生物化学（第七版）总结（人民卫生出版社）

T ―――→β-氨基异丁酸 第九章 物质代谢的联系与调节 一、 物质代谢的特点 ? 物质代谢的整体性。

? 代谢过程在精细的调节下进行。

? 代谢具有共同的代谢池，处于动态平衡中。 ? ATP是机体能量利用的共同形式。

? NADPH是体内合成代谢中还原当量的主要供体。 ? 各器官组织的物质代谢各具特色。 二、 物质代谢的相互联系 能量代谢上的相互联系

? 糖是主要供能物质（50%～70%）、脂肪供能（20%～30%）、蛋白质供能（10%～20%）。 ? 乙酰辅酶A是三大营养物质共同的中间代谢物。

? 三羧酸循环是糖脂蛋白质最后分解的共同代谢途径，释放的能量均以ATP形式储存。 三大营养物质代谢的相互联系

? 糖脂代谢密切联系。糖可以转变为脂类，反之不行。 ? 除亮氨酸、赖氨酸外，余18种氨基酸均可转变为糖。

? 蛋白质可以转变为脂类，但脂类不能提供氨基酸的骨架，无法转变为蛋白质。 ? 氨基酸产生的一碳单位与糖代谢产生的磷酸核糖，与核酸代谢紧密联系。 组织、器官代谢特点 见表9-1。

表9-1 重要器官及组织氧化供能的特点 器官与组织 肝 特异的酶 功能 主要代谢途径 代谢底物 代谢产物 葡萄糖激酶、葡萄糖代谢调控枢纽 糖异生、脂酸β-葡萄糖、脂酸、葡萄糖、VLDL、-6-磷酸酶、甘油激氧化、糖有氧氧化、乳酸、甘油、氨LDL、酮体 酶、磷酸烯醇式丙酮酮体生成 基酸等 酸羧激酶 神经中枢 糖有氧氧化、糖酵葡萄糖、氨基酸、乳酸、二氧化碳、解、氨基酸代谢 酮体、脂酸 水 有氧氧化 乳酸、葡萄糖、二氧化碳、水 VLDL 游离脂酸、甘油 脑 心脏 脂肪组织 肌肉 肾脏 红细胞 脂蛋白脂酶、呼吸链泵出血液 丰富 脂蛋白脂酶、激素敏储存及动员感性脂肪酶 脂肪 脂蛋白脂酶、呼吸链肌肉收缩 丰富 甘油激酶、磷酸烯醇排泄尿液 式丙酮酸羧激酶 无细胞器 运输氧气 酯化脂酸、脂肪分VLDL、CM 解 糖酵解、有氧氧化 脂酸、葡萄糖、乳酸、二氧化碳、酮体 水 糖异生、糖酵解、脂酸、葡萄糖、葡萄糖 酮体生成 乳酸、甘油 糖酵解 葡萄糖 乳酸 三、 物质代谢的调节

物质代谢的调节是三级调控：细胞水平、激素水平、整体水平。 ㈠ 细胞水平的调节：生物最基本的调节方式。 ? 细胞内酶的隔离分布（见表9-2）。

表9-2 主要代谢途径在细胞内的分布 细胞内亚单位 线粒体 多酶体系 脂酸β-氧化 细胞内亚单位 线粒体和胞液 多酶体系 血红素合成

三羧酸循环 氧化磷酸化 呼吸链 糖原合成 脂酸合成 胞 液 糖酵解 磷酸戊糖途径 糖异生 细胞核 内质网 内质网和胞液 尿素合成 胆固醇合成 蛋白质合成 DNA及RNA合成 磷脂合成 ? 酶结构的调节 通过改变酶结构调节酶的活性，属于快速调节。（见表9-3）

表9-3 代谢途径中的变构酶及其效应剂 代谢途径 三羧酸循环 糖异生 糖原分解 脂酸合成 氨基酸代谢 嘌呤合成 嘧啶合成 核酶合成 变构酶 柠檬酸合成酶 柠檬酸脱氢酶 丙酮酸羧化酶 磷酸化酶b 乙酰辅酶A羧化酶 谷氨酸脱氢酶 谷氨酰胺PRPP酰胺转移酶 天冬氨酸转甲酰酶 脱氧胸苷激酶 变构激活剂 AMP AMP、ADP 乙酰CoA、ATP AMP、G-1-P、Pi 柠檬酸、异柠檬酸 ADP、亮氨酸、蛋氨酸 － － dCTP、dATP 变构抑制剂 ATP、长链脂酰CoA ATP AMP ATP、G-6-P 长链脂酰CoA GTP、ATP、NADH AMP GMP CTP UTP dTTP ? 变构酶：旨效应剂与酶的非催化部位可逆的结合，使酶发生构象的变化而影响酶的活性。 ⑴ 反应的方程曲线为S型曲线，非米氏方程的矩形双曲线。 ⑵ 变构酶多为代谢途径的关键酶，催化的常为不可逆反应。 ⑶ 变构酶常由多个亚基组成，彼此间具有协同效应。

⑷ 变构酶有催化中心和调节中心（而不是都具有催化亚基和调节亚基）。。 ⑸ 变构调节是快速调节。

? 共价修饰：酶蛋白上的一些基团与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性。

⑴ 常见的共价修饰包括：磷酸化与去磷酸化、乙酰化与去乙酰化、甲基化与去甲基化、腺苷化与去腺苷化和－SH与－S－S－的互变等。 ⑵ 磷酸化与去磷酸化最为常见。

⑶ 共价修饰是快速调节。

? 酶含量的调节 通过改变酶合成或降解以调节细胞内酶的含量，属于迟缓调节。

㈡ 激素水平的调节：激素通过与靶细胞受体特异结合，将激素信号转化为细胞内一系列化学反应，表现

出激素的生物效应。

㈢ 整体调节：神经系统通过内分泌腺间接调节代谢，也可直接对组织器官施加影响，进行整体调节。 第十章 DNA的生物合成 一、中心法则的概念 见右下图示。

二、复制的基本规律

DNA复制的半保留规律要点

? 亲代的DNA分子是双螺旋结构，碱基对之间按照互补原则严格配对A＝T、G≡C。

? 复制时，双链解开生成的两条单链，分别作为模板，按照碱基互补原则合成新的单链。 ? 新合成的子代DNA分子中，其中一条链来自于亲代DNA，另一条是新合成。 ? 两个子代的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。 原核与真核DNA复制的特点 见表10-1。

表10-1 原核与真核复制的特点 复制起点 复制方向 电镜图 复制子 原核生物 一个 双向 眼睛状 单个，又称为复制体 真核生物 多个 双向， 不清 多个 三、DNA复制时的酶学知识（各种酶的功能） 复制的化学反应

? 复制的反应式：（dNMP）n + dNTP → （dNMP）n+1 + PPi ? 新链的延长方向：只可沿5’→3’方向进行。 原核生物的DNA聚合酶

原核生物DNA聚合酶的特点见表10-2。

表10-2 原核生物DNA聚合酶的特点

5’→3’聚合酶活性 5’→3’外切酶活性 3’→5’外切酶活性 基因突变后的致死性 主要功能

真核生物DNA聚合酶的特点 见表10-3。

表10-3 真核生物DNA聚合酶的特点

5’→3’聚合酶活性 5’→3’外切酶活性 3’→5’外切酶活性 主要功能 DNA-pol α DNA-polβ DNA-polγ ＋ ＋ － 引物酶活性，起始引发 ＋ ＋ － 低保真度的复制 ＋ ＋ ＋ 线粒体DNA的复制中 DNA-polδ ＋ ＋ ＋ 主要催化作用，相当于原核生物聚合酶III，有解螺旋酶活性，延长子链的主要酶 DNA-polε ＋ ＋ ＋ 作用是校对、修复和填补空隙，相当于原核生物的聚合酶I DNA-pol I ＋ ＋ ＋ ＋ 复制过程校读、修复、填补缺口 DNA-pol II ＋ － ＋ － 在无pol I 、III时起聚合作用 DNA-pol III ＋ － ＋ ＋ 延长新核苷酸链的聚合作用

复制的保真性

? 具有3’→5’外切酶活性的酶是复制保真性的基础，原核生物主要是DNA-pol I，真核生物主要是

DNA-polε。

? 错配出现的频率：dG/dA > dA/dA >dC/dA ? 复制保真性依赖的三种机制

? 遵守严格的碱基配对规律。

? 聚合酶在复制中对碱基的选择作用。 ? 复制错误时有即时的校读功能。 原核生物复制起始的相关蛋白质 见表10-4。

表10-4 原核生物复制起始的相关蛋白质

起始时的相关蛋白质 DnaA DnaB DnaC DnaG SSB 拓扑异构酶

DNA拓扑异构酶的比较 见表10-5。

表10-5 DNA拓扑异构酶的比较 原核 曾用名 真核 拓扑异构酶I ω-蛋白 转轴酶、解缠酶、切口封闭酶、松弛酶 切断DNA双链中的一股 － 分为好几种亚型 切断正超螺旋的DNA连接断端，使松弛分子双链，松弛超螺旋 状恢复负超螺旋状 － ＋ 拓扑异构酶II 旋转酶 通用名 － 解螺旋酶 － 引物酶 单链DNA结合蛋白 － 蛋白质功能 辨认起始点 解开DNA双链 运送和协同DnaB蛋白 催化RNA引物的合成 稳定已解开的单链 理顺DNA链 功能 是否需要ATP

DNA连接酶 记忆要点：

? 连接DNA链3’-OH末端和5’-P末端，生成磷酸二酯键。 ? 催化需要消耗ATP。

? 只能连接碱基互补基础上的双链中的单链缺口。 ? 不能连接单独存在的DNA单链或RNA单链。

? 在复制中最后连接缺口，在DNA修复、重组、剪接中也起缝合缺口作用。 ? 是基因工程中重要的工具酶。 五种酶催化磷酸二酯键的生成 见表10-6。

表10-6 五种催化磷酸二酯键生成的酶

DNA聚合酶 RNA聚合酶 逆转录酶 DNA连接酶 DNA拓扑异构酶

提供核糖的3’-OH 引物或延长中的新链 提供5’-P 游离dNTP去PPi 反应结果 (dNTP)n+1 (NTP)n+1 (dNTP)n+1 不连续→连续 改变拓扑状态 单个的NTP或延长中的新链 游离NTP去PPi 单个的dNTP或延长中的新链 游离dNTP去PPi 复制中不连续的两条单链 切断整理后的双链