癌基因、抑癌基因與生長因數

Oncogenes,Anti-oncogenesandGrowthFactors目錄癌基因、抑癌基因與生長因數的關係癌基因抑癌基因細胞生長因數正調控負調控產物第一節

癌基因

Oncogenes癌基因(oncogene)細胞內控制細胞生長和分化的基因，它的結構異常或表達異常，可以引起細胞癌變。病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)存在於病毒基因組中的癌基因，它不編碼病毒的結構成分，對病毒複製也沒有作用，但可以使細胞持續增殖。一、病毒癌基因

調節和啟動轉錄LTRgagpolenv

srcLTR

長末端重複序列癌基因正常的病毒基因產生病毒核心蛋白產生逆轉錄酶和整合酶

產生病毒外膜蛋白產生酪氨酸激酶*病毒基因組結構目錄二、細胞癌基因細胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc)存在於生物正常細胞基因組中的癌基因，或稱原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)。細胞癌基因的特點廣泛存在於生物界中；基因序列高度保守；作用通過其產物蛋白質來體現；被啟動後，形成癌性的細胞轉化基因。細胞癌基因的分類及其產物根據原癌基因的表達產物在細胞中的定位和功能分為：1.

src家族——酪氨酸蛋白激酶2.ras家族——P213.myc家族——核內DNA結合蛋白4.sis家族——P28(類人血小板源生長因數)5.myb家族——核內轉錄因數目錄（一）獲得啟動子與增強子（二）基因易位（三）原癌基因擴增（四）點突變出現新的表達產物出現過量的正常表達產物出現異常、截短的表達產物三、癌基因活化的機制癌基因被啟動的結果（一）細胞外生長因數

sis---P28（二）跨膜的生長因數受體c-src、c-abl、c-mos

、c-raf（三）細胞內信號傳導體c-src、c-abl、c-ras、c-mas、H-ras、K-ras、N-ras、crk（四）核內轉錄因數

myc、fos四、原癌基因的產物與功能目錄第二節

抑癌基因

Anti-oncogenes抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)抑制細胞過度生長、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。一、抑癌基因的基本概念細胞雜交試驗正常細胞腫瘤細胞非腫瘤型雜交細胞雜交融合腫瘤細胞1腫瘤細胞2雜交融合非腫瘤型雜交細胞正常細胞失去某些基因腫瘤細胞二、常見的抑癌基因（一）視網膜母細胞瘤基因（Rb基因）G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNA三、抑癌基因的作用機制PRb蛋白（二）P53蛋白——基因衛士P53蛋白解鏈酶複製因數AP21蛋白細胞停滯於G1期細胞自殺酸性區核心區鹼性區P53蛋白DNA損傷P21基因P53蛋白抑制P53蛋白成功修復修復失敗第三節

生長因子

Growthfactors

生長因數(growthfactor)通過質膜上特異的受體，將資訊傳遞至細胞內部，調節細胞生長與增殖的多肽類物質。一、概述作用模式

內分泌

(endocrine)旁分泌

(paracrine)自分泌

(autocrine)產生相應第二信使胞內相關蛋白質被磷酸化與膜受體結合酪氨酸激酶活化蛋白激酶活化核內轉錄因數活化基因轉錄與胞內受體結合生長因數–

受體複合物，活化相關基因二、生長因數作用機制目錄在某些生理或病理條下，細胞接受到某種信號所觸發的並按一定程式緩慢死亡的過程。誘導因素：野生型p53基因抑制因素：突變型p53基因

神經生長因數(NGF)三、生長因數與疾病（一）細胞凋亡細胞凋亡(apoptosis)1.原發性高血壓myc、fos的啟動促平滑肌細胞增生p53低表達或突變2.動脈粥樣硬化PDGF過量產生3.心肌肥厚ras、myb、myc、fos等過量表達IGF、TGF、FGF（二）心血管疾病

氨基酸代謝

MetabolismofAminoAcids

蛋白質的營養作用

NutritionalFunctionofProtein

第一節一、蛋白質營養的重要性1.維持細胞、組織的生長、更新和修補2.參與多種重要的生理活動催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運動（肌肉）、物質轉運（載體）、凝血（凝血系統）等。3.氧化供能人體每日18%能量由蛋白質提供。

二、蛋白質需要量和營養價值1.氮平衡(nitrogenbalance)攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關係。氮總平衡：攝入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：攝入氮>排出氮（兒童、孕婦等）氮負平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨況。2.生理需要量成人每日最低蛋白質需要量為30～50g，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g。3.蛋白質的營養價值①必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其餘12種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸。②蛋白質的營養價值(nutritionvalue)蛋白質的營養價值取決於必需氨基酸的數量、種類、量質比。③蛋白質的互補作用指營養價值較低的蛋白質混合食用，其必需氨基酸可以互相補充而提高營養價值。第二節

蛋白質的消化、吸收和腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins一、蛋白質的消化蛋白質消化的生理意義由大分子轉變為小分子，便於吸收。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應。消化過程（一）胃中的消化作用胃蛋白酶的最適pH為1.5～2.5，對蛋白質肽鍵作用特異性差，產物主要為多肽及少量氨基。凝乳作用

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)（二）小腸中的消化——小腸是蛋白質消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白質的主要酶，最適pH為7.0左右，包括內肽酶和外肽酶。內肽酶(endopeptidase)水解蛋白質肽鏈內部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始每次水解一個氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。腸液中酶原的啟動胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原彈性蛋白酶原

腸激酶(enterokinase)

胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶彈性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保護胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。保證酶在其特定的部位和環境發揮催化作用。酶原還可視為酶的貯存形式。酶原啟動的意義氨基肽酶內肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意圖2.小腸粘膜細胞對蛋白質的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。二、氨基酸的吸收吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機制：耗能的主動吸收過程（一）氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯體，由ATP供能將氨基酸、Na+轉入細胞內，Na+再由鈉泵排出細胞。載體類型中性氨基酸載體鹼性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸與甘氨酸載體（二）γ-穀氨醯基迴圈對氨基酸的轉運作用γ-穀氨醯基迴圈(γ-glutamylcycle)過程：穀胱甘肽對氨基酸的轉運穀胱甘肽再合成半胱氨醯甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-穀氨酸環化轉移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-穀氨醯半胱氨酸γ-穀氨醯半胱氨酸合成酶ADP+PiATP穀胱甘肽合成酶ATPADP+Pi細胞外

γ-穀氨醯基轉移酶細胞膜穀胱甘肽

GSH細胞內γ-穀氨醯基迴圈過程γ-穀氨醯氨基酸氨基酸目錄利用腸粘膜細胞上的二肽或三肽的轉運體系此種轉運也是耗能的主動吸收過程吸收作用在小腸近端較強（三）肽的吸收三、蛋白質的腐敗作用

腸道細菌對未被消化和吸收的蛋白質及其消化產物所起的作用腐敗作用的產物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質。蛋白質的腐敗作用(putrefaction)（一）胺類(amines)的生成蛋白質

氨基酸胺類蛋白酶

脫羧基作用

組氨酸組胺

賴氨酸屍胺

色氨酸

色胺

酪氨酸酪胺

假神經遞質(falseneurotransmitter)

某些物質結構與神經遞質結構相似，可取代正常神經遞質從而影響腦功能，稱假神經遞質。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羥酪胺β-羥酪胺和苯乙醇胺結構類似兒茶酚胺，它們可取代兒茶酚胺與腦細胞結合，但不能傳遞神經衝動，使大腦發生異常抑制。（二）

氨的生成未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨(ammonia)腸道細菌脫氨基作用尿素酶降低腸道pH，NH3轉變為NH4+以胺鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是酸性灌腸的依據。（三）其他有害物質的生成酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氫

色氨酸

吲哚第三節

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids一、概述蛋白質的半壽期(half-life)蛋白質降低其原濃度一半所需要的時間，用t1/2表示蛋白質轉換(proteinturnover)

真核生物中蛋白質的降解有兩條途徑不依賴ATP利用組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽命的細胞內蛋白②依賴泛素(ubiquitin)的降解過程①溶酶體內降解過程依賴ATP降解異常蛋白和短壽命蛋白泛素76個氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在於真核生物而得名一級結構高度保守1.泛素化(ubiquitination)

泛素與選擇性被降解蛋白質形成共價連接，並使其啟動。2.蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質的降解泛素介導的蛋白質降解過程泛素化過程E1：泛素活化酶E2：泛素攜帶蛋白E3：泛素蛋白連接酶泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COS

E1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白質HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白質OE3

如基因表達、細胞增殖、炎癥反應、誘發癌瘤（促進抑癌蛋白P53降解）體內蛋白質降解參與多種生理、病理調節作用氨基酸代謝庫(metabolicpool)食物蛋白經消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內組織蛋白降解產生的氨基酸（內源性氨基酸）混在一起，分佈於體內各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫食物蛋白質消化吸收

組織蛋白質分解體內合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代謝概況α-酮酸脫氨基作用酮體氧化供能糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉變其他含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成目錄二、氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應α-酮酸的過程。脫氨基方式氧化脫氨基轉氨基作用聯合脫氨基非氧化脫氨基

轉氨基和氧化脫氨基偶聯轉氨基和嘌呤核苷酸迴圈偶聯（一）轉氨基作用(transamination)1.定義在轉氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相應的α-酮酸，而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應的氨基酸的過程。2.反應式大多數氨基酸可參與轉氨基作用，但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。3.轉氨酶

正常人各組織GOT及GPT活性(單位/克濕組織)血清轉氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預後的指標之一。4.轉氨基作用的機制轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉氨酶目錄轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。通過此種方式並未產生游離的氨。5.轉氨基作用的生理意義（二）L-谷氨酸氧化脫氨基作用存在於肝、腦、腎中輔酶為

NAD+或NADP+GTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其啟動劑催化酶：

L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O（三）聯合脫氨基作用

兩種脫氨基方式的聯合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。2.類型①轉氨基偶聯氧化脫氨基作用1.

定義②轉氨基偶聯嘌呤核苷酸迴圈①轉氨基偶聯氧化脫氨基作用氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進行。②轉氨基偶聯嘌呤核苷酸迴圈蘋果酸

腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉氨酶1草醯乙酸天冬氨酸轉氨酶

2此種方式主要在肌肉組織進行。腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)三、α-酮酸的代謝（一）經氨基化生成非必需氨基酸（二）轉變成糖及脂類（三）氧化供能α-酮酸在體內可通過TAC和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，同時生成ATP。琥珀醯CoA延胡索酸草醯乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙醯CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙醯乙醯CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬醯胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸蛋氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸穀氨醯胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯繫TAC目錄第四節

氨的代謝MetabolismofAmmonia氨是機體正常代謝產物，具有毒性。體內的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨濃度一般不超過0.6μmol/L。

一、血氨的來源與去路1.血氨的來源①

氨基酸脫氨基作用產生的氨是血氨主要來源,

胺類的分解也可以產生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

腸道吸收的氨氨基酸在腸道細菌作用下產生的氨尿素經腸道細菌尿素酶水解產生的氨③腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自穀氨醯胺

穀氨醯胺谷氨酸+NH3穀氨醯胺酶2.血氨的去路①在肝內合成尿素，這是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成穀氨醯胺

谷氨酸+NH3穀氨醯胺

穀氨醯胺合成酶ATPADP+Pi④腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。二、氨的轉運1.丙氨酸-葡萄糖迴圈(alanine-glucosecycle)反應過程生理意義①肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸到肝。②肝為肌肉提供葡萄糖。丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素迴圈糖異生肝丙氨酸-葡萄糖迴圈葡萄糖目錄2.穀氨醯胺的運氨作用反應過程谷氨酸+NH3穀氨醯胺穀氨醯胺合成酶ATPADP+Pi穀氨醯胺酶在腦、肌肉合成穀氨醯胺，運輸到肝和腎後再分解為氨和谷氨酸，從而進行解毒。生理意義穀氨醯胺是氨的解毒產物，也是氨的儲存及運輸形式。

三、尿素的生成（一）生成部位主要在肝細胞的線粒體及胞液中。（二）生成過程尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸迴圈(orinithinecycle)，又稱尿素迴圈(ureacycle)或Krebs-Henseleit迴圈。1.氨基甲醯磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲醯磷酸合成酶Ⅰ（N-乙醯谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲醯磷酸反應線上粒體中進行反應由氨基甲醯磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。N-乙醯谷氨酸為其啟動劑，反應消耗2分子ATP。N-乙醯谷氨酸(AGA)2.瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲醯轉移酶H3PO4+氨基甲醯磷酸由鳥氨酸氨基甲醯轉移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化，OCT常與CPS-Ⅰ構成複合體。反應線上粒體中進行，瓜氨酸生成後進入胞液。3.精氨酸的合成反應在胞液中進行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸4.精氨酸水解生成尿素反應在胞液中進行尿素鳥氨酸精氨酸鳥氨酸迴圈2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲醯磷酸2ATPN-乙醯谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草醯乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液目錄（三）反應小結原料：2分子氨，一個來自於游離氨，另一個來自天冬氨酸。過程：先線上粒體中進行，再在胞液中進行。耗能：3個ATP，4個高能磷酸鍵。（四）尿素生成的調節1.食物蛋白質的影響高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓2.CPS-Ⅰ的調節：AGA、精氨酸為其啟動劑3.尿素生成酶系的調節：（五）高氨血癥和氨中毒血氨濃度升高稱高氨血癥(hyperammonemia)，常見於肝功能嚴重損傷時，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導致高氨血癥。高氨血癥時可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammoniapoisoning)。TAC↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸穀氨醯胺NH3NH3

腦內α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機制第五節

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids

一、氨基酸脫羧基作用脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛（一）γ-氨基丁酸

(γ-aminobutyricacid,GABA)L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫酶GABA是抑制性神經遞質，對中樞神經有抑制作用。（二）牛磺酸(taurine)牛磺酸是結合膽汁酸的組成成分。L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸

磺酸丙氨酸脫羧酶CO2（三）組胺(histamine)L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。（四）5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO25-HT在腦內作為神經遞質，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。（五）多胺(polyamines)

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脫羧基SAM

鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒(spermidine)丙胺轉移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉移酶

精胺(spermine)多胺是調節細胞生長的重要物質。在生長旺盛的組織（如胚胎、再生肝、腫瘤組織）含量較高，其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強。

二、一碳單位的代謝定義（一）概述

某些氨基酸代謝過程中產生的只含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位(onecarbonunit)。

種類甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲醯基

(formyl)-CHO亞胺甲基

(formimino)-CH=NH

（二）四氫葉酸是一碳單位的載體FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+FH4攜帶一碳單位的形式

（一碳單位通常是結合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4一碳單位主要來源於氨基酸代謝絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（三）一碳單位與氨基酸代謝（四）一碳單位的互相轉變N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3（五）一碳單位的生理功能作為合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代謝和核酸代謝聯繫起來

三、含硫氨基酸的代謝胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸（一）甲硫氨酸的代謝1.甲硫氨酸與轉甲基作用腺苷轉移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)甲基轉移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內甲基的直接供體2.甲硫氨酸迴圈(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH33.肌酸的合成肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量儲存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，轉變為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產物為肌酸酐(creatinine)。H2O+目錄肌酸激酶的同工酶由兩種亞基組成：M亞基和B亞基三種同工酶：MM型、MB型和BB型（二）半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS22.硫酸根的代謝含硫氨基酸分解可產生硫酸根，半胱氨酸是主要來源。SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸，PAPS）PAPS為活性硫酸，是體內硫酸基的供體

四、芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸+O2酪氨酸+H2O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPH+H+NADP+此反應為苯丙氨酸的主要代謝途徑。1.兒茶酚胺與黑色素的合成帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成減少。在黑色素細胞中，酪氨酸可經酪氨酸酶等催化合成黑色素。人體若缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛髮等發白，稱為白化病(albinism)。2.酪氨酸的分解代謝

體內代謝尿黑酸的酶先天缺陷時，尿黑酸分解受阻，可出現尿黑酸癥。3.苯酮酸尿癥

體內苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉變為酪氨酸，苯丙氨酸經轉氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，並從尿中排出的一種遺傳代謝病。（二）色氨酸代謝色氨酸5-羥色胺一碳單位丙酮酸+乙醯乙醯CoA維生素PP五、支鏈氨基酸的代謝支鏈氨基酸亮氨酸異亮氨酸纈氨酸支鏈氨基酸首先轉氨基生成相應的α-酮酸，在分別代謝：亮氨酸產生乙醯輔酶A和乙醯乙醯輔酶A異亮氨酸產生乙醯輔酶A和琥珀酸單醯輔酶A亮氨酸產生琥珀酸單醯輔酶A

氨基酸的重要含氮衍生物目錄+NO+O2NADPH+H+NADP+一氧化氮合酶（NOS）精氨酸瓜氨酸一氧化氮目錄

常用分子生物學技術的原理及應用

ThePopularTechnologyinMolecularBiology:PrincipleandApplication技術對理論的推進:X射線衍射技術對DNA雙螺旋結構發現的作用.1952年,富蘭克林用X線拍下了DNA分子結構的B型照片,經證明:1.只有螺旋各級才能出現交叉形的反射線條,2.螺旋每隔34A重複一次,表示了螺旋旋轉一周的距離3.雙鏈間的堿基的連接是靠很多不規則的氫鍵完成的第一節

分子雜交與印跡技術

MolecularHybridization&BlottingTechnology核酸分子雜交(nucleicacidhybridization)在DNA複性過程中，如果把不同DNA單鏈分子放在同一溶液中，或把DNA與RNA放在一起，只要在DNA或RNA的單鏈分子之間有一定的堿基配對關係，就可以在不同的分子之間形成雜化雙鏈(heteroduplex)

。一、分子雜交與印跡技術的原理複性RNADNA（一）印跡技術（二）探針技術

探針(probe)一小段用同位素、生物素或螢光染料標標記其末端或全鏈的已知序列的多聚核苷酸，與固定在NC膜上的核苷酸結合，判斷是否有同源的核酸分子存在。

探針標記物標記探針靶核酸雜交體二、印跡技術的類別及應用（一）DNA印跡技術

(Southernblotting)

用於基因組DNA、重組質粒和噬菌體的分析。（二）RNA印跡技術

(Northernblotting)

用於RNA的定性定量分析。（三）蛋白質的印跡分析

(Westernblotting)

用於蛋白質定性定量及相互作用研究。

AgaroseGelstainedwithEthidiumBromide,VisualizedByUV

其他斑點印跡(dotblotting)原位雜交

(insituhybridization)DNA點陣(DNAarray)DNA晶片技術(DNAchip)三種印跡技術的比較分子雜交實驗①②③目錄放射自顯影照片目錄DNA點陣目錄第二節

聚合酶鏈反應

PolymeraseChainReactionTechniqueinventedinthelate1980s,winningaNobelPrizeforKaryMullisin1993PolymeraseChainReactionKaryMullis:Thinker,Scientist,Writer,Surfer5

Primer15

Primer2Cycle2Cycle15

5

5

5

5

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TemplateDNA5

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一、基本工作原理目錄Cycle35

5

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25～30次迴圈後，範本DNA的含量可以擴大100萬倍以上。目錄範本DNA

特異性引物耐熱DNA聚合酶

dNTPsMg2+

二、PCR體系基本組成成分三、PCR的基本反應步驟變性95?C延伸72?C退火Tm-5?C（一）目的基因的克隆（二）基因的體外突變（三）DNA和RNA的微量分析（四）DNA序列測定（五）基因突變分析四、PCR的主要用途三、幾種重要的PCR衍生技術（一）反轉錄PCR技術（二）原位PCR技術（三）即時PCR技術即時PCR技術原理目錄第三節

核酸序列分析

NucleicAcidSequenceAnalysis核酸序列分析的基本原理化學裂解法(Maxam-Gillbert法)DNA鏈的末端合成終止法(sanger法)一、化學裂解法(Maxam-Gillbert法)基本原理基於某些化學試劑可以使DNA鏈在1個或2個堿基處發生專一性斷裂的特性，精確地控制反應強度，使一個斷裂點僅存在於少數分子中，不同分子在不同位點斷裂，從而獲得一系列大小不同的DNA片段，將這些片段經電泳分離。分析前，用同位素標記DNA的5′末端，經放射自顯影即可在X膠片上讀出DNA鏈的序列。SequenceMasterFredSanger,1958WasoriginallyaproteinchemistMadehisfirstmarkinsequencingproteinsMadehissecondmarkinsequencingRNA1980dideoxysequencing二、DNA鏈末端合成終止法1958年他因在蛋白質結構方面的工作，主要是胰島素，第一次獲諾貝爾獎。1980年發明了DNA測序方法，第二次獲諾貝爾獎。全世界只有四人兩次獲諾貝爾獎。SangerMethodSequencingGelgbaAdeoxyNTP12345gbaAdi-deoxyNTP12345目錄三、DNA自動測序採用螢光替代放射性核素標記是實現DNA序列分析自動化的基礎。用不同螢光分子標記四種雙去氧核苷酸，然後進行Sanger測序反應，反應產物經電泳（平板電泳或毛細管電泳）分離後，通過四種鐳射激發不同大小DNA片段上的螢光分子使之發射出四種不同波長螢光，檢測器採集螢光信號，並依此確定DNA堿基的排列順序。SCHEMATICOFATRADITIONALSEQUENCINGGEL

AUTORADIOGRAMA

CG

T

SEQUENCEISREADFROMBOTTOMTOGIVE5’ACGCTAGGGCTCAA3’SCHEMATICOFHOWADYE-DEOXYGELMIGHTLOOKIFPRODUCTSRUNONDIFFERENTTRACKSA

CG

T

COMBINEDREACTIONS

COMBINEDREACTIONS

FLUORESCENCEDETECTORACTIVATIONLASERDNA自動測序結果舉例目錄1970年測12000個堿基需一年獲更多的時間。1987年測序12000個堿基僅需20分鐘。今天協作組每秒產出“草圖”中的12000個堿基。1990年，人類基因組計畫剛開始時，每個堿基測序至少要花10美元。隨著測序過程的改進，自動快速的讀取序列，已將測序成本降至每堿基10美分左右。意義：DNA測序法的建立，表明了人類也可以像細胞一樣去讀取細胞的資訊，也從此打開了通往確定全部遺傳學指令的大門，為解析任何生物的全部遺傳密碼也就是基因組序列開闢了道路。

基因文庫

GeneLibrary第四節基因組DNA文庫(genomicDNAlibrary)cDNA文庫(cDNAlibrary)

基因文庫(genelibrary)是指一個包含了某一生物體全部DNA序列的克隆群體。基因組DNA文庫目錄第一輪篩選第二輪篩選第三輪篩選基因組文庫篩選結果舉例疾病相關基因的克隆與鑒定

CloningandIdentificationofDiseaseRelativeGenes第五節克隆疾病相關基因的策略（一）功能性克隆(functionalcloning)（二）定位克隆(positionalcloning)（三）非定位候選基因克隆策略(position-independentcandidategeneapproaches)（四）定位候選基因克隆策略(positionalcandidategeneapproaches)定義從對一種致病基因的功能的瞭解出發，克隆該致病基因。（一）功能性克隆應用生化機制已明確、基因表達產物較易得到部分純化的遺傳性疾病。克隆方式

①利用特異性抗體篩選表達型cDNA文庫；

②根據已知的部分氨基酸序列合成寡核苷酸作探針，篩選cDNA文庫。

功能互補試驗(functionalcomplementationassay)利用酵母系統從功能學角度鑒定致病基因。

（二）定位克隆定義從一種致病基因的染色體定位出發逐步縮小範圍，最後克隆該基因。系統的定位克隆工作①遺傳學分析(確定致病基因染色體定位)交換分析、連鎖不平衡分析②分子生物學分析染色體異常(缺失、易位等)分析、基因文庫的篩選與基因克隆（三）非定位候選基因克隆策略

由於基因組作圖的完成和分子病理學的發展，人們可以不依靠染色體定位，直接根據病理學變化和對各種基因產物功能的瞭解，預測出候選致病基因。（四）定位候選基因克隆策略當致病基因的染色體定位確認後，人們可以利用因特網上的基因網站所提供基因序列數據，鑒定出候選致病基因。第六節

遺傳修飾動物模型的建立及應用TheEstablishmentandApplicationofHeredity-ModifiedAnimalModel轉基因技術採用基因轉移技術使目的基因整合入受精卵細胞或胚胎幹細胞，然後將細胞導入動物子宮，使之發育成個體。

轉基因——被導入的目的基因轉基因動物(transgenicanimal)——目的基因的受體動物一、轉基因技術目錄核轉移技術

即動物整體克隆技術，將動物體細胞核全部導入另一個體的去胞核的受精卵內，使之發育成個體，即克隆(clone)。二、核轉移技術基因剔除技術也稱基因靶向(genetargeting)滅活，有目的去除動物體內某種基因的技術。三、基因剔除技術四、基因轉移和基因剔除技術在醫學中的應用建立動物模型①單基因決定疾病模型

基因剔除獲得性突變(gain-of-functionmutation)②多基因決定疾病模型第七節

生物芯片技術BiologicalChipTechnologyDNA晶片(DNAchip)

cDNA晶片(cDNAchip)是指將許多特定的DNA片段或cDNA片段作為探針，有規律地緊密排列固定於單位面積的支持物上

。一、基因晶片基因晶片(genechip)目錄

由於DNA微陣列技術，基因表達的解析已成為可能，個體基因差異也正在被發現，並產生了一個新的領域—藥物基因組學，藥物開發的模式發生了根本性的改變。過去100年以來，人類研製的醫藥品大約有450種類型（利尿藥、受體阻斷藥、Ca受體阻斷藥等分別作為一個類型）。而由於基因組科學的誕生，預測今後10年將有4000種的藥物類型被開發。這其中有改善以前的藥品的缺點（如吸收性、選擇性、毒性等）而得到的藥物和過去由於各種理由而退出使用的藥品的再生。人類基因組的30億個堿基對包含的3-4萬個基因中，估計有5000個以上的藥物標靶，而現在的藥物標靶只有不到500個。標靶：在膜蛋白分子中，像離子通道和G蛋白共軛型受體作為已知藥物的標靶已尋找到。如果從新的G蛋白共軛型受體中可以發現其對應配基，那麼其中的興奮劑以及拮抗劑成為新藥的可能性極大。個體基因差異影響藥效即使應用同樣的藥品，效果顯著的患者與無效的患者同時存在，出現副作用與不出現副作用的情況也同樣存在，即使被認為效果比較好的降壓藥也只有60%的有效率。而這裏面很大的差別主要是由於基因多態性而引起的，所以對基因多態性進行診斷，從而提高藥物應用效率，減少副作用。確定基因多態性的研究，主要體現在對單核苷酸多態性的檢測。基因組解析即可完成這一任務。是將高度密集排列的蛋白分子作為探針點陣固定在固相支持物上，當與待測蛋白樣品反應時，可捕獲樣品中的靶蛋白，再經檢測系統對靶蛋白進行定性和定量分析的一種技術。二、蛋白質晶片蛋白質晶片(proteinchip)第八節蛋白質相互作用研究技術

ResearchTechnologyofInteractionofProtein蛋白質之間相互作用以及通過相互作用而形成的蛋白複合物是細胞各種基本功能的主要完成者。幾乎所有的重要生命活動，包括DNA的複製與轉錄、蛋白質的合成與分泌、信號轉導和代謝等等，都離不開蛋白質之間的相互作用。蛋白質之間相互作用研究的重要性酵母雙雜交各種親和分析（親和色譜、免疫共沉澱等）螢光共振能量轉換效應分析噬菌體顯示系統篩選等等常用蛋白質相互作用的研究技術一、酵母雙雜交技術的基本原理目錄

二、酵母雙雜交系統的應用（一）分析已知蛋白之間的相互作用（二）對蛋白質功能域的分析（三）分析未知蛋白相互作用（四）繪製蛋白質相互作用系統圖譜（五）在藥物設計中的應用

物質代謝的聯繫與調節MetabolicInterrelationshipsandRegulation物質代謝的特點

TheSpecialtyofMetabolism第一節一、整體性

糖類

脂類蛋白質水

無機鹽維生素各種物質代謝之間互有聯繫，相互依存。

消化吸收中間代謝廢物排泄二、代謝調節機體有精細的調節機制，調節代謝的強度、方向和速度內外環境不斷變化影響機體代謝適應環境的變化三、各組織、器官物質代謝各具特色結構不同酶系的種類、含量不同不同的組織、器官代謝途徑不同、功能各異四、各種代謝物均具有各自共同的代謝池例如各種組織

消化吸收的糖

肝糖原分解糖異生血糖五、ATP是機體能量利用的共同形式營養物分解釋放能量ADP+PiATP直接供能六、NADPH是合成代謝所需的還原當量例如乙醯CoANADPH+H+脂酸、膽固醇磷酸戊糖途徑物質代謝的相互聯繫MetabolicInterrelationships第二節一、在能量代謝上的相互聯繫三大營養素共同中間產物共同最終代謝通路糖脂肪蛋白質乙醯CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2三大營養素可在體內氧化供能。從能量供應的角度看，三大營養素可以互相代替，並互相制約。一般情況下，供能以糖、脂為主，並儘量節約蛋白質的消耗。脂肪分解增強ATP增多ATP/ADP比值增高任一供能物質的代謝佔優勢，常能抑制和節約其他物質的降解。糖分解被抑制

6-磷酸果糖激酶-1被抑制（糖分解代謝限速酶之一）例如饑餓時

肝糖原分解

，肌糖原分解

肝糖異生

，蛋白質分解

以脂酸、酮體分解供能為主蛋白質分解明顯降低1~2天3~4周（一）糖代謝與脂代謝的相互聯繫1.攝入的糖量超過能量消耗時

二、糖、脂和蛋白質之間的相互聯繫葡萄糖乙醯CoA合成脂肪（脂肪組織）合成糖原儲存（肝、肌肉）2.脂肪的甘油部分能在體內轉變為糖脂酸乙醯CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖3.脂肪的分解代謝受糖代謝的影響饑餓、糖供應不足或糖代謝障礙時高酮血癥草醯乙酸相對不足糖不足脂肪大量動員酮體生成增加氧化受阻（二）糖與氨基酸代謝的相互聯繫例如丙氨酸丙酮酸脫氨基糖異生葡萄糖1.大部分氨基酸脫氨基後，生成相應的α-酮酸，可轉變為糖。2.糖代謝的中間產物可氨基化生成某些非必需氨基酸糖丙酮酸草醯乙酸乙醯CoA檸檬酸α-酮戊二酸丙氨酸天冬氨酸谷氨酸氨基酸乙醯CoA脂肪

1.蛋白質可以轉變為脂肪

2.氨基酸可作為合成磷脂的原料絲氨酸磷脂醯絲氨酸膽胺腦磷脂膽鹼卵磷脂（三）脂類與氨基酸代謝的相互聯繫——

但不能說，脂類可轉變為氨基酸。脂肪甘油磷酸甘油醛糖酵解途徑丙酮酸

其他α-酮酸某些非必需氨基酸3.脂肪的甘油部分可轉變為非必需氨基酸（四）核酸與糖、蛋白質代謝的相互聯繫

1.氨基酸是體內合成核酸的重要原料甘氨酸天冬氨酸穀氨醯胺一碳單位合成嘌呤合成嘧啶2.磷酸核糖由磷酸戊糖途徑提供葡萄糖、糖原丙酮酸乙醯CoA脂肪Leu、Lys草醯乙酸α-酮戊二酸琥珀酸延胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro膽固醇、酮體AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸目錄組織、器官的代謝特點及聯繫MetabolicSpecialtyandInterrelationshipsofTissuesandApparatus第三節是機體物質代謝的樞紐。在糖、脂、蛋白質、水、鹽及維生素代謝中均具有獨特而重要的作用。肝合成、儲存糖原分解糖原生成葡萄糖，釋放入血是糖異生的主要器官肝在糖代謝中的作用如——肝在維持血糖穩定中起重要作用。酮體乳酸

游離脂酸葡萄糖以有氧氧化供能為主。心臟耗能大，耗氧多。葡萄糖為主要能源。不能利用脂酸，葡萄糖供應不足時，利用酮體。

腦合成、儲存糖原；通常以脂酸氧化為主要供能方式；劇烈運動時，以糖酵解為主。肌肉能量主要來自糖酵解。紅細胞合成及儲存脂肪的重要組織；將脂肪分解成脂酸、甘油，供機體其他組織利用。

脂肪組織也可進行糖異生和生成酮體；腎髓質主要由糖酵解供能；腎皮質主要由脂酸、酮體有氧氧化供能。腎臟代謝調節TheRegulationofMetabolism第四節代謝調節普遍存在於生物界，是生物的重要特徵。主要通過細胞內代謝物濃度的變化，對酶的活性及含量進行調節，這種調節稱為原始調節或細胞水準代謝調節。單細胞生物細胞水準代謝調節激素水準代謝調節高等生物在進化過程中，出現了專司調節功能的內分泌細胞及內分泌器官，其分泌的激素可對其他細胞發揮代謝調節作用。細胞水準代謝調節激素水準代謝調節整體水準代謝調節在中樞神經系統的控制下，或通過神經纖維及神經遞質對靶細胞直接發生影響，或通過某些激素的分泌來調節某些細胞的代謝及功能，並通過各種激素的互相協調而對機體代謝進行綜合調節。高等生物——

三級水準代謝調節細胞水準代謝調節激素水準代謝調節整體水準代謝調節

一、細胞水準的代謝調節?細胞水準的代謝調節主要是酶水準的調節。?細胞內酶呈隔離分佈。?代謝途徑的速度、方向由其中的關鍵酶的活性決定。?代謝調節主要是通過對關鍵酶活性的調節而實現的。（一）細胞內酶的隔離分佈代謝途徑有關酶類常常組成多酶體系，分佈於細胞的某一區域。多酶體系在細胞內的分佈

酶的隔離分佈的意義

——避免了各種代謝途徑互相干擾。①速度最慢，它的速度決定整個代謝途徑的總速度，故又稱其為限速酶。②催化單向反應不可逆或非平衡反應，它的活性決定整個代謝途徑的方向。③這類酶活性除受底物控制外，還受多種代謝物或效應劑的調節。關鍵酶催化的反應具有以下特點：代謝途徑是一系列酶促反應組成的，其速度及方向由其中的關鍵酶決定。例：糖代謝的關鍵酶

快速代謝

遲緩代謝數秒、數分鐘通過改變酶的活性數小時、幾天通過改變酶的含量變構調節(allostericregulation)化學修飾調節(chemicalmodification)?代謝調節主要是通過對關鍵酶活性的調節而實現的。1.變構調節的概念小分子化合物與酶分子活性中心以外的某一部位特異結合，引起酶蛋白分子構象變化，從而改變酶的活性，這種調節稱為酶的變構調節或別構調節。（二）關鍵酶的變構調節被調節的酶稱為變構酶或別構酶使酶發生變構效應的物質，稱為變構效應劑?變構啟動劑

——引起酶活性增加的變構效應劑。?變構抑制劑

——引起酶活性降低的變構效應劑。2.變構調節的機制變構酶催化亞基調節亞基變構效應劑：底物、終產物其他小分子代謝物變構效應劑+酶的調節亞基（非共價鍵）酶的構象改變酶的活性改變（啟動或抑制）疏鬆亞基聚合緊密亞基解聚酶分子多聚化3.變構調節的生理意義①回饋抑制：代謝終產物常抑制反應途徑中的酶，使代謝物不致生成過多。乙醯CoA

乙醯CoA羧化酶丙二醯CoA長鏈脂醯CoA

②變構調節使能量得以有效利用，不致浪費。G-6-P–+糖原磷酸化酶抑制糖的氧化糖原合酶促進糖的儲存③變構調節使不同的代謝途徑相互協調。檸檬酸–+6-磷酸果糖激酶-1抑制糖的氧化

乙醯輔酶A

羧化酶

促進脂酸的合成（三）酶的化學修飾調節1.化學修飾的概念酶蛋白肽鏈上某些殘基在酶的催化下發生可逆的共價修飾，從而引起酶活性改變，這種調節稱為酶的化學修飾。2.化學修飾的主要方式磷酸化---去磷酸乙醯化---脫乙醯甲基化---去甲基腺苷化---脫腺苷SH與–S—S–互變酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白3.化學修飾的特點①酶蛋白的共價修飾是不可逆的酶促反應，在不同酶的作用下，酶蛋白的活性狀態可互相轉變。②催化互變反應的酶在體內可受調節因素如激素的調控。③具有放大效應，效率較變構調節高。④磷酸化與脫磷酸是最常見的方式。

同一個酶可以同時受變構調節和化學修飾調節。（四）酶量的調節1.酶蛋白合成的誘導與阻遏2.酶蛋白降解1.酶蛋白合成的誘導與阻遏加速酶合成的化合物稱為誘導劑減少酶合成的化合物稱為阻遏劑在酶蛋白生物合成的轉錄或翻譯過程中發揮作用，但影響轉錄較常見。

常見的誘導或阻遏方式Ⅰ

底物對酶合成的誘導和阻遏Ⅱ產物對酶合成的阻遏Ⅲ激素對酶合成的誘導Ⅳ藥物對酶合成的誘導2.酶蛋白降解溶酶體蛋白酶體——

釋放蛋白水解酶，降解蛋白質——

泛素識別、結合蛋白質；蛋白水解酶降解蛋白質通過改變酶蛋白分子的降解速度，也能調節酶的含量。內、外環境改變機體相關組織分泌激素激素與靶細胞上的受體結合靶細胞產生生物學效應，適應內外環境改變激素作用機制二、激素水準的代謝調節激素分類

Ι

膜受體激素Ⅱ胞內受體激素按激素受體在細胞的部位不同，分為：1.膜受體激素的作用方式激素作用方式2.胞內受體激素的作用方式（一）饑餓糖原消耗血糖趨於降低胰島素分泌減少胰高血糖素分泌增加

引起一系列的代謝變化1.短期饑餓（1～3天）三、整體水準的代謝調節

（1）蛋白質代謝變化分解加強，氨基酸異生成糖（2）糖代謝變化糖異生加強，肝、腎皮質原料為：氨基酸、乳酸、甘油（3）脂代謝變化脂肪動員加強，酮體生成增多（4）組織對葡萄糖的利用降低心肌、骨骼肌、腎皮質：脂酸、酮體腦：以葡萄糖為主，部分利用酮體2.長期饑餓（1）脂代謝變化脂肪動員進一步加強腦組織利用酮體超過葡萄糖（2）肌以脂酸為主要能源（3）糖代謝變化肝、腎糖異生增強主要原料為乳酸、丙酮酸（4）蛋白質代謝變化肌蛋白質分解減少（二）應激1.概念應激:指人體受到一些異乎尋常的刺激，如創傷、劇痛、凍傷、缺氧、中毒、感染及劇烈情緒波動等所作出一系列反應的“緊張狀態”。2.機體整體反應交感神經興奮腎上腺髓質及皮質激素分泌增多胰高血糖素、生長激素增加，胰島素分泌減少

引起一系列的代謝變化3.代謝改變（1）血糖升高（2）脂肪動員增強（3）蛋白質分解加強促進肝糖原分解糖異生加強外周組織對糖利用減少心肌、骨骼肌、腎等組織主要能量來源附錄目錄蛋白質的結構與功能

StructureandFunctionofProtein一、什麼是蛋白質?蛋白質(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。二、蛋白質的生物學重要性1.蛋白質是生物體重要組成成分分佈廣：所有器官、組織都含有蛋白質；細胞的各個部分都含有蛋白質。含量高：蛋白質是細胞內最豐富的有機分子，占人體幹重的45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達80％。1）作為生物催化劑（酶）2）代謝調節作用3）免疫保護作用4）物質的轉運和存儲5）運動與支持作用6）參與細胞間資訊傳遞2.蛋白質具有重要的生物學功能3.氧化供能蛋白質的分子組成

TheMolecularComponentofProtein第一節

組成蛋白質的元素主要有C、H、O、N和S。

有些蛋白質含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質還含有碘

。

各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16％。

蛋白質元素組成的特點由於體內的含氮物質以蛋白質為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據以下公式推算出蛋白質的大致含量：100克樣品中蛋白質的含量(g%)=每克樣品含氮克數×6.25×1001/16%一、氨基酸

——組成蛋白質的基本單位存在自然界中的氨基酸有300餘種，但組成人體蛋白質的氨基酸僅有20種，且均屬L-氨基酸（甘氨酸除外）。H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸鹼性氨基酸（一）氨基酸的分類*20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下:甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00纈氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98

異亮氨酸

isoleucineIleI

6.02

苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30非極性疏水性氨基酸目錄色氨酸

tryptophanTryW

5.89絲氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬醯胺

asparagineAsnN

5.41

穀氨醯胺

glutamineGlnQ

5.65

蘇氨酸

threonineThrT5.602.極性中性氨基酸目錄天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22賴氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76組氨酸

histidineHisH

7.593.酸性氨基酸4.鹼性氨基酸目錄幾種特殊氨基酸

脯氨酸（亞氨基酸）

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH（二）氨基酸的理化性質1.兩性解離及等電點氨基酸是兩性電解質，其解離程度取決於所處溶液的酸鹼度。等電點(isoelectricpoint,pI)

在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽離子陰離子2.紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多數蛋白質含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質含量的快速簡便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收3.茚三酮反應氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由於此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關係，因此可作為氨基酸定量分析方法。二、肽*肽鍵(peptidebond)是由一個氨基酸的

-羧基與另一個氨基酸的

-氨基脫水縮合而形成的化學鍵。（一）肽(peptide)+-HOH甘氨醯甘氨酸肽鍵*肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。*兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……*

肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基(residue)。*由十個以內氨基酸相連而成的肽稱為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽(polypeptide)。N末端：多肽鏈中有自由氨基的一端C末端：多肽鏈中有自由羧基的一端多肽鏈有兩端*多肽鏈(polypeptidechain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結構。N末端C末端牛核糖核酸酶（二）幾種生物活性肽1.穀胱甘肽(glutathione,GSH)GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+

體內許多激素屬寡肽或多肽

神經肽(neuropeptide)2.多肽類激素及神經肽蛋白質的分子結構

TheMolecularStructureofProtein

第二節蛋白質的分子結構包括

一級結構(primarystructure)二級結構(secondarystructure)三級結構(tertiarystructure)四級結構(quaternarystructure)高級結構定義蛋白質的一級結構指多肽鏈中氨基酸的排列順序。一、蛋白質的一級結構主要的化學鍵肽鍵，有些蛋白質還包括二硫鍵。一級結構是蛋白質空間構象和特異生物學功能的基礎。目錄二、蛋白質的二級結構蛋白質分子中某一段肽鏈的局部空間結構，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，並不涉及氨基酸殘基側鏈的構象

。定義

主要的化學鍵：

氫鍵

（一）肽單元參與肽鍵的6個原子C

1、C、O、N、H、C

2位於同一平面，C

1和C

2在平面上所處的位置為反式(trans)構型，此同一平面上的6個原子構成了所謂的肽單元

(peptideunit)

。

蛋白質二級結構的主要形式

-螺旋(

-helix)

-折疊(

-pleatedsheet)

-轉角(

-turn)

無規捲曲(randomcoil)

（二）

-螺旋目錄RR