京师杏林执业药师生化学习要点 第 一 单 元 蛋 白 质 结 构 与 功 能 1.氨基酸与多肽:半胱(巯基)、蛋(甲硫)氨酸是所有必需氨基酸中唯一含有硫元素的氨基酸。含有苯环的氨基酸是苯丙氨酸和酪氨酸、色氨酸。酸性氨基酸是谷氨酸和天冬氨酸。谷胱甘肽(GSH)由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽(谷-胱-甘),半胱氨酸巯基是其主要功能基团。2.蛋白质的结构:蛋白质一级结构,氨基酸以肽键连接,氨基酸的排列顺序。二级结构:局部主链的空间构象。α 螺旋结构特征:1.多肽链主链围绕中心轴旋转;2.氢键维持 α 螺旋结构的稳定;3.右手螺旋。三级结构:亚基间相对的空间位置。一条多肽链中所有原子在三维空间的整体排布为三级结构。四级结构:由二条肽链以上多肽主链构成,每条肽链具有独立的三级结构,每条肽链称为一个亚基,各亚基间以非共价键维系,称四级结 构 。 蛋白质的变性:蛋白质的空间结构(但不包括一级结构)遭到破坏。生物学活性丧失。 第 二 单 元 核 酸 的 结 构 与 功 能 1.核酸:脱氧核糖核酸(DNA):遗传信息的贮存和携带者;核糖核酸(RNA):参与遗传信息的表达。2.DNA 的结构与功能:腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T),尿嘧啶(U)。[A]=[T];[C]=[G]含量相同。两碱基之间的氢键是维持双螺旋横向稳定的主要化学键。纵向则以碱基平面之间的碱基堆积力维持稳定。3.DNA 变性及其应用: 责 责 责 责责 责 责 责 责责 责 责 责 责责 责 责 责 责 责责 责 责 责 责责 责 责 责 责责 责 责 ①DNA 变性:氢键断裂。高色效应:紫外吸收(260nm)增强。 责责责 ②解链温度\融解温度(Tm):UV 吸收增值达到最大吸收增值 50%时的温度,称 Tm。G+C 含量愈大,Tm 愈高 3.DNA 变性的复性:DNA 发生热变性后,经缓慢降温,恢复完整的双螺旋结构。核酸探针杂交。同一个体的 DNA 碱基组成不受年龄、营养和环境的影响。DNA 碱基组成有种属特异性。P 磷最稳定。4.RNA 的结构与功能:1.mRNA:5′帽子(m7Gppp-),3′尾巴,U 代 T。编码区是蛋白质合成的模板,三个碱基为一组构成 1 个氨基酸的密码。2.tRNA:稀有碱基,转运氨基酸,最小。反密码:先配 对 后 反 转 。 3.rRNA : 最 多 。 第 三 单 元 酶 1.酶的催化作用:酶是蛋白质。1.催化作用特点:(1)催化效率高(2)特异性强(3)不稳定性(4)可调节性。2.辅酶与辅助因子:小分子,可用透析除去。 寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨寨 ① 寨 维生素与辅酶的关系:焦磷酸硫胺素:TPP:B1;黄素腺嘌呤二核苷酸:FAD:B2;辅酶 I/辅酶 II:NAD+/NADP+:尼克酰胺;磷酸吡哆醛 B6;辅酶 A:CoASH:遍多酸。维生素 K 是谷氨酸 γ-羧化酶的辅酶,参与凝血过程。3.酶促反应动力学:Km 值越小,酶与底物的亲和力越大(Km 与亲和力成反比)。4.酶的抑制作用:可逆抑制作用: 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 ①竞争性抑制:与底物竞争结合酶的同一部位。特点:Km 寨 寨 寨 ↑, Vmax 不变②非竞争性抑制:与酶活性中心外必需基团结合。特点:Km 不变,Vmax 寨 寨 寨 ↓。丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用是酶学一章所讲授的典型的竞争性抑制作用例子 。 第 四 单 元 糖 代 谢 1.糖的分解代谢: 寨 寨 寨 寨 寨 ①糖酵解:无氧分解成乳酸的过程,胞液内。己糖激酶;6-磷酸果糖激酶-1;丙酮酸激酶。反应是不可逆的,称为关键酶。 寨寨寨寨寨 ②糖有氧氧化:供能:1 分子乙酰辅酶 A 进入三羧酸循环彻底氧化可净生成 12 分子 ATP。1 分子葡萄糖彻底氧化 CO2 和 H2O可净生成 38 分子 ATP。2.糖原的合成与分解:糖原肝内合成与分解关键酶:合成糖原合酶;分解磷酸化酶。肌内缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,肌糖原仅能酵解。3.糖异生关键酶:糖异生,丙酮酸,羧化羧激记心间。果糖 2 块葡萄 6,接上磷酸就记全。糖异生的关键酶:丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶。4.磷酸戊糖途径:6-磷酸葡萄糖在 6-磷酸葡萄糖脱氢酶(缺乏则蚕豆黄)的作用下生成 5-磷酸核糖和 NADPH。 1. 糖 酵 解 : 激 酶 , 己 6 磷 、 果 1 丙 。 2. 糖 异 生 : 丙 羟 , 果 2 , 葡 6 磷 。 3.三羧酸循环:2 丙 3 乙(2 丙 3 条),檬 3 酮,9 草 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 寨 →猫草。(一只黑猫两只虎,两个柠檬 一 只 狐 , 一 个 苹 果 一 桶 醋 (α 酮 戊 二 酸 脱 氢 酶 )) 4. 糖 原 : 肝 糖 原 磷 酸 化 酶 分 解 , 肌 缺 葡 6 磷 。 5. 磷 酸 戊 糖 : 6 磷 脱 氢 成 5 磷 。 6. 胆 固 醇 合 成 的 关 键 酶 是 HMG-CoA 还 原 酶 。 7. 酮 体 HMG-CoA 合 成 酶 5.血糖及其调节:1.血糖来源(1)食物;(2)肝糖原分解;(3)糖异生。2.胰岛素抑制糖原分解和糖异生而降糖。3.胰高血糖素抑制糖原合酶使肝糖分解加强,升高血糖。4.糖皮质激素:促 进 糖 异 生 , 升 高 血 糖 。 第 五 单 元 氧 化 磷 酸 化 1.氧化磷酸化:从物质代谢脱下的氢经呼吸链传递与氧结合成水的氧化过程,与 ADP磷酸化过程的偶联称为氧化磷酸。2.呼吸链:细胞色素(Cyt):b 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 → 国 c1 → c →aa 国 3→ O2。NADH 呼吸链可产生 3 分子 ATP;FADH2 呼吸链可产生 2 分子 ATP。3.ATP 合酶:复合体 I:NADH-泛醌还原酶;复合体 II:琥珀酸-泛醌还原酶;复合体 III:泛辊-细胞色素 C 还原酶;复合体 IV:细胞色素 C 氧化酶;复合体 V:ATP 合酶。复合体 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 国 Ⅴ,分 F1 有催化生成 ATP,F0 线粒体内膜中的质子通道。4.氧化磷酸化的调节: 国 国 铃 ①ATP 浓度的调节 铃 ②抑制剂:呼吸链抑制剂:抗 霉 素 A , 二 硫 基 丙 醇 , CO 。 解 偶 联 剂 : 二 硝 基 酚 。 第 六 单 元 脂 肪 代 谢 1.脂类生理功能: 铃 铃 铃 铃 铃 ①脂肪即甘油三酯。 铃 ②食物供给:多不饱合脂肪酸如亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸,体内不成合成,故称必需脂肪酸。 铃铃 铃 ③脂肪酸的功能:1.储能和供能 2.重要结构成分:生物膜 3.代谢调节作用:前列腺素、类固醇激素,维生素 D3。4.脂肪酸的合成代谢:脂肪酸的合成部位在胞液。脂肪酸的分解位在线粒体。 铃铃铃铃铃铃铃铃 ①合成部位:细胞液②酶:脂肪酸合成酶系 铃 ③原料:乙酰辅酶 A:来自线粒体的柠檬酸。NADPH:磷酸戊糖途径。5.脂肪的分解代谢: 铃 铃 铃 铃 ②脂肪酸的 β 氧化:靠肉碱进入线粒体。经 β-氧化:脱氢(FAD)、加水、再脱氢(NAD+)、硫解,生成脂酰 CoA。乙酰 CoA 是合成脂肪酸、酮体及胆固醇的原料,但 不能合成甘油及糖。(胆酮脂,乙胆玩酮脂,后悔莫及呀)。每次生成 1 分子 NADH,1 分子FADH2 和 1 分子乙酰 CoA,经 7 次 β 氧化可净生成 129 分子 ATP。 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 铃 ③酮体:是脂肪酸在肝脏不完全氧化的中间产物,包括乙酰乙酸,β-羟丁酸和丙酮(甲乙丙丁)。[原料,部位]:乙酰 CoA;肝[酶]:HMG-CoA 合成酶[利用]:肝外组织(肝脏不含利用酮体的酶,所以酮体是肝内 生 成 肝 外 利 用 )[ 意 义 ] : 肌 肉 和 脑 组 织 的 重 要 能 源 之 一 。 第 七 单 元 磷 脂 、 胆 固 醇 及 血 浆 脂 蛋 白 2.胆固醇代谢: 铃 铃 铃铃 铃 铃铃 铃 铃铃 铃 铃铃 ①胆固醇合成部位和合成原料:部位:肝细胞的胞液及内质网。原料:乙酰辅酶 A; NADPH; ATP。 铃 铃 铃 铃 ②调节:限速酶:HMG-CoA 还原酶(β-羟-β 甲戊二酸单酰 CoA)。调节因素:饥饿与饱食,胆固醇,激素。 铃 铃 铃 铃铃 ③胆固醇的去路:胆汁酸;类固醇激素;转化为 7-脱氢胆固醇,以紫外线照射后转变为维生素 D3;直接排泄。 铃铃 铃 铃 ④类固醇激素代谢终产物。在肝 脏 发 生 羟 化 、 还 原 和 结 合 反 应 。 3. 血 浆 脂 蛋 白 代 谢 : 超 离 心 法 分 类 : 铃 铃 铃 铃 ① CM- 乳 摩 微 粒 : 大 量 甘 油 三 酯 ;CM : 转 运 外 源 性 甘 油 三 酯 和 胆 固 醇 。 铃 铃 铃 ②极低密度脂蛋白 VLDL(前 β-脂蛋白): 较多甘油三酯;VLDL:转运内源性甘油三酯和胆固 醇 。 铃 铃 铃 铃 ③ 低 密 度 脂 蛋 白 LDL(β- 脂蛋 白 ): 较 多 胆 固 醇;LDL : 转 运 内 源 性 胆 固 醇 。 亮 亮 亮 ④ 亮 高密度脂蛋白 HDL(α-脂蛋白): 磷脂、胆固醇、蛋白质;HDL:逆向转运胆固醇。 亮 亮 亮 ⅠCM 亮 ↑,Ⅱa LDL↑,Ⅱb 亮 LDL,VLDL↑,Ⅲ 亮 IDL↑,ⅣVLDL 亮 ↑,ⅤCM.VLDL↑ 第 八 单 元 氨 基 酸 代 谢 必需氨基酸:赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙 氨 酸 ( 精 组 缬 色 , 异 亮 蛋 , 赖 苏 苯 )( 赖 色 缬 亮 异 亮 苏 , 甲 硫 苯 丙 共 8 种 ) 3.氨基酸的一般代谢: 亮 亮 亮 亮 亮 亮 亮亮 亮 ①转氨酶:催化某一氨基酸的 α-氨基转移到另一种 α-酮酸的酮基上,生成相应的氨基酸;原来的氨基酸则转变成 α-酮酸。其辅酶是磷酸吡哆醛,含维生素B6。1.谷丙转氨酶 GPT ( 丙氨酸转氨酶,ALT) 2.谷草转氨酶 GOT ( 天冬氨酸转氨酶, AST)。 亮 亮 亮 亮 亮 亮 亮 亮 亮 亮 ② 亮氨基酸的脱氨基作用:1.氧化脱氨基作用:L-谷氨酸脱氢酶。2.联合脱氨基作用:α 酮戊二酸和嘌呤核苷酸循环。转氨基与谷氨酸氧化脱氨基的联合脱氨基作用主要发生在肝、肾组织,肌肉中氨基酸脱氨基主要是通过嘌呤核苷酸循环。体内生酮氨基酸包括:亮氨酸和赖氨 酸 。 4.氨的代谢:尿素合成:鸟氨瓜氨精氨尿素。氨的转运: 亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮亮 ①肌组织中丙氨酸-葡萄糖循环。 亮 亮 ②大多是谷氨酸+氨→谷氨酰胺(肾脏可逆)。5.个别氨基酸的代谢:1.氨基酸的脱羧基作用:酶:脱羧酶 亮 亮 亮 亮 ①谷氨酸→γ-氨基丁酸(递质) 亮 ②组氨酸→组胺(扩血管) 亮 ③色氨酸→5-羟色胺(递质、收缩血管) 亮 ④ 亮 半胱氨酸→牛磺酸(胆汁酸) 亮 ⑤鸟氨酸→多胺(促进增殖)2.一碳单位概念和来源:概念:某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团的总称。来源:丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸(丝甘组色)。载体:四氢叶酸(FH4)功能:参予嘌呤、嘧啶的合成。蛋氨酸循环:蛋氨酸甲基化成同型半胱氨酸,转甲基酶(VitB12 甲基钴胺素)。苯丙氨酸和酪氨酸代谢:酪氨酸(Tyr)可以由苯丙氨酸转变而来,半胱氨酸(Cys)可以由蛋氨酸转变而来。体内先天缺乏苯丙氨酸羟化酶时,苯丙氨酸不能转变成酪氨酸,因而苯丙氨酸在体内堆积,进而大量转变成苯丙酮酸及苯乙酸等衍生物,此时尿里出现大量苯丙酮酸。 第 九 单 元 核 苷 酸 代 谢 嘌呤核苷酸合成有两条途径:1.从头合成:嘌呤环的原料:天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、CO2(天谷甘碳 C)。关键酶:PRPP(磷酸核糖焦磷酸)合成酶,酰胺转移酶。2.补救合成:利用现成的嘌呤碱或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸,称为补救合成。嘌呤碱的分解 产 物 是 尿 酸 , 体 内 尿 酸 过 多 可 引 起 痛 风 症 。 嘧啶核苷酸合成:1.从头合成:嘧啶环的原料:天冬氨酸、谷氨酰胺,CO2(天谷 C)。关键酶:氨基甲酰磷酸合成酶 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 Ⅱ;天冬氨酸转氨甲酰酶。2.补救合成:嘧啶 + PRPP 粥 粥 粥 → 嘧啶核苷酸 + PPi。嘧啶分解代谢产物:β-氨基异丁酸(T)、β-丙氨酸(U、C)、NH3 和 CO2。 抗核苷酸代谢药物的生化机制:6-巯基嘌呤(6-MP):抑制 IMP 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 → GMP,AMP。氮杂丝氨酸:抑制谷氨酰胺参加的反应。氨甲蝶呤(MTX):抑制二氢叶酸还原酶,干扰一碳单位代谢 。 5-FU : 抑 制 胸 苷 酸 合 酶 。 dUMP 转 变 成 dTMP 。 第 十 单 元 遗 传 信 息 的 传 递 遗传学的中心法则:DNA 转录 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 粥 →RNA 翻译→蛋白质。紫外线对 DNA 的损伤主要是引起TT 二 聚 体 。 RNA 的生物合成:双链 DNA 分子中,各个基因的模板链并不全在同一条链上,因此称不对称转录。2.RNA 聚合酶原核:α2ββ’σ。原核:1)起始:σ 因子识别起始部位,核心酶结合,形成第一个磷酸二酯键。蛋白质的生物合成:RNA 分为三种,tRNA 具有携带氨基酸的功能;rRNA 是合成蛋白质的场所;mRNA 密码子,AUG:起动密码或蛋氨酸。UAA,UAG,UGA:终止密码。抗生素与蛋白质生物合成:阻断剂:[抗生素]:四环素,链霉素、氯霉素,放 线 菌 素 , 嘌 呤 霉 素 。 [ 细 菌 植 物 毒 素 ] : 白 喉 毒 素 , 蓖 麻 毒 素 , 干 扰 素 。 第 十 一 单 元 基 因 表 达 调 控 基因表达调控概述:1.基因表达的概念及基因调控的意义:概念:基因表达就是指基因转录和翻译的过程。意义:在内、外环境变化的情况下,机体通过基因表达,调节代谢,以 适 应 环 境 的 改 变 。 2.基因表达的时间特异性和空间特异性:时间或阶段特异性:某一特定基因的表达随时间、环境而变化,严格按特定时间顺序发生。空间或组织特异性:同一基因产物在不同的 组 织 器 官 含 量 不 一 样 , 是 按 一 定 空 间 顺 序 出 现 。 3.基因的组成性(基本)表达、诱导与阻遏:组成性(基本)表达:有些基因产物在整个生命过程中都是需要的,在几乎所有细胞中持续表达。诱导与阻遏:有些基因表达受外环境变 化 升 高 或 降 低 。 细菌经紫外线照射会发生 DNA 损伤,为修复这种损伤,细菌合成 DNA 修复酶的基因表达增强,这种现象称为诱导。DNA 损伤:紫外线对 DNA 的损伤主要是引起 TT 二聚体,DNA 修 复 叫 诱 导 。 真核基因的结构特点包括:基因组结构庞大,基因转录产物为单顺反子,真核基因组中普遍含重复序列,真核结构基因两侧及编码基因内部,尚有不被转录的非编码序列,因此 真 核 基 因 具 有 基 因 不 连 续 性 。 真核转录调节因子由某一基因表达后,通过与特异的顺式作用元件相互作用(DNA-蛋白质 相 作 用 ) 反 式 激 活 另 一 基 因 的 转 录 , 故 称 反 式 作 用 蛋 白 或 反 式 作 用 因 子 。 原核基因表达调控:乳糖操纵子: 绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊 绊绊绊绊绊 绊绊绊绊 绊绊绊 ①组成:大肠杆菌乳糖操纵子:Z、Y、A 三个编码基因,操纵序列(O),启动序列(P),调节基因(I),CAP 位点。 绊绊绊 绊 ② 绊 阻遏蛋白的负性调节:阻遏蛋 白 与 O 结 合 , 抑 制 转 录 ( 解 离 , 转 录 开 始 ) 。 第 十 二 单 元 信 息 物 质 、 受 体 与 信 号 传 导 细胞信息物质:概念:凡有细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质。二、分类:1.局部化学介质:又称旁分泌信号。2.激素: 又称内分泌信号。3.神经 递 质 : 又 称 突 触 分 泌 信 号 。 膜受体激素作为第一信使与膜受体结合,将信号传入胞内,然后通过第二信使传递,将 信 号 逐 级 放 大 , 产 生 生 理 、 生 化 效 应 。 膜受体激素信号传导机制:膜受体激素作为第一信使与膜受体结合,将信号传入胞内,然后通过第二信使传递,将信号逐级放大,产生生理、生化效应。