6糖脂代谢核酸蛋白质合成

null糖代谢 (Carbohydrate Metabolism)糖代谢 (Carbohydrate Metabolism) 第Ⅰ阶段，有机物分解为它们的组成前体物质。 第Ⅱ阶段，小的燃料分子分解为几种常见的中间物，主要是丙酮酸和乙酰-CoA，可放出少量能量。 第Ⅲ阶段，有一条途径组成，即Krebs循环，又叫柠檬酸循环或三羧酸(TCA)循环。中间物被完全氧化成CO2，生成的电子传递给NAD+并释放少量能量，其中的中间物又可作为生物合成的原料。 第Ⅳ阶段，包括电子传递和氧化磷酸化，电子传递给O2，H2O生成，释放的大量能量用于ATP的生成。 糖酵解（Glycolysis）与 发酵（Fermentation）糖酵解（Glycolysis）与 发酵（Fermentation）无氧条件下糖的降解过程，糖经一系列的酶促反应变成丙酮酸，并生成ATP，是一切生物细胞中Glc分解产生能量的共同代谢途径，也称Glycolytic pathway，或Embden-Meyerhof-Parnas(EMP) pathway。 厌氧生物（酵母及其他微生物）把酵解中生成的NADH+H+用于还原丙酮酸生成乙醛，进而产生乙醇，称为乙醇（酒精）发酵。 肌肉等组织或微生物在无氧或暂时缺氧条件下，酵解中生成的NADH+H+用于把丙酮酸乳酸，称为乳酸发酵。 碳水化合物进入 酵解途径的前奏碳水化合物进入 酵解途径的前奏 除葡萄糖以外，其他碳水化合物通过酵解进入分解代谢，必须首先转变为酵解途径的任一中间物。最重要的是贮存多糖（淀粉和糖元）、二糖（麦芽糖、乳糖、蔗糖、海藻糖）及单糖（果糖、甘露糖、半乳糖）。 糖元和淀粉通过相应的磷酸化酶、磷酸葡萄糖变位酶生成G-6-P进入酵解。其他单糖可形成多个分支点的中间屋进入酵解。null糖酵解null糖酵解EMP的能量消耗与生成EMP的能量消耗与生成丙酮酸的代谢命运丙酮酸的代谢命运 1）无氧条件下，丙酮酸转变为乳酸。 2）无氧条件下，丙酮酸转变为乙醛，进而生成乙醇。 3）有氧条件下，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA，进入三羧酸循环，氧化供能（乙酰-CoA在能量状态高的情况下可用于合成脂类物质）。 4) 丙酮酸作为其他物质合成的前体（如Ala）。 NADH+H+的命运NADH+H+的命运无氧条件下: 通过乙醇发酵受氢，解决重氧化 通过乳酸发酵受氢，解决重氧化 有氧条件下: 通过呼吸链递氢，最终生成H2O,并生成ATP。 酵解途径酵解途径EMP的说明EMP的说明 1）己糖激酶(hexokinase) 需要Mg2+或其他二价阳离子及ATP供能，反应不可逆，是酵解过程的第一个调节（别构）酶，肌肉中受产物G-6-P强烈别构抑制。肝脏中主要是以glucokinase存在，对Glc有特异活性，不受G-6-P的抑制。 2）果糖磷酸激酶（phosphofructokinase），需要Mg2+及ATP，是酵解途径的关键反应(committed step, key reaction, rate-limiting reaction)酶，酵解进行的速度取决于该酶的活性，酶的调节也是别构调节，ATP对其有抑制效应，柠檬酸及脂肪酸的存在会加强ATP的抑制作用，AMP、ADP及Pi可消除抑制。EMP的说明（续）EMP的说明（续） 3）3-P-甘油醛dHE(phosphoglyceraldehyde dHE) 活性中心在酶的Cys-SH上，NAD+与酶紧密结合，受氢还原后与酶脱离，磷酸攻击硫酯键生成1，3-二磷酸甘油酸。只有NAD+不断取代NADH才能保持酶的催化活力，否则酵解就要停止。ICH2COOH与-SH反应，可强烈抑制酶的活性。 4）烯醇（化）酶（enolase） 有Mg2+或Mn2+存在时，酶才有活性，F-能与Mg2+形成络合物并结合在酶上而抑制酶的活性。 5）丙酮酸激酶（pyruvate kinase）别构调节酶，需要Mg2+，K+，催化的反应有ATP生成，是酵解途径的重要调节酶，长链脂肪酸、乙酰CoA、ATP、Ala等均抑制酶活；F-1,6-diP可活化此酶。 6）整个酵解途径的反应1、3、10为严格不可逆。EMP 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf EMP总结 1) 无氧条件下，Glc分解为乙醇或乳酸，为无氧分解 2). 酵母等，Glc2 ethanol+2CO2 肌肉等，Glc2 lactate 3). 虽无O2参与，但有脱氢反应，H的受体为NAD+，细胞内NAD少，必需解决NADH的重氧化。 4). 两种发酵均净生成2ATP，且均为底物水平磷酸化。 5). 某些反应需要辅酶或辅助因子，如NAD+, TPP, Mg2+, K+等。 丙酮酸激酶的调节作用丙酮酸激酶的调节作用F-6-P对果糖磷酸激酶的变构调节作用F-6-P对果糖磷酸激酶的变构调节作用磷酸果糖激酶-1的活力大肠杆菌PFK四亚基中的两个果糖1,6-二磷酸ADPF-6-P对果糖磷酸激酶的变构调节作用（续）F-6-P对果糖磷酸激酶的变构调节作用（续）抑制激活F-6-P和ATP对EMP的调节作用F-6-P和ATP对EMP的调节作用F-6-P对磷酸化和去磷酸化的作用F-6-P对磷酸化和去磷酸化的作用葡萄糖异生跨越了酵解磷酸果糖激酶1催化的不可逆反应葡萄糖异生跨越了酵解磷酸果糖激酶1催化的不可逆反应果糖-1，6-二磷酸酯酶1果糖磷酸激酶1柠檬酸循环是燃料物质氧化分解的中心途径柠檬酸循环是燃料物质氧化分解的中心途径丙酮酸脱氢酶复合物催化整个丙酮酸生成乙酰CoA的反应丙酮酸脱氢酶复合物催化整个丙酮酸生成乙酰CoA的反应nullPy dHE复合物的调节Py dHE复合物的调节 PyCH3CO~ScoA是一个重要的反应步骤，处于代谢的分支点，受到严密的调节作用： 1）  产物抑制 acetyl CoA和NADH都抑制Py dHE复合物，抑制作用为相应的反应物CoA及NAD+所逆转。 2） 核苷酸反馈调节(Nt feedback regulation) 整个酶体系的活性由细胞的能荷水平所调控，体系受GTP(ATP)抑制，为AMP所活化。Py dHE复合物的调节（续）Py dHE复合物的调节（续） 3） 可逆磷酸化作用的共价调节（covalent regulation），ATP存在时，Py羧化酶分子上的Ser-OH被磷酸激酶催化磷酸化而没有活性，一旦磷酸基团被磷酸酯酶催化水解 （去磷酸化）可恢复活性。 细胞内ATP/ADP,acetylCoA/CoA, NADH/NAD+高时，磷酸化作用加强；Ca2+促进去磷酸化作用，insulin也可刺激去磷酸化作用。 柠檬酸合成酶 (Citric acid synthetase) 柠檬酸合成酶 (Citric acid synthetase) 催化TCA的第一步反应，反应先生成柠檬酰CoA，再水解为柠檬酸，是放能反应，不可逆。是TCA的一个调节酶，活性受ATP、NADH、Succinyl－CoA及长链脂酰CoA的抑制，对于TCA是一个rate-limitting step。 氟乙酰CoA在酶的作用下与草酰乙酸生成氟柠檬酸，顺乌头酸酶只识别柠檬酸，对氟柠檬酸没有作用，致使TCA中断，这种合成为致死合成(lethal synthesis)。在代谢研究的应用上，这被广泛用于杀虫剂或灭鼠药的生产。 TCA循环过程TCA循环过程TCA简图TCA简图-酮戊二酸dHE-酮戊二酸dHE 与Py dHE复合物的组成及作用非常相似，包括三个酶组分： 1）-酮戊二酸 dHE(E1’) 2）  琥珀酰转移酶(E2’) 3）  二氢硫辛酸dHE(E3’) 还有六种辅助因子：TPP, CoA, FAD, NAD+, Lipoic acid(Lipoamide)及Mg2+。催化反应： -Ketoglutarate+CoA+NAD+ succinyl CoA+CO2+NADH+H+ 酶也是调节酶，受产物NADH, succinyl CoA和Ca2+抑制；ATP、 GTP对酶有反馈抑制；不受磷酸化的共价调节。 null TCA是两用途径回补反应回补反应原核、真核肝脏和肾脏植物、细菌心脏、骨骼肌乙醛酸循环(Glyoxylate Cycle) 乙醛酸循环(Glyoxylate Cycle) 微生物和植物可以在产乙酸或产生acetyl CoA的化合物中生长，因为它们存在两种酶：异柠檬酸裂解酶（isocitrate lyase）和苹果酸合成酶（malate synthetase），这样可使TCA循环中的异柠檬酸不经脱羧而被裂解酶裂解为琥珀酸和乙醛酸，乙醛酸与另一分子acetyl CoA在苹果酸合成酶作用下缩合形成苹果酸。 意义：连接糖与脂的相互转变； 协同TCA，造成C4的赢余乙醛酸(Glyoxylate)循环乙醛酸(Glyoxylate)循环乙醛酸循环和TCA循环的关系乙醛酸循环和TCA循环的关系异柠檬酸脱氢酶活性的调节决定异柠檬酸向乙醛酸循环还是TCA循环异柠檬酸脱氢酶活性的调节决定异柠檬酸向乙醛酸循环还是TCA循环TCA的调节TCA的调节1.底物的有效性 2.产物的反馈抑制 3.变构反馈抑制TCA循环的调节TCA循环的调节葡萄糖代谢的调节葡萄糖代谢的调节糖代谢调节1糖代谢调节1糖代谢调节2糖代谢调节2糖元异生糖元异生 由非糖物质合成葡萄糖对于哺乳动物绝对必需，因脑、神经系统、红细胞、睾丸、肾上腺髓质、胚胎组织等首选血液中的葡萄糖作为他们唯一的或主要的燃料分子。人脑每天需要超过120g 的葡萄糖。 由非己糖前体合成葡萄糖的过程称为糖元异生。糖元异生发生于所有动物、植物、真菌和微生物，过程相似。 糖元异生（续）糖元异生（续） 哺乳动物糖元异生的前体物质主要有乳酸、丙酮酸、甘油和一些氨基酸。高等动物糖元异生绝大多数发生于肝脏，极少部分发生于肾皮质。 植物萌发时，贮存的甘油三酯和蛋白质通过糖异生转变为蔗糖运送到生长的植物，葡萄糖及其衍生物是植物细胞壁、核苷酸、辅酶及其他重要代谢物的合成前体。 许多微生物可以生长在简单有机物如乙酸、乳酸、丙酸等条件下，通过糖异生把它们转变为葡萄糖。异生与酵解异生与酵解 哺乳动物糖异生发生于肝脏，异生过程似乎是酵解过程的逆转反应，两者都发生于胞质，必需有相互和协作的调节。但过程也不是独特的，因为两者享有几步共同的反应步骤，十步反应的七步酶促反应是酵解过程的逆反应。 酵解过程的三步不可逆反应在体内不能被用于异生，必需有不同的酶催化反应来逾越三步不可逆反应。酵解和糖元异生是相反的过程酵解和糖元异生是相反的过程酵解的三步不可逆反应酵解的三步不可逆反应 己糖激酶 1. Glucose+ATPG-6-P+ADP 磷酸果糖激酶 2. F-6-P+ATP F-1,6-dip+ADP 丙酮酸激酶 3. PEP+ADP Pyruvate+ATPPy生成PEPPy生成PEPnull糖元异生的前体物质 糖元异生的前体物质 1） 凡可生成Py的物质，包括TCA的中间产物，但乙酰CoA不能作为糖异生的前体； 2） 大多氨基酸是生糖氨基酸，如Ala, Glu, Asp, Ser, Cys, Gly, Arg, His, Thr, Pro, Gln, Asn, Met, Val等，分别变为丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸等进入糖异生； 3） 肌肉剧烈运动产生的大量乳酸； 4) 反刍动物分解纤维素产生的乙酸、丙酸、丁酸等 5) 奇数脂肪酸分解产生的琥珀酰CoA等。 “无效循环”－Futile Cycle“无效循环”－Futile Cycle 生物组织内由两个不同的酶催化两个相反的代谢途径，反应的一方需要高能化合物如ATP参与，而另一方则自动进行，这样循环的结果只是ATP被水解了，而其他反应物并无变化，这种循环被称为“无效循环”（Futile cycle)。 肝脏中有酵解和异生的完整酶系，可能存在３种无效循环。 　　意义：产生热能、扩大代谢的调控。磷酸己糖支路(HMP) 磷酸己糖支路(HMP) 又称己糖单磷酸途径，戊糖(磷酸)支路[hexose monophosphate pathway(shunt), pentose phosphate shunt]。Racker(1954)、Gunsalus(1955)发现，组织中添加酵解抑制剂，Glc仍可被消耗，即Glc还有其他的代谢支路。整个途径分为两个阶段: 氧化阶段：Glc经脱氢、脱羧变为磷酸戊糖 非氧化阶段，戊糖经几种不同碳数的糖的转化，最终重新合成己糖。两个关键酶催化其中的反应，即转羟乙醛基（转酮）酶（transketolase）和转二羟丙酮基（转醛）酶(transaldolase)。 戊糖磷酸支路的 氧化反应戊糖磷酸支路的 氧化反应戊糖磷酸支路的非氧化反应戊糖磷酸支路的非氧化反应戊糖磷酸支路的 碳架转变戊糖磷酸支路的 碳架转变HMP的两个关键酶HMP的两个关键酶转酮酶或转羟乙醛基酶转醛酶或转二羟丙酮基酶HMP途径的意义 HMP途径的意义 1）   产生NADPH，为生物合成提供还原力，如脂肪酸合成、固醇合成； 2）    产生磷酸戊糖，参与核酸代谢； 3）  NADPH使红细胞内GSSGGSH, 对维持红细胞的还原性重要； 4）    非线粒体氧化体系中有重要作用； 5) 植物光合作用CO2合成Glc的部分反应途径。 糖醛酸途径（Glucuronic Acid Pathway,Uronic Acid Pathway） 糖醛酸途径（Glucuronic Acid Pathway,Uronic Acid Pathway） 由G-6-P或G-1-P开始，经UDP-glucuronic acid的代谢途径。 （1）G-6-P转化为UDPG，再由NAD连接的脱氢酶催化，氧化为UDP-GlcUA； （2）抗坏血酸的合成； （3）UDP-GlcUA生成UDP-Iduronate; （4）UDP-GlcUA与药物或异物作用，生成水溶性加成物由尿中排出； （5）GlcUA经脱氢、脱羧等生成(磷酸)木酮糖与HMP相联。 糖醛酸途径糖醛酸途径糖醛酸途径（续）糖醛酸途径（续）糖醛酸途径的意义糖醛酸途径的意义1） 肝脏中糖醛酸与药物或含-OH,-COOH,-NH2,-SH等异物结合，随尿、胆汁排出而解毒； 2） UDP-uronic acid 是糖醛酸基供体，可形成许多有重要功能的粘多糖； 3） 可转化为抗坏血酸（Vit C），人及其他灵长类不能合成； 4) 形成木酮糖与HMP相联系。 多糖（Polysaccharides） 多糖（Polysaccharides） 由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还原性、酸或酶的作用下可水解为双糖、寡糖或多糖，重要的有淀粉、糖元、纤维素、几丁质、粘多糖等。可分为同多糖和杂多糖。 淀粉（Starch） 淀粉（Starch） 广泛存在于植物的种子和根茎中，热水处理25分钟能溶解的部分为直链淀粉（amylose, soluble starch），不溶解的部分为支链淀粉（amylopectin） 直链淀粉平均250-300个-D-Glc通过-1，4糖苷键相连，旋转卷曲成螺旋状，每6个Glc残基盘旋一圈，与KI-I2呈（深）兰色。水解的唯一双糖为麦芽糖、唯一单糖为葡萄糖。 支链淀粉由2000-22000个Glc残基组成，大约每24-30个Glc就有一个-1，6糖苷键的分支，与KI-I2呈紫（红）色。水解时只生成一种双糖--（+）麦芽糖。 糖元（Glycogen） 糖元（Glycogen） 有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物组织内主要的贮藏多糖。肝脏、肌肉中含量多，分别称为肝糖元、己糖元。结构与支链淀粉相似，但分支长度较短，一般由8-12个Glc残基组成，分支多，分子量高达106-108。与KI-I2呈红褐色或棕红色。水解终产物是葡萄糖。 纤维素（Cellulose） 纤维素（Cellulose） 自然界中分布最广的糖，以纤维二糖（cellobiose）为基本单位缩合而成，纤维状、僵硬、不溶于水的分子，分子不分支，约由10000-15000个-D-Glc残基组成。水解需高温、高压和酸，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶（cellulase）将部分纤维素水解为葡萄糖。 几丁质（壳多糖）（Chitin） 几丁质（壳多糖）（Chitin） 存在于节肢动物昆虫、甲壳类动物外骨骼及真菌细胞壁，地球上仅次于纤维素的第二大类糖。由N-乙酰-D-葡萄糖胺以（14）糖苷键缩合而成，分子线状不分支。 几丁质系列开发在保健及医疗上的应用。 透明质酸 （Hyaluronic acid, hyaluronan） 透明质酸 （Hyaluronic acid, hyaluronan） 高等动物组织中发现，细菌中也有存在，主要存在于结缔组织如眼球玻璃体、鸡冠、脐带、软骨等组织。主要功能是在组织中吸着水，有润滑剂作用，对组织起保护作用。 糖胺聚糖中结构最简单的一种，有重复的二糖结构单位，D-GlcUA与GlcNAc以-1，3糖苷键相连，二糖单位间以-1，4连接，分子链状、无分支，分子量很大，可达1000万以上，分子中不含硫酸取代基，生理pH下为多聚阴离子。 透明质酸（Hyaluronic acid)透明质酸（Hyaluronic acid)硫酸软骨素 （Chondroitin sulfate） 硫酸软骨素 （Chondroitin sulfate） 软骨的主要成分，广泛存在于结缔组织、筋腱、皮肤等。分子量一般低于10万（约250个重复二糖），个别可超过30万，有4-硫酸软骨素（硫酸软骨素A）和6-硫酸软骨素（硫酸软骨素C）两种，二糖单位为D-GlcUA与GalNAc以-1，3相连，糖链生成后由专一性酶在4位或6位进行硫酸化。 6-硫酸软骨素6-硫酸软骨素硫酸皮肤素(Dermatan sulfate) 硫酸皮肤素(Dermatan sulfate) 又称硫酸软骨素B，最初从猪皮中分离，存在于许多动物组织，如猪肠胃黏膜、脐带、肌腱等。二糖单位为L-IduUA与GalNAc以-1，3相连。 硫酸皮肤素硫酸皮肤素肝素（Heparin） 肝素（Heparin） 最早由肝脏和心脏中分离到，以肝脏中丰富，广泛存在于哺乳动物组织和体液中，猪肠黏膜是较好的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 来源。结构复杂，由D-GlcN与L-IduUA或D-GlcUA组成二糖单位，同时C2上的-NH2和C6上的-OH分别被硫酸酯化。常被用作抗凝剂，防止血栓形成，输血时添加肝素作抗凝剂。 结合糖（复合糖，糖复合物） 结合糖（复合糖，糖复合物） 糖与非糖物质如脂类或蛋白共价结合，分别形成糖脂（Glycolipids）、糖蛋白(Glycoproteins)及蛋白多糖（proteoglycans）等糖复合物。 糖脂（Glycolipids） 糖脂（Glycolipids） 种类很多，革兰氏阴性菌细胞壁含有十分复杂的脂多糖，其分子结构一般包括三部分： 外层专一性寡糖链—中心多糖链—脂质 其中，外层部分的组分随菌株而异，可使人体致病。 脂多糖在细胞 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面与细胞的各种识别事件相关，如鞘糖脂决定人类血型A、B、O。 糖蛋白（Glycoproteins） 糖蛋白（Glycoproteins） 自然界中分布最广的一类复合糖，几乎所有的细胞都能合成糖蛋白，由短链寡糖与蛋白质共价连成，连接通过2种不同类型的糖苷键，一种是糖链上的半缩醛羟基与肽链上的Thr, Ser, HyPro, HyLys的-OH形成O-糖苷键；另一种是半缩醛羟基与肽链上的Asn的-NH2形成N-糖苷键。 蛋白聚（多）糖 （Proteoglycans） 蛋白聚（多）糖 （Proteoglycans） 蛋白质与糖胺聚糖以共价键连成的大分子复合物，糖胺聚糖链连在核心蛋白上，是具有多聚阴离子的杂多糖，由氨基己糖和己糖醛酸交替排列成线性顺序，不同部位还有硫酸取代基。有三种不同的糖肽键连接，D-Xyl与Ser的-OH形成O-糖肽键；GlcNAc与Asn形成N-糖肽键；GalNAc与Thr或Ser的-OH形成O-糖肽键。 胞外基质蛋白多糖聚合体胞外基质蛋白多糖聚合体 蛋白多糖结构 蛋白多糖结构膜蛋白多糖膜蛋白多糖脂类生物化学 （Lipids and Lipid Biochemistry） 脂类生物化学 （Lipids and Lipid Biochemistry） 生物脂类是一类范围很广的化合物，化学成分及结构差异极大，脂类定义的特点就是水不溶性(water insoluble)（即脂溶性，fat-soluble），因此，多数脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂，而不溶于水。 脂类功能 脂类功能 脂类的功能也是多样的，（1）脂肪和油是很多生物主要的能量贮存形式；（2）磷脂及固醇组成了生物膜约一半的部分；（3）有些脂类虽然数量相对较低，但在酶的辅助因子、电子载体、光吸收色素、疏水稳定体、乳化剂、激素及胞间信息等方面都起着关键作用；（4）还有些脂类有防止机械损伤及防止热量散发的保护作用。 脂类分类 脂类分类 根据化学结构及脂的组成，脂类可分为： 1．单纯脂类（质）（Simole lipids），包括脂肪、油和蜡； 2．复合脂类（Lipid complex），包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（脑苷脂和神经节苷脂）； 3．异戊二烯类（Isoprenes），包括多萜类及固醇和类固醇类。 皂化反应（Saponification）及皂化值（Saponification Number） 皂化反应（Saponification）及皂化值（Saponification Number） 甘油三酯的酯键对酸碱敏感，可被水解，脂肪在KOH或NaOH条件下加热，可产生甘油和脂肪酸的钠或钾盐，这种盐被称为皂。水解1g甘油三酯所需KOH的mg数为皂化值，从皂化值的数量可略知混合脂肪酸或混合脂肪的平均相对分子量，平均相对分子量=3561000/皂化值。 肥皂的作用是通过形成微小聚积物（胶粒）而溶解或分散水不溶性物质而达到去污的目的。 酸败（Racidity）和 酸值（Acid Number） 酸败（Racidity）和 酸值（Acid Number） 脂肪长期暴露于潮湿闷热的空气中，受到空气的作用，游离脂肪酸被氧化、断裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，产生难闻的恶臭味，称之酸败。中和1g油脂中游离脂肪酸所消耗KOH的mg数称为酸值，可表示酸败的程度。 卤化（Halogenation）和 碘价（碘化值, Iodine Number） 卤化（Halogenation）和 碘价（碘化值, Iodine Number） 油脂中不饱和双键与卤素发生加成反应，生产卤代脂肪酸，称为卤化作用。100g油脂所能吸收的碘的g数—碘值，可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。 维生素A、D、K、E 是脂溶性维生素 维生素A、D、K、E 是脂溶性维生素 维生素A, D, K, E是脂溶性维生素, 是异戊二烯类化合物, 调节生物体的代谢和一些重要的生理生化活动.胆固醇 Vit D磷脂酶的作用磷脂酶的作用 A1广泛存在于动物的细胞器、微粒体中，专一水解磷脂分子C1上的酯键，水解产物为溶血性磷脂（Lysophosphatidyl lipid)，为溶血性磷脂酶。 A2大量存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒等，专一水解C2上的酯键，产物为溶血性；为溶血性磷脂酶。 B专一水解A2水解产物1-脂酰磷脂C1上的酯键，也是溶血性磷脂酶。 C主要存在于动物脑、蛇毒和微生物中，作用于磷脂酸C3位的磷酸酯键。 D主要存在于高等植物，水解C3位第2个磷酸酯键。磷脂酶的作用位点磷脂酶的作用位点脂肪酸的β氧化脂肪酸的β氧化 FFA是人及哺乳动物的主要能源物质，除脑组织外，大多数组织都能氧化FFA，以肝脏和肌肉最为活跃。 四个阶段脂肪酸的活化――脂酰CoA的生成 脂酰基进入线粒体 脂酰CoA的β-氧化 三羧酸循环和氧化磷酸化 脂肪酸的活化脂肪酸的活化肉碱肉碱脂肪酸的转运脂肪酸的转运－氧化－氧化 酮体的生成 酮体的生成部位：肝细胞 线粒体 原料：乙酰CoA 产物：乙酰乙酸、 β羟丁酸、 丙酮null生理意义： 酮体是脂肪酸在肝脏正常代谢的中间产物，是肝脏输出能源的一种形式。 酮体分子小，水溶性大，易于通过血脑屏障和肌肉毛细血管壁，是脑组织和肌肉组织的重要能源。 正常情况下，脑组织仅能利用葡萄糖作为能源，不能氧化脂肪酸。饥饿或糖供应不足时脂肪动员，肝脏将脂肪酸转化为酮体，酮体分子小，水溶性大，易于通过血脑屏障和肌肉毛细血管壁，成为脑组织和肌肉组织主要的能源，也因此减少了作为糖异生原料的肌肉蛋白质的降解。DNA复制 DNA复制 DNA的复制 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 DNA的半保留复制 亲代DNA分子每一条链各自作为 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 ，合 成一条互补链，新合成的两条链中一条是旧链，一条为新链。 1958年Matthew Messelson and Franklin Stahl 用令人信服的实验证明了DNA的半保留复制机制 DNA复制的起点和方向 大肠杆菌复制有一个固定的起点，向两个方向进行 复制叉和复制眼 DNA复制的几种方式 形、滚环式、D型、线性染色体 DNA聚合酶 DNA聚合酶是DNA合成中起主要作用的酶，催化总反应 (dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + ppi DNA 延伸的DNA DNA聚合酶I (DNA Polymerase I、PolI) DNA聚合酶催化DNA合成的共同特点 DNA聚合酶I具有 5’ 3’聚合活性 3’ 5’外切酶活性(校阅作用 Proofreading) 5’ 3’外切酶活性 DNA复制模型DNA复制模型DNA半保留复制实验DNA半保留复制实验nullDNA聚合酶的关键特征 忠实性 催化效率 DNA聚合酶的催化活性依赖于聚合酶的持续合成能(Processivity) 大肠杆菌中至少有三种DNA聚合酶 PolI、PolII、PolIII PolI为一条多肽链，经枯草杆菌蛋白酶水解分为大片段(Klenow片段)和小片段 PolIII是大肠杆菌中最重要的复制酶，由十种亚基组成，亚基决定了PolIII全酶的持续合成能力 多聚酶链式反应 (PCR) 切口平移 (Nick translation) DNA连接酶 (DNA Ligase) T4和E.coli DNA连接酶作用机制 引物和引发酶 引物通常是RNA寡核苷酸链而不是DNA。引物是由特殊的酶---引发酶 (Primase)合成的 DNA Ligase 的作用DNA Ligase 的作用null冈崎片段和DNA半不连续合成 复制叉上DNA合成的三种可能模型 前导链 (Leading Strand) 后随链 (Lagging Strand) 拓扑异构酶 (Topoisomerase) TopoI型、TopoII型、Gyrase 解旋酶 (Helicase) SSB蛋白(Single Strand Binding Protein) 大肠杆菌染色体复制的三个过程 起始 延伸 终止 起始 大肠杆菌复制起点核苷酸序列特征 DnaA蛋白是复制起始的关键蛋白 延伸 前导链合成 后随链合成 引发体（Primosome) RNA引物的去除 后随链模板的looping模型 终止 线性染色体的端粒(telomere)和端粒酶(telomerase)解决了线性染色体3’端短缺的问题 复制叉上DNA合成的三种模型复制叉上DNA合成的三种模型DNA复制叉上的蛋白质DNA复制叉上的蛋白质复制叉的三维结构复制叉的三维结构RNA引物通过PolI5’3’外切酶活性除去RNA引物通过PolI5’3’外切酶活性除去DNA复制时滞后链的模板成环模型DNA复制时滞后链的模板成环模型细菌复制叉上引发体的作用细菌复制叉上引发体的作用 线性染色体DNA端粒结构及端粒酶作用 线性染色体DNA端粒结构及端粒酶作用Polymerase Chain Reaction (PCR)Polymerase Chain Reaction (PCR) Born on December 28, 1944 Awarded the Nobel Prize Chemistry in 1993In April, 1983, Kary Mullis took a drive on a moonlit California mountain road and changed the course of molecular biology. During that drive, he conceived the Polymerase Chain Reaction (PCR). Principle of PCRPrinciple of PCRPrinciple -- PCR componentsPrinciple -- PCR componentsDNA template, which contains the region of the DNA fragment to be amplified One pair of primer, which determine the beginning and end of the region to be amplified DNA-Polymerase, which catalysis the region to be amplified dNTPs, from which the DNA-Polymerase builds the new DNA Buffer, which provides a suitable chemical environment for the DNA-Polymerase Mg2+ , activate the DNA-PolymerasePrinciple--Procedure Principle--Procedure The PCR process consists of a series of twenty to thirty cycles. Three steps in one circle: Melting Annealing ElongationPrinciple of PCRPrinciple of PCRProcedureProcedureMelting temperature & time 93℃ — 94℃ for 30s — 1 min; Higher T affect polymerase activity Annealing temperature & time 30℃— 60℃ for 30s — 1 min; Elongation temperature & time 70℃— 75℃ (common 72 ℃) for 1 — 2 min; Higher T affect primer / template complex Cycle Depend on the temple concentration; 30-40 cycles Incubation : reform the secondary structure切口平移切口平移DNA损伤修复DNA损伤修复化学诱变因素 烷化剂、亚硝酸、嵌入剂 物理诱变因素 电离辐射(UV、X射线、射线) ； 链断裂、交联、环打开 紫外照射引起嘧啶二聚体的形成 修复机制 光复活(光复活酶) 切除修复 通过N-糖苷酶识别并切除错误碱基 uvrABC核酸酶 错配修复 重组修复 SOS修复 细胞修复系统缺损与癌症有一定关系 切除修复缺损 着色性干皮病(Xeroderma Pigmentosum Xp) 错配修复缺损 遗传性非息肉结肠癌(Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer HPCC)DNA的损伤与修复 DNA的损伤与修复 一、DNA的损伤（突变） 由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变称为DNA的损伤，也称为突变（mutation）。 常见的DNA的损伤包括碱基脱落、碱基修饰、交联，链的断裂，重组等。 null（一）引起突变的因素： 1．自发因素： (1)自发脱碱基：由于N-糖苷键的自发断裂，引起嘌呤或嘧啶碱基的脱落。每日可达近万个核苷酸残基。 (2)自发脱氨基：胞嘧啶自发脱氨基可生成尿嘧啶，腺嘌呤自发脱氨基可生成次黄嘌呤。每日可达几十到几百个核苷酸残基。 (3)复制错配：由于复制时碱基配对错误引起的损伤，发生频率较低。 null 2．物理因素： 由紫外线、电离辐射、X射线等引起的DNA损伤。其中，X射线和电离辐射常常引起DNA链的断裂，而紫外线常常引起嘧啶二聚体的形成，如TT，TC，CC等二聚体。这些嘧啶二聚体由于形成了共价键连接的环丁烷结构，因而会引起复制障碍。 UV照射形成嘧啶二聚体UV照射形成嘧啶二聚体null 3．化学因素： (1)脱氨剂：如亚硝酸与亚硝酸盐，可加速C脱氨基生成U，A脱氨基生成I。 null (2)烷基化剂：这是一类带有活性烷基的化合物，可提供甲基或其他烷基，引起碱基或磷酸基的烷基化，甚至可引起邻近碱基的交联。 (3)DNA加合剂：如苯并芘，在体内代谢后生成四羟苯并芘，与嘌呤共价结合引起损伤。 (4)碱基类似物：如5-FU，6-MP等，可掺入到DNA分子中引起损伤或突变。 (5)断链剂：如过氧化物，含巯基化合物等，可引起DNA链的断裂。 （二）DNA突变的类型： （二）DNA突变的类型： 碱基的转换碱基的转换null（三）DNA突变的效应： 1．同义突变：基因突变导致mRNA暗码子第三位碱基的改变但不引起暗码子意义的改变，其翻译产物中的氨基酸残基顺序不变，但有时可引起翻译效率降低。 2．误义突变：基因突变导致mRNA暗码子碱基被置换，其意义发生改变，翻译产物中的氨基酸残基顺序发生改变。 3．无义突变：基因突变导致mRNA暗码子碱基被置换而改变成终止暗码子，引起多肽链合成的终止。 4．移码突变：基因突变导致mRNA暗码子碱基被置换，引起突变点之后的氨基酸残基顺序全部发生改变。 二、DNA损伤的修复 二、DNA损伤的修复 DNA损伤的修复方式可分为直接修复和取代修复两大类。 null（一）直接修复： 1．光复活： （light repairing）： 这是一种广泛存在的修复作用。光复活能够修复任何嘧啶二聚体的损伤。其修复过程为：光复活酶（photo-lyase)识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物→在300～600nm可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复→光复活酶从DNA上解离。 光复活光复活null 2．转甲基作用： 在转甲基酶的催化下，将DNA上的被修饰的甲基去除。此时，转甲基酶自身被甲基化而失活。 3．直接连接： DNA断裂形成的缺口，可以在DNA连接酶的催化下，直接进行连接而封闭缺口。 null（二）取代修复： 1．切除修复(excision repairing)： 这也是一种广泛存在的修复机制，可适用于多种DNA损伤的修复。该修复机制可以分别由两种不同的酶来发动，一种是核酸内切酶，另一种是DNA糖苷酶。 null切除修复nullnull 2．重组修复(recombination repairing)： 这是DNA的复制过程中所采用的一种有差错的修复方式。 null 3．SOS修复： 这是一种在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制，以SOS借喻细胞处于危急状态。 DNA分子受到长片段高密度损伤，使DNA复制过程在损伤部位受到抑制。  损伤诱导一种特异性较低的新的DNA聚合酶，以及重组酶等的产生。  由这些特异性较低的酶继续催化损伤部位DNA的复制，复制完成后，保留许多错误的碱基，从而造成突变。 RNA合成和加工RNA合成和加工由RNA聚合酶催化的反应 NTP＋(NMP)n RNA聚合酶 (NMP)n+1 + PPi RNA 延伸的RNA DNA是RNA合成的模板 1961年S.Spiegelman用分子杂交方法证明了DNA与RNA之间的对应关系 原核生物中的转录 E.coli中由一种RNA聚合酶催化所有RNA的合成 E.coli的RNA聚合酶全酶由核心酶(2、、’、亚基)和亚基组成 E.coli中有多种不同亚基；亚基在决定RNA聚合酶起始转录中起关键作用 DNA两条链中有一条被转录为RNA(模板链与非模板链) E.coli的启动子(Promoter) DNA上与转录起始相关，RNA聚合酶与之专一结 合并起始转录的核苷酸顺序 null启动子上的两个保守顺序 -10区(Pribnow box) 5’ TATAAT 3’ -35区 5’ TTGACA 3’ 足迹法(Footprinting)提供了RNA聚合酶与启动子之间相互作用的信息并用于确定作用位点的核苷酸顺序 原核生物RNA合成的三个阶段: 起始、延伸、终止 起始: 不同亚基可以辨别不同的启动子，具有调控不同基因转录起始的作用， 以适应环境变化及生物生长发育不同阶段的需求。 RNA起始核苷酸是pppG或pppA 封闭复合物和开放复合物的形成 延伸: 核心酶负责RNA的延伸 RNA的延伸方向5’ 3’ 终止: 终止子结构 不需因子的终止 需因子的终止 原核生物RNA合成的抑制剂 利福霉素 放线菌素Dnull 就某一确定活化基因的转录，只能以DNA双链的一条链作为模板，这种现象称为不对称转录（asymmetric transcription）。 不对称转录：两重含义： 一是指双链DNA只有一股单链用作模板。 二是指同一单链上可以交错出现模板链和编码链。null DNA双链在转录过程中只有一条链中的其中某一活化基因片段起作用，该链称模板链（template strand），又称有意义链或Watson链；与其互补的链称为编码链（coding strand），又称反义链或Crick链。转录模板转录生成的RNA链与编码链的碱基序列相似，以U取代Tnull二、RNA聚合酶(DNA dependent RNA polymerase, DDRP, RNA-pol)原核生物的RNA 聚合酶 大肠杆菌（E.coli）RNA 聚合酶：4种亚基、、’、组成的五聚体蛋白质，分子量480 kD。null 核心酶（core enzyme） ： 2’ 能催化NTP按模板的指引合成RNA，在转录延长全过程中均起作用 全酶（holoenzyme）： 2’ ，即亚基 + 核心酶 亚基的功能是辨认转录起始点，转录起始阶段需要全酶null真核生物的RNA聚合酶null模板与酶的辨认结合 每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子。操纵子包括若干个结构基因及其上游的调控序列（原核生物）。调控序列中的启动子（promotor）是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 启动子（promotor）： 指RNA聚合酶识别、结合并开始转录的一段 DNA序列。原核生物启动子序列按功能的不同可分为三个部位，即起始部位、结合部位、识别部位。 操纵子（operon）：null起始部位： 指DNA分子上开始转录的作用位点，该位点有与转录生成RNA链的第一个核苷酸互补的碱基，该碱基的序号为+1。识别部位： RNA 聚合酶亚基的识别部位。 中心部位在–35bp处,该序列的碱基富含TTGACA。null结合部位： 是DNA分子上与RNA聚合酶的核心酶结合的部位，其长度为7bp，中心部位在–10bp处，碱基序列具有高度保守性，富含TATAAT序列，故称之为 TATA盒（TATA box），又称普里布诺序列（Pribnow box）。该序列中富含AT碱基，维持双链结合的氢键相对较弱，导致该处双链DNA易发生解链，有利于RNA聚合酶的结合。null顺式作用元件：真核生物编码基因两侧的DNA序列，可影响自身基因的表达活性，通常是非编码序列，包括启动子、增强子、沉默子 反式作用因子：与顺式作用元件结合而调控基因转录的蛋白质因子，常被称为转录调节因子或转录因子。 在反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子（transcription factor,TF）。研究地较深入，种类较多的是TF II。RNA转录延伸期转录泡模型RNA转录延伸期转录泡模型null转录终止 终止子：在模板DNA分子上所转录的RNA行将结束时，会出现带有终止信号的序列，称为终止子（terminator）。1.非依赖Rho的转录终止子 2.依赖Rho的转录终止子 终止因子：协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子为蛋白质，称为终止因子。大肠杆菌E.coli存在两类终止子终止子结构终止子结构不依赖Rho因子的转录终止不依赖Rho因子的转录终止依赖Rho因子的转录终止依赖Rho因子的转录终止RNA转录的抑制剂RNA转录的抑制剂真核生物RNA的合成与加工真核生物RNA的合成与加工真核生物RNA聚合酶 真核生物中有三种RNA聚合酶 (RNA聚合酶I、II、III),每一种RNA聚合酶转录不同的RNA产物并与专一的启动子结合 RNA聚合酶II识别的启动子 启动子的基本特征 称为转录因子的特殊蛋白质与启动子的相互作用 RNA聚合酶III识别的启动子在基因内 (爪蟾5s rRNA基因) 真核生物RNA前体加工 加帽 (Cap0、CapI、CapII三种帽子结构) 加尾 (AAUAAA是加尾信号) 甲基化 (m6A) 真核生物三种RNA聚合酶的比较真核生物三种RNA聚合酶的比较null 5’-端帽的形成 mRNA的帽子结构（GpppmG—）是在5’-端形成的。转录产物第一个核苷酸往往是5’-三磷酸鸟苷pppG。 mRNA成熟过程中，先由磷酸酶把5’-pppG—水解，生成5’-ppG或5’-pG—。然后， 5’-端与另一三磷酸鸟苷（pppG）反应，生成三磷酸双鸟苷。在甲基化酶的作用下，第一或第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化，形成帽子结构。mRNA的转录后加工加冒、加尾、剪接三种帽结构三种帽结构null帽子结构的功能： 帽子结构是前体mRNA在细胞核内的稳定因素，也是mRNA在细胞质内的稳定因素，没有帽子结构的转录产物很快被核酸酶水解。 帽子结构可以促进蛋白质生物合成起始复合物的生成，因此提高了翻译强度。null 3’-端尾巴的形成 真核生物的成熟的mRNA 3’-端通常都有100~200个腺苷酸残基，构成多聚腺苷酸（polyA）尾巴。 加尾过程是在核内进行的。加工过程先由核酸外切酶切去3’-末端一些过剩的核苷酸，然后由多聚腺苷酸酶催化，以ATP为底物，在mRNA 3’-末端逐个加入腺苷酸，形成poly尾。3’-末端切除信号是3’-端一段保守序列AAUAAA。功能：1. mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式 2. 大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性null 断裂基因（splite gene） 真核生物的结构基因，由若干个编码 区和非编码区相互隔开但又连续镶嵌而成，编码一个由连续氨基酸组成的完整蛋白质，因此称为断裂基因。 外显子（exon): 结构基因中有表达活性的编码区。内含子（intron):结构基因中无表达活性的非编码区。mRNA的剪接null hnRNA （hetero-nuclear RNA, hnRNA） 核内出现的转录初级产物，分子量往往比在胞浆内出现的成熟mRNA大几倍，甚至数十倍，核内的初级mRNA称为杂化核RNA。 snRNA（small nuclear RNA, snRNA） 核内的小型RNA。碱基数在100~300bp范围。snRNA和核内的蛋白质组成核糖核酸蛋白体，称为并接体（splicesome），并接体结合在hnRNA的内含子区段，并把内含子弯曲使两端（ 5’ 和3’端相互靠近 ），利于剪接过程的进行。null真核生物基因是断裂基因(split gene) 外显子(exon)与内