第一部分基礎綜合第一章生物化學一、蛋白質的結構和功能理解應用1蛋白質的分子組成１.元素組成從各種動、植物組織提取的蛋白質,經元素分析表白,含碳50%~55％、氫6%~8％、氧19%~24%、氮13%～19%和硫0～４％。有些蛋白質還具有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬等,個別蛋白質還具有碘。各種蛋白質的含氮量很接近,平均為16％。動植物組織中含氮物又以蛋白質為主，因此只要測定生物樣品中的含氮量，就可以按下式推算出樣品中的蛋白質大體含量。每克樣品中含氮克數×6．2５×1００＝１0０克樣品中蛋白質含量(g2.基本單位蛋白質是高分子化合物，可以受酸、堿或蛋白酶作用而水解成為其基本組成單位——氨基酸。(1）氨基酸的一般結構式蛋白質水解生成的天然氨基酸有２0余種之多，但其化學結構式具有一個共同的特點，即在連結羧基的碳原子上尚有一個氨基,故稱-氨基酸。－氨基酸的一般結構式可用下式表達:由上式可以看出,除甘氨酸外,其余氨基酸的碳原子是一個不對稱碳原子,具有旋光異構現象,也有D系和L系兩種構型。組整天然蛋白質的20種氨基酸多屬于L--氨基酸。生物界中已發現的D系氨基酸大都存在于某些細菌產生的抗生素及個別植物的生物堿中。（2)氨基酸的分類組成蛋白質的氨基酸有20余種，但絕大多數蛋白質只由2０種氨基酸組成。根據它們的側鏈R的結構和性質分為以下四類：=1\*GＢ3①非極性Ｒ基氨基酸,這類氨基酸的特性是在水中溶解度小于極性Ｒ基氨基酸。涉及四種帶有脂肪烴側鏈的氨基酸(丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸)；兩種含芳香環氨基酸電荷的極性R基氨基酸這類氨基酸的特性是比非極性Ｒ基氨基酸易溶于水。涉及三(苯丙氨酸和色氨酸);一種含硫氨基酸(甲硫氨酸)和一種亞氨基酸（脯氨酸)。＝2\*GB3②不帶電荷具有羥基的氨基酸(絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸);兩種具有酰胺基的氨基酸(谷氨酰氨和天冬酰胺)；一種具有巰基氨基酸(半胱氨酸）和R基團只有一個氫但仍能表現一定極性的甘氨酸。=3\*GＢ3③帶正電荷的Ｒ基氨基酸，這類氨基酸的特性是在生理條件下帶正電荷，是一類堿性氨基酸。涉及在側鏈具有氨基的賴氨酸；R基團具有一個帶正電荷胍基的精氨酸和具有弱堿性咪唑基的組氨酸。=4\*GB3④帶負電荷的R基氨基酸，天冬氨酸和谷氨酸都具有兩個羧基，在生理條件下分子帶負電荷，是一類酸性氨基酸。理解應用２蛋白質的分子結構１．肽鍵與肽鏈兩分子氨基酸可借一分子的氨(羧）基與另一分子的羧(氨）基脫去１分子水、縮合成為最簡樸的肽,即二肽。在兩個氨基酸之間新產生的酰胺鍵(-ＣO-ＮH-）稱為肽鍵。肽鍵中的Ｃ—N鍵具有部分雙鍵的特性,不能自由旋轉，其結果使肽鍵處在一個剛性的平面上，此平面被稱為肽鍵平面（酰胺平面)。兩個肽鍵平面之間的α-碳原子,可以作為一個旋轉點形成二面角。二面角的變化,決定著多肽主鍵在三維空間的排布方式,是形成不同蛋白質構象的基礎。二肽分子中的羧基能以同樣方式與另一分子氨基酸的氨基縮合成三肽。如此進行下去,依次生成四肽、五肽……,許多氨基酸可連成多肽。肽鏈分子中的氨基酸互相銜接，形成長鏈,稱為多肽鏈。肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而有殘缺，故稱為氨基酸殘基。蛋白質就是由許多氨基酸殘基組成的多肽鏈。多肽鏈中有自由氨基的一端稱為氨基末端或N－末端；有自由羧基的一端稱羧基末端或C－末端。每條多肽鏈中氨基酸殘基順序編號都是從N－端開始，Ｎ－端在左，C-端在右。命名短肽從N-末端開始指向C-末端。2.一級結構氨基酸殘基在多肽鏈中的排列順序及其共價連接稱為蛋白質的一級結構,肽鍵是其基本結構鍵,有些尚具有二硫鍵,由兩個半胱氨酸巰基(－SH）脫氫氧化而生成。蛋白質分子的一級結構是其生物學活性及特異空間結構的基礎。盡管各種蛋白質都有相同的多肽鏈骨架，而各種蛋白質之間的差別是由其氨基酸殘基組成、數目以及氨基酸殘基在蛋白質多肽鏈中的排列順序決定的。氨基酸殘基排列順序的差別意味著從多肽鏈骨架伸出的側鏈Ｒ基團的性質和順序對于每一種蛋白質是特異的——由于Ｒ基團有不同的大小，帶不同的電荷,對水的親和力也不相同。即蛋白質分子中氨基酸殘基的排列順序決定其空間構象。3．二級結構——α－螺旋蛋白質分子的二級結構是指多肽鏈骨架中原子的局部空間排列，并不涉及側鏈的構象。在所有已測定的蛋白質中均有二級結構的存在，重要形式涉及α-螺旋結構、β-折疊和β－轉角等。α-螺旋結構１951年,Ｐａulinｇ和Ｃorey根據多肽鏈骨架中剛性平面及其它可以旋轉的原子提出多肽構象是螺旋結構，他們稱之為α-螺旋,其特點如下:(1）多肽鏈主鏈圍繞中心軸有規律的螺旋式上升,每隔3.６個氨基酸殘基螺旋上升一圈,每個氨基酸殘基向上平移０.１5nm，故螺距為０.５4nm。(２)第一個肽平面羰基上的氧與第四個肽平面亞氨基上的氫形成氫鍵,氫鍵的方向與螺旋長軸基本平行。氫鍵是一種很弱的次級鍵,但由于主鏈上所有肽鍵都參與氫鍵的形成,所以α-螺旋很穩定。（3)組成人體蛋白質的氨基酸都由(是)L–α–氨基酸,故（所以只能)形成右手螺旋。側鍵R基團伸向螺旋外側。４．三級和四級結構概念具有二級結構的一條多肽鏈,由于其序列上相隔較遠的氨基酸殘基側鏈的互相作用,而進行范圍廣泛的盤曲與折疊，形成涉及主、側鏈在內的空間排列,這種在一條多肽鏈中所有原子在三維空間的整體排布稱為三級結構。例如，存在于紅色肌肉組織中的肌紅蛋白(Mb），是由153個氨基酸殘基構成的單鏈蛋白質,具有一個血紅素輔基,可以進行可逆的氧合與脫氧。X-射線衍射法測定了它的空間構象,多肽鏈中α螺旋占7５%,形成A至H8個螺旋區,兩個螺旋區之間有一段無規卷曲，脯氨酸位于拐角處。由于側鏈R基團的互相作用，多肽鏈盤繞、折疊成緊密的球狀結構。親水R基團大部分分布在球狀分子的表面;疏水R基團位于分子內部,形成一個疏水“口袋”。血紅素位于“口袋”中，它的Fｅ離子配位與組氨酸相連。Mｂ的空間構象與血紅蛋白（Ｈb)的一條β－鏈的空間構象基本相同。但Ｈb是由2條α肽鏈和２條β肽鏈（α2β2）組成，α-鏈的14１個氨基酸殘基構成7個螺旋區；β－鏈的１46個氨基酸殘基構成8個螺旋區。4條肽鏈分別在三維空間盤曲折疊成緊密的球狀結構。三級結構中多肽鏈的盤曲方式由氨基酸殘基的排列順序決定。三級結構的形成和穩定重要靠疏水鍵、鹽鍵、二硫鍵、氫鍵和Ｖandｅrwａals力。蛋白質分子中具有許多疏水基團，如Ｌeu、Ｉlｅ、Pｈｅ、Ｖal等氨基酸殘基的R基團。這些基團具有一種避開水、互相集合而藏于蛋白質分子內部的自然趨勢，這種結合力稱疏水鍵,它是維持蛋白質三級結構的最重要穩定力量。酸性和堿性氨基酸的Ｒ基團可以帶電荷,正負電荷互相吸引形成鹽鍵;鄰近的兩個半胱氨酸則以二硫鍵結合。其它基團可通過氫鍵及vanｄerWaaｌs力結合,盡管結合力很弱，但數量頗多,可以保持三級結構的穩定。許多有生物活性的蛋白質由兩條或多條肽鏈構成，肽鏈與肽鏈之間并不是通過共價鍵相連，而是由非共價鍵維系。每條肽鏈都有自己的一、二和三級結構。這種蛋白質的每條肽鏈被稱為一個亞基。由亞基構成的蛋白質稱為寡聚蛋白。寡聚蛋白中亞基的立體排布、亞基之間的互相關系稱為蛋白質的四級結構。對多亞基蛋白質而言，單獨的亞基沒有生物學活性,只有完整的四級結構寡聚體才有生物學活性。如Ｈb是由4個兩種不同的亞基組成四聚體，具有運送氧和CO2的功能。實驗證明:它的任何一個亞基單獨存在都無此功能。寡聚蛋白的亞基可以相同也可以不同。例如,過氧化氫酶是由四個相同的亞基組成，而天冬氨酸氨甲酰基轉移酶是由12個亞基組成，其中有6個催化亞基和6個調節亞基。【試題】下列關于肽鍵性質和組成的敘述對的的是Ａ．由Ｃα和C-COOＨ組成B.由Cα1和Cα2組成來源C．由Cα和Ｎ組成D.肽鍵有一定限度雙鍵性質E.肽鍵可以自由旋轉【解析】答案：D本試題“考核肽鍵結構”。肽鍵C-N形成的單鍵較正常Ｃ-N的單鍵短,Ｃ=O形成的雙鍵較正常的Ｃ＝Ｏ雙鍵長,肽鍵中的原子以共軛π鍵形式存在,因此肽鍵有一定限度雙鍵性質。理解應用3蛋白質的理化性質1.等電點蛋白質分子末端有自由的α-NH３+和α-ＣOO-；蛋白質分子中氨基酸殘基側鏈也具有可游離的基團，如賴氨酸的ε-NＨ3+、精氨酸的胍基、組氨酸的咪唑基、谷氨酸的γ-COO-和天冬氨酸的β-ＣOＯ-等。這些基團在溶液一定pH條件下可以結合與釋放H+，這就是蛋白質兩性游離的基礎。在酸性溶液中,蛋白質解離成陽離子;在堿性溶液中,蛋白質解離成陰離子。在某一pH值溶液中,蛋白質不解離，或解離成陽性和陰性離子的趨勢相等,即成兼性離子。此時溶液的pＨ值稱為蛋白質的等電點(pＩ)。各種蛋白質的等電點不同,但大多數接近于pH５.0，所以在人及動物組織體液pH７.４環境下,大多數蛋白質解離成陰離子。少數蛋白質含堿性氨基酸較多,分子中具有較多自由氨基,故其等電點偏堿性;此類蛋白質稱堿性蛋白質。例如,魚精蛋白和細胞色素C等。也有少數蛋白質含酸性氨基酸較多,分子內具有較多的羧基，故其等電點偏酸性；此類蛋白質稱為酸性蛋白質，例如,絲蛋白和胃蛋白酶等。在等電點時,蛋白質兼性離子帶有相等的正、負電荷，稱為中性微粒,故不穩定而易于沉淀。可以運用蛋白質的這一特性以及各種蛋白質等電點的差異，從一混合蛋白質溶液中分離不同的蛋白質。例如,運用豬胰腺提取胰島素(ｐI=５.3０~5.３５）,可先調節組織勻漿ｐH呈堿性,使堿性雜蛋白沉淀析出;再調節pH至酸性,使酸性雜蛋白沉淀。然后再調節具有胰島素的上清液pH至5.3，得到的蛋白質沉淀即是胰島素的粗制品了。2.沉淀蛋白質從溶液中析出的現象，稱為沉淀。沉淀蛋白質的方法有以下幾種。(1）鹽析在蛋白質溶液中若加大量中性鹽,蛋白質膠粒的水化層即被破壞,其所帶電荷也被中和，蛋白質膠粒因失去這兩種穩定因素而沉淀。此種沉淀過程稱為鹽析。鹽析法沉淀蛋白質常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉等。鹽析時若溶液的pH在蛋白質的等電點則效果最佳。鹽析沉淀的蛋白質不發生變性是其優點,故常用與天然蛋白質的分離；缺陷是沉淀的蛋白質中混有大量中性鹽,必須經透析除去。(2)重金屬鹽沉淀蛋白質重金屬離子如Aｇ+、Ｈｇ2＋、Cu2+、Pｂ2+等，可與蛋白質的負離子結合,形成不溶性蛋白質沉淀。沉淀的條件為pＨ稍大于蛋白質的pI為宜。臨床上運用蛋白質與重金屬鹽結合形成不溶性沉淀這一性質，搶救重金屬鹽中毒病人。給病人口服大量酪蛋白、清蛋白等,然后再用催吐劑將結合的重金屬鹽嘔出以解毒。（3)生物堿試劑與某些酸沉淀蛋白質生物堿試劑如苦味酸、鞣酸、鎢酸等以及某些酸，如三氯醋酸、磺酸水楊酸、硝酸等，可與蛋白質的正離子結合成不溶性的鹽沉淀。沉淀的條件是ｐH<pI。血液化學分析時常運用此原理除去血液中的蛋白質干擾,制備無蛋白質的血濾液。如測血糖時可用鎢酸沉淀蛋白質。此外,此類反映也可用于檢測尿中的蛋白質。（4)有機溶劑沉淀蛋白質可與水混合的有機溶劑,如酒精、甲醇、丙酮等能與蛋白質爭水,破壞蛋白質膠粒的水化膜,使蛋白質沉淀析出。在常溫下，有機溶劑沉淀蛋白質往往引起變性，如用酒精可消毒滅菌。若在低溫、低濃度、短時間則變性進行緩慢或不變性，可用于提取生物材料中的蛋白質,若適當調節溶液的pH和離子強度，則可以使分離效果更好。優點是有機溶劑易蒸發除去。３.蛋白質的變性在某些物理或化學因素作用下,使蛋白質的空間構象破壞（但不涉及肽鏈的斷裂等一級結構變化）,導致蛋白質理化性質、生物學性質的改變,這種現象稱為蛋白質的變性作用。使蛋白質變性的因素很多,如高溫、高壓、紫外線、X射線照射、超聲波、劇烈震蕩及攪拌等物理因素；強酸、強堿、重金屬鹽、有機溶劑、濃尿素和十二烷基硫酸鈉（SＤＳ)等化學因素。這些理化因素都可使蛋白質變性,球狀蛋白質變性后的明顯改變是溶解度減少。本來在等電點時能溶于水的蛋白質通過變性就不再溶于本來的水溶液。蛋白質變性后，其它理化性質的改變,如結晶性消失、黏度增長、呈色性增長和易被蛋白水解酶水解等,均與蛋白質的空間破壞、結構松散、分子的不對稱性增長,以及氨基酸殘基側鏈外露等密切相關。空間結構破壞必然導致生物學功能的喪失,如酶失去催化活性,激素不能調節代謝反映，抗體不能與抗原結合等。蛋白質劇烈變性時其空間結構破壞嚴重，不能恢復,稱為不可逆性變性。但某些溫和蛋白質變性，時間也不很久，除去變性因素仍可恢復其活性,稱為可逆變性。例如,核糖核酸酶經尿素和β-巰基乙醇作用變性后，再透析去除尿素和β-巰基乙醇,又可恢復其酶活性。又如，被強堿變性的胃蛋白酶也可在一定條件下恢復其酶活性；被稀鹽酸變性的Hb也可在弱堿溶液里變回天然Hｂ，但在100℃變性的胃蛋白酶和Hｂ蛋白質被強酸或強堿變性后，仍能溶于強酸或強堿溶液中。若將此強酸或強堿溶液的ｐＨ調至等電點，則變性蛋白質立即結成絮狀的不溶解物。這種現象稱為變性蛋白質的結絮作用。結絮作用所生成的絮狀物仍能再溶于強酸或強堿中。如再加熱，則絮狀物變為比較堅固的凝塊;此凝塊不宜再溶于強酸或強堿中。這種現象稱為蛋白質的凝固作用。雞蛋煮熟后本來流動的蛋清變成了固體狀;豆漿中加少量氯化鎂即可變成豆腐,都是蛋白質凝固的典型例子。蛋白質的變性和凝固經常是相繼發生的，蛋白質變性后結構松散，長肽鏈狀似亂麻,或互相纏繞、或互相穿插、扭成一團、結成一塊，不能恢復其本來的結構,即是凝固。可以說凝固是蛋白質變性后進一步發展的一種結果。了解變性理論有重要的實際意義,一方面注意低溫保存生物活性蛋白，避免其變性失活;另一方面可運用變性因素消毒滅菌。【試題】取一滴血漿，在ｐH8.6條件進行醋酸纖維膜電泳。若樣品點在負極,電泳后可將血漿至少提成5種成分,跑在最前面的成分是A．纖維蛋白原B.γ球蛋白C.β球蛋白D.α球蛋白E．清蛋白【解析】答案:Ｅ本試題“考用電泳法將血漿蛋白分類”。血漿蛋白等電點一般在５．0左右,在ｐH8.６條件下帶負電荷，電泳時向正極移動。由于血漿蛋白分子量大小及帶電荷數量不同，電泳時移動速率不同樣,用此法可將血漿蛋白分為清蛋白、α1-球蛋白、α2-球蛋白、β-球蛋白和γ－球蛋白。清蛋白分子最小,帶的電荷最多,所以跑的最快。二、維生素理解應用１脂溶性維生素1.脂溶性維生素的生理功能及缺少癥(1)維生素A的生理功能及缺少癥維生素A又稱抗干眼病維生素。維生素A多存在于動物的肝臟中。植物中不存在維生素A，但存在多種胡蘿卜素，其中β-胡蘿卜素最重要,被稱為維生素Ａ原。維生素Ａ在體內的活性形式涉及視黃醇、視黃醛和視黃酸。生理功能及缺少癥：①構成視覺細胞內感光物質。當維生素Ａ缺少時，視紫紅質合成減少,對弱光敏感性減少,暗適應能力減弱,嚴重時會發生“夜盲癥”。②參與糖蛋白的合成。當維生素Ａ缺少時，可導致糖蛋白合成中間產物異常,低分子量的多糖-脂的累積。維生素A是維持上皮組織發育和分化所必需的,若缺少可引起上皮組織干燥、增生和角化。如皮脂腺角化出現毛囊丘疹;淚腺上皮不健全可出現淚液分泌減少,進而發展成干眼癥等，這與維生素A能促進糖蛋白合成有關。③其它功能。視黃醇、視黃酸具有固醇類激素樣作用,影響細胞分化,促進機體生長和發育。缺少維生素Ａ時，生殖功能衰退,骨骼生長不良及生長發育受阻等，也許與視黃醇的固醇類激素樣作用異常有關。(２)維生素Ｄ的生理功能及缺少癥維生素D又稱抗佝僂病維生素，為類固醇衍生物。體內膽固醇可轉變成7-脫氫膽固醇，儲存于皮下，在日光或紫外線照射下可轉變為D３。１,２5(OＨ）2Ｄ3是維生素D的活性形式。生理功能及缺少癥:１,２5(OＨ）２D3是維生素D的活化形式，其重要靶細胞是小腸黏膜、骨骼和腎小管,重要生理功能是促進鈣和磷的吸取,有助于新骨的生成與鈣化，并與甲狀旁腺素、降鈣素共同調節機體內的鈣、磷平衡。當維生素D缺少或轉化障礙時,兒童骨鈣化不良,稱佝僂病,成人引起軟骨病。（３)維生素K的生理功能與缺少癥維生素K能加速血液凝固，是促進肝合成凝血酶原的必要因素。凝血酶原分子的Ｎ端具有10個谷氨酸殘基，羧化后變成r－羧基谷氨酸（Gｌa)有很強的螯合Ca２＋的能力,這種結合可激活蛋白水解酶，使凝血酶原水解轉變為凝血酶。催化這一反映的酶稱為γ－谷氨酸羧化酶，維生素K為該酶的輔助因子。此外，維生素K對VＩI，IX,X等此外幾種凝血因子的生物合成也很重要。缺少維生素K時影響血液凝固。一般情況下人體不會缺少維生素K，由于維生素K在自然界綠色植物中含量豐富,只有長期口服抗生素使腸道菌生長受克制或因脂肪吸取受阻,或因食物中缺少綠色蔬菜,才會發生維生素Ｋ的缺少癥。(４)維生素Ｅ的生理功能及缺少癥維生素E與動物生育有關,故稱生育酚。生理功能及缺少癥:①維生素E與動物生殖功能有關。動物缺少維生素Ｅ時其生殖器官受損而不育。雄鼠缺少時，睪丸萎縮，不產生精子。雌鼠缺少時,胚胎及胎盤萎縮而被吸取，引起流產。在人類尚未發現因維生素E缺少而引起不育癥,臨床常用維生素E治療先兆流產和習慣性流產。②抗氧化作用。維生素E是最重要的天然抗氧化劑，它能對抗生物膜磷脂中多不飽和脂肪酸的過氧化反映，因而避免脂質過氧化物產生,保護生物膜的結構與功能。維生素E還可與硒(Se)協同通過谷胱甘肽過氧化酶發揮抗氧化作用。③促進血紅素合成。維生素E能提高血紅素合成過程中的關鍵酶δ氨基γ酮戊酸(ALA）合成酶和ALA脫水酶的活性，從而促進血紅素合成。此外,維生素E還能克制血小板凝集,其作用與維生素Ｅ在體內能調節前列腺素和血栓素形成有關。維生素E還能維持肌肉與周邊血管正常功能,防止肌肉萎縮。理解應用2水溶性維生素1．水溶性維生素的生理功能及缺少癥(1）維生素B１的生理功能及缺少癥維生素B1又名硫胺素,焦磷酸硫胺素（TPP)是其在體內的活性形式。維生素Ｂ1重要存在于種子外皮和胚芽中,米糠、麥麩、豆類中含量豐富。維生素B1易被小腸吸取，吸取后重要在肝及腦組織中由硫胺素焦磷酸激酶催化轉變為TPP。生理功能和缺少癥:①TＰＰ是α－酮酸氧化脫羧酶系的輔酶。當維生素B1缺少時，影響到丙酮酸的氧化供能，以致影響細胞的正常功能,特別是神經組織。②ＴPP作為轉酮醇酶的輔酶參與磷酸戊糖途徑。當維生素B1缺少時，戊糖代謝障礙，體內核苷酸合成及神經髓鞘中磷酸戊糖代謝則受到影響。③ＴＰP在神經傳導中起一定作用。當B１缺少時,一方面丙酮酸的氧化脫羧反映受到影響,從而影響乙酰膽堿的合成作用;另一方面維生素B1對膽堿酯酶的克制減弱,加強了乙酰膽堿的分解作用，使神經傳導受到影響,導致胃腸蠕動緩慢、消化液分泌減少、食欲不振、消化不良等消化道癥狀。(2)維生素B2的生理功能及缺少癥維生素B2為一橙黃色針狀結晶，又名核黃素,具有可逆的氧化還原特性。黃素單核苷酸（FMＮ)和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)是核黃素的活性形式。FMN和FAD是體內許多氧化還原酶的輔基,這些酶被稱為黃素蛋白或黃酶。FMN和FAＤ分子能可逆的加氫和脫氫，進行可逆的氧化還原反映，因此它們在體內可以作為氫的傳遞體。當維生素B2缺少時，引起口角炎、唇炎、舌炎、陰囊皮炎、眼瞼炎、角膜血管增生等缺少癥。成人維生素B2的每日需要量為１.２～１．5ｍg。（3）維生素pｐ的生理功能及缺少癥維生素ｐｐ涉及尼克酸及尼克酰胺，又稱“抗癩皮病因子”,兩者均屬于吡啶衍生物。維生素ｐp廣泛存在于自然界,以酵母、花生、谷類、肉類和動物肝中含量豐富。在體內尼克酰胺與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶，重要有尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(ＮAD+)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NAＤＰ＋)。NＡD+和NAＤＰ＋在體內作為多種不需氧脫氫酶的輔酶,廣泛參與體內的氧化還原反映。在反映中它們是遞氫物質，可以可逆的加氫或脫氫。尼克酸缺少病稱為糙皮病，重要表現為皮炎、腹瀉及癡呆等。皮炎常對稱出現于暴露部位，而癡呆則是神經組織變性的結果。這些癥狀的出現也許是缺少多種維生素的結果,但給與尼克酸可見效。此外,抗結核藥異煙肼（雷米封)的結構與維生素PＰ十分相似,因此兩者有拮抗作用，長期服用可引起維生素PP的缺少。(4）維生素B6的生理功能及缺少癥維生素B６涉及３種物質,即吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，皆屬于吡啶衍生物。維生素Ｂ６在體內以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式。自然界的維生素B6存在于種子、谷類、肝、肉類及綠葉蔬菜中。三種形式的維生素B６都容易在腸內被吸取。磷酸吡哆醛是氨基酸代謝中多種酶的輔酶。如氨基酸轉氨酶及氨基酸脫羧酶的輔酶均是磷酸吡哆醛，它的作用是傳遞氨基和脫羧基,從而催化氨基酸分解、合成和互相轉變。這些作用是從氨基酸釋放能量和產生多種神經遞質的重要反映。故可將維生素B6視為與能量相關的維生素，其缺少癥多與其它涉及釋放能量的維生素相似，如周邊神經可出現脫髓鞘等。臨床上常用維生素B6治療嬰兒驚厥和妊娠嘔吐,其機理是由于磷酸吡哆醛是谷氨酸脫羧酶的輔酶,該酶催化谷氨酸脫羧生成γ氨基丁酸，后者是中樞神經系統克制性遞質。磷酸吡哆醛也是δ－氨基γ－酮戊酸（ALA）合酶的輔酶,而ALＡ合酶是血紅素合成的限速酶。因此維生素B6缺少時可出現低血色素小細胞性貧血和血清鐵增高。此外，異煙肼能與磷酸吡哆醛結合，使其失去輔酶作用，故在應用該藥同時,需補充維生素B6。(５)維生素Ｂ１2和葉酸的生理功能及缺少癥維生素B１2又稱鈷胺素，是目前所知唯一含金屬元素的維生素。人體內維生素B１2參與胞漿中同型半胱氨酸的甲基化反映。假如B１２缺少結果也許產生巨幼紅細胞性貧血,也即惡性貧血。葉酸因綠葉中含量十分豐富而得名，葉酸的活性形式是四氫葉酸。四氫葉酸是體內一碳單位轉移酶的輔酶,能攜帶一碳單位。一碳單位在體內參與多種物質的合成,如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。當葉酸缺少時,DNA合成必然受到克制，骨髓幼紅細胞DNA合成減少,細胞分裂速度減少，細胞體積變大，細胞核內染色質疏松，稱巨幼紅細胞，此種細胞大部分在成熟前就被破壞導致貧血,稱巨幼紅細胞性貧血。甲氨喋呤因結構與葉酸相似，它能克制二氫葉酸還原酶的活性,使四氫葉酸合成減少，進而克制體內胸腺嘧啶核苷酸的合成,因此有抗癌作用。（６)維生素C生理功能及缺少癥維生素C是一種具有6個碳原子的酸性多羥化合物,又稱Ｌ-抗壞血酸。維生素Ｃ具有還原劑的性質。在有氧化劑存在時，抗壞血酸可轉變成脫氫抗壞血酸。脫氫抗壞血酸液具有生理活性,但在血液中以前者為主，后者僅為前者的１/1５。維生素C的重要功能是：①參與體內多種羥化反映，是多種羥化酶的輔助因子。維生素C可促進膠原蛋白的合成,是膠原脯氨酸羥化酶及膠原賴氨酸羥化酶維持活性所必需的輔助因子,膠原是結締組織、骨及毛細血管等的重要組成部分。結締組織的生成是傷口愈合的前提，所以維生素C對創傷的愈合是不可缺少的。維生素C缺少時會導致毛細血管破裂,牙齒易松動、骨骼脆弱而易折斷以及創傷時傷口不易愈合。維生素Ｃ參與膽固醇的轉化及類固醇激素的合成，是催化膽固醇轉變成７α-羥膽固醇反映中７α-羥化酶的輔酶。維生素C參與芳香族氨基酸的代謝，酪氨酸轉變為對羥苯丙酮酸及尿黑酸的反映中,都需要維生素C。維生素C缺少時,尿中大量出現對羥苯丙酮酸。維生素Ｃ還參與酪氨酸轉變為兒茶酚胺、色氨酸轉變為5-羥色胺的反映。②參與體內的氧化還原反映。維生素C可保持巰基酶的活性和谷胱甘肽的還原狀態。體內許多含巰基的酶當其在體內發揮催化作用時需要自由的巰基(－SＨ),維生素C能使酶分子中的－SＨ維持在還原狀態,從而使酶保持活性。維生素C還與谷胱甘肽的氧化還原關系密切,它們在體內往往共同發揮抗氧化作用。如不飽和脂肪酸易被氧化成脂質過氧化物從而使細胞膜受損，還原性谷胱甘肽(G-SH）可使脂質過氧化物還原，從而消除其對細胞的破壞作用，而維生素C可使氧化性谷胱甘肽(G-S－Ｓ-G)還原,使Ｇ－ＳH不斷得到補充。維生素Ｃ能使紅細胞中的高鐵血紅蛋白(MHb)還原為血紅蛋白(Hb)，恢復其運送氧的能力。維生素Ｃ能使難以吸取的三價鐵(Ｆｅ3＋）還原成易于吸取的二價鐵（Fe2＋)，從而使鐵的吸取增長明顯。維生素C能保護維生素A、E及B免遭氧化,還能促使葉酸轉變成有活性的四氫葉酸。我國建議成人每日維生素C需要量為60mg。但需要量受某些藥物的影響。如吸煙可導致血中維生素C減少,阿司匹林可干擾白細胞攝取維生素C。【試題1】長期服用雷米封(異煙肼）可致維生素PP缺少,其因素是A.雷米封可克制維生素PP的吸取B.雷米封可克制維生素PＰ的排泄C.雷米封可與維生素PP結合使其失活D.雷米封與維生素PP結構相似，兩者有拮抗作用E．以上都不是【解析】答案：D本試題“考維生素的缺少因素”，雷米封的結構與維生素PＰ十分相似，因此兩者有拮抗作用,長期服用可引起維生素PP的缺少。【試題2】腳氣病是由于缺少哪種維生素所引起的A.維生素Ｂ1Ｂ．維生素PPC.維生素B２Ｄ．維生素EＥ.葉酸【解析】答案：A本試題“考維生素的生理功能”。三、酶理解應用１概述１.概述生物體內的新陳代謝是由一系列復雜的化學反映完畢的，這些化學反映幾乎都是由生物催化劑所催化。酶是最重要的催化劑，其研究歷史已超過120２3。生物體內的許多生物大分子物質,欲在體外人工合成極其困難。許多代謝反映放在體外自發進行,速度極慢，或幾乎不能完畢。但在生物體內，在酶的催化下,得以順利快速的實現。生物體內新陳代謝的一系列復雜的化學反映，幾乎均是由酶所促進的,生命活動離不開酶。許多先天性遺傳性疾病就是由于體內某種酶的缺失所導致。微量的氰化物即可致人于死命，就是由于它克制了細胞內呼吸的一個關鍵酶(細胞色素氧化酶)。氯霉素治療細菌性痢疾的機理，在于它能特異性地克制腸道細菌蛋白質生物合成中的轉肽酶活性，而使細菌的生存和繁殖停止。因此,酶的存在及其活性的調節，是生物體可以進行物質代謝和生命活動的必要條件，也是許多疾病的發病機理和治療的藥理學基礎。2.酶促反映的特點酶是一類生物催化劑，遵守一般催化劑的共同規律。例如,它只能催化熱力學上允許進行的反映，而不能催化熱力學上不能進行的反映，即不能新生反映；酶的作用只能使反映加速達成平衡點,而不能改變平衡點；反映前后酶的質量不變。這些都是酶與一般催化劑相同之處。但是,酶也具有與一般催化劑不同的特點。（1)極高的催化效率酶的催化效率通常比一般催化劑高106～１012倍。碳酸酐酶可催化H2CＯ3→H2O+CO2,其加速反映的數量級可達107倍,每分子酶每秒鐘可轉化4０萬分子的作用物(H２CO3)。酶的高效催化是通過減少反映所需的活化能實現的。這是由于，即使在熱力學上允許進行的反映中,也只有那些能量較高的活潑分子才有也許進行化學反映。這些能量較高的分子稱為活化分子,他們是在反映體系中通過度子－分子互相作用(碰撞）從其它分子獲能的。使分子從基礎狀態達成活化分子所需要的能量稱為活化能。活化能高低決定反映體系活化分子多少,即決定反映速度。欲加速反映進行,或外加能量(如加熱）,或減少反映所需的活化能。酶就是通過減少活化能加速化學反映的。由作用物的起始態轉變成產物的終止態的過程中,非酶促反映所需活化能較高，反映較難實現。在酶促反映中，作用物一方面與酶結合成中間產物,過渡態的中間產物再分解生成產物,并釋出酶。此兩步所需的活化能均低于非酶促反反映所需的活化能，因而反映易于進行。據計算,在250C時，活化能每減少4.184kJ/mｏl(lｋcal/mol)，反映速度可增長5.4(2)高度的特異性一般催化劑常可催化同一類型的多種化學反映。如H+可催化蛋白質、脂肪、淀粉等多種不同物質的水解，對作用物的結構規定不甚嚴格,甚至很不嚴格;同時其反映產物也常多種多樣。但酶促反映則不然,如淀粉酶只能水解淀粉，而不能水解蛋白質和脂肪。蛋白酶只能水解蛋白質，并且通常也只能水解由特定氨基酸構成的肽鍵。所以，酶促反映對作用物有一定的選擇性，所催化的反映通常也只限于一種特定類型，生成特定的產物。換句話說，一種酶只能作用于一種或一類化合物,催化進行一種類型的化學反映,得到一定的產物，這種現象稱為酶的特異性。各種酶所規定的特異性嚴格限度不一,有的酶只能作用于一種特定結構的作用物,進行一種專一的反映,生成一種特定結構的產物,稱之為絕對特異性，如脲酶只能催化尿素水解為CO２和NＨ3,但不能催化甲基尿素水解。另一類酶則特異性較差，可作用于結構類同的一類化合物或化學鍵,如磷酸酶對一般的磷酸酯都能水解，不管是甘油磷酸酯、葡萄糖磷酸酯或酚磷酸酯,這類酶屬于相對特異性。尚有一類酶則系立體異構特異性,即它只能催化一種立體異構體進行反映，或其催化的結果只能生成一種立體異構體。如體內合成蛋白質的氨基酸均為Ｌ-型，所以體內參與氨基酸代謝的酶絕大多數均只能作用于L-型氨基酸，而不能作用于D型氨基酸。(3）酶催化活性的可調節性酶促反映受多種因素的調控，以適應機體對不斷變化的內外環境和生命活動的需要。例如，酶與代謝物在細胞內的區域化分布和進化過程中基因分化形成的各種同工酶使各組織器官、各亞細胞結構具有各自的代謝特點。酶原的激活使酶在合適的環境被激活和發揮作用。代謝物通過對代謝途徑中關鍵酶、變構酶的克制與激活和對酶的共價修飾，對酶活性進行快速調節。酶生物合成的誘導與阻遏、酶降解速率的調節可發揮對酶活性的長期調節作用。(４)酶活性的不穩定性酶是蛋白質,一切可使蛋白質變性的因素都可使酶變性失活。理解應用２酶的結構與功能1.分子組成與其它蛋白質同樣，化學本質為蛋白質的天然酶，可分為單純蛋白質的酶、結合蛋白質的酶兩類。單純蛋白質的酶完全由-氨基酸按一定的排列順序組成,如脲酶、一些消化蛋白酶、淀粉酶、脂酶和核糖核酸酶等。牛胰核糖核酸酶就是一條由12４個氨基酸殘基組成的多肽鏈。體內大多數酶屬于結合蛋白質的酶類。結合蛋白質的酶類除由氨基酸構成的蛋白質部分外，還具有其它小分子有機化合物或金屬離子構成的輔助因子。根據輔助因子與酶蛋白結合的牢固限度不同,又分為輔基或輔酶。酶的蛋白質部分稱為酶蛋白。酶蛋白與輔助因子組合成全酶。輔基與酶蛋白結合牢固,不能用透析、超濾等簡樸的物理化學方法使之分開。輔酶與酶蛋白以非共價鍵結合，可用上述方法使之與酶蛋白分離。體內酶的種類很多，而輔酶的種類卻很少。一般來說,一種酶蛋白只能與一種輔助因子結合，形成一種特異性的酶，而一種輔助因子則可與不同的酶蛋白結合，形成多種特異性的酶,催化各種特異的化學反映。例如，輔酶Ｉ(NAＤ＋）為傳遞氫原子和電子的輔酶，參與氧化還原反映。NAＤ+可作為多種脫氫酶的輔酶，如L-乳酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶、L－谷氨酸脫氫酶等數十種脫氫酶均以NＡD+為其輔酶。絕大多數輔酶成分中均具有不同的B族維生素。輔基大多為金屬離子,如Zn２+為糜蛋白酶的輔基，K+為丙酮酸激酶的輔基,但也有以其它有機化合物，如卟啉類為輔基的。對結合（蛋白質的）酶類而言，決定酶反映特異性的是酶蛋白部分,輔助因子參與酶蛋白催化的反映，直接與電子、原子或某些化學基團的傳遞或連結有關。2.活性中心與必需基團酶是具有一定空間結構的蛋白質或多肽鏈。雖然酶分子表面有許多由氨基酸提供的化學基團，但其中只有一小部分基團與酶的催化作用直接有關。酶分子中與酶活性有關的化學基團稱為必需基團。這些必需基團與維持酶分子的空間構象有關。酶分子中必需基團在空間位置上相對集中所形成的特定空間結構區域,是酶發揮催化作用的關鍵部位,稱為酶的活性中心。活性中心可與作用物(底物）特異結合，將作用物轉化為產物。組成活性中心的必需基團稱為活性中心內的必需基團,大多由肽鏈上遠離的氨基酸殘基提供，經肽鏈折疊，使之在空間位置上互相接近,構成活性中心。在結合酶類中，輔基、輔酶也多參與活性中心的組成。尚有些必需基團不參與活性中心組成,為維持活性中心空間構象所必需,是活性中心外的必需基團。常見的必需基團有組氨酸的咪唑基，絲氨酸的羥基,半胱氨酸的巰基，以及谷氨酸的γ-羧基。當酶蛋白變性時，肽鏈展開,活性中心被拆散,酶的活性也因而喪失。3.酶原與酶原的激活多數酶合成后即具活性,但有少部分酶在細胞內合成后并無活性，這類無活性的酶的前體,稱為酶原。當酶原被分泌出細胞,在蛋白酶等的作用下，通過一定的加工剪切，使肽鏈重新折疊形成活性中心,或暴露出活性中心。由無活性的酶原變成有活性酶的過程稱為酶原激活。例如,胰腺合成的糜蛋白酶原無蛋白水解酶活性;當它分泌流入腸中后,受胰蛋白酶的激活,中間切除兩段二肽,形成三條肽段，重新折疊，將必需基團集中形成活性中心，糜蛋白酶原從而被激活。酶原激活具有重要的生理意義。一方面保護細胞自身的蛋白質不受蛋白酶的水解破壞，另一方面保證合成的酶在特定部位和環境中發揮生理作用。例如,胰腺合成糜蛋白酶是為幫助腸中食物蛋白質的消化。設想在胰腺中一旦合成的糜蛋白酶即具活性,就可使胰腺自身的組織蛋白質水解。急性胰腺炎就是由于胰腺中的糜蛋白酶原、胰蛋白酶原就地被激活所致。血液中通常存在的凝血酶原不會在血管中引起凝血。只有當出血時，血管內皮損傷暴露的膠原纖維所含的負電荷活化了凝血因子XＩI，進而將凝血酶原激活成凝血酶,使血液凝固，以防止大量出血。4.同工酶在體內并非所有具有相同催化作用的酶,都是同一種蛋白質。在不同器官中,甚至在同一細胞內,經常具有幾種分子結構不同、理化性質迥異、但卻可催化相同化學反映的酶。這類具有相同催化功能，但酶蛋白的分子結構、理化性質和免疫學性質各不相同的一組酶稱為同工酶。乳酸脫氫酶(ＬDH)是由4個亞基組成的蛋白質。組成LＤH的亞基有兩種類型，一種是重要分布在心肌的H型亞基，另一種是分布于骨骼肌、肝的M型亞基。存在于心肌中的重要LDH由４個Ｈ亞基構成(LDＨ１)，存在于骨骼肌、肝中的重要由４個M亞基構成(ＬDH5）。在其它不同組織中所存在的LDH中,H亞基與M亞基組成比例各有不同，可組成H４(LDH1）、H3M（LDＨ2)、H2M2(LDＨ3）、HM3(LＤH4)及Ｍ4(LDＨ5)5種LDH同工酶。這一順序也是它們向正極電泳速度遞減的順序，可借以鑒別這5種同工酶。這5種同工酶在各器官中的分布和含量不同，各器官組織都有其各自特定的分布酶譜。心肌富含Ｈ4,故當急性心肌梗塞時或心肌細胞損傷時，細胞內的LDH釋入血中,同工酶譜分析表現為【試題】胰蛋白酶在剛被胰腺細胞合成時,以無活性的胰蛋白酶原形式存在。可以在十二指腸激活胰蛋白酶原的物質是Ａ.H+B．氨基肽酶Ｃ．腸激酶D.羧基肽酶Ｅ.K＋【解析】答案:C本試題“考酶原的激活”,胰腺合成的胰蛋白酶原無蛋白水解酶活性;當它分泌流入腸中后，受腸激酶的激活,切除小分子六肽,重新折疊，將必需基團集中形成活性中心，胰蛋白酶原從而被激活。理解應用3影響酶促反映速度的因素1．酶濃度在酶促反映體系中,若所用的酶制品中不含克制物,作用物的濃度又足夠大，使酶達成飽和,則反映速度與酶濃度成正比。２.作用物濃度假如我們用作用物濃度對反映速度作圖可以看出酶促反映呈雙曲線型,即當作用物濃度很低時,反映速度(Ｖ）隨著作用物濃度(［Ｓ])的增高，成直線比例上升。而當作用物濃度繼續增高時，反映速度增高的趨勢逐漸緩和。一旦當[S]達成相稱高時,反映速度不再隨[S]的增高而增高，達成了極限最大值,稱最大反映速度（Ｖmaｘ)。當反映速度為最大反映速度一半時的［Ｓ]為Km值，Kｍ值亦稱米氏常數,為酶的特性性常數。不同的酶Km值不同,同一種酶對不同作用物有不同的Km值。各種同工酶的Km值不同，也可借Km以鑒別之。上述反映過程通過數學推導可得出一方程式,即米氏方程：3.溫度酶對溫度的變化極敏感。若自低溫開始,逐漸增高溫度,則酶反映速度也隨之增長。但到達某一溫度后，繼續增長溫度,酶反映速度反而下降。這是由于溫度對酶促反映有雙重影響。高溫度一方面可加速反映的進行,另一方面又能加速酶變性而減少有活性酶的數量，減少催化作用。當兩種影響適當時,即既不因溫度過高而引起酶損害,也不因過低而延緩反映進行時,反映速度最快，此時的溫度即為酶的最適溫度。溫血動物組織中，酶的最適溫度一般在37oC至４０ｏC之間。僅有很少數酶能耐受較高的溫度，例如,ＴaｇＤNＡ聚合酶在90ｏC以上仍具有活性。尚有些酶,在較高溫度下雖然不表現活性,但卻表現為熱穩定性,如胰蛋白酶在加熱到l00oＣ后,再恢復至室溫,仍有活性。大多數酶加熱到60oＣ已不可逆地變性失活。酶的最適溫度與酶反映時間有關。若酶反映進行的時間短暫,則其最適溫度也許比反映進行時間較長者高。4.酸堿度酶活性受其所在環境pH的影響而有顯著差異。其因素是酶的催化作用重要決定于活性中心及一些必需基團的解離狀態，有的需呈正離子狀態,有的需呈負離子狀態，有的則應處在不解離狀態,這就需要一定的pH環境使各必需基團處在適當的解離狀態，使酶發揮最大活性。通常只在某一ｐH時,其活性最大,此pH值稱為酶的最適pH。pＨ偏離最適pH時，無論偏酸或偏堿，都將使酶的解離狀況偏離最適狀態，使酶活性減少。各種酶的最適pH不同，但大多為中性、弱酸性或弱堿性。少數酶的最適pH遠離中性，如胃蛋白酶的最適pH為l．5,胰蛋白酶的最適pH為7.8。5.激活劑有些物質能增強酶的活性，稱為酶的激活劑。激活劑大多為金屬離子,如Mg２+、K+、Mg2＋等。少數為陰離子，如Cl-能增強唾液淀粉酶的活性，膽汁酸鹽能增強胰脂肪酶的活性等。其激活作用的機制，有的也許是激活劑與酶及作用物結合成復合物而起促進作用,有的也許參與酶的活性中心的構成等。６．克制劑有些物質(不涉及蛋白質變性因子)能減弱或停止酶的作用，此類物質稱為酶的克制劑。克制劑多與酶的活性中心內、外的必需基團結合，克制酶的催化活性。假如能將克制劑去除,酶仍表現其原有活性。(１)不可逆克制作用克制劑與酶活性中心的必需基團形成共價結合,不能用簡樸透析、稀釋等方法除去,這一類克制劑稱為不可逆性克制劑；所引起的克制作用為不可逆性性克制作用。化學毒劑，如農藥1059、敵百蟲等有機磷制劑即屬此類。它們的殺蟲或機體中毒作用重要是特異地與膽堿酯酶活性中心的絲氨酸羥基結合，使酶失活。乙酰膽堿不能被失活的膽堿酯酶水解而蓄積,引起迷走神經連續興奮發生中毒癥狀。(2）可逆性克制克制劑以非共價鍵與酶或中間復合物發生可逆性結合,使酶活性減少或消失，應用簡樸的透析、稀釋等方法可解除克制,這種克制劑稱為可逆性克制劑。可逆性克制劑引起的克制作用為可逆性克制作用。可逆性克制作用的類型可分為下列三種。競爭性克制有些可逆性克制劑與作用物結構相似,能和作用物競爭酶的活性中心，使酶不能與作用物結合,克制酶促反映,稱為競爭性克制。這類克制劑稱為競爭性克制劑。由于克制劑與酶的結合是可逆的,所以酶促反映克制限度取決于作用物、克制劑與酶的親和力及兩者濃度的相對比例。在競爭性克制過程中,若增長作用物的濃度,則競爭時作用物占優勢,克制作用可以減少，甚至解除，這是競爭性克制的特點。例如,琥珀酸脫氫酶可催化琥珀酸的脫氫反映，卻不能催化丙二酸或戊二酸發生脫氫反映。但兩者與琥珀酸結構類似，均為琥珀酸脫氫酶的競爭性克制劑。又如，磺胺類藥物對多種細菌有克制作用。這是由于細菌的生長繁殖有賴于核酸的合成,而磺胺藥的結構與核酸合成時所需的四氫葉酸中的對氨基苯甲酸結構相似性,因而能與相應的酶競爭結合，克制細菌。非競爭性克制有些非競爭性克制劑可與活性中心外的必需基團結合，而不影響作用物與酶的結合,兩者在酶分子上結合的位點不同。這樣形成的酶-作用物-克制劑復合物不能釋放產物，這種克制作用不能用增長作用物的濃度消除克制,故稱非競爭性克制。反競爭性克制此類克制劑與非競爭性克制劑不同,它只能與酶-作用物復合物結合,而不與游離酶結合，這種克制作用稱為反競爭性克制。【試題1】Km值是指反映速度為0．5Vmaｘ時的Ａ.酶濃度B.底物濃度C．克制劑濃度Ｄ.激活劑濃度Ｅ.產物濃度【解析】答案:B本試題“考底物濃度對酶促反映速度的影響”，Km值是米氏常數,指的是當酶促反映速度達成0.５Ｖmax時的底物濃度。【試題2】某些有機磷制劑，如敵百蟲能與酶活性中心的絲氨酸殘基上的羥基牢固結合，從而克制此酶的活性,試問敵百蟲屬于A.競爭性克制劑B.不可逆克制劑C．反競爭性克制劑D.變構克制劑E．非競爭性克制劑【解析】答案:B本試題“考克制劑對酶促反映的影響”。四、糖代謝糖是自然界存在的一大類有機化合物,其化學本質為多羥基醛,或多羥基酮及其衍生物或多聚物。在糖代謝中，葡萄糖代謝居重要地位。人體內所有組織細胞都可運用葡萄糖,人體約5０%-７0%的能量由糖代謝提供。葡萄糖可轉變為多種非糖物質,某些非糖物質亦可轉變為葡萄糖。糖的生理功能是為機體生命活動提供能量、參與組成人體組織結構，例如糖蛋白和糖脂是細胞膜的重要組成成分等。糖還可以構成體內多種重要的生物活性物質。理解應用1糖的分解代謝1.糖酵解基本途徑、關鍵酶和生理意義在缺氧狀態下，葡萄糖生成乳酸的過程稱為糖的無氧酵解(簡稱糖酵解）。糖酵解的代謝過程可分為三個階段:第一階段涉及葡萄糖轉變成３-磷酸甘油醛,此階段需要ATＰ;第二階段為3－磷酸甘油醛轉變為丙酮酸,在此階段中有ATP的生成;第三階段為丙酮酸還原為乳酸。糖酵解的所有反映過程均在胞漿中進行。第一階段:磷酸丙糖的生成(1）葡萄糖磷酸化為６-磷酸葡萄糖，催化此反映的酶是己糖激酶（肝內為葡萄糖激酶)，由AＴＰ提供磷酸基和能量,這一步是不可逆反映。(2）６-磷酸葡萄糖轉變為6-磷酸果糖,反映可逆。(3)6－磷酸果糖轉變為１,6-雙磷酸果糖，是第二個磷酸化反映，由6-磷酸果糖激酶-１催化，為不可逆反映。(４）6碳的1，６-雙磷酸果糖裂解為2分子可以互變的磷酸二羥丙酮和３-磷酸甘油醛,兩者稱為磷酸丙糖，反映可逆。第二階段：丙酮酸的生成（５)3-磷酸甘油醛氧化為１,3－二磷酸甘油酸,生成１分子NAＤH+H＋和具有一個高能磷酸鍵的1,3-二磷酸甘油酸。(6)1，3-二磷酸甘油酸轉變為３-磷酸甘油酸,生成1分子ATＰ。這種作用物上的高能磷酸鍵轉移給ADP成為ＡＴP的過程稱為作用物水平的磷酸化作用。(７）3-磷酸甘油酸轉變為２-磷酸甘油酸，反映可逆。(8)2-磷酸甘油酸轉變為具有高能磷酸鍵的磷酸烯醇式丙酮酸，反映可逆。(9）磷酸烯醇式丙酮酸轉變為丙酮酸,由丙酮酸激酶催化，有ATP生成。反映不可逆。第三階段:丙酮酸還原為乳酸(10)丙酮酸接受在上述反映(反映5)生成的ＮＡDH+H+，還原為乳酸。反映可逆。糖酵解的關鍵酶是己糖激酶（肝內為葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶。這三種酶是糖酵解途徑的限速酶，其活性可受別構效應劑和激素的調節。限速酶活性的高低決定著糖酵解的速度和方向。糖酵解的生理意義在于當機體缺氧或進行劇烈運動導致肌肉血流相對局限性時，能量重要通過糖酵解獲得。成熟紅細胞沒有線粒體，需完全依靠糖酵解供應能量。神經、白細胞、骨髓等組織細胞代謝極為活躍，在有氧情況下也常由糖酵解提供部分能量。2.糖有氧氧化的基本過程、關鍵酶和生理意義酵解途徑產生的丙酮酸在缺氧狀態下還原為乳糖。在有氧狀態下，酵解產生的NADH＋H+進入線粒體，經電子傳遞鏈的氧化作用生成H2O，并生成ATP，同時，丙酮酸也進入線粒體,經氧化脫羧生成乙酰CｏＡ。后者進入三羧酸循環徹底氧化成CO2、水并釋放能量。葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和二氧化碳并產生大量能量的過程稱為有氧氧化。有氧氧化是糖氧化的重要方式，體內絕大多數細胞都要通過此途徑獲得能量。糖的有氧氧化可分為三個階段。第一階段：葡萄糖在胞液經糖酵解途徑分解成丙酮酸。第二階段：丙酮酸由胞液進入線粒體，氧化脫羧生成乙酰CoA。第三階段：在線粒體內,乙酰CoＡ進入三羧酸循環被徹底氧化。(1)葡萄糖分解成丙酮酸,反映環節同糖的無氧酵解，反映過程中生成的NADH+H+被轉運進線粒體，通過呼吸鏈將其中的2個氫氧化成水,并生成ＡTP。(２）丙酮酸的氧化脫羧，生成乙酰ＣoA。此反映由丙酮酸脫氫酶復合體催化。(3)乙酰CｏA進入三羧酸循環被徹底氧化。這個循環以乙酰CoA和草酰乙酸縮合成具有三個羧基的檸檬酸開始,故稱為三羧酸循環。三羧酸循環的反映過程如下:①乙酰CoA和草酰乙酸縮合成檸檬酸，反映由檸檬酸合酶催化。②檸檬酸轉變成異檸檬酸。③異檸檬酸轉變成α－酮戊二酸,反映由異檸檬酸脫氫酶催化。④α-酮戊二酸氧化脫羧生成具有高能硫酯鍵的琥珀酰CｏA，反映由α-酮戊二酸脫氫酶復合體催化。⑤）琥珀酰ＣoA轉變為琥珀酸,琥珀酰CｏA的高能硫酯鍵水解,生成ＧＴP，反映可逆。這是作用物水平磷酸化的又一例子。⑥琥珀酸脫氫生成延胡索酸，由琥珀酸脫氫酶催化,輔酶是FAD。⑦延胡索酸生成蘋果酸。⑧蘋果酸生成草酰乙酸和NADH+H+。這是三羧酸循環的最后一步反映,反映可逆。三羧酸循環的關鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α－酮戊二酸脫氫酶復合體。三羧酸循環是糖、脂、蛋白質三大物質最終氧化的共同途徑；是糖、脂、某些氨基酸代謝聯系和互變的樞紐;是體內產生CＯ2和能量的重要機制之一。一克分子(１摩爾）乙酰CｏA經三羧酸循環徹底氧化可生成1０克分子（1０摩爾)AＴP。1摩爾葡萄糖在體內經有氧氧化分解代謝可凈生成30或32摩爾ATＰ。糖有氧氧化的生理意義:①為機體的生理活動提供能量。糖在有氧條件下徹底氧化釋放的能量遠多于糖酵解。在正常生理條件下,體內大多數組織細胞皆從糖的有氧氧化獲得能量，一克分子葡萄糖在體內經有氧氧化徹底分解可凈生成3０或32克分子ATP。②糖有氧氧化途徑中許多中間代謝產物是體內合成其它物質的原料，故與其它物質代謝密切聯系。③糖有氧氧化途徑與糖的其它代謝途徑亦有密切聯系,如糖酵解、磷酸戊糖途徑、糖醛酸、果糖、半乳糖的代謝等。3.磷酸戊糖途徑的生理意義（1)為核酸的合成提供核糖。(2)磷酸戊糖途徑生成大量的ＮAＤPＨ+Ｈ+，作為供氫體參與多種代謝反映。(3）通過磷酸戊糖途徑中的轉酮醇基及轉醛醇基反映，使各種糖在體內得以互相轉變。【試題】丙酮酸脫氫酶復合體催化底物的脫氫反映，是糖的有氧氧化過程中非常重要的環節，需要一組維生素作輔酶,請選擇對的一組A．維生素B１、B２、B6、Ｂ1２和維生素CB.維生素B1、Ｂ２、B6、B１2和硫辛酸C．維生素B1、B2、生物素、泛酸和維生素ED.維生素B1、B2、硫辛酸、泛酸和維生素PPE.維生素B1、Ｂ２、維生素K、泛酸和生物素【解析】答案：D本試題“考丙酮酸脫氫酶復合體的輔酶由哪些維生素構成”,丙酮酸脫氫酶復合體由5種輔酶構成,其中維生素B1——TPP、Ｂ2——FAD、硫辛酸——四氫硫辛酸、泛酸——輔酶A和維生素PP——輔酶Ⅰ。理解應用2糖原的合成與分解1.概念葡萄糖合成糖原的過程稱為糖原合成，糖原合成的限速酶是糖原合酶。從葡萄糖合成糖原是一個耗能過程。糖原分解習慣指肝糖原分解為葡萄糖。糖原的分解的限速酶是磷酸化酶。2．生理意義糖原是動物體內糖的儲存形式。肝和肌肉是貯存糖原的重要組織器官，但肝糖原和肌糖原的生理功能有很大不同。肌糖原重要為肌肉收縮提供能量，肝糖原則是血糖的重要來源,這對于一些依賴葡萄糖作為能源的組織,如腦、紅細胞等尤為重要。理解應用3糖異生1．概念非糖物質形成葡萄糖的過程稱為糖異生。所運用的非糖物質涉及各種氨基酸、乳酸、丙酮酸、丙酸和甘油等。2.反映途徑的關鍵酶糖異生途徑基本是糖酵解的逆反映過程。糖酵解途徑中大多數反映是可逆的，但由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反映是不可逆的,必須通過其它的酶催化，才干越過這三個不可逆反映進行糖異生。(1)丙酮酸轉變為磷酸烯醇式丙酮酸，反映由兩步反映組成,分別由丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化。乳酸、丙氨酸及三羧酸循環的中間產物在進行糖異生時都需要通過這條通路。(2)1，6－雙磷酸果糖轉變為6-磷酸果糖，此反映由果糖二磷酸酶催化，從而越過了糖酵解中由磷酸果糖激酶催化的第二個不可逆反映。(3）６-磷酸葡萄糖水解為葡萄糖，此反映由葡萄糖-6-磷酸酶催化,從而越過了糖酵解中由己糖激酶（葡萄糖激酶)催化的第一個不可逆反映。由此可見,參與糖異生反映的關鍵酶有丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶和葡萄糖-6－磷酸酶。3.生理意義糖異生作用最重要的生理意義是在空腹或饑餓情況下保持血糖濃度的相對恒定。體內某些組織如腦組織不能運用脂肪酸,重要依靠葡萄糖供應能量。成熟紅細胞沒有線粒體,完全通過糖酵解獲得能量。在不進食的情況下，機體靠肝糖原的分解維持血糖濃度,但肝糖原不到12小時即消耗殆盡，此后機體重要靠糖異生維持血糖濃度的相對恒定。因此，在空腹或饑餓情況下,糖異生作用對保障大腦等重要組織器官的能量供應具有重要意義。糖異生作用也有助于乳酸的運用。糖異生作用對于防止酸中毒，調節機體酸堿平衡有重要作用。長期禁食后，腎的糖異生作用增強，也許是由于饑餓導致代謝性酸中毒導致的。體液pH減少可促進腎小管中磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的合成,從而使糖異生作用增強。當腎中α－酮戊二酸因異生成糖而減少時,可促進谷氨酰胺脫氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脫氨反映。腎小管細胞將NH3分泌入管腔中與原尿中的H+結合,有助于排氫保鈉作用的進行。【試題】機體內幾乎每一種化學反映都有相應的酶催化，它們首尾相連構成一定的代謝途徑，有些反映是某些代謝途徑特有的反映。在下列反映中，不屬于糖原合成或分解途徑的是A.葡萄糖→６-磷酸葡萄糖B.１－磷酸葡萄糖→6-磷酸葡萄糖C.二磷酸尿苷葡萄糖＋糖原n→糖原(n+1)+二磷酸尿苷D.１-磷酸葡萄糖→二磷酸尿苷葡萄糖E.６-磷酸葡萄糖→1-磷酸果糖【解析】答案:E 本試題“考糖原合成與分解途徑”。理解應用4血糖１.概念血液中的葡萄糖稱為血糖。血糖含量隨進食、運動等變化而有所波動，但空腹血糖水平相稱恒定，維持在3．８9~6．１1mmol/L之間。血糖濃度維持在恒定范圍得益于血糖的來源與去路始終處在動態平衡。血糖濃度的相對恒定對保證組織器官、特別是大腦的正常生理活動具有重要意義。2．血糖的來源和去路來源:（１)食物中的糖經消化吸取進入血中，這是血糖的重要來源。(２)肝糖原分解,這是空腹時血糖的直接來源。(3)糖異生作用。（４)其它的單糖，假如糖、半乳糖等單糖也可轉變為葡萄糖，以補充血糖。去路：(1)葡萄糖在各組織中氧化分解供能,這是血糖的重要去路。(2)葡萄糖在肝、肌肉等組織中合成糖原。（3)轉變為非糖物質，如脂肪、非必需氨基酸、多種有機酸等。（４)轉變為其它糖及衍生物,如核糖、脫氧核糖、唾液酸、氨基糖等。(５)當血糖濃度過高時,超過了腎糖閾（約8.８9mmｏl/L）時,葡萄糖即由尿中排出，出現糖尿。３.血糖濃度的調節人體具有高效調節血糖濃度的機制，這種機制涉及了肝、肌肉等組織器官以及激素和神經對血糖濃度的調節。(1)肝、肌肉等器官對血糖濃度的調節肝是調節血糖濃度最重要的器官。肝以肝糖原的形式貯存葡萄糖,進食后肝貯存糖原的量可達肝重的4%～５％，總量可達70g。在空腹狀態下,肝可將貯存的糖原分解為葡萄糖以補充血糖。此外,肝還可通過糖異生作用維持禁食狀態下血糖濃度的相對恒定。肌肉通過對血糖的攝取運用也對血糖濃度有一定的調節作用。肌肉可運用血糖合成肌糖原，肌糖原約占肌肉重量的１%～2%,此值雖低于肝,但其總量可達1２0~１４0g。因此,肌肉也是貯存糖原的重要組織。但由于肌肉缺少糖原分解時所需要的葡萄糖-6-磷酸酶，所以肌糖原不能分解為葡萄糖以直接補充血糖。但肌肉劇烈運動時,肌糖原分解產生大量乳酸，可通過乳酸循環在肝將乳酸異生為葡萄糖或肝糖原。(2)激素的調節多種激素可對血糖濃度進行調節。其中減少血糖的激素有胰島素，升高血糖的激素有腎上腺素、胰高血糖素、糖皮質激素和生長素等。(３)神經調節全身各組織的糖代謝還受神經的整體調節。如當血糖濃度低于正常時，交感神經興奮,可使腎上腺髓質增長腎上腺素的分泌,從而使血糖濃度升高。而迷走神經興奮時，肝糖原合成增長，血糖水平減少。上述幾方面作用并非孤立進行,而是互相協同又互相制約地協調一致，以維持血糖濃度的相對恒定。4.高血糖和低血糖（1)高血糖及糖尿病臨床上將血糖濃度高于6．１１mmol／Ｌ（葡萄糖氧化酶法）稱為高血糖。當血糖濃度超過腎糖閾時，葡萄糖即從尿中排出,可出現糖尿。在生理情況下也可出現高血糖和糖尿，如情緒激動時通過交感神經調節,促進腎上腺素等分泌增長，肝糖原分解，血糖濃度升高，出現糖尿,稱為情感性糖尿；一次性食入大量的糖，血糖急劇升高，出現糖尿稱為飲食性糖尿；臨床上點滴葡萄糖過快也會引起糖尿。以上情況的特點是高血糖和糖尿都是暫時的，且空腹血糖水平正常。連續性高血糖和糖尿，特別是空腹血糖水平和糖耐量曲線高于正常，重要見于糖尿病。糖尿病型糖耐量曲線的表現為：空腹血糖較正常型高，進食糖后血糖迅速升高,并可超過腎糖閾，同時出現糖尿。或在本來已有糖尿的基礎上尿糖含量進一步升高。２小時血糖含量不能恢復到空腹血糖水平。糖尿病是一種常見的、有一定遺傳傾向的代謝性疾病。臨床常見的糖尿病有兩類：胰島素依賴型(1型）和非胰島素依賴型（2型)。它們的病因和發病機制不同，目前尚在研究中。１型糖尿病常見于兒童，2型糖尿病常見于成年人。我國糖尿病患者以Ⅱ型居多。某些慢性腎炎、腎病綜合征等腎臟疾患致腎對糖的重吸取障礙也可出現糖尿，但血糖及糖耐量曲線均正常。(2)低血糖空腹血糖濃度低于3．89mmoｌ/L(葡萄糖氧化酶法)時稱為低血糖。出現低血糖的因素有：①胰性，如胰島α-細胞功能低下、胰島β-細胞功能亢進等。②肝性，如肝癌、糖原累積病等。③內分泌異常,如腎上腺皮質功能低下、垂體功能低下等。④腫瘤，如胃癌等。⑤饑餓或不能進食者。血糖水平過低,會影響腦細胞的功能,從而出現頭暈、心悸、倦怠、饑餓感等,嚴重時出現昏迷，稱為低血糖休克,如不及時給患者補充葡萄糖，可導致死亡。五、生物氧化理解應用１概述1．生物氧化的概念生物氧化是指物質在生物體內的氧化分解過程。生物氧化過程在細胞的線粒體內及線粒體外均可進行,但氧化過程不同。線粒體內的氧化伴有ATP的生成,而線粒體外如內質網、過氧化物酶體（微粒體）等的氧化不伴有ATP的生成，重要和代謝物或藥物、毒物的生物轉化有關。2.生物氧化的特點糖、脂類及蛋白質等營養物質在體內及體外都能氧化產生ＣＯ2和H2O。但體內的生物氧化與體外燃燒不同。(1)生物氧化是在細胞內由酶催化的氧化反映,幾乎每一反映環節都由酶催化。反映不需要高溫，也不需要強酸、強堿及強氧化劑的協助，在體溫及近中性的pＨ環境中即可進行。(２）生物氧化是逐步進行、逐步完畢的,所以反映不會驟然放出大量能量,當然更不會產生高溫、高熱。反映中逐步釋放的能量有相稱一部分可使ＡDP磷酸化生成AＴＰ,從而儲存在ATP分子中,以供機體生理生化活動之需。理解應用2呼吸鏈1.呼吸鏈的概念酶和輔酶在線粒體內膜上按一定順序排列組成的遞氫或遞電子體系稱為呼吸鏈。2.兩條呼吸鏈的組成和排列順序(1）組成和作用呼吸鏈重要成分有如下五類：①輔酶I(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,NAD+)和輔酶II(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，NAＤＰ+)。NＡD+作為許多不需氧脫氫酶的輔酶，將作用物的脫氫與呼吸鏈的傳遞氫過程聯系起來，是遞氫體。②黃素酶或黃素蛋白（FP）。黃素酶種類很多,但輔基只有兩種：黃素單核苷酸(ＦMN)和黃素腺嘌呤二核苷酸(FＡD)。FＭＮ和FAＤ分子能可逆地進行加氫和脫氫反映，故也是遞氫體，其分子中每次能接受兩個氫原子。③鐵硫蛋白（Ｆe-S)。鐵硫蛋白是一類在分子中具有非血紅素鐵和對酸不穩定的含硫蛋白質。鐵硫蛋白種類較多,在線粒體內膜上往往與黃素酶或細胞色素結合成復合物存在。鐵硫蛋白分子中所含的Ｆe-S構成活性中心，稱為鐵硫中心(Fｅ-Ｓ)，其中的鐵能可逆地進行氧化還原反映，每次傳遞一個電子。④輔酶Ｑ(CｏQ)。輔酶Q為一脂溶性醌類化合物,廣泛存在于生物界,又名泛醌。其分子中的苯醌結構能可逆地進行加氫和脫氫反映，是遞氫體。⑤細胞色素(Cyt)。細胞色素是一類以鐵卟啉為輔基的結合蛋白質,可分為a、b、ｃ三大類，每類又有若干種。重要的細胞色素有a、a3、b、c和ｃl。它們共同的作用特點是作為電子傳遞體,其卟啉環中的鐵離子進行可逆的氧化還原反映。細胞色素a與a3不易分開，統稱為細胞色素ａa3，亦稱為細胞色素氧化酶。(2)呼吸鏈各成分的排列順序線粒體內參與氧化磷酸化的呼吸鏈重要有兩條,即NADH氧化呼吸鏈和FAＤＨ2氧化呼吸鏈。這兩條呼吸鏈的組成和排列順序是：NADＨ氧化呼吸鏈:NADH→FMN→CoQ→Ｃytb→Cyｔc1→Cytc→Cytaa３→O2琥珀酸氧化呼吸鏈:琥珀酸→ＦAD→ＣｏQ→Cytb→Cｙtｃ1→Ｃｙtc→Ｃytａa3→O2理解應用３AＴＰ的生成１.ＡTＰ的生成方式體內ATP的生成方式有兩種,一種是作用物水平的磷酸化,代謝過程中產生的高能化合物可直接將其高能鍵中貯存的能量傳遞給ADP,使ＡDP磷酸化形成ＡTP。體內生成ＡTP的第二種方式是在電子傳遞過程中發生AＤP磷酸化，這也是ATP生成的重要方式。由代謝物脫下的氫通過呼吸鏈傳遞給氧生成水，同時逐步釋放能量，使ＡDP磷酸化形成ＡＴＰ。呼吸鏈電子傳遞的氧化過程與ADＰ磷酸化、生成ATＰ相偶聯的過程稱氧化磷酸化。２.影響氧化磷酸化的因素(1）克制劑正常情況下，電子傳遞和磷酸化是緊密結合的。有些化合物可影響電子傳遞或干擾磷酸化反映，其結果均可使氧化磷酸化不能正常進行。假如只有代謝物的氧化過程,而不隨著有AＤＰ的磷酸化,則稱為氧化磷酸化的解偶聯。根據不同的化學因素對氧化磷酸化作用的影響方式不同,可劃分為三大類。①呼吸鏈克制劑，可以阻斷呼吸鏈中某部位電子傳遞而使氧化受阻的物質(藥物或毒物)稱為呼吸鏈克制劑。如魚藤酮、粉蝶霉素Ａ及異戊巴比妥、安密妥等，它們與NADH-Ｑ還原酶中的鐵硫蛋白結合，阻斷電子由NADＨ向CoＱ的傳遞。抗霉素Ａ、二巰基丙醇克制cｙｔb與cytc１間的電子傳遞。氰化物，疊氮化物,H2S及CO克制細胞色素氧化酶,使電子不能傳遞給氧。此外,尚有一種鐵螯合劑（簡稱TIFA)可以特異克制還原當量從黃素蛋白(輔基為ＦAD）至CｏQ的傳遞。此類克制劑可使細胞呼吸停止，引起機體迅速死亡。②解偶聯劑，這類化合物的作用是使電子傳遞和ＡTP形成兩個偶聯過程分離，故稱解偶聯劑。這類化合物只克制ATＰ的生成過程，不克制電子傳遞過程，使電子傳遞所產生的自由能都轉變為熱能。由于這類試劑使電子傳遞失去正常的控制，導致過度地運用氧和燃料底物,而能量得不到儲存。典型的解偶聯劑是2，4－二硝基酚(ＤNP)，因DNP為脂溶性物質，在線粒體內膜中可自由移動，當其進入基質后可釋出Ｈ＋；返回胞液側后可再結合H+，從而使Ｈ+的跨膜梯度消除，使氧化過程釋放的能量不能用于ATP的合成反映,因此又稱為質子載體。其它一些酸性芳香族化合物(如雙香豆素、三氟甲氧基苯腙羰基氰化物、水揚酰苯胺等)也有同樣作用。解偶聯劑對底物水平的磷酸化沒有影響。③ATP合酶克制劑，與呼吸鏈克制劑不同，這類試劑的作用特點是既克制氧的運用又克制ATＰ的形成，但不直接克制電子傳遞鏈上載體的作用。如寡霉素可結合ATP合酶的F0單位,二環己基羰二亞胺共價結合F0的c亞基,阻斷H+從F0半通道回流，克制ATP合酶活性。(2）ADP的調節作用正常機體氧化磷酸化的速率重要受ADP的調節。當機體運用ＡTＰ增多,ADＰ濃度增高,轉運入線粒體后使氧化磷酸化速度加快；反之ADP局限性,使氧化磷酸化速度減慢。這種調節作用可使ATP的生成速度適應生理需要。(３)甲狀腺素甲狀腺激素可激活許多組織細胞膜上的Na+－K＋-ATP酶,使ＡTP加速分解為ＡＤＰ和Pi，AＤＰ進入線粒體數量增多，因而使ＡTＰ/ＡDＰ比值下降，促進氧化磷酸化速度加快。由于ATP的合成和分解速度均增長,導致機體耗氧量和產熱量增長，基礎代謝率提高,基礎代謝率偏高是甲狀腺機能亢進病人最重要的臨床指征之一。【試題1】向具有離體完整線粒體的氧化磷酸化體系中加入某一化合物后,發現其Ｏ２耗量減少，ＡTP生成減少。該化合物最有也許是A.FMN?B．泛醌C．CytbＤ.魚藤酮E.2，4-二硝基酚【解析】答案：D?本試題“考呼吸鏈克制劑”。呼吸鏈克制劑分為三種:呼吸鏈克制劑、解偶聯劑和氧化磷酸化克制劑。魚藤酮是呼吸鏈克制劑,其與復合體Ⅰ中的鐵硫蛋白結合,阻斷電子傳遞,從而Ｏ２耗量減少,ＡTP生成減少。故D相符合。【試題2】惡性高熱病人出現忽然高熱,在１0－１５分鐘或數小時內體溫迅速升高，有時超過43℃,導致體溫上升的也許因素是A.對外界冷的溫度的反映B.肌肉收縮產生熱量C.氧化磷酸化解偶聯D．脂肪動員產生熱量Ｅ．ATP消耗增長【解析】答案:C本試題“考氧化磷酸化解偶聯”惡性高熱病人不涉及神經系統調控體溫，而是由于代謝變化引起的,其中脂肪動員增長，脂肪酸作為信號分子可以增長各種組織的解偶聯蛋白,這些蛋白不影響電子傳遞，但是干擾磷酸化反映,不能生成AＴＰ,電子傳遞過程中產生的自由能以熱能形式釋放,表現為機體發熱。六、脂類代謝理解應用1脂類的概述1.分類脂類是脂肪及類脂的總稱，是一類不溶于水而易溶于有機溶劑,并能為機體運用的有機化合物。脂肪是三脂肪酸甘油酯或稱甘油三酯。類脂涉及膽固醇及其酯、磷脂及糖脂等。2．生理功能(1)脂肪在體內的重要生理功用是儲能和氧化供能。正常人生理活動所需能量的約１7%～２5%由脂肪供應，空腹時機體50%以上的能源來自脂肪的氧化。每克脂肪徹底氧化后平均可釋放9.3ｋcａl(38.94ｋＪ)的能量，比同等量的糖或蛋白質約多一倍,因此脂肪是禁食、饑餓時體內能量的重要來源。此外，脂肪尚有保持體溫、保護內臟以及協助脂溶性維生素吸取的功能。(2)生物膜的組成成分生物膜重要涉及細胞膜、細胞器膜、核膜及神經髓鞘等。類脂特別是磷脂和膽固醇是生物膜的重要組分。磷脂以雙分子層形式構成生物膜的基本結構，其中鞘磷脂是神經髓鞘的重要組成成分。膽固醇在維持生物膜通透性方面起重要作用。此外，糖脂、脂蛋白也參與構成生物膜，在細胞膜信號轉導活動起著載體和受體的作用。（3）脂類衍生物的調節作用某些脂類衍生物參與組織細胞間信息的傳遞,并在機體代謝調節中發揮重要作用。如必需脂酸在體內可衍變生成前列腺素、血栓素及白三烯等,這些衍生物分別參與多種細胞的代謝調控。又如由膽固醇轉化生成的維生素D3,具有調節鈣磷代謝的活性。膽固醇還可轉化成類固醇激素參與體內代謝。此外，磷脂酰肌醇經磷酸化后再分解可產生甘油二酯和三磷酸肌醇,兩者均為重要的第二信使物質，在細胞內信號轉導中具有重要作用。理解應用2甘油三酯的分解代謝1.甘油三酯的水解脂肪動員脂肪細胞中儲存的甘油三酯經一系列脂肪酶依次催化，逐步水解釋出甘油和游離脂肪酸,運送到全身各組織運用，此過程稱為脂肪動員。在脂肪動員過程中,甘油三酯脂肪酶為脂肪動員的限速酶，因受多種激素調節,故又被稱為激素敏感性脂肪酶。胰島素、前列腺素可以克制其活性,稱為抗脂解激素。胰高血糖素、腎上腺素、促腎上腺皮質激素及甲狀腺素等促進其活性，稱為脂解激素。2.甘油的氧化分解脂解作用使儲存在脂肪細胞中的脂肪分解成游離脂酸及甘油，然后釋放人血。甘油溶于水,直接由血液運送至肝、腎、腸等組織。重要是在肝甘油激酶作用下，轉變為3－磷酸甘油，然后脫氧生成磷酸二羥丙酮，循糖代謝途徑進行分解或轉變為糖。脂肪細胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低,故不能很好運用甘油。3.脂肪酸的β-氧化脂解作用生成的游離脂肪酸入血與血漿清蛋白結合,由血液運送至全身各組織,重要由心、肝、骨骼肌等攝取運用。在組織中脂肪酸的重要氧化分解方式是β-氧化。重要過程如下：(1)脂肪酸的活化——脂酰ＣｏＡ的生成脂肪動員的重要產物是游離脂肪酸。它在氧化分解前需先在胞液中的內質網或線粒體外膜上活化成活潑的脂酰CoA才干進一步轉變。催化此反映的酶為脂酰CoA合成酶,反映需消耗ＡＴＰ。(２)脂酰ＣoA轉入線粒體催化脂肪酸氧化的酶系均存在于線粒體基質中,活化的脂酰CoＡ分子必須在線粒體內才干進行氧化分解，但脂酰CoＡ分子自身不能穿過線粒體內膜，需經肉毒堿載體轉運。線粒體內膜外側具有肉毒堿-脂酰轉移酶Ⅰ，內側具有肉毒堿-脂酰轉移酶Ⅱ，兩者為同工酶。在內膜外側酶Ⅰ催化下,脂酰CoＡ的脂酰基轉移到肉毒堿上生成脂酰-肉毒堿，后者通過膜上載體的作用進入線粒體內。繼而在內膜內側酶Ⅱ催化下,脂酰-肉毒堿釋出脂酰基，并與輔酶A一起重新在線粒體基質中生成脂酰CoＡ,而肉毒堿則回到線粒體內膜外側再參與脂酰基的移換反映。此轉運過程是脂肪酸氧化的限速環節,肉毒堿－脂酰轉移酶Ⅰ是限速酶。在某些生理及病理情況下，如饑餓、高脂低糖膳食或糖尿病等，體內糖氧化運用減少，此時該酶活性增強，脂肪酸氧化分解供能增多。(3)飽和脂肪酸的β－氧化脂酰CoA進入線粒體基質后，從脂酰基