組織氨基酸脫氨基(主要來源):體內氨腸道吸收的氨,包括腐敗作用產生的氨和腸道尿素水解產生的氨的來源腎產氨,腎小管上皮細胞中的穀氨酰胺酶可催化穀氨酰胺分解為穀氨酸和氨其他含氮化合物(如嘌呤、嘧啶)分解產生少量氨。
【知識點】氨是有毒物質,各組織產生的氨在血液中主要以無毒的丙氨酸及穀氨酰胺兩種形式運輸。
丙氨酸-葡萄糖循環:在肌組織中,氨基酸經轉氨基作用將氨基轉給丙酮酸生成丙氨酸,後者經血液運至肝。
穀氨酰胺的運氨作用:在腦和肌組織中,氨與穀氨酸合成穀氨酰胺,後者經血液運至肝或腎。
【知識點】體內氨的去路即機體解除氨毒性的方式:合成尿素;合成穀氨酰胺;參與非必需氨基酸及嘌呤、嘧啶堿的合成。
【鏈接】在肝中經鳥氨酸循環合成尿素是氨的主要去路。
【知識點】部分氨基酸可在氨基酸脫羧酶(輔酶為磷酸吡哆醛)作用下生成相應的胺,稱為氨基酸的脫羧基作用。
【知識點】重要的胺類物質有:γ-氨基丁酸:由穀氨酸脫羧基生成,屬抑製性神經遞質;組胺:由組氨酸脫羧基生成,具有強烈的擴血管作用;5-羥色胺(5-HT):由色氨酸先羥化後脫羧生成,屬抑製性神經遞質;牛磺酸:由半胱氨酸氧化脫羧生成,是結合膽汁酸的組分;多胺:鳥氨酸脫羧基生成腐胺,然後再轉變為精脒和精胺。精脒和精胺屬多胺,是調節細胞生長的重要物質。
【知識點】一碳單位的概念、來源、載體和意義:
概念來源載體意義某些氨基酸代謝過程中產絲氨酸、甘氨酸、四氫葉酸作為合成嘌呤及嘧生的含有一個碳原子的基組氨酸及色氨酸啶的原料,參與核團,包括甲基、甲烯基、甲代謝酸合成炔基、甲酰基及亞氨甲基。
【知識點】甲硫氨酸循環:甲硫氨酸分子中含有S-甲基,通過轉甲基作用而提供甲基,與此同時產生的S-腺苷同型半胱氨酸進一步轉變為同型半胱氨酸。同型半胱氨酸可以接受N5-甲基四氫葉酸提供的甲基,重新生成甲硫氨酸,形成一個循環過程。
【知識點】甲硫氨酸循環的生理意義:N5-甲基四氫葉酸提供甲基合成甲硫氨酸,再通過S-腺苷甲硫氨酸(SAM)提供甲基,以進行體內廣泛存在的甲基化反應。
【知識點】苯丙氨酸經羥化酶作用可轉變為酪氨酸,經轉氨酶作用可轉變為苯丙酮酸。
【鏈接】苯丙氨酸羥化酶缺陷可致苯酮酸尿症;酪氨酸酶缺陷可致白化病;尿黑酸分解代謝酶缺陷可致尿黑酸尿症。
脫氧胸苷
【知識點】嘌呤核苷酸分解生成的磷酸核糖及嘌呤堿可參與核苷酸的補救合成,或經黃嘌呤氧化酶作用最終分解為尿酸。
【知識點】嘧啶核苷酸首先經核苷酸酶及核苷酶的作用脫去磷酸及戊糖,生成嘧啶堿。
【知識點】核苷酸合成途徑主要調節酶嘌呤核苷酸從頭合成途徑磷酸核糖焦磷酸合成酶(PRPP合成酶)和磷酸核糖酰胺轉移酶(PRPP酰胺轉移酶)嘌呤核苷酸補救合成途徑腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(APRT)和次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(HGPRT)嘧啶核苷酸從頭合成途徑天冬氨酸氨基甲酰轉移酶(細菌)或氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(哺乳動物細胞)嘧啶核苷酸補救合成途徑嘧啶磷酸核糖轉移酶。
【知識點】核苷酸代謝藥物的生化機製:抗代謝物從結構上看類似嘌呤或嘧啶、核苷、穀氨酰胺、葉酸等代謝物,它們以競爭性抑製方式幹擾或阻斷核苷酸合成代謝中的不同環節,從而阻斷癌細胞中核酸及蛋白質的合成,發揮抗腫瘤作用。
遺傳信息的傳遞
【知識點】生物體內遺傳信息流動有一定規律,DNA以自身為模板合成相同DNA稱為複製,DNA將遺傳信息傳遞到RNA的過程稱為轉錄,以RNA堿基排列信息指導特定氨基酸序列的多肽鏈合成叫做翻譯。這一信息傳遞流向稱為分子生物學的中心法則。
【知識點】由於RNA病毒以RNA儲存遺傳信息,可進行RNA的複製,並以RNA指導合成DNA,與轉錄信息傳遞方向相反,叫反向轉錄。這使中心法則的內容得到擴充。
【知識點】遺傳信息從親代DNA傳遞到子代DNA上,稱為複製,這是生物體內高分子的聚合過程,即DNA的生物合成。
【知識點】親代DNA解鏈並以兩條單鏈各自為模板,按AT和GC堿基配對關係由DNA聚合酶催化合成一條互補新鏈,形成兩個與親代相同的子代DNA分子並各保留一條親代單鏈,稱半保留複製。
【知識點】反轉錄或稱逆轉錄,是以RNA為模板合成互補DNA(cDNA)鏈過程,信息傳遞方向與轉錄相反。
【知識點】基因突變是由遺傳物質結構改變引起遺傳信息的改變。具體指個別dNMP殘基以及片段DNA在構成、複製或表型功能的異常變化,也稱為DNA損傷。
【知識點】DNA的修複類型包括光修複、切除修複、重組修複和SOS修複。
【知識點】RNA生物合成(轉錄):在RNA聚合酶催化下以DNA為模板聚合和模板序列互補的RNA,這種DNA指導的RNA合成稱為轉錄。
【知識點】轉錄體係的組成:
DNA模板:DNA雙鏈中僅有一條鏈可作為模板被轉錄,該鏈稱為模板鏈,而不被轉錄的稱為編碼鏈。對不同基因,模板鏈不全在同一條單鏈上,稱為轉錄的不對稱性。
RNA聚合酶:原核生物RNA聚合酶(RNApol)全酶是四種亞基組成的五聚體(α2ββ′σ),σ因子的作用是辨認轉錄起始點,全酶可在特定起始點進行轉錄。而αββ′稱核心酶,隻能催化已開始合成的RNA鏈延長。真核生物有4種RNApol,RNApolⅡ專一轉錄mRNA。
【知識點】轉錄過程:
RNApol全酶通過σ因子結合DNA啟動子序列,DNA局部解鏈形成轉錄泡暴露模板。轉錄起始後σ因子脫落,用於組成新的全酶。
核心酶催化RNA鏈延長,模板維持轉錄泡結構,核心酶沿模板鏈3′到5′方向移動,按堿基配對關係(AT,AU,GC)將各種NTP聚合為RNA,RNA鏈延長為5′到3′方向。
有兩種機製①依賴ρ因子的轉錄終止:ρ因子結合RNA轉錄產物的終止信號序列,促進聚合酶作用停止及轉錄產物釋出。②不依賴ρ因子的轉錄終止:DNA模板接近終止處有特殊反向重複序列使產物RNA在此處形成發夾結構,使RNA聚合酶停止移動,轉錄複合物解體。
【知識點】轉錄後加工過程:轉錄生成的RNA不表現生物活性,需經過多種酶促加工修飾轉變為成熟RNA,加工修飾主要在胞核完成。