【正文】 當(dāng)于兩分子的 ATP。 1．糖原的合成代謝：糖原合成的反應(yīng)過程可分為三個(gè)階段。糖原是一種無(wú)還原性的多糖。 十、糖原的合成與分解： 糖原是由許多葡萄糖分子聚合而成的帶有分支的高分子多糖類化合物。 ⑸ 維持紅細(xì)胞膜的完整性：由于 6磷酸葡萄糖脫氫酶遺傳性缺陷可導(dǎo)致蠶豆病，表現(xiàn)為溶血性貧血。 ⑶ 維持巰基酶的活性。 九、磷酸戊糖途徑的生理意義： 1. 是體內(nèi)生成 NADPH 的主要代謝途徑： NADPH在體內(nèi)可用于： ⑴ 作為供氫體，參與體內(nèi)的合成代謝：如參與合成脂肪酸、膽固醇等。整個(gè)代謝途徑在胞液中進(jìn)行。 八、磷酸戊糖途徑： 磷酸戊糖途徑是指從 G6P脫氫反應(yīng)開始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖等中間代謝物，然后再重新進(jìn)入糖氧化分解代謝途徑的一條旁路代謝途徑。 巴斯德效應(yīng)：糖的有氧氧化可以抑制糖的無(wú)氧酵解的現(xiàn)象。 七、有氧氧化的調(diào)節(jié)和巴斯德效應(yīng)： 丙酮酸脫氫酶系受乙酰 CoA、 ATP和 NADH的變構(gòu)抑制，受 AMP、 ADP和 NAD+的變 構(gòu)激活。 2．是糖、脂、蛋白質(zhì)氧化供能的共同途徑：糖、脂、蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物主要經(jīng)此途徑徹底氧化分解供能。 ⑦ 三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和 α 酮戊二酸脫氫酶系，且 α 酮戊二酸脫氫酶系的結(jié)構(gòu)與丙酮酸脫氫酶系相似，輔助因子完全相同。 ⑤ 循環(huán)中有四次脫氫反應(yīng)，生成三分子 NADH和一分子 FADH2。 ③ 循環(huán)的中間產(chǎn)物既不能通過此循環(huán)反應(yīng)生成，也不被此循環(huán)反應(yīng)所消耗。 三羧酸循環(huán)的特 點(diǎn)： ① 循環(huán)反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，為不可逆反應(yīng)。這一循環(huán)反應(yīng)過程又稱為檸檬酸循環(huán)或 Krebs循環(huán)。一分子乙酰CoA氧化分解后共可生成 12 分子 ATP，故此階段可生成 212=24 分子 ATP。丙酮酸脫氫酶系為關(guān)鍵酶，該酶由三種酶單體構(gòu)成，涉及六種輔助因子，即 NAD+、 FAD、 CoA、 TPP、硫辛酸和 Mg2+。 2．丙酮酸氧化脫羧生成乙酰 CoA： 丙酮酸進(jìn)入線粒體，在丙酮酸脫氫酶系的催化下氧化脫羧生成（ NADH+H+）和乙酰 CoA。 NADH在有氧條件下可進(jìn)入線粒體產(chǎn)能，共可得到 22 或 23 分子 ATP。糖的有氧氧化代謝途徑可分為三個(gè)階段： 1．葡萄糖經(jīng)酵解途徑生成丙酮酸： 此階段在細(xì)胞胞液中進(jìn)行，與糖的無(wú)氧酵解途徑相同，涉及的關(guān)鍵酶也相同。絕大多數(shù)組織細(xì)胞通過糖的有氧氧化途徑獲得能量。 2. 在有氧條件下，作為某些組織細(xì)胞主要的供能途徑：如表皮細(xì)胞 ，紅細(xì)胞及視網(wǎng)膜等，由于無(wú)線粒體，故只能通過無(wú)氧酵解供能。己糖激酶的變構(gòu)抑制劑是 G6P；肝中的葡萄糖激酶是調(diào)節(jié)肝細(xì)胞對(duì)葡萄糖吸收的主要因素，受長(zhǎng)鏈脂酰 CoA的反饋抑制； 6磷酸果糖激酶 1是調(diào)節(jié)糖酵解代謝途徑流量的主要因素，受 ATP和檸檬酸的變構(gòu)抑制， AMP、 ADP、 1,6雙磷酸果糖和 2,6雙磷酸果糖的變構(gòu)激活；丙酮酸激酶受 1,6雙磷酸果糖的變構(gòu)激活，受 ATP的變構(gòu)抑制，肝中還受到丙氨酸的變構(gòu)抑制。即丙酮酸 → 乳酸。丙酮酸激酶為關(guān)鍵酶。 3. 放能（丙酮酸的生成）： 3磷酸甘油醛經(jīng)脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應(yīng)生成丙酮酸，包括五步反應(yīng)： 3磷酸甘油醛 →1,3 二磷酸 甘油酸 →3 磷酸甘油酸 →2 磷酸甘油酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸。這一階段需消耗兩分子 ATP，己糖激酶（肝中為葡萄糖激酶）和 6磷酸果糖激酶 1是關(guān)鍵酶。其全部反應(yīng)過程在胞液中進(jìn)行，代謝的終產(chǎn)物為乳酸，一分子葡萄糖經(jīng)無(wú)氧酵解可凈生成兩分子 ATP。 ④ 轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)：糖類可經(jīng)代謝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被岬然衔铩?② 作為結(jié)構(gòu)成分：糖類可與脂類 形成糖脂，或與蛋白質(zhì)形成糖蛋白，糖脂和糖蛋白均可參與構(gòu)成生物膜、神經(jīng)組織等。 2．酶的分類：根據(jù) 1961年國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)（ IEC）的分類法，將酶分為六大類： ① 氧化還原酶類：催化氧化還原反應(yīng)； ② 轉(zhuǎn)移酶類：催化一個(gè)基團(tuán)從某種化合物至另一種化合物； ③ 水解酶類：催化化合物的水 解反應(yīng)； ④ 裂合酶類：催化從雙鍵上去掉一個(gè)基團(tuán)或加上一個(gè)基團(tuán)至雙鍵上； ⑤異構(gòu)酶類：催化分子內(nèi)基團(tuán)重排； ⑥ 合成酶類：催化兩分子化合物的締合反應(yīng)。在骨骼肌中含量最多的是 LDH5， LDH5對(duì)丙酮酸的親和力較高，因此它的主要作用是催化丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，以促進(jìn)糖酵解的進(jìn)行。 乳酸脫氫酶同工酶（ LDHs）為四聚體，在體內(nèi)共有五種分子形式，即 LDH1（ H4）， LDH2（ H3M1），LDH3（ H2M2）， LDH4（ H1M3）和 LDH5（ M4）。同工酶在體內(nèi)的生理意義主要在于適應(yīng)不同組織或不同細(xì)胞器在代謝上的不同需要。 ⑵ 酶蛋白降 解的調(diào)節(jié)：如饑餓時(shí)，精氨酸酶降解減慢，故酶活性增高，有利于氨基酸的分解供能。凡能促使基因轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，從而使酶蛋白合成增加的物質(zhì)就稱為誘導(dǎo)劑；反之，則稱為阻遏劑。這是機(jī)體內(nèi)遲緩調(diào)節(jié)的重要方式。酶原激活的生理意義在于：保護(hù)自身組織細(xì)胞不被酶水解消化。酶原的激活過程通常伴有酶蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。 ⑶ 酶原的激活：處于無(wú)活性狀態(tài)的酶的前身物質(zhì)就稱為酶原。共價(jià)修飾調(diào)節(jié)一般與激素的調(diào)節(jié)相聯(lián)系，其調(diào)節(jié)方式為級(jí)聯(lián)反應(yīng)。 ⑵ 共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：酶蛋白分子中的某些基團(tuán)可以在 其他酶的催化下發(fā)生共價(jià)修飾，從而導(dǎo)致酶活性的改變，稱為共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。變構(gòu)劑一般以反饋方式對(duì)代謝途徑的起始關(guān)鍵酶進(jìn)行調(diào)節(jié)，常見的為負(fù)反饋調(diào)節(jié)。凡能使酶分子變構(gòu)并使酶的催化活性發(fā)生改變的代謝物就稱為變構(gòu)劑。某些代謝物能與變構(gòu)酶分子上的變構(gòu)部位特異性結(jié)合，使酶的分子構(gòu)發(fā)生改變，從而改變酶的催化活性以及代謝反應(yīng)的速度，這種調(diào)節(jié)作用就稱為變構(gòu)調(diào) 節(jié)。這是一種快速調(diào)節(jié)方式。 酶活性的調(diào)節(jié)可以通過改變其結(jié)構(gòu)而使其催化活性以生改變，也可以通過改變其含量來改變其催化活性，還可以通過以不同形式的酶在不同組織中的分布差異來調(diào)節(jié)代謝活動(dòng)。酶的激活劑大多數(shù)是金屬離子，如 K+、 Mg2+、 Mn2+等，唾液淀粉酶的激活劑為 Cl。其特點(diǎn)為： ； 酶與底物的結(jié)合無(wú)影響，故底物濃度的改變對(duì)抑制程度無(wú)影響； ： Km值不變， Vm 值降低。其特點(diǎn)為： ； b.必須有底物存在，抑制劑才能對(duì) 酶產(chǎn)生抑制作用； ： Km 減小， Vm 降低。典型的例子是丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶（底物為琥珀酸）的競(jìng)爭(zhēng)性抑制和磺胺類藥物（對(duì)氨基苯磺酰胺）對(duì)二氫葉酸合成酶（底物為對(duì)氨基苯甲酸）的競(jìng)爭(zhēng)性抑制。 ① 競(jìng)爭(zhēng)性抑制：抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)與酶的同一活性中心結(jié)合，從而干擾了酶與底物的結(jié)合，使酶的催化活性降低，這種作用就稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。如果以 ν ～ [E]作圖，可得到一組隨抑制劑濃度增加而斜率降低的直線。酶的不可逆抑制作用包括專一性抑制（如有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的抑制）和非專一 性抑制（如路易斯氣對(duì)巰基酶的抑制）兩種。 ⑴ 不可逆抑制作用： 抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等簡(jiǎn)單方法使酶活性恢復(fù)的抑制作用就是不可逆抑制作用。 5．抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響： 凡是能降低酶促反應(yīng)速度，但不引起酶分子變性失活的物質(zhì)統(tǒng)稱為酶的抑制劑。人體內(nèi)大多數(shù)酶的最適 pH在 ～ 之間。 4． pH對(duì)反應(yīng)速度的影響：觀察 pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響，通常為一鐘形曲線，即 pH過高或過低均可導(dǎo)致酶催化活性的下降。酶的最適溫度與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，因而它不是酶的特征性常數(shù)。 3．溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響：一般來 說，酶促反應(yīng)速度隨溫度的增高而加快，但當(dāng)溫度增加達(dá)到某一點(diǎn)后，由于酶蛋白的熱變性作用，反應(yīng)速度迅速下降。 ⑷Km 和 Vmax的測(cè)定：主要采用 LineweaverBurk雙倒數(shù)作圖法和 Hanes作圖法。 ⑥Km 可用來確定酶活性測(cè)定時(shí)所需的底物濃度：當(dāng) [S]=10Km時(shí)， ν=91%Vmax ，為最合適的測(cè)定酶活性所需的底物濃度。 ④Km 是酶的特征性常數(shù)：在一定條件下，某種酶的 Km 值是恒定的，因而可以通過測(cè)定不同酶（特別是一組同工酶）的 Km值，來判斷是否為不同的酶。因此， Km可以反映酶與底物親和力的大小，即 Km值越小，則酶與底物的親和力越大；反之，則越小。因此， Km 等于酶促反應(yīng)速度達(dá)最大值一半時(shí)的底物濃度。其中， Vmax為最大反應(yīng)速度， Km為米氏常數(shù)。 ⑵ 米氏方程及米氏 常數(shù)：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果， Michaelis amp。在探討各種因素對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響時(shí)，通常測(cè)定其初始速度來代表酶促反應(yīng)速度，即底物轉(zhuǎn)化量 5%時(shí)的反應(yīng)速度。 2．與酶的高效率催化有關(guān)的因素： ① 趨近效應(yīng)與定向作用； ② 張力作用； ③ 酸堿催化作用； ④ 共價(jià)催化作用； ⑤ 酶活性中心的低介電區(qū)（表面效應(yīng)）。 七、酶促反應(yīng)的 機(jī)制： 1．中間復(fù)合物學(xué)說與誘導(dǎo)契合學(xué)說：酶催化時(shí)，酶活性中心首先與底物結(jié)合生成一種酶 底物復(fù)合物（ ES），此復(fù)合物再分解釋放出酶，并生成產(chǎn)物，即為中間復(fù)合物學(xué)說。 ⑶ 立體異構(gòu)特異性：一種酶只能作用于一種立體異構(gòu)體，或只能生成一種立體異構(gòu)體，稱為立體異構(gòu)特異性，如 L精氨酸酶。 ⑴ 絕對(duì)特異性：一種酶只能作用于一種化合物，以催化一種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對(duì)特異性，如琥珀酸脫氫酶。酶能與底物形成 ES 中間復(fù)合物，從而改變化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程，使反應(yīng)所需活化能閾大大降低，活化分子的數(shù)目大大增加，從而加速反應(yīng)進(jìn)行。在酶的活性中心以外，也存在一些化學(xué)基團(tuán)，主要與維系酶的空間構(gòu)象有關(guān)，稱為酶活性中心外必需基團(tuán)。 五、酶的活性中心： 酶分子上具有一定空間構(gòu)象的部位，該部位化學(xué)基團(tuán)集中，直接參與將底物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的反應(yīng)過程，這一部位就稱為酶的活性中心。脫氧腺苷鈷胺素參與構(gòu)成變位酶的輔酶，甲基鈷胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。脫氧腺苷鈷胺素、甲基鈷胺素等。 8. Vit B12衍生物： Vit B12 分子中含金屬元素鈷，故又稱為鈷胺素。 7. FH4：由葉酸衍生而來。 CoA中的巰基可與羧基以高能硫酯鍵結(jié)合，在糖、脂、蛋白質(zhì)代謝中起傳遞?；淖饔茫酋；傅妮o酶。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作為氨基轉(zhuǎn)移酶，氨 基酸脫羧酶，半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。 NAD+和 NADP+主要作為脫氫酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中起遞氫體的作用，為單遞氫體。 FMN或 FAD通常作為脫氫酶的輔基，在酶促反應(yīng)中作為遞氫體（雙遞氫體）。 ：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（ Vit B1）焦磷酸化而生成，是脫羧酶的輔酶，在體內(nèi)參與糖代謝過程中 α 酮酸的氧化脫羧反應(yīng)。 維生素可按其溶解性的不同分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。大部分的輔酶與輔基衍生于維 生素。 三、輔酶與輔基的來源及其生理功用： 輔酶與輔基的生理功用主要是： ⑴ 運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。 與酶蛋白疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)的耐熱低分子有機(jī)化合物稱為輔酶。 二、酶的分子組成： 酶分子可根 據(jù)其化學(xué)組成的不同，可分為單純酶和結(jié)合酶（全酶）兩類。 —————————— 第四章 酶 一、酶的概念： 酶（ enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，這種催化劑具有極高的催化效率和高度的底物特異性，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。凡能從多核苷酸鏈的末端開始水解核酸的酶稱為核酸外切酶，凡能從多核苷酸鏈中間開始水解核酸的酶稱為核酸內(nèi)切酶。 在核酸雜交分析過程中，常將已知順序的核酸片段用放射性同位素或生物素進(jìn)行標(biāo)記，這種帶有一定標(biāo)記的已知順序的核酸片段稱為探針。不同來源的，具有大致相同互補(bǔ)堿基順序的核酸片段稱為同源順序。 兩 條來源不同的單鏈核酸（ DNA或 RNA），只要它們有大致相同的互補(bǔ)堿基順序，以退火處理即可復(fù)性，形成新的雜種雙螺旋，這一現(xiàn)象稱為核酸的分子雜交。 Tm的高低與 DNA分子中 G+C的含量有關(guān)， G+C 的含量越高，則 Tm越高。 DNA變性后的性質(zhì)改變： ①增色效應(yīng)：指 DNA變性后對(duì) 260nm紫外光的光吸收度增加的現(xiàn)象； ② 旋光性下降； ③ 粘度降低；④ 生物功能喪失或改變。 十、 DNA的變性： 在理化因素作用下， DNA雙螺旋的兩條互補(bǔ)鏈松散而分開成為單鏈，從而導(dǎo)致 DNA的理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為 DNA的變性。 八、核酶： 具有自身催化作用的 RNA稱為核酶（ ribozyme），核酶通常具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，如錘頭結(jié)構(gòu)。原核生物中的 rRNA有三種： 5S， 16S， 23S。 ⑤ 可變臂：位于 TψC 臂和反密碼臂之間，功能不詳。 ③ 反密碼臂：其反密碼環(huán)中部的三個(gè)核苷酸組成三聯(lián)體，在蛋白質(zhì)生物合成中，可以用來識(shí)別 mRNA上相應(yīng)的密碼，故稱為反密碼（ anticoden）。 tRNA 的二級(jí)結(jié)構(gòu)由于局部雙螺旋的形成而表現(xiàn)為 “ 三葉草 ” 形，故稱為 “ 三葉草 ” 結(jié)構(gòu)，可分為五個(gè)部分： ① 氨基酸臂：由 tRNA的 5’ 端和 3’ 端構(gòu)成的局部雙螺旋， 3’ 端都帶有 CCAOH順序，可與氨基酸結(jié)合而攜帶氨基酸。 mRNA分子中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一組，在蛋白質(zhì)翻譯合成時(shí)代表一個(gè)特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為遺傳密碼（ coden）。大多數(shù)真核成熟的 mRNA分子具有典型的 5’ 端的 7甲基