考博生化和分子生物学复习笔记-第4部分

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（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，必须在多肽链折迭成一定的空间结构之前被切除。其过程是：①　去甲酰化；②　去蛋氨酰基。　
⑵氨基酸的修饰：由专一性的酶催化进行修饰，包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。　
⑶二硫键的形成：由专一性的氧化酶催化，将…SH氧化为…S…S…。　
⑷肽段的切除：由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。　
2．高级结构的形成：⑴构象的形成：在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下，形成特定的空间构象。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑵亚基的聚合。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑶辅基的连接。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　生化考研复习经典笔记　　　　/
3．靶向输送：蛋白质合成后，定向地被输送到其执行功能的场所称为靶向输送。大多数情况下，被输送的蛋白质分子需穿过膜性结构，才能到达特定的地点。因此，在这些蛋白质分子的氨基端，一般都带有一段疏水的肽段，称为信号肽。分泌型蛋白质的定向输送，就是靠信号肽与胞浆中的信号肽识别粒子（SRP）识别并特异结合，然后再通过SRP与膜上的对接蛋白（DP）识别并结合后，将所携带的蛋白质送出细胞。
★基因表达调控的基本原理：　
⑴基因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。　
⑵基因转录激活调节基本要素：①顺式作用元件：（cis…acting　element）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。②反式作用因子：（trans…acting　factor）又称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用，才能够达到对特定基因进行调控的目的。③顺式作用元件与反式作用因子之间的相互作用：大多数调节蛋白在与DNA结合之前，需先通过蛋白质…蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚体，然后再通过识别特定的顺式作用元件，而与DNA分子结合。这种结合通常是非共价键结合。
☆正调控和负调控
在没有调节蛋白质存在时，基因是关闭的，加入调节蛋白后，基因活性被开启，此为正调控。调节蛋白称诱导蛋白。
在没有调节蛋白存在时，基因是表达的，加入调节蛋白后基因表达活必被关闭，此为负调控。调节蛋白称阻遇蛋白。
★真核基因表达调控的特点：　
1．RNA聚合酶活性受转录因子调控：真核生物中存在RNA　polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的RNA聚合酶，分别负责转录不同的RNA。这些RNA聚合酶与相应的转录因子形成复合体，从而激活或抑制该酶的催化活性。　
2．染色质结构改变参与基因表达的调控：真核生物DNA与组蛋白结合并形成核小体的结构，再进一步形成染色质。当真核基因被激活时，染色质的结构也随之发生改变。主要的改变有：　
⑴单链DNA形成：基因被激活后，双链DNA解开成单链以利于转录，从而形成一些对DNAaseⅠ的超敏位点。　
⑵DNA拓朴结构改变：天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在，当基因激活后，则转录区前方的DNA拓朴结构变为正性超螺旋。正性超螺旋可阻碍核小体形成，并促进组蛋白解聚。　
⑶核小体不稳定性增加：由于组蛋白修饰状态改变，巯基暴露等原因而引起核小体结构改变。　
4．正性调节占主导：真核基因一般都处于阻遏状态，RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。通过利用各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真核基因调控的主要机制。　
5．转录和翻译过程分别进行：转录与翻译过程分别存在于不同的亚细胞部位，可分别进行调控。　
6．转录后加工修饰过程复杂：特别是mRNA，转录后仅形成其初级转录产物——HnRNA，然后再经剪接、加帽、加尾等加工修饰，才能转变为成熟的mRNA。　
★真核基因转录调控元件及激活机制：　
1．顺式作用元件（分子内作用元件）：　
⑴启动子：存在于结构基因上游，与基因转录启动有关的一段特殊DNA顺序称为启动子。与原核生物类似，也含有一段富含TATA的顺序，称为TATA盒。除此之外，还可见CAAT盒和GC盒。　
⑵增强子：位于结构基因附近，能够增强该基因转录活性的一段DNA顺序称为增强子。增强子的特点是：①在转录起始点5’或3’侧均能起作用；②相对于启动子的任一指向均能起作用；③发挥作用与受控基因的远近距离相对无关；④对异源性启动子也能发挥作用；⑤通常具有一些短的重复顺序。　
⑶沉默子：能够对基因转录起阻遏作用的DNA片段，属于负性调控元件。　
2．反式作用因子（分子间作用因子）：真核生物反式作用因子通常属于转录因子（transcription　factor，TF）。　
（1）转录因子的种类：①非特异性转录因子（基本转录因子）：非选择性调控基因转录表达的蛋白质因子称为非特异性转录因子。真核生物中存在的三种RNA聚合酶分别有相应的转录因子，即TFⅠ，TFⅡ，TFⅢ。其中，TFⅡ一共有六种亚类。TFⅡD是唯一能识别启动子TATA盒并与之结合的转录因子，而TFⅡB则可促进聚合酶Ⅱ与启动子的结合。②特异性转录因子：能够选择性调控某种或某些基因转录表达的蛋白质因子称为特异性转录因子。目