【文章內(nèi)容簡介】 大部分是具有一定脂溶性的大分子有機化合物，可首先溶解于膜的脂質(zhì)成分而后擴散到另一側(cè)。簡單擴散過程可受下列因素的影響：(1)生物膜兩側(cè)的濃度差：濃度差越大，擴散越快。如氧的氣體分子由肺泡及毛細血管進入血液和CO2由血液進入肺泡細胞的過程，主要靠濃度差起作用。（2）外源化學(xué)物在脂質(zhì)中的溶解度：溶解度可用脂/水分配系數(shù)表示，即一種物質(zhì)在脂相和水相的分配已達到平衡狀態(tài)時的分配率比值稱為脂/水分配系數(shù)。脂/水分配系數(shù)越大，越容易在脂肪中溶解，也越易透過生物膜。但由于生物膜中還含有水相，在生物轉(zhuǎn)運過程中，外源化學(xué)物既要透過脂相，也要透過水相，因此脂水分配系數(shù)在1左右者，更易進行簡單擴散。（3）外源化學(xué)物的電離狀態(tài)：化合物分子在水溶液中分解成為帶電荷離子的過程稱為電離。離子型的化合物不易透過生物膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)。而化合物的電離狀態(tài)既受其本身的電離常數(shù)（電離部分與未電離部分平衡時的常數(shù)）的影響，也受其所在溶液的pH影響。弱酸性化學(xué)物在酸性介質(zhì)中非離子型多，在堿性介質(zhì)中離子型多；弱堿性化學(xué)物在酸性介質(zhì)中離子型多，而在堿性介質(zhì)中非離子型多。 濾過（filtration）濾過是水溶性物質(zhì)隨同水分子經(jīng)生物膜的孔狀結(jié)構(gòu)而透過生物膜的過程。凡分子大小和電荷與膜上孔狀結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的溶質(zhì)皆可濾過轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運的動力為生物膜兩側(cè)的流體靜壓梯度差和滲透壓差。此種孔狀結(jié)構(gòu)為親水性孔道，不同組織生物膜孔道的直徑不同。腎小球的孔道直徑較大，約為70nm，分子量為60,000以上的蛋白質(zhì)分子不能透過，較小的分子皆可透過。腸道上皮細胞和肥大細胞膜上孔道直徑較小，分子量小于200的化合物方可以通過。一般細胞孔道直徑在4nm以下，所以除水分子可以通過外，有些無機離子和有機離子等外源化學(xué)物，亦可濾過。特殊轉(zhuǎn)運 特殊轉(zhuǎn)運指有一定的載體，具有較強的專一性，有一定的選擇性和主動性，生物膜主動選擇某種機體需要或由機體排出的物質(zhì)進行的轉(zhuǎn)運。特殊轉(zhuǎn)運分主動轉(zhuǎn)運和易化擴散。 主動轉(zhuǎn)運（active transport）主動轉(zhuǎn)運的主要特點是可逆濃度梯度進行轉(zhuǎn)運，轉(zhuǎn)運過程消耗能量的轉(zhuǎn)運方式。能量來自細胞代謝活動所產(chǎn)生的代謝能（ATP）的釋放。許多外源化學(xué)物的代謝產(chǎn)物經(jīng)由腎臟和肝臟排出，主要是借助主動轉(zhuǎn)運。機體需要的某些營養(yǎng)物質(zhì)，例如某些糖類、氨基酸、核酸和無機鹽等由腸道吸收進入血液的過程，必須通過主動轉(zhuǎn)運逆濃度梯度吸收。 促進擴散（facilitated diffusion）促進擴散的特點是需要載體，順濃度梯度由高濃度向低濃度而且不需要細胞供給能量的擴散性轉(zhuǎn)運。葡萄糖、某些氨基酸、甘油、嘌呤堿等親水化合物，由于不溶于脂肪，不能借助簡單擴散進轉(zhuǎn)運，所以可在具有特定載體和順濃度梯度的情況下進行轉(zhuǎn)運。膜動轉(zhuǎn)運 膜動轉(zhuǎn)運是細胞與外界環(huán)境交換一些大分子物質(zhì)的過程，其主要特點是在轉(zhuǎn)運過程中生物膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)運過程具有特異性，生物膜呈現(xiàn)主動選擇性并消耗一定的能量。在一些大分子顆粒物質(zhì)被吞噬細胞由肺泡去除或被肝和脾的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)由血液去除的過程中起主導(dǎo)作用。膜動轉(zhuǎn)運又可分為入胞（endocytosis）和出胞作用（exocytosis）。前者是將細胞表面的顆粒物轉(zhuǎn)運入細胞的過程。后者是將顆粒物由細胞內(nèi)運出的過程。胞吞和胞吐是兩種方向相反的過程。在胞吞作用中如果被攝入的物質(zhì)為固體則稱為吞噬(phagocytosis),如為 液體則為胞飲(pinocytosis)。入侵機體細胞的細菌、病毒、死亡的細菌、組織碎片、鐵蛋白、偶氮色素都可通過吞噬作用被細胞清除。所以胞吞和胞吐作用對體內(nèi)外源化學(xué)物或異物的清除轉(zhuǎn)運具有重要意義。糖的無氧分解糖的有氧氧化磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑總反應(yīng)方程式如下：抑制劑，呼吸鏈，限速酶　　能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。它可降低酶促反應(yīng)速度。酶的抑制劑有重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、氫氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物堿、染料、對氯汞苯甲酸、二異丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性劑等。 呼吸鏈又稱電子傳遞鏈，是由一系列電子載體構(gòu)成的，從NADH或FADH2向氧傳遞電子的系統(tǒng)。 還原型輔酶通過呼吸鏈再氧化的過程稱為電子傳遞過程。其中的氫以質(zhì)子形式脫下，電子沿呼吸鏈轉(zhuǎn)移到分子氧，形成粒子型氧，再與質(zhì)子結(jié)合生成水。放出的能量則使ADP和磷酸生成ATP。電子傳遞和ATP形成的偶聯(lián)機制稱為氧化磷酸化作用。整個過程稱為氧化呼吸鏈或呼吸代謝。 在葡萄糖的分解代謝中，一分子葡萄糖共生成10個NADH和2個FADH2，其標準生成自由能是613千卡，而在燃燒時可放出686千卡熱量，即90％貯存在還原型輔酶中。呼吸鏈使這些能量逐步釋放，有利于形成ATP和維持跨膜電勢。 原核細胞的呼吸鏈位于質(zhì)膜上，真核細胞則位于線粒體內(nèi)膜上。二、構(gòu)成 呼吸鏈包含15種以上組分，主要由4種酶復(fù)合體和2種可移動電子載體構(gòu)成。其中復(fù)合體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、輔酶Q和細胞色素C的數(shù)量比為1：2：3：7：63：9。 Ⅰ 即NADH：輔酶Q氧化還原酶復(fù)合體，由NADH脫氫酶（一種以FMN為輔基的黃素蛋白）和一系列鐵硫蛋白（鐵—硫中心）組成。它從NADH得到兩個電子，經(jīng)鐵硫蛋白傳遞給輔酶Q。鐵硫蛋白含有非血紅素鐵和酸不穩(wěn)定硫，其鐵與肽類半胱氨酸的硫原子配位結(jié)合。鐵的價態(tài)變化使電子從FMNH2轉(zhuǎn)移到輔酶Q。 Ⅱ 由琥珀酸脫氫酶（一種以FAD為輔基的黃素蛋白）和一種鐵硫蛋白組成，將從琥珀酸得到的電子傳遞給輔酶Q。 是呼吸鏈中唯一的非蛋白氧化還原載體，可在膜中迅速移動。它在電子傳遞鏈中處于中心地位，可接受各種黃素酶類脫下的氫。 復(fù)合體Ⅲ 輔酶Q：細胞色素C氧化還原酶復(fù)合體，是細胞色素和鐵硫蛋白的復(fù)合體，把來自輔酶Q的電子，依次傳遞給結(jié)合在線粒體內(nèi)膜外表面的細胞色素C。 細胞色素類 都以血紅素為輔基，紅色或褐色。將電子從輔酶Q傳遞到氧。根據(jù)吸收光譜，可分為三類：a,b,c。呼吸鏈中至少有5種：b、cc、a、a3(按電子傳遞順序)。細胞色素aa3以復(fù)合物形式存在，又稱細胞色素氧化酶，是最后一個載體，將電子直接傳遞給氧。從a傳遞到a3的是兩個銅原子，有價態(tài)變化。 復(fù)合體IV：細胞色素C氧化酶復(fù)合體。將電子傳遞給氧。限速酶：它是指整條代謝通路中催化反應(yīng)速度最慢的酶,它不但可以影響整條代謝途徑的總速度,還可以改變代謝方向. 　　在代謝過程中的一系列反應(yīng)中，如果其中一個反應(yīng)進行的很慢，便成為整個過程的限速步驟，催化此限速步驟的酶稱為限速酶或者標兵酶。標兵酶是一種調(diào)節(jié)酶，它們常常也是別構(gòu)酶。過程：EMP,TCA,尿素循環(huán)，β氧化　EMP途徑即糖酵解途徑或稱葡萄糖酵解途徑，這條途徑幾乎是所有具有細胞結(jié)構(gòu)的生物所共有的主要代謝途徑。它表明了，當微生物細胞吸收葡萄糖后，葡萄糖經(jīng)己糖激酶、磷酸已糖異構(gòu)酶、磷酸己糖激酶的作用，生成1，6—二磷酸果糖，1，6—二磷酸果糖再經(jīng)過一系列酶的作用，降解生成丙酮酸為主要特征的一系列生物化學(xué)過程。反應(yīng)發(fā)生于細胞質(zhì)中。參見糖酵解。三羧酸循環(huán)體內(nèi)物質(zhì)糖類、脂肪或氨基酸有氧氧化的主要過程。通過生成的乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合生成檸檬酸(三羧酸)開始，再通過一系列氧化步驟產(chǎn)生CONADH及FADH2，最后仍生成草酰乙酸，進行再循環(huán)，從而為細胞提供了降解乙酰基而提供產(chǎn)生能量的基礎(chǔ)。尿素循環(huán)肝臟是動物生成尿素的主要器官，由于精氨酸酶的作用使精氨酸水解為鳥氨酸及尿素。精氨酸在釋放了尿素后產(chǎn)生的鳥氨酸，和氨甲酰磷酸反應(yīng)產(chǎn)生瓜氨酸，瓜氨酸又和天冬氨酸反應(yīng)生成精氨基琥珀酸，精氨基琥珀酸為酶裂解，產(chǎn)物為精氨酸及延胡索酸。由于精氨酸水解在尿素生成后又重新反復(fù)生成，故稱尿素循環(huán)。脂肪酸的β氧化飽和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子發(fā)生氧化，C鏈在α位C原子與β位C原子間發(fā)生斷裂，每次生成一個乙酰CoA和較原來少兩個C單位的脂肪酸，這個不斷重復(fù)進行的脂肪酸氧化過程稱為脂肪酸的β 氧化。（脂肪酸的β氧化，基本過程： 丁酰CoA經(jīng)最后一次β氧化：生成2分子乙酰CoA 。故每次β氧化1分子脂酰CoA生成1分子FADH２，1分子NADH+H+，1分子乙酰CoA，通過呼吸鏈氧化前者生成2分子ATP，后者生成3分子ATP。 ）（脂肪酸的α氧化：在哺乳動物的肝臟和腦組織中進行，由微粒體氧化酶系催化，使游離的長鏈脂肪酸的α碳原子上的氫被氧化成烴基，生成α烴脂酸。α羥脂酸可以繼續(xù)氧化脫羧，就形成少一個碳原子的脂肪酸。）（ω氧化：動物體內(nèi)上而碳以下的短鏈脂肪酸，在肝微粒體氧化酶系催化下，通過末端碳原子（稱為ω位）上的氫被氧化成羧基，生成ω羥基酸，再進一步氧化成二羧酸）血漿脂蛋白種類作用血槳脂蛋白：指哺乳動物血漿(尤其是人)中的脂蛋白質(zhì)復(fù)合物。血漿脂蛋白可以把脂類(三酰甘油、磷脂、膽固醇)從一個器官運輸?shù)搅硪粋€器官。血槳脂蛋白分類　　血漿脂蛋白是根據(jù)密度來分類的： 　　（1） 乳糜微粒，密度非常低，運輸甘油三酯和膽固醇酯，從小腸到組織肌肉和adipose組織。 　?。?） 極低密度脂蛋白VLDL()，在肝臟中生成，將脂類運輸?shù)浇M織中，當VLDL被運輸?shù)饺斫M織時，被分解為三酰甘油、脫輔基蛋白和磷脂，最后，VLDL被轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏戎鞍住?　?。?） 低密度脂蛋白(LDL，)，把膽固醇運輸?shù)浇M織，經(jīng)過一系列復(fù)雜的過程，LDL與LDL受體結(jié)合并被細胞吞食。 　?。?） 高密度脂蛋白(HDL，)，也是在肝臟中生成，可能負責清除細胞膜上過量的膽固醇。當血漿中的卵磷脂：膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶(Lecithin cholesterol acyltransferase, LCAT)將卵磷脂上的脂肪酸殘基轉(zhuǎn)移到膽固醇上生成膽固醇脂時，HDL將這些膽固醇脂動輸?shù)礁?。肝臟將過量的膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸。名詞解釋蛋白質(zhì)等電點在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，所帶凈電荷為零，呈電中性，此時溶液的pH稱為該氨基酸的等電點。蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)變性（denaturation）:生物大分子的天然構(gòu)象遭到破壞導(dǎo)致其生物活性喪失的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)在受到光照，熱，有機溶劑以及一些變性劑的作用時，次級鍵受到破壞，導(dǎo)致天然構(gòu)象的破壞，使蛋白質(zhì)的生物活性喪失。 復(fù)性（renaturation）:在一定的條件下，變性的生物大分子恢復(fù)成具有生物活性的天然構(gòu)象的現(xiàn)象。 別構(gòu)效應(yīng)（allosteric effect）:又稱為變構(gòu)效應(yīng)，是寡聚蛋白與配基結(jié)合改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性改變的現(xiàn)象。 )核酸的增/減色效應(yīng)3）增色效應(yīng)(hyperchromic effect)。指變性后DNA溶液的紫外吸收作用增強的效應(yīng)。DNA分子中堿基間電子的相互作用使DNA分子具有吸收260nm波長紫外光的特性。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中堿基藏入內(nèi)側(cè)，變性時DNA雙螺旋解開，于是堿基外露，堿基中電子的相互作用更有利于紫外吸收，故而產(chǎn)生增色效應(yīng)。 Tm融解溫度　　對雙鏈DNA進行加熱變性，當溫度升高到一定高度時，DNA溶液在260nm處的吸光度突然明顯上升至最高值，隨后即使溫度繼續(xù)升高，吸光度也不再明顯變化。若以溫度對DNA溶液的紫外吸光率作圖，得到的典型DNA變性曲線呈S型(如下圖)?？梢奃NA變性是在一個很窄的溫度范圍內(nèi)發(fā)生的。通常將核酸加熱變性過程中，紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度稱為核酸的解鏈溫度，由于這一現(xiàn)象和結(jié)晶的融解相類似，又稱融解溫度(Tm,melting temperature)。在Tm時，核酸分子內(nèi)50%的雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞。特定核酸分子的Tm值與其G＋C所占總堿基數(shù)的百分比成正相關(guān)，兩者的關(guān)系可表示為：?Tm=＋*(G+C)%一定條件下(相對較短的核酸分子)，Tm值大小還與核酸分子的長度有關(guān)，核酸分子越長，Tm值越大；另外，溶液的離子強度較低時，Tm值較低，融點范圍也較寬，反之亦然，因此DNA制劑不應(yīng)保存在離子強度過低的溶液中。α螺旋 α螺旋：蛋白質(zhì)分子中多個肽鍵平面通過氨基酸α碳原子的旋轉(zhuǎn)，使多肽鏈的主骨架沿中心軸成穩(wěn)定的α螺旋構(gòu)象。β折疊β－折疊(β－sheet)也是一種重復(fù)性的結(jié)構(gòu),可分為平行式和反平行式兩種類型，它們是通過肽鏈間或肽段間的氫鍵維系?？梢园阉鼈兿胂鬄橛烧郫B的條狀紙片側(cè)向并排而成,每條紙片可看成是一條肽鏈, 稱為β折疊股或β股(β－strand),肽主鏈沿紙條形成鋸齒狀,處于最伸展的構(gòu)象,氫鍵主要在股間而不是股內(nèi)。α－碳原子位于折疊線上,由于其四面體性質(zhì),連續(xù)的酰氨平面排列成折疊形式。需要注意的是在折疊片上的側(cè)鏈都垂直于折疊片的平面,并交替的從平面上下二側(cè)伸出。平行折疊片比反平行折疊片更規(guī)則且一般是大結(jié)構(gòu)而反平行折疊片可以少到僅由兩個β股組成。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) (1)主鏈(backbone)　　由脫氧核糖和磷酸基通過酯鍵交替連接而成。主鏈有二條,它們似“麻花狀”繞一共同軸心以右手方向盤旋, 相互平行而走向相反形成雙螺旋構(gòu)型。主鏈處于螺旋的外則,這正好解釋了由糖和磷酸構(gòu)成的主鏈的親水性。所謂雙螺旋就是針對二條主鏈的形狀而言的。 (2)堿基對(base pair)　　堿基位于螺旋的內(nèi)則,它們以垂直于螺旋軸的取向通過糖苷鍵與主鏈糖基相連。同一平面的堿基在二條主鏈間形成堿基對。配對堿基總是A與T和G與C。堿基對以氫鍵維系，A與T 間形成兩個氫鍵，G與C間形成三個氫鍵。DNA結(jié)構(gòu)中的堿基對與Chatgaff的發(fā)現(xiàn)正好相符。從立體化學(xué)的角度看,只有嘌呤與嘧啶間配對才能滿足螺旋對于堿基對空間的要求, 而這二種堿基對的幾何大小又十分相近,具備了形成氫鍵的適宜鍵長和鍵角條件。每對堿基處于各自自身的平面上，但螺旋周期內(nèi)的各堿基對平面的取向均不同。堿基對具有二次旋轉(zhuǎn)對稱性的特征，即堿基旋轉(zhuǎn)180176。并不影響雙螺旋的對稱性。 也就是說雙螺旋結(jié)構(gòu)在滿足二條鏈堿基互補的前提下，DNA的一級結(jié)構(gòu)產(chǎn)并不受限制。這一特征能很好的闡明DNA作為遺傳信息載體在生物界的普遍意義。 (3)大溝和小溝　　大溝和小溝分別指雙螺旋表面凹下去的較大溝槽和較小溝槽。小溝位于雙螺旋的互補鏈之間,而大溝位于相毗鄰的雙股之間。這是由于連接于兩條主鏈糖基上的配對堿基并非直接相對, 從而使得在主鏈間沿螺旋形成空隙不等的大溝和小溝。 在大溝和小溝內(nèi)的堿基對中的N 和O 原子朝向分子表面。 (4)結(jié)構(gòu)參數(shù)螺旋直徑2nm；螺旋周期包含10對堿基；