医学生物化学

周会明

目录

  • 1 蛋白质的结构与功能
    • 1.1 蛋白质的分子组成
    • 1.2 蛋白质的一级结构
    • 1.3 蛋白质的空间结构(二、三、四级结构)
    • 1.4 蛋白质结构与功能的关系
    • 1.5 蛋白质的理化性质
  • 2 核酸的结构与功能
    • 2.1 核苷酸分子组成及一级结构
    • 2.2 DNA二级结构
    • 2.3 DNA高级结构及功能
    • 2.4 mRNA、tRNA、rRNA及其他RNA
    • 2.5 核酸的理化性质
    • 2.6 核酶与核酸酶定义及应用
  • 3 维生素
    • 3.1 脂溶性维生素的生理功能及缺乏症
    • 3.2 水溶性维生素的生理功能及缺乏症
  • 4 酶
    • 4.1 酶的分子结构与功能
    • 4.2 酶的工作原理
    • 4.3 酶促反应动力学
    • 4.4 酶的调节
  • 5 生物氧化
    • 5.1 两条呼吸链的组成和排列顺序
    • 5.2 高能化合物和ATP的生成
    • 5.3 氧化磷酸化的机制
    • 5.4 影响氧化磷酸化的因素
    • 5.5 胞质中的NADH的氧化方式
  • 6 糖代谢
    • 6.1 糖的无氧氧化
    • 6.2 糖有氧氧化
    • 6.3 磷酸戊糖途径
    • 6.4 糖原的合成与分解
    • 6.5 糖异生
    • 6.6 血糖及其调节
  • 7 脂质代谢
    • 7.1 脂肪的合成代谢
    • 7.2 脂肪的分解代谢
    • 7.3 酮体的代谢
    • 7.4 胆固醇及磷脂代谢
    • 7.5 血脂的代谢
  • 8 氨基酸代谢
    • 8.1 蛋白质的营养价值
    • 8.2 氨基酸的转氨基作用
    • 8.3 α-酮酸代谢
    • 8.4 氨的来源与转运
    • 8.5 尿素合成-鸟氨酸循环
    • 8.6 特殊氨基酸代谢
  • 9 核苷酸代谢
    • 9.1 核苷酸的合成代谢
    • 9.2 核苷酸的分解代谢
  • 10 非营养物质代谢
    • 10.1 生物转化作用
    • 10.2 胆汁酸的代谢及调节
    • 10.3 血红素的生物合成
    • 10.4 胆色素代谢与黄疸
  • 11 DNA的生物合成
    • 11.1 复制的基本规律
    • 11.2 DNA复制的酶学和拓扑学变化
    • 11.3 DNA复制的过程
  • 12 DNA损伤与损伤修复
    • 12.1 DNA损伤与损伤修复
  • 13 RNA的生物合成
    • 13.1 转录的模板和酶
    • 13.2 原核生物转录过程
    • 13.3 真核生物的转录及转录后修饰
  • 14 蛋白质的生物合成
    • 14.1 蛋白质生物合成的体系
    • 14.2 蛋白质生物合成的过程
    • 14.3 蛋白质合成的干扰和抑制
水溶性维生素的生理功能及缺乏症


                       第二节 水溶性维生素

共同特点:

1. 溶于水,易随尿液排出;

2. 体内不易储存,必须经常从食物中摄取

3. 作用比较单一,主要构成酶的辅助因子,直接影响某些酶的活性。

一、维生素B1——抗脚气病维生素

1. 化学本质及性质

1.1 维生素B1又名硫胺素

1.2 活性形式:焦磷酸硫胺素(TPP

2. 来源

谷类、豆类的种皮,如米糠、麦麸、黄豆等。

3. 生化作用及缺乏症

3.1 TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶;

(1) 缺乏症:脚气病

(2) 机制:G→丙酮酸,有氧情况下,由丙酮酸脱氢酶复合体催化生成乙酰CoATPP是其中α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶。Vit.B1缺乏,TPP↓,丙酮酸↑,其无氧氧化产物乳酸↑,二者在神经末梢堆积。同时供能不足,鞘磷脂合成受影响,导致周围神经末梢发炎或退化以及其他神经肌肉变性病变。

3.2 是磷酸戊糖途径中转酮醇酶的辅酶,为核酸合成提供原料;

3.3 抑制胆碱酯酶的活性,在神经传导中起一定的作用

(1) 缺乏症:消化不良

(2) 机制:胆碱酯酶催化乙酰胆碱(神经递质)生成乙酸和胆碱。Vit.B1缺乏,胆碱酯酶活性↑,乙酰胆碱分解↑,引起神经传导障碍,表现为胃肠蠕动减慢,消化液分泌减少,食欲不振,消化不良等。

二、维生素B2

1. 化学本质及性质

1.1 维生素B2又名核黄素

1.2 活性形式:黄素单核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤核苷二磷酸(FAD

2. 来源

奶及奶制品、肝、蛋类、肉类等

3. 生化作用及缺乏症

3.1 体内氧化还原酶(如琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等)的辅基,主要在生物氧化过程中起递氢体的作用;

3.2 缺乏症:口角炎、唇炎、眼睑炎等。

三、维生素PP——抗赖皮病维生素

1. 化学本质及性质

1.1 种类:

尼克酸(烟酸)、尼克酰胺(烟酰胺)

1.2 活性形式:

尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)               

尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)

2. 来源

存在于多种食物中,以酵母、米糠、花生、瘦肉中含量丰富;色氨酸代谢可产生少量。

3. 生化作用及缺乏症

3.1 体内多种不需氧脱氢酶(如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶等)的辅酶,生物氧化中起递氢体的作用。

3.2 尼克酸能降低胆固醇和扩张血管。

缺乏症:癞皮病  

四、泛酸

1. 化学本质及性质

1.1 泛酸又名遍多酸

1.2 活性形式:辅酶ACoA)、酰基载体蛋白(ACP

2. 来源

   广泛分布于动、植物中;肠道细菌亦可合成

3. 生化作用及缺乏症

   CoAACP是酰基转移酶的辅酶,参与酰基的转移作用 (-SH是酰基结合部位

    因泛酸分布广泛,所以也叫遍多酸,不易出现缺乏症

五、生物素(维生素H)

1. 化学本质及性质

1.1 种类:

α-生物素——存在于蛋黄中

β-生物素——存在于肝脏中

2. 来源

    广泛分布于动、植物中,肝、肾、牛奶、蛋黄和酵母中含量最丰富;肠道细菌亦可合成,一般不易缺乏。      

3. 生化作用及缺乏症

3.1 是体内多种羧化酶的辅酶;

3.2 参与细胞信号转导和基因表达

    (1) 机制:生物素可使组蛋白生物素化,从而影响细胞周期、转录和DNA损伤的修复。

     (2) 缺乏症:一般无缺乏症,长期服用抗生素、鸡蛋清可导致其缺乏,出现疲乏、是与不争、恶心呕吐、苍白皮屑性皮炎等症状。

六、维生素B6

1. 化学本质及性质

1.1 种类:

吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺

1.2 活性形式:

磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺

2. 生化作用及缺乏症

2.1 磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶;

    (1) 应用:可用于治疗小儿惊厥、妊娠呕吐

    (2) 机制:谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸生成γ-氨基丁酸,后者是一种抑制性神经递质,与中枢神经系统抑制有关。Vit. B6是谷氨酸脱羧酶的辅酶,Vit. B6↑,γ-氨基丁酸↑,抑制呕吐中枢。

2.2 磷酸吡哆醛是ALA合酶的辅酶

    缺乏导致低血色素小细胞性贫血和血清铁增高 

2.3 磷酸吡哆醛是同型半胱氨酸分解代谢酶的辅酶,缺乏引起高同型半胱氨酸血症,导致心脑血管疾病。

2.4 维生素B6缺乏不多见,而过量可引起中毒。

异烟肼能与磷酸吡哆醛结合,成异烟腙而从尿中排出,导致维生素B6缺乏。长期服用异烟肼,应加服维生素B6

七、叶酸

1. 化学本质及性质

1.1 体内活性形式:

四氢叶酸(FH4),由二氢叶酸还原酶催化,NADPH+H+提供氢,两次受氢还原。

2. 来源

    广泛存在于绿色植物中,肝脏中含量丰富。      

3. 生化作用及缺乏症

3.1 FH4是一碳单位转移酶的辅酶,作为一碳单位载体,在核酸生物合成中有重要作用。

 (1) 缺乏症:巨幼红细胞性贫血

 (2) 机制:叶酸缺乏会导致一碳单位传递受阻,从而使得嘧啶、嘌呤核苷酸的合成受阻,进而导致DNA合成障碍,骨髓幼红细胞分裂增殖速度下降,红细胞停留在幼稚阶段,细胞体积增大,但不分裂,核内染色质疏松,红细胞巨大易破碎,从而造成巨幼红细胞性贫血。

3.2 抗肿瘤药物是通过竞争性抑制二氢叶酸还原酶,使FH4的生成受阻,最终导致肿瘤细胞不能合成DNA,不能分裂增生,从而达到治疗肿瘤的目的。

八、维生素B12

1. 化学本质及性质

1.1 维生素B12又称钴胺素,唯一含金属元素的维生素。

1.2 活性形式:甲钴胺素、5 -脱氧腺苷钴胺素

2. 来源

    动物性食物中含量丰富,如肝、肾、瘦肉、鱼类、蛋类中含量尤高。      

3. 生化作用及缺乏症

   参与体内甲基转移、一碳单位代谢

   Vit B12N5-CH3-FH4转甲基酶的辅酶,催化同型半胱氨酸甲基化生成甲硫氨酸。

    缺乏症:高同型半胱氨酸血症(引起甲硫氨酸合成减少),巨幼红细胞贫血(影响四氢叶酸再生)

九、维生素C

1. 化学本质及性质

1.1 维生素C又称L-抗坏血酸。

1.2 具有很强的还原性,极不稳定,加热和氧化剂易被破坏。酸性中较稳定。

2. 来源

    广泛存在于新鲜蔬菜水果中,如番茄、柑桔、鲜枣、山楂、猕猴桃等。      

3. 生化作用及缺乏症

3.1 参与氧化还原反应,参与体内羟化反应,促进胶原蛋白的合成,促进铁的吸收;

3.2 参与胆固醇的转化

3.3 保护巯基酶不被氧化

3.4 可与重金属离子结合而排除体外

3.5 缺乏症:坏血症。

机制:维生素C缺乏时,毛细血管的内皮细胞间质缺乏粘合质,毛细血管的脆性和通透性明显增加,引起广泛出血。常发生于四肢肌肉、关节囊、骨膜下和齿龈等处。一般在维生素C缺乏3-4个月后出现。