生命的物质基础第一节第一节 蛋白质和核酸蛋白质和核酸一、蛋白质一、蛋白质(一一)化学元素组成化学元素组成主要：主要：C、H、O、N每克样品中含氮的克数每克样品中含氮的克数6.25=蛋白质含量（蛋白质含量（g）S（半胱氨酸、甲硫氨酸的（半胱氨酸、甲硫氨酸的R基团）基团）(二二)基本组成单位基本组成单位氨基酸（约氨基酸（约20种）种）CHCOOHNH2R羧基羧基氨基氨基(三三) 氨基酸的分类氨基酸的分类CHCOOHNH2HCHCOOHNH2CH3甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸CHCOOHNH2CH2 (CH2)3NH2赖氨酸赖氨酸CHCOOHNH2CH2COOH天冬氨酸天冬氨酸CHCOOHNH2RD-氨基酸氨基酸CHCOOHNH2RL-氨基酸氨基酸（1）氨基酸分为）氨基酸分为D型和型和L型，天然蛋白氨基酸均为型，天然蛋白氨基酸均为L型型（2）根据）根据R基团的极性性质分类基团的极性性质分类1、非极性、非极性R基氨基酸基氨基酸在水中的溶解度小在水中的溶解度小丙氨酸、结氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、丙氨酸、结氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸2、不带电荷的极性、不带电荷的极性R基氨基酸基氨基酸甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、络氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、络氨酸、天冬氨酸、谷氨酸天冬氨酸、谷氨酸3、带正电荷的、带正电荷的R基氨基酸基氨基酸-碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸、精氨酸、组氨酸赖氨酸、精氨酸、组氨酸CHCOO-NH3+CH2 (CH2)3NH+34、带负电荷的、带负电荷的R基氨基酸基氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸天冬氨酸、谷氨酸天冬氨酸、谷氨酸CHCOO-NH+3CH2COO-天冬氨酸天冬氨酸(四四) 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构1、蛋白质的一级结构、蛋白质的一级结构肽链肽链CH C NRHHOCH C OH NRHHO OHH2O肽键二肽二肽脱水缩合脱水缩合2、蛋白质的空间构型（五）蛋白质的理化性质（五）蛋白质的理化性质1、蛋白质是两性电解质、蛋白质是两性电解质CHCOOHNH2RCOO-NH+32、蛋白质的溶解于水、蛋白质的溶解于水原因：水化膜和电荷原因：水化膜和电荷3、蛋白质的沉淀、蛋白质的沉淀除去水化膜和表面电荷（溶液除去水化膜和表面电荷（溶液pH=等电点）等电点）4、蛋白质的变性、蛋白质的变性5、蛋白质的光吸收、蛋白质的光吸收最大光吸收波长：最大光吸收波长：280nm（络氨酸、苯丙氨酸、（络氨酸、苯丙氨酸、色氨酸）色氨酸）二、核酸二、核酸(一一)化学元素组成化学元素组成C、H、O、N、P(二二)基本组成单位：核苷酸基本组成单位：核苷酸一分子含一分子含N N碱基碱基戊糖戊糖一分子磷酸一分子磷酸91糖糖苷苷键键糖糖苷苷键键核苷核苷OHHHH5酯键酯键1糖苷键353-5磷酸二酯键磷酸二酯键核酸的种类核酸的种类种类种类简简称称组成组成单位单位五碳五碳糖糖碱基碱基脱氧脱氧核核糖核糖核酸酸DNADNA脱氧脱氧核苷核苷酸酸脱氧脱氧核糖核糖A A、T T、G G、C C核糖核糖核酸核酸RNARNA核糖核糖核苷核苷酸酸核糖核糖A A、U U、G G、C C存在位置存在位置细胞核（与蛋白质细胞核（与蛋白质结合成染色体）、结合成染色体）、线粒体（裸露）、线粒体（裸露）、叶绿体（裸露）叶绿体（裸露）主要存在于细胞质主要存在于细胞质中中(mRNA(mRNA、rRNArRNA、tRNA)tRNA)功能功能遗传物质遗传物质参与蛋白参与蛋白质合成，质合成，RNARNA病毒中病毒中为遗传物为遗传物质质（三）DNA的结构2.0 nm小小沟沟大大沟沟酶的功能酶的功能: :催化化学反应催化化学反应酶的本质酶的本质: :绝大多数是蛋白质绝大多数是蛋白质, ,少数为少数为RNARNA酶的来源酶的来源: :活细胞活细胞一、酶一、酶酶作用的基本原理：降低活化能酶作用的基本原理：降低活化能（一）酶的概念（一）酶的概念第二节酶和维生素第二节酶和维生素氧化还原酶类氧化还原酶类 A2HB A B2H转移酶类转移酶类 AXB A BX水解酶类水解酶类 A-B H20 A-OH BH裂解酶类裂解酶类 A-B AB异构酶类异构酶类 A B合成酶类合成酶类 AB A-B3、根据底物和反应类型命名、根据底物和反应类型命名习惯命名法：习惯命名法：1、根据酶作用的底物来命名、根据酶作用的底物来命名2、根据所催化的反应类型命名、根据所催化的反应类型命名（二）酶的命名和分类（二）酶的命名和分类系统命名法：系统命名法： 正确的底物名称、底物的构型、反应性质及正确的底物名称、底物的构型、反应性质及反应名称，最后加上一个酶字。若底物是两个反应名称，最后加上一个酶字。若底物是两个或两个以上，则底物之间用或两个以上，则底物之间用“：”隔开。隔开。 如：如：L-丙氨酸：丙氨酸：-酮戊二酸氨基转移酶酮戊二酸氨基转移酶 若底物之一是水可以把若底物之一是水可以把“水水”省略，省略， 如：乙酰辅酶如：乙酰辅酶A:(水水)水解酶水解酶（三）酶的化学组成（三）酶的化学组成 单纯酶单纯酶酶酶 结合酶结合酶水解酶水解酶酶蛋白酶蛋白辅助因子辅助因子：决定专一性：决定专一性对电子、原子或某些化学基团对电子、原子或某些化学基团起传递作用起传递作用（金属离子和（金属离子和有机物）有机物）辅基辅基辅酶辅酶全酶全酶（四）酶的专一性及活性中心（四）酶的专一性及活性中心专一性：酶对作用的底物有严格的选择性。专一性：酶对作用的底物有严格的选择性。 酶的专一性决定于酶的活性中心酶的专一性决定于酶的活性中心 活性中心：位于酶分子表面，酶与底物相结合部位，由活性中心：位于酶分子表面，酶与底物相结合部位，由三维结构上靠近的少数氨基酸残基和这些残基上的某些三维结构上靠近的少数氨基酸残基和这些残基上的某些基团组成。结合酶的辅酶和辅基往往参与组成。基团组成。结合酶的辅酶和辅基往往参与组成。 活性中心的两个功能部位：结合部位和催化部位活性中心的两个功能部位：结合部位和催化部位酶的活性中心与底物结合的机理酶的活性中心与底物结合的机理钥匙钥匙-锁模型锁模型诱导诱导-锲合模型锲合模型第三节第三节 生物氧化生物氧化一、糖代谢一、糖代谢（一）糖原的生成和分解（一）糖原的生成和分解（二）糖的氧化分解（二）糖的氧化分解1、糖的有氧氧化、糖的有氧氧化第一阶段第一阶段C6H12O6 酶酶 2CH3COCOOH 4 能量（少量）能量（少量）第二阶段第二阶段6H20 2 CH3COCOOH 酶酶 CO220 能量（少量）能量（少量）第三阶段第三阶段02 24 酶酶 12H20 能量（大量）能量（大量） 糖酵解糖酵解 丙酮酸氧化脱羧丙酮酸氧化脱羧 柠檬酸循环（三羧酸循环）柠檬酸循环（三羧酸循环） 电子传递链电子传递链ATP ADPMg2+ 己糖激酶己糖激酶(hexokinase)葡萄糖葡萄糖 6-磷酸磷酸-葡萄糖葡萄糖葡萄糖分解为丙酮酸葡萄糖分解为丙酮酸反应场所：细胞质基质反应场所：细胞质基质葡萄糖磷酸化葡萄糖磷酸化 6-磷酸葡萄糖转变为磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖磷酸果糖 己糖异构酶己糖异构酶 6-磷酸磷酸-葡萄糖葡萄糖6-磷酸磷酸-果糖果糖 6-磷酸果糖转变为磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖双磷酸果糖 ATP ADP Mg2+ 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶6-磷酸磷酸-果糖果糖1,6-二磷酸二磷酸-果糖果糖1,6-二磷酸二磷酸-果果糖糖磷酸己糖裂解成磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖分子磷酸丙糖 醛缩酶醛缩酶(aldolase)磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 +（PGAL）糖酵解的第一阶段：糖酵解的第一阶段：1葡萄糖葡萄糖 2PGAL，消耗，消耗2ATP磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛氧化为磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Pi、NAD+ NADH+H+ 3-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 1,3-二磷酸二磷酸甘油酸甘油酸 （DPGA）2 NADH+H+ 1,3-1,3-二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成二磷酸甘油酸转变成3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 在在以以上上反反应应中中，底底物物分分子子内内部部能能量量重重新新分分布布，生生成成高高能能键键，使使ADPADP磷酸化生成磷酸化生成ATPATP的过程，称为底物水平磷酸化。的过程，称为底物水平磷酸化。 1,3-二磷酸二磷酸 甘油酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2ATP 3-磷酸甘油酸转变为磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶变位酶3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶烯醇化酶(enolase)2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸 + H2O磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸ADP ATP K+ Mg2+丙酮酸激酶丙酮酸激酶(pyruvate kinase) 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸，磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成并通过底物水平磷酸化生成ATP磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 2丙酮酸丙酮酸 和和2ATP糖酵解糖酵解第二阶段：第二阶段： 2PGAL 2丙酮酸丙酮酸 ，产生，产生4ATP和和2NADH+H+ 糖酵解糖酵解： 1葡萄糖葡萄糖 2丙酮酸丙酮酸 ，净得，净得2ATP和和2NADH+H+ 丙酮酸氧化脱羧丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H+ 丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体 反应场所：线粒体基质反应场所：线粒体基质2丙酮酸丙酮酸 2乙酰乙酰CoA +2 CO2 ，产生产生2NADH+H+ CoASHNADH+H+NAD+COCO2 2NAD+NADH+H+COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶顺乌头酸梅异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱戊二酸脱氢酶酶复合体复合体琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶苹果酸脱氢酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶电子传递链电子传递链电子传递链的组成成分：电子传递链的组成成分：烟酰胺脱氢酶类：烟酰胺脱氢酶类： 辅酶辅酶-NAD+ 、NADP+ 黄素蛋白类：辅基黄素蛋白类：辅基-FMN、FAD铁硫蛋白类铁硫蛋白类泛醌类（辅酶泛醌类（辅酶Q-C0Q）细胞色素类细胞色素类三羧酸循环的生理意义：三羧酸循环的生理意义： 普遍存在于动物、植物和微生物中普遍存在于动物、植物和微生物中是三大营养物质是三大营养物质糖、脂和蛋白质的最总代谢途径，糖、脂和蛋白质的最总代谢途径，三大物质彻底氧化分解成三大物质彻底氧化分解成CO2和水都必须经过和水都必须经过三羧酸三羧酸循环循环是糖、脂和蛋白质代谢联系的通路，使糖、脂和蛋白是糖、脂和蛋白质代谢联系的通路，使糖、脂和蛋白质之间实现相互转化质之间实现相互转化无氧呼吸糖酵解糖酵解乳酸发酵：乳酸发酵：丙酮酸转变成乳酸丙酮酸转变成乳酸丙酮酸丙酮酸 乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶(LDH) NADH + H+ NAD+ 乳酸乳酸 酒精发酵：酒精发酵：丙酮酸转变成乙醇丙酮酸转变成乙醇丙酮酸丙酮酸 乙醇乙醇乙醇乙醇脱氢脱氢酶酶NADH + H+ NAD+ 脱羧酶脱羧酶CO2CHOCH3乙醛乙醛 CH2OHCH3乙醇乙醇脂肪脂肪甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸血液中脂肪血液中脂肪储存在皮下结缔组织、肠系膜等处储存在皮下结缔组织、肠系膜等处COCO2 2+H+H2 2O+O+能量能量糖元等糖元等氧化分解氧化分解转变转变甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸分解分解消消化化吸收吸收第五节第五节 脂类代谢脂类代谢脂肪的酶促水解CH2OH HCOHCH2OHCH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=-H2OR1COOH二酰甘油脂肪酶二酰甘油脂肪酶H2OR2COOH单酰甘油脂肪酶单酰甘油脂肪酶-CH2-O -C-R1R2-C-O-CHCH2-O -C-R3O=O=O= H2OR3COOH三酰甘油脂肪酶三酰甘油脂肪酶O=O=-CH2-O -C-R1R2-C-O-CHCH2OH三脂酰甘油三脂酰甘油二脂酰甘油二脂酰甘油单脂酰甘油单脂酰甘油甘油甘油甘油的氧化分解与转化甘油的氧化分解与转化CO2+H20,ATP糖原的异生作用糖原的异生作用: :非糖物质非糖物质( (如甘油、丙酮酸、乳酸以及如甘油、丙酮酸、乳酸以及某些氨基酸等）在肝脏中转变为糖原的过程。某些氨基酸等）在肝脏中转变为糖原的过程。 脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解-氧化作用氧化作用概念概念 饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的位位C C原子发生氧化原子发生氧化，碳链在碳链在位位C C原子与原子与位位C C原子间原子间发生断裂，每次生成一个乙酰发生断裂，每次生成一个乙酰COACOA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为化过程称为-氧化氧化。R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH过程过程脂肪酸的活化（细胞质）脂肪酸的活化（细胞质）脂肪酸的活化（细胞质）脂肪酸的活化（细胞质）脂酰CoA合成酶R-COOH AMP + PPiHSCoA+ ATPR-COSCoA载体：肉毒碱载体：肉毒碱脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoACoACoA转运入线粒体转运入线粒体转运入线粒体转运入线粒体携带脂酰基携带脂酰基携带脂酰基携带脂酰基HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH-CH-CH2 2-N-N+ +-CH-CH3 3 OHOHCHCH3 3CHCH3 3-羟基羟基-r-三甲基铵基丁酸三甲基铵基丁酸A. A. 脱氢脱氢B. B. 水化水化C. C. 再脱氢再脱氢D. D. 硫解硫解 - - - -氧化循环（线粒体）氧化循环（线粒体）氧化循环（线粒体）氧化循环（线粒体）脱氢脱氢脂脂酰酰CoA脱氢酶脱氢酶 R-CHR-CH2 2- -CHCH2 2-CH-CH2 2-COSCoA-COSCoAFADFAD FADH2R-CHR-CH2 2- -CH=CHCH=CH-COSCoA-COSCoA硫解硫解硫硫解解酶酶 -2C-2CCHCH3 3-COSCoA-COSCoAHSCoAHSCoA水化水化水水化化酶酶 H H2 2OOR-CHR-CH2 2- -CH(OH)-CHCH(OH)-CH2 2-COSCoA-COSCoA-氧化循环的反应过程（2反式烯脂酰反式烯脂酰COA）L- 羟脂酰羟脂酰COA再脱氢再脱氢L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶R-CHR-CH2 2- -CO-CHCO-CH2 2-COSCoA-COSCoANADH + H+ NADNAD+ +- 酮脂酰酮脂酰COA脂肪的合成甘油的生成甘油的生成3-3-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸的生成脂肪酸的生成乙酰乙酰COA合成方式合成方式:磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮(糖酵解中间产物糖酵解中间产物)线粒体或微粒系统线粒体或微粒系统(合成酶系存在于线粒体合成酶系存在于线粒体或微粒中或微粒中)非线粒体系统非线粒体系统(合成酶系存在细胞质中合成酶系存在细胞质中)延长脂肪链延长脂肪链从头合成从头合成(线粒体系统线粒体系统:乙酰乙酰COA作作为二碳供体为二碳供体微粒系统微粒系统:丙二酰丙二酰COA作作为二碳供体为二碳供体乙酰乙酰COA作为引物作为引物,丙二丙二酰酰COA作为二碳供体作为二碳供体)(软脂肪酸软脂肪酸)乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）CHCH3 3COSCoA COSCoA ADP + PiADP + PiHCOHCO3 3- - + H+ H+ + + ATP + ATPHOOCHOOC-CH-CH2 2-COSCoA-COSCoA 丙二酰丙二酰CoACoA的合成的合成软脂酸的从头合成软脂酸的从头合成软脂酸的从头合成软脂酸的从头合成CH3-CSCOA=OCH3-CSACP=OCOA-SHACP-SHACP脂酰基转移酶脂酰基转移酶HOOC-CH2-CSCOA+ACP-SH HOOC-CH2-CSACPO=丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-CSCOAO=+COA-SH 乙酰酰基载体蛋白乙酰酰基载体蛋白( (乙酰乙酰-ACP)-ACP)和丙二酰酰基载体蛋白和丙二酰酰基载体蛋白( (丙二酰丙二酰-ACP)-ACP)的合成的合成v缩合反应CH3-CS-ACP+=O HOOC-CH2-CSACPO=-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶 CH3-C-CH2-CSACP O=O=+ACP-SH+CO2v还原反应 CH3-C-CH2-CSACPO=O=+NADPH+ + H + -酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶 CH3-CH-CH2-CSACP O-OH=+NADP+ D-羟丁酰-ACP碳链碳链缩合缩合-酮丁酰酮丁酰-ACPv脱水反应 CH3-CH-CH2-CSACP O-OH=- C- C=C O-CH3- H HSACP-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶+H2O（2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）v再还原反应- C=CO-CH3 H HSACPC-=- 3 2+NADPH+H+-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶 CH3-CH2-CH2-CSACPO=+NADP+（丁酰-ACP）丁酰-ACP与丙二酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP。 第六节第六节 蛋白质代谢蛋白质代谢 氮平衡：氮平衡： 测定和比较人体每日摄入氮量和排出氮量之间的关测定和比较人体每日摄入氮量和排出氮量之间的关系，实际上表示人体对蛋白质的需求量。系，实际上表示人体对蛋白质的需求量。总总氮平衡：摄入氮氮平衡：摄入氮排出氮排出氮 正常成人正常成人正正氮平衡：摄入氮氮平衡：摄入氮排出氮排出氮 儿童、孕妇及恢复期病人儿童、孕妇及恢复期病人负氮平衡：摄入氮负氮平衡：摄入氮排出氮排出氮 饥饿或消耗性疾病患者（癌症患者）饥饿或消耗性疾病患者（癌症患者）必需氨基酸：从食物中获得，人体不能合成的氨基酸必需氨基酸：从食物中获得，人体不能合成的氨基酸非必需氨基酸：不能从食物中获得，由人体合成的氨基酸非必需氨基酸：不能从食物中获得，由人体合成的氨基酸半必需氨基酸：人体能合成，但合成速率较慢，不能满足半必需氨基酸：人体能合成，但合成速率较慢，不能满足人体生长所需。精氨酸、组氨酸人体生长所需。精氨酸、组氨酸氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 ( (非必需氨基酸非必需氨基酸) )氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 - -酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体COCO2 2+H+H2 2O+O+能量能量糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 ( (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等) )合成合成 1.1.蛋白质酶促降解蛋白质酶促降解2.2.脱氨基作用脱氨基作用 氨基酸脱去氨基生成氨基酸脱去氨基生成-酮酸的过程，氨基酸代谢的最酮酸的过程，氨基酸代谢的最主要代谢途径。主要代谢途径。 脱氨基方式：氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基等。脱氨基方式：氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基等。 NH NH2 2 | | CH-COOH CH-COOH | |(CH(CH2 2) )2 2-COOH -COOH 谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸脱氢脱氢脱氢脱氢 酶酶酶酶NADNAD+ + NH NH | | C-COOH C-COOH | | (CH (CH2 2) )2 2 - -COOHCOOH | | C-COOH + C-COOH + | | (CH (CH2 2) )2 2-COOH-COOHNHNH3 3+ H+ H2 2OO- H- H2 2OO谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸亚谷氨酸亚谷氨酸亚谷氨酸亚谷氨酸 - - 酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸 NADH NADHHHHH-O-O- -OO谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸NHNH3 3 - - 酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸氧化脱氨基作用不是主要方式。氧化脱氨基作用不是主要方式。 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 转氨基作用R-CH-COOH R”-C-COOH NH2 OR-C-COOH R”-CH-COOH O NH2转氨酶转氨酶转氨基作用不是主要方式。转氨基作用不是主要方式。 联合脱氨基作用体内氨基酸脱氨基的主要方式体内氨基酸脱氨基的主要方式氨的代谢转变氨的代谢转变尿素的生成尿素的生成-鸟氨酸循环鸟氨酸循环氨在体内最主要的代谢去路（氨在体内最主要的代谢去路（肝脏是生成尿素的主要器肝脏是生成尿素的主要器官）官）谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 谷氨酰胺是氨的转运及储存形式谷氨酰胺是氨的转运及储存形式鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸尿素尿素尿素尿素 HH2 2OO 天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸 （NHNH3 3 ） - ATP- ATP琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸E E氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸磷磷磷磷 酸酸酸酸NHNH3 3 + CO + CO2 2 + H + H2 2 O O 2ATP2ATP2ADP + Pi2ADP + Pi氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶（N-N-乙酰谷氨酸、乙酰谷氨酸、乙酰谷氨酸、乙酰谷氨酸、MgMg2+2+）线线线线粒粒粒粒体体体体鸟鸟鸟鸟 氨氨氨氨 酸酸酸酸 循循循循 环环环环每合成一分子尿素每合成一分子尿素每合成一分子尿素每合成一分子尿素 共解除了共解除了共解除了共解除了2 2分子的氨毒分子的氨毒分子的氨毒分子的氨毒 一分子来自于一分子来自于一分子来自于一分子来自于AAAA的脱氨基作用的脱氨基作用的脱氨基作用的脱氨基作用 另一分子来自于天冬氨酸另一分子来自于天冬氨酸另一分子来自于天冬氨酸另一分子来自于天冬氨酸返返返返 回回回回主菜单主菜单主菜单主菜单 尿素中的碳原子来自尿素中的碳原子来自尿素中的碳原子来自尿素中的碳原子来自COCO2 2 - 酮酸酮酸的代谢转变的代谢转变（1 1）再合成氨基酸：氨基转换作用（生成非必需氨基酸）再合成氨基酸：氨基转换作用（生成非必需氨基酸）（2 2） - - 酮酸酮酸 生酮氨基酸：能形成乙酰和乙酰生酮氨基酸：能形成乙酰和乙酰COACOA的氨基酸，在肝中能的氨基酸，在肝中能合成酮体（合成酮体（PhePhe、Tyr)Tyr) 生糖氨基酸：能形成生糖氨基酸：能形成丙丙酮酸、酮酸、 - - 酮戊二酸、琥珀酸、酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸的氨基酸，能导致生成草酰乙酸的氨基酸，能导致生成葡萄糖和糖原葡萄糖和糖原 生糖兼生酮氨基酸：某些氨基酸的中间产物既能生成生糖兼生酮氨基酸：某些氨基酸的中间产物既能生成糖，也能生成酮体糖，也能生成酮体（3 3）氧化功能：）氧化功能： - - 酮酸经氧化分解形成乙酰酮酸经氧化分解形成乙酰COACOA、 - - 酮酮戊二酸、琥珀酰戊二酸、琥珀酰COACOA、延胡索酸、草酰乙酸五种产物进入、延胡索酸、草酰乙酸五种产物进入三羧酸循环，最后氧化分解生成三羧酸循环，最后氧化分解生成COCO2 2和和H H2 2O O。 酮体酮体酮体酮体葡萄糖和糖原葡萄糖和糖原葡萄糖和糖原葡萄糖和糖原氨基酸脱羧作用氨基酸脱羧作用蛋白质合成蛋白质合成一、核糖体是肽链合成的场所一、核糖体是肽链合成的场所 一、一、氨基酸的活化（氨酰氨基酸的活化（氨酰-tRNA-tRNA的合成）的合成）氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶的特点：的特点：（1）每种氨基酸都有一个专一的每种氨基酸都有一个专一的酶和酶和tRNA ；（；（2）只作用于）只作用于L-氨基酸氨基酸 以上这种严格的专一性大大减少多肽合成中的差错。以上这种严格的专一性大大减少多肽合成中的差错。蛋白质生物合成过程蛋白质生物合成过程 二、核蛋白体循环二、核蛋白体循环 (1)起始复合物的生成起始复合物的生成蛋氨酰蛋氨酰-tRNA与与mRNA结合到核糖体形成起始复合物结合到核糖体形成起始复合物S-D序列序列-mRNA起始密码前的起始密码前的一一段富含嘌呤核苷酸的序列段富含嘌呤核苷酸的序列.(9-12bp)5-AGGAPuPuUUUPuPuAUG-3（2）肽链的延长）肽链的延长1、进位、进位2、转肽、转肽n 转肽酶转肽酶3、移位、移位n（3 3）肽链合成的终止）肽链合成的终止嘌呤核苷酸循环（肌肉组织中的重要脱氨基方式）（肌肉组织中的重要脱氨基方式）第七节第七节 核酸代谢核酸代谢一分子含一分子含N N碱基碱基戊糖戊糖一分子磷酸一分子磷酸核苷核苷第第一一部部分分 DNA的的复复制制一、复制子一、复制子: 作作为为一一个个单单位位进进行行复复制制的的任任何何一一段段DNADNA序序列列。 它它含含有有一一个个复复制制起起点点，有有时时还还含含有有一一个个复制终点。复制终点。 复复制制起起点点：是是复复制制子子起起始始复复制制的的一一段段DNADNA序列。序列。二、复制方向：二、复制方向：53deoxynucleotidetriphosphatehydroxyl group at 3 end of growing chain533this becomes new 3 endnew phosphodiester bond5353PPPPPPPPPPTTAAAAGGCCHOPGPCOHGPOHUPOHUPOHGPOHOHAPPPOHAPOHPPPOHCPOHC553滞后链滞后链前导链前导链冈崎片段冈崎片段三、引物三、引物 DNA聚合酶催化合成聚合酶催化合成DNA链时需要引物提供链时需要引物提供自由的自由的3-OH 主要为主要为RNA，少量，少量DNA病毒以病毒以DNA或核苷酸或核苷酸为引物为引物 （1 1）DNADNA聚合酶的聚合酶的5 533聚合酶活性聚合酶活性 （填补缺口）（填补缺口）四、四、DNA聚合酶（大肠杆菌）聚合酶（大肠杆菌）（一）（一）DNA聚合酶聚合酶 （2 2）DNADNA聚合酶的聚合酶的3535外切核酸酶活性外切核酸酶活性 这这种种酶酶活活性性的的主主要要功功能能是是从从3 3 55方方向向识识别别并并切切除除DNADNA生生长长链链末末端端与与模模板板DNADNA不不配配对对的的核核苷苷酸酸，这这种种功功能能称称为为校校对对功功能能（proofreadingproofreading），这这是是保保证证其聚合作用的正确性不可缺少的。其聚合作用的正确性不可缺少的。 PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPTUTTTAAAAAGGGGGCCCCCHOAPOHOHOHOHOHUOHOHOHnew DNARNA primerAPOHOHAPOHOHAPOHOHAPOHOHAPOHOHAPOHOH5533(3)DNA(3)DNA聚合酶的聚合酶的5353外切核酸酶活性外切核酸酶活性 去除去除55端的端的RNARNA引物。引物。 （二）（二）DNA聚合酶聚合酶3535外切核酸酶活性和外切核酸酶活性和DNADNA聚合酶聚合酶活性活性（三）（三）DNA聚合酶聚合酶大肠杆菌大肠杆菌DNA的复制过程的复制过程一、解旋一、解旋 参与解旋过程的蛋白质：参与解旋过程的蛋白质：DnaA、DnaB、DnaC 、促旋酶、单链结合蛋白、促旋酶、单链结合蛋白、HU蛋白蛋白接着单链结合蛋白（接着单链结合蛋白（single-stranded binding protein, single-stranded binding protein, SSBSSB）与解旋酶解开的单链结合，其作用是防止单链降解，阻）与解旋酶解开的单链结合，其作用是防止单链降解，阻止单链退火。止单链退火。DNA 连接酶连接酶PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPTTTTTTAAAAAAGGGGGCCCCCHOOHOHPP 真核生物的真核生物的DNADNA聚合酶聚合酶DNA-pol 复制中延长随从链复制中延长随从链DNA-pol 没有其他没有其他pol时才起作用时才起作用DNA-pol 催化线粒体催化线粒体DNA的复制的复制DNA-pol 复制中延长领头链复制中延长领头链DNA-pol 校读、修复和填补缺口校读、修复和填补缺口第二部分第二部分 转录调控转录调控顺反子：编码一条多肽链的遗传单位。顺反子：编码一条多肽链的遗传单位。真核生物：单顺反子真核生物：单顺反子原核生物：多顺反子原核生物：多顺反子1、RNA聚合酶聚合酶启动子启动子 -10区：TATA区区（又称（又称Pribnow box) T89A89T50A65A65T100 -35区：TTGACA区区 T82T84G78A65C54A45 大肠杆菌的两类终止子大肠杆菌的两类终止子 （1）内源性终止子（）内源性终止子（intrinsic terminator）内源性终止子的基本结构内源性终止子的基本结构1) 二级结构中的发夹二级结构中的发夹(长度长度7-20 bp; 发夹靠近基部通发夹靠近基部通常有一个常有一个G-C富集区）。富集区）。2) 转录单位最末端的连续转录单位最末端的连续约约6个个U残基组成的片段。残基组成的片段。内源性终止内源性终止子作用机理子作用机理（2 2）-依赖型终止子依赖型终止子依赖型终止子依赖型终止子 一、原核基因转录调节原核基因转录调节 （一）乳糖操纵子调节机制（一）乳糖操纵子调节机制 1 1、乳糖操纵子的结构、乳糖操纵子的结构 （二）阻遏蛋白的负性调节（二）阻遏蛋白的负性调节没有乳糖存在时没有乳糖存在时 有乳糖存在时有乳糖存在时 （三）（三）CAPCAP的正性调节的正性调节 色氨酸操纵子色氨酸操纵子 衰减子衰减子（attenuator）：）： 操纵子前导区内类似于终止子结构操纵子前导区内类似于终止子结构 的一段的一段DNA序列，称为衰减子。其作用序列，称为衰减子。其作用 是减弱操纵子的转录。是减弱操纵子的转录。（一）真核生物的（一）真核生物的RNA聚合酶聚合酶 有三种有三种RNA聚合酶：聚合酶：RNA聚合酶聚合酶 rRNARNA聚合酶聚合酶 mRNA前体前体RNA聚合酶聚合酶 tRNA等等二、二、 真核基因转录水平的调控真核基因转录水平的调控顺式作用元件和反式作用因子顺式作用元件和反式作用因子 Cis-acting element：不编码任何产物的：不编码任何产物的DNA片段，能影响与之相联系的同一条片段，能影响与之相联系的同一条DNA链上的基因表达链上的基因表达 :启动子。启动子。 Trans-acting factor （转录因子（转录因子TF） 由调节基因编码，调节基因是一种特殊由调节基因编码，调节基因是一种特殊的结构基因，其编码产物（的结构基因，其编码产物（RNA或蛋白质）或蛋白质）可以扩散，控制其他基因的表达。可以扩散，控制其他基因的表达。 （二）顺式作用元件（二）顺式作用元件 1.1.启动子启动子 真核基因启动子是在基因转录起始位点前约真核基因启动子是在基因转录起始位点前约100bp100bp左右的一段具有独立功能的序列，包括一个以上的左右的一段具有独立功能的序列，包括一个以上的功功能组件。能组件。 TATA盒：盒： （TATAAAA）核心启动子）核心启动子位置：位置：25 30bp是是TFD结合位点。结合位点。控制转录起始的准确性及频率。控制转录起始的准确性及频率。GC盒盒：（GGGCGG）CAAT盒盒：（GCCAAT） 位置：位置：70bp附近附近 与相应蛋白因子结合，提高或改变转录效率。与相应蛋白因子结合，提高或改变转录效率。 2.增强子（增强子（enhancer） 指远离转录起始点、决定基因的时间、指远离转录起始点、决定基因的时间、 空间特异性表达、增强启动子转录活性的空间特异性表达、增强启动子转录活性的 DNA序列，其发挥作用的方式通常与方向、序列，其发挥作用的方式通常与方向、 距离无关。距离无关。3.沉默子（沉默子（silencer） 为负性调节元件，当其结合特异蛋白为负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。因子时，对基因转录起阻遏作用。 （三）反式作用因子（三）反式作用因子 1. 转录调节因子分类转录调节因子分类 （1）基本转录因子）基本转录因子 是是RNA聚合酶结合启动子所必需的一组聚合酶结合启动子所必需的一组蛋白因子，决定三种蛋白因子，决定三种RNA转录的类别转录的类别TFIID/A/B/E/F/G/H/I 。 （2）特异转录因子）特异转录因子 为个别基因转录所必需，决定该基因的为个别基因转录所必需，决定该基因的时间、空间特异性表达。时间、空间特异性表达。转录激活因子：转录激活因子：如增强子结合蛋白（如增强子结合蛋白（EBP）转录抑制因子：转录抑制因子：如沉默子结合蛋白如沉默子结合蛋白三、真核基因转录后水平的调控三、真核基因转录后水平的调控前体前体mRNA的加工的加工1、内含子的剪接、内含子的剪接2、3端加上一个端加上一个50200个的多聚腺苷酸序列，即个的多聚腺苷酸序列，即polA尾尾3、5端加上一个端加上一个7-甲基尿苷三磷酸（甲基尿苷三磷酸（m7-Gppp）加帽加帽，为核糖体识别提供信号，为核糖体识别提供信号n第第一一信信使使：水溶性信号分子（如神经递质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号传递，称第一信使第一信使。n第第二二信信使使：起信号转换和放大的作用，如cAMP、cGMP、IP3、DAG、Ca2+。第四章第四章 细胞分裂和细胞周期细胞分裂和细胞周期一、细胞分裂一、细胞分裂细胞分裂的三种方式：细胞分裂的三种方式：有丝分裂有丝分裂细胞周期概念细胞周期概念细胞周期细胞周期无丝分裂、有丝分裂、减数分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂（直接分裂）（间接分裂）（直接分裂）（间接分裂）间期间期分裂期分裂期：G1、S、G2：前期、中期、后期、末期：前期、中期、后期、末期间期间期G1：合成与：合成与DNA复制相关的酶，细胞器增生，复制相关的酶，细胞器增生， 中心粒开始复制中心粒开始复制S：DNA合成期，合成组蛋白合成期，合成组蛋白G2：染色质开始螺旋化，合成微管蛋白，中心粒完成：染色质开始螺旋化，合成微管蛋白，中心粒完成 复制复制分裂期分裂期前期前期核膜的分裂和再生核膜的分裂和再生核膜的结构：核膜的结构：核膜的裂解：核膜的裂解：核膜的再生：核膜的再生：双层膜，核孔双层膜，核孔 核纤层核纤层核纤层蛋白高度磷酸化，核纤层解体核纤层蛋白高度磷酸化，核纤层解体核膜破裂核膜破裂膜泡膜泡末期核纤层蛋白去磷酸化，重聚合，末期核纤层蛋白去磷酸化，重聚合，并与膜泡结合并与膜泡结合不连续的不连续的核膜核膜核膜核膜染色体聚集染色体聚集连续的连续的核膜核膜核膜核膜纺锤体的形成纺锤体的形成纺锤体纤维纺锤体纤维纺锤体纤维纺锤体纤维微管组装中心：中心体微管组装中心：中心体微管及与微管结合的蛋白微管及与微管结合的蛋白微管蛋白微管蛋白极极纤维纤维纤维纤维动粒动粒纤维纤维纤维纤维：连接纺锤体两极：连接纺锤体两极：附着在动粒上：附着在动粒上细胞质分裂发生时间：后期或末期发生时间：后期或末期动物细胞动物细胞形成由肌动蛋白和肌球蛋白构成的环带形成由肌动蛋白和肌球蛋白构成的环带对称分裂，不对称分裂对称分裂，不对称分裂初（次）级卵母细胞分裂初（次）级卵母细胞分裂植物细胞植物细胞收收缩缩分裂分裂减数分裂减数分裂前期前期细线期：染色质凝缩为细而长的细线细线期：染色质凝缩为细而长的细线偶线期：同源染色体配对偶线期：同源染色体配对粗线期：同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换粗线期：同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换双线期：同源染色体开始部分分离，交叉部位端化双线期：同源染色体开始部分分离，交叉部位端化终变期：螺旋化达到最高程度，核仁逐渐消失、核膜终变期：螺旋化达到最高程度，核仁逐渐消失、核膜 解解体、纺锤体开始形成。体、纺锤体开始形成。细胞分化潜能细胞分化潜能1.概念概念:细胞具有分化为某一种生物中各种不同类型细胞细胞具有分化为某一种生物中各种不同类型细胞的潜能的潜能.2.分类分类:全能细胞全能细胞 受精卵受精卵多能细胞多能细胞 外胚层、中胚层、内胚层细胞、外胚层、中胚层、内胚层细胞、 造血干细胞造血干细胞专能细胞：精原细胞、卵原细胞专能细胞：精原细胞、卵原细胞终末细胞：红细胞终末细胞：红细胞去分化（脱分化）：已经分化了的细胞，在某中特殊条去分化（脱分化）：已经分化了的细胞，在某中特殊条件下失去特有结构和功能，变为具有未分化细胞的特件下失去特有结构和功能，变为具有未分化细胞的特性的过程。性的过程。