中山大学生物化学考研复习笔记资料(5)

本站小编 免费考研网/2015-10-13


(2)依赖ATP 的泛素途径,在胞质中进行,主要降解异常蛋白和短寿命蛋白,此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。
2. 转氨酶 
α-酮戊二酸是多种转氨酶反应(只要有 Glu 参与)的氨基受体。所有转氨酶均以磷酸吡哆醛(PLP)为辅因子。 
在转氨酶的催化下,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,而原来的氨基酸则转变成α-酮酸,反应的实质是氨基在α-氨基酸和酮酸的转移。 
除Gly、Lys、Thr、Pro 外,AA 都能参与转氨基作用。
3. 联合脱氨基作用 
氨基酸在转氨酶作用下,将α-氨基转给α-酮戊二酸分子生成α-酮酸和谷氨酸,谷氨酸再经过L-谷氨酸脱氢酶的作用,脱去氨基产生游离氨并生成α-酮戊二酸,这种转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶的协同作用称联合脱氨基作用。 
意义:体内氨基酸脱氨基的最重要方式;体内合成非必需氨基酸的主要途径。
4. 嘌呤核苷酸循环脱氨基作用 
由转氨酶和腺苷酸脱氨酶等多种酶联合作用下脱去氨基产生游离氨的过程。关键酶的分布特点:肌肉中L-谷氨酸脱氢酶活性低,而腺苷酸脱氨酶活性高。意义:是心肌、骨骼肌和脑组织脱氨基的主要方式,实验证明脑组织细胞中的氨有50%是由该循环产生的。
5. 氨基酸的脱羧基作用 
氨基酸脱羧后生成相应的胺,有些为重要生物活性物质。 
脱羧酶的辅酶也是磷酸吡哆醛,在脱羧酶中只有组氨酸脱羧酶不需要辅酶。如脑组织中L-Glu 脱羧生成r-氨基丁酸,是重要的神经递质。His 脱羧生成组胺(又称组织胺),有降低血压的作用。Tyr 脱羧生成酪胺,有升高血压的作用。
6. 氨中毒 
氨对生物机体有毒,特别是高等动物的脑对氨极敏感,血中1%的氨会引起中枢神经中毒,因此,脱去的氨必须排出体外。氨中毒的机理:脑细胞的线粒体可将氨与α-酮戊二酸作用生成Glu,大量消耗α-酮戊二酸,影响TCA,同时大量消耗NADPH,产生肝昏迷。
7. 氨的去向 
(1)重新利用。合成氨基酸、核酸。
(2)贮存。高等植物将氨基氮以Gln,Asn 的形式储存在体内。
(3)排出体外。排氨动物:水生、海洋动物,以氨的形式排出。排尿酸动物:鸟类、爬虫类,以尿酸形式排出。排尿动物:以尿素形式排出。 
谷氨酰胺的运氨作用:Gln 是氨的一种转运形式,它主要从脑、肌肉等组织向肝或肾运送氨。Gln 是大脑等组织解氨毒和运输氨的重要形式。Gln 在肝中释放 NH3 用于合成尿素(主)。Gln 在肾小管分解产生的NH3 与H+结合成NH4+ ,中和固定酸。 
丙氨酸-葡萄糖循环:在肌肉中,糖酵解提供丙酮酸,在肝中,丙酮酸又可生成葡萄糖。肌肉运动产生大量的氨和丙酮酸,两者都要运回肝脏进一步转化,而以Ala 的形式运送,一举两得。
8. 尿素的形成 
发生部位:肝细胞线粒体和胞液,5 步反应,2 步发生在线粒体内,3 步发生在细胞溶胶。尿素循环是最早发现的代谢循环,称鸟氨酸循环。 
反应过程:①氨甲酰磷酸的合成(限速步骤)。 氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ:在线粒体中以氨作氮给体,参与尿素生物合成。氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ:在细胞溶胶中,以谷氨酸为氮给体,参与嘧啶生物合成。N-乙酰Glu 变构激活氨甲酰磷酸合酶 I。②瓜氨酸的合成 ③合成精氨琥珀酸 ④精氨琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸 ⑤Arg 水解生成鸟氨酸和尿素。在线粒体内,Asp 是尿素形成时氨基的直接供给者,又是形成腺苷酸代琥珀酸的重要物质。 
合成尿素是体内氨的主要去路(尿素是氨基酸代谢的主要终产物);尿素分子中的2个氮原子,1 个来自氨,另一个则来自天冬氨酸;C 来自CO2;反应部位:肝细胞的线粒体和胞液;合成1 分子尿素需要消耗4 个高能磷酸键(不考虑脱氢反应);意义:解氨毒---把有毒的NH3 转变成无毒的尿素;重要的酶:精氨酸代琥珀酸合成酶(限速酶, 氨基甲酰磷酸合成酶I(CPS-I)。
9. 一碳单位 
含一个碳原子的基团。包括甲基、甲烯基 、甲炔基、甲酰基 及亚氨甲基 。一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的代谢。各种不同形式的一碳单位可通过氧化还原反应相互转变。 
N5-CH3-FH4 的生成基本是不可逆的,它在体内含量最多;参与蛋氨酸循环。是联系氨基酸和核酸代谢的枢纽化合物。作为合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。参与形成SAM 而发挥转甲基作用。一碳单位代谢的障碍可造成某些疾病。 
VB12 缺乏引起巨幼红细胞性贫血的机理:VB12 缺乏→N5-CH3-FH4 的甲基不能转移甲硫氨酸生成↓→FH4 再生↓→游离FH4 含量↓ →转运其他OCU↓→核酸合成障碍→细胞分裂障碍→巨幼红细胞性贫血 
SAM 的作用:体内最重要的甲基供体(活性甲基)。
 N5-CH3-FH4 是体内甲基的间接供体。 
2.7 核酸的降解及核苷酸的代谢
1. 核苷酸的生物功能  ①合成核酸。②是多种生物合成的活性中间物。糖原合成,UDP-Glc。磷脂合成,CDP-乙醇胺,CDP-二脂酰甘油。③生物能量的载体ATP、GTP。④腺苷酸是三种重要辅酶的组分。NAD、FAD、CoA。⑤信号分子cAMP、cGMP
2. 嘌呤碱代谢的最终产物 
A、尿酸:灵长类、鸟类 B、尿囊素:哺乳动物(灵长类除外) C、尿素:大多数鱼类及两栖类动物。 
痛风是一种核酸代谢障碍疾病,由于体内大量积累尿酸而引起的。别嘌呤醇(结构与次黄嘌呤很相似)是黄嘌呤氧化酶抑制剂,治疗痛风病。 
黄嘌呤氧化酶既可以氧化次黄嘌呤,又可以氧化黄嘌呤。别嘌呤醇能够抑制其活性,是该酶的自杀性底物。可治疗通风。
3. 嘌呤核苷酸的生物合成 
从头合成:以核糖-5-P、氨基酸、CO2 和NH3 等为原料全程合成。
补救合成:利用体内的游离碱基或核苷简单合成(直接与PRPP 连接)。 
嘌呤核糖核苷酸的从头合成:嘌呤环合成的前体:CO2、甲酸盐、Gln、Asp、Gly。由5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸(5’-PRPP)开始,先合成次黄嘌呤核苷酸,然后由次黄嘌呤核苷酸(IMP)转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。 
腺嘌呤核苷酸的合成分两步:IMP 在GTP 供能下与天冬氨酸合成腺苷酸琥珀酸,然后在腺苷酸琥珀裂解酶的催化下分解成AMP 和延胡索酸,而鸟嘌呤核苷酸合成时,是由ATP供能。 
嘌呤核苷酸的抗代谢物 :筛选抗肿瘤药物,肿瘤细胞核酸合成速度快,药物能抑制。羽田杀菌素:与Asp 竞争腺苷酸琥珀酸合成酶,阻止次黄嘌呤核苷酸转化成AMP。重氮乙酰丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸:是Gln 的结构类似物,抑制Gln 参与的反应。氨基蝶呤、氨甲蝶呤 :叶酸的结构类似物,能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合,阻止FH4 的生成,从而抑制FH4 参与的各种一碳单位转移反应。 
嘌呤核苷酸代谢的“补救”途径:磷酸核糖转移酶途径(重要途径)。嘌呤碱和5-PRPP在特异的磷酸核糖转移酶的作用下生成嘌呤核苷酸。 
Lesch-Nyhan 综合征(自残症)缺乏次黄嘌呤一鸟嘌呤磷酸核糖转移酶。 
核苷激酶途径(生物体内只发现有腺苷激酶):腺嘌呤在核苷磷酸化酶作用下转化为腺嘌呤核苷,后者在核苷磷酸激酶的作用下与ATP 反应,生成腺嘌呤核苷酸。 
生理意义: 1)节省从头合成时的能量和氨基酸消耗; 2)体内的脑、骨髓等器官, 因缺乏有关的酶,通过补救合成嘌呤核苷酸。
4. 嘧啶核糖核苷酸的合成 
嘌呤类在磷酸核糖焦磷酸 PRPP (核糖-5-P 的活化态)的基础上逐步构建嘌呤环(次黄嘌呤核苷酸IMP),嘧啶类则是先形成尿嘧啶后再与PRPP 连接。原料:Asp、Gln 和 CO2。关键酶:胞浆中氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ (CPS II)。细菌只有一种CPS,能够合成Arg 和嘧啶;嘧啶核苷酸合成先形成嘧啶环,再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸,然后脱羧生成尿嘧啶核苷酸,然后转化为其他。5-氟尿嘧啶抑制胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成。5-氟尿嘧啶在人体内转变成相应的核苷酸,再转变成脱氧核苷酸,可抑制脱氧胸腺嘧啶核酸合成酶,干扰尿嘧啶脱氧核苷酸经甲基化生成脱氧胸苷的过程,DNA 合成受阻。 
5. 脱氧核糖核苷酸的合成
脱氧核糖核苷酸是由相应的核糖核苷酸衍生而来的。腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶核糖核苷酸经还原,将核糖第二位碳原子的氧脱去,即成为相应的脱氧核糖核苷酸。 
胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸:先由尿嘧啶核糖核苷酸还原形成尿嘧啶脱氧核糖核苷酸,然后尿嘧啶再经甲基化转变成胸腺嘧啶。还原反应一般在核苷二磷酸(NDP)水平上进行(dTMP 例外)。dTMP 是在一磷酸核苷水平上由dUMP→dTMP,以后再经磷酸化生成dTDP和dTTP。UMP 转化为CMP 是在三磷酸水平上的。胸腺嘧啶核苷酸的合成中甲基供体是四氢叶酸,而不是SAM。
6. 辅酶核苷酸的生物合成 
辅酶核苷酸: NAD、NADP、 FMN、 FAD、 CoA 
烟酰胺核苷酸的合成(NAD 、NADP):NAD、NADP 是脱氢辅酶,在生物氧化还原系统中传递氢。 
NAD 的合成途径:(1)烟酸单核苷酸焦磷酸化酶(2)脱酰胺-NAD 焦磷酸化酶(3)NAD 合成酶。 
NADP 的合成:NAD 激酶催化NAD 与ATP 反应,使NAD 的腺苷酸残基的核糖2’-OH 磷酸化,生成NADP。 
辅酶A 的合成: 前体:腺苷酸、泛酸、巯基乙胺、磷酸途径 
3 .分子生物学-信息途径
3.1 DNA 的复制 
1. DNA 复制的特征 
半保留复制、半不连续复制、双向复制 
复制单位:复制子,基因组能独立进行复制的单位,每个复制子都含有一个复制起点。原核生物的DNA 和真核生物细胞器的DNA 是单个复制子,真核生物染色体DNA 是多复制子,都在一个固定的起点开始复制。有时两条链的复制起点并不在同一点上(不对称复制,如D 环复制)。复制方 向大多数是双向的(等速进行或异速进行),形成两个复制叉,少数是单向复制,形成一个复制叉。 
复制方式:滚环式,如:噬菌体ΦX174;D-环式,如:线粒体、叶绿体DNA 复制;直线双向复制,真核染色体DNA 采用这种方式。真核生物每个染色体有多个起始点,是多复制子的复制。  真核生物染色体DNA 的复制速度比原核生物的慢。
2. 原核生物DNA 聚合反应有关的酶类 
1. DNA 聚合酶;2. 拓扑异构酶:兼具内切酶和连接酶活力,能迅速将DNA 超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态,便于解链。3. DNA 解链酶。单链结合蛋白(SSB):结合在解开的DNA 单链上,防止重新形成双螺旋。4. 引物酶和引发体:启动RNA 引物链的合成。5. DNA 连接酶  拓扑异构酶:拓扑异构酶Ⅰ可使DNA 双链中的一条链切断,松开双螺旋后再将DNA链连接起来,从而避免出现链的缠绕。
拓扑异构酶Ⅱ可切断DNA 双链,使DNA 的超螺旋松解后,再将其连接起来。
 E.coli. DNA 聚合酶I(Kornberg 酶):单体酶,含一个Zn2+。用蛋白水解酶将DNA  聚合酶I 部分水解可得:大片段(Klenow),活性:5’→ 3’聚合活性、3’→ 5’外切活性。小片段,活性:5’→ 3’外切活性(只作用于双链DNA 的碱基配对部分,切除修复)。Klenow 片段的用途:a.补齐DNA 3,隐缩未端;b.标记DNA 片段未端;c.cDNA 合成第二链 d.DNA 测序。功能:对复制中的错误进行校读,对复制和修复中出现的空隙进行填补。E.coli. DNA 聚合酶Ⅱ:单体酶,可能在DNA 的修复中起某中作用。基因发生突变,细菌依然能存活
 E.coli.DNA 聚合酶Ⅲ(复制酶):寡聚酶,全酶由10 种共22 个亚基组成,α、ε和θ三种亚基组成核心酶。DNA 聚合酶Ⅲ是合成新链DNA 主要的酶,又称复制酶。5’→3’外切酶活性只作用于单链DNA。 
DNA 连接酶:大肠杆菌和其他细菌的DNA 连接酶以NAD 作为能量来源,动物细胞和噬菌体的连接酶以ATP 作为能量来源。
3. 原核生物的DNA 复制的过程 
预引发、引发、复制的延伸、复制的终止  在原核生物中,参与DNA 复制延长的是DNA 聚合酶Ⅲ;而在真核生物中,是DNA聚合酶α(延长随从链)和δ(延长领头链)。子代链的聚合方向都是5‘→3’。 

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