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这是一篇关于生物化学全书的思维导图,知识内容有蛋白质化学、酶、生物氧化、糖代谢、脂质代谢、氨基酸代谢等。
编辑于2022-05-29 21:53:58第三章 蛋白质化学
第一节、蛋白质的分子组成
蛋白质元素组成 | 主要元素是碳、氢、氧、氮(特征元素),氮含量平均值为16%,粗蛋白的计算
蛋白质结构单位:蛋白质的结构单位是氨基酸,用于合成蛋白质的只有二十种,称为编码氨基酸
氨基酸的结构:归类于取代羧酸,羧基是官能团,氨基是取代基。
根据氨基位置分类
20种氨基酸都是a-氨基酸
子主题
除了甘氨酸外,其余氨基酸是L-a氨基酸
D-氨基酸
氨基酸的分类:编码氨基酸的进一步分类根据R基极性及所带电荷分为五类
1.非极性脂肪族R基氨基酸
2.芳香族[R基]氨基酸
3.极性[不带电荷R基]氨基酸
4.带正电荷[R基]氨基酸(碱性氨基酸)
5.带负电荷[R基]氨基酸(酸性氨基酸)
氨基酸的功能:氨基酸是蛋白质的合成原料。部分氨基酸是神经递质。
子主题
氨基酸的性质
1.紫外吸收特征
2.茚三酮反应
3.两性电离与等电点(pH=pI)
蛋白质辅基
根据组成分类:简单蛋白质,结合蛋白质,脱辅基蛋白质
第二节、肽键和肽
肽键与肽平面
肽键是由一个氨基酸的a-羧基与另一个氨基酸的a-氨基缩合形成的酰胺键。
肽平面:肽单位的六个原子共面,具有一定程度的双键性质,不能自由旋转。
肽:肽分子中含有氨基酸残基
1.肽是氨基酸的链状聚合物
2.蛋白质是大分子肽
活性肽
第三章 蛋白质化学
第三节、蛋白质的分子结构
蛋白质的一级结构决定其空间结构,空间结构直接决定其功能。
共价结构(构造):一级结构
概念:氨基酸的排列顺序
化学键:肽键(主要)、二硫键
空间结构(构象)
二级结构
概念:蛋白质局部肽段主链原子的空间布局,即主链构象
化学键:氢键
包括
a-螺旋
右手螺旋结构
1个螺旋含3.6个氨基酸残基
螺距0.54nm,螺旋直径0.5nm
氨基酸的R基位于螺旋的外面
B-折叠
B转角
环
无规卷曲
三级结构
概念:一个蛋白质分子或一个蛋白质分子或其一个亚基所含全部原子的空间布局
化学键
共价键:二硫键
非共价键:疏水作用、氢键、离子键、范德华力
与生物学关系:蛋白质三级结构和蛋白质生物学功能直接相关
包括
肌红蛋白
胰核糖核酸酶
基序:又称模体(折叠,超二级结构)
螺旋-环-螺旋
锌指
结构域
四级结构
概念:各亚基空间排布
化学键:离子键、氢键
多亚基蛋白
亚基数目:二聚体、三聚体、四聚体
亚基种类
同聚体蛋白
异聚体蛋白:血红蛋白
第四节、蛋白质结构与功能关系
蛋白质一级结构与功能的关系
蛋白质的一级结构是其空间结构的基础
Anfinsen实验
蛋白质的一级结构相似则其功能也一致
同源蛋白
同源蛋白的一级结构蕴含生物进化信息
进化关系越近,氨基酸序列相似度越高
改变蛋白质的一级结构可直接影响其功能
基因突变
蛋白质空间结构与功能的关系
构象决定性质和功能
根据生理功能
活性蛋白【质】
结构蛋白【质】
根据构象
球状蛋白质
纤维状蛋白质
构象改变活性
血红蛋白变构
紧张态
松弛态
血红蛋白氧合曲线
曲线特征呈S形
血红蛋白携氧能力影响因素
变构蛋白与变构效应
第五节、蛋白质的理化性质
蛋白质的一般性质
紫外吸收特征
所含肽键结构对220nm以下紫外线有强吸收
所含色氨酸和酪氨酸对280nm紫外线有强吸收
显色反应
茚三酮反应
游离氨基与水合茚三酮反应呈紫色
双缩脲反应
2尿素脱氨缩合成双缩脲与Cu离子螯合成紫红色
三肽及以上的肽链(含蛋白质)都能发生
N端反应
两性电离和等电点
pH<pI,蛋白质净带正电荷,向负极移动
pH>pI,蛋白质净带负电荷,向正极移动
蛋白质的大分子特性
蛋白质溶液的胶体性质
同性电荷
水化膜
沉降与沉降系数
沉降速度与分子量和分子形状相关
蛋白质变性和复性
变性只消除稳定蛋白质构象的作用力,不以改变其一级结构为前提
变性效应
理化性质改变
分子对称性丧失
结晶能力丧失
溶解度降低
易被蛋白酶降解
溶液黏度增加
生物学活性丧失
酶蛋白丧失催化活性
蛋白类激素丧失调节能力
细菌、病毒类蛋白丧失感染性
引起变性因素
物理因素
例如紫外线、高温、超声波等
化学因素
例如有机溶剂、重金属盐等
蛋白质复性
子主题
第五章 酶
第一节、酶的分子结构
酶的分子结构
单纯酶
仅有蛋白质
结合酶(缀合酶)
蛋白质
辅助因子
辅酶(结合松散,只在催化反应时结合,可用透析或超滤法去除)
辅基(结合牢固,共价结合,不能用透析或超滤法结合)
各种酶的概念
单体酶
仅有三级结构、一个活性中心
寡聚酶
多个亚基结构,多个活性中心;活性中心位于不同亚基上,催化相同的化学反应
单纯酶
只有蛋白质没有辅助因子
结合酶
由酶蛋白和辅助因子组成,活性中心内的部分必需基团来自辅助因子
多酶复合体
几种功能相关的酶构成,两种或两种以上的活性中心
多功能酶
一条肽链,多个活性中心,催化不同反应
多酶体系
一组连续的酶促反应形成一条代谢途径;每一步生成物为下一步反应物,直至最后一步
同工酶
能催化相同的化学反应,但基因编码不同
酶的活性中心
概念:酶分子结构中的一个特定部位,可选择性结合底物并催化其发生专一反应生成特定产物
必需集团
结合基团
识别与结合底物,形成酶-底物复合物
催化集团
降低底物分子中特定化学键稳定性,进而发生旧键断裂和新键形成、转化为产物
第二节、酶促反应的特点和机制
特点
共性①只催化热力学允许的反应②提高反应速度,但不改变逆反应的平衡③催化前后没有质和量的变化,且极少量就可有效催化反应
子主题
特性
高效性:蛋白酶使肽键水解快到毫秒级
专一性
结构专一性
绝对专一性:只催化一种底物发生一种化学反应
相对专一性:只催化一类底物或一类化学键发生一种化学反应
立体专一性
几何专一性:可识别底物的构型
光学专一性:可识别底物的光学结构
反应条件温和:酶属于蛋白质,对引起蛋白质变性的因素很敏感(如:强酸强碱)
机制
高效性机制:公认酶底复合物学说:酶通过酶底复合物能够降低活化能,从而提高反应速度,它是邻近效应、表面效应、酸碱催化、张力催化、共价催化、和金属离子催化等综合作用的结果
专一性机制
锁钥学说:活性中心与底物构想有严格的互补关系
诱导契合学说:底物与活性中心靠近时彼此构像发生变化,使得活性中心的必须基团与底物的反应部位正确排列和定向
三点附着学说:酶的结合基团与底物至少有三个部位正确结合,其催化基团才能发生反应
第三节、酶动力
底物浓度对酶促反应速率的影响
Km和Vmax的意义
Km的物理意义是酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度
Km可以近似表示酶对底物的亲和力大小,Km值越小,酶和底物亲和力越大
Km是酶的特征性常数之一。 一般只与酶的结构,底物和反应环境有关,与酶的浓度无关
Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率
酶浓度对酶促反应速率的影响
成正比关系
温度对酶促反应速率的影响
提高温度,加快酶促反应速率
提高温度的同时增加酶蛋白变性失活的机会,降低酶的催化作用
最适温度:酶促反应速率最快时
ph对酶促反应速率的影响
在某pH下, 酶促反应速率可达到最大,称为酶的最适pH
抑制剂对酶促反应速率的影响
凡能使酶的催化活性下降而不引起酶蛋白变性的物质统称为酶的抑制剂
根据抑制剂与酶结合的紧密程度分类
不可逆性抑制作用
定义:与酶活性中心上的必需基团以共价键相结合.使酶失活,抑制剂不能用透析,超滤等方法予以去除
可逆性抑制作用
定义:以非共价键方式与酶或(和)酶-底物复合物可逆性结合,使酶活性降低或消失,这种抑制作用可通过简单的透析或超滤的方法去除
分类
竞争性抑制作用
定义:竞争性抑制剂与酶的底物结构相似,可与底物竞争酶的活性中心,阻碍酶与底物结合成中间复合物,而生成抑制剂-酶复合物,使反应速率下降
特点
竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物
抑制剂与酶的结合部位于底物与酶的结合部位相同
抑制剂浓度越大,则抑制作用越大,但增加底物浓度可使抑制程度减小
使Km增大,Vmax不变
非竞争性抑制作用
定义:非竞争性抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合,底物与抑制剂之间无竞争关系,但使酶-底物-抑制剂三元复合物不能进一步释放出产物 ,从而使酶的催化活性降低
特点
底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合
抑制剂对酶与底物的结合无影响,故底物浓度的改变对抑制程度无影响
Km不变,Vmax降低
反竞争性抑制作用
定义:抑制剂不与酶结合,仅与酶和底物形成的中间产物结合。使中间产物的生成量下降,酶分子转换为非活性形式的三元复合物,这样既减少从中间产物转化为产物的量,也同时减少从中间产物解离出游离酶和底物的量
特点
反竞争性抑制剂只与底物酶复合物结合,不与游离酶结合,并且是可逆结合
Km和Vmax都降低,但Vmax/Km比值不变
激活剂对酶促反应速率的影响
定义:使酶从无活性变为有活性或使酶活性增加的物质称为酶的激活剂
分类
必需激活剂:大多数金属离子激活剂对酶促反应是不可缺少的
非必需激活剂:有些激活剂不存在时,酶仍有-定的催化活性
浮动主题
第五章 酶
第四节、酶的调节
结构调节(快速调节)
变构调节:酶活性中心外的特定部位结合或者释放特点分子(不是基团)引起酶构像改变从而活性也改变
化学修饰调节:酶活性中心外的化学修饰位点通过酶促反应结合或释放特定修饰基团(不是分子)引起酶构像改变从而活性也改变
酶原激活:酶原必须水解一个或几个特点的肽键或几个特定的氨基酸残基和肽段,从而改变酶的构像,形成或暴露出酶的活性中心,使酶表现出活性
酶原激活的意义
酶原是酶的安全运输形式
酶原是酶的安全储存形式
酶原激活参与发育控制
酶原激活参与细胞凋亡
水平调节(缓慢调节)
酶蛋白合成调节
组成酶
诱导酶
阻遏酶
酶蛋白降解调节
泛素蛋白酶体途径:酶蛋白被多聚泛素化后被蛋白酶体降解
第五节、酶的命名和分类
习惯命名法
多数酶命名法
底物名+反应类型+酶
苹果脱酸酶
水解酶命名
底物名称+酶
蛋白酶
底物名前加酶来源
唾液淀粉酶
系统命名法
包含酶的所有底物和反应类型信息
酶的国际系统命名法
第六章、酶与医学的关系
酶与疾病的关系
酶导致疾病
先天性或遗传性酶异常
酶火星被抑制
疾病导致酶异常
肝病导致的血清谷丙转氨酶升高
酶在疾病诊断中的应用
酶作为诊断的指标
酶作为诊断工具
第七章 生物氧化
第一节 概述
生物氧化概念:
广义:物质在生物体内的氧化过程
狭义:生物氧化是指宏量营养素糖、脂肪、蛋白质在体内氧化分解,最终生成二氧化碳和水,释放能量推动合成高能化合物ATP,满足生命活动需要的过程。
意义:为生命活动提供能量
体内氧化与体外氧化分解相同点:化学本质是相同的
1、两者均符合氧化还原反应的一般规律
2、耗氧量相同
3、最终产物相同
4、释放的能量也相同
生物氧化特点
1、在细胞内进行,由一系列生理状态下发生酶促反应完成。
2、产能营养素逐步释放能量,并尽可能多以化学能形式储存于高能化合物中,利用率高。
3、碳原子氧化成羧基之后发生脱羧反应生成的
是否伴有氧化反应
单纯脱羧
氧化脱羧
根据脱掉的羧基在底物分子结构中的位置
a-脱羧
B-脱羧
4、产物水主要是由产能营养素中的氢原子间接与氧反应生成
生物氧化过程
多糖→葡萄糖,脂肪→甘油、脂肪酸,蛋白质→氨基酸
第一阶段
场所:细胞质、线粒体
反应:底物水平磷酸化
生成物:氧化生成乙酰辅酶A、少量ATP
第二阶段
场所:线粒体
反应:底物水平磷酸化
生成物:氧化生成CO2及大量还原性H、少量ATP
第三阶段
场所:线粒体
反应:氧化磷酸化
产物:生成H2O、大量ATP
代谢物氧化方式
脱氢:生物氧化的主要方式,由脱氢酶或氧化酶催化
加氧:
①在底物中加入一个氧原子,由单加氧酶(羟化酶)催化,如苯丙氨酸羟化
②在底物加入两个氧原子,由双加氧酶催化,如尿黑酸氧化
失电子:
第二节 呼吸链
概念:由一组氧化还原酶类和电子载体按照电子传递顺序形成的代谢途径
作用:接收产能营养素氧化释放的还原当量,并将其电子传递给氧,生成水
所处位置:真核生物线粒体内膜或原核生物细胞膜上
呼吸链电子载体
(周边蛋白):细胞色素C
(整合蛋白)
复合物Ⅰ
名称:NADH脱氢酶
蛋白组成(辅基名称符号):黄素蛋白(FMN)、铁硫蛋白(Fe-S)
复合物Ⅱ
名称:琥珀酸脱氢酶
蛋白组成(辅基名称符号):黄素蛋白(FAD),铁硫蛋白(Fe-S),Cyt b560)
复合物Ⅲ
名称:细胞色素c还原酶
蛋白组成(辅基名称符号):铁硫蛋白(Fe-S),Cyt b(血红素bH、bL)、c1(血红素c1)
复合物
名称:细胞色素c氧化酶
蛋白组成(辅基名称符号):Cyt aa3(血红素a、a3,CuA,CuB)
辅酶Q:又称泛醌:递氢体
细胞色素:
细胞色素aa3:氧化还原电位最高的是:Fe3+/Fe2+(细胞色素a)
细胞色素b560:不参与电子传递
细胞色素b:参与电子传递的Q循环
细胞色素c1:向细胞色素c传递电子
细胞色素c:
子主题
呼吸链复合物电子传递
复合物I
辅基:1个FMN和9个铁硫中心
电子传递顺序:NADH→FMN→铁硫中心1~铁硫中心9→Q(每传递1对电子泵出4个H+
复合物II
辅基:1个FAD和3个铁硫中心
电子传递顺序:琥珀酸→FAD→铁硫中心1~铁硫中心3→Q
复合物III
辅基:1个铁硫中心、1个血红素c11个血红素bL和1个血红素bH(每传递1对电子泵出4个H+
复合物IV
辅基:1个CuA-CuA双核中心、1个血红素a和1个血红素a3-CuB双核中心
电子传递顺序:细胞色素c(Fe3+)→CuA双核中心(Cu2+)→血红素a(Fe3+)→血红素a3-CuB双核中心→O2
呼吸链复合物排列顺序:
1、NADH氧化呼吸链:NADH→复合物I→辅酶Q →复合物III→Cytc→复合物IV→O2
2、琥珀酸氧化呼吸链:琥珀酸→复合物II→辅酶Q→复合物III→Cytc→复合物IV→O2
第三节:生物氧化与能量代谢
高能化合物种类
高能键~
标准条件下水解时释放大量自由能的化学键
主要为:高能磷酸键和高能硫酯键
高能磷酸基团:高能磷酸化合物中以高能键结合的磷酸基团
ATP合成:
底物水平磷酸化
氧化磷酸化:主要)
氧化磷酸化机制
是三种代谢的偶联
1、产能营养素电子通过呼吸链传递给氢
2、电子传递过程释放自由能偶联H+泵出,即化学能转换为质子动力
3、H+通过特殊蛋白回流,偶联ADP磷酸化
1、化学渗透学说
2、ATP合成机制
3、腺苷酸-磷酸盐转运
4、磷/氧比:指氧化磷酸化过程中每消耗1摩尔氧原子所合成ATP的摩尔数或消耗磷酸的摩尔数
影响氧化磷酸化因素
1、内源因素
ADP:ADP/ATP↑——氧化磷酸化↑ ADP/ATP↓——氧化磷酸化↓
甲状腺激素
ATP合成酶抑制因子1:许多肿瘤存在ATP合成酶抑制因子1过表达,诱导Warburg效应
解偶联蛋白:主要存在于新生儿及冬眠动物棕色脂肪组织
线粒体DNA突变
2、外源因素
呼吸链抑制剂
解偶联剂
ATP合成酶抑制剂:如寡霉素和二环己基碳二亚胺
腺苷酸转运蛋白抑制剂
ATP 利用
ATP的生成和利用:ATP是生物体内众多生命活动的直接供能物质。
能量的储存(磷酸肌酸的生成):肌肉和脑组织中能量的贮存形式。
第四节 细胞质NADH氧化
细胞质生成的NADH不能自由通透线粒体内膜,必须经过转运机制进入线粒体
1.苹果酸-天冬氨酸穿梭作用(肝、心、肾)
2.3-磷酸甘油穿梭作用(脑、骨骼肌的快肌细胞)
第五节 其他氧化体系与抗氧化体系
细胞色素P450酶系
氢过氧化物
超氧化物歧化酶
第八章 糖代谢
第一节 概述
糖的功能
1、供能物质:糖是生命活动主要供能物质
2、结构成分:
3、合成原料:脂肪酸、氨基酸、核苷酸、辅助因子
4、代谢调节
5、其他作用:
细胞识别和细胞粘连
润滑剂:如透明质酸
机体防御:免疫球蛋白分子中的糖基
定向运输
稳定蛋白质构象
增加蛋白质的水溶性
糖的消化
口腔:唾液a淀粉酶
胃
小肠:胰a淀粉酶
糖消化产物吸收
消化产物→十二指肠和空肠顶端膜→上皮细胞→基侧膜→毛细血管→肝门静脉→肝脏→肝静脉→下腔静脉→血液循环→全身各组织
糖代谢一览
场所:细胞内
代谢途径
分解代谢途径:糖酵解、无氧酵解、糖的有氧氧化途径、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原分解
合成代谢途径:胆固醇合成、糖原合成、糖异生
两用代谢途径:三羧酸循环
各糖代谢,有些是可逆反应,有些是不可逆反应
第二节 葡萄糖分解代谢
一、无氧酵解途径(乳酸发酵)
糖酵解:葡萄糖分解成NADH和丙酮酸
场所:细胞质
一分子葡萄糖分解成两分子3-磷酸甘油醛
1、磷酸化:葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(关键酶:葡萄糖激酶或己糖激酶;耗能)
2、异构:6-磷酸葡萄糖异构成6-磷酸果糖(酶:磷酸己糖异构酶)
3、磷酸化:6-磷酸果糖磷酸化生成1,6-二磷酸果糖(关键酶:磷酸果糖激酶1;耗能)
4、裂解:1,6-二磷酸果糖裂解成磷酸二羟丙酮、3-磷酸甘油醛(酶:醛缩酶)
5、异构:磷酸二羟丙酮异构成3-磷酸甘油醛(酶:磷酸丙糖异构酶)
两分子3-磷酸甘油醛氧化成两分子丙酮酸
6、氧化和磷酸化:3-磷酸甘油醛脱氢并磷酸化生成1,3-二磷酸甘油酸,H+将NADH+还原成NADH(唯一一部脱氢反应,酶:3-磷酸甘油脱氢酶)
7、底物水平磷酸化:1,3-二磷酸甘油生成ATP和3-磷酸甘油酸(酶:磷酸甘油酸激酶;产能)
8-异构:3-磷酸甘油酸异构成2-磷酸甘油酸(磷酸甘油酸变位酶)
9、脱水:2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸(烯醇化酶)
10、底物水平磷酸化:磷酸烯醇式丙酮酸生成ATP和丙酮酸(关键酶:丙酮酸激酶;产能)
乳酸生成:无氧条件下,NADH把丙酮酸还原成乳酸
意义:使NAD+再生
NAD+作为辅助因子参与3-磷酸甘油醛脱氢,及时传出氢
供氧不足时,NADH由无氧酵解中间产物消耗
丙酮酸是3-磷酸甘油醛之后唯一可消耗NADH的无氧酵解中间产物
反应可逆:
乳酸与NAD+反应生成丙酮酸和NADH
NADH可通过苹果酸-天冬氨酸穿梭或3-磷酸甘油穿梭把还原当量送入呼吸链
无氧酵解/糖酵解生理意义:为生命活动提供能量,为生命物质合成提供能量
1、无氧酵解是组织在相对缺氧时快速补充能量的一种有效方式
2、某些组织在有氧时也通过无氧酵解供能
3、糖酵解的中间产物是其他小分子代谢物的合成原料
无氧酵解/糖酵解调节:关键酶是催化三步不可逆反应
己糖激酶和葡萄糖激酶
磷酸果糖激酶1
丙酮酸激酶
无氧酵解异常
供氧不足导致无氧酵解增加甚至过度,导致乳酸积累,会引起代谢性酸中毒
二、有氧氧化途径
葡萄糖在细胞质中分解成丙酮酸:即糖酵解途径
丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A
1、丙酮酸脱氢酶复合体组成
2、丙酮酸氧化脱羧机制
3、丙酮酸氧化脱羧调节
变构调节
化学修饰调节
反馈调节
三羧酸循环和氧化磷酸化
1、三羧酸循环过程
(1)加成:乙酰辅酶A与草酰乙酸生成柠檬酰辅酶A水解成柠檬酸和辅酶A(柠檬酸合成酶)
(2)异构:柠檬酸脱水生成乌头顺,再水化生成柠檬酸(线粒体顺乌头酸酶同工酶)
(3)氧化脱羧:异柠檬酸氧化脱羧生成a-酮戊二酸(异柠檬酸脱氢酶3)
(4)氧化脱羧:a-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A(a-酮戊二酸脱氢酶复合体)
(5)底物水平磷酸化:琥珀酰辅酶A生成琥珀酸(ADP型琥珀酰辅酶A合成酶)
(6)琥珀酸脱氢生成延胡索酸(线粒体内膜琥珀酸脱氢酶)
(7)水化:延胡索酸水化生成苹果酸(延胡索酸酶)
(8)脱氢:苹果酸脱氢生成草酰乙酸(苹果酸脱氢酶2)
2、三羧酸循环特点
乙酰基完全氧化,整个循环不可逆
(1)代谢效率:
每次循环氧化1个乙酰基
两次脱羧生成两个CO2
4次脱氢给4对还原当量(4×2H)NADH+传3、FAD传1
底物水平磷酸化合成1个ATP(有氧氧化第三阶段每氧化1个乙酰基推动合成10个ATP)
(2)控制三羧酸循环关键酶
柠檬酸合成酶
异柠檬酸脱氢酶
a-酮戊二酸脱氢酶复合体
(3)中间产物补充
3、三羧酸循环生理意义
是糖、脂肪和氨基酸分解代谢共同途径
糖、脂肪和氨基酸代谢联系的枢纽
补充
乙酰辅酶A其他作用
合成脂肪酸和胆固醇
合成乙酰胆碱和褪黑素
酶和组蛋白等的化学修饰
柠檬酸其他作用
乙酰辅酶A运输
关键酶变构调节剂
有氧氧化效率
1分子葡萄糖经过19步酶促反应氧化成CO2和H2O(包括3步脱羧反应和6步脱氢反应)
12对还原当量氧化磷酸化推动合成26或28分子ATP
标准条件下1分子葡萄糖完全氧化推动合成32或34分子ATP
有氧第一阶段消耗2分子ATP,净合成30或32分子ATP
有氧氧化调节
ATP控制、NAD+控制、氧控制、关键酶调节
关键酶:己糖激酶、磷酸果糖激酶1、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶3、a-酮戊二酸脱氢复合体
三羧酸循环调节
1、柠檬酸合成酶:不一定导致三羧酸循环加快
2、异柠檬酸脱氢酶3:三羧酸循环主要调节酶,是变构酶
3、a-酮戊二酸脱氢复合体:受反产物琥珀酰辅酶A和NADH反馈抑制
4、氧化磷酸化:影响三羧酸循环速度
巴斯德效应
磷酸戊糖途径
是磷酸己糖转化为磷酸戊糖的途径
特点:葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖后直接发生脱氢和脱羧等反应,生成5-磷酸核糖和NADPH,作为生物分子的合成原料
阶段:
不可逆的氧化阶段 可生成6分子5-磷酸核糖和12分子NADPH
①脱氢
②水解
③脱氢脱羧
④异构
可逆的非氧化阶段
子主题
生理意义
5-磷酸核糖是核苷酸的合成原料
NADPH为还原性合成代谢提供还原当量
NADPH参与羟化反应
维持细胞内高水平GSH
调节:磷酸戊糖途径速度受相关代谢物浓度影响
异常:
6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏与蚕豆病(溶血性贫血)
转酮酶缺乏与Wernicke-Korsakoff综合征
5-磷酸核糖异构酶缺乏与脑白质病
糖醛酸途径
是葡萄糖先活化成尿苷二磷酸葡萄糖(UDP-葡萄糖),再氧化成UDP-葡萄糖醛酸的途径
场所;细胞质
UDP-葡萄糖醛酸称为活性葡萄糖醛酸,又参与生物转化
多元醇通路
第三节 糖原代谢
糖原代谢是葡萄糖与糖原的相互转化
糖原合成(骨骼肌快肌细胞):葡萄糖合成糖原的过程
糖原分解(肝脏的细胞质):糖原分解成6-磷酸葡萄糖及葡萄糖的过程
糖原是糖的储存形式
肝糖原:可分解成葡萄糖,释放入学,对维持血糖稳态并供给组织代谢非常重要
肌糖原:主要为肌肉收缩供能
一、子糖原代谢过程
(一)糖原合成:
1、活化:葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖(葡萄糖激酶(肝细胞)、或己糖激酶II(肌细胞))
2、异构:6-磷酸葡萄糖异构成1-磷酸葡萄糖(磷酸葡萄糖变位酶)
3、活化:1-磷酸葡萄糖尿苷酸化生成UDP-葡萄糖(葡萄糖-1-磷酸尿苷酰转移酶)
4、缩合:UDP-葡萄糖基以a-1,4-糖苷键连接于糖链的非还原端(糖原合酶),糖原引物是糖原蛋白的一段寡糖链
5、分支化
(二)糖原分解
1、磷酸解:糖原非还原端磷酸解生成[a-]1-磷酸葡萄糖(糖原磷酸化酶)和水解比,磷酸解有两个优点:①节约1个ATP,②产物1-磷酸葡萄糖不会逸出
2、异构:1-磷酸葡萄异构成6-磷酸葡萄糖(磷酸葡萄糖变位酶)
3、水解:6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖(葡糖糖-6-磷酸酶)
4、脱支(脱支酶)
二、糖原代谢生理意义
维持合适的血糖水平,缓冲饮食、禁食、无氧运动等对血糖的影响
三、糖原代谢调节:
1、关键酶
(1)糖原合酶:是控制糖原合成的关键酶,催化的反应是不可逆反应
(2)糖原磷酸化酶:是控制糖原分解的关键酶,催化的反应是不可逆反应
2、化学修饰调节
3、变构调节
四、糖原累积病
第七节糖代谢紊乱
低血糖(空腹血糖低于2.8mmol/L)
形成原因:1.长期不进食2.长时间高强度运动3.胰岛素分泌过多(或它的拮抗剂分泌不足)4.肝病导致糖原合成和糖异生减少
高血糖(空腹时血糖高于6.9mmol/L)
形成原因:1.高糖饮食2.情绪激动3.生长激素合成分泌过多4.肾病重吸收能力下降
糖尿病
1型糖尿病:胰岛素合成不足→细胞摄取葡萄糖能力下降→糖异生、脂肪动员、酮体增加
2型糖尿病:胰岛素抵抗为主伴β细胞功能缺陷→成年期发病
症状:三多一少→多食,多尿,对饮,体重下降
第六节血糖
含义:血糖是指血中游离的葡糖糖,占血中全部单糖的百分之95以上
血糖的来源:①食物糖的消化和吸收(是血糖的主要来源)②
血糖调节
主要器官:肝脏
机制:血糖正常时释放葡萄糖,进食后摄取葡,肝脏通过糖原代谢和糖异生维持血糖稳定
重要器官:肾脏
机制:肾小管对葡萄糖有很强的重吸收能力,肾糖阈(8.9-10-0mmol/L)血糖超过则出现糖尿
维持血糖稳定的激素
①胰高血糖素(升血糖核心作用)1.作用于肝细胞,促进分解和糖异生,抑制合成和糖酵解2.作用于脂肪细胞,促进脂肪动员,抑制合成
②胰岛素: (降血糖核心作用)1 .作用于肝细胞,促进糖原合成,抑制糖原分解和糖异生2.作用于肌细胞,促进血糖摄取和糖原合成,抑制糖原分解3.作用于脂肪细胞,促进血糖摄取和糖原转化
③肾上腺素④生长激素⑤甲状腺激素,糖皮质激素等
第五节其他单糖代谢
①果糖代谢②半乳糖代谢③甘露糖代谢
第四节糖异生
含义:糖异生是指由非糖物质合成葡萄糖的过程
糖异生的过程:1.丙酮酸羧化支路2.1,6二磷酸果糖水解3.6-磷酸葡萄糖水解
意义:①饥饿时维持血糖稳态②参与食物氨基酸的转化和储存③参与乳酸的回收和利用④肾脏糖异生促进排氨排酸
关键酶:①果糖-1,6-二磷酸酶和磷酸果糖激酶1②丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和丙酮酸激酶
糖异生的去路(饥饿时):①氧化分解提供能量(主要去路)②合成糖原③转化为其他非糖物质或糖类
第九章 脂质代谢
第一节 概述
脂质分布
脂肪
白色脂肪组织
皮下脂肪
内脏脂肪
统称脂库
功能是储存脂肪
肌细胞也储存脂肪,只为自身供能
棕色脂肪组织
类脂(结构脂)
生物膜的结构成分
脂质功能
脂肪导热性差
内脏脂肪可降低脏器之间的摩擦,保护和固定脏器
食物脂肪提供必须氨基酸,作为溶剂促进脂溶性氨基酸吸收
类脂
不饱和脂肪酸赋予膜流动性
饱和脂肪酸和胆固醇赋予膜坚固性
脂质消化
胃
胃脂肪酶由胃主细胞合成分泌
消化时不需要胆汁酸协助,进入小肠后失活
小肠
脂质主要在十二指肠和空肠部位消化
甘油三酯
胆汁分泌障碍会影响脂肪酶消化效率
甘油磷脂
胆固醇脂
未消化的食物脂质在结肠被厌氧菌水解
脂质消化产物吸收
短链、中链脂肪酸和甘油
直接被肠上皮细胞摄取,经肝门静脉进入血液循环
甘油一酯、长链脂肪酸、溶血磷脂、胆固醇和脂溶性维生素等
与胆汁酸形成更小的溶性微团
形成乳糜微粒
微团中的胆汁酸在回肠和结肠重吸收
脂质代谢一览
甘油三酯分解代谢
脂肪动员
甘油三酯被水解为甘油和脂肪酸的过程
关键成分
激素敏感性脂肪酶
关键酶
催化水解DAG的C-3酯键活性最高
脂滴包被蛋白
抑制HSL与脂滴甘油三酯接触,抑制脂肪动员
受两类激素调节
脂解激素
激活蛋白激酶A,促进脂肪动员
抗脂解激素
甘油代谢
磷酸化然后脱氢生成磷酸二羟丙酮
脂肪酸氧化
肝脏、心脏和骨骼肌氧化量最多
脂肪酸活化与转运
肉碱脂酰转移酶I
肉碱
β氧化
在线粒体内
脱氢
合成1.5ATP
水化
再脱氢
合成2.5ATP
硫解
乙酰辅酶A氧化
1分子棕榈酸完全氧化合成106分子ATP
脂肪酸氧化调节
肉碱脂酰转移酶I为关键酶
其他氧化方式
分解代谢乱
酮体代谢
生成
缩合
加成
羟甲基戊二酰辅酶A合成酶在肝细胞线粒体内活性最高,脑细胞无
裂解
线粒体羟甲基戊二酰辅酶A裂解酶活性最高,脑、骨骼肌最低
还原
脱羧
酮体利用
线粒体琥珀酰辅酶A转移酶在肝细胞无
丙酮不能被利用,由肺呼出
生理意义
子主题
子主题
第二节 甘油三酯代谢
甘油三酯分解代谢
脂肪动员
甘油三酯被水解为甘油和脂肪酸的过程
关键成分
激素敏感性脂肪酶
关键酶
催化水解DAG的C-3酯键活性最高
脂滴包被蛋白
抑制HSL与脂滴甘油三酯接触,抑制脂肪动员
受两类激素调节
脂解激素
激活蛋白激酶A,促进脂肪动员
抗脂解激素
甘油代谢
磷酸化然后脱氢生成磷酸二羟丙酮
脂肪酸氧化
肝脏、心脏和骨骼肌氧化量最多
脂肪酸活化与转运
肉碱脂酰转移酶I
肉碱
β氧化
在线粒体内
脱氢
合成1.5ATP
水化
再脱氢
合成2.5ATP
硫解
乙酰辅酶A氧化
1分子棕榈酸完全氧化合成106分子ATP
脂肪酸氧化调节
肉碱脂酰转移酶I为关键酶
其他氧化方式
分解代谢乱
酮体代谢
生成
缩合
加成
羟甲基戊二酰辅酶A合成酶在肝细胞线粒体内活性最高,脑细胞无
裂解
线粒体羟甲基戊二酰辅酶A裂解酶活性最高,脑、骨骼肌最低
还原
脱羧
酮体利用
线粒体琥珀酰辅酶A转移酶在肝细胞无
丙酮不能被利用,由肺呼出
生理意义
是乙酰辅酶A转运和运输形式
空腹状态下心肌和骨骼肌所需能量由其提供
酮体代谢乱
甘油三酯合成代谢
脂肪酸合成
乙酰辅酶A转运
柠檬酸-苹果酸循环
柠檬酸-丙酮酸循环
乙酰辅酶A活化
棕榈酸合成
脂肪酸延长
不饱和脂肪酸合成
脂肪酸合成调节
3-磷酸甘油合成
甘油三酯合成
合成过程
部位和意义
主要在肝脏合成
意义
激素对甘油三酯代谢的调节
胰岛素
胰高血糖素和肾上腺素
糖皮质激素
脂肪因子
第三节 磷脂代谢
甘油磷脂代谢
甘油磷脂合成
合成部位
滑面内质网胞质面
合成原料
合成过程
甘油磷脂分解
鞘磷脂代谢
第六节 脂质代谢紊乱
高脂血症
家族性高胆固醇血症
动脉粥样硬化和冠心病
黄色瘤
子主题
第五节 血脂和血浆脂蛋白
血脂是血浆中所含脂质的统称
血浆脂蛋白是脂质在血浆中的存在形式和运输形式(由脂质和蛋白质非共价结合形成的球星颗粒)
第四节 类固醇代谢
胆固醇合成
合成部位:各种有核细胞,肝脏合成最多
合成原料:乙酰辅酶A,NADPH,ATP
合成过程
合成甲羟戊酸
2乙酰辅酶A→乙酰乙酰辅酶A+乙酰辅酶A→羟甲基二酰辅酶A(细胞质)
羟甲基二酰辅酶A+NADPH→甲羟戊酸(内质网)(反应由羟甲基戊二酰辅酶A还原酶催化)
合成鲨烯
甲羟戊酸→二甲基丙烯焦磷酸+异戊烯焦磷酸,2异戊烯焦磷酸+二甲基丙烯焦磷酸→焦磷酸法尼脂(细胞质)
2焦磷酸法尼脂→鲨烯(内质网)
生成胆固醇
鲨烯经过两步酶促反应环化生成羊毛固醇
羊毛固醇经过氧化,脱羧,还原等19步反应生成胆固醇
胆固醇酯化
细胞内酯化
肝细胞和小肠上皮细胞
胆固醇与脂酰辅酶A缩合成胆固醇酯
由脂酰辅酶A-胆固醇酰基转移酶催化
血浆中酯化
血浆高密度脂蛋白
胆固醇从磷脂酰胆碱活得C-2脂酰基生成胆固醇酯和2-溶血磷脂酰胆碱
由卵磷脂-胆固醇酰基转移酶催化
胆固醇转化和排泄
转化成一些重要物质,包括胆汁酸和类胆固醇激素
随胆汁排出小肠;随胆汁酸排入小肠;以原形通过皮脂腺排泄
胆固醇代谢调节
吸收调节
代谢调节
第十章 氨基酸代谢
第一节 概述
蛋白质的营养作用
构成组织细胞的重要成分
维持细胞组织的生长、发育、更新和修复
参与体内多种重要生理活动
氧化供能
一般成年人每日有18%的能量来自蛋白质
蛋白质的需要量和营养价值
氮平衡
反映机体内蛋白质代谢概况的一项指标,是指机体从食物中摄入氮与排泄氮之间的关系
总氮平衡
每日摄入氮=排出氮
反应正常成年人的蛋白质代谢情况
每日体内蛋白质合成的量与分解的量相当
正氮平衡
每日摄入氮>排出氮
见于儿童、孕妇及恢复期的患者
负氮平衡
每日摄入氮<排出氮
见于蛋白质摄入量不足
饥饿,消耗性疾病或长期营养不良
生理需要量
正常成人在食用不含蛋白质的食物时,每日排氮量约3.18g,即相当于分解了蛋白质约20g
成人每日最低需要食入蛋白质30~50g
我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g
蛋白质的营养价值
蛋白质的含量
一种食物的蛋白质含量多少是评定其营养价值的重要前提
蛋白质的消化率
蛋白质的消化率受人体和食物两方面多因素的影响
蛋白质的利用率
也称蛋白质的生理价值或生物价
是指食物蛋白质消化吸收后在体内被利用的程度
食物蛋白的消化
胃中的消化
胃蛋白酶原
胃液中的胃蛋白酶由胃黏膜主细胞合成并分泌
小肠的消化
小肠是蛋白质消化的主要场所
内肽酶
水解蛋白质内部肽键
胃蛋白酶、胰蛋白酶
外肽键
从肽键两端开始水解
氨基肽酶、羧基肽酶A和B
蛋白质的腐败作用
肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其产物所引起的作用称为蛋白质的腐败作用
假神经递质
化学结构与儿茶酚胺相似
肝性脑病的假神经递质学说
氨的生成
氨基酸脱氨
尿素水解
第二节 氨基酸的一般代谢
氨基酸的脱氨基
转氨基
转氨基作用
转氨酶
转氨酶主要存在于细胞内,血清中活性很低
急性肝炎患者血清HLT活性显著增高
心肌梗死患者血清ASL明显上升
不能进行转氨基作用
赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸
生理意义
是体内合成非必需氨基酸的重要途径
特点
只有氨基的转移,没有氨的生成
催化的反应可逆
其辅酶都是磷酸吡哆醛(维生素B6的磷酸酯)
丙氨酸氨基转移酶(ALT)
又称谷丙转氨酶(GPT)
肝、肾
天冬氨酸氨基转移酶(AST)
又称谷草转氨酶(GOT)
心、肝
氧化脱氨基
特点
有氨生成
氨基酸氧化酶
活性不高
L型
辅基
FMN
D型
辅基
FAD
L-谷氨酸脱氢酶
广泛分布于肝、肾和脑等组织,活性强
但骨骼肌和心肌活性较低
辅酶
NAD+或NADP+
是唯一既能利用NAD+又能利用NADP+接受还原当量的酶
是一种变构酶
变构抑制剂
GTP、ATP
变构激活剂
GDP、ADP
专一性强,只作用于谷氨酸,催化可逆
联合脱氨基
特点
有氨生成,反应可逆
转氨酶
谷氨酸脱氢酶
也是体内合成非必需氨基酸的主要途径
肝、肾等组织主要脱氢途径
其他脱氨基
丝氨酸 苏氨酸
天冬氨酸
组氨酸
谷氨酰胺 天冬酰胺
氨代谢
来源
氨基酸脱氨基(主要)
其他含氮物质分解
肠道菌群的腐败作用
谷氨酰胺在肾远曲小管的水解
去路
肝脏合成尿素,经肾脏排泄
合成非必须氨基酸 嘌呤碱基 嘧啶碱基等含氮化合物
由谷氨酰胺运输到肾脏并转化成NH4后随尿液排泄
体内的氨主要在肝合成尿素解毒
氨的运输
谷氨酰胺的运氨作用
脑、肌肉
谷氨酰胺既是氨的解毒产物,也是氨的储存及运输形式
临床上对氨中毒患者可服用或输入谷氨酸盐以降低氨的浓度
丙氨酸-葡萄糖循环
肌肉
通过这个循环,既可使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝, 同时,肝又为肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖
尿素合成(主要)
合成部位
肝脏线粒体及胞质中
肝是合成尿素的最主要器官,肾、脑也能合成微量
鸟氨酸循环(尿素循环、Krebs-Henseleit循环)
氨基甲酰磷酸的合成
ATP、Mg2+`N-乙酰谷氨酸(AGA)
线粒体
氨基甲酰磷酸合成酶I(CPS-I)
是鸟氨酸循环启动前的关键酶,也是尿素合成的关键酶
该反应消耗了2分子ATP,属于不可逆反应
第一个氨来自氨基酸脱氨产生的氨
缩合
氨甲酰磷酸与鸟氨酸
鸟氨酸氨基甲酰转移酶
线粒体
合成精氨琥珀酸生成
瓜氨酸与天冬氨酸
胞质
精氨琥珀酸合成酶
天冬氨酸提供了尿素分子的第二个氮原子
裂解
精氨琥珀酸裂解生成精氨酸与延胡索酸
精氨酸水解生成尿素
肝型细胞精氨酸酶
尿素合成生理意义
氨具有毒性,尿素是氨的主要排泄形式;尿素合成还调节体内酸碱平衡
α-酮酸的代谢
氧化供能
α-酮酸分解成乙酰辅酶a,参与三羧酸循环
转变成糖及脂质
生糖氨基酸
在体内可以转变为糖的氨基酸
生酮氨基酸
能转变为酮体
生糖兼生酮氨基酸
经氨基化生成非必需氨基酸
第三节氨基酸的特殊代谢
氨基酸的脱羧作用
氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛
γ-氨基丁酸(GABA)
是中枢神经抑制性神经递质,对中枢神经有抑制作用
谷氨酸-->γ氨基丁酸
组胺
组氨酸-->组胺
牛磺酸
半胱氨酸-->磺酸丙氨酸-->牛磺酸
中枢神经抑制性神经递质
5-羟色胺
很强缩血管作用,但能扩张骨骼肌血管
色氨酸-->5-羟色胺
多胺
调节细胞生长
鸟氨酸-->腐胺
一碳单位的代谢
某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的有机基团
包括
甲基—CH3— 亚甲基—CH2— 次甲基—CH= 甲酰基—CHO— 亚氨甲基—CH=NH
一碳单位不能游离存在,一碳单位与四氢叶酸结合而进行转运并参与代谢
四氢叶酸(FH4)是一碳单位的运载体和代谢的辅酶
能产生一碳单位的氨基酸
丝氨酸、甘氨酸、组氨酸和色氨酸
生理功能
参与许多物质的甲基化过程
参与嘌呤、嘧啶核苷酸等的合成
代谢障碍会引起巨幼红细胞性贫血
磺胺类药及氨甲喋呤等的作用位点
含硫氨基酸的代谢
甲硫氨酸、半胱氨酸、胱氨酸
蛋氨酸循环
四氢叶酸再生
蛋氨酸活化
SAM转氨基
同型半胱氨酸再生
半胱氨酸代谢
氧化脱羧生成牛磺酸
氧化分解产生活性硫酸
合成还原性谷胱甘肽
芳香组氨基酸的代谢
1.生成酪氨酸
苯丙氨酸主要代谢是经羟化作用生成酪氨酸
2.生成蹦丙酮酸与苯丙酮酸尿症
当苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏,苯丙氨酸累积,转氨基作用生成苯丙酮酸,尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物
苯丙酮尿症为常染色体隐性遗传病
3.儿茶酚胺的合成
酪氨酸
酪氨酸羟化酶
4.黑色素的合成与白化病
酪氨酸
第四节 激素对蛋白质代谢的调节
调节蛋白质代谢的激素
胰岛素
生长激素
性激素
甲状腺激素
肾上腺素和糖皮质激素
第十四章 肝胆生化
第一节 肝脏形态结构与化学组成
1.肝脏形态结构
(1)肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应;
(2)肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道;
(3)肝具有丰富的肝血窦,血液缓慢,与肝细胞接触面积大、时间长;
2.肝脏组织化学组成特点
(4)肝细胞含有丰富的细胞器如内质网、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体等,及丰富的酶体系,有些甚至是肝所独有的。
(5)微粒体:在细胞匀浆中由内质网碎片形成,富含羟化酶,可以通过超速离心分离。不是细胞器。
第二节 肝脏物质代谢
一、肝糖代谢:肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官
1.饱食状态:葡萄糖被合成肝糖原
2.空腹状态:肝糖原分解成血糖
3.饥饿状态:非糖物质通过糖异生途径变为血糖
二、肝脂质代谢:肝在脂质代谢中占据中心地位
1.脂质消化吸收:参与脂质的消化吸收;
(1)约80%胆固醇→胆汁酸盐
(2)肝功能低下或胆道堵塞,会导致脂质消化不良,厌油腻及出现脂肪泻。
2.脂肪酸合成、分解和改造:是脂肪酸合成、分解和改造的重要场所;
子主题
3.甘油三脂和磷脂合成:是甘油三脂和磷酸合成的主要场所
(1)饱食状态:糖→脂质;并与外源性脂质一起以VLDL形式分泌入血,供其他组织器官摄取利用;
(2)肝是合成磷脂最活跃的器官(利用糖和某些氨基酸合成磷脂,是血浆中磷脂的主要来源)。
4.酮体生成:是酮体生成的唯一场所
饥饿状态:脂肪动员→氧化利用、酮体生成;
5.胆固醇代谢:是胆固醇代谢的主要器官
(1)血胆固醇主要来源 (占全身合成总量70~80%);
(2)分泌卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(LCAT),与HDL共同清除血胆固醇;
(3)胆固醇转化及排泄。
6.其他:
(1)合成分泌白蛋白是血浆游离脂肪酸的运输工具;
(2)合成app C-II,是脂蛋白酯酶的激活剂。
三、肝蛋白质代谢:肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃
1.是合成蛋白质的重要场所;
(1)肝内蛋白合成量大:占全身合成量40%
(2)肝内蛋白更新快
(3)肝内可以合成90%血浆蛋白:
白蛋白(A)、纤维蛋白原、凝血酶原——只在肝内合成;
α1、α2-球蛋白——主要在肝内合成;
β-球蛋白——较大部分在肝内合成;
2.是氨基酸分解的主要场所
(1)肝内含有丰富氨基酸代谢酶:转氨酶、脱氨基、脱羧基等;
(2)两种重要转氨酶:GPT(ALT)、GOT(AST)
(3)乳酸脱氢酶:LDH₅
3.是尿素合成的唯一场所
80%~95%的NH₃在肝内合成尿素,以解除NH₃毒。
四、肝参与多种维生素的代谢
1.合成和分泌胆汁→帮助脂溶性维生素的吸收
2.在血浆中运输维生素的蛋白质主要由肝脏合成
3.肝脏直接参与维生素的活化
4.肝脏能储存多种维生素
五、肝激素代谢:肝脏在激素代谢中的作用
1.激素灭活:激素发挥作用后→大多在肝内代谢转化、灭活→随胆汁分泌,排出体外。
2.激素活化:四碘甲状腺原氨酸活化(脱碘),转化为活性更高的三碘甲状腺原氨酸。
第三节 生物转化
生物转化
有些非营养物质可直接排出体外,例如二氧化碳,有些需先进行转化,最终增加其极性和水溶性,使其易于随胆汁排出或经肾脏排泄,这一过程称为生物转化
非营养物质
内源性:
有待灭活的激素和神经递质等活性物质、血红素等有机体不再需要的物质,也包括氨等毒物
外源性:
生物体不能合成的有机物,几乎是人工合成
一、生物转化类型
(一)第一相反应
氧化反应
细胞色素P450酶系
单胺氧化酶
醇脱氢酶和醛脱氢酶
还原反应
水解反应
(二)第二相反应
葡萄糖醛酸结合酶
硫酸结合反应
甘氨酸结合反应
谷胱甘肽结合反应
甲基结合反应
乙酰基结合反应
二、生物转化特点
连续性和多样性
解毒致毒两重性
三、生物转化影响因素
遗传多态性
年龄
性别
营养
疾病
诱导物
抑制剂
第七节 肝功能检查
1、蛋白质代谢试验
2、血清酶检查
3、胆色素代谢试验
4、生物转化及排泄试验
5、其他相关试验
第六节 药物代谢
一、药物吸收
1、口服给药
(1)药物方面
(2)胃肠功能
(3)首过代谢
(4)其他方面
2、注射给药
(1)肌肉注射和皮下给药
(2)静脉注射和动脉注射
3、吸入给药
4、经皮给药
5、舌下给药
二、药物分布
1、药物脂溶性
2、药物与血浆蛋白亲和力
3、局部pH与药物酸性
4、药物转运蛋白的数量和功能状态
5、组织器官血流量
6、特殊组织膜的屏障作用
7、毛细血管通透性
三、药物转化
概念
狭义:药物代谢仅指药物转化过程
药物转化是指药物在体内发生化学结构改变的过程,本质上属于生物转化
1、转化意义
(1)改变理化性质
(2)改变药理活性
2、转化部位:主要是肝脏,其次是肠、肾、肺、皮肤
3、转化机制:即第一相反应或第二相反应
(1)非特异性酶:指位于肝和肾上腺等内质网膜上的细胞色素P450酶系,特别是CYP1、CYP2、CYP3家族
(2)特异性酶:如乙酰胆碱脂酶、单胺氧化酶
4、转化影响因素
(1)同时服用几种药物与药物代谢酶的作用可能存在竞争
(2)通过诱导可以进行转化
四、药物排泄
1、肾脏排泄
(1)肾小球滤过
(2)肾小管分泌
(3)肾小管重吸收
2、肠道排泄
3、其他排泄
五、药物代谢研究意义
六、病原体药物代谢
第五节 胆色素代谢
产物:胆色素、胆绿素、胆红素、胆素原、胆素
主体:胆红素
一、未结合胆红素生成
1、衰老红细胞清除
2、血红蛋白解聚
3、血红素氧化
4、胆绿素还原(未结合胆红素)
二、未结合胆红素运输
三、结合胆红素生成
1、胆红素摄取
2、胆红素转化
3、胆红素排泄
四、胆红素肠道转化
1、80%~90%胆素原随粪便排出,被氧化成褐色的胆素、包括[D-]尿胆素、中胆素、粪胆素
2、10%~20%胆素原在回肠末端和结肠部位重吸收,经肝门静脉入肝
五、胆红素代谢异常
溶血性黄疸(肝前性黄疸)
肝细胞性黄疸(肝源性黄疸)
阻塞性黄疸(肝后性黄疸)
第四节 胆汁酸代谢
胆汁酸种类
根据转化程度分类
游离胆汁酸:包括胆酸等
结合胆汁酸:游离胆汁酸与甘氨酸或牛硫酸结合的产物,包括甘氨胆酸
根据来源分类
初级胆汁酸(甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸)
次级胆汁酸(甘氨脱氧胆酸、牛磺脱氧胆酸、甘氨石胆酸、牛磺石胆酸)
胆汁酸功能
参与脂质消化吸收
抑制胆汁胆固醇析出
胆固醇的重要排泄形式
具有极强的利胆作用
胆汁酸代谢及肠肝循环
(1)初级游离胆汁酸生成
场所:内质网(微粒体)
胆固醇7a-羟化酶
(2)初级结合胆汁酸生成
肝细胞过氧化物酶体内
(3)次级游离胆汁酸生成
场所:小肠
(4)次级结合胆汁酸生成
场所:肝脏
(5)胆汁酸肠肝循环
胆汁酸作为胆汁主要成分→排入十二指肠→参与脂质消化吸收
重吸收
胆汁酸代谢调节
关键酶:胆固醇7a-羟化酶
水平调节:
胆汁酸(鹅脱氧胆酸)
胆固醇诱导
胰岛素、胰高血糖素、糖皮质激素、甲状腺激素、生长激素、维生素C
胆汁酸重吸收障碍,如回肠切除,则其合成明显增加
胆石症
部位
胆管结石
胆囊结石
结石成分
胆固醇结石
色素性结石
混合性结石
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