1、生物化學講義生物化學講義生物化學部分知識結構生物化學部分知識結構化學成分：水、無機鹽、糖類、脂類、蛋白質、核酸、 酶、維生素和輔酶 細胞的代謝異化作用：異化作用：糖的異化糖的異化 、脂肪的異化、蛋白質的、脂肪的異化、蛋白質的 異化異化、核酸的異化、核酸的異化同化作用：同化作用：光合作用光合作用、多糖合成、脂類的合成等、多糖合成、脂類的合成等分子生物學：復制、轉錄、翻譯、調控一、蛋白質一、蛋白質 1 1、蛋白質的元素組成：、蛋白質的元素組成： 氮的含量在多種的蛋白質比較接近，平均為16%，因此用凱氏（kjelahl）法定N，受檢物質中含蛋白質量為N含量的6.25倍 。 蛋白質含量的測定：蛋白質含

2、量的測定： 凱氏定氮法凱氏定氮法(測定氮的經典方法) 優點：優點：對原料無選擇性，儀器簡單，方法也簡單； 缺點：缺點：易將無機氮,都歸入蛋白質中,不精確。 樣品含氮量平均在16%，取其倒數100/16=6.25，即為蛋白質換算系數，其含義是樣品中每存在1g元素氮，就說明含有6.25g 蛋白質）；故： 蛋白質含量蛋白質含量=氮的量氮的量100/162 2、蛋白質的氨基酸組成、蛋白質的氨基酸組成（1 1）氨基酸的結構天然蛋白質中存在的氨基酸都是）氨基酸的結構天然蛋白質中存在的氨基酸都是L-a-L-a-氨基酸氨基酸 COOH | NH2 C H | R L- a-氨基酸 一種為脯氨酸脯氨酸，它也有類

3、似結構，但側鏈與氮原子相接形成亞氨基酸。 除甘氨酸甘氨酸外，蛋白質中的氨基酸都具有不對稱碳原子，都有L型與D一型之分，為區別兩種構型構型，通過與甘油醛的構型相比較，人為地規定一種為L型，另種為D一型。當書寫時NH2寫在左邊為L型，NH2在右為D一型。已知天然蛋白質中的氨基酸都屬L型。 構成蛋白質的構成蛋白質的20種氨基酸種氨基酸 生化書生化書7頁頁 人體所需的八種必需氨基酸人體所需的八種必需氨基酸 賴氨酸(Lys) 纈氨酸(Val) 蛋氨酸(Met) 色氨酸(Trp) 亮氨酸(Leu) 異亮氨酸(Ile) 蘇氨酸(Thr) 苯丙氨酸(Phe) 嬰兒時期所需: 精氨酸(Arg)、組氨酸(His)

4、 早產兒所需：色氨酸(Trp)、半胱氨酸(Cys)酸性氨基酸：天冬氨酸 谷氨酸堿性氨基酸：組氨酸，賴氨酸，精氨酸（3 3）氨基酸的主要物理性質）氨基酸的主要物理性質一般的物理性質：一般的物理性質：-氨基酸呈無色結晶，熔點高，一般在氨基酸呈無色結晶，熔點高，一般在2002000 0C C以上。易溶于酸、堿，但不溶于有機溶劑。谷氨酸單鈉鹽以上。易溶于酸、堿，但不溶于有機溶劑。谷氨酸單鈉鹽 兩性解離和等電點（兩性解離和等電點（pI)紫外吸收光譜：紫外吸收光譜：色氨酸最大吸收波長為色氨酸最大吸收波長為279nm，酪氨酸最大吸收波長酪氨酸最大吸收波長278nm，苯丙氨酸最大吸收波長為苯丙氨酸最大吸收波長

5、為259nm。注：蛋白質的紫外吸收最注：蛋白質的紫外吸收最大值在大值在280而核酸在而核酸在260注：由于靜電作用，在等電點時，注：由于靜電作用，在等電點時，氨基酸的溶解度最小，容易沉淀氨基酸的溶解度最小，容易沉淀分離某些氨基酸（如：谷）分離某些氨基酸（如：谷）發酵工程中過濾沉淀：菌體。蒸餾萃取離子交換：代謝產物發酵工程中過濾沉淀：菌體。蒸餾萃取離子交換：代謝產物離子交換與等電點關系離子交換與等電點關系生物化學P1011由于羧基解離度大于氨基的解離度，所以含有一個氨基和一個羧基的中性氨基酸的等電點都在PH6.0左右。至于堿性氨基酸（二氨基一羧基）的等電點值就較大，如賴氨酸PI9.74；而酸性氨

6、基酸（一氨基二羧基）的等電點值就較小，如天冬氨酸PI2.77算法：1.中性和酸性的氨基酸2.堿性氨基酸2pK1pK2pI2pK2pK3pI 與茚三酮在弱酸性溶液中共熱顯紫色與茚三酮在弱酸性溶液中共熱顯紫色，為-NH2反應（注意：伯胺也可使茚三酮顯紫色），氨基酸、多肽均有此反應。Pro為仲胺（亞氨基氨基酸），與茚三酮生成黃色物質黃色物質。茚三酮反應可用于定性、定量測定氨基酸和多肽。 肽鍵的雙縮脲反應：多肽，蛋白質中有肽鍵，有此反應，氨基酸沒有此反應。氨基酸沒有此反應。雙縮脲：H2N-CO-NH-CO-NH2 ， 雙縮脲反應：含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物（如雙縮脲或二肽以上等多肽）在堿性溶液中能

7、與CuSO4生成紫紫紅色或紫紫藍色復合物，可定性或定量測定蛋白質含量，顏色深淺與蛋白質濃度成正比。（3 3）氨基酸的主要化學性質）氨基酸的主要化學性質3、蛋白質的結構（1）一級結構：蛋白質的一級結構又稱為化學結構，是指蛋白質分子內氨基酸的排列順序 （2）二級結構：指多肽鏈本身繞曲折疊成有規律的結構或構象。這種結構是以肽鏈內或肽鏈間的氫鍵來維持的。-螺旋：多肽鏈中氨基酸殘基以1000的角度圍繞螺旋軸心盤旋上升，每3.6個殘基 就 旋 轉 一 圈 ， 螺 距 為0.54nm；右手旋轉；多肽鏈內的氫鍵由肽鏈中一個肽鍵的-CO的氧原子與第四個肽鍵的-NH的氫原子組成，每個氫鍵所形成的環內共有13個原子

8、，這種螺旋稱為3.613-折疊 ：鄰近兩鏈以相反(穩定)或相同方向平行排列成片層狀。-折疊結構的氫鍵是由兩條肽鏈中的一條的-CO基與另一條-NH基之間所形成。-轉角:蛋白質分子的多肽鏈上經常出現1800的回折，在這種肽鏈的回折角上就是轉角結構，它是由第一個氨基酸殘基的-CO與第四個氨基酸殘基的-NH之間形成氫鍵。自由轉:是指沒有一定規律的松散結構，酶的功能部位常常處于這種構象區域里。（3）超二級結構與結構域：是指若干相鄰的二級結構中的構象單元彼此相互作用，形成有規則的、在空間上能辨認的二級結構組合體。通常有 、等 。 結構域是指多肽鏈在超二級結構基礎上進一步繞曲折疊成緊密的球狀結構，在空間上彼

9、此分隔的各自具有部分生物功能的亞結構。一般情況下，酶的活性部位位于兩個結構域之間的裂縫中。（4）三級結構：蛋白質的三級結構是指多肽鏈在二級結構的基礎上進一步盤旋、折疊，從而生成特定的空間結構。（5）四級結構：具有三級結構的亞單位通過氫鍵、鹽鍵、疏水鍵和范德華力等弱作用力聚合而成的特定構象。 蛋白質空間結構具有明顯的折疊層次：二級結構超二級結構結構域三級結構四級結構（多聚體）。氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級鍵氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數量大疏水相互作用力對維持三級結構特別重要疏水相互作用力對維持三級結構特別重要鹽鍵數量小二硫鍵對穩定蛋白質構象很重要，二硫鍵越多，蛋白質分子二硫鍵

10、對穩定蛋白質構象很重要，二硫鍵越多，蛋白質分子構象越穩定構象越穩定離子鍵離子鍵氫鍵氫鍵范德華力范德華力疏水相互作用力疏水相互作用力 維系蛋白質分子的一級結構：（肽鍵、二硫鍵）屬于維系蛋白質分子的一級結構：（肽鍵、二硫鍵）屬于共價鍵共價鍵 維系蛋白質分子的二級結構：氫鍵維系蛋白質分子的二級結構：氫鍵 維系蛋白質分子的三級結構：疏水相互作用力維系蛋白質分子的三級結構：疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵。此外二硫鍵也有穩定構象作用 維系蛋白質分子的四級結構：范德華力、鹽鍵維系蛋白質分子的四級結構：范德華力、鹽鍵 a鹽鍵（離子鍵 ） b氫鍵 c疏水鍵（非極性基團的相互作用力） d 范德華力 e二硫鍵

11、 f 酯鍵 （e f屬于共價鍵）cCH2CH2COOf4、蛋白質的理化性質、蛋白質的理化性質（1）膠體性質 ：布朗運動、丁達爾現象、不能通過半透膜；蛋白質顆粒比較穩定，不易沉淀。（2）兩性電解質：蛋白質與多肽一樣，能夠發生兩性離解。（3）沉淀反應：破壞蛋白質的水膜及中和蛋白質的電荷出現沉淀現象。高濃度鹽類（稱為鹽析），有機溶劑（如酒精、丙酮），重金屬鹽，某些酸類。（4）變性 ：重金屬鹽，酸堿，乙醛，尿素等存在下使其分子的空間結構改變，導致其理化性質、生物活性都發生改變。不發生一級結構的破壞；而主要發生氫鍵、疏水鍵的破壞。生物活性喪失，溶解度降低。（5）紫外吸收： 280nm的紫外光下，有最大吸

12、收峰。是由于肽鏈中酪氨酸和色氨酸的R-基團引起的。 （6）變構作用:血紅蛋白分子中的一個亞基與O2結合，就會起其它三個亞基的構象相繼發生變化，使它們易于和氧結合。具有別構效應的蛋白質為別構蛋白質，酶稱為別構酶，具有調節代謝的功能。（7）呈色反應 5、蛋白質的分類 （1）蛋白質的化學分類 ：簡單蛋白質和結合蛋白質 （2）蛋白質的功能分類：結構蛋白和酶，激素等 構成和修補人體組織 運輸，催化，調節身體功能 免疫，供給能量 談談：談談：蛋白質變性：天然蛋白質分子受某些物理化學因素，如熱、紫外線照射或酸、堿、有機溶劑、變性基的影響生物活性喪失，溶解度降低及物理化學常數改變的過程稱為蛋白質變性。蛋白質變

13、性為分子中次級鍵破壞，天然構象解體，但變性不涉及共價鍵（肽鍵和二硫鍵）的破裂，一級結構保持完好，只是物化性質和生化性質改變。變性劑： 能與多肽主鏈競爭氫鍵，破壞二級結構，如尿素、鹽酸胍等； 表面活性劑：破壞蛋白質疏水相互作用，使非極性基團暴露于介質水中，如十二烷基硫酸鈉。變性是一個協調過程，在所加變性劑很窄的濃度范圍內，或很窄的pH或溫度區間內突然發生。糖類化學糖類化學糖類的概念與分類糖類的概念與分類單糖的結構及性質單糖的結構及性質寡糖的結構及性質寡糖的結構及性質多糖的結構及性質多糖的結構及性質第一節第一節 糖類的概念與分類糖類的概念與分類一一. 糖類的概念糖類的概念元素元素: C 、H 、O

14、 ， 其中其中: H/O=2/1符合此式：甲醛符合此式：甲醛CH2O， 并不一定是糖并不一定是糖 乳酸乳酸C3H6O3， 乙酸乙酸C2H4O2 通式通式: Cn(H2O)m 故稱碳水化合物故稱碳水化合物 ， 例如：葡萄糖例如：葡萄糖-C6H12O6 但有的不符合此式：但有的不符合此式： 如：脫氧核糖如：脫氧核糖-C5H10O4糖的概念：多羥基醛糖的概念：多羥基醛/多羥基酮及其縮合物，某些衍生物多羥基酮及其縮合物，某些衍生物如：如：二羥丙酮二羥丙酮C3H6O3甘油醛甘油醛-C3H6O3葡萄糖葡萄糖C6H12O6OC-HCHOHCH2OHCH2OHC=OCH2OH O C-H CHOHHOC-H

15、CHOH CHOH CH2OH二二. 糖類化合物的分類糖類化合物的分類單糖單糖寡糖寡糖多糖多糖丙糖丙糖-C3丁糖丁糖-C4戊糖戊糖-C5己糖己糖-C6庚糖庚糖-C7二糖二糖 如如:蔗糖蔗糖三糖三糖四糖等四糖等均一多糖均一多糖-同多糖同多糖 如如:淀粉淀粉,纖維素纖維素不均一多糖不均一多糖雜多糖雜多糖 如如:肝素肝素不能水解更小單位的糖不能水解更小單位的糖由由2-10單糖分子縮合而成的糖單糖分子縮合而成的糖-也稱為低聚糖也稱為低聚糖由多個單糖分子縮合而成的糖由多個單糖分子縮合而成的糖-也稱為高聚糖也稱為高聚糖第二節第二節 單糖的結構及性質單糖的結構及性質一一.單糖的構型與立體異構體單糖的構型與立

16、體異構體1.構型構型如如:甘油醛甘油醛分子式分子式-C3H6O3結構式結構式-OC-HCHOHCH2OH構型構型- 指一個分子由于其中各原子特有的固定的空間排列指一個分子由于其中各原子特有的固定的空間排列,而使該而使該分子所具有的特定的立體化學形式分子所具有的特定的立體化學形式-構型構型CHOCHOHCH2OHCHOCOHHHOH2C CHOHO C H CH2OH CHO H C OH CH2OHL-型型D-型型一對對映體一對對映體L-型型D-型型一對對映體一對對映體(立體式立體式)(平面投影式平面投影式)2. 不對稱碳原子不對稱碳原子(手性碳原子手性碳原子)與旋光性與旋光性如如: CHOH

17、-C-OHH-C-OH CH2OH CHOH-C-OHH-C-OHH-C-OH CH2OH CHO H-C-OHHO-C-H H-C-OH H-C-OH CH2OHD-型甘油醛型甘油醛 CHO H C OH CH2OHD-型赤鮮糖型赤鮮糖D-核糖核糖D-葡萄糖葡萄糖一個不對稱一個不對稱 碳原子碳原子二個不對稱二個不對稱 碳原子碳原子三個不對稱三個不對稱 碳原子碳原子四個不對稱四個不對稱 碳原子碳原子 一個碳原子上連接的四個原子或基團均不相同，一個碳原子上連接的四個原子或基團均不相同，此碳原子稱為不對稱碳原子或手性碳原子此碳原子稱為不對稱碳原子或手性碳原子（1）不對稱碳原子）不對稱碳原子使平行光

18、的方向發生改變的現象稱為旋光性。使平行光的方向發生改變的現象稱為旋光性。含有不對稱碳原子的物質具有旋光性含有不對稱碳原子的物質具有旋光性（2）旋光性）旋光性平行光平行光物質物質光的方向改變光的方向改變散射光散射光棱鏡棱鏡向右旋轉向右旋轉-順時針旋轉叫右旋，以順時針旋轉叫右旋，以“+”表示表示向左旋轉向左旋轉-反時針旋轉叫左旋，以反時針旋轉叫左旋，以“-”表示表示（3）外消旋與內消旋）外消旋與內消旋CHOCHOHCH2OHCHOCOHHHOH2CL-(-)型型D-(+)型型一對對映體一對對映體一對對映體等量混合旋光性相互消除，混合體表現不出一對對映體等量混合旋光性相互消除，混合體表現不出旋光性，

19、這種現象稱為旋光性，這種現象稱為外消旋外消旋 CHOH-C-OHH-C-OH CH2OHD-型赤鮮糖型赤鮮糖當一種物質含有偶數個不對稱當一種物質含有偶數個不對稱 碳原子，同時碳原子，同時又有對稱中心（面）時，此物質不對稱又有對稱中心（面）時，此物質不對稱 碳原碳原子之間的旋光性相互消除，表現不出旋光性，子之間的旋光性相互消除，表現不出旋光性，這種現象稱為這種現象稱為內消旋內消旋對稱中心（面）對稱中心（面） CHOHO-C-H H-C-OH CH2OHD-蘇阿糖蘇阿糖3. 立體異構體立體異構體 由于分子中各原子在空間的排列不同由于分子中各原子在空間的排列不同,同一分子就會出現同一分子就會出現不同

20、的立體結構不同的立體結構,這種不同的立體結構這種不同的立體結構-立體異構體立體異構體如如: CHOH-C-OHH-C-OH CH2OH CHO H- C-OHHO-C-H CH2OH CHOHO-C-H H-C-OH CH2OH CHOHO-C-HHO-C-H CH2OHD-型赤鮮糖型赤鮮糖L-型赤鮮糖型赤鮮糖D-蘇阿糖蘇阿糖L-蘇阿糖蘇阿糖旋光異構體與不對稱碳原子數的關系是：旋光異構體與不對稱碳原子數的關系是：2n對映體對映體對映體對映體非對映體非對映體二二. 單糖的環狀結構單糖的環狀結構1.單糖的直鏈結構與環狀結構單糖的直鏈結構與環狀結構 CHO HCOHHOCH HCOH HCOH CH

21、2OH C HCOHHOCH O HC HCOH CH2OHHOH C HCOHHOCH O HC HCOH CH2OHHOH1.4縮合縮合1.5縮合縮合 C HCOHHOCH O HCOH HC CH2OHHOH C HCOHHOCH O HCOH HC CH2OHHOH-型型-型型六元環六元環五元環五元環半縮醛羥基半縮醛羥基羥醛羥醛OO吡喃型吡喃型呋喃型呋喃型呋喃呋喃吡喃吡喃OOHHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHOHCH2OH-型型-D-葡萄糖葡萄糖-型型-D-葡萄糖葡萄糖OOHOHOHCH2OHCHOHHOOHOHOHCH2OHCHOHH-型型-D-葡萄糖葡萄糖-型型-D-葡萄糖

22、葡萄糖占99%2. 變旋現象變旋現象-型型-D-葡萄糖葡萄糖tD= +1120-型型-D-葡萄糖葡萄糖tD= +18.70-型型-D-葡萄糖葡萄糖-型型-D-葡萄糖葡萄糖溶于水溶于水tD= +1120tD= +18.70tD= +52.20OOHHOHOHOHCH2OHOOHHOHOHOHCH2OH CHO HCOHHOCH HCOH HCOH CH2OH-型型36%直鏈直鏈 排出氮（兒童、孕婦等）排出氮（兒童、孕婦等）氮負平衡氮負平衡：攝入氮攝入氮 排出氮（饑餓、消耗性疾排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）病患者）氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨況。氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨

23、況。2. 生理需要量生理需要量 成人每日最低蛋白質需要量為成人每日最低蛋白質需要量為3050g，我，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g。3. 蛋白質的營養價值蛋白質的營養價值必需氨基酸必需氨基酸: : 指體內需要而又不能自身合成，必指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸蘇、亮、異亮及纈氨酸其余其余12種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸。種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸。 假假 設設 來來 寫寫 一一 兩兩 本本 書書甲硫甲硫(蛋蛋) 色色 賴賴

24、 纈纈 異亮異亮 亮亮 苯丙苯丙 蘇蘇蛋白質的營養價值蛋白質的營養價值蛋白質的營養價值取決于必需氨基酸的蛋白質的營養價值取決于必需氨基酸的數量、種類、量質比。數量、種類、量質比。蛋白質的互補作用蛋白質的互補作用 指營養價值較低的蛋白質混合食用，其指營養價值較低的蛋白質混合食用，其必需氨基酸可以互相補充而提高營養價值。必需氨基酸可以互相補充而提高營養價值。如：如： 谷類：色氨酸多，賴氨酸少谷類：色氨酸多，賴氨酸少 豆類：色氨酸少，賴氨酸多豆類：色氨酸少，賴氨酸多一、一、 蛋白質的消化（酶促降解）蛋白質的消化（酶促降解）蛋白質消化的生理意義蛋白質消化的生理意義 由大分子轉變為小分子，便于吸收。由大

25、分子轉變為小分子，便于吸收。 消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應。毒性反應。第二節第二節 蛋白質的消化、吸收和腐敗蛋白質的消化、吸收和腐敗內肽酶內肽酶(肽鏈內切酶肽鏈內切酶) 水解蛋白質肽鏈內部的一些肽鍵，如胰蛋水解蛋白質肽鏈內部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、胃蛋白酶等。白酶、胃蛋白酶等。外肽酶（肽鏈外切酶）外肽酶（肽鏈外切酶）自肽鏈的末段開始每次水解一個氨基酸殘自肽鏈的末段開始每次水解一個氨基酸殘基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。二肽酶：水解各種二肽產生氨基酸。二肽酶：水解各種二肽產生氨基酸。蛋白水解酶的種類肽鍵蛋白水解酶的種類

26、肽鍵氨基肽酶氨基肽酶內肽酶內肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意圖蛋白水解酶作用示意圖二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收吸收部位：主要在小腸吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機制：耗能的主動吸收過程吸收機制：耗能的主動吸收過程（一）氨基酸吸收載體（一）氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、載體蛋白與氨基酸、 Na+組成三組成三聯體，由聯體，由ATPATP供能將氨基酸、供能將氨基酸、 Na+轉轉入細胞內，入細胞內， Na+再由鈉泵排出細胞。再由鈉泵排出細胞。載載 體類型體類型中性氨基酸載體中性氨基酸載體堿性氨基酸載體

27、堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸與甘氨酸載體亞氨基酸與甘氨酸載體三、三、 蛋白質的腐敗作用蛋白質的腐敗作用 腸道細菌對未被消化和吸收的蛋白質及其腸道細菌對未被消化和吸收的蛋白質及其消化產物所起的作用消化產物所起的作用腐敗作用的產物大多有害，如胺、氨、苯酚、腐敗作用的產物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產生少量的脂肪酸及維生素等可吲哚等；也可產生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質被機體利用的物質。蛋白質的腐敗作用蛋白質的腐敗作用（一）胺類的生成（一）胺類的生成蛋白質蛋白質 氨基酸氨基酸胺類胺類蛋白酶蛋白酶 脫羧基作用脫羧基作用 組氨酸組氨酸組胺組胺 色氨酸色氨酸 色

28、胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺（二）（二） 氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸氨氨腸道細菌腸道細菌脫氨基作用脫氨基作用 假神經遞質假神經遞質 某些物質結構與神經遞質結構相似，可取代某些物質結構與神經遞質結構相似，可取代正常神經遞質從而影響腦功能，稱假神經遞質。正常神經遞質從而影響腦功能，稱假神經遞質。酪胺酪胺 -羥酪胺羥酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OHCH2NH2COHHOHCH2NH2COHHOH-羥酪胺結構類似兒茶酚胺，它們可取代兒茶羥酪胺結構類似兒茶酚胺，它們可取代兒茶酚胺與腦細胞結合，但不能傳遞神經沖動，使酚胺與腦細胞結合，但不能傳遞神經沖動，使大腦發生異常

29、抑制。大腦發生異常抑制。氨基酸氨基酸食物蛋白質食物蛋白質消化吸收消化吸收 組織組織蛋白質蛋白質分解分解 體內合成氨基酸體內合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)第三節氨基酸代謝概況第三節氨基酸代謝概況 -酮酸酮酸 脫氨基作用脫氨基作用 氧化供能氧化供能糖糖胺胺 類類脫羧基作用脫羧基作用氨氨 尿素尿素代謝轉變代謝轉變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 一、一、 氨基酸的脫氨基作用氨基酸的脫氨基作用定義定義指氨基酸脫去氨基生成相應指氨基酸脫去氨基生成相應- -酮酸的過程。酮酸的過程。脫氨基脫氨基方式方式氧化脫氨基氧化脫氨基轉氨基作用轉氨基作用聯合脫氨基聯合脫氨基

30、NH2CHRCOOHNH2CHCOOH2O2CRCOOHOCCOOH22NH3（一）（一）L-谷氨酸氧化脫氨基作用谷氨酸氧化脫氨基作用存在于肝、腦、腎中存在于肝、腦、腎中輔酶為輔酶為 NAD+ 或或NADP+GTP、ATP為其抑制劑為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑為其激活劑催化酶：催化酶： L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2

31、COOHCOOH+（二）轉氨基作用（二）轉氨基作用1. 定義：定義：在轉氨酶的作用下，某一氨基酸脫去在轉氨酶的作用下，某一氨基酸脫去-氨基生成相應的氨基生成相應的-酮酸，而另一種酮酸，而另一種-酮酸得到酮酸得到此氨基生成相應的氨基酸的過程。此氨基生成相應的氨基酸的過程。 2. 反應式反應式 3. 轉氨酶轉氨酶血清轉氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和血清轉氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預后的指標之一。預后的指標之一。4. 轉氨基作用的機制轉氨基作用的機制轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮

32、戊二酸 轉氨酶轉氨酶轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。必需氨基酸的重要途徑。通過此種方式并未產生游離的氨。通過此種方式并未產生游離的氨。5. 轉氨基作用的生理轉氨基作用的生理意義意義（三）聯合脫氨基作用（三）聯合脫氨基作用 由兩種（以上）酶的聯合催化作用由兩種（以上）酶的聯合催化作用使氨基酸的使氨基酸的- -氨基脫下并產生游離氨的氨基脫下并產生游離氨的過程稱為聯合脫氨基作用。過程稱為聯合脫氨基作用。氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+轉氨酶轉氨

33、酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶 此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。體內合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進行。主要在肝、腎組織進行。 二、氨基酸脫羧基作用二、氨基酸脫羧基作用氨基酸脫羧酶氨基酸脫羧酶氨基酸氨基酸胺類胺類RCH2NH2+ CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CCOOHNH2HRL-L-組氨酸組氨酸組胺組胺組氨酸脫羧酶組氨酸脫羧酶CO2組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸

34、的分泌。氨是機體正常代謝產物，具有毒性。氨是機體正常代謝產物，具有毒性。體內的氨主要在肝合成尿素而解毒。體內的氨主要在肝合成尿素而解毒。正常人血氨濃度一般不超過正常人血氨濃度一般不超過 0.6mol/L。 第四節第四節 氨氨 的的 代代 謝謝 一、尿素的生成一、尿素的生成（一）生成部位（一）生成部位主要在主要在肝細胞肝細胞的線粒體及胞液中。的線粒體及胞液中。（二）生成過程（二）生成過程尿素生成的過程稱為尿素生成的過程稱為鳥氨酸循環鳥氨酸循環又稱又稱尿素循環尿素循環。首先鳥氨酸與氨及首先鳥氨酸與氨及CO2結合生成瓜氨酸；第二，瓜氨結合生成瓜氨酸；第二，瓜氨酸再接受酸再接受1 1分子氨而生成精氨酸

35、；第三，精氨酸水解產分子氨而生成精氨酸；第三，精氨酸水解產生尿素，并重新生成鳥氨酸。接著，鳥氨酸參與新一生尿素，并重新生成鳥氨酸。接著，鳥氨酸參與新一輪循環。輪循環。1. 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反應在線粒體中進行反應在線粒體中進行2. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉移酶鳥氨酸氨基甲酰轉移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鳥鳥氨氨酸酸NH2(CH

36、2)3CHCOOHNH2鳥鳥氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3反應在線粒體中進行，反應在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入胞液。瓜氨酸生成后進入胞液。3. 精氨酸的合成精氨酸的合成反應在反應在胞液胞液中進行。中進行。 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3COOHCHH2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代

37、琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH4. 精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素反應在胞液中進行反應在胞液中進行尿素尿素鳥氨酸鳥氨酸精氨酸精氨酸鳥鳥氨氨酸酸循循環環2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸-酮戊

38、酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素線粒體線粒體胞胞 液液（三）反應小結（三）反應小結原料：原料：2 分子氨，一個來自于游離氨，另一個分子氨，一個來自于游離氨，另一個來自天冬氨酸。（直接或間接地來源于各種氨來自天冬氨酸。（直接或間接地來源于各種氨基酸）基酸）過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行。過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行。耗能：耗能：3 個個ATP，4 個高能磷酸鍵。個高能磷酸鍵。目目 錄錄DNA的生物合成的生物合成( (復制復制) )第第 十十 章章目目 錄錄第一節復制的基本規

39、律第一節復制的基本規律一、復制一、復制( (replication)是指遺傳物質的傳代，以母鏈是指遺傳物質的傳代，以母鏈DNA為模板為模板合成子鏈合成子鏈DNA的過程。的過程。復制復制親代親代DNA子代子代DNAAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈母鏈DNA 復制過程中形成復制過程中形成的復制叉的復制叉子代子代DNA 目目 錄錄目目 錄錄子鏈繼承母鏈遺傳信

40、息的幾種可能方式子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式 全保留式全保留式 半保留式半保留式 混合式混合式 目目 錄錄密度梯度實驗密度梯度實驗 實驗結果支持實驗結果支持半保留復制半保留復制的設想。的設想。含重氮含重氮-DNA的細菌的細菌培養于普培養于普通培養液通培養液 第一代第一代繼續培養于繼續培養于普通培養液普通培養液 第二代第二代梯度離心結果梯度離心結果目目 錄錄復制中的放射自顯影圖象復制中的放射自顯影圖象目目 錄錄A. 環狀雙鏈環狀雙鏈DNA及復制起始點及復制起始點B. 復制中的兩個復制叉復制中的兩個復制叉C. 復制接近終止點復制接近終止點(termination, ter)oriterA B

41、 C目目 錄錄53oriorioriori535533553復制子復制子3目目 錄錄三、岡崎片段與復制的半不連續性三、岡崎片段與復制的半不連續性3 5 3 5 解鏈方向解鏈方向3 5 3 3 5 領頭鏈領頭鏈(leading strand)隨從鏈隨從鏈(lagging strand)目目 錄錄順著解鏈方向生成的子鏈，復制是連續進行的，順著解鏈方向生成的子鏈，復制是連續進行的，這股鏈稱為這股鏈稱為領頭鏈（前導鏈）領頭鏈（前導鏈）。另一股鏈因為復制的方向與解鏈方向相反，不能另一股鏈因為復制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續延長，這股不連續復制的鏈稱順著解鏈方向連續延長，這股不連續復制的鏈稱

42、為為隨從鏈（滯后鏈）隨從鏈（滯后鏈）。復制中的不連續片段稱為。復制中的不連續片段稱為岡崎片段岡崎片段(okazaki fragment)。 領頭鏈連續復制而隨從鏈不連續復制，就是復制領頭鏈連續復制而隨從鏈不連續復制，就是復制的的半不連續性半不連續性。 目目 錄錄 DNA復制的酶學復制的酶學 第二節第二節目目 錄錄參與參與DNA復制的物質復制的物質 底物底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP聚合酶聚合酶(polymerase): 依賴依賴DNA的的DNA聚合酶，簡寫聚合酶，簡寫 為為 DNA聚合酶聚合酶模板模板(template) : 解開成單鏈的解開成單鏈的DNA母鏈母鏈引物引物(primer): 提供提供3 -OH末端使底物可以依次聚合末端使底物可以依次聚合 其他的酶和蛋白質因子其他的酶和蛋白質因子目目 錄錄DNA聚合酶聚合酶全稱：全稱：依賴依賴DNA的的DNA聚合酶聚合酶 簡稱：簡稱：DNA聚合酶聚合酶活性：活性：1.