三大物质代谢
2020-11-18 12:09:46 5 举报
AI智能生成
三代物质代谢
作者其他创作
大纲/内容
非营养物质代谢
红细胞
特点
是血液最主要的细胞发育经历 原始红细胞、早幼红细胞、中幼红细胞、晚幼红细胞,、网状红细胞等阶段成熟红细胞除质膜和胞浆外,无其他细胞器。葡萄糖是主要的能源物质
代谢
糖酵解
为细胞提供ATP和NADH
ATP
NADH
NADH提供还原当量,MHb还原(高铁血红蛋白)
2,3-BPG支路
调节血红蛋白运输氧气,使得Hb对养的亲和力降低,处于T态
磷酸戊糖途径
提供NADH维持红细胞的完整性
血红蛋白
珠蛋白
血红素
是Hb,Mb,Cty,过氧化物酶的辅基
合成
基本原料:甘氨酸,琥珀酰CoA,亚铁离子等关键酶:ALA合酶、辅酶PLP(磷酸吡哆醛)合成部位:骨髓和肝,始末阶段线粒体,中间胞浆。
调节
关键酶:ALA合酶ALA脱水酶和亚铁螯合酶:巯基酶,对重金属敏感,铅中毒抑制血红素合成,导致贫血,;缺铁导致贫血促红细胞生成素(EPO):肾合成释放,是红细胞发生的主要调节剂,与膜受体结合,加速有核红细胞的分化成熟,促进血红素与Hb合成
胆汁酸
分类
游离胆汁酸
胆酸(初级胆汁酸)鹅脱氧胆酸(初级胆汁酸)脱氧胆酸(次级胆汁酸)石胆酸(次级胆汁酸)
结合胆汁酸 (主要)
甘胺胆酸牛磺胆酸甘胺脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸
生理功能
促进脂类物质的消化与吸收维持胆汁中胆固醇的溶解状态以抑制胆固醇析出
初级胆汁酸生成
肝细胞胆固醇为原料胆固醇7α-羟化酶
次级胆汁酸生成
肠道(肠菌)肠菌酶
胆汁酸的肠肝循坏
重吸收:结合型(回肠);游离型(小肠和大肠),肠道中作用后,>95%重新入肝,<5%随粪便排出
胆固醇从胆汁中析出,或者胆汁酸的肠肝循环减少,形成胆结石。
胆色素代谢与黄疸
胆色素来源
胆绿素;胆素原;胆素;胆红素(胆汁主要色素,橙黄色),随胆汁排除体外
胆红素
来源
衰老的红细胞的破坏(80%)
Mb;Cyt;过氧化物酶;过氧化氢酶
单核-吞噬细胞:Hb中的血红素生成胆绿素再转变为胆红素,与清蛋白结合成血红素-清蛋白复合体进入血液到达肝细胞
肝细胞胞液中,血红素与配体蛋白(Z;Y)结合生成血红素-配体蛋白复合物到达滑面内质网处与葡糖醛酸生成水溶性葡糖醛酸胆红素入血进入肠道,
在肠道葡糖醛酸胆红素生成胆红素和葡糖醛酸,胆红素转化为胆素原和胆素,胆素随粪便排出,胆素原大部分进入肠肝循环,小部分进入肾生成胆素随尿排出,
游离胆红素:不与葡糖醛酸结合,不能经肾随尿排出,水溶性较差,有毒结合胆红素:与葡糖醛酸结合,能随尿排出,水溶性好,无毒
黄疸
正常血清胆红素含量:3.4-17.1umol/L,2-10mh/L超过17.1umol/L称高胆红素血症,产生黄疸
溶血性黄疸
游离胆红素↑,尿胆素原↑,尿胆红素-,尿胆素↑,粪胆素原↑,粪便颜色加深
肝细胞性黄疸
结合胆红素↑,游离胆红素↑,尿胆红素++,尿胆素原↑,尿胆素不一定,粪胆素原↓,粪便颜色变浅或正常,
阻塞性黄疸
结合胆红素↑,尿胆红素++,尿胆素原↓,尿胆素↓,粪胆素原无或微量,粪便颜色 完全阻塞时陶土色
肝
肝的生物化学
生物化学小结
人体最大的实质性器官体内最大的腺体具有独特的形态结构与化学组成特点(肝血窦,丰富的细胞器和酶)具有复杂的功能
双重血液供应
肝动脉,门静脉
双重输出通道
肝静脉,胆管
生物转化作用
反应类型
第一相反应:氧化(单加氧酶体系)、还原、水解、第二相反应:结合(葡糖醛酸,硫酸,谷胱苷肽,乙酰基,甘氨酸,甲基等)
生物转化的连续性生物转化的多样性解毒与致毒的双重性
代谢特点
整体性共同的代谢池受到调控代谢适应性NADPH为合成代谢提供还原当量,NAD+参与分解代谢不同组织器官各具代谢特点
组织器官
心脏
可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源
心肌细胞分解营养物质功能方式主要是有氧氧化
硫激酶——优先利用脂肪酸氧化分解供能酮体供能Cyt,线粒体,LDH1——乳酸氧化供能极少进行糖酵解
脂肪酸,酮体,乳酸,葡萄糖等
脑
葡萄糖和酮体是脑的主要能源物质
饥饿时加强酮体的利用
脑的耗氧量高达全身耗氧量总量的四分之一
脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制
肝,肾脏,肠道,胃
脂肪组织
合成储存甘油三酯
骨骼肌
肌糖原
磷酸肌酸的分解
脂肪酸氧化
支链氨基酸代谢
物质代谢
糖
特征及功能
糖及碳水化合物,其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。
为生命活动提供能源与碳源提供合成体内其他物质的原料作为机体组织细胞的组成部分
糖异生
利用的原料主要有 乳酸、甘油、生糖氨基酸等,部位在肾和肝脏的线粒体及胞液当中,
丙氨酸等生糖氨基酸 → 柠檬酸循环中间产物 NADH+H+ ⬇ ADP ⬇ NADPH+H+ GDP ADP乳酸 → 丙酮酸 → 草酰乙酸 → 天冬氨酸/苹果酸 → 草酰乙酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸 → 2-磷酸甘油酸 → 3-磷酸甘油酸 → 1,3-二磷酸甘油酸 NAD+ 天冬氨酸 +α-酮戊二酸(转氨作用)→ 三磷酸甘油醛 → 果糖-1,6-二磷酸 → 果糖-6-磷酸 → 葡糖-6-磷酸 → 葡萄糖 ⬆⬇ ⬆ ADP ⬆⬇ 磷酸二羟丙酮 ⬅ 3-磷酸甘油 ⬅ 甘油 葡糖-1-磷酸 UTP ⬆⬇ 糖原
葡萄糖其他代谢途径
糖醛酸途径
多元醇途径生成少量多元醇
2,3-二磷酸旁路调节血红蛋白运氧
糖原分解
缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,不能释放游离葡萄糖,只能进入糖酵解代谢,与乳酸循环有关
乳酸循环:骨骼肌中糖酵解生成乳酸,乳酸入血进入肝内糖异生为葡萄糖,葡萄糖入血到骨骼肌继续循环2分子乳酸糖异生1分子葡萄糖,消耗6分子ATP
肝糖原
糖原n+1 → 糖原n + 葡糖-1-磷酸 → 葡糖-6-磷酸 → 葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶。脱枝酶转移氨基酸残基,水解α-1,6-糖苷键
关键酶:糖原磷酸化酶
底物循环:作用物互变反应分别由不同的酶催化其单项进行。无效循环:不能将代谢推进,仅ATP释放能量调控两底物循环
分解
糖的无氧氧化
关键酶:己糖激酶 果糖-6-磷酸激酶-1(果糖-2,6-二磷酸,) 丙酮酸激酶ATP:2次底物水平磷酸化,产生4分子ATP。
果糖-1,6-二磷酸 ➡ 磷酸二羟丙酮 ADP ADP ⬆ ⬆⬇ font color=\"#c41230\
丙酮酸被还原为乳酸
乳酸脱氢酶丙酮酸 ⬅➡ 乳酸 NAD+
糖的有氧氧化
生物氧化
ATP产生
底物水平磷酸化
不经电子传递,ADP磷酸化成ATP
氧化磷酸化
氧化磷酸化是线粒体产生ATP的主要方式
需要一系列电子传递组分进行连续的氧化还原反应,ADP-ATP
合成部位:复合体ⅠⅢⅣ
P/O比值,自由能变化
偶联机制:产生跨线粒体内膜的质子梯度:化学渗透假说
氧化磷酸化依赖于完整封闭的线粒体内膜线粒体内膜对氢离子,氢氧根离子,钾离子,氯离子是不通透的电子传递链可驱动质子移出线粒体,形成可测定的跨内膜带你化学梯度增加线粒体内膜外侧酸性可导致ATP合成,而线粒体内膜加入使质子通过物质可减少内膜质子浓度,结果电子虽可以传递,但ATP少,
质子顺浓度梯度回流释放能量用于合成ATP
ATP是重要高能磷酸化合物,通过转移自身基团提供能量,磷酸肌酸是高能键能量的储存形式
影响因素
体内能量状态
复合体Ⅰ抑制剂:鱼藤酮,粉蝶霉素,异戊巴比妥
复合体Ⅱ抑制剂:萎锈灵
解偶联剂阻断ADP磷酸化过程——质子电化学梯度被破坏
ATP合酶同时抑制电子传递和ATP的生成——寡霉素
甲状腺激素促进
线粒体DNA突变
线粒体内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物
转运蛋白
胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧化呼吸链
α-磷酸甘油穿梭
脑与骨骼肌中,磷酸二羟丙酮与α-磷酸甘油
苹果酸-天冬氨酸穿梭
肝与心肌中
ATP-ADP转位酶协调转运ADP进入和ATP移出线粒体
氧化呼吸链(电子传递链)
组成
由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成
复合体Ⅰ:(NADPH-泛醌还原酶/NADH脱氢酶):接受来自NADH+H+的电子并转移给泛醌——NADH → FMN → Fe-S→CoQFMN(单双)Fe-S(单)
复合体Ⅱ:琥珀酸脱氢酶/琥珀酸-泛醌还原酶 将电子从琥珀酸传递给泛醌 琥珀酸→ FAD → Fe-S → CoQ没有H+泵的功能
复合体Ⅲ:泛醌-细胞色素c还原酶,电子从还原型泛醌传递给细胞色素c——CoQH2 → (CytbL → CytbH)→ Fe-S → Cytc1 → Cytc
复合体Ⅳ:细胞色素c氧化酶,电子从细胞色素传递给氧——Cytc→CuA→Cyta→Cyta3→CuB→O2
NADH氧化呼吸链
NADH——复合体Ⅰ——CoQ——复合体Ⅲ——Cytc——复合体Ⅳ——02
FADH2氧化呼吸链
琥珀酸——复合体Ⅱ——CoQ——复合体Ⅲ——Cytc——复合体Ⅳ——O2
其他氧化与抗氧化体系
线粒体氧化呼吸链产生活性氧(ROS)
抗氧化酶体系轻触ROS
过氧化氢酶,谷胱苷肽过氧化物酶,超氧化物歧化酶,
微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化
CytP450
糖酵解(胞液中发生)
丙酮酸经过氧化脱酸从胞液进入线粒体
丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸 → 乙酰辅酶A(乙酰CoA)+CO2 NADH+H+
柠檬酸循坏(三羧酸循坏)
NADH+H+ NADH+H+乙酰CoA → 柠檬酸 ➡ 异柠檬酸 → α-酮戊二酸 → 琥珀酰辅酶A + ⬆柠檬酸合酶 NADH+H+ FADH2 ⬆⬇(底物水平磷酸化) GTP 草酰乙酸 乙酰CoA + 草酰乙酸 ⬅➡ 苹果酸 ⬅➡ 延胡索酸 ⬅➡ 琥珀酸
氧化反应
关键酶:葡糖-6-磷酸脱氢酶
NADPH+H+ NADPH+H+葡糖-6-磷酸 → 6-磷酸葡糖酸内酯 → 6-磷酸葡糖酸 → 核酮糖-5-磷酸 ⬅➡ 核糖-5-磷酸
非氧化反应基团转移阶段
木酮糖-5-磷酸 3-磷酸甘油醛 + ⬅➡ +磷酸戊糖→ 核糖-5-磷酸 景天糖-7-磷酸 赤藓糖-4-磷酸 果糖-6-磷酸 3分子 ⬇ + ⬅➡ + ⬅➡ + 木酮糖-5-磷酸 3-磷酸甘油醛 果糖-6-磷酸
糖原细胞液中进行
糖原磷酸化酶分解α1-4糖苷键释放葡糖-1-磷酸
脱枝酶分解α-1,6-糖苷键释放出游离的葡萄糖
G → 葡糖-6-磷酸 → 葡萄糖-1-磷酸 + UTP → 尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)+糖原n → 糖原n+1 +UDP ADP PPi ⬇ UDPGA → 木酮糖-5-磷酸 → 磷酸戊糖途径 (糖醛酸途径)
消化吸收
发生在胞液中三步不可逆反应三个关键酶:别构和化学修饰调节1分子G,生成4ATP消耗2ATP共计生成2分子ATP果糖不耐症,半乳糖不耐症
主要受NADPH/NADP+比值的影响生成果糖-6-磷酸,3-磷酸甘油醛,NADPH是生成NADPH和磷酸戊糖谷胱苷肽(还原型氧化型转化)蚕豆病
糖原磷酸化酶分解α1,4-糖苷键释放葡糖-1-磷酸脱枝酶分解α-1,6-糖苷键释放游离葡萄糖关键酶:糖原合酶
储存
主要以淀粉,糖原形式储存,糖原分为肝糖原和肌糖原,肌糖原供肌肉收缩,糖原包括还原端和非还原端。
血糖调节
主要受到激素调节:胰岛素,胰高血糖素,糖皮质激素,肾上腺素
高血糖,低血糖,糖尿病
脂质
特点功能
脂肪和类脂总称为脂质,脂肪(甘油三酯,胆固醇,胆固醇酯),类脂(磷脂,糖脂,鞘脂)
甘油三酯是甘油的脂酸酯;脂肪酸是脂肪烃的羧酸;磷脂分为甘油磷脂和鞘磷脂;胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构
甘油三酯是机体重要的能源物质脂肪酸提供必需脂肪酸;合成不饱和脂肪酸衍生物磷脂是重要的结构成分和信号分子胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体
甘油三酯
脂酰CoA转移酶;酯酰CoA转移酶;游离甘油 → 3-磷酸甘油(糖代谢) 甘油激酶/ADP
场所
肝脏:合成TG,组成VLDL入血
脂肪组织:葡萄糖合成脂肪,CM/VLDL的FA合成脂肪
小肠粘膜:脂肪消化产物再次合成脂肪
原料
葡萄糖(甘油和脂酸)CM中的FFA(食物)
过程
甘油一脂途径(小肠粘膜细胞)
CoA +RCOOH —— RCOCoA AMP
甘油二脂途径(肝,脂肪细胞)
3-磷酸甘油 → 1-脂酰-3-磷酸甘油 → 磷酸酯 → 1,2-甘油二脂 → 甘油三酯
内源性脂肪酸合成
需要先合成软脂酸再加工延长
合成软脂酸
乙酰辅酶A主要来源于Glc,通过柠檬酸-丙酮酸循环循环NADPH 磷酸戊糖途径(柠檬酸酶,苹果酸酶催化)
脂肪酸合酶合成:丙二酸单酰CoA合成;乙酰CoA羧化酶;脂酸合成,缩合,加氢,脱水,再加氢,
加工延长
内质网,线粒体
以丙二酸单酰CoA为2碳单位供体,经缩合,加氢,脱水,再加氢一轮反应增加2个碳原子。
不饱和脂肪酸合成需要多种去饱和酶催化
脂肪酸合成受到代谢物和激素调节
胰岛素
磷脂
原料:糖,脂质,氨基酸代谢,全身组织内质网,肝肾肠。脂肪酸,甘油,磷酸盐,胆碱,丝氨酸,肌醇,ATP,CTP.
两条途径
磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过甘油二脂途径合成
磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸及心磷脂通过CDP-甘油二脂途径合成
胆固醇
游离胆固醇,胆固醇酯,来自食物和内源性合成,主要是肝,胞质和滑面内质网乙酰辅酶A和NADPH是基本原料,乙酰辅酶A通过柠檬酸-丙酮酸循环出肝,是由HMG-CoA还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成的(关键酶)
子主题
转化为胆汁酸是主要去路
转化为类固醇激素
维生素D3前体
甘油磷脂由磷脂酶催化降解
鞘氨醇是神经鞘磷脂合成的重要中间产物
胰脂酶/辅脂酶 甘油三酯 → 2-甘油一脂+2FFA 胆汁酸盐乳化 消化酶 磷脂酶A2食物中的脂类 → 微团 → 磷脂 → 溶血磷脂 +FFA 胆固醇酯酶 胆固醇酯 → 胆固醇 +FFA
乳糜微粒(CM)入淋巴管进入血循环
脂肪动员
激素敏感性脂肪酶——脂肪在脂肪酶的作用下逐步水解释放FFA+甘油,供其他组织氧化利用
甘油进入糖代谢
甘油转变为3-磷酸甘油后被利用
脂酸的β氧化
核心过程——除脑组织不进行,胞液线粒体。
主要过程
脂肪酸活化形式酯酰CoA,酯酰CoA经肉碱转运进入线粒体,进入线粒体转变为乙酰CoA ——三羧酸循环/生成酮体
脂酸的其他氧化方式
不饱和脂肪酸β-氧化需要转变构型超长碳链脂肪酸需要先在过氧化酶体氧化成较短碳链脂肪酸丙酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A进行氧化脂肪酸氧化还可以从远侧甲基端进行
酮体的生成和利用
脂肪酸在肝中氧化
酮体:乙酰乙酸,β-羟丁酸,丙酮
生成:肝细胞线粒体利用:肝外组织
乙酰乙酰CoA → 羟甲基戊二酸单酰CoA → 乙酰乙酸 →丙酮/β-羟丁酸 → 乙酰乙酰CoA
酮体是肝脏输出能源的一种形式,并且酮体可通过血脑屏障,是肌肉尤其是脑组织的重要能源酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持血糖水平恒定,节省蛋白质的消耗。
受多种因素调节
胰岛素,糖代谢,丙二酸单酰CoA
辅脂酶不具脂酶活性,将胰脂酶锚定在乳化微团的脂水界面,不可缺少的辅助因子混合微团——甘油一脂+脂酸+胆固醇+溶血磷脂及甘油三酯与胆汁酸盐,被肠粘膜细胞吸收甘油一脂途径
血浆脂蛋白
产生VLDL、HDL、代谢CM微粒、LDL、HDL
是血脂运输及代谢的形式,血脂与蛋白质结合,以脂蛋白形式运输。
血浆脂蛋白是脂质一蛋白质的复合体
载体蛋白,参与脂蛋白受体识别,调节知道版代谢关键酶活性
不同血浆脂蛋白具有不同功能和代谢途径
CM ——外源性甘油三酯及胆固醇,——LPL(脂蛋白脂肪酶)
VLDL——内源性甘油三酯
LDL——VLDL转变而来——内源性胆固醇(ACAT-脂酰CoA)
HDL——逆向转运胆固醇(LCAT)
代谢紊乱导致脂蛋白异常血症
蛋白质
氨基酸代谢
一般代谢
氨基酸生成的氨
氨的代谢
血氨来源
氨基酸脱氨基作用和胺类分解
肠道细菌作用
肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺
高血氨病人:弱酸性透析液,结肠透析
转运
以丙氨酸和谷氨酰胺形式转运
通过丙氨酸-葡萄糖循环从骨骼肌运往肝
通过谷氨酰胺从脑和骨骼肌等组织运往肝或肾
谷氨酰胺
氨的解毒物质,氨的储存和运输形式
天冬酰胺酶,白血病
氨的去路
合成尿素
尿素
鸟氨酸循环(尿素循环)
瓜氨酸出线粒体,与天冬氨酸反应;鸟氨酸进入线粒体循环反应2分子氨,一个游离的氨,一个氨基酸的氨;消耗3个ATP,4个高能磷酸键;关键酶:氨基甲酰基合成酶Ⅰ,精氨酸代琥珀酸合成酶,
氨基酸 + α-酮戊二酸 ⬇ ⬇⬆ α-酮酸 + 谷氨酸 + 草酰乙酸 草酰乙酸 ⬅ 苹果酸 (AGA)氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(cps-1) ⬇ AMP ⬆CO2+CO2+H2O+2ATP → 氨基甲酰磷酸 +鸟氨酸 → 瓜氨酸 + 天冬氨酸 → 精氨酸代琥珀酸 → 延胡索酸 2ADP ⬆ ⬇ 鸟氨酸 ⬅ 精氨酸 ⬅ 精氨酸代琥珀酸 ⬇ 尿素
高血氨症与氨中毒
合成非必须氨基酸合其他含氨化合物
合成谷氨酰胺
肾小管泌氨
首先脱氨基
氨基酸通过转氨基作用脱去氨基不生成游离的氨
α-氨基酸+α-酮酸 → α-酮酸+另一氨基酸
氨基转移酶(转氨酶):辅酶(VB6,磷酸吡哆醛)
主要是L-谷氨酸与α-酮酸;急性肝炎(ALT⬆)心肌梗死(AST⬆)
氧化脱氨反应
L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸氧化脱氨基
L-谷氨酸脱氢酶:不需氧的酶;ATP/GTP别构抑制剂;唯一利用NAD+/NADP+两者为还原当量的酶。
联合脱氨作用
转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶联合作用,先转氨基生成L-谷氨酸,再氧化脱氨生成游离的氨。
氨基酸碳链骨架进行转换/分解
α-酮酸可彻底氧化分解并提供能量
α-酮酸经氨基化生成营养非必须氨基酸
α-酮酸可以转变成糖和脂质
生糖;生酮;生糖兼生酮氨基酸
一碳单位
氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团
四氢叶酸(FH4),N5N10运载体
甲基,甲烯基,甲炔基,甲酰基,亚氨甲基
由氨基酸产生的一碳单位可相互转变,除N5-CH3-FH4
主要参与嘌呤,嘧啶的合成。
含硫氨基酸
代谢相互联系
甲硫氨酸参与甲基转移甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基
半胱氨酸代谢产生生理活性物质
半胱氨酸与胱氨酸可以转变半胱氨酸转变成牛磺酸(结合胆汁酸)半胱氨酸可生成活性硫酸根PAPS
甲硫氨酸循环
SAM为体内甲基直接供体促进FH4再生VB12不足(FH4):巨幼红细胞性贫血。高同型半胱氨酸血症:动脉粥样硬化/冠心病
芳香族氨基酸
可产生神经递质
苯丙氨酸与酪氨酸
苯丙氨酸羟化酶/NADPH+H+苯丙氨酸 → 酪氨酸 → 多巴 → 多巴醌 →→吲哚醌 → 黑色素 ⬇ ⬇ ⬇ 苯丙酮酸 羟苯丙酮酸 多巴胺 → 去甲肾上腺素 → 肾上腺素 (儿茶酚胺) ⬇ ⬇ 苯乙酸 尿黑酸 →→ 延胡索酸 + 乙酰乙酸
苯丙酮尿症
生成苯丙酮酸→苯乙酸
帕金森病
多巴胺生成减少
白化病
酪氨酸酶缺乏,黑色素生成障碍
尿黑酸尿症
尿黑酸代谢受阻
色氨酸
分解产生丙酮酸和乙酰乙酰CoA5-羟色胺;一碳单位;丙酮酸+乙酰乙酰CoA;维生素PP
胺类化合物
氨基酸脱羧基作用产生特殊胺类化合物
谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成γ-氨基丁酸组氨酸经组氨脱羧酶催化生成组胺(血管舒张剂)色氨酸经5-羟色胺酸生成5-羟色胺某些氨基酸的脱酸作用产生多胺类物质(多按是细胞生长重要物质)
代谢的中间产物
丙酮酸,酮体,三羧酸循环的中间产物
体内蛋白质分解生成氨基酸
1%~2%蛋白质被降解,主要是肌肉蛋白质,降解产生的氨基酸大约70%~80%被重新吸收合成新的氨基酸
蛋白质以不同速率降解
半衰期
氨基酸代谢库
内源性氨基酸和外源性氨基酸组成
由许多氨基酸通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。是生物体重要组成部分。具有重要生理功能,组成元素CHONS,各种蛋白质含氮量很接近
非极性脂肪族氨基酸
侧链含烃链
甘氨酸(),丙氨酸(),缬氨酸(),亮氨酸(),异亮氨酸(),脯氨酸()
极性中性氨基酸
侧链有极性但不带电
侧链有芳香基团
苯丙氨酸(),色氨酸(),酪氨酸()
碱性氨基酸
侧链含负性解离基团
天冬氨酸(),谷氨酸()
酸性氨基酸
测量含正性解离基团
精氨酸(),组氨酸(),赖氨酸(),
分子结构
一级结构
蛋白质分子从N-端到C-端氨基酸的排列顺序,肽键(二硫键),是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础,但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。
二级机构
某一段肽链的局部空间结构,即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,不涉及氨基酸残基的构象,氢键;α-螺旋,β-折叠,β-转角,无规则卷曲,
反式构型,肽单元。可组成蛋白质分子中的模体
超二级结构,模体
蛋白质分子中,2~3个具有二级机构的肽段在空间上相互接近,形成一个有规则地二级结构组合成为超二级结构:αα;βαβ,ββ2~3个具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象成为模体。模体是具有特殊功能的超二级构象。锌指结构。
三级结构
是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,即肽链中所有原子在三维空间的排布位置,疏水键,离子键,氢键,范德华力
结构域
分子量较大的蛋白质可折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域,并各行其功能你,称为结构域。超二级结构不具备这种特点。是三级结构以上的独立功能区
分子伴侣
四级结构
含有2条及以上多肽链,每条多肽链都有完整的三级结构,称为蛋白质亚基,蛋白质分子各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用,称为蛋白质四级结构。氢键,离子键。
同二聚体,异二聚体
理化性质
特定空间结构
血红蛋白与肌红蛋白的异同
协同效应,别构效应,
两性电离;胶体性质(颗粒表面电荷,水化膜)
变性:破坏非共价键和二硫键,不改变蛋白质一级结构,复性:变性程度较轻,去除变形因素后,蛋白质恢复或部分恢复原有构象;蛋白质沉淀,凝固;在紫外光谱区有特征性吸收峰
蛋白质纯化与结构分析
两性解离;含共轭双键具有紫外吸收性质,与茚三酮蓝紫色化合物,
氨基酸通过肽键连接形成蛋白质或活性肽
肽键:一个氨基酸α-羧基与另一氨基酸α-氨基脱水缩合形成的。
二肽,寡肽(<20),多肽,氨基酸残基,N末端:游离α-氨基;C末端:游离α-羧基
体内重要的生物活性肽:谷胱苷肽GSH—GSSG,神经肽,
蛋白质水解
蛋白质 → 多肽和氨基酸 (胃蛋白酶)
蛋白质水解小肠是蛋白质消化的主要部位
蛋白质 → 小肽和氨基酸
酶:胰酶(内肽酶和外肽酶)主要酶;外肽酶(羧基肽酶AB)
蛋白质的腐败作用
未被消化吸收的蛋白质和氨基酸 → 大多数是有害物质(胺,氨,苯酚,吲哚等)/少量脂肪酸和维生素 在大肠下部,肠道细菌(大肠杆菌)分解;正常情况大部分随粪便排出,小部分吸收入肝代谢
肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类,可以产生假神经递质,抑制冲动——肝性脑病
肠道细菌通过脱氨基作用产生氨,氨入血到肝生成尿素;酸性灌肠:降低肠道pH,减少氨的吸收
降解
溶酶体
通过ATP-非依赖途径被降解
不依赖ATP和泛素利用溶酶体中的组织蛋白酶降解外源性蛋白,膜蛋白,长寿蛋白质
蛋白酶体
通过ATP-依赖途径被降解
依赖泛素和ATP降解异常蛋白和短寿蛋白质泛素化:一系列,共价连接。
泛素:76个氨基酸组成的多肽;普遍存在于真核细胞中;一级结构高度保守(变异程度小)
蛋白质营养价值与消化吸收
氮平衡
指每日氮的摄入量与排出量之间的关系;描述体内氮平衡的代谢状况
氮总平衡:摄入氮=排出氮;氮正平衡:摄入氮>排出氮;氮负平衡:摄入氮<排出氮
营养价值
营养必需氨基酸(体内需要但是不能合成)决定蛋白质的营养价值;非必须氨基酸(12种体内可以合成)
营养价值是指蛋白质在体内的利用率,取决于必须氨基酸的数量种类和量质比
互补作用:营养价值降低的蛋白质混合食用,必需氨基酸互补提高营养价值
氨基酸转运
被消化的蛋白质(寡肽和氨基酸)通过主动转运机制被吸收
通过转运蛋白,依赖ATP和钠离子。
酶
是一类由活细胞产生,对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质
分子结构与功能
单体酶;寡聚酶;多酶体系;多功能酶/串联酶;单纯酶,结合酶,辅助因子:B族维生素的衍生物或卟啉化合物,参与传递电子质子或起运载体的作用:辅酶(结合疏松),辅基(结合紧密)
酶的活性中心
酶分子中能与底物特异性结合并催化其底物转变为产物的具有特定三维结构的区域。活性中心内的必须基团:结合基团,催化基团活性中心外的必须基团:维持空间构象,调节剂
同工酶;催化相同化学反应,但是分子结构,理化性质,免疫学性质不同的一组酶(LDH,CK2心肌梗死)
工作原理
特点:反应前后没有质和量变化;只在催化热力学容许的化学反应;只能加速可逆反应的进程,不改变反应的平衡点。对底物具有极高的效率对底物具有高度特异性:绝对专一性;相对专一性酶的活性与酶量具有可调节性具有不稳定性
酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率
降低反应的活化能
与底物结合形成中间产物
诱导契合作用
酶促反应动力学
底物浓度,作图呈矩形双曲线
米曼方程揭示单底物反应的动力学特性V=Vmax[s]/Km+[s]
Km=最大酶促反应速率是的底物浓度,Km越大,底物与酶的亲和力越小
酶浓度,呈直线关系
温度,双重影响,最适温度
pH改变酶与底物分子解离状态影响酶促反应速率
抑制剂:催化反应速率下降,酶蛋白不变性的物质
不可逆性抑制剂
与酶共价结合,以共价键与酶活性中心必须基团结合,有机磷酸化合物,重金属离子及砷化合物
可逆性抑制剂非共价结合
竞争性抑制剂
与底物竞争结合酶的活性中心,阻碍形成中间产物;Vmax-,Km↑ 磺胺类
非竞争性抑制剂
结合活性中心之外的调节位点,使酶底物抑制剂(ESI)不能释放;Vmax↓,Km-
反竞争性抑制剂
仅与酶与底物结合的中间产物结合,使得中间产物减少;Vmax↓Km↓
激活剂提高酶反应速率
必须激活剂
非必须激活剂
酶的调节——关键酶
酶活性调节——快速调节
别构调节
活性中心外,酶构象改变,别构酶,别构效应剂(激活剂,抑制剂)
化学修饰(共价修饰)
化学基团与酶共价结合,在其他酶的催化下,磷酸化与去磷酸化,(蛋白激酶/磷蛋白磷酸酶)
酶原激活
酶含量调节——缓慢调节
诱导作用,阻遏作用,
0 条评论
下一页