【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)構相適應的溶質(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、構成 呼吸鏈包含15種以上組分，主要由4種酶復合體和2種可移動電子載體構成。其中復合體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。 復合體Ⅲ 輔酶Q：細胞色素C氧化還原酶復合體，是細胞色素和鐵硫蛋白的復合體，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。 復合體IV：細胞色素C氧化酶復合體。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中，如果其中一個反應進行的很慢，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過程。反應發(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?；峁┊a(chǎn)生能量的基礎。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，和氨甲酰磷酸反應產(chǎn)生瓜氨酸，瓜氨酸又和天冬氨酸反應生成精氨基琥珀酸，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： 　?。?） 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?　　（3） 低密度脂蛋白(LDL，)，把膽固醇運輸?shù)浇M織，經(jīng)過一系列復雜的過程，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象遭到破壞導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，導致天然構象的破壞，使蛋白質(zhì)的生物活性喪失。 復性（renaturation）:在一定的條件下，變性的生物大分子恢復成具有生物活性的天然構象的現(xiàn)象。 別構效應（allosteric effect）:又稱為變構效應，是寡聚蛋白與配基結(jié)合改變蛋白質(zhì)的構象，導致蛋白質(zhì)生物活性改變的現(xiàn)象。 )核酸的增/減色效應3）增色效應(hyperchromic effect)。指變性后DNA溶液的紫外吸收作用增強的效應。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。 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)。可見DNA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，兩者的關系可表示為：?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，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螺旋構象。β折疊β－折疊(β－sheet)也是一種重復性的結(jié)構,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 (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型。主鏈處于螺旋的外則,這正好解釋了由糖和磷酸構成的主鏈的親水性。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)構中的堿基對與Chatgaff的發(fā)現(xiàn)正好相符。從立體化學的角度看,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)構在滿足二條鏈堿基互補的前提下，DNA的一級結(jié)構產(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)構參數(shù)螺旋直徑2nm；螺旋周期包含10對堿基；