考博生化和分子生物学复习笔记-第4节
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幸环肿覩DP。
★用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，胆胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸（SAM）等。
★变构调节的特点：① 酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现；②酶的变构仅涉及非共价键的变化；③调节酶活性的因素为代谢物；④为一非耗能过程；⑤无放大效应。
★共价修饰调节的特点：①酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在；②有共价键的变化；③受其他调节因素（如激素）的影响；④一般为耗能过程；⑤存在放大效应。
★氧化磷酸化的影响因素：
1．ATP/ADP比值：ATP/ADP比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。ATP/ADP比值下降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，当ATP/ADP比值升高时，则氧化磷酸化速度减慢。
2．甲状腺激素：甲状腺激素可以激活细胞膜上的Na＋；K＋…ATP酶，使ATP水解增加，因而使ATP/ADP比值下降，氧化磷酸化速度加快。
3．药物和毒物：
⑴呼吸链的抑制剂：能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链的抑制剂。能够抑制第一位点的有异戊巴比妥、粉蝶霉素A、鱼藤酮等；能够抑制第二位点的有抗霉素A和二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有CO、H2S和CN…、N3…。其中，CN…和N3…主要抑制氧化型Cytaa3…Fe3＋，而CO和H2S主要抑制还原型Cytaa3…Fe2＋。
⑵解偶联剂：不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于ADP的磷酸化的试剂称为解偶联剂。其机理是增大了线粒体内膜对H＋的通透性，使H＋的跨膜梯度消除，从而使氧化过程释放的能量不能用于ATP的合成反应。主要的解偶联剂有2；4…二硝基酚。
⑶氧化磷酸化的抑制剂：对电子传递和ADP磷酸化均有抑制作用的药物和毒物称为氧化磷酸化的抑制剂，如寡霉素。
☆氧化磷酸化的调节 ①主要受细胞对能量需求的调节；当细胞氧化速度加快，ADP增加时，氧化磷酸化加快，使机体能量的产生适应生理需要。②甲状腺素：可活化细胞膜上Na＋…K＋ATP酶，使ATP分解加速，ADP增多，促进氧化磷酸化。
★氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化脱氨基，联合脱氨基和非氧化脱氨基。
1．氧化脱氨基：反应过程包括脱氢和水解两步，反应主要由L…氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢酶所催化。L…氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶，该酶在人体内作用不大。谷氨酸脱氢酶是一种不需氧脱氢酶，以NAD＋或NADP＋为辅酶。该酶作用较大，属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。
2．转氨基作用：由转氨酶催化，将α…氨基酸的氨基转移到α…酮酸酮基的位置上，生成相应的α…氨基酸，而原来的α…氨基酸则转变为相应的α…酮酸。转氨酶以磷酸吡哆醛（胺）为辅酶。转氨基作用可以在各种氨基酸与α…酮酸之间普遍进行。除Gly，Lys，Thr，Pro外，均可参加转氨基作用。较为重要的转氨酶有：
⑴ 丙氨酸氨基转移酶（ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）。催化丙氨酸与α…酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。
⑵ 天冬氨酸氨基转移酶（AST），又称为谷草转氨酶（GOT）。催化天冬氨酸与α…酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。
3．联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为α…酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。联合脱氨基全过程是可逆的，因此这一过程也是体内合成非必需氨基酸的主要途径。
4．嘌呤核苷酸循环（PNC）：这是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中，腺苷酸脱氨酶的活性较高，该酶可催化AMP脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成嘌呤核苷酸循环的脱氨基作用。
（一） 氧化脱氨基 第一步，脱氢，生成亚胺。第二步，水解。真核生物中，真正起作用的不是L…a。a氧化酶，而是谷氨酸脱氢酶。
真核细胞的Glu脱氢酶，大部分存在于线粒体基质中，是一种不需O2的脱氢酶。此酶是能使a。a直接脱去氨基的活力最强的酶，是一个结构很复杂的别构酶。在动、植、微生物体内都有。当ATP、GTP不足时，Glu的氧化脱氨会加速进行，有利于a。a分解供能（动物体内有10％的能量a。a氧化）。
ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。
ADP、GDP及某些a。a可激活此酶活性。
（二）非氧化脱氨基作用（大多数在微生物的中进行）
①还原脱氨基（严格无氧条件下）
②水解脱氨基
③脱水脱氨基
④脱巯基脱氨基
⑤氧化…还原脱氨基 两个氨基酸互相发生氧化还原反应，生成有机酸、酮酸、氨。
⑥脱酰胺基作用 谷胺酰胺酶、天冬酰胺酶广泛存在于动植物和微生物中
谷胺酰胺酶：谷胺酰胺 ＋ H2O → 谷氨酸 ＋ NH3
天冬酰胺酶：天冬酰胺 ＋ H2O → 天冬氨酸 ＋ NH3
（三） 转氨基作用 转氨作用是a。a脱氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，a。a都能参与转氨基作用。
转氨基作用由转氨酶催化，辅酶是维生素B6（磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺）。转氨酶在真核细胞的胞质、线粒体中都存在。
转氨基作用：是α…氨基酸和α…酮酸之间氨基转移作用，结果是原来的a。a生成相应的酮酸，而原来的酮酸生成相应的氨基酸。
不同的转氨酶催化不同的转氨反应。大多数转氨酶，优先利用α…酮戊二酸作为氨基的受体，生成Glu。如丙氨酸转氨酶，可生成Glu，叫谷丙转氨酶（GPT）。肝细胞受损后，血中此酶含量大增，活性高。肝细胞正常，血中此酶含量很低。
动物组织中，Asp转氨酶的活性最大。在大多数细胞中含量高，Asp是合成尿素时氮的供体，通过转氨作用解决氨的去向。
（四） 联合脱氨基 单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要，因为只有Glu脱氢酶活力最高，其余L…氨基酸氧化酶的活力都低。机体借助联合脱氨基作用可以迅速脱去氨基 。
1、 以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用 氨基酸的α…氨基先转到α…酮戊二酸上，生成相应的α…酮酸和Glu，然后在L…Glu脱氨酶催化下，脱氨基生成α…酮戊二酸，并释放出氨。
2、 通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基做用 骨骼肌、心肌、肝脏、脑都是以嘌呤核苷酸循环的方式为主
氨的代谢：
1．血氨的来源与去路：
⑴血氨的来源：①由肠道吸收；②氨基酸脱氨基；③氨基酸的酰胺基水解；④其他含氮物的分解。
⑵血氨的去路：①在肝脏转变为尿素；②合成氨基酸；③合成其他含氮物；④合成天冬酰胺和谷氨酰胺；⑤直接排出。
2．氨在血中的转运：氨在血液循环中的转运，需以无毒的形式进行，如生成丙氨酸或谷氨酰胺等，将氨转运至肝脏或肾脏进行代谢。
⑴丙氨酸…葡萄糖循环：肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转运至肝脏再脱氨基，生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，这一循环过程就称为丙氨酸…葡萄糖循环。
⑵谷氨酰胺的运氨作用：肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌在谷氨酰胺合成酶的催化下，合成谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形式将氨基经血液循环带到肝脏，再由谷氨酰胺酶将其分解，产生的氨即可用于合成尿素。因此，谷氨酰胺对氨具有运输、贮存和解毒作用。
★氨基酸的脱羧基作用： 由氨基酸脱羧酶催化，辅酶为磷酸吡哆醛，产物为CO2和胺。
1．γ…氨基丁酸的生成：γ…氨基丁酸（GABA）是一种重要的神经递质，由L…谷氨酸脱羧而产生。反应由L…谷氨酸脱羧酶催化，在脑及肾中活性很高。
2．5…羟色胺的生成：5…羟色胺（5…HT）也是一种重要的神经递质，且具有强烈的缩血管作用，其合成原料是色氨酸。合成过程为：色氨酸→5羟色氨酸→5…羟色胺。
3．组胺的生成：组胺由组氨酸脱羧产生，具有促进平滑肌收缩，促进胃酸分泌和强烈的舒血管作用。
4．多胺的生成：精脒和精胺均属于多胺，它们与细胞生长繁殖的调节有关。合成的原料为鸟氨酸，关键酶是鸟氨酸脱羧酶。
▲尿素合成1。尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗3分子ATP，4个高能磷酸键。 2。第③步中延胡索酸、天冬氨酸的转化，可使三羧酸循环与尿素循环联系起来。因为延胡索酸是三羧酸循环的中间物质，循环中其他物质可转化为延胡索酸，再转化为天冬氨酸，即可加入到鸟氨酸循环中来。 3。尿素分子中2个N原子；一个氨，一个于天冬氨酸或其他氨基酸。 4。第③步中需要精氨酸代琥珀酸合成酶。此酶是尿素合成的限速酶。 5。在线粒体中存在CPS…I，催化以氨为氮源合成氨基甲酰磷酸，并进一步参与尿素合成，在胞液中还存在CPS…Ⅱ，以谷氨酰胺的酰胺基为氮源，催化合成氨基甲酰磷酸，并进一步参与嘧啶的合成。两种CPS催化合成的产物虽然相同，但其生理意义不同：CPS…Ⅰ参与尿素合成，是肝细胞高度分化的结果，因而CPS…Ⅰ的活性可作为肝细胞分化程度的指标之一。 CPS…Ⅱ参与嘧啶核苷酸的合成，与细胞增殖中核酸的合成有关，因而它的活性可作为细胞 增殖程度的指标之一。而分化和增殖常是细胞相对立的两个生理过程，肝细胞再生时，需嘧啶合成增加，CPS…Ⅱ活性升高，CPS…Ⅰ活性降低，再生完成，CPS…Ⅰ活性增加，CPS…Ⅱ活性降低。
★抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。主要的抗代谢药物是5…氟尿嘧啶（5…FU）。5…FU在体内可转变为F…dUMP，其结构与dUMP相似，可竞争性抑制胸苷酸合成酶的活性，从而抑制胸苷酸的合成。
★嘧啶核苷酸的分解代谢： 嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。不同的嘧啶碱其分解代谢的产物不同，其降解过程主要在肝脏进行。 胞嘧啶和尿嘧啶降解的终产物为（β…丙氨酸 ＋ NH3 ＋ CO2 ）；胸腺嘧啶降解的终产物为（β…氨基异丁酸 ＋ NH3 ＋ CO2 ）。
★抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制：能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。在临床上应用较多的嘌呤核苷酸类似物主要是6…巯基嘌呤（6…MP）。6…MP的化学结构与次黄嘌呤类似，因而可以抑制IMP转变为AMP或GMP，从而干扰嘌呤核苷酸的合成。
★嘌呤核苷酸的分解代谢： 嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。痛风症患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。可用别嘌呤醇予以治疗。
◆核苷酸的抗代谢物 是一些碱基、氨基酸或叶酸等的类似物，以多种方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸及蛋白质的生物合成，这些代谢物具有抗肿瘤作用。 1。次黄嘌呤类似物主要是6…巯基嘌呤，它还可在体内生成6…巯基嘌呤核苷酸，故其通过多种方式作用于多步反应过程，从而阻断嘌呤核苷酸的从头合成和补救合成。 嘧啶类似物主要有5…氟尿嘧啶，其结构与胸腺嘧啶相似，但其本身并无生物学活性，必须在体内转化为一磷酸脱氧核糖氟尿嘧啶核苷（FdUMP）和三磷酸氟尿嘧啶核苷（FUTP）后才能发 挥作用。FdUMP与dUMP结构相似，阻断TMP合成。FdUMP掺入RNA分子破坏其结构。 2。氨基酸类似物有氮杂丝氨酸，其结构与谷氮酰胺相似。 3。叶酸类似物有氨基蝶呤和氨甲蝶呤，后者在临床上常用于白血病的治疗。 4。阿糖胞苷，环胞苷是改变了核糖结构的核苷类似物，能影响DNA的合成
★多肽链合成后的加工修饰：
1．一级结构的加工修饰：
⑴N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：N端甲酰蛋氨酸是多肽链合成的起始氨基酸，必须在多�
