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生物竞赛生物化学板块
生竞生亲手整理的杨荣武老师以及王镜岩老师的生化教材，有文有图，帮助记忆。知识点系统全面，无需死记硬背，框架式结构清晰明了，轻松掌握知识点。
编辑于2024-08-18 09:54:59- 生物竞赛
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生物化学
静态生化
蛋白质
氨基酸

分类

非极性脂肪族：GAPVIL
侧链不带电荷极性：STQNMC
芳香族：WYF
侧链带电荷极性：DERKH
21/22位：UO
滴定曲线
不解离时带正电，解离羧基氢时不带电，解离氨基氢时带负电
最先解离的是羧基
等电点计算：碱性AA取两个最大的，其他AA取最小的
肽键
大多数是反式，但脯氨酸可以使顺式
氨基酸反应

Edman降解
乙酸乙酯抽提+层析
茚三酮反应，蓝紫色/黄色
紫外分光吸收峰：280nm
氨基酸组成
化学切割（溴化氰切Met羧基端，羟胺切Asn-Gly等）
酶切法
胰蛋白酶，切Lys（K）和Arg（R）羧基侧
胰凝乳蛋白酶，切芳香族羧基侧
溴化氢，切Met羧基侧
胃蛋白酶，比较广泛，疏水AA即可
氨基酸来源的活性物质
 肉碱——K 生长素——W 卟啉——G、E 乙烯——M
蛋白质的性质
变性

二级结构
α螺旋中，带负电荷的氨基酸偏好于N端；α螺旋有20~25个疏水残基
用圆二色谱法验证蛋白质二级结构
三级结构
模体
卷曲螺旋
BXXBCXC七肽（B指疏水，C指带电荷）
左手
HLH（EF手相），结合钙
βαβ→Rossman折叠
结合辅酶1/2
HTH，亲水AA识别碱基
几种重要蛋白质
纤维状蛋白质
α角蛋白
2×4=8 个α螺旋组成
β角蛋白
主要是反平行β折叠，富含AG
胶原蛋白
33%G 12%P，缺乏WYC
三条α螺旋组成原胶原→右手超螺旋
然后四个一起组成胶原原纤维（共价交联/硫亚胺键）
常含有修饰AA：3-羟脯氨酸、4-羟脯氨酸、5-羟赖氨酸
Vc保护羟化酶的二价铁
球状蛋白质
Mb
原卟啉+二价铁
八段α螺旋，单条肽链；His8、7夹住铁离子
Hb
四亚基，Hb可以看成是两个二聚体组成的（αβ）
有三种，胎儿的HbF更厉害
氧合血红蛋白的空间结构发生偏移，在500-600之间有两个吸收峰
具有正协同效应
波尔效应：氢离子、二氧化碳浓度上升使Hb释放氧气（氧分压下降）
别构效应：配体：氢离子、二氧化碳、2，3-BPG（氧分压下降）、NO（结合C的-SH）
氧解离曲线右移说明容易放氧
因素：2,3-BPG、CO2、H、温度升高
可溶于水的蛋白质
蛋白质的溶解度随着加入中性盐先增大后减小（先盐溶再盐析）
白蛋白
组蛋白
精蛋白
核酸
嘌呤核苷&嘧啶核苷的结构
酮式和氨基式的碱基占99.99%
除了Z-DNA的鸟嘌呤，嘌呤都是反式的
假尿嘧啶核苷

脱氧是在二号位上，而Sanger测序产生的ddNTP是在3’的羟基再脱了一次
核酸的性质
Tm值：DNA双螺旋热变性时有一半氢键断裂的温度。DNA的Tm值：82~95℃
DNA越不均匀，Tm值越高
X=2.44×（Tm-69.3），X是GC含量百分数
离子强度越高，Tm值越高
双螺旋越长，Tm值越大
福尔根反应：酸水解顺序：嘌呤糖苷键→RNA磷酸二酯键→嘧啶糖苷键→DNA磷酸二酯键
紫外分光法吸收峰：260nm
在DNA结构中，连环数（L）=扭转数（T）+缠绕数（W)
核酸变性后生物学功能有可能上升、不变或下降
DNA
注意互补链和测序连的3’和5‘端是相反的
B-DNA
螺距：3.4nm；直径2.0nm；相邻两个碱基之间的层距0.34nm
存在于高湿度92%
只有Z-DNA是左手，小沟极度窄、深
盐可以稳定DNA的结构
DNA的非标准二级结构
弯曲：含有成串的A序列，且相邻10个碱基
十字形：含有一段反向重复序列，解链后通过链内互补配对
三螺旋：需要互补的全嘌呤或全嘧啶序列。如果是链内，还需要序列镜像重复，C要质子化。促进条件：高盐浓度、负超螺旋、低ph
四链DNA：CGG重复序列，加阳离子；端粒很有可能有四螺旋
DNA的三级结构
负超螺旋（右手）有助于DNA复制、重组、转录
酶
酶的催化性质
存在于活性中心的概率从大到小：HCDRE
活性中心贼小：1~2%
能用侧链基团催化反应的只能是亲水氨基酸
具有负协同效应的酶：3-磷酸甘油醛脱氢酶
竞争性抑制剂：与底物进行竞争
Km提高，Vm不变
eg：磺胺类对二氢叶酸、丙二酸对琥珀酸脱氢酶
斜率变大，纵截距不变，横截距右移
非竞争性抑制剂：抑制活性中心的催化活性
Km不变，Vm下降
斜率变大，纵截距上移，横截距不变
反竞争性抑制剂：使活性中心结合的底物再也不能转变为产物
Km下降，Vm下降
向左平移
Kcat含义：催化效率指标
Kcat/Km：二级速率常数
不可逆性抑制剂
基团特异性抑制剂
甲基氟磷酸异丙酯（DIPF)——胰凝乳蛋白酶、乙酰胆碱酯酶
碘代乙酸/碘代乙酰胺——C的-SH特异性：脱氢酶
底物类似物抑制剂
TPCK——胰凝乳蛋白酶
TLCK——胰蛋白酶
自杀性抑制剂
DMPA——单胺氧化酶
青霉素——细菌转肽酶
酶的活性调节
别构调节
天冬氨酸转氨甲酰酶——CTP/ATP
3-磷酸甘油酸脱氢酶——NAD+
酶原激活
胃蛋白酶
胰凝乳蛋白酶
胰蛋白酶
羧肽酶
弹性蛋白酶
共价调节
酶的家族

丝氨酸蛋白酶
胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、凝血酶
维生素与辅酶
脂溶性维生素：被小肠吸收后先进入淋巴循环。进入血液后需要载体蛋白的帮助。需要周期性地服用，大量服用时容易达到毒性水平，量多时和脂肪贮存在一起难以排泄。
硫辛酸作为辅酶，但不是维生素
糖
具有手型是具有旋光性的必要条件 二羟丙酮、甘氨酸不具有手性碳
单糖
以距离羰基最远的手性碳为准，H原子在左边的为L-构型，在右边为D-构型
几碳糖不一定就形成几元环哦
半缩醛羟基在环下方为α构型，在上方为β构型
β型更稳定
与氨基酸相反，自然界大多数单糖为D型
对映异构体：互为镜像=旋光异构体
非对映异构体：一对旋光异构体有一个及以上的手性碳的构型相反，但并不成镜像关系
差向异构体：一对旋光异构体只有一个手性碳的构型不同
椅式构型最稳定
所有单糖都是还原糖
只有二羟丙酮不具有旋光性
二糖
非还原性二糖：不具有变旋现象，eg：α-海藻糖、蔗糖
多糖
直链淀粉只有α-1.4糖苷键，遇碘变蓝
糖胺聚糖中透明质酸没有硫酸根
只有透明质酸由定位在细胞膜上的酶合成并独立分泌到细胞外
脂多糖=内毒素=O抗原+核心糖+类脂A，革兰氏阴性菌外膜成分
多糖无变旋现象也无还原性，也无甜味，但是具有旋光性
其他
糖蛋白
O-连接：广泛存在，由寡糖链还原端N-乙酰半乳糖胺缩合多肽链的S/T残基；真核细胞内由高尔基体引入
N-连接：存在于真核与古菌，由寡糖链还原端N-乙酰葡糖胺缩合多肽链的N残基；真核细胞内由内质网体引入
肽聚糖的短肽不是核糖体合成的，会有D-型氨基酸，是细菌细胞壁成分
糖基转移对应核苷酸

变旋现象：蔗糖、甘油醛、多糖没有
代谢生化
生物能学
氧化还原电位：电位越正氧化能力越强（得电子能力强）
负的电位更容易发生发生失去电子的反应
△E=受体-供体电位>0才是自发反应
高能生物分子
PEP>1,3-二磷酸甘油酸>磷酸肌酸>乙酰磷酸>ATP>琥珀酰CoA>PPi>乙酰CoA
糖代谢
一分子葡萄糖彻底氧化： 
糖酵解（EMP）
发生在胞液

糖酵解总结
一共10步反应（5+5），己糖激酶和PFK1各消耗一分子ATP ; GAPDH产生了两分子NADH ; 磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶各产生两分子ATP（1、3、10不可逆)
磷酸甘油酸激酶可逆
GAPDH：辅酶为NAD+。四个亚基组成，呈现负协同效应。每个活性中心有一NAD和一Cys残基。抑制剂：碘代乙酸、碘代乙酰胺、金属离子。（砷酸不抑制糖酵解，只会导致ATP合成受阻）
磷酸甘油酸变位酶：依赖于2，3-BPG的激活。接受它的Pi，然后对3-磷酸甘油醛变位。
烯醇化酶：受氟化物抑制
丙酮酸激酶PK：同时需要镁离子和钾离子
NADH和丙酮酸的命运
有氧状态
NADH借助线粒体内膜的穿梭系统
3-磷酸甘油穿梭系统：骨骼肌、神经细胞
直接给了DHAP→3-磷酸甘油→FAD
只产了1.5分子ATP
苹果酸-天冬氨酸穿梭系统：肝、心肌组织
还原OAA形成苹果酸转运至线粒体基质，然后又变回去加入复合物1
产生2.5分子ATP
丙酮酸借助线粒体内膜的转运蛋白和质子一起进入基质
丙酮酸脱氢酶系（非共价结合）
E1丙酮酸脱氢酶：前体VB1；辅因子TPP、镁离子
丙酮酸氧化脱羧
有ADP、CoA、NAD、丙酮酸：磷酸酶解除抑制
有乙酰CoA、NADH：激酶→磷酸化失活
E2二氢硫辛酰转乙酰酶：前体泛酸；辅因子硫辛酸、CoA
转移乙酰基至辅酶A
可被亚砷酸抑制
E3二氢硫辛酰脱氢酶：前体VB2、Vpp；辅因子FAD、NAD
氧化型硫辛酸再生
需要的维生素B1235、硫辛酸、镁离子
最终产生两分子NADH和两分子乙酰CoA和2CO2
无氧状态
乳酸发酵
丙酮酸+NADH→乳酸+NAD+（乳酸脱氢酶）
乙醇发酵
丙酮酸→乙醛+CO2（丙酮酸脱羧酶）
乙醛+NADH→乙醇+NAD+（乙醇脱氢酶）
其他物质进入糖酵解
糖原→1-磷酸葡糖→6-磷酸葡糖
磷酸葡糖变位酶与磷酸甘油酸变位酶相似，但磷酸化的AA残基是Ser而不是His
果糖
己糖激酶，6-磷酸果糖
果糖激酶，1-磷酸果糖→DHAP和甘油醛（醛缩酶）
甘露糖→6-磷酸甘露糖（己糖激酶）→6-磷酸果糖（异构酶）
半乳糖——Leloir途径，需要半乳糖激酶、1-磷酸半乳糖尿苷转移酶、磷酸葡糖变位酶、UDP-Glc-4差向异构酶→6-磷酸葡糖
甘油→3-磷酸甘油→DHAP（脱氢）
糖酵解的调节
GLUT
1 红细胞&血脑屏障；2 内脏、脑；3 广泛存在；4 骨骼肌心肌脂肪
ATP
别构抑制PFK1(变S曲线）
氧气的巴斯德效应抑制糖酵解
柠檬酸
别构抑制PFK1
激活乙酰CoA合成酶
F-2,6-BP
别构激活PFK1
PFK2的双重活性受血糖激素调节
被PKA把Ser32磷酸化，具磷酸酶活性，糖酵解减弱
胰岛素少时，PKA受cAMP激活，响应糖原降解，而抑制糖酵解，血糖升高
被磷蛋白磷酸酶去磷酸化，具激酶活性，糖酵解加强
丙酮酸激酶
别构激活剂
F-1,6-BP（前馈激活）
别构抑制剂
ATP
Ala
PKA磷酸化使其失活
呼吸链氧化磷酸化
线粒体内膜电子传递链
CoQ是脂质而不是蛋白质
走134or234
NADH：Q还原酶（复合体1）：转出4个氢离子
NAD途径4+4+2
Q：细胞色素c氧化还原酶（复合体3）：转出4个氢离子
细胞色素c氧化酶（复合体4）：转出2个氢离子
琥珀酸：CoQ氧化还原酶（复合体2）：不转质子
复合物123都有铁硫蛋白，复合物1有FMN；复合物2有FAD，是TCA循环唯一一个结合在膜上的酶，接受来自琥珀酸的电子；复合物34看图
电子传递链抑制剂

光合作用电子传递链
TCA循环
只存在于有氧生物。真核细胞发生在线粒体基质，原核细胞发生在细胞质基质 一些厌氧细菌和古菌利用还原性三羧酸循环进行二氧化碳的同化

TCA循环总结
总反应式：乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O → 2CO2+3NADH+FADH2+GTP+2H++CoA（相当于10ATP）
只有一步底物水平磷酸化，琥珀酰CoA合成酶
2步氧化脱羧，异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶系
3步不可逆反应,柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶
4步脱氢，异柠檬酸脱氢酶、a-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶
柠檬酸合酶和延胡索酸酶各消耗一分子水
TCA循环的回补反应
OAA的回补：PEP羧化酶（细菌、酵母、高等植物）、丙酮酸羧化酶（肝和肾）、PEP羧激酶（心肌、骨骼肌）（前两个需要生物素辅基）
α-酮戊二酸的回补：转氨/脱氢（线粒体基质），原料：谷氨酸
琥珀酰CoA的回补：原料：TVMI
TCA循环的调控
氟代柠檬酸抑制顺乌头酸酶
丙二酸竞争性抑制琥珀酸脱氢酶
NADH竞争性抑制异柠檬酸脱氢酶
柠檬酸合酶
激活：ADP
别构抑制：ATP、NADH、琥珀酰CoA
竞争反馈抑制：柠檬酸
TCA循环的作用
需氧生物的代谢燃料最终分解氧化途径
与呼吸链偶联产ATP
柠檬酸可离开TCA循环，在线粒体内膜的柠檬酸运输蛋白帮助下进入细胞质基质，然后在柠檬酸裂合酶作用下产生乙酰CoA和OAA
柠檬酸别构抑制PFK1,别构激活1,6-二磷酸果糖磷酸酶，别构激活乙酰CoA羧化酶。因此分别抑制糖酵解、激活糖异生、刺激脂肪酸合成
乙醛酸循环

乙醛酸循环的前两步以及最后一步相同于TCA，同时差别是乙醛酸循环有2个乙酰辅酶A进入，且只产生NADH，不产生FADH2。也不产生ATP和二氧化碳。
所以相当于跳过了两次脱羧，直接用乙酰辅酶A合成了琥珀酸
乙醛酸循环的作用是使植物体可以将脂肪转化为葡萄糖，因为最后生成的草酰乙酸糖异生成为葡萄糖
磷酸戊糖途径
不需要氧气 功能：提供还原剂 P450解毒 免疫：NADPH氧化酶 谷胱甘肽还原酶的辅酶，维持血红素完整 4-磷酸赤藓糖是芳香族AA和VB6的原料
PPP总结：分为氧化相和非氧化相（3+5）。
氧化相都不可逆，脱氢水解再脱氢，最后生成5-磷酸核酮糖。
总反应式：6-磷酸葡糖+2NADP＋H2O→5-磷酸核糖+2NADPH +2H+CO2
非氧化相是两步异构+转酮（C5+C5→C3+C7）+转醛（C3+C7→C6+C4)+转酮(C5+C4→C6+C3)
糖异生
主要在肝脏、肾脏的线粒体以及细胞液中进行
乙酰CoA、偶数脂肪酸、Leu、Lys（L、K)不能作为糖异生前体物质
一共11步，7步借用糖酵解逆反应，四步是新的。
丙酮酸→OAA 发生在线粒体基质，丙酮酸羧化酶
丙酮酸羧化酶由四个相同亚基构成，每个亚基含有生物素羧基载体蛋白（BCCP）、生物素羧化酶、羧基转移酶活性。 生物素辅基和酶分子的Lys形成共价酰胺键相连。 丙酮酸羧化酶的别构激活剂是乙酰CoA，别构抑制剂是ADP
OAA→PEP PEPCK，镁离子/锰离子，耗1GTP
PEPCK 在不同的生物细胞内的定位不尽相同. 例如,在人体内,线粒体基质和细胞质基质均含有这种酶,而在小鼠体内只存在于细胞质基质中兔子只存在于线粒体中。 别构抑制剂：ADP
1,6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖
6-磷酸果糖→葡萄糖发生在肝细胞的内质网腔
糖异生中受调节的酶：1,6-二磷酸果糖磷酸酶、丙酮酸羧化酶、PEPCK、6-磷酸葡萄糖磷酸酶。
其他物质进入糖异生
甘油
变为DHAP
乳酸和Ala
分别使用乳酸脱氢酶LDH 谷丙转氨酶GPT 变为丙酮酸，然后是葡萄糖
丙酸、生糖氨基酸、三羧酸循环中间物
变为OAA
糖原代谢
糖原分解（两种）
糖原磷酸化酶（二亚基，各自结合1磷酸吡哆醛Vb6）&分支酶
酸性α糖苷酶
糖原合成
需要活化（UDPGlc，产生了PPi）、需要引物、始于还原端，由非还原端延长
产生焦磷酸水解驱动的反应还有：脂肪酸活化、氨基酸活化、DNA复制、转录、逆转录、翻译、甲基化、蛋白质泛素化
糖原素引发糖原合成
糖原磷酸化酶磷酸化后激活；糖原合酶、糖原合酶激酶磷酸化后抑制
降血糖要加强糖原合成
脂代谢
脂肪代谢
脂肪的水解
激素调控：胰高血糖素、肾上腺素、皮质醇促进脂肪水解（直接作用+调节基因）
脂肪的合成
实际上就是甘油的三个羟基被脂酰化的过程
需要活化，甘油→磷酸甘油 FFA→脂酰CoA
酶一般位于sER膜上
脂肪酸代谢
脂肪酸分解
β氧化（发生在线粒体基质）
反应步骤
FFA活化：FFA+ATP+CoA→脂酰CoA+PPi
用到了脂酰辅酶A合成酶，定位于线粒体外膜和内质网，位于外膜的在细胞质基质激活长链脂肪酸（12~18C），在线粒体内膜的激活从细胞质基质转入线粒体基质的短、中链脂肪酸（2~10C）
脂酰转运（膜间隙→线粒体基质）
用肉碱-脂酰转移酶（CPT）
CPT1是脂肪酸氧化的限速酶
在线粒体膜上
肉碱是中间受体，合成部位是肝细胞，需要Vc、VB6、PP、铁离子为辅因子，前体是Lys和Met
辅酶A在胞质和基质，并没有跨膜转运，转运的其实是脂酰
脱氢
脂酰辅酶A脱氢酶，FAD为电子受体
降糖氨酸为此步骤强烈抑制剂 FADH2进入呼吸链后直通复合物3，只产生1.5分子ATP
降糖氨基酸：阻断β氧化,导致对葡萄糖依赖，加速血糖消耗，服用后对饥饿抵抗能力减弱
加水
烯酰辅酶A水合酶，耗1H2O
水合的双键只能是反式，产生L-羟酰辅酶A，羟基一定加在β-C上
再脱氢
羟酰辅酶A脱氢酶，NAD为电子受体
NADH进入复合体1，产生2.5分子ATP β-酮酰辅酶A
硫解
硫解酶 产生2分子乙酰辅酶A
总结：一分子软脂酸，经过七轮β-氧化（裂七次，八分子乙酰辅酶A），在氧化过程中就产生7×4=28ATP，消耗2ATP（活化相当于2个），然后每分子乙酰辅酶A产生10ATP
特别结构的脂肪酸氧化
奇数脂肪酸
最终产生丙酰辅酶A，可以转变成琥珀酰辅酶a（辅酶：B12、B7）
不饱和脂肪酸
烯酰辅酶A异构酶消除顺式双键
超长链脂肪酸
超过23个单位，即进入过氧化物酶体/乙醛酸循环体氧化（属于主动运输，需要DABC转运蛋白）
不同点：第一步是脂酰辅酶A氧化酶催化，将电子交给氧分子，形成过氧化氢
β-碳带有分支的脂肪酸
α氧化：把羧基变成甲酰辅酶A丢掉（需要活化）
在线粒体、内质网、过氧化物酶体
w-氧化
需要加氧酶（内质网膜上）
P450、氧、NADPH
酮体生成和利用
饥饿/糖尿病状况下，脂肪酸大量分解，糖异生被激活，糖酵解被抑制，肝细胞OAA浓度下降，三羧酸循环受阻，乙酰辅酶A大量堆积，于是酮体生成
酮体包括丙酮、乙酰乙酸、D-β-羟丁酸（合成场所在肝细胞线粒体基质）
哺乳动物缺乏乙酰乙酸脱羧酶，没法生成丙酮
酮体的生成

酮体的利用

脂肪酸的合成
植物可以在质体合成，其他生物均为在细胞质基质 从头合成需要引物 软脂酸通常是反应的最终产物
前体是乙酰辅酶A，通过柠檬酸-丙酮酸穿梭系统到达细胞质基质（用到了柠檬酸合酶&裂合酶）
、 每经过一次柠檬酸-丙酮酸循环，可使1分子乙酰CoA由线粒体进入胞液，同时消耗2ATP，还为机体提供了NADPH，以补充脂肪酸的需求。
步骤
乙酰辅酶A的活化， 乙酰辅酶A羧化酶
细菌的ACC有三个亚基：生物素载体、生物素羧化酶、羧基转移酶 真核生物有两种ACC：ACC1位于细胞质基质，参与脂肪酸合成；另一种位于线粒体，产生CPT1的抑制剂——丙二酰单酰辅酶a 柠檬酸单聚变多聚活化ACC
ATP+乙酰辅酶A+HCO3→ADP+Pi+丙二酸单酰辅酶A+H
脂肪酸合酶
第一种：单基因多功能酶 真菌、哺乳动物 第二种：多基因多酶复合体 细菌、古菌、植物
脂肪酸合酶催化反应
引发反应。乙酰基作为引物从辅酶A转移到KS亚基，由AT催化。 活化的“二碳单位”装载。发生在同亚基的ACP巯基，由MT催化。形成丙二酸单酰....... 一二步缩合。由KS催化。形成四碳的乙酰乙酰基团。 还原。由KR催化，NADPH为还原剂，产物D-β-羟基丁酰-ACP 脱水。由DH催化。α-C和β-C羟基形成水，形成一个反式双键。 再还原。由ER催化，NADPH为还原剂。到此为止，两个碳原子的乙酰基延长成四碳的丁酰基。 接下来只需要重复7次就可以形成软脂酸啦
总反应式：8乙酰辅酶A+14NADPH+7H+7ATP→软脂酸+14NADP+8CoASH+6H2O+7ADP+7Pi
脂肪酸的修饰
延伸反应
在内质网（与细胞质基质的脂肪酸合成相似，只不过用辅酶A代替ACP作为乙酰基载体）
在线粒体基质（可看做β氧化的逆反应，但是最后一步的电子供体是NADPH而不是FADH2
去饱和反应
酵母和动物的去饱和酶位于sER，是一种含有非血红素铁的蛋白质，它与细胞色素b5和细胞色素b5还原酶一起参与反应。NADH和脂酰辅酶A同时提供电子，最终交给氧分子 若在叶绿体则以NADPH为辅酶
动物细胞不能在C9上加双键，所以亚油酸和α-亚麻酸是必须脂肪酸
脂肪酸 代谢的调控
细胞处于低能荷状态下刺激脂肪酸分解，抑制脂肪酸合成。（柠檬酸是高能荷指示物）
胆固醇代谢
胆固醇合成最旺盛的是肝细胞，其次是小肠上皮细胞和表皮细胞 前几步发生在细胞质基质，后面所有都在光面内质网上（内质网负责感受细胞内胆固醇水平） 胆固醇90%都是人体合成，只有10%通过食物摄入
具体步骤
3个乙酰辅酶A→甲羟戊酸。HMG-CoA还原酶（膜内在蛋白（8次）；汀类药物靶标）。消耗NADPH 甲羟戊酸→活化的异戊二烯。消耗3ATP，产生二甲烯丙基焦磷酸。（中间有加水脱羧） 6个活化的异戊二烯单位→30碳的碳氢化合物鲨烯（涉及中间物——法尼焦磷酸，丢的是PPi） 鲨烯→胆固醇。22步哈哈。重要酶：鲨烯单加氧酶（SM）是限速酶
胆固醇的转运
乳糜微粒CM
源于小肠上皮
体积最大，密度最轻；通过胸导管进入血液
极低密度脂蛋白VLDL
源于肝细胞
中间密度脂蛋白IDL
低密度脂蛋白LDL
高密度脂蛋白HDL
源于肝细胞和小肠上皮
调节
HMG-CoA还原酶（共价修饰/降解/基因表达调控
SM——鲨烯单加氧酶（自我别构激活/降解）
氨基酸代谢
氨基酸的分解
氨基的代谢
脱氨基反应

LAAO（过氧化物酶体；辅基FMN/FAD）
DAAO（过氧化氢酶体；FAD）
谷氨酸脱氢酶
谷氨酸+NAD（P)+H2O→α-酮戊二酸+NH4+NAD（P)H+H
ADP别构激活；ATP别构抑制；ADP-核糖基化共价修饰抑制
脱水酶
Ser/Thr的羟基特殊服务doge
辅基是磷酸吡哆醛
转氨基反应
谷丙转氨酶GPT 谷草转氨酶GOT=天冬氨酸转氨酶AAT
完全可逆，转氨酶把AA的氨基转到α-酮戊二酸的羰基上，辅基是磷酸吡哆醛
Thr/Pro/Lys（TPK）不能发生转氨基反应
氨的进一步转变
直接排出
转变为酰胺
植物常用Asn,ATP→AMP+PPi
动物常用Glu，ATP→ADP+Pi
谷氨酰胺合成酶（GS）
大肠杆菌的GS活性调节  它还受共价调节，是腺苷酸化，即腺苷酸转移酶（AT）使GS上的一个Lys的羟基接受ATP的AMP基团，然后失活 哺乳动物的GS只有别构调节。抑制剂：Gly、Ala、Ser、氨甲酰磷酸；激活剂：α-酮戊二酸
转变为尿酸
需要利用嘌呤的从头合成，参入至次黄苷酸，然后代谢分解（高度耗能)
氨向肝脏的运输
谷氨酰胺合成酶（GS）
转变为尿素
尿素循环
瓜氨酸形成精氨琥珀酸时释放的是PPi
尿素循环在线粒体内的部分： 
反应1：氨甲酰磷酸的合成，发生在肝细胞线粒体基质
反应2：鸟氨酸→瓜氨酸，发生在肝细胞线粒体基质
尿素循环总结
总反应式：NH3+HCO3+3ATP+Asp→尿素+延胡索酸+2ADP+2Pi+AMP+PPi
调节：限速酶是氨甲酰磷酸合成酶1（CPS1），它受N-乙酰谷氨酸（NAG)的别构激活
最终生成尿素的两个N来自氨甲酰磷酸和天冬氨酸，天冬氨酸提供第二个N
碳骨架的代谢
严格生糖氨基酸：ARDNCGEQHMSP
通过谷氨酸生成α-酮戊二酸
凡是能生成α-酮戊二酸、丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸的都是生糖氨基酸
严格生酮氨基酸：KL
在分解过程中产生乙酰乙酰辅酶A，在动物肝中可转变为乙酰乙酸和β-羟丁酸
生糖兼生酮：WYFTI
核苷酸代谢
核苷酸的从头合成
嘌呤的从头合成
1天冬氨酸28四氢叶酸39谷氨酰胺457甘氨酸6二氧化碳
PRPP的形成：底物是5-磷酸核糖
然后形成5-磷酸-1-β-核糖胺，是嘌呤核苷酸从头合成的限速步骤
IMP合成：有四步消耗ATP，还有两步需要甲酰四氢叶酸
5-磷酸-1-β-核糖胺（PRPP）
AMP和GMP均由IMP修饰而成
合成AMP消耗一分子GTP和Asp
合成GMP消耗一分子ATP和Gln
嘧啶的从头合成
与嘌呤从头合成的差别
合成嘌呤先形成β-N-糖苷键，再逐步形成嘌呤环，而嘧啶先成环
反应一些在细胞质基质，还有些在线粒体；而合成嘌呤全部在细胞质基质
氨甲酰磷酸的合成：由CPS2（氨甲酰磷酸合成酶）催化，是哺乳动物嘧啶核苷酸从头合成的最重要限速步骤
氨甲酰天冬氨酸的合成：由天冬氨酸转氨甲酰基酶（ATC）催化，是细菌最重要的限速步骤
二氢乳清酸的合成
乳清酸的形成：由二氢乳清酸脱氢酶催化，该酶位于线粒体内膜，抑制剂是来氟米特，用于治疗类风湿关节炎
乳清核苷酸的形成：乳清酸与PRPP反应形成乳清苷酸
UMP的形成，是脱羧反应。
CTP的合成：UTP+Gln+ATP→CTP+Glu+ADP+Pi
核苷酸的补救合成
嘌呤核苷酸补救
嘌呤+PRPP→NMP+PPi
嘧啶核苷酸补救
嘌呤碱基+1-磷酸核糖——嘧啶核苷+Pi
嘧啶核苷+ATP——嘧啶核苷酸+ADP
脱氧核苷酸的合成
绝大多数生物以NDP为还原对象。NDP还原酶：活性中心是一个以自由基形式存在的酪氨酸残基和一个双铁氧桥。抑制剂：羟基脲
dTMP的合成：由胸苷酸合酶催化dUMP甲基化而成
而dUMP由dUTP水解而成
生成dUTP的两条途径
UMP→UDP→dUDP→dUTP
dCTP脱氨
核苷酸的分解
嘌呤
黄嘌呤氧化酶两次加水，往2、8号位上加氧
鸟嘌呤脱氨酶脱的也是2-NH4
嘧啶
5-甲基最后变成丙酰辅酶A的2-甲基
黄嘌呤氧化酶：含有FAD、钼、铁硫中心，O2为电子受体，H2O2为还原产物（自杀性抑制剂：别嘌呤醇，治疗痛风）
几种与核苷酸代谢异常相关的疾病
痛风
痛风是尿酸过量产生或尿酸排泄不畅造成的一种疾病，临床特征为高尿酸血症和反复发作的急性单一关节炎。
机理：PRPP合成酶/谷氨酰胺：PRPP酰胺转移酶是限速酶，若发生突变则对反馈抑制不敏感，致使嘌呤核苷酸过量合成
治疗：别嘌呤醇，是黄嘌呤氧化酶的自杀性抑制剂
重症联合免疫缺陷病（SCID）
患者的免疫反应几乎完全消失
机理：SCID是腺苷脱氨酶（ADA）单个基因突变引起的。缺乏ADA导致细胞内dATP急剧升高，关闭了核苷酸还原酶的活性，使细胞内的dNTP不能有效合成。
治疗：骨髓移植、基因治疗
Lesch-Nyhan综合征
隐性性连锁遗传病，患者几乎都是男性
机理：HGPRT缺陷造成，症状是高尿酸血症、肌强直、智力迟钝、自残倾向
乳清尿酸血症
病因：催化嘧啶从头合成的具有乳清酸磷酸核糖转移酶和OMP脱羧酶活性的双功能酶有缺陷
治疗：尿嘧啶/尿苷
密度排序（从小到大）：CVILH
a-酮戊二酸脱氢酶复合体
a-酮戊二酸脱氢酶(E1)
二氢硫辛酰转琥珀酰酶 (E2 )
二氢硫辛酰脱氢酶 (E3 )
最后消耗3+1个质子产生ATP
DE U HKRO
疏水AA：脂肪族+甲苯色
半必须：HR
阳离子交换层析吸附带正电的离子，酸性氨基酸最先洗脱
PH高于等电点带负电，低于等电点带正电
酸性氨基酸在生理PH下带负电，碱性氨基酸带正电
所以阳离子交换层析生理PH下结合碱性氨基酸