生物化学思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

RNA的合成

原核生物

RNA聚合酶

六聚体蛋白质

α ββ′ωσ

α：决定转录

β：与转录全过程有关

利福平抑制

β′：结合DNA模板，开链

ω：β′折叠和稳定性，σ募集

σ：辨认起始点

核心酶：αββ′ω

转录延长

转录

起始

RNA识别并结合启动子

-35区：TTGACA

-10区：TATAAT

A-T富含区

保守序列

pribnow盒

DNA双链打开，闭合转录复合体形成开放转录复合体

磷酸二酯键形成

延长

核心酶

转录泡

延长和翻译同时进行

终止

依赖p因子

非依赖p因子

鼓槌状的茎环或发夹形式的二级结构

多聚U

真核生物

RNA聚合酶

1：45SrRNA

1类启动子

对鹅膏蕈碱不敏感

5.8 28 18SrRNA

2：mRNA，lncRNA，piRNA，miRNA

2类启动子

对鹅膏蕈碱十分敏感

3：tRNA，5SrRNA，snRNA

3类启动子

对鹅膏蕈碱比较敏感

顺式作用元件

核心启动子序列

TATA序列

启动子上游序列

CAAT盒

GC盒

增强子：促进邻近或远隔特定基因表达的DNA序列

转录因子

通用转录因子

TF2

D：含TBP亚基，结合启动子的TATA盒DNA序列

A：辅助

B：结合稳定D

E：募集H并调节其酶活性，结合稳定单链DNA

F：结合RNA聚合酶，进入延长阶段

H：解旋酶和ATPase酶活性，作为蛋白激酶参与CTD磷酸化

上游因子

SP1-GC

C/EBP-CAAT

特异转录因子

可诱导因子

MyoD-肌肉

HIF-1-缺氧

转录延长与翻译不同步

核小体移位和解聚现象

转录终止和加尾修饰同步进行

修饰点：AATAAA

RNA聚合酶缺乏校读功能的核酸外切酶活性

前体RNA的加工和降解

首尾修饰，剪接，编辑后加工

5′：m7GTP

甲基转移酶

3′：polyA

剪接：去除内含子

内含子形成套索RNA

内含子在剪接口被剪除

5′：GU

3′：AG-OH

场所：剪接体snRNA

形成snRNP颗粒

mRNA编辑是对基因的编码序列进行转录后加工

蛋白质产物的氨基酸序列与基因的初级转录产物不完全对应

ApoB

rRNA的剪切

45SrRNA

snoRNA

18 5.8 28S rRNA

tRNA

5′核糖核酸酶P（核酶）

3′核糖核酸内切酶Z

3′加上CCA末端

化学修饰为稀有碱基

剪接切除茎环结构中14个氨基酸的内含子

内含子的自剪接

核酶

蛋白质的合成

合成体系

mRNA是合成模板

终止密码子

UAA

UGA

UAG

起始密码子

AUG

密码子的特点

方向性

连续性

移码突变

最可能致死

简并性

同义密码子

摆动性

一种反密码子能与几种密码子配对

通用性

从低等生物到人类都使用着同一套遗传密码

tRNA是氨基酸和密码子的特意连接物

氨基酸结合部位：CCA末端

mRNA结合部位：反密码子

核糖体是合成场所

多种酶类和蛋白质因子

供能：ATP和GTP

蛋白质因子

起始因子：IF

1：占据A位

2：促进fMet-tRNA与小亚基结合

3：防止大小亚基过早结合，增强P位结合fMet-tRNA的特异性

延长因子：EF

Tu：促进氨酰tRNA进入A位，结合并分解GTP

Ts：调节亚基

G

转位酶活性

促进mRNA-肽酰tRNA由A位到P位

促进tRNA卸载与释放

释放因子：RF

1：UAA或UAG

2：UAA或UGA

3：GTPase活性，促进1或2与核糖体分离

氨基酸与tRNA的连接

氨基酸的活化

氨酰-tRNA合成酶合成特定氨基酸和tRNA

与氨基酸一一对应

步骤

合成酶催化ATP分解成为焦磷酸与AMP

AMP，酶，氨基酸结合为中间复合体

活化氨基酸与tRNA3′末端的游离羟基以酯键结合

合成酶具有校对活性

特殊的起始氨酰t-RNA

甲硫氨酸

fMet-tRNA

肽链的合成过程

翻译起始复合物启动肽链合成

原核生物翻译起始复合物的形成

核糖体与大小亚基分离

mRNA与核糖体小亚基结合

S-D序列

AGGAGG

核糖体结合位点

fMet-tRNA结合核糖体P位

翻译起始复合物形成

直接进入P位

延长时先A位再P位

真核生物

先tRNA再mRNA

帽子结合蛋白

三步反应延长肽链

进位

注册

氨酰-tRNA先和GTP结合成复合物，然后进入A位

核糖体对氨酰-tRNA有校正作用

成肽

肽酰转移酶

原核23SrRNA

真核28SrRNA

核酶

不消耗ATP

转位

EF-G

GTP

P位的氨基酸→A位

P位的tRNA→E位

A位的氨酰-tRNA→P位

消耗4个高能磷酸键

加工和靶向输送

肽链折叠

分子伴侣

热激蛋白70

伴侣蛋白

真核细胞：Hsp60

GroEL为折叠提供微环境

异构酶

二硫键异构酶

帮助二硫键的正确形成

肽脯氨酰基顺反异构酶

使肽链在各脯氨酸残基弯折处形成正确折叠

肽链水解加工产生具有活性的蛋白质或多肽

N′经脱甲酰基酶切除甲酰基

氨基肽酶切除甲酰甲硫氨酸

化学修饰

磷酸化

丝氨酸

苏氨酸

酪氨酸

糖基化

羟基化

脯氨酸

赖氨酸

甲基化

乙酰化

赖氨酸

丝氨酸

硒化

二硫键

亚基聚合

靶向输送

信号序列

信号识别颗粒SRP

scRNA

蛋白质合成的干扰和抑制

伊短菌素

原核，真核的小亚基

嘌呤霉素

原核，真核核糖体

氯霉素，林可霉素，红霉素

原核的大亚基

抑制转肽酶

链霉素，新霉素，巴龙霉素

原核的小亚基

读码错误

四环素

原核的小亚基

夫地西酸，微球菌素

原核延长因子EF-G

蓖麻毒蛋白

真核的大亚基

放线菌酮

真核的大亚基

白喉毒素

eEF2

基因表达调控

特点

时间特异性

空间特异性

一种基因产物在个体的不同组织或器官表达

多样性

管家基因或基本基因表达

可诱导基因

修复酶基因

可阻遏基因

受调控序列和调节分子的调节

顺式作用元件

反式作用因子

多层次和复杂性

DNA重排

DNA甲基化

不利于转录

DNA乙酰化

有利于转录

原核基因

基因组特点

很少有重复序列

连续编码

结构基因比例大于真核基因组

以操纵子为单位排列

多顺反子

操纵子

组成

结构基因

Z：β半乳糖苷酶

Y：通透酶

A：乙酰基转移酶

调控序列

启动子P

操纵元件O

结合阻遏蛋白

结合位点CAP

分解物基因激活蛋白

调节基因I

与操作元件结合的阻遏蛋白

乳糖操纵子

阻遏蛋白结合别乳糖

色氨酸操纵子

阻遏：粗调

衰减：精调

前导序列

真核生物

顺式作用元件

非编码DNA序列

启动子

增强子

沉默子

绝缘子

转录因子

通用转录因子

特异转录因子

结构特点

DNA结合结构域

锌指模体结构

碱性螺旋-环-螺旋

碱性亮氨酸拉链

转录激活结构域

酸性激活结构域

谷氨酰胺结构域

GC盒

脯氨酸结构域

小分子RNA

miRNA

完全互补

降解靶mRNA

不完全互补

抑制翻译

siRNA

双链RNA

参与RISC组成

与特异mRNA完全互补结合

细胞信号转导

第二信使

环核苷酸

cAMP

上游：腺苷酸环化酶AC

cGMP

上游：鸟苷酸环化酶GC

膜结合型

细胞膜

可溶性

细胞质

底物：GTP

DG 第二信使

蛋白激酶

酪氨酸激酶

JAK

酪氨酸的酚羟基

部分膜受体具有PTK活性

细胞内具有许多非受体的PTK：SRC家族

丝氨酸/苏氨酸激酶

MAPK,PKA,PKC,PKG

鸟苷酸结合蛋白

细胞内信号转导

细胞内受体：转录因子

G蛋白偶联受体

cAMP-PKA

调节代谢

调节基因表达

调节细胞极性

疾病

霍乱毒素的A亚基结合G蛋白的α亚基

抑制GTP酶活性

α亚基持续激活

血液的生化

血浆蛋白

性质

绝大部分在肝内合成

γ球蛋白在浆细胞内合成

除清蛋白，都为糖蛋白

清蛋白/白蛋白

维持胶体渗透压

结合运输物质

多态性

特异的半衰期

与疾病密切相关

都是分泌型

功能

维持胶体渗透压

维持正常的PH

运输作用

免疫作用

催化作用

营养作用

凝血、抗凝、纤溶作用

血红素的合成

血红蛋白由珠蛋白和血红素合成

血红素作为辅基

血红蛋白

肌红蛋白

细胞色素

过氧化物酶

过氧化氢酶

血红素在幼红细胞和网织红细胞中合成

过程

基本原料

甘氨酸

无旋光性

自由度

α-螺旋不稳定

β-转角

肌酸

非极性脂肪族氨基酸

非必需氨基酸

一碳单位

结合性胆汁酸

谷胱甘肽

琥珀酰辅酶A

可糖异生为糖

氧化供能

合成卟啉化合物的原料

参与酮体氧化

铁离子

场所

中间在胞质

开始和结束在线粒体

ALA的合成

ALA合酶

胆色素原的合成

尿卟啉原和粪卟啉原的合成

血红素生成

亚铁螯合酶

调节

ALA合酶

维生素B6

ALA脱水酶和亚铁螯合酶

铅中毒

还抑制尿卟啉合成酶

促红细胞生成素

血细胞物质代谢

糖酵解是获得能量的唯一途径

2,3-二磷酸甘油酸旁路

占糖酵解的15%-50&

主要功能：运氧功能

使T构象稳定

磷酸戊糖途径提供NADPH维持红细胞完整性

维持还原性谷胱甘肽的含量

不能合成脂肪酸

高铁血红素促进珠蛋白的合成

肝的生化

肝的生物作用

维持血糖稳定的重要器官

GLUT2

UDPGA

葡糖激酶

极低密度脂蛋白

葡萄糖-6-磷酸酶

肝糖原12-18小时消耗殆尽

脂代谢中处于中心地位

合成并分泌胆汁酸

协调脂肪酸供能和酯化合成甘油三酯

饱食

葡萄糖经乙酰辅酶A合成甘油三酯

饿食

脂肪动员增加

乙酰辅酶A部分经糖酵解功能

乙酰辅酶A大部分合成酮体

胆固醇代谢的主要器官

3/4

胆固醇的酯化

LCAT肝损时下降

合成和降解的主要器官

蛋白质的代谢

解氨毒

合成甲胎蛋白

合成血浆清蛋白

胺类生物转化的器官

除了支链氨基酸分解和转变氨基酸的重要器官

维生素代谢

促进脂溶性ADEK的吸收

含有ADB，泛酸，叶酸的器官

储存A/E/K/B

几乎不储存D

参与维生素的转化

B1-TPP

泛酸-辅酶A

PP-NAD/NADP

D3-25羟维生素D3

生物转化作用

水溶性增高，极性增强

生理意义

生物学活性降低或丧失，或使有毒物质的毒性减低

有些物质毒性反而增强

双重性解毒和致毒作用

两相反应

第一相反应

氧化

最多见

单加氧酶系（羟化酶）

细胞色素P450

NADPH-细胞色素P450

FAD为辅基

羟化酶或混合功能氧化酶

巴比妥类耐药性

维生素D3的羟化

单胺氧化酶

乙醇的醇脱氢酶和醛脱氢酶

还原

羟基还原酶

水解

酯酶

酰胺酶

糖苷酶

第二相反应

结合反应

葡糖醛酸：UDPGA

苯巴比妥：新生儿黄疸

硫酸

乙酰基

甲基

谷胱甘肽

甘氨酸

胆汁酸代谢

胆汁酸

游离胆汁酸

胆酸

鹅脱氧胆酸

脱氧胆酸

石胆酸

结合胆汁酸

甘氨胆酸

牛磺胆酸

甘氨鹅脱氧胆酸

牛磺鹅脱氧胆酸

初级胆汁酸

胆酸

鹅脱氧胆酸

次级胆汁酸

脱氧胆酸

石胆酸

胆汁酸功能

促进脂质消化吸收

抑制胆固醇析出

形成胆结石

肝脏合成胆汁酸或卵磷脂的能力下降

胆汁肠肝循环减少

消化道丢失胆汁酸过多

排入胆汁的胆固醇增多

胆汁酸的代谢

初级胆汁酸在肝内以胆固醇为原料生成

7α羟化酶：关键酶

次级胆汁酸在肠道由肠道细菌作用生成

肠肝循环

胆色素代谢

胆色素

胆红素

胆绿素

胆素原

胆素

胆红素是卟啉化合物的降解产物

血红蛋白

肌红蛋白

细胞色素

过氧化物酶

过氧化氢酶

血红素加氧酶和胆绿素还原酶

胆红素与清蛋白结合而运输

胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并进入胆小管

游离胆红素可渗透肝细胞膜而被摄取

未结合胆红素：间接胆红素

水溶性小

脂溶性大

毒性大

不能随尿排除

在内质网结合葡糖醛酸生成水溶性结合胆红素

以酯键结合

葡糖醛酸胆红素

结合胆红素：直接胆红素

水溶性大

脂溶性小

毒性小

可以随尿排出

高胆红素血症和黄疸

溶血性黄疸

来源过多

胆红素生成过多

阻塞性黄疸

排泄障碍

尿胆原下降

碱性磷酸酶升高

ALP

不是NAP

骨肉瘤

阻塞性黄疸

肝细胞性黄疸

来源和排泄障碍

肝脏功能受损

维生素

脂溶性维生素

结合核受体

调节基因表达

排泄少、易蓄积

A

抗氧化

调节细胞生长、发育、分化的表达

缺乏

暗适应时间长，夜盲症

D

钙结合蛋白的表达

缺乏

佝偻病

E

抗氧化

参与生育酚、动脉硬化等表达

缺乏

溶血性贫血

神经功能障碍

K

缺乏

易出血

水溶性维生素

B1

缺乏

脚气病

衍生物

焦磷酸硫胺素TPP

α-酮酸脱羧

丙酮酸、α-酮戊二酸

转移醛基

B2、核黄素

缺乏

巨幼贫

衍生物

生物氧化脱氢链：双递氢体

FMN/FAD

胆碱

琥珀酸

脂酰辅酶A

丙酮酸脱氢酶复合体

线粒体磷酸甘油脱氢酶

PP、烟酸、尼克酸

色氨酸→烟酸

抑制脂肪动员→VLDL合成减少→治疗高胆固醇血症

扩张血管，胃肠不适

衍生物

NAD

大部分

谷氨酸脱氢酶

NADP

G6PD

苹果酸酶

谷氨酸脱氢酶

缺乏

癞皮病

泛酸、B5、遍多酸

衍生物

辅酶A

酰基载体蛋白

递酰基

B6

衍生物

磷酸吡哆醛

转氨酶

氨基酸脱羧酶

磷酸化酶：分解糖原

ALA合酶：合成血红素

生物素、B7

丙酮酸羧化酶：糖异生

乙酰辅酶A羧化酶：合成脂肪酸

叶酸

衍生物

四氢叶酸FH4

递一碳单位

从头合成嘌呤核苷酸

dUMP→dTMP

B12

缺乏

巨幼贫

衍生物

钴胺素

转甲基酶：SAM循环

同型半胱氨酸+N5-CH3-FH4→甲硫氨酸

C

缺乏

坏血病

抗氧化

癌基因与抑癌基因

原癌基因

特点

正常存在

高度保守

正性调控

分布广泛

活化

获得启动子

起始转录

增强子

增强启动子的效率

染色体易位

原癌基因转位至强的启动子或增强子附近：burkitt淋巴瘤

产生新的融合基因：CML

基因扩增

小细胞肺癌MYC扩增

乳腺癌HER2扩增

基因突变

错义点突变最常见

大肠癌K-RAS突变

膀胱癌H-RAS突变

产物

生长因子

分类

SIS/PDGF

INT-2/FGF

以旁分泌、自分泌为主

跨膜生长因子受体

EGFR/HER1/ERBB1

HER2/ERBB2

FMS

KIT

TRK

细胞内信号转导分子

胞质内或核内酪氨酸激酶

SRC

ABL

MAPK通路

RAS

RAF

转录因子

MYC

JUN

FOS

细胞周期调节蛋白

CYCLIND

抑癌基因

失活机制

基因突变

p53

杂合子丢失

RB

启动子区CpG岛甲基化

产物

RB

最早发现

高磷酸化RB不能和转录因子E2F-1结合

细胞可以通过G1/S检查点

PTEN

双特异磷酸酶活性

水解PIP3

抑制PI3K/AKT信号通路

P53

突变最广泛

阻止细胞通过G1/S期检查点

促进DNA损伤修复

诱导细胞凋亡或老化

P16

P21

APC

BRCA

DCC

NF

VHL

WT

DNA重组技术

工具酶

特异性核酸内切酶RE

主要指2型酶

绝大多数来自细菌

切割DNA

产生粘性末端

识别特异序列

回文序列

甲基化的DNA不能被切

DNA连接酶

使两个DNA分子或片段连接起来

DNA聚合酶1

合成双链cDNA分子

探针

填补3’末端

Klenow片段

合成CDNA第二链

标记双链DNA3‘端

逆转录酶

合成cDNA

多聚核苷酸激酶

催化5‘羟基末端磷酸化

标记探针

末端转移酶

3’羟基末端进行同质多聚物加尾

碱性磷酸酶

切除末端磷酸基团

载体

克隆载体

基本特点

至少有一个复制起点使载体能在宿主细胞中自主复制

至少有一个选择标志，区分含有载体和不含有载体的细胞

有适合的RE单一切点，可供外源基因插入载体

质粒

细菌染色体外

能自主复制

稳定遗传

双链环状DNA分子

噬菌体

柯斯质粒载体/粘粒载体

细菌人工染色体载体

酵母人工染色体

表达载体

原核表达载体

E.coli载体

真核表达载体

基本原理和操作步骤

步骤

目的基因的分离获取

方法

PCR法

最简便

化学合成法

基因组文库和cDNA文库

酵母单杂交系统或双杂交系统

载体的选择与准备

目的基因与载体的连接

黏端连接

平端连接

黏-平端连接

重组DNA转入受体细胞

转化

外源DNA直接导入细菌，真菌的过程

转染

外源DNA直接导入真核细胞（除了酵母）的过程

感染

以病毒颗粒作为外源DNA运载体导入宿主细胞的过程

噬菌体、逆转录病毒、腺病毒

重组体的筛选及鉴定

借助载体上的遗传标志

基因的插入失活/插入表达特性

抗生素抗性

标志补救筛选

α互补筛选

噬菌体的包装

序列特异性筛选

PCR法

DNA测序法：最准确

RE酶切法

核酸杂交法

亲和筛选法

原理：抗原-抗体反应或配体-受体反应

分子生物学技术

分子杂交和印迹技术

DNA印迹

DNA-DNA杂交分析

southern blotting

不属于基因表达（转录+翻译）

RNA印迹

northern blotting

已知的特异RNA和非编码RNA的表达水平

蛋白质印迹

western blotting

PCR

基本成分

模版DNA

特异引物

耐热性DNA聚合酶

dNTP

镁离子

步骤

变性

退火

互补的DNA单链结合成双链

延伸

主要用途

获得目的基因片段

DNA和RNA的微量分析

DNA序列分析

基因突变分析

基因的体外突变

蛋白质的分离纯化

蛋白质沉淀用于蛋白质浓缩和分离

有机溶剂沉淀蛋白质

破坏水化膜

盐析分离蛋白质

中和蛋白质表面电荷

破坏水化膜

免疫沉淀分离蛋白质

PH

透析和超滤法

聚乙二醇

根据分子量不同

分离酶或抑制剂和酶蛋白

电泳分离

正电荷向负极

负电荷向正极

分子量小的蛋白质快

分类

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质

分子筛效应

根据分子量不同

速率仅与蛋白质颗粒大小有关

等点聚焦电泳分离蛋白质

破坏表面电荷层

PH

双向凝胶电泳分离蛋白质

层析分离

离子交换层析

含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来

凝胶过滤

分子筛层析

根据分子量不同

大分子蛋白质不能通过孔内

超速离心法

根据分子量不同

生物大分子相互作用

蛋白质相互作用

酵母双杂交

细胞内未知蛋白质相互作用的主要手段

亲和分离分析

亲和色谱

免疫共沉淀

标签蛋白沉淀

GST pull down

FERT效应

噬菌体显示系统筛选

DNA-蛋白质相互作用

电泳/凝胶迁移率变动分析EMSA

染色质免疫沉淀CHIP

基因诊断和基因治疗

基因诊断

核酸分子杂交：最基本

southern

Northern

斑点杂交

原位杂交

荧光原位杂交FISH

PCR：特异、快速

DNA序列分析/测序：最直接和准确

基因芯片：大规模

基因治疗

缺陷基因精确的原位修复：最理想

基因矫正

基因置换

基因增补：最主要

基因沉默、失活、干预

自杀基因

诱发细胞死亡

蛋白质结构与功能

分子组成：氨基酸

大分类

非极性

腹泻一辆饼干蛋

脯氨酸pro

缬氨酸val

异亮氨酸ile

亮氨酸leu

丙氨酸ala

甘氨酸gly

甲硫氨酸/蛋氨酸met

中性氨基酸

剩下的

芳香族

有紫外线吸收性质

老色病

酪氨酸tyr（280mm吸光度最大）

色氨酸trp（280mm吸光度最大）

苯丙氨酸phe

酸性氨基酸：有两个羧基

古天东

谷氨酸glu

天冬氨酸asp

碱性氨基酸

进组来

精氨酸arg

组氨酸his

赖氨酸lys

两个氨基

特殊分类

甘氨酸gly

无旋光性的氨基酸

不属于L型

对称碳原子

亚氨基酸

脯氨酸pro

支链氨基酸

写一辆

缬氨酸val

异亮氨酸ile

亮氨酸leu

不能转氨基

来复苏

赖氨酸lys

脯氨酸pro

苏氨酸thr

不参与蛋白质的合成（不是天然蛋白质）

鸟氨酸

瓜氨酸

L-α氨基酸

同型半胱氨酸

精氨酸代琥珀酸

硒代半胱氨酸也可以合成蛋白质

胱氨酸没有密码子，需要加工

生糖兼生酮氨基酸

一本老色书

异亮氨酸ile

苯丙氨酸phe

酪氨酸tyr

色氨酸trp

苏氨酸thr

生糖氨基酸

靓仔

亮氨酸leu

赖氨酸lys

必需氨基酸

组写一两本淡色书来

组氨酸his

缬氨酸val

异亮氨酸ile

亮氨酸leu

苯丙氨酸phe

蛋氨酸met

色氨酸trp

苏氨酸thr

赖氨酸lys

含硫氨基酸（PAPS）

同型半胱氨酸

甲硫氨酸

胱氨酸

组成蛋白质但没有密码子

靠翻译后加工修饰

谷胱甘肽cys

可以合成牛磺酸

组成：三个氨基酸合成两个肽键

谷氨酸glu

α羧基是游离的

半胱氨酸cys

提供巯基

甘氨酸gly

特性

还原性

巯基保护其他含有SH的蛋白质不被氧化

嗜核性

维稳性

NADPH减少，蚕豆病

协吸性（γ谷氨酰基循环）

sam循环

一荤一素一鸡一蛋

肉碱

肾上腺素

肌酸

胆碱

卵磷脂

神经鞘磷脂

需要VitB12为辅因子的转甲基酶

一碳单位

四组速干色

丝氨酸

组氨酸

苏氨酸

甘氨酸

色氨酸

载体：四氢叶酸

作用：参与合成嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸

含有羟基

丝氨酸ser

苏氨酸thr

酪氨酸lyr

难记缩写

ala

丙氨酸

ser

丝氨酸

cys

半胱氨酸

asn

天冬酰胺

thr

苏氨酸

phe

苯丙氨酸

tyr

酪氨酸

trp

色氨酸

his

组氨酸

蛋白质分子结构

一级结构

肽键、二硫键

N→C端氨基酸组成和排列顺序

一级结构决定空间结构

核糖核酸酶

破坏导致分子病

镰贫

点突变

谷氨酸被缬氨酸替代

肌营养不良

大片段碱基缺失

二级机构

氢键

肽链主链骨架原子的相对空间位置

α螺旋

顺时针右手螺旋

3.6个氨基酸残基

0.54nm的螺距

氢键与螺旋长轴基本平行

脯氨酸和甘氨酸不形成α螺旋

β折叠

β转角

Ω环

二硫键

胰岛素分子

三级机构

疏水键，盐碱，氢键，范德华力

全部氨基酸残基的相对空间位置

肌红蛋白是三级结构

结构域

结构模体

亮氨酸拉链

锌指结构

钙结合蛋白分子

四级结构

氢键和离子键

亚基的空间排布和亚基接触部位的布局和相互作用

血红蛋白

蛋白质构象病

疯牛病

α螺旋变成β折叠

脊髓变性病

阿尔兹海默病

亨廷顿病

理化性质

等电点

本身等电点小于溶液酸碱度（pi＜c）

本身带负电

如酸性氨基酸，本身pi小（类ph）

280mm紫外线吸收峰

茚三酮反应（570mm）

变性与复性

变性

黏度增加

溶解度降低

结晶能力消失

生物学活性丧失

酶水解能力增加

二硫键和非共价键的破坏

沉淀

不一定变性

复性

凝固

不再溶于强酸和强碱中

核酸

核酸构成

核苷酸

磷酸

核苷

核糖

碱基

β-N糖苷键

核糖的C1原子

嘌呤的N9原子或嘧啶的N1原子

假尿嘧啶：C5原子

DNA

一级结构

核苷酸的排列顺序

二级结构

双螺旋结构

反向平行的右手螺旋（B螺旋）

Z螺旋左手螺旋

直径2.37nm

螺距3.54nm

大沟参与DNA序列相互作用

10.5个碱基对

脱氧核糖和磷酸是亲水骨架

碱基堆积作用

纵向

氢键横向

高级结构

超螺旋结构

封闭的环状DNA

大肠杆菌

线粒体DNA

真核生物：染色质

核小体

双链DNA和组蛋白

H2A

H2B

H3

H4

H1：稳定核小体

RNA

分类

编码RNA：mRNA

非编码RNA

组成性

tRNA

rRNA

snRNA

snoRNA

scRNA

调控性

lncRNA

miRNA

circRNA

siRNA

piRNA

mRNA

核不均一RNA：hnRNA

真核细胞

5′帽子结构：m7Gppp

3′polyA尾

部分原核生物也有

修饰和剪接

核苷酸序列决定蛋白质氨基酸序列

5′非翻译区

编码区：可读框

起始密码子：AUG

终止密码子：UGG，UGA，UAG

3′非翻译区

组成性

tRNA

多种稀有碱基

特定空间结构

茎环结构或发卡结构

DHU环

TC环

反密码子环

I

3′端连着CCA

反密码子识别mRNA

选择性的运输氨基酸

rRNA

与核糖体蛋白共同合成核糖体

原核细胞

大亚基：50S

23S：肽酰转移酶

5S

小亚基：30S

16S

真核细胞

大亚基：60S

28S：酰胺转移酶

5.8S

5S

小亚基：40S

18S

催化小RNA：siRNA（核酶）

对外源的双链RNA切割

核酶的本质：核糖核酸

核仁小RNA：snoRNA

参与rRNA的加工

核小RNA：snRNA

真核mRNA的成熟

识别并切除内含子

胞质小RNA：scRNA

信号识别颗粒

理化性质

最大吸收值260nm附近

共轭双键

变性

破坏氢键和碱基堆积力

增色效应

Tm值

DNA长短

GC含量

溶液离子强度

复性

缓慢冷却时易复性

不均一时难复性

杂化双链：核酸分子杂交

酶与酶促反应

酶

化学本质：蛋白质

单体酶和寡聚酶

多酶复合物和多功能酶

辅因子

结合酶：全酶

酶蛋白：蛋白质部分

决定特异性和催化机制

辅因子：非蛋白部分

决定酶促反应的类型

辅酶和辅基

辅酶

非共价键

疏松

辅基

共价键

紧密

离不开

组成

有机化合物

B族维生素

卟啉化合物

金属离子

三分之二

作为酶活性中心的组成成分，有利于酶促反应

作为连接酶和底物的桥梁，形成三元复合物

中和电荷，减少静电斥力

稳定酶的空间结构

活性中心

组成成分

辅酶和辅基

必需基团

结合基团

识别和结合底物和辅酶

催化基团

影响底物中的某些化合物的稳定性

不直接参与催化作用

维持酶活性中心的空间构象所必需

氨基酸残基

巯基

羧基

羟基

氨基等

亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸不参与

同工酶

分子结构，理化性质，免疫学性质不同

mRNA剪接过程不同

LDH

1：心肌

5：肝

CK

MB：心肌梗死

酶的工作原理

和一般催化剂比较

相同点

化学前后没有质和量的改变

只催化热力学允许的化学反应

只加速反应的进程

不改变反应的平衡点

不同点

极高的催化效率

高度特异性

绝对特异性

相对特异性

可调节性

不稳定性

提高反应速率

降低反应活化能

活化能：转变为过渡态的自由能

过渡态中间物比基态反应高处的能量

结合能是主要来源

酶与底物形成中间产物

契合作用

邻近效应与定向效应

表面效应

去溶剂化

疏水口袋

防止水化膜的形成

多元催化作用

普通酸碱催化

亲核催化

亲电子催化

酶促反应动力学

多种因素影响

酶浓度

底物浓度

pH

温度

抑制剂及激活剂

底物浓度：矩形双曲线

v＝Vm×S/Km+S

Km是酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度

是酶的特征性常数

与酶浓度无关

酶的结构有关

底物结构有关

反映环境的pH有关

温度有关

离子强度有关

表示酶对底物的亲和力

底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系

温度对酶促反应速率具有双重性

pH改变酶分子和底物分子的解离状态影响酶促反应速率

抑制剂

不可逆性：共价结合

有机磷农药

结合胆碱酯酶活性中心丝氨酸残基的羟基

恶心，呕吐，多汗，肌肉震颤，瞳孔缩小，惊厥

解药

阿托品

解磷定

重金属离子

结合巯基

路易士气

可逆性：非共价结合

竞争性抑制

竞争酶活性中心

Km增大，Vm不变

磺胺类

结合对氨基苯甲酸

抑制二氢叶酸合酶

丙二酸

抑制琥珀酸脱氢酶

非竞争性抑制

活性中心之外

Km不变，Vm降低

亮氨酸

抑制精氨酸酶

毒毛花苷

抑制钠泵

麦芽糖

α淀粉酶

反竞争性抑制

活性中心外

Vm降低，Km降低

苯丙氨酸

抑制碱性磷酸酶

激活剂

必须激活剂

非必需激活剂

酶的调节

快速调节

别构效应

改变酶的构象

非共价结合

S型曲线

化学修饰

共价可逆结合

磷酸化和去磷酸化

酶原激活

缓慢调节

诱导或阻遏

降解

溶酶体途径

非ATP

膜结合蛋白

长半寿期蛋白

细胞外蛋白

泛素/蛋白酶体途径途径

ATP

异常或损伤的蛋白质

短半寿期

糖代谢

无氧氧化

糖酵解

1：葡萄糖-6磷酸葡萄糖

第一个限速步骤

已糖激酶

肝和胰岛细胞的同工酶

葡萄糖激酶

Km高，亲和力低

对反馈抑制不敏感

四型

抑制剂：6磷酸果糖，长链脂酰CoA

镁离子

2：6磷酸葡萄糖-6磷酸果糖

3：6磷酸果糖-1 6二磷酸果糖

第二个限速步骤

磷酸果糖激酶-1

抑制剂

ATP

柠檬酸

激活剂

AMP

ADP

16二磷酸果糖：正反馈

26二磷酸果糖：最强激活剂

4：1 6二磷酸果糖-磷酸二羟丙酮和3磷酸甘油醛

5：磷酸二羟丙酮-3磷酸甘油醛

6：3磷酸甘油醛-1 3二磷酸甘油酸

NAD为辅酶

7：1 3二磷酸甘油酸-3磷酸甘油酸

产生ATP

第一次底物水平磷酸化

8：3磷酸甘油酸-2磷酸甘油酸

9：2磷酸甘油酸-磷酸烯醇式丙酮酸

10：磷酸烯醇式丙酮酸-丙酮酸

第三个限速步骤

丙酮酸激酶

抑制剂：长款脂酰辅酶A，丙氨酸

第二次底物水平磷酸化

丙氨酸对应的α-酮酸是丙酮酸

乳酸生成

乳酸脱氢酶LDH

NAD为辅因子

为机体快速供能

净生成2molATP

最终获得5或7分子ATP

有氧氧化

糖酵解

丙酮酸氧化脱羧

丙酮酸脱氢酶复合体

丙酮酸脱氢酶

辅因子：TPP

二氢硫辛酰胺转乙酰酶

辅因子：硫辛酸，辅酶A

二氢硫辛酰胺脱氢酶

辅因子：FAD，NAD

生成5分子ATP

三羧酸循环

草酰乙酸-柠檬酸

第一个限速步骤

柠檬酸合酶

柠檬酸是糖代谢和脂代谢的枢纽

柠檬酸-异柠檬酸

异柠檬酸-α酮戊二酸

第二个限速步骤

异柠檬酸脱氢酶

第一个氧化脱羧反应

辅因子：NAD

α酮戊二酸-琥珀酰辅酶A

第三个限速步骤

α酮戊二酸脱氢酶复合体

第二个氧化脱羧反应

辅因子：NAD

琥珀酰辅酶A-琥珀酸

唯一的底物水平磷酸化

琥珀酸-延胡索酸

辅因子：FAD

延胡索酸-苹果酸

苹果酸-草酰乙酸

辅因子：NAD

产物：2CO2+4分子还原当量

三大代谢的枢纽

生成10（2个20）分子ATP

组织偏好

巴斯德效应

肌组织，有氧抑制无氧

瓦伯格效应

肿瘤无氧成乳酸亢进

磷酸戊糖途径

关键酶：6磷酸葡萄糖脱氢酶

抑制剂：NADPH

缺陷：蚕豆病

起始物：6磷酸果糖

产物：NADPH+CO2+5磷酸核糖

是NADPH和磷酸核糖的主要来源

NADPH

供氢体

脂肪酸和胆固醇的合成

胆固醇的分解（胆汁酸的合成）

氨基酸合成

神经鞘磷脂

脱氧核苷酸

氨基酸

FH4

辅酶

苹果酸酶

苹果酸→丙酮酸

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶

6磷酸葡糖酸脱氢酶

羟化反应

维持谷胱甘肽的还原状态

糖原合成与分解

α14糖苷键

糖原合成

活化为尿苷二磷酸磷酸葡萄糖

UDPG：活性葡萄糖

6磷酸葡萄糖→1磷酸果糖

需要引物

UDPG形成直链与支链

糖原合酶：关键酶

去磷酸化是活性形式

α14糖苷键

消耗2个ATP：ATP+UTP

糖原合成主要受胰岛素调节

糖原分解

糖原磷酸化酶：关键酶

磷酸化是活性形式

脱支酶

肝利用6磷酸葡萄糖

肝糖原

肝糖原受胰高血糖素调节

受葡萄糖别构抑制

肌糖原：缺乏6磷酸葡萄糖酶

肌糖原净生成3个ATP

肌糖原受肾上腺素调节

分解受能量和钙离子调节

糖异生

原料

乳酸→丙酮酸

乳酸循环

避免乳酸堆积，酸中毒，损失能源物质

甘油→3磷酸甘油→磷酸二羟丙酮

步骤和耗能最少

生糖氨基酸

丙酮酸-磷酸烯醇式丙酮酸

关键酶

丙酮酸羧化酶：线粒体

辅因子：生物素

激动剂：乙酰辅酶A

消耗ATP

产物：草酰乙酸

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶：线粒体，胞浆

草酰乙酸

转出线粒体

苹果酸

伴随NADH

天冬氨酸

消耗一个高能磷酸键

果糖1，6二磷酸-6磷酸果糖

关键酶：果糖二磷酸酶-1

抑制剂：1，6二磷酸果糖，2，6二磷酸果糖

胞浆

6磷酸葡萄糖-葡萄糖

关键酶：葡萄糖6磷酸酶

意义

空腹饥饿时肝补充血糖最主要的途径，合成糖原的三碳途径

使长期饥饿肾维持酸碱平衡

胰高血糖素

促进

果糖双磷酸酶-2

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶

抑制

磷酸果糖激酶-2

丙酮酸激酶

乳酸循环

产生ATP数量

乙酰辅酶A

10

三羧酸循环

丙酮酸

12.5

一个TCA

10

1个磷酸戊糖

2.5

乳酸

完全分解

15

磷酸戊糖＋TCA

12.5

乳酸→丙酮酸

2.5

乳酸脱氢酶

糖异生为葡萄糖

消耗3分子ATP

甘油

16.5-18.5

→3-磷酸甘油

-1

→磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛

1.5-2.5

穿梭

→1，3二磷酸甘油酸

穿梭

1.5-2.5

→3磷酸甘油酸

1

→2磷酸甘油酸

→磷酸烯醇式丙酮酸

→丙酮酸

1

磷酸戊糖途径

2.5

TCA

10

葡萄糖

30、32

软脂酸

12

生物氧化

递氢体和递电子体

烟酰胺腺嘌呤核苷酸

黄素核苷酸衍生物

泛醌

铁硫蛋白和色素蛋白只传递电子

蛋白质复合体

1：NADH-泛醌还原酶

辅基

FMN

Fe-S

结合位点

NADH：基质侧

Q：胞质核心

2：琥珀酸-泛醌还原酶

辅基

FAD

Fe-S

结合位点

琥珀酸：基质侧

Q：胞质核心

3：泛醌-细胞色素c还原酶

辅基

血红素

Fe-S

结合位点

Cytc：膜间隙侧

辅酶Q

不构成线粒体内膜复合物

脂溶性

在线粒体内膜中自由扩散

4：细胞色素c氧化酶

辅基

血红素

CuA

CuB

结合位点

Cytc：膜间隙侧

不构成线粒体内膜复合物

水溶性

不能在线粒体内膜中自由扩散

复合体I将NADH传递给泛醌

传递4个氢

复合体2将电子从琥珀酸传递到泛醌

没有氢泵功能

复合体3将电子从还原性泛醌传递给细胞色素c

传递4个氢

复合体4将电子从细胞色素c传递给氢

ATP合酶

寡霉素与ATP合酶的c亚基结合

氧化磷酸化

P/O值

每消耗1/2mol所需要磷酸的摩尔数

一堆电子通过呼吸链传递给氧所生成的ATP分子数

NADH2.5个

FADH1.5个

胆碱

琥珀酸

脂酰辅酶A

α-磷酸甘油

二氢硫辛酰胺脱氢酶

抗坏血酸1个：Cytc

影响因素

呼吸链抑制剂

复合体1：抑制铁硫中心到泛醌

鱼藤酮

粉蝶霉素

异戊巴比妥

复合体2

萎锈灵

复合体3：阻断电子从Cytb到QN的传递

抗霉素A

复合体4：阻断Cta3，阻断Cyta到CuB-Cyta3的传递

C0，氰化物

解偶联剂阻断ADP的磷酸化过程

二硝基苯酚

破坏H电化学梯度

棕色脂肪组织：解偶联蛋白1

ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成

寡霉素

二环己基碳二亚胺

甲状腺素

诱导解偶联蛋白表达

线粒体DNA突变

转运

NADH穿梭

带酰和NADH不能穿过线粒体膜

a-磷酸甘油穿梭

脑和骨骼肌

生成1.5个ATP

磷酸二羟丙酮自由通过线粒体膜

苹果酸-天冬氨酸穿梭

肝，肾，心肌

生成2.5个ATP

草酰乙酸

高能化合物

高能硫酯键：酰CoA

高能磷酸键：没有磷酸肌醇

NDP，NTP

1，3二磷酸甘油酸

PEP

磷酸肌酸

ATP+甘氨酸+精氨酸+SAM

氨基甲酰磷酸CPS

NH31Gln+CO2+ATP

焦磷酸PRPP

其他氧化体系

微粒体细胞色素P450单加氧酶

线粒体呼吸链也可以产生活性氧

ROS

抗氧化酶体系

超氧化酶岐化酶SOD

过氧化氢酶

脂质代谢

脂质

磷脂酰胆碱：卵磷脂

磷脂酰乙醇胺：脑磷脂

二磷脂酰甘油：心磷脂

必需脂肪酸

亚油酸

a-亚麻酸

花生四烯酸

软油酸

油酸

甘油三酯代谢

甘油三酯氧化分解

脂肪动员

甘油三酯

激活ATGL脂肪组织甘油三酯脂肪酶

甘油二脂和脂肪酸

激活HSL激素敏感性甘油三酯脂肪酶

甘油一酯和脂肪酸

甘油一酯脂肪酶

甘油和脂肪酸

抗脂解激素

胰岛素

前列腺素E2

脂解激素

肾上腺素

去甲肾上腺素

胰高血糖素

甘油转变为3-磷酸甘油

甘油→3-磷酸甘油→磷酸二羟丙酮

β-氧化是核心

活化生成脂酰辅酶A

消耗2个高能磷酸键

脂酰辅酶A合成酶

脂酰辅酶A进入线粒体

肉碱脂酰转移酶1

关键酶

肉碱脂酰肉碱转位酶

肉碱脂酰转移酶2

脂酰辅酶A氧化分解产生乙酰辅酶A等

脱氢

脂酰辅酶A脱氢酶

FAD

加水

烯酰辅酶A水化酶

脱氢

羟脂酰辅酶A脱氢酶

NAD

硫解

脂肪酸氧化是ATP的重要来源

1分子软脂酸彻底氧化生成106分子ATP

不同的脂肪酸有不同的氧化方式

不饱和脂肪酸β氧化需要转变构型

超长碳链脂肪酸需要在过氧化酶体氧化成较短碳链脂肪酸

丙酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A进行氧化

奇数碳原子

参与糖异生：丙酮酸的活化形式

脂肪酸氧化从远侧甲基端进行

脂肪酸在肝分解可产生酮体

酮体

乙酰乙酸

β羟丁酸

丙酮

酮体在肝生成

乙酰辅酶A→乙酰乙酰辅酶A

乙酰乙酰辅酶A硫解酶

乙酰乙酰辅酶A→羟基甲基戊二酸单酰HMG辅酶A

HMG-CoA合酶

HMG-COA→乙酰乙酸

HMG-CoA裂解酶

乙酰乙酸→β-羟丁酸

β-羟丁酸脱氢酶

酮体在肝外组织氧化利用

酮体→乙酰乙酰COA

琥珀酰辅酶A转硫酶

心，肝，肾，骨骼肌线粒体

乙酰乙酸硫激酶

心，肾，脑线粒体

乙酰乙酰COA→乙酰CoA

乙酰乙酰CoA硫解酶

多种因素调节

饱饿

糖代谢

丙二酰单酰CoA

抑制肉碱转移酶1

脂肪酸以不同途径合成甘油三酯

场所：肝，脂肪，小肠的胞浆

原料：甘油和脂肪酸

甘油三酯两条途径

甘油一酯

小肠黏膜细胞

脂肪酸活化生成脂酰辅酶A

甘油二脂

肝和脂肪组织

中间产物：磷脂酸

脂肪酸活化生成脂酰辅酶A

脂肪酸的合成：内源性脂肪酸先合成软脂酸

场所：胞质

原料：乙酰辅酶A，ATP，NADPH，C02，Mn2+

柠檬酸-丙酮酸循环

提供NADPH

柠檬酸合酶

柠檬酸裂解酶

1分子乙酰辅酶A和7分子丙二酸单酰辅酶A缩合

乙酰辅酶A羧化酶

调节

促进：柠檬酸，胰岛素，乙酰COA

抑制：长链脂酰辅酶A，胰高血糖素

辅因子

生物素

软脂酸延长

场所：内质网和线粒体

丙二酰单酰辅酶A：内质网

乙酰辅酶A：线粒体

磷脂代谢

磷脂酸

原料：甘油，脂肪酸，磷酸盐，胆碱，丝氨酸，肌醇

胆碱：丝氨酸，甲硫氨酸

丝氨酸→磷脂酰丝氨酸→乙醇胺→磷脂酰乙醇胺

乙醇胺+腺苷甲硫氨酸→胆碱

合成时需要CDP-胆碱

磷脂酰胆碱

神经鞘磷脂

ATP，CTP

两条途径

甘油二脂途径

磷脂酰胆碱

磷脂酰乙醇胺

CDP-甘油二脂途径

肌醇磷脂

丝氨酸磷脂

心磷脂

磷脂酶

A1→溶血磷脂2

A2→溶血磷脂1

磷脂酶C→甘油二脂

磷脂酶D→磷脂酸

胆固醇代谢

场所：肝胞质和光面内质网

原料：乙酰辅酶A和NADPH

关键酶：HMG-CoA还原酶

调节

昼夜能力

午夜最高，中午最低

别构调节，化学修饰，酶含量调节

胆固醇含量

饱饿

激素

促进：胰岛素，甲状腺素

甲状腺素促进胆固醇在肝内转变为胆汁酸

抑制：皮质醇

乙酰辅酶A→甲羟戊酸

HMG-COA合酶

HMG-CoA还原酶

甲羟戊酸→碳鲨烯

碳鲨烯→胆固醇

胆固醇脂酰转移酶：ACAT

最终转化为胆汁酸

血浆脂蛋白代谢

密度：CM<VLDL<LDL<HDL

蛋白含量：CM<VLDL<LDL<HDL

脂肪含量：CM>VLDL>LDL>HDL

胆固醇含量：LDL>HDL>VLDL>CM

CM→外源性甘油三酯和胆固醇

VLDL→内源性甘油三酯（脂肪）和胆固醇

LDL→内源性胆固醇

HDL→逆向转运胆固醇

载脂蛋白

LCAT→A1：识别HDL受体

B100：识别LDL受体

B48：识别CM合成

C3：抑制LPL，抑制apoE

运输形式

与清蛋白结合

蛋白质消化吸收和氨基酸代谢

蛋白质的营养价值

蛋白质在体内的利用率

谷类蛋白质

赖氨酸少色氨酸多

豆类蛋白质

赖氨酸多色氨酸少

内肽酶

胰蛋白酶

胰凝乳蛋白酶

弹性蛋白酶

外肽酶

羧肽酶

氨基酸的代谢

半寿期

浓度减少到开始值一半所需要的时间

脱氨基

联合脱氨基

转氨基

丙酮酸→丙氨酸

ALT

肝组织

谷氨酸→α-酮戊二酸

草酰乙酸→天冬氨酸

AST

心肌

氨基转移酶

辅基

维生素B6

磷酸吡哆醛

ALT

肝最高

骨骼肌第二

AST

心最高

脱氨基

谷氨酸→α-酮戊二酸

L-谷氨酸脱氢酶

肝，肾，脑

抑制剂：ATP，GTP

激活剂：ADP，GDP

既利用NAD和NADP

谷氨酸→谷氨酰胺

氨基酸氧化酶

辅基

FMN，FAD

氨基酸→α-酮酸

氨基酸碳链骨架

α-酮酸

彻底氧化分解提供能量

氨基化生成营养非必需氨基酸

转变为糖和脂质

氨的代谢

三个来源

脱氨基作用，胺类分解

肠道细菌作用产生氨

肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺

转运

丙氨酸-葡萄糖从骨骼肌到肝

谷氨酰胺从脑和骨骼肌到肝或肾

谷氨酰胺的作用

氨的解毒产物

氨的储存和转运形式

提供氨基

合成尿素

鸟氨酸循环

鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸→鸟氨酸

NH3，CO2，ATP缩合生成氨基甲酰磷酸

氨基甲酰磷酸合成酶I：关键酶

促进：高蛋白质，AGA

意义：肝细胞分化程度的指标

线粒体

氨基甲酰磷酸与鸟氨酸生成瓜氨酸

鸟氨酸与瓜氨酸自由通过线粒体膜

瓜氨酸与天冬氨酸生成精氨酸代琥珀酸

转运到线粒体外

天冬氨酸提供第二个氮原子

精氨酸代琥珀酸合成酶：关键酶

调节尿素的合成速度

精氨酸代琥珀酸→精氨酸+琥珀酸

精氨酸→鸟氨酸+尿素

肝性脑病

三羧酸循环减弱

ATP生产减少

个别氨基酸的代谢

氨基酸脱羧基

谷氨酸→γ-氨基丁酸

组氨酸→组胺

色氨酸→5-羟色胺

鸟氨酸→腐胺→亚精胺，精胺

一碳单位

四氢叶酸

N5，N10亚甲基四氢叶酸

N5-N10-CH2-FH4

参与嘌呤和嘧啶的代谢

提供C2和C8给嘌呤

提供甲基给脱氧胸腺嘧啶

磺胺类抑制合成二氢叶酸

甲氨蝶呤抑制四氢叶酸的合成

S-腺苷甲硫氨酸

提供甲基

肉碱

肾上腺素

肌酸

胆碱

帽子结构

不是去甲肾上腺素!

甲硫氨酸循环

SAM→同型半胱氨酸

由N5提供甲基生成甲硫氨酸

辅酶：维生素B12

参与合成神经鞘磷脂

半胱氨酸

牛磺酸

芳香族氨基酸

苯丙氨酸

羟化→酪氨酸

苯丙氨酸羟化酶

辅酶

四氢生物蝶呤

转氨基→苯丙酮酸

苯丙酮尿症

酪氨酸→儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解

酪氨酸羟化酶→多巴→多巴胺→去甲肾上腺素→肾上腺素

酪氨酸酶→多巴→黑色素

白化病

转氨酶→羟苯丙酮酸→尿黑酸→延胡索酸，乙酰乙酸

尿黑酸尿症

色氨酸

→丙酮酸，乙酰乙酰辅酶A

核苷酸代谢

嘌呤

合成

从头合成

肝，小肠，胸腺

细胞质

原料：天冬氨酸，甘氨酸，谷氨酰胺，二氧化碳，甲酰基

→IMP

PRPP合成酶

核糖→PRPP

PRPP酰胺转移酶

PRPP→磷酸核糖胺

IMP→AMP/GMP

腺苷酸代琥珀酸合成酶

补救合成

脑，骨髓

腺嘌呤+PRPP

腺嘌呤磷酸核糖转移酶

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶

腺嘌呤核苷

腺苷激酶

脱氧核苷酸在二磷酸核苷水平进行

dTMP→dUMP

调节

6-MP

竞争性抑制

影响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶→补救合成

影响PRPP酰胺转移酶→从头合成

氨杂丝氨酸，正亮氨酸

干扰谷氨酰胺

甲氨蝶呤

竞争性抑制二氢叶酸还原酶

最终产物：尿酸

黄嘌呤氧化酶

别嘌呤醇→抑制黄嘌呤氧化酶

嘧啶

合成

从头合成

原料：谷氨酰胺，天冬氨酸，CO2

嘌呤和嘧啶碱基的共同合成原料

谷氨酰胺，天冬氨酸，CO2

嘌呤和碱基核苷酸的共同合成原料

谷氨酰胺，天冬氨酸，CO2

磷酸核糖

prpp

细胞质，线粒体

氨基甲酰磷酸合成酶2：关键酶

意义：细胞增殖程度的指标

哺乳动物

天冬氨酸氨基甲酰基转移酶：关键酶

大肠杆菌

尿嘧啶核苷酸

UDP→dUDP→dUMP→dTMP

胸苷酸合酶

N5，N10

UDP→UTP→CTP→CDP→dCDP→dCMP→dUMP→dTMP

为主

补救合成

嘧啶磷酸核糖转移酶

尿苷激酶

代谢

5-FU

类似胸腺嘧啶

胸苷酸合酶

氨杂丝氨酸

类似谷氨酰胺

抑制CTP的合成

甲氨蝶呤

干扰叶酸代谢

阿糖胞苷和环胞苷

抑制CDP还原成dCDP

抑制核糖核苷酸转移酶

分解

尿嘧啶，胞嘧啶→NH3，CO2，β-丙氨酸

胸腺嘧啶→β-氨基异丁酸

真核基因与基因组

基因组：一个生物体内所有遗传信息的总和

真核基因组的独特结构

编码序列远小于非编码序列

含有大量重复序列

高度重复序列

反向重复序列：起始区附近

卫星DNA

中度重复序列

短散在核元件

长散在核元件

rRNA基因

低度重复序列

编码蛋白

多基因家族和假基因

DNA的合成

基本规律

半保留复制

双向复制

复制起点

富含AT的重复序列

半不连续复制

前导链和后随链

冈崎片段

高保真性

复制叉

校读功能

DNA聚合酶的核酸外切酶活性

复制后修复系统

半保留复制

碱基配对原则

酶学

DNA聚合酶

真核生物

α：引物酶

β：DNA应急修复

γ：线粒体DNA合成

δ：后随链合成

ε：前导链合成

原核生物

pol1

DNA损伤修复

小片段

有5‘→3’外切酶活性

大片段

klenow片段

有3'-5'核酸外切酶活性

DNA聚合酶活性

去除RNA引物，填补空隙，DNA修复和重组

pol2

重新启动损伤的DNA的复制叉

DNA损伤的应急状态修复

复制中的校对

线粒体DNA合成

pol3

复制延长中真正起到催化作用的酶

不对称异聚合体

pol4

pol5

DNA分子拓扑学

DNA解链和稳定单链

DnaA：辨认复制起点

DnaB：解开DNA双链，解旋酶

DnaC：协同B

DnaG：引物酶

SSB：稳定已解开的单链DNA

拓扑异构酶：解开超螺旋

水解

链接磷酸二酯酶

切断

DNA连接酶

连接双链中的单链缺口

复制

原核生物

起始

解链

固定起点

DnaA、B、C，SSB

拓扑异构酶：松弛DNA双链

引物合成

短链引物RNA提供3′OH末端

RNA聚合酶

不是RNA 酶！

延长

终止

切除引物，填补空缺，链接缺口

DNApol1

连接酶

ATP

真核生物

端粒酶

维持染色体稳定，DNA复制的完整性

T-G短序列的多次重复

端粒酶RNA，端粒酶协同蛋白1，端粒酶逆转录酶

提供RNA模板，催化逆转录

辨认及结合母链DNA的重复序列

线粒体D环复制

polγ酶

逆转录

逆转录酶

RNA→RNA/DNA杂化双链

→单链DNA→双链DNA

自身病毒tRNA作为引物

DNA的损伤和修复

损伤

碱基损伤

亚硝酸导致碱基脱氨

碱基错配

尿嘧啶代替胸腺嘧啶

DNA链断裂

电离辐射

DNA链共价交联

嘧啶二聚体

移码突变

碱基置换

错义突变

同义突变

修复

直接修复

嘧啶二聚体的直接修复

烷基化碱基的直接修复

单链断裂的直接修复

切除修复

碱基切除修复

识别水解

切除：磷酸核糖

合成：DNA聚合酶

连接：DNA连接酶

p53

核苷酸切除修复

识别损伤对DNA双螺旋结构所造成的扭曲

遗传性着色性干皮病

cockyne综合征

人毛发低硫营养不良

碱基错配修复

碱基切除修复的特殊形式

酶：外切酶，聚合酶，连接酶等

遗传性非息肉性结肠癌

严重损伤时重组修复

双链断裂

同源重组修复

recA蛋白

遗传性乳腺癌

非同源末端的重组修复

DNA的蛋白激酶

XRCC4

bloom综合征

跨越损伤DNA合成是一种差错倾向性DNA损伤修复

SOS修复

DNA聚合酶

活性低，特异性差，出错率高

重组跨越损伤修复

范尼可贫血