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。 （3）联合脱氨基作用
转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式。
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 。
转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联（骨骼肌、心肌、肝脏、脑都是以嘌呤核苷酸循环的方式为主 ）。
不同动物排泄氨的方式：水生动物，氨；爬虫类，尿酸；两栖类，尿素；鸟类，尿酸；哺乳类，尿素。 2. 脱羧基作用
氨基酸在脱羧酶的作用下脱掉羧基生成相应的一级胺类化合物的作用。脱羧酶的辅酶为磷酸吡哆醛。
γ－氨基丁酸是谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化脱羧的产物，它对中枢神经系统的传导有抑制作用。组胺可使血管舒张、降低血压，而酪胺则使血压升高。前者是组氨酸的脱羧产物，后者是酪氨酸的脱羧产物。
如果体内生成大量胺类，能引起神经或心血管等系统的功能紊乱，但体内的胺氧化酶能催化胺类氧化成醛，继而醛氧化成脂肪酸，冉分解成二氧化碳和水。 3. 氨基酸分解产物的转化 （1）氨的代谢转变 ①重新生成氨基酸
在大脑中发生?-酮戊二酸转变为Glu的反应，大量消耗了?-酮戊二酸和NADPH，引起中毒症状（肝昏迷）。在肌肉中，可利用这一反应生成的谷氨酸的转氨基作用，生成丙氨酸，将氨转运到肝脏中去。 ②生成谷氨酰胺和天冬酰胺
③尿素的生成——尿素(鸟氨酸)循环
在排尿动物体内由NH3合成尿素是在肝脏中通过一个循环机制完成的，这一个循环称为尿素循环。
NH3+CO2+3ATP+天冬氨酸+2H2O ? NH2-CO-NH2 + 2ADP +2Pi+ AMP +PPi+延胡索酸 肝脏形成尿素的能力下降会引起肝昏迷（血氨升高，使大脑α-酮戊二酸下降，TCA受阻）可加Asp或Arg缓解。 ④合成其他含N物质。
（2）氨基酸碳骨架的转化途径 ①再氨基化生成氨基酸 ②转变成糖或脂肪
?生糖氨基酸 ?生酮氨基酸
?生酮兼生糖氨基酸 ③氧化供能生成CO2和H2O
必需氨基酸：凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。 人的必需氨基酸：Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp、 (His、Arg)。
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第十一章 核苷酸代谢
一．核酸的酶促降解
食物中的核酸，经肠道酶系降解成各种核苷酸，再在相关酶作用下，分解产生嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖和磷酸，然后被吸收。
吸收到体内的嘌呤和嘧啶，大部分被分解，少部分可再利用，合成核苷酸。
人和动物所需的核酸无须直接依赖于食物，只要食物中有足够的磷酸盐、糖和蛋白质，核酸就能在体内正常合成。
核酸酶的分类：1）根据对底物的专一性；2）根据切割位点。
限制性内切酶：原核生物中存在着一类能识别外源DNA双螺旋中4-8个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的回文序列，并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶。 二．核苷酸的降解 1. 嘌呤的分解解
腺嘌呤脱氨在核苷水平，鸟嘌呤脱氨在碱基水平。
不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同。 排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 排尿囊酸动物：硬骨鱼类
排尿素动物：大多数鱼类、两栖类
某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出。 2. 嘧啶的分解
三．核苷酸的合成代谢 1．嘌呤核苷酸的生物合成
（1）从头合成途径（形成嘌呤环时已是核苷酸水平——次黄苷酸IMP）
嘌呤环上各原子的来源。合成AMP或GMP消耗的ATP数目。 （2）嘌呤核苷酸合成补救途径
利用已有的碱基和核苷合成核苷酸。
嘌呤核苷酸的从头合成与补救途径之间存在平衡。自毁容貌综合症（Lesch-Nyhan综合症）就是由于次黄嘌呤：鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷，AMP合成增加，大量积累尿酸，肾结石和痛风。
2. 嘧啶核苷酸的合成代谢
嘧啶环上各原子的来源。 3. 脱氧核苷酸的合成 4. 胸腺嘧啶核苷酸的合成
第十二章 核酸的生物合成
一．DNA的生物合成 （一）DNA的半保留复制
DNA在复制时，两条链解开分别作为模板，在DNA聚合酶的催化下按碱基互补的原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的DNA分子。这样新形成的两个DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。由于子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。
DNA的半保留复制可以说明DNA在代谢上的稳定性。经过多代复制，DNA的多核苷酸链仍可以保持完整，并存在于后代而不被分解掉。
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（二）复制的起点和单位
基因组能独立进行复制的单位称为复制子。原核生物是单复制子，真核生物是多复制子。每个复制子有起点。复制多数是双向、对称的，但也有例外。 （三）原核细胞DNA的复制（DNA指导下的DNA合成） 1. 反应特点：
（1） 以四种dNTP为底物；（2）需要模板指导；（3）需要有引物3′-羟基存在；（4）DNA链的生长方向是5′→ 3′；（5）产物DNA的性质与模板相同。 2. 大肠杆菌DNA聚合酶
（1）DNA聚合酶I：有聚合酶活性和外切酶活性，其中3′→ 5′外切酶活性起校正作用，5＇→ 3＇活性起修复和切除引物作用。DNA聚合酶I主要起损伤修复作用。
（2） DNA聚合酶Ⅱ：单链，以切口双链DNA为模板。
（3）DNA聚合酶Ⅲ：起DNA复制作用，功能与聚合酶I相似。 3. 真核生物DNA聚合酶
有?、?、?、δ、ε五种，性质与大肠杆菌的酶相似，多无外切酶活性。?相当于聚合酶Ⅲ，用于引发、滞后链合成；?主要起修复作用，γ位于线粒体，δ合成前导链。
（4）DNA连接酶：使双链DNA切口处的5＇－磷酸和3＇-羟基生成磷酸二酯键。 （四）半不连续复制
复制叉由5＇向3＇方向连续复制，称为前导链；另一条链复制叉由3＇向5＇移动，而DNA复制方向不变，形成许多不连续片段，称为冈崎片段，最后连接成完整的DNA，称为滞后链。
首先由引物合成酶由5＇向3＇方向合成10个核苷酸以内的RNA引物，然后聚合酶III在引物3＇-羟基上合成DNA，再由聚合酶I切除引物，填补空白，最后DNA连接酶将冈崎片段连接起来，形成完整DNA。
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复制具有高度忠实性，其错配几率约为10。体内复制叉的复杂结构提高了复制的准确性，修复系统对错配加以纠正，进一步提高了复制的忠实性。 （五）真核生物DNA的复制
真核生物有核小体结构，复制速度慢，真核生物采取多复制起点的方法加速复制。 真核生物复制时，核小体打开，组蛋白直接转移到子代前导链上，滞后链用新合成的组蛋白。所以DNA是半保留的，而组蛋白是全保留的。真核生物冈崎片段长度约为200碱基对（相当于一个核小体的长度）。 （六）DNA的修复 1. 光复活
光复活酶可被可见光激活，分解由于紫外线照射而形成的嘧啶二聚体。 2. 切除修复
细胞内有多种特异的核酸内切酶，可识别DNA的损伤部位，在其附近将DNA单链切开，再由外切酶将损伤链切除，由聚合酶以完整链为模板进行修复合成，最后由连接酶封口。
切除修复不需光照，也称暗修复。人体缺乏相应系统则发生“着色性干皮病”，皮肤干燥，有色素沉着，易患皮肤癌。 3. 重组修复
以上修复发生在复制前，称为复制前修复。复制时未修复的损伤部分会留下缺口，通过遗传重组进行修复：从完整的母链上将相应序列移至缺口处，用再合成的序列填补母链的空缺。此过程也叫复制后修复。重组修复中原损伤没有除去，但若干代后可逐渐稀释，消除其影响。
4. 诱导修复
DNA严重损伤能引起一系列复杂的诱导效应，称为应急反应，包括修复效应、诱变效应、分裂抑制及溶原菌释放噬菌体等。细胞癌变也可能与应急反应有关。应急反应诱导切除和重
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组修复酶系，还诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶，加快修复，避免死亡，但提高了变异率。
（七）逆转录生成DNA 1. 逆转录酶
此酶有多种功能，可先合成DNA－RNA杂合分子，再水解RNA，然后复制其互补链，形成双链DNA。
2. 逆转录过程：
以前任宿主的tRNA为引物,为复制末端,需要借助末端重复结构进行“跳跃”。 3. 意义
逆转录与细胞恶性转化有关，为肿瘤的研究和防治提供了重要线索。艾滋病、乙肝等也有逆转录过程。
逆转录病毒经过改造，可作为信息载体，用于肿瘤和遗传疾病的基因治疗。 二．RNA的生物合成 （一）DNA转录生成RNA 1. RNA聚合酶
酶的特性：以4种NTP为底物，需模板和镁离子，合成方向也是5＇→ 3＇，但不需要引物。
酶的分类：真核生物的酶有多种，根据?－鹅膏蕈碱的抑制作用可分为三类：聚合酶Ⅰ对它不敏感，分布于核仁，转录核糖体RNA；聚合酶Ⅱ对低浓度敏感，存在于核质，转录信使RNA；聚合酶Ⅲ位于核质，对高浓度敏感，转录小分子量RNA，如转运RNA、5SRNA等。
线粒体和叶绿体也有RNA聚合酶，结构简单，能合成所有种类RNA。 2. 酶的构成
大肠杆菌的全酶有5个亚基（α2ββ＇ωσ）。β催化形成磷酸二酯键，β’结合模板，σ亚基称为起始因子，可使RNA聚合酶稳定地结合到启动子上。α2ββ＇称为核心酶。 3. 模板
以完整双链DNA为模板，其中仅一条链可转录。转录时局部解链，转录后DNA重新形成双螺旋结构，所以DNA是全保留的。 （二）转录过程
分为起始、延长和终止三个阶段。起始包括对双链DNA特定部位的识别、局部解链以及在最初两个核苷酸间形成磷酸二酯键。第一个核苷酸掺入的位置称为转录起点。
起始后起始因子离开，核心酶构象改变，沿模板移动，转录生成杂交双链，随后DNA互补链取代RNA链，恢复DNA双螺旋结构。
聚合酶到达终点时，在终止辅助因子的帮助下停止反应，酶和RNA链脱落，转录结束。 （三）转录后加工（真核生物）
核糖体RNA：基因拷贝数多，在几十到几千之间。由RNA聚合酶I转录生成一个较长的前体，哺乳动物为45S。核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。5SRNA基因也是成簇排列的，由RNA聚合酶III转录，经加工参与构成大亚基。
转运RNA：由RNA聚合酶III转录，加工与原核相似，但3＇端的CCA都是后加的。
信使RNA：真核生物编码蛋白质的基因以单个基因为转录单位，但有内含子，需切除。信使RNA的原初转录产物是分子量很大的前体，在核内加工时形成大小不等的中间物，称为核内不均一RNA(hnRNA)。其加工过程包括：
切除内含子转录产物。
5＇端加帽子，帽子结构有多种，起识别和稳定作用。
3＇端加尾：在核内完成。先由RNA酶III在3＇端切断，再由多聚腺苷酸聚合酶加尾。尾与通过核膜有关，还可防止核酸外切酶降解。
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内部甲基化：主要是6-甲基腺嘌呤，在hnRNA中已经存在。可能对前体的加工起识别作用。
（四）RNA生物合成的抑制剂 1. 碱基类似物
有些人工合成的碱基类似物能干扰和抑制核酸的合成。作用方式有以下两类： 作为代谢拮抗物，直接抑制核苷酸生物合成有关酶类。如6-巯基嘌呤进入体内后可转变为巯基嘌呤核苷酸，抑制嘌呤核苷酸的合成。可作为抗癌药物，治疗急性白血病等。此类物质一般需转变为相应的核苷酸才能表现出抑制作用。
进入核酸分子，形成异常RNA或DNA，影响核酸的功能并导致突变。5-氟尿嘧啶类似尿嘧啶，可进入RNA，与腺嘌呤配对或异构成烯醇式与鸟嘌呤配对，使A-T对转变为G-C对。因为正常细胞可将其分解，而癌细胞不能，所以可选择性抑制癌细胞生长。 2. DNA模板功能抑制物
烷化剂：带有活性烷基，能使DNA烷基化。鸟嘌呤烷化后易脱落，双功能烷化剂可造成双链交联，磷酸基烷化可导致DNA链断裂。通常有较大毒性，引起突变或致癌。
放线菌素类：可与DNA形成非共价复合物，抑制其模板功能。包括一些抗癌抗生素。 嵌入染料：含有扁平芳香族发色团，可插入双链DNA相邻碱基对之间。常含丫啶或菲啶环，与碱基大小类似，可在复制时增加一个核苷酸，导致移码突变。如溴乙啶。 3. RNA聚合酶抑制剂
利福霉素：抑制细菌RNA聚合酶活性。 ?-鹅膏蕈碱：抑制真核生物RNA聚合酶。
放线菌素D：抑制原核、真核细胞RNA聚合酶
第十三章 蛋白质的生物合成
一．蛋白质合成体系 1. 遗传密码
mRNA是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。
DNA（或mRNA）中的核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应关系称为遗传密码。 mRNA上每3个相邻的核苷酸编码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷酸就称为一个密码子或三联体密码。
基本特性：（1）无标点：是连续阅读的，若插入或删除一个碱基，会使以后的读码发生错误，称为移码。（2）一般不重叠：只有少数基因的遗传密码是重叠的。（3）简并性：多数氨基酸有几个不同的密码子，只有色氨酸和甲硫氨酸仅一个密码子。（4）摆动性：密码子的专一性主要由头两位碱基决定，第三位不重要，称为摆动性。（5）UAG,UAA,UGA不编码氨基酸，作为终止密码子，只能被肽链释放因子识别。AUG是起始密码子。（6）通用性：在各种生物中几乎完全通用，但发现线粒体有所不同，如人线粒体中UGA编码色氨酸。 2. 核糖体
是由rRNA和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。椭圆球状，两亚基结合面上有较大空隙，蛋白质的合成在此进行。大亚基上有两个转运RNA位点：氨酰基位点(A)和肽酰基位点(P)，还有一个水解GTP的位点。两个亚基的接触面上有信使RNA结合位点，核糖体上还有许多蛋白因子结合位点。
多核糖体：由一个信使RNA与一些单个核糖体结合而成，呈念珠状。这样可以同时合成许多肽链，提高了翻译的效率。 二．翻译的过程 1. 准备
肽链的合成是由氨基端向羧基端进行的，信使RNA是从5＇向3＇翻译的。
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生物化学精要
