代謝（糖酵解、三羧酸循環(huán)（線粒體））合成代謝（糖異生、糖原的合成、結(jié)構(gòu)多糖的合成中間代謝（磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑）●糖代謝受神經(jīng)、激素及別構(gòu)物的調(diào)節(jié)控制第一節(jié)糖類的消化、吸收和轉(zhuǎn)運一、糖類的消化二、糖類的吸收三、糖的轉(zhuǎn)運●α—淀粉酶、寡糖酶、α—葡萄糖苷酶、β—半乳糖苷酶●以D型單糖形式被小腸粘膜細胞吸收進入血液，各種單糖的吸收率不同（D-半乳糖＞D-葡萄糖＞D-果糖＞D-甘露糖＞D-木糖＞阿拉伯糖）。其他成分經(jīng)腸道細菌分解后排出或再利用。●Na+—單糖協(xié)同轉(zhuǎn)運系統(tǒng)：轉(zhuǎn)運D—葡萄糖和D—半乳糖

●單糖易化擴散系統(tǒng)：D—果糖第二節(jié)糖類的酵解(glycolysis)糖酵解即糖的無氧分解，是糖類代謝的共同途徑（胞液中進行）一、酵解與發(fā)酵1、酵解(glycolysis)：是酶將葡萄糖降解成丙酮酸并伴隨著生成ATP的過程。是好氧動物、植物和微生物細胞分解產(chǎn)生能量的共同代謝途徑。O2充足丙酮酸進入線粒體，經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化生成CO2和H2O，NADH進入呼吸鏈氧化產(chǎn)生ATP。O2不足NADH將丙酮酸還原成乳酸，在胞液中進行。2、發(fā)酵(fermentation)：厭氧有機體（如酵母）把酵解產(chǎn)生的NADH中的H交給丙酮酸脫羧生成的乙醛，乙醛還原形成乙醇。這個過程叫酒精發(fā)酵。若將H交給丙酮酸生成乳酸，則是乳酸發(fā)酵二、酵解的研究歷史（閱讀材料63頁）三、酵解途徑(glycolysis),——又叫糖的無氧分解（EMP途徑）1、葡萄糖磷酸化(phosphorylation)生成6-磷酸葡萄糖（G-6-P）己糖激酶分布廣泛，專一性低，可逆反應(yīng)★

葡糖糖激酶僅存于肝臟，專一性高是一種關(guān)鍵酶和調(diào)節(jié)酶，該步反應(yīng)消耗一分子ATP2、G-6-P異構(gòu)化，生成6-磷酸果糖（F-6-P）磷酸葡萄糖異構(gòu)酶反應(yīng)可逆，反應(yīng)方向由底物與產(chǎn)物含量水平來控制★3、F-6-P磷酸化，生成1，6-二磷酸果糖（F-1，6-2P）磷酸果糖激酶是關(guān)鍵反應(yīng)步驟，決定酵解速度，是一個限速酶，該步反應(yīng)再消耗一分子ATP★4、F-1，6-2P裂解成3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮（DHAP）醛縮酶產(chǎn)生二個三碳糖，即一個醛糖和一個酮糖#

5、磷酸三碳糖的異構(gòu)化磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛#6、3-磷酸甘油醛氧化生成1，3-二磷酸甘油酸（或3-磷酸甘油酸磷酸）3-磷酸甘油醛脫氫酶3-磷酸甘油醛+NAD++H3PO3=====1，3-二磷酸甘油酸+NADH+H+★7、1，3-二磷酸甘油酸氧化生成3-磷酸甘油酸和ATP1，3-二磷酸甘油酸+ADP======3-磷酸甘油酸+ATP▲磷酸甘油酸激酶，Mg++8、3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成2-磷酸甘油酸★磷酸甘油酸變位酶，Mg++9、2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸★烯醇化酶，Mg++10、磷酸烯醇式丙酮酸將磷?；D(zhuǎn)移給ADP形成ATP和丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ADP烯醇式丙酮酸+ATP丙酮酸★丙酮酸激酶，Mg++總結(jié)：10步反應(yīng)，兩個階段，每分解一個己糖分子消耗2分子ATP，產(chǎn)生2分子三碳糖，每分子三碳糖產(chǎn)生2分子ATP，需要10種酶，大部分過程需Mg++參與。兩個階段鏈接意義：是糖代謝的共同途徑，和無氧條件的產(chǎn)能途徑，某些特殊組織（如成熟紅細胞、皮膚、視網(wǎng)膜）的供能方式。能量計算：無O2時，從葡萄糖開始，凈增2分子ATP；從糖原開始凈增

3分子ATP，NADH用于還原丙酮酸生成乳酸；有O2時，2分子NADH進入呼吸鏈，凈增2╳

2.5+2=7分子ATP。而腦組織和骨骼肌則凈增2╳

1.5+2=5分子ATP

因此，有O2時凈增6~8分子ATP（請看80頁）四、酵解過程ATP的合成

五、丙酮酸的去路1、變成乙酰COA：有氧條件下，丙酮酸進入線粒體變成乙酰COA，參加TCA循環(huán)，最后氧化成CO2和H2O2、生成乳酸：在供氧不足時，NADH還原丙酮酸，在乳酸脫氫酶的作用下，形成乳酸。3、生成乙醇：在酵母菌或其它微生物中，丙酮酸經(jīng)脫羧酶催化，生成乙醛，經(jīng)乙醇脫氫酶催化，由NADH還原形成乙醇。英文鏈接其它單糖進入酵解的途徑91頁

六、糖酵解作用的調(diào)節(jié)83頁IrreversibleincellsAnaldoseAnketosereversibleincellsAnaldehydeAketoneSubstrate-levelphosphorylationForATPgenerationEnergy-RequiringStepsofGlycolysisATPADP糖酵解全過程葡萄糖乙醇（發(fā)酵）乳酸（酵解）（1）第一階段：酵解準備階段葡萄糖

1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛（1）第一階段：酵解準備階段葡萄糖

1,6-二磷酸果糖

3-磷酸甘油醛兩個磷酸化步驟由六碳糖裂解為兩分子三碳糖。（2）第二階段：放能階段3-磷酸甘油醛

2-磷酸甘油酸

丙酮酸（2）第二階段：放能階段3-磷酸甘油醛

2-磷酸甘油酸

丙酮酸

檸檬酸循環(huán)TricarboxylicacidcycleChapter23

檸檬酸循環(huán)●德國科學(xué)家HansKrebs1937年提出，1953年獲得諾貝爾獎，并被稱為ATP循環(huán)（檸檬酸循環(huán)）之父。一、TCA循環(huán)的發(fā)現(xiàn)葡萄糖通過糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸，在有氧條件下，將進入三羧酸循環(huán)進行完全氧化，生成H2O和CO2，并釋放出大量能量。丙酮酸的有氧氧化包括兩個階段：即檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化三羧酸循環(huán)(tricarboxylicacidcycle,TCA循環(huán)orKrebs循環(huán))Chapter23

檸檬酸循環(huán)二、糖的有氧氧化（好氧呼吸）的三個步驟●1、葡萄糖或糖原氧化分解成丙酮酸（即糖酵解，胞液中進行）

●2、丙酮酸氧化脫羧生成乙酰COA（線粒體基質(zhì)中進行）（丙酮酸

乙酰輔酶A，簡寫為乙酰CoA）●3、乙酰COA進入TCA循環(huán)（線粒體中進行）三羧酸循環(huán)（乙酰CoA