第一章  概述 

第一節(jié) 概述

一、生物分子是生物特有的有機化合物

生物分子泛指生物體特有的各類分子，它們都是有機物。典型的細(xì)胞含有一萬到十萬種生物分子，其中近半數(shù)是小分子，分子量一般在500以下。其余都是生物小分子的聚合物，分子量很大，一般在一萬以上，有的高達1012，因而稱為生物大分子。構(gòu)成生物大分子的小分子單元，稱為構(gòu)件。氨基酸、核苷酸和單糖分別是組成蛋白質(zhì)、核酸和多糖的構(gòu)件。

二、生物分子具有復(fù)雜有序的結(jié)構(gòu)

生物分子都有自己特有的結(jié)構(gòu)。生物大分子的分子量大，構(gòu)件種類多，數(shù)量大，排列順序千變?nèi)f化，因而其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。估計僅蛋白質(zhì)就有1010-1012種。生物分子又是有序的，每種生物分子都有自己的結(jié)構(gòu)特點，所有的生物分子都以一定的有序性(組織性)存在于生命體系中。

三、生物結(jié)構(gòu)具有特殊的層次

生物用少數(shù)幾種生物元素(C、H、O、N、S、P)構(gòu)成小分子構(gòu)件，如氨基酸、核苷酸、單糖等;再用簡單的構(gòu)件構(gòu)成復(fù)雜的生物大分子;由生物大分子構(gòu)成超分子集合體;進而形成細(xì)胞器，細(xì)胞，組織，器官，系統(tǒng)和生物體。生物的不同結(jié)構(gòu)層次有著質(zhì)的區(qū)別:低層次結(jié)構(gòu)簡單，沒有種屬專一性，結(jié)合力強;高層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有種屬專一性，結(jié)合力弱。生物大分子是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命是生物大分子的存在形式。生物大分子的特殊運動體現(xiàn)著生命現(xiàn)象。

四、生物分子都行使專一的功能

每種生物分子都具有專一的生物功能。核酸能儲存和攜帶遺傳信息，酶能催化化學(xué)反應(yīng)，糖能提供能量。任何生物分子的存在，都有其特殊的生物學(xué)意義。人們研究某種生物分子，就是為了了解和利用它的功能。

五、代謝是生物分子存在的條件

代謝不僅產(chǎn)生了生物分子，而且使生物分子以一定的有序性處于穩(wěn)定的狀態(tài)中，并不斷得到自我更新。一旦代謝停止，穩(wěn)定的生物分子體系就要向無序發(fā)展，在變化中解體，進入非生命世界。

六、生物分子體系有自我復(fù)制的能力

遺傳物質(zhì)DNA能自我復(fù)制，其他生物分子在DNA的直接或間接指導(dǎo)下合成。生物分子的復(fù)制合成，是生物體繁殖的基礎(chǔ)。

七、生物分子能夠人工合成和改造

生物分子是通過漫長的進化產(chǎn)生的。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們已能在體外人工合成各類生物分子，以合成和改造生物大分子為目標(biāo)的生物技術(shù)方興未艾。

 

第二節(jié)  生物元素

在已知的百余種元素中，生命過程所必需的有27種，稱為生物元素。生物體所采用的構(gòu)成自身的元素，是經(jīng)過長期的選擇確定的。生物元素都是在自然界豐度較高，容易得到，又能滿足生命過程需要的元素。

一、主要生物元素都是輕元素

主要生物元素C、H、O、N占生物元素總量的95%以上，其原子序數(shù)均在8以內(nèi)。它們和S、P、K、Na、Ca、Mg、Cl共11種元素，構(gòu)成生物體全部質(zhì)量的99%以上，稱為常量元素，原子序數(shù)均在20以內(nèi)。另外16種元素稱為微量元素，包括B,F,Si,Se,As,I,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sn,Mo，原子序數(shù)在53以內(nèi)。

二、碳?xì)溲醯蛄资巧锓肿拥幕舅夭?/p>

(一)碳?xì)涫巧锓肿拥闹黧w元素

碳原子既難得到電子，又難失去電子，最適于形成共價鍵。碳原子非凡的成鍵能力和它的四面體構(gòu)型，使它可以自相結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)各異的生物分子骨架。碳原子又可通過共價鍵與其它元素結(jié)合，形成化學(xué)性質(zhì)活潑的官能團。

氫原子能以穩(wěn)定的共價鍵于碳原子結(jié)合，構(gòu)成生物分子的骨架。生物分子的某些氫原子被稱為還原能力，它們被氧化時可放出能量。生物分子含氫量的多少(以H/C表示)與它們的供能價值直接相關(guān)。氫原子還參與許多官能團的構(gòu)成。與電負(fù)性強的氧氮等原子結(jié)合的氫原子還參與氫鍵的構(gòu)成。氫鍵是維持生物大分子的高級結(jié)構(gòu)的重要作用力。

(二)氧氮硫磷構(gòu)成官能團

它們是除碳以外僅有的能形成多價共價鍵的元素，可形成各種官能團和雜環(huán)結(jié)構(gòu)，對決定生物分子的性質(zhì)和功能具有重要意義。

此外，硫磷還與能量交換直接相關(guān)。生物體內(nèi)重要的能量轉(zhuǎn)換反應(yīng)，常與硫磷的某些化學(xué)鍵的形成及斷裂有關(guān)。一些高能分子中的磷酸苷鍵和硫酯鍵是高能鍵。

三、無機生物元素

(一)、利用過渡元素的配位能力

過渡元素具有空軌道，能與具有孤對電子的原子以配位鍵結(jié)合。不同過渡元素有不同的配位數(shù)，可形成各種配位結(jié)構(gòu)，如三角形，四面體，六面體等。過渡元素的絡(luò)和效應(yīng)在形成并穩(wěn)定生物分子的構(gòu)象中，具有特別重要的意義。

過渡元素對電子的吸引作用，還可導(dǎo)致配體分子的共價鍵發(fā)生極化，這對酶的催化很有用。已發(fā)現(xiàn)三分之一以上的酶含有金屬元素，其中僅含鋅酶就有百余種。

鐵和銅等多價金屬離子還可作為氧化還原載體，擔(dān)負(fù)傳遞電子的作用。在光系統(tǒng)II中，四個錳原子構(gòu)成一個電荷累積器，可以累積失去四個電子，從而一次氧化兩分子水，釋放出一分子氧，避免有害中間產(chǎn)物的形成。細(xì)胞色素氧化酶中的鐵-銅中心也有類似功能。

(二)、利用常量離子的電化學(xué)效應(yīng)

K等常量離子，在生物體的體液中含量較高，具有電化學(xué)效應(yīng)。它們在保持體液的滲透壓，酸堿平衡，形成膜電位及穩(wěn)定生物大分子的膠體狀態(tài)等方面有重要意義。

各種生物元素對生命過程都有不可替代的作用，必需保持其代謝平衡。

氟是骨骼和牙釉的成分，以氟磷灰石的形式存在，可使骨晶體變大，堅硬并抗酸腐蝕。所以在飲食中添加氟可以預(yù)防齲齒。氟還可以治療骨質(zhì)疏松癥。但當(dāng)水中氟含量達到每升2毫克時，會引起斑齒，牙釉無光，粉白色，嚴(yán)重時可產(chǎn)生洞穴。氟是烯醇化酶的抑制劑，又是腺苷酸環(huán)化酶的激活劑。
 

第二章  糖類

提 要    

一、定義

糖、單糖、寡糖、多糖、結(jié)合糖、呋喃糖、吡喃糖、糖苷、手性

二、結(jié)構(gòu)

1.鏈?zhǔn)剑篏lc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib

2.環(huán)式：順時針編號，D型末端羥甲基向下，α型半縮醛羥基與末端羥甲基在兩側(cè)。

3.構(gòu)象：椅式穩(wěn)定，β穩(wěn)定，因其較大基團均為平鍵。

三、反應(yīng)

1.與酸：莫里斯試劑、西里萬諾夫試劑。

2.與堿：弱堿互變，強堿分解。

3.氧化：三種產(chǎn)物。

4.還原：葡萄糖生成山梨醇。

5.酯化

6.成苷：有α和β兩種糖苷鍵。

7.成沙：可根據(jù)其形狀與熔點鑒定糖。

四、衍生物

氨基糖、糖醛酸、糖苷

五、寡糖

蔗糖、乳糖、麥芽糖和纖維二糖的結(jié)構(gòu)

六、多糖

淀粉、糖原、纖維素的結(jié)構(gòu)

粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解

七、計算

比旋計算，注意單位。

 

第一節(jié)  概述

一、糖的命名

糖類是含多羥基的醛或酮類化合物，由碳?xì)溲跞N元素組成的，其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。

由于一些糖分子中氫和氧原子數(shù)之比往往是2:1，與水相同，過去誤認(rèn)為此類物質(zhì)是碳與水的化合物，所以稱為"碳水化合物"(Carbohydrate)。   

實際上這一名稱并不確切，如脫氧核糖、鼠李糖等糖類不符合通式，而甲醛、乙酸等雖符合這個通式但并不是糖。只是"碳水化合物"沿用已久，一些較老的書仍采用。我國將此類化合物統(tǒng)稱為糖，而在英語中只將具有甜味的單糖和簡單的寡糖稱為糖(sugar)。

二、糖的分類

根據(jù)分子的聚合度分，糖可分為單糖、寡糖、多糖。 也可分為：結(jié)合糖和衍生糖。

1.單糖 單糖是不能水解為更小分子的糖。葡萄糖，果糖都是常見單糖。根據(jù)羰基在分子中的位置，單糖可分為醛糖和酮糖。根據(jù)碳原子數(shù)目，可分為丙糖，丁糖，戊糖，己糖和庚糖。

2.寡糖 寡糖由2-20個單糖分子構(gòu)成，其中以雙糖最普遍。寡糖和單糖都可溶于水，多數(shù)有甜味。

3.多糖 多糖由多個單糖（水解是產(chǎn)生20個以上單糖分子）聚合而成，又可分為同聚多糖和雜聚多糖。同聚多糖由同一種單糖構(gòu)成，雜聚多糖由兩種以上單糖構(gòu)成。

4.結(jié)合糖 糖鏈與蛋白質(zhì)或脂類物質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合分子稱為結(jié)合糖。其中的糖鏈一般是雜聚寡糖或雜聚多糖。如糖蛋白，糖脂，蛋白聚糖等。

5.衍生糖 由單糖衍生而來，如糖胺、糖醛酸等。

三、糖的分布與功能

1.分布 糖在生物界中分布很廣，幾乎所有的動物，植物，微生物體內(nèi)都含有糖。糖占植物干重的80%，微生物干重的10-30%，動物干重的2%。糖在植物體內(nèi)起著重要的結(jié)構(gòu)作用，而動物則用蛋白質(zhì)和脂類代替，所以行動更靈活，適應(yīng)性強。動物中只有昆蟲等少數(shù)采用多糖構(gòu)成外骨胳，其形體大小受到很大限制。

在人體中，糖主要的存在形式:(1)以糖原形式貯藏在肝和肌肉中。糖原代謝速度很快，對維持血糖濃度衡定，滿足機體對糖的需求有重要意義。(2)以葡萄糖形式存在于體液中。細(xì)胞外液中的葡萄糖是糖的運輸形式，它作為細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境條件之一，濃度相當(dāng)衡定。(3)存在于多種含糖生物分子中。糖作為組成成分直接參與多種生物分子的構(gòu)成。如:DNA分子中含脫氧核糖，RNA和各種活性核苷酸(ATP、許多輔酶)含有核糖，糖蛋白和糖脂中有各種復(fù)雜的糖結(jié)構(gòu)。

2.功能 糖在生物體內(nèi)的主要功能是構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和作為儲藏物質(zhì)。植物細(xì)胞壁是由纖維素，半纖維素或胞壁質(zhì)組成的，它們都是糖類物質(zhì)。作為儲藏物質(zhì)的主要有植物中的淀粉和動物中的糖原。此外，糖脂和糖蛋白在生物膜中占有重要位置，擔(dān)負(fù)著細(xì)胞和生物分子相互識別的作用。

糖在人體中的主要作用:(1)作為能源物質(zhì)。一般情況下，人體所需能量的70%來自糖的氧化。(2)作為結(jié)構(gòu)成分。糖蛋白和糖脂是細(xì)胞膜的重要成分，蛋白聚糖是結(jié)締組織如軟骨，骨的結(jié)構(gòu)成分。(3)參與構(gòu)成生物活性物質(zhì)。核酸中含有糖，有運輸作用的血漿蛋白，有免疫作用的抗體，有識別，轉(zhuǎn)運作用的膜蛋白等絕大多數(shù)都是糖蛋白，許多酶和激素也是糖蛋白。(4)作為合成其它生物分子的碳源。糖可用來合成脂類物質(zhì)和氨基酸等物質(zhì)。

 

第二節(jié) 單糖 

一、單糖的結(jié)構(gòu)

(一)單糖的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)

單糖的種類雖多，但其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都有很多相似之處，因此我們以葡萄糖為例來闡述單糖的結(jié)構(gòu)。

葡萄糖的分子式為C6H12O6，具有一個醛基和5個羥基，我們用費歇爾投影式表示它的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu):

以上結(jié)構(gòu)可以簡化:

(二)葡萄糖的構(gòu)型

葡萄糖分子中含有4個手性碳原子，根據(jù)規(guī)定，單糖的D、L構(gòu)型由碳鏈最下端手性碳的構(gòu)型決定。人體中的糖絕大多數(shù)是D-糖。

(三)葡萄糖的環(huán)式結(jié)構(gòu)

葡萄糖在水溶液中，只要極小部分(<1%)以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存在，大部分以穩(wěn)定的環(huán)式結(jié)構(gòu)存在。環(huán)式結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是因為葡萄糖的某些性質(zhì)不能用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)來解釋。如:葡萄糖不能發(fā)生醛的NaHSO3加成反應(yīng);葡萄糖不能和醛一樣與兩分子醇形成縮醛，只能與一分子醇反應(yīng);葡萄糖溶液有變旋現(xiàn)象，當(dāng)新制的葡萄糖溶解于水時，最初的比旋是+112度，放置后變?yōu)?52.7度，并不再改變。溶液蒸干后，仍得到+112度的葡萄糖。把葡萄糖濃溶液在110度結(jié)晶，得到比旋為+19度的另一種葡萄糖。這兩種葡萄糖溶液放置一定時間后，比旋都變?yōu)?52.7度。我們把+112度的叫做α-D(+)-葡萄糖，+19度的叫做β-D(+)-葡萄糖。
 

第三章  脂類 

提 要 

一、概念 

脂類、類固醇、萜類、多不飽和脂肪酸、必需脂肪酸、皂化值、碘值、酸價、酸敗、油脂的硬化、甘油磷脂、鞘氨醇磷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂、腦苷脂、乳糜微粒

二、脂類的性質(zhì)與分類  單純脂、復(fù)合脂、非皂化脂、衍生脂、結(jié)合脂

單純脂

脂肪酸的俗名、系統(tǒng)名和縮寫、雙鍵的定位

三、油脂的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)

(1)水解和皂化  脂肪酸平均分子量＝3×56×1000÷皂化值

(2)加成反應(yīng)  碘值大，表示油脂中不飽和脂肪酸含量高，即不飽和程度高。

(3)酸敗

蠟是由高級脂肪酸和長鏈脂肪族一元醇或固醇構(gòu)成的酯。

四、磷脂（復(fù)合脂）

（一）甘油磷脂類

最常見的是卵磷脂和腦磷脂。卵磷脂是磷脂酰膽堿。腦磷脂是磷脂酰乙醇胺。

卵磷脂和腦磷脂都不溶于水而溶于有機溶劑。磷脂是兼性離子，有多個可解離基團。在弱堿下可水解，生成脂肪酸鹽，其余部分不水解。在強堿下則水解成脂肪酸、磷酸甘油和有機堿。磷脂中的不飽和脂肪酸在空氣中易氧化。

（二）鞘氨醇磷脂

神經(jīng)鞘磷脂由神經(jīng)鞘氨醇（簡稱神經(jīng)醇）、脂肪酸、磷酸與含氮堿基組成。脂酰基與神經(jīng)醇的氨基以酰胺鍵相連，所形成的脂酰鞘氨醇又稱神經(jīng)酰胺；神經(jīng)醇的伯醇基與磷脂酰膽堿（或磷脂酰乙醇胺）以磷酸酯鍵相連。

磷脂能幫助不溶于水的脂類均勻擴散于體內(nèi)的水溶液體系中。

非皂化脂

（一）萜類 是異戊二烯的衍生物

多數(shù)線狀萜類的雙鍵是反式。維生素A、E、K等都屬于萜類，視黃醛是二萜。天然橡膠是多萜。

（二）類固醇 都含有環(huán)戊烷多氫菲結(jié)構(gòu)

固醇類 是環(huán)狀高分子一元醇，主要有以下三種：

動物固醇 膽固醇是高等動物生物膜的重要成分，對調(diào)節(jié)生物膜的流動性有一定意義。膽固醇還是一些活性物質(zhì)的前體，類固醇激素、維生素D3、膽汁酸等都是膽固醇的衍生物。

植物固醇 是植物細(xì)胞的重要成分，不能被動物吸收利用。

1，酵母固醇 存在于酵母菌、真菌中，以麥角固醇最多，經(jīng)日光照射可轉(zhuǎn)化為維生素D2。

2.固醇衍生物類

膽汁酸 是乳化劑，能促進油脂消化。

強心苷和蟾毒 它們能使心率降低，強度增加。

性激素和維生素D 

3. 前列腺素

結(jié)合脂

1.糖脂。它分為中性和酸性兩類，分別以腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂為代表。

腦苷脂 由一個單糖與神經(jīng)酰胺構(gòu)成。

神經(jīng)節(jié)苷脂 是含唾液酸的糖鞘脂，有多個糖基，又稱唾液酸糖鞘脂，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.脂蛋白

根據(jù)蛋白質(zhì)組成可分為三類：核蛋白類、磷蛋白類、單純蛋白類，其中單純蛋白類主要有水溶性的血漿脂蛋白和脂溶性的腦蛋白脂。

血漿脂蛋白根據(jù)其密度由小到大分為五種：

乳糜微粒 主要生理功能是轉(zhuǎn)運外源油脂。

極低密度脂蛋白(VLDL) 轉(zhuǎn)運內(nèi)源油脂。

低密度脂蛋白(LDL) 轉(zhuǎn)運膽固醇和磷脂。

高密度脂蛋白(HDL) 轉(zhuǎn)運磷脂和膽固醇。

極高密度脂蛋白(VHDL) 轉(zhuǎn)運游離脂肪酸。

腦蛋白脂不溶于水，分為A、B、C三種。top

 

第一節(jié) 概述 

一、脂類是脂溶性生物分子

脂類（lipids）泛指不溶于水，易溶于有機溶劑的各類生物分子。脂類都含有碳、氫、氧元素，有的還含有氮和磷。共同特征是以長鏈或稠環(huán)脂肪烴分子為母體。脂類分子中沒有極性基團的稱為非極性脂；有極性基團的稱為極性脂。極性脂的主體是脂溶性的，其中的部分結(jié)構(gòu)是水溶性的。

二、分類

1.單純脂 單純脂是脂肪酸與醇結(jié)合成的酯，沒有極性基團，是非極性脂，又稱中性脂。三酰甘油、膽固醇酯、蠟等都是單純脂。蠟是由高級脂肪酸和高級一元醇形成的酯。

2.復(fù)合脂 復(fù)合脂又稱類脂，是含有磷酸等非脂成分的脂類。復(fù)合脂含有極性基團，是極性脂。磷脂是主要的復(fù)合脂。

3.非皂化脂 包括類固醇、萜類和前列腺素類。 不含脂肪酸，不能被堿水解，稱為非皂化脂。類固醇又稱甾醇，是以環(huán)戊烷多氫菲為母核的一種脂類。膽固醇是人體內(nèi)最重要的類固醇，它因有羥基而屬于極性脂。萜類是異戊二烯聚合物，前列腺素是二十碳酸衍生物。

4.衍生脂 指上述物質(zhì)的衍生產(chǎn)物，如甘油、脂肪酸及其氧化產(chǎn)物，乙酰輔酶A。

5.結(jié)合脂類 脂與糖或蛋白質(zhì)結(jié)合，形成糖脂和脂蛋白。

三、分布與功能

（一）三酰甘油是儲備能源

三酰甘油主要分布在皮下、胸腔、腹腔、肌肉、骨髓等處的脂肪組織中，是儲備能源的主要形式。三酰甘油作為能源儲備有以下優(yōu)點：

1.可大量儲存 在三大類能源物質(zhì)中，只有三酰甘油能大量儲備。體內(nèi)糖原的儲量少（不到體重的1％），儲存期短（不到半天），而三酰甘油儲量可高達體重的10－20％以上，并可長期儲存。

2.功能效率高 由于脂肪酸的還原態(tài)遠(yuǎn)高于其他燃料分子，所以體內(nèi)氧化三酰甘油的功能價值可高達37Kj/g，而氧化糖和蛋白質(zhì)分別只有17和16Kj/g。

3.占空間少 可以無水狀態(tài)存在。而1克糖原可以結(jié)合2克水，所以1克無水的脂肪儲存的能量是1克水合的糖原的6倍多。

4.還有絕緣保溫、緩沖壓力、減輕摩擦振動等保護功能。

（二）極性脂參與生物膜的構(gòu)成

磷脂、糖脂、膽固醇等極性脂是構(gòu)成人體生物膜的主要成分。他們構(gòu)成生物膜的水不溶性液態(tài)基質(zhì)，規(guī)定了生物膜的基本特性。膜的屏障、融合、絕緣、脂溶性分子的通透性等功能都是膜脂特性的表現(xiàn)，膜脂還給各種膜蛋白提供功能所必須的微環(huán)境。脂類作為細(xì)胞表面物質(zhì)，與細(xì)胞的識別、種特異性和組織免疫等有密切關(guān)系。
 

第四章  蛋白質(zhì) 

提要 

一. 概念

簡單蛋白、結(jié)合蛋白、基本氨基酸、等電點、甲醛滴定法、Edman降解、一級結(jié)構(gòu)、肽鍵、構(gòu)型與構(gòu)象、二面角、二級結(jié)構(gòu)、超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、三級結(jié)構(gòu)、四級結(jié)構(gòu)、亞基、別構(gòu)蛋白、分子病、水化層、雙電層、蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性、鹽析與鹽溶

二.氨基酸

分類、基本氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、名稱、符號、化學(xué)反應(yīng)、鑒定、蛋白質(zhì)的水解

三.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

一級結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點、測定步驟、常用方法、酶

二級結(jié)構(gòu) 四種 結(jié)構(gòu)特點、數(shù)據(jù)、超二級結(jié)構(gòu)

三級結(jié)構(gòu) 主要靠疏水鍵維持

四級結(jié)構(gòu) 變構(gòu)現(xiàn)象

結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)、結(jié)構(gòu)變化對功能的影響、典型蛋白質(zhì)

四.蛋白質(zhì)的性質(zhì)

分子量的測定方法、酸堿性、溶解性、變性、顏色反應(yīng)

 

第一節(jié) 蛋白質(zhì)通論

一、蛋白質(zhì)的功能多樣性

蛋白質(zhì)是原生質(zhì)的主要成分，任何生物都含有蛋白質(zhì)。自然界中最小、最簡單的生物是病毒，它是由蛋白質(zhì)和核酸組成的。沒有蛋白質(zhì)也就沒有生命。

自然界的生物多種多樣，因而蛋白質(zhì)的種類和功能也十分繁多。概括起來，蛋白質(zhì)主要有以下功能：

1.催化功能 生物體內(nèi)的酶都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，它們有機體新陳代謝的催化劑。沒有酶，生物體內(nèi)的各種化學(xué)反應(yīng)就無法正常進行。例如，沒有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。

2.結(jié)構(gòu)功能 蛋白質(zhì)可以作為生物體的結(jié)構(gòu)成分。在高等動物里，膠原是主要的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)蛋白，參與結(jié)締組織和骨骼作為身體的支架，占蛋白總量的1/4。細(xì)胞里的片層結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞膜、線粒體、葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等都是由不溶性蛋白與脂類組成的。動物的毛發(fā)和指甲都是由角蛋白構(gòu)成的。

3.運輸功能 脊椎動物紅細(xì)胞中的血紅蛋白和無脊椎動物體內(nèi)的血藍蛋白在呼吸過程中起著運輸氧氣的作用。血液中的載脂蛋白可運輸脂肪，轉(zhuǎn)鐵蛋白可轉(zhuǎn)運鐵。一些脂溶性激素的運輸也需要蛋白，如甲狀腺素要與甲狀腺素結(jié)合球蛋白結(jié)合才能在血液中運輸。

4.貯存功能 某些蛋白質(zhì)的作用是貯存氨基酸作為生物體的養(yǎng)料和胚胎或幼兒生長發(fā)育的原料。此類蛋白質(zhì)包括蛋類中的卵清蛋白、奶類中的酪蛋白和小麥種子中的麥醇溶蛋白等。肝臟中的鐵蛋白可將血液中多余的鐵儲存起來，供缺鐵時使用。

5.運動功能 肌肉中的肌球蛋白和肌動蛋白是運動系統(tǒng)的必要成分，它們構(gòu)象的改變引起肌肉的收縮，帶動機體運動。細(xì)菌中的鞭毛蛋白有類似的作用，它的收縮引起鞭毛的擺動，從而使細(xì)菌在水中游動。

6.防御功能 高等動物的免疫反應(yīng)是機體的一種防御機能，它主要也是通過蛋白質(zhì)（抗體）來實現(xiàn)的。凝血與纖溶系統(tǒng)的蛋白因子、溶菌酶、干擾素等，也擔(dān)負(fù)著防御和保護功能。

7.調(diào)節(jié)功能 某些激素、一切激素受體和許多其他調(diào)節(jié)因子都是蛋白質(zhì)。

8.信息傳遞功能 生物體內(nèi)的信息傳遞過程也離不開蛋白質(zhì)。例如，視覺信息的傳遞要有視紫紅質(zhì)參與，感受味道需要味覺蛋白。視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)，只需1個光子即可被激發(fā)，產(chǎn)生視覺。

9.遺傳調(diào)控功能 遺傳信息的儲存和表達都與蛋白質(zhì)有關(guān)。DNA在儲存時是纏繞在蛋白質(zhì)（組蛋白）上的。有些蛋白質(zhì)，如阻遏蛋白，與特定基因的表達有關(guān)。β－半乳糖苷酶基因的表達受到一種阻遏蛋白的抑制，當(dāng)需要合成β－半乳糖苷酶時經(jīng)過去阻遏作用才能表達。

10.其他功能 某些生物能合成有毒的蛋白質(zhì)，用以攻擊或自衛(wèi)。如某些植物在被昆蟲咬過以后會產(chǎn)生一種毒蛋白。白喉毒素可抑制生物蛋白質(zhì)合成。

二、蛋白質(zhì)的分類

（一）按分子形狀分類

1.球狀蛋白 外形近似球體，多溶于水，大都具有活性，如酶、轉(zhuǎn)運蛋白、蛋白激素、抗體等。球狀蛋白的長度與直徑之比一般小于10。

2.纖維狀蛋白 外形細(xì)長，分子量大，大都是結(jié)構(gòu)蛋白，如膠原蛋白，彈性蛋白，角蛋白等。纖維蛋白按溶解性可分為可溶性纖維蛋白與不溶性纖維蛋白。前者如血液中的纖維蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等，后者如膠原蛋白，彈性蛋白，角蛋白等結(jié)構(gòu)蛋白。

（二）按分子組成分類

1.簡單蛋白 完全由氨基酸組成，不含非蛋白成分。如血清清蛋白等。根據(jù)溶解性的不同，可將簡單蛋白分為以下7類：清蛋白、球蛋白、組蛋白、精蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白和硬蛋白。

2.結(jié)合蛋白 由蛋白質(zhì)和非蛋白成分組成，后者稱為輔基。根據(jù)輔基的不同，可將結(jié)合蛋白分為以下7類：核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血紅素蛋白、黃素蛋白和金屬蛋白。

三、蛋白質(zhì)的元素組成與分子量

1.元素組成 所有的蛋白質(zhì)都含有碳?xì)溲醯姆N元素，有些蛋白質(zhì)還含有硫、磷和一些金屬元素。

蛋白質(zhì)平均含碳50％，氫7％，氧23％，氮16％。其中氮的含量較為恒定，而且在糖和脂類中不含氮，所以常通過測量樣品中氮的含量來測定蛋白質(zhì)含量。如常用的凱氏定氮：

蛋白質(zhì)含量＝蛋白氮×6.25

其中6.25是16％的倒數(shù)。

2.蛋白質(zhì)的分子量 蛋白質(zhì)的分子量變化范圍很大，從6000到100萬或更大。這個范圍是人為規(guī)定的。一般將分子量小于6000的稱為肽。不過這個界限不是絕對的，如牛胰島素分子量為5700，一般仍認(rèn)為是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)煮沸凝固，而肽不凝固。較大的蛋白質(zhì)如煙草花葉病毒，分子量達4000萬。

四、蛋白質(zhì)的水解

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，這個發(fā)現(xiàn)是從蛋白質(zhì)的水解得到的。蛋白質(zhì)的水解主要有三種方法：1. 酸水解2. 堿水解3. 酶水解。

第五章 酶類 
提要 
一.概述
酶的特性 酶的分類 
二.酶的結(jié)構(gòu)
單純酶 結(jié)合酶 輔酶與輔基 單體酶 寡聚酶 多酶體系 活性中心 同工酶
三.酶的催化機制
誘導(dǎo)契合假說 酶加快反應(yīng)速度的因素
四.酶促發(fā)應(yīng)動力學(xué)
米氏方程 米氏常數(shù)及意義 bi-bi反應(yīng) 影響酶促反應(yīng)的因素 激活劑 抑制劑 競爭性抑制 非競爭性抑制
五.酶的調(diào)節(jié)
變構(gòu)調(diào)節(jié) 共價修飾調(diào)節(jié) 酶原 酶原激活 

 

第一節(jié) 概述

一、定義

酶是一種生物催化劑，是有催化功能的蛋白質(zhì)。

二、人們對酶的認(rèn)識過程

1833年佩延（Payen）和Persoz從麥芽中抽提出一種對熱敏感的物質(zhì)，這種物質(zhì)能將淀粉水解成可溶性糖，被稱為淀粉糖化酶（diastase），意思是“分離”。所以后人命名酶時常加詞尾-ase。由于他們用乙醇沉淀等方法提純得到了無細(xì)胞的酶制劑，并發(fā)現(xiàn)了酶的催化特性和熱不穩(wěn)定性，所以一般認(rèn)為他們首先發(fā)現(xiàn)了酶。

19世紀(jì)西方對發(fā)酵現(xiàn)象的研究推動了對酶的進一步研究。巴斯德提出“酵素”一詞，認(rèn)為只有活的酵母細(xì)胞才能進行發(fā)酵。現(xiàn)在日本還經(jīng)常使用“酵素”一詞（ferment）。1878年德國人庫恩（Kuhne）提出“Enzyme”一詞，意為“在酵母中”。1896年德國人巴克納（Buchner）兄弟用石英砂磨碎酵母細(xì)胞，得到了能催化發(fā)酵的無細(xì)胞濾液，證明發(fā)酵是一種化學(xué)反應(yīng)，與細(xì)胞的活力無關(guān)。這項發(fā)現(xiàn)涉及到了酶的本質(zhì)，有人認(rèn)為這是酶學(xué)研究的開始。

1913年米凱利斯（Michaelis）和門頓（Menten）利用物理化學(xué)方法提出了酶促反應(yīng)的動力學(xué)原理—米氏學(xué)說，使酶學(xué)可以定量研究。1926年美國人J. B. Sumner從刀豆中結(jié)晶出脲酶（第一個酶結(jié)晶），并提出酶是蛋白質(zhì)的觀點。后來陸續(xù)得到多種酶的結(jié)晶，證明了這種觀點，薩姆納因而獲得1947年諾貝爾獎。此后多種酶被發(fā)現(xiàn)、結(jié)晶、測定結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生了酶工程等分支學(xué)科。

進入80年代后，核糖酶（ribozyme）、抗體酶、模擬酶等相繼出現(xiàn)，酶的傳統(tǒng)概念受到挑戰(zhàn)。1982年Cech等發(fā)現(xiàn)四膜蟲26S rRNA前體具有自我剪接功能，并于1986年證明其內(nèi)含子L-19 IVS具有多種催化功能。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多種具有催化功能的RNA，底物也擴大到DNA、糖類、氨基酸酯。還有人在實驗室中設(shè)計合成新的核糖酶。甚至有人發(fā)現(xiàn)博萊霉素等肽類抗生素也有催化能力。這些新發(fā)現(xiàn)不僅增加了對酶的本質(zhì)的研究，也有助于對生命起源等問題的探討，使酶學(xué)研究進入新的階段。

三、酶的特性

酶是生物體產(chǎn)生的，有催化能力的蛋白質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)，90％都有催化活性。酶是一種生物催化劑，與一般催化劑一樣，只改變反應(yīng)速度，不改變化學(xué)平衡，并在反應(yīng)前后本身不變。但酶作為生物催化劑，與一般的無機催化劑相比有以下特點：

1.催化效率高 酶的催化效率比無機催化劑高106－1013倍。舉例來說，1mol馬肝過氧化氫酶在一定條件下可催化5×106摩爾過氧化氫分解，在同樣條件下1mol鐵只能催化6×10－4摩爾過氧化氫分解。因此，這個酶的催化效率是鐵的1010倍。也就是說，用過氧化氫酶在1秒內(nèi)催化的反應(yīng)，同樣數(shù)量的鐵需要300年才能反應(yīng)完。

2.專一性強 一般催化劑對底物沒有嚴(yán)格的要求，能催化多種反應(yīng)，而酶只催化某一類物質(zhì)的一種反應(yīng)，生成特定的產(chǎn)物。因此酶的種類也是多種多樣的。酶催化的反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)，酶促反應(yīng)的反應(yīng)物稱為底物。酶只催化某一類底物發(fā)生特定的反應(yīng)，產(chǎn)生一定的產(chǎn)物，這種特性稱為酶的專一性。

各種酶的專一性不同，包括結(jié)構(gòu)專一性和立體專一性兩大類，結(jié)構(gòu)專一性又有絕對專一性和相對專一性之分。絕對專一性指酶只催化一種底物，生成確定的產(chǎn)物。如氨基酸：tRNA連接酶，只催化一種氨基酸與其受體tRNA的連接反應(yīng)。相對專一性指酶催化一類底物或化學(xué)鍵的反應(yīng)。如醇脫氫酶可催化許多醇類的氧化反應(yīng)。還有許多酶具有立體專一性，對底物的構(gòu)型有嚴(yán)格的要求。如乳酸脫氫酶只能催化L-乳酸，不能催化D-乳酸的反應(yīng)。

3.反應(yīng)條件溫和 酶促反應(yīng)不需要高溫高壓及強酸強堿等劇烈條件，在常溫常壓下即可完成。

4.酶的活性受多種因素調(diào)節(jié) 無機催化劑的催化能力一般是不變的，而酶的活性則受到很多因素的影響。比如底物和產(chǎn)物的濃度、pH值以及各種激素的濃度都對酶活有較大影響。酶活的變化使酶能適應(yīng)生物體內(nèi)復(fù)雜多變的環(huán)境條件和多種多樣的生理需要。生物通過變構(gòu)、酶原活化、可逆磷酸化等方式對機體的代謝進行調(diào)節(jié)。

5.穩(wěn)定性差 酶是蛋白質(zhì)，只能在常溫、常壓、近中性的條件下發(fā)揮作用。高溫、高壓、強酸、強堿、有機溶劑、重金屬鹽、超聲波、劇烈攪拌、甚至泡沫的表面張力等都有可能使酶變性失活。不過自然界中的酶是多種多樣的，有些酶可以在極端條件下起作用。有些細(xì)菌生活在極端條件下，如超噬熱菌可以生活在90℃以上環(huán)境中，高限為110℃；噬冷菌最適溫度為－2℃，高于10℃不能生長；噬酸菌生活在pH1以下，噬堿菌的最適pH大于11；噬壓菌最高可耐受1035個大氣壓。這些噬極菌的胞內(nèi)酶較為正常，但胞外酶卻可以耐受極端條件的作用。有些酶在有機溶劑中可以催化在水相中無法完成的反應(yīng)。

四、酶的命名與分類

1.命名

酶的命名法有兩種：習(xí)慣命名與系統(tǒng)命名。習(xí)慣命名以酶的底物和反應(yīng)類型命名，有時還加上酶的來源。習(xí)慣命名簡單，常用，但缺乏系統(tǒng)性，不準(zhǔn)確。1961年國際酶學(xué)會議提出了酶的系統(tǒng)命名法。規(guī)定應(yīng)標(biāo)明酶的底物及反應(yīng)類型，兩個底物間用冒號隔開，水可省略。如乙醇脫氫酶的系統(tǒng)命名是：醇：NAD+氧化還原酶。

2.分類

按照催化反應(yīng)的類型，國際酶學(xué)委員會將酶分為六大類。在這六大類里，又各自分為若干亞類，亞類下又分小組。亞類的劃分標(biāo)準(zhǔn)：氧化還原酶是電子供體類型，移換酶是被轉(zhuǎn)移基團的形狀，水解酶是被水解的鍵的類型，裂合酶是被裂解的鍵的類型，異構(gòu)酶是異構(gòu)作用的類型，合成酶是生成的鍵的類型。

（1）氧化還原酶 催化氧化還原反應(yīng)，如葡萄糖氧化酶，各種脫氫酶等。是已發(fā)現(xiàn)的量最大的一類酶，其氧化、產(chǎn)能、解毒功能，在生產(chǎn)中的應(yīng)用僅次于水解酶。需要輔因子，可根據(jù)反應(yīng)時輔因子的光電性質(zhì)變化來測定。按系統(tǒng)命名可分為19亞類，習(xí)慣上可分為4個亞類：

2脫氫酶：受體為NAD或NADP，不需氧。

2氧化酶：以分子氧為受體，產(chǎn)物可為水或H2O2，常需黃素輔基。

2過氧物酶：以H2O2為受體，常以黃素、血紅素為輔基

2氧合酶（加氧酶）：催化氧原子摻入有機分子，又稱羥化酶。按摻入氧原子個數(shù)可分為單加氧酶和雙加氧酶。

（2）移換酶類 催化功能基團的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，如各種轉(zhuǎn)氨酶和激酶分別催化轉(zhuǎn)移氨基和磷酸基的反應(yīng)。移換酶也叫轉(zhuǎn)移酶，多需要輔酶，但反應(yīng)不易測定。按轉(zhuǎn)移基團性質(zhì)，可分為8個亞類，較重要的有：

2一碳基轉(zhuǎn)移酶：轉(zhuǎn)移一碳單位，與核酸、蛋白質(zhì)甲基化有關(guān)。

2磷酸基轉(zhuǎn)移酶：常稱為激酶，多以ATP為供體。少數(shù)蛋白酶也稱為激酶（如腸激酶）。

2糖苷轉(zhuǎn)移酶：與多糖代謝密切相關(guān)，如糖原磷酸化酶。

（3）水解酶類 催化底物的水解反應(yīng)，如蛋白酶、脂肪酶等。起降解作用，多位于胞外或溶酶體中。有些蛋白酶也稱為激酶。可分為水解酯鍵（如限制性內(nèi)切酶）、糖苷鍵（如果膠酶、溶菌酶等）、肽鍵、碳氮鍵等11亞類。

（4）裂合酶類 催化從底物上移去一個小分子而留下雙鍵的反應(yīng)或其逆反應(yīng)。包括醛縮酶、水化酶、脫羧酶等。共7個亞類。

（5）異構(gòu)酶類 催化同分異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化。包括消旋酶、異構(gòu)酶、變位酶等。共6個亞類。   

（6）合成酶類 催化由兩種物質(zhì)合成一種物質(zhì)，必須與ATP分解相偶聯(lián)。也叫連接酶，如DNA連接酶。共5個亞類。

3.酶的編號

國際酶學(xué)委員會根據(jù)酶的類別，給每種酶規(guī)定了統(tǒng)一的編號。酶的編號由EC和4個用圓點隔開的數(shù)字組成。EC表示酶學(xué)委員會，第一個數(shù)字表示酶的類別，第二個數(shù)字表示酶的亞類，第三個數(shù)字表示酶的小組，第四個數(shù)字表示酶在小組中的序列號。如EC1.1.1.1表示這個酶是氧化還原酶，電子供體是醇，電子受體是NAD+,序列號是1，即乙醇脫氫酶。胰蛋白酶的編號是EC3.4.4.4，4個數(shù)字分別表示它的類型是水解酶；水解的鍵是肽鍵；是內(nèi)切酶而不是外切酶；序列號是4。多功能酶可以有多個編號。

五、酶的活力

1.定義 指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。

2.單位 在特定條件下，1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1微摩爾底物所需的酶量為一個活力單位(U)。溫度規(guī)定為25度，其他條件取反應(yīng)的最適條件。

比活：每毫克酶蛋白所具有的酶活力。單位是u/mg。比活越高則酶越純。

轉(zhuǎn)化數(shù)：每分子酶或每個酶活性中心在單位時間內(nèi)能催化的底物分子數(shù)(TN)。相當(dāng)于酶反應(yīng)的速度常數(shù)kp。也稱為催化常數(shù)（Kcat）。1/kp稱為催化周期。碳酸酐酶是已知轉(zhuǎn)換數(shù)最高的酶之一，高達36×106每分，催化周期為1.7微秒。

3.測定 一般采用測定酶促反應(yīng)初速度的方法來測定活力，因為此時干擾因素較少，速度保持恒定。反應(yīng)速度的單位是濃度/單位時間，可用底物減少或產(chǎn)物增加的量來表示。因為產(chǎn)物濃度從無到有，變化較大，而底物往往過量，其變化不易測準(zhǔn)，所以多用產(chǎn)物來測定。
 

第六章 核酸

提要 

一.概述

核酸分類 分布與功能 

二.核苷酸

堿基 嘌呤與嘧啶 DNA與RNA中的核苷與核苷酸 多磷酸核苷酸 環(huán)核苷酸

三.DNA的結(jié)構(gòu)

磷酸二酯鍵 DNA的一級結(jié)構(gòu) DNA的二級結(jié)構(gòu) DNA的三級結(jié)構(gòu) DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

四.RNA的結(jié)構(gòu)

DNA與RNA的區(qū)別 RNA的種類與功能 tRNA的結(jié)構(gòu)特點 mRNA的結(jié)構(gòu)特點

五.核酸的理化性質(zhì)

紫外吸收 DNA的變性與復(fù)性 限制性內(nèi)切酶 

第一節(jié) 概述一發(fā)現(xiàn)

核酸占細(xì)胞干重的5－15％，1868年被瑞士醫(yī)生Miescher發(fā)現(xiàn)，稱為“核素”。在很長時間內(nèi)，流行“四核苷酸假說”，認(rèn)為核酸是由等量的四種核苷酸構(gòu)成的，不可能有什么重要功能。

1944年Oswald Avery通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗首次證明DNA是遺傳物質(zhì)。正常肺炎雙球菌有一層粘性發(fā)光的多糖莢膜，有致病性，稱為光滑型（S型）；一種突變型稱為粗糙型（R型），無莢膜，沒有致病能力（缺乏UDP-葡萄糖脫氫酶）。1928年，格里菲斯發(fā)現(xiàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，即將活的粗糙型菌和加熱殺死的光滑型菌混合液注射小鼠，可致病，而二者單獨注射都無致病性。這說明加熱殺死的光滑型菌體內(nèi)有一種物質(zhì)使粗糙型菌轉(zhuǎn)化為光滑型菌。艾弗里將加熱殺死的光滑型菌的無細(xì)胞抽提液分級分離，然后測定各組分的轉(zhuǎn)化活性，于1944年發(fā)表論文指出“脫氧核糖型的核酸是型肺炎球菌轉(zhuǎn)化要素的基本單位”。

其實驗證據(jù)如下：

1.純化的、有高度活性的轉(zhuǎn)化要素的化學(xué)元素分析與計算出來的DNA組成非常接近。

2.純化的轉(zhuǎn)化要素在光學(xué)、超速離心、擴散和電泳性質(zhì)上與DNA的相似。

3.其轉(zhuǎn)化活性不因抽取去除蛋白質(zhì)或脂類而損失。

4.用胰蛋白酶和糜蛋白酶處理不影響其轉(zhuǎn)化活性。

5.用RNA酶處理也不不影響其轉(zhuǎn)化活性。

6. DNA酶可使其轉(zhuǎn)化活性喪失。

艾弗里的論文發(fā)表后，有些人仍然堅持蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，認(rèn)為他的分離不徹底，是混雜的微量的蛋白質(zhì)引起的轉(zhuǎn)化。1952年，Hershey和Chase的T2噬菌體旋切實驗徹底證明遺傳物質(zhì)是核酸，而不是蛋白質(zhì)。他們用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，用32P標(biāo)記核酸。用標(biāo)記的噬菌體感染細(xì)菌，然后測定宿主細(xì)胞的同位素標(biāo)記。當(dāng)用硫標(biāo)記的噬菌體感染時，放射性只存在于細(xì)胞外面，即噬菌體的外殼上；當(dāng)用磷標(biāo)記的噬菌體感染時，放射性在細(xì)胞內(nèi)，說明感染時進入細(xì)胞的是DNA，只有DNA是連續(xù)物質(zhì)，所以說DNA是遺傳物質(zhì)。

1956年，F(xiàn)raenkel Conrat的煙草花葉病毒（TMV）重建實驗證明，RNA也可以作為遺傳物質(zhì)。把TMV在水和酚中震蕩，使蛋白質(zhì)與RNA分開，然后分別感染煙草，只有RNA可以使煙草感染，產(chǎn)生正常后代。

1953年DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立，被認(rèn)為是本世紀(jì)自然科學(xué)的重大突破之一。由此產(chǎn)生了分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、基因工程等學(xué)科和技術(shù)，此后的30年間，核酸研究共有15次獲得諾貝爾獎，占總數(shù)的1/4，可見核酸研究在生命科學(xué)中的重要地位。

二、核酸的分類

核酸是由核苷酸組成的大分子，分子量最小的是轉(zhuǎn)運RNA，分子量25kd左右；人類染色體DNA分子量高達1011kd。核酸分為DNA和RNA兩類，DNA主要集中在細(xì)胞核中，在線粒體和葉綠體中也有少量DNA。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。對病毒來說，或只含DNA，或只含RNA。因此可將病毒分為DNA病毒和RNA病毒。

核酸可分為單鏈（single strand，ss）和雙鏈（double strand，ds）。DNA一般為雙鏈，作為信息分子；RNA單雙鏈都存在。

第二節(jié) 核苷酸一、核苷酸的結(jié)構(gòu)

核苷酸可分解成核苷和磷酸，核苷又可分解為堿基和戊糖。因此核苷酸由三類分子片斷組成。戊糖有兩種，D-核糖和D-2-脫氧核糖。因此核酸可分為兩類：DNA和RNA。

（一）堿基（base）

核酸中的堿基分為兩類：嘌呤和嘧啶。

1.嘧啶堿（pyrimidine,py） 是嘧啶的衍生物，共有三種：胞嘧啶(cytosine,Cyt)、尿嘧啶(uracil,Ura)和胸腺嘧啶(thymine,Thy)。其中尿嘧啶只存在于RNA中，胸腺嘧啶只存在于DNA中，但在某些tRNA中也發(fā)現(xiàn)有極少量的胸腺嘧啶。胞嘧啶為兩類核酸所共有，在植物DNA中還有5-甲基胞嘧啶，一些大腸桿菌噬菌體核酸中不含胞嘧啶，而由5-羥甲基胞嘧啶代替。因為受到氮原子的吸電子效應(yīng)影響，嘧啶的2、4、6位容易發(fā)生取代。

2.嘌呤堿(purine,pu) 由嘌呤衍生而來，常見的有兩種：腺嘌呤(adenine,Ade)和鳥嘌呤(guanine,Gua)。嘌呤分子接近于平面，但稍有彎曲。自然界中還有黃嘌呤、次黃嘌呤、尿酸、茶葉堿、可可堿和咖啡堿。前三種是嘌呤核苷酸的代謝產(chǎn)物，是抗氧化劑，后三種含于植物中，是黃嘌呤的甲基化衍生物，具有增強心臟功能的作用。

此外，一些植物激素，如玉米素、激動素等也是嘌呤類物質(zhì)，可促進細(xì)胞的分裂、分化。一些抗菌素是嘌呤衍生物。如抑制蛋白質(zhì)合成的嘌呤霉素，是腺嘌呤的衍生物。

生物體中（A+T）/（G+C）稱為不對稱比率，不同生物有所不同。比如人的不對稱比率為1.52，酵母為79，藤黃八疊球菌為0.35。

3.稀有堿基 除以上五種基本的堿基以外，核酸中還有一些含量極少的稀有堿基，其中大多數(shù)是甲基化堿基。甲基化發(fā)生在核酸合成以后，對核酸的生物學(xué)功能具有重要意義。核酸中甲基化堿基含量一般不超過5％，但tRNA中可高達10％。

（二）核苷

核苷是戊糖與堿基縮合而成的。糖的第一位碳原子與嘧啶的第一位氮原子或嘌呤的第九位氮原子以糖苷鍵相連，一般稱為N-糖苷鍵。戊糖是呋喃環(huán)，C1是不對稱碳原子，核酸中的糖苷鍵都是β糖苷鍵。堿基與糖環(huán)平面互相垂直。糖苷的命名是先說出堿基名稱，再加“核苷”或“脫氧核苷”。

在tRNA中含有少量假尿嘧啶核苷（用Ψ表示），它的核糖與嘧啶環(huán)的C5相連。

規(guī)定用三字母符號表示堿基，用單字母符號表示核苷，前面加d表示脫氧核苷。戊糖的原子用帶'的數(shù)字編號，堿基用不帶'的數(shù)字編號。

（三）核苷酸

核苷中的戊糖羥基被磷酸酯化，就形成核苷酸。核糖核苷的糖環(huán)上有三個羥基，可形成三種核苷酸：2'、3'和5'-核糖核苷酸。脫氧核糖只有3'和5'兩種。生物體內(nèi)游離存在的多是5'核苷酸。用堿水解RNA可得到2'和3'核糖核苷酸的混合物。

稀有堿基也可形成相應(yīng)的核苷酸。在天然DNA中已找到十多種脫氧核糖核苷酸，在RNA中找到了幾十種核糖核苷酸。

（四）多磷酸核苷酸

細(xì)胞內(nèi)有一些游離的多磷酸核苷酸，它們具有重要的生理功能。5'-NDP是核苷的焦磷酸酯，5'-NTP是核苷的三磷酸酯。最常見的是5'-ADP和5'-ATP。ATP上的磷酸殘基由近向遠(yuǎn)以αβγ編號。外側(cè)兩個磷酸酯鍵水解時可釋放出7.3千卡能量，而普通磷酸酯鍵只有2千卡，所以被稱為高能磷酸鍵（～P）。因此ATP在細(xì)胞能量代謝中起極其重要的作用，許多化學(xué)反應(yīng)需要由ATP提供能量。高能磷酸鍵不穩(wěn)定，在1NHCl中，100℃水解7分鐘即可脫落，而α磷酸則穩(wěn)定得多。利用這一特性可測定ATP和ADP中不穩(wěn)定磷的含量。

細(xì)胞內(nèi)的多磷酸核苷酸常與鎂離子形成復(fù)合物而存在。GTP,CTP,UTP在某些生化反應(yīng)中也具有傳遞能量的作用，但不普遍。UDP在多糖合成中可作為攜帶葡萄糖的載體，CDP在磷脂的合成中作為攜帶膽堿的載體。各種三磷酸核苷酸都是合成DNA或RNA的前體。

鳥嘌呤核苷四磷酸酯和五磷酸酯在代謝調(diào)控中起作用，在大腸桿菌中，它們參與rRNA合成的控制。

（五）環(huán)化核苷酸

磷酸同時與核苷上兩個羥基形成酯鍵，就形成環(huán)化核苷酸。最常見的是3',5'-環(huán)化腺苷酸(cAMP) 和cGMP。它們是激素作用的第二信使，起信號傳遞作用。可被磷酸二酯酶催化水解，生成相應(yīng)的5'-核苷酸。

二、有關(guān)縮寫符號

堿基用三字母符號表示，核苷用大寫單字母符號表示，前面加d表示脫氧核苷。戊糖的原子用帶'的數(shù)字編號，堿基用不帶'的數(shù)字編號。

稀有核苷（修飾核苷）也用單字母符號表示，如D表示二氫尿嘧啶核苷，T表示胸苷。如果堿基上有修飾基團，就在表示核苷的大寫字母前加上代表修飾基團的小寫字母，在這個小寫字母的右上方寫明修飾位置，右下方寫明修飾基團的數(shù)量（如只有一個可省略）。如m2G表示2-N-甲基鳥苷，m2，2，73G表示N2,N2,7-三甲基鳥苷，S4U表示4-硫代尿苷。核糖上的修飾基團寫在表示核苷的大寫字母右邊，如Cm表示2'-O-甲基胞苷。

核苷酸可在核苷符號旁加小寫p表示，寫在左邊表示5'核苷酸，寫在右邊表示3'核苷酸。寫幾個就表示幾個磷酸。3',5'-環(huán)化核苷酸可在前面加小寫c，2',3'-環(huán)化核苷酸可在核苷符號后加〉P，如U〉P表示2',3'-環(huán)化尿苷酸。

三、核苷酸的功能

1.作為核酸的成分。

2.為需能反應(yīng)提供能量。UTP用于多糖合成，GTP用于蛋白質(zhì)合成，CTP用于脂類合成，ATP用于多種反應(yīng)。

3.用于信號傳遞。如cAMP、cGMP是第二信使。

4.參與構(gòu)成輔酶。如NAD、FAD、CoA等都含有AMP成分。

5.參與代謝調(diào)控。如鳥苷四磷酸等可抑制核糖體RNA的合成。又如反義RNA。

 

第三節(jié)  DNA的結(jié)構(gòu)　

一、DNA的一級結(jié)構(gòu)

1.定義

DNA是由成千上萬個脫氧核糖核苷酸聚合而成的多聚脫氧核糖核酸。它的一級結(jié)構(gòu)是它的構(gòu)件的組成及排列順序，即堿基序列。

2.結(jié)構(gòu)

在DNA分子中，相鄰核苷酸以3'，5'－磷酸二酯鍵連接構(gòu)成長鏈，前一個核苷酸的3'－羥基與后一個核苷酸的5'－磷酸結(jié)合。鏈中磷酸與糖交替排列構(gòu)成脫氧核糖磷酸骨架，鏈的一端有自由的5'－磷酸基，稱為5'端；另一端有自由3'－羥基，稱為3'端。在DNA中，每個脫氧核糖連接著堿基，堿基的特定序列攜帶著遺傳信息。

3.書寫

書寫DNA時，按從5'向3'方向從左向右進行，并在鏈端注明5'和3'，如5'pApGpCpTOH3'。也可省略中間的磷酸，寫成pAGCT。這是文字式縮寫。還有線條式縮寫，用豎線表示戊糖，1'在上，5'在下。

二、DNA的二級結(jié)構(gòu)

（一）雙螺旋結(jié)構(gòu)的建立

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的闡明，是本世紀(jì)最重大的自然科學(xué)成果之一。在40年代，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)脫水DNA的密度很高，X射線衍射表明DNA中有0.34nm和3.4nm的周期性結(jié)構(gòu)。1950年，Chargaff通過對堿基的分析發(fā)現(xiàn)了互補配對規(guī)律：在任何DNA中，A=T，G=C，所以有A+G=T+C。

1953年Watson和Crick根據(jù)Wilkins的DNAX-射線衍射數(shù)據(jù)和堿基組成規(guī)律，建立了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從而揭開了現(xiàn)代分子生物學(xué)的序幕。當(dāng)年Watson只有24歲，在劍橋Cavendish實驗室進修，他在美國時就認(rèn)識到核酸的重要性，所以在大家都在研究蛋白質(zhì)時致力于核酸研究，從而得到了劃時代的成果。

Watson和Crick闡明的是B-DNA結(jié)晶的結(jié)構(gòu)模型，與細(xì)胞內(nèi)存在的DNA大體一致。近年來又發(fā)現(xiàn)，局部DNA還可以其他雙螺旋或三螺旋的形式存在。

（二）B-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點

1.基本結(jié)構(gòu)

DNA雙螺旋是由兩條反向、平行、互補的DNA鏈構(gòu)成的右手雙螺旋。兩條鏈的脫氧核糖磷酸骨架反向、平行地按右手螺旋走向，繞一個共同的軸盤旋在雙螺旋的外側(cè)，兩條鏈的堿基一一對應(yīng)互補配對，集中地平行排列在雙螺旋的中央，堿基平面與軸垂直。DNA雙螺旋中的兩條鏈互為互補鏈。

2.基本數(shù)據(jù)

雙螺旋外徑2nm，螺距3.4nm，每10對堿基上升一圈。因此每對堿基距離0.34nm，夾角36度。

3. 作用力

有兩種作用力穩(wěn)定雙螺旋的結(jié)構(gòu)。在水平方向是配對堿基之間的氫鍵，A=T對形成兩個氫鍵，GC對形成三個氫鍵。這些氫鍵是克服兩條鏈間磷酸基團的斥力，使兩條鏈互相結(jié)合的主要作用力。在垂直方向，是堿基對平面間的堆積力。堆積力是疏水力與范德華力的共同體現(xiàn)。氫鍵與堆積力兩者本身都是一種協(xié)同性相互作用，兩者之間也有協(xié)同作用。

4.大小溝

脫氧核糖磷酸骨架并未將堿基對完全包圍起來，在雙螺旋表面有兩個與雙螺旋走向一致的溝，一個較深較寬，稱大溝；一個較窄較淺，稱小溝。大溝一側(cè)暴露出嘌呤的C6、N7和嘧啶的C4、C5及其取代基團；小溝一側(cè)暴露出嘌呤的C2和嘧啶的C2及其取代基團。因此從兩個溝可以辨認(rèn)堿基對的結(jié)構(gòu)特征，各種酶和蛋白因子可以識別DNA的特征序列。

5.修正

以上模型是DNA的平均特征，由于堿基序列的影響，在局部會有所差異。如兩個核苷酸之間的夾角可以從28度到42度不等，互補配對的堿基之間有一定夾角，稱為螺旋槳狀扭曲。螺旋一圈含有10.4個堿基對。

（三）DNA的其他結(jié)構(gòu)

DNA纖維在92％的相對濕度下可形成B-DNA。DNA鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽在75％的相對濕度下可形成A型結(jié)構(gòu)，它也是右手螺旋，但堿基略有傾斜（19度），螺距和骨架結(jié)構(gòu)也稍有不同，每匝11個堿基對，短粗。其生物學(xué)意義在于它與雙鏈RNA及DNA-RNA雜合體在溶液中的構(gòu)象極其相似。由于2'－羥基的存在，RNA不易采取B型構(gòu)象，所以在轉(zhuǎn)錄時，DNA要采取A型構(gòu)象。一些有機溶劑和蛋白質(zhì)可將B型DNA變成A型構(gòu)象。

在66％相對濕度的DNA鋰鹽纖維中發(fā)現(xiàn)有C型結(jié)構(gòu)。可以認(rèn)為C型構(gòu)象在濃鹽溶液和乙二醇溶液中發(fā)生。此時堆積力降低，氫鍵結(jié)合能量相對增加。C型結(jié)構(gòu)也是右手螺旋，存在于染色質(zhì)和某些病毒中。此外還有D型及被稱為T和P的兩種亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。富含A-T對的DNA區(qū)域有較大的結(jié)構(gòu)多樣性。

DNA還有左手螺旋，即Z-DNA。其骨架呈鋸齒走向，在嘌呤與嘧啶交替排列的寡聚DNA中發(fā)現(xiàn)，也是反平行互補的雙螺旋，每匝12個堿基對，螺旋細(xì)長。這說明DNA的堿基序列不僅儲存遺傳信息，也儲存了自身高級結(jié)構(gòu)的信息。Z-DNA作為特殊的結(jié)構(gòu)標(biāo)志，與基因表達的調(diào)控有關(guān)。

三、DNA的三級結(jié)構(gòu)

（一）超螺旋

DNA的三級結(jié)構(gòu)是指雙螺旋的進一步扭曲。其基本形式是超螺旋，即螺旋的螺旋。三級結(jié)構(gòu)決定于二級結(jié)構(gòu)。B-DNA以每10個堿基一圈盤繞時能量最低，處于伸展?fàn)顟B(tài)；當(dāng)盤繞過多或不足時，就會出現(xiàn)張力，形成超螺旋。盤繞過多時形成正（右手）超螺旋，不足時為負(fù)超螺旋。因為超螺旋是在雙螺旋的張力下形成的，所以只有雙鏈閉合環(huán)狀DNA和兩端固定的線形DNA才能形成超螺旋，有切口的DNA不能形成超螺旋。無論是真核生物的雙鏈線形DNA，還是原核生物的雙鏈環(huán)形DNA，在體內(nèi)都以負(fù)超螺旋的形式存在，密度一般為100－200bp一圈。DNA形成負(fù)超螺旋是結(jié)構(gòu)與功能的需要。

（二）高級結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化

在細(xì)胞內(nèi)DNA的高級結(jié)構(gòu)是變化的。通過多種蛋白因子和酶的作用，改變DNA的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)，是生物功能的需要。DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組、修復(fù)，都伴隨著其高級結(jié)構(gòu)的變化。在生物體內(nèi)，改變高級結(jié)構(gòu)有以下三種方法：

在解鏈酶的作用下，破壞堿基對間的氫鍵，使DNA局部解鏈成為單鏈區(qū)，以增加未解鏈的雙鏈區(qū)的盤繞數(shù)，從而增加正超螺旋或減少負(fù)超螺旋。

通過局部形成Z-DNA（左手）雙螺旋，也可增加B-DNA部分的盤繞數(shù)，減少負(fù)超螺旋。

通過拓?fù)洚悩?gòu)酶切斷DNA的一條或兩條鏈，在雙螺旋張力的推動下，使斷端繞互補鏈旋轉(zhuǎn)，釋放張力后再連接，可消除超螺旋，也可引入超螺旋。

第七章  維生素 

第一節(jié)  概  述

一、定義

維生素是機體必需的多種生物小分子營養(yǎng)物質(zhì)。1894年荷蘭人Ejkman用白米養(yǎng)雞觀察到腳氣病現(xiàn)象，后來波蘭人Funk從米糠中發(fā)現(xiàn)含氮化合物對此病頗有療效，命名為vitamine，意為生命必須的胺。后來發(fā)現(xiàn)并非所有維生素都是胺，所以去掉詞尾的e，成為Vitamin。

維生素有以下特點：

1.是一些結(jié)構(gòu)各異的生物小分子；

2.需要量很少；

3.體內(nèi)不能合成或合成量不足，必需直接或間接從食物中攝取；

4.主要功能是參與活性物質(zhì)（酶或激素）的合成，沒有供能和結(jié)構(gòu)作用。水溶性維生素常作為輔酶前體，起載體作用，脂溶性維生素參與一些活性分子的構(gòu)成，如VA構(gòu)成視紫紅質(zhì)，VD構(gòu)成調(diào)節(jié)鈣磷代謝的激素。

二、分類

維生素的結(jié)構(gòu)差異較大，一般按溶解性分為脂溶性和水溶性兩大類。

脂溶性維生素 不溶于水，易溶于有機溶劑，在食物中與脂類共存，并隨脂類一起吸收。不易排泄，容易在體內(nèi)積存（主要在肝臟）。包括維生素A（A1，A2）、D（D2，D3）、E（α，β，γ，δ）、K（K1，K2，K3）等。

水溶性維生素 易溶于水，易吸收，能隨尿排出，一般不在體內(nèi)積存，容易缺乏。包括B族維生素和維生素C。

三、命名

維生素雖然是小分子，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般不用化學(xué)系統(tǒng)命名。早期按發(fā)現(xiàn)順序及來源用字母和數(shù)字命名，如維生素A、維生素AB2等。同時還根據(jù)其功能命名為“抗…維生素”，如抗干眼病維生素(VA)、抗佝僂病維生素(VD)等。后來又根據(jù)其結(jié)構(gòu)及功能命名，如視黃醇(VA1)、膽鈣化醇(VD3)等。

四、人體獲取維生素的途徑

1.主要由食物直接提供 維生素在動植物組織中廣泛存在，絕大多數(shù)維生素直接來源于食物。少量來自以下途徑：

2.由腸道菌合成 人體腸道菌能合成某些維生素，如VK、VB12、吡哆醛、泛酸、生物素和葉酸等，可補充機體不足。長期服用抗菌藥物，使腸道菌受到抑制，可引起VK等缺乏。

3．維生素原在體內(nèi)轉(zhuǎn)變 能在體內(nèi)直接轉(zhuǎn)變成維生素的物質(zhì)稱為維生素原。植物食品不含維生素A，但含類胡蘿卜素，可在小腸壁和肝臟氧化轉(zhuǎn)變成維生素A。所以類胡蘿卜素被稱為維生素A原。

4.體內(nèi)部分合成 儲存在皮下的7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射，可轉(zhuǎn)變成VD3。因此礦工要補照紫外線。人體還可利用色氨酸合成尼克酰胺，所以長期以玉米為主食的人由于色氨酸不足，容易發(fā)生糙皮病等尼克酰胺缺乏癥。

五、有關(guān)疾病

機體對維生素的需要量極少，一般日需要量以毫克或微克計。維生素缺乏會引起代謝障礙，出現(xiàn)維生素缺乏癥。過多也會干擾正常代謝，引起維生素過多癥。因水溶性維生素容易排出，所以維生素過多癥只見于脂溶性維生素，如長期攝入過量維生素A、D會中毒。

 

第二節(jié) 脂溶性維生素　

一、維生素A

維生素A又稱抗干眼醇，有A1、A2兩種，A1是視黃醇，A2是3-脫氫視黃醇，活性是前者的一半。肝臟是儲存維生素A的場所。

植物中的類胡蘿卜素是VA前體，一分子β胡蘿卜素在一個氧化酶催化下加兩分子水，斷裂生成兩分子VA1。這個過程在小腸粘膜內(nèi)進行。類胡蘿卜素還包括α、γ胡蘿卜素、隱黃質(zhì)、番茄紅素、葉黃素等，前三種加水生成一分子VA1，后兩種不生成VA1。

維生素A與暗視覺有關(guān)。維生素A在醇脫氫酶作用下轉(zhuǎn)化為視黃醛，11-順視黃醛與視蛋白上賴氨酸氨基結(jié)合構(gòu)成視紫紅質(zhì)，視紫紅質(zhì)在光中分解成全反式視黃醛和視蛋白，在暗中再合成，形成一個視循環(huán)。維生素A缺乏可導(dǎo)致暗視覺障礙，即夜盲癥。食用肝臟及綠色蔬菜可治療。全反式視黃醛主要在肝臟中轉(zhuǎn)變成11-順視黃醛，所以中醫(yī)認(rèn)為“肝與目相通”。

維生素A的作用很多，但因缺乏維生素A的動物極易感染，所以研究很困難。已知缺乏維生素A時類固醇激素減少，因為其前體合成時有一步羥化反應(yīng)需維生素A參加。另外缺乏維生素A時表皮黏膜細(xì)胞減少，角化細(xì)胞增加。有人認(rèn)為是因為維生素A與細(xì)胞分裂分化有關(guān)，有人認(rèn)為是因為維生素A與粘多糖、糖蛋白的合成有關(guān)，可作為單糖載體。維生素A還與轉(zhuǎn)鐵蛋白合成、免疫、抗氧化等有關(guān)。

維生素A過量攝取會引起中毒，可引發(fā)骨痛、肝脾腫大、惡心腹瀉及鱗狀皮炎等癥狀。大量食用北極熊肝或比目魚肝可引起中毒。

二、維生素D

又稱鈣化醇，是類固醇衍生物，含環(huán)戊烷多氫菲結(jié)構(gòu)。可直接攝取，也可由維生素D原經(jīng)紫外線照射轉(zhuǎn)化。植物油和酵母中的麥角固醇轉(zhuǎn)化為D2（麥角鈣化醇），動物皮下的7-脫氫膽固醇轉(zhuǎn)化為D3（膽鈣化醇）。

維生素D與動物骨骼鈣化有關(guān)。鈣化需要足夠的鈣和磷，其比例應(yīng)在1：1到2：1之間，還要有維生素D的存在。

維生素D3先在肝臟羥化形成25-羥維生素D3，然后在腎再羥化生成1,25-(OH)2-D3。第二次羥化受到嚴(yán)格調(diào)控，平時只產(chǎn)生無活性的24位羥化產(chǎn)物，只有當(dāng)血鈣低時才有甲狀旁腺素分泌，使1-羥化酶有活性。1,25-(OH)2-D3是腎皮質(zhì)分泌的一種激素，作用于腸粘膜細(xì)胞和骨細(xì)胞，與受體結(jié)合后啟動鈣結(jié)合蛋白的合成，從而促進小腸對鈣磷的吸收和骨內(nèi)鈣磷的動員和沉積。

食物中維生素D含量少，同時又缺乏紫外線照射的人易發(fā)生骨折。肝膽疾病、腎病、或某些藥物也會抑制羥化。攝入過多也會引起中毒，發(fā)生遷移性鈣化，導(dǎo)致腎、心、胰、子宮及滑膜粘蛋白鈣化。高血鈣也會導(dǎo)致腎結(jié)石，而骨骼卻因鈣被抽走而疏松軟化。

三、維生素E

又稱生育酚，含有一個6-羥色環(huán)和一個16烷側(cè)鏈，共有8種其色環(huán)的取代基不同。α生育酚的活性最高。

存在于蔬菜、麥胚、植物油的非皂化部分，對動物的生育是必需的。缺乏時還會發(fā)生肌肉退化。生育酚極易氧化，是良好的脂溶性抗氧化劑。可清除自由基，保護不飽和脂肪酸和生物大分子，維持生物膜完好，延緩衰老。

維生素E很少缺乏，毒性也較低。早產(chǎn)兒缺乏會產(chǎn)生溶血性貧血，成人回導(dǎo)致紅細(xì)胞壽命短，但不致貧血。

四、維生素K

天然維生素K有K1、K2兩種，都由2-甲基-1,4-萘醌和萜類側(cè)鏈構(gòu)成。人工合成的K3無側(cè)鏈。K1存在于綠葉蔬菜及動物肝臟中，K2由人體腸道細(xì)菌合成。

維生素K參與蛋白質(zhì)谷氨酸殘基的γ-羧化。凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ肽鏈中的谷氨酸殘基在翻譯后加工過程中，由蛋白羧化酶催化，成為γ-羧基谷氨酸(Gla)。這兩個羧基可絡(luò)合鈣離子，對鈣的輸送和調(diào)節(jié)有重要意義。有關(guān)凝血因子與鈣結(jié)合，并通過鈣與磷脂結(jié)合形成復(fù)合物，發(fā)揮凝血功能。這些凝血因子稱為維生素K依賴性凝血因子。

缺乏維生素K時常有出血傾向。新生兒、長期服用抗生素或吸收障礙可引起缺乏。

 

第三節(jié) 水溶性維生素 

一、硫胺素(VB1)

由一個取代的噻唑環(huán)和一個取代的嘧啶環(huán)組成，因噻唑環(huán)含硫，嘧啶環(huán)有氨基取代而得名。他就是Funk發(fā)現(xiàn)的vitamine。

硫胺素與ATP反應(yīng)，生成其活性形式：硫胺素焦磷酸(TPP)，即脫羧輔酶。其分子中氮和硫之間的碳原子性質(zhì)活潑，易脫氫。生成的負(fù)碳離子有親核催化作用。羧化輔酶作為酰基載體，是α酮酸脫羧酶的輔基，也是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔基，在糖代謝中起重要作用。缺乏硫胺素會導(dǎo)致糖代謝障礙，使血液中丙酮酸和乳酸含量增多，影響神經(jīng)組織供能，產(chǎn)生腳氣病。主要表現(xiàn)為肌肉虛弱、萎縮，小腿沉重、下肢水腫、心力衰竭等。可能是由于缺乏TPP而影響神經(jīng)的能源與傳導(dǎo)。

硫胺素在糙米、油菜、豬肝、魚、瘦肉中含量豐富。但生魚中含有破壞B1的酶，咖啡、可可、茶等飲料也含有破壞B1的因子。

二、核黃素(VB2)

核黃素是異咯嗪與核醇的縮合物，是黃素蛋白的輔基。它有兩種活性形式，一種是黃素單核苷酸(FMN)，一種是黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。這里把核黃素看作核苷，即把異咯嗪看作堿基，把核醇看作核糖。

異咯嗪的N1、N10能可逆地結(jié)合一對氫原子，所以可作為氧化還原載體，構(gòu)成多種黃素蛋白的輔基，在三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化、α酮酸脫羧、β氧化、氨基酸脫氨、嘌呤氧化等過程中起傳遞氫和電子的作用。

主要從食物中攝取，如谷類、黃豆、豬肝、肉、蛋、奶等，也可由腸道細(xì)菌合成。冬季北方缺少陽光，植物合成V-B2也少，常出現(xiàn)口角炎。缺乏V-B2還可引起唇炎、舌炎、貧血等。

三、泛酸(VB3)

也叫遍多酸，廣泛存在，極少缺乏。由一分子β丙氨酸與一分子羧酸縮合而成。

泛酸可構(gòu)成輔酶A，是酰基轉(zhuǎn)移酶的輔酶。也可構(gòu)成酰基載體蛋白(CAP)，是脂肪酸合成酶復(fù)合體的成分。

四、吡哆素(VB6)

包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺3種，可互相轉(zhuǎn)化。吡哆素是吡啶衍生物，活性形式是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，是轉(zhuǎn)氨酶、氨基酸脫羧酶的輔酶。磷酸吡哆醛的醛基作為底物氨基酸的結(jié)合部位，醛基的鄰近羥基和對位氮原子還參與催化部位的構(gòu)成。在轉(zhuǎn)氨反應(yīng)中，磷酸吡哆醛結(jié)合氨基酸，釋放出相應(yīng)的α酮酸，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿徇炼甙罚俳Y(jié)合α酮酸釋放氨基酸，又變成磷酸吡哆醛。

缺乏V-B6可引起周邊神經(jīng)病變及高鐵紅細(xì)胞貧血癥。因為5-羥色胺、γ-氨基丁酸、去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)的合成都需要V-B6（氨基酸脫羧反應(yīng)），而血紅素前體的合成也需要V-B6。肉、蛋、蔬菜、谷類中含量較多。新生嬰兒易缺乏。

五、尼克酰胺(VPP)

尼克酰胺和尼克酸分別是吡啶酰胺和吡啶羧酸，都是抗糙皮病因子，又稱VPP。其活性形式有兩種，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。在體內(nèi)先合成去酰胺NAD，再接受谷氨酰胺提供的氨基成為NAD，再磷酸化則成為NADP。

NAD和NADP是脫氫輔酶，分別稱為輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ。二者利用吡啶環(huán)的N1和N4可逆攜帶一個電子和一個氫原子，參與氧化還原反應(yīng)。輔酶Ⅰ在分解代謝中廣泛接受還原能力，最終傳給呼吸鏈放出能量。輔酶Ⅱ則只從葡萄糖及葡萄糖酸的磷酸酯獲得還原能力，用于還原性合成及羥化反應(yīng)。需要尼克酰胺的酶多達百余種。

人體能用色氨酸合成尼克酸，但合成率極低（60：1），而且需要B1、B2、B6，所以仍需攝取。抗結(jié)核藥異煙肼的結(jié)構(gòu)與尼克酰胺類似，兩者有拮抗作用，長期服用異煙肼時應(yīng)注意補充尼克酰胺。花生、豆類、肉類和酵母中含量較高。

尼克酸或煙酸肌醇有舒張血管的作用，可用于冠心病等，但可降低cAMP水平，使血糖及尿酸升高，有誘發(fā)糖尿病及痛風(fēng)的風(fēng)險。長期使用大量尼克酸可能損害肝臟。

六、生物素（biotin）

由雜環(huán)與戊酸側(cè)鏈構(gòu)成，又稱維生素H，缺乏可引起皮炎。在生雞蛋清中有抗生物素蛋白（avidin），能與生物素緊密結(jié)合，使其失去活性。

生物素側(cè)鏈羧基可通過酰胺鍵與酶的賴氨酸殘基相連。生物素是羧基載體，其N1可在耗能的情況下被二氧化碳羧化，再提供給受體，使之羧化。如丙酮酸羧化為草酰乙酸、乙酰輔酶A羧化為丙二酰輔酶A等都由依賴生物素的羧化酶催化。

花生、蛋類、巧克力含量最高。

以上六種維生素都與能量代謝有關(guān)。下面兩種維生素與生血有關(guān)。

七、葉酸（folic acid，F(xiàn)A）

又稱維生素M，由蝶酸與谷氨酸構(gòu)成。活性形式是四氫葉酸(FH4)，即蝶呤環(huán)被部分還原。四氫葉酸是多種一碳單位的載體，分子中的N5,N10可單獨結(jié)合甲基、甲酰基、亞氨甲基，共同結(jié)合甲烯基和甲炔基。因此在嘌呤、嘧啶、膽堿和某些氨基酸（Met、Gly、Ser）的合成中起重要作用。缺乏葉酸則核酸合成障礙，快速分裂的細(xì)胞易受影響，可導(dǎo)致巨紅細(xì)胞貧血（巨大而極易破碎）。

葉酸容易缺乏，特別是孕婦。葉酸分布廣泛，肉類中含量豐富。苯巴比妥及口服避孕藥等藥物干擾葉酸吸收與代謝。

八、鈷胺素(VB12)

是一個抗惡性貧血的維生素，存在于肝臟。分子中含鈷和咕啉。咕啉類似卟啉，第六個配位可結(jié)合其他集團，產(chǎn)生各種鈷胺素，包括與氫結(jié)合的氫鈷胺素、與甲基結(jié)合的甲基鈷胺素、與5'-脫氧腺苷結(jié)合的輔酶B12等。

一些依賴輔酶B12的酶類催化1,2遷移分子重排反應(yīng)，即相鄰碳原子上氫原子與某一基團的易位反應(yīng)。例如在丙酸代謝中，催化甲基丙二酰輔酶A轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾］o酶A的變位酶就以輔酶B12為輔助因子。

甲基鈷胺素可作為甲基載體，接受甲基四氫葉酸提供的甲基，用于合成甲硫氨酸。甲硫氨酸可作為通用甲基供體，參與多種分子的甲基化反應(yīng)。因為甲基四氫葉酸只能通過這個反應(yīng)放出甲基，所以缺乏鈷胺素時葉酸代謝障礙，積累甲基四氫葉酸。缺乏鈷胺素可導(dǎo)致巨紅細(xì)胞貧血。

胃粘膜能分泌一種粘蛋白，可與V-B12結(jié)合，促進吸收，稱為內(nèi)因子。缺乏內(nèi)因子時易被腸內(nèi)細(xì)菌及寄生蟲奪去，造成缺乏。素食者也易缺乏。

九、抗壞血酸(V-C)

是烯醇式L-古洛糖酸內(nèi)酯，有較強的酸性。容易氧化，是強力抗氧化劑，也可作為氧化還原載體。

抗壞血酸還參與氨基酸的羥化。膠原中脯氨酸和賴氨酸的羥化都需要抗壞血酸作為酶的輔因子。缺乏抗壞血酸會影響膠原合成及結(jié)締組織功能，使毛細(xì)血管脆性增高，發(fā)生壞血病。

腎上腺皮質(zhì)激素的合成也需要V-C參加羥化。V-C可還原鐵，促進其吸收；保護A、E及某些B族維生素免遭氧化。

 

第四節(jié) 其他輔酶

五、輔酶Q

又稱泛醌，廣泛存在于線粒體中，與細(xì)胞呼吸鏈有關(guān)。泛醌起傳遞氫的作用。

六、硫辛酸

是酵母和一些微生物的生長因子，可以傳遞氫。有氧化型和還原型。

第八章  抗生素 

 

第一節(jié) 概述

一、發(fā)現(xiàn)

一類微生物抑制或殺死其他種類微生物的作用稱為拮抗作用。拮抗作用是微生物界的普遍現(xiàn)象，早在微生物發(fā)現(xiàn)之前，人們已經(jīng)利用拮抗作用治病，如我國人利用豆腐上的霉治療瘡，美洲人用發(fā)霉的面包治療傷口化膿等。

隨著微生物學(xué)的發(fā)展，人們認(rèn)識到了拮抗作用的本質(zhì)，開始有意識地研究。本世紀(jì)初，已經(jīng)分離出多種抗生素，但其效率不高，毒性較大，沒有實用價值。1929年，英國人Flemming在培養(yǎng)葡萄球菌時，發(fā)現(xiàn)從空氣中落到培養(yǎng)基上的一種青霉菌能抑制其周圍的葡萄球菌生長。他進一步研究發(fā)現(xiàn)青霉菌分泌一種抗菌物質(zhì)，能抑制葡萄球菌生長，于是把它命名為青霉素。他沒有進行動物試驗，青霉素也沒有用于臨床。直到1940年，牛津大學(xué)研究小組提出“青霉素是一種化學(xué)治療劑”，才將它應(yīng)用于臨床。同年，瓦克斯曼發(fā)現(xiàn)鏈霉素，抗生素時代開始，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多抗生素，成功地治療了肺炎、結(jié)核等傳染病，使人類壽命顯著提高。此后三十年間，發(fā)現(xiàn)的抗生素有數(shù)千種，有上百種被廣泛應(yīng)用，抗生素已經(jīng)成為一個獨立的工業(yè)部門。

二、概念

抗生素是能以低濃度抑制或影響活的機體生命過程的次級代謝產(chǎn)物及其衍生物。

抗生素的概念是不斷擴大的，最初只包括對微生物的作用，現(xiàn)在已經(jīng)有抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、抗原蟲、抗寄生蟲以及殺蟲、除草的抗生素。近年來把來源于微生物的酶抑制劑也包括在抗生素中，總數(shù)已超過9000種。

三、作用機理

（一）作用特點

1.選擇性作用 一種抗生素只對一定種類的微生物有作用，即抗菌譜。青霉素一般只對革蘭氏陽性菌有作用，多粘菌素只對革蘭氏陰性菌有作用，它們的抗菌譜較窄。氯霉素、四環(huán)素等對多種細(xì)菌及某些病毒都有抑制作用，稱為廣譜抗生素。

2.選擇性毒力 抗生素對人和動物的毒力遠(yuǎn)小于對病菌的毒力，稱為選擇性毒力。通常抗生素可在極低濃度下有選擇地抑制或殺死微生物。選擇性毒力是化學(xué)治療的基礎(chǔ)。

3.耐藥性 細(xì)菌在抗生素的作用下，大批敏感菌被抑制或殺死，但也有少數(shù)菌株會調(diào)整或改變代謝途徑，變成不敏感菌，產(chǎn)生耐藥性。

A.機理：

a.酶促破壞：如β-內(nèi)酰胺酶（青霉素酶）使青霉素水解，氨基環(huán)醇類抗生素常被鈍化，如磷酸化、酰苷酰化、N-乙酰化等。

b.細(xì)菌改變敏感部位：鏈霉素通過與30S亞基結(jié)合而抑制蛋白質(zhì)合成，某些細(xì)菌小亞基上的蛋白發(fā)生突變，不與鏈霉素結(jié)合，產(chǎn)生耐藥性。

c.降低細(xì)胞膜的通透性：細(xì)菌可以合成抗生素透過的阻礙物，可以發(fā)生突變使抗生素不被轉(zhuǎn)運，也可以產(chǎn)生將抗生素運出體外的拮抗系統(tǒng)。

B.產(chǎn)生與傳播：耐藥性的產(chǎn)生是由于突變造成的，抗生素的作用是將未突變的微生物殺死，從而使突變體被選擇出來。有些耐藥性基因位于抗性質(zhì)粒上，可以通過細(xì)菌的接合而傳播。

C.對策：除尋找新的抗生素以外，在臨床上應(yīng)該合理使用抗生素，避免濫用，防止耐藥菌的產(chǎn)生。也可通過耐藥機理的研究尋找對策，如用抑制劑抑制青霉素酶。

（二）作用機理

1.抑制核酸的合成 有些抗生素可抑制核酸的合成，其抑制機理是多種多樣的。例如，博萊霉素可引起DNA鏈的斷裂；絲裂霉素C能與DNA形成交聯(lián)，抑制DNA的復(fù)制；利福霉素則通過與細(xì)菌RNA聚合酶的結(jié)合來抑制轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。

2.抑制蛋白質(zhì)的合成 蛋白質(zhì)的合成十分復(fù)雜，因此抑制的作用點也很多。

（1）抑制氨基酸的活化。例如，吲哚霉素是色氨酸的類似物。

（2）抑制蛋白質(zhì)合成的起始。如氨基環(huán)醇類抗生素。鏈霉素與小亞基結(jié)合。

（3）抑制肽鏈的延伸。如四環(huán)素，封閉小亞基的氨酰位點。氯霉素主要是與細(xì)菌核糖體的50S亞基結(jié)合而抑制肽酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

（4）使翻譯提前終止。如嘌呤霉素。

3.改變細(xì)胞膜的通透性 多肽抗生素如多粘菌素E、短桿菌素S等具有表面活性劑的作用，能降低細(xì)菌細(xì)胞膜的表面張力，改變膜的通透性，甚至破壞膜的結(jié)構(gòu)。這樣細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外泄，使細(xì)菌死亡。

4.干擾細(xì)胞壁的形成 青霉素、頭孢菌素等可干擾細(xì)胞壁的形成，使細(xì)菌變形，甚至破裂、死亡。

5.干擾細(xì)菌的能量代謝。如抗霉素A、寡霉素等，是氧化磷酸化的抑制劑。

四、來源

（一）微生物來源

抗生素的來源廣泛，但最主要的是微生物，特別是土壤微生物，占70％左右。有應(yīng)用價值的抗生素幾乎都是微生物產(chǎn)生的。

1.放線菌目 是抗生素的主要來源，已知的抗生素中有45％是放線菌產(chǎn)生的。其中主要集中在鏈霉菌屬，其次是小單孢菌屬和諾卡氏菌屬。此外，近年來有許多新抗生素來源于這三個屬以外，即所謂稀有放線菌屬。鏈霉菌屬發(fā)現(xiàn)最早，研究最多，常見的鏈霉素、土霉素、四環(huán)素等都來自鏈霉菌屬。

2.細(xì)菌 對細(xì)菌的研究比放線菌長，但一直因為毒性較大而應(yīng)用不多。芽孢桿菌屬的多粘芽孢桿菌和枯草桿菌，假單孢菌屬的綠膿桿菌和腸道細(xì)菌是主要來源。芽孢桿菌產(chǎn)生的多數(shù)是肽類，如多粘菌素和短桿菌肽等。其中多粘菌素類是重要的抗革蘭氏陰性細(xì)菌的抗生素之一。這些抗生素腎毒性較大，主要作為局部用藥。

3.真菌 主要來自不完全菌綱曲霉菌科的青霉屬和曲霉屬，以β內(nèi)酰胺類為主。

（二）非微生物來源

植物中，長春花堿等用于抗腫瘤，從衛(wèi)矛科植物中提取出的美登素對有絲分裂有顯著的抑制作用。

近年來，人們開始從海洋生物中尋找抗生素。從海綿動物門中得到了多種新穎獨特的抗微生物、抗腫瘤、抗病毒的化合物，如具有抗病毒作用的核苷類化合物等。

此外，化學(xué)誘變、基因工程技術(shù)等技術(shù)已經(jīng)用于菌種改良，半合成抗生素已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)。

 

第二節(jié)  重要抗生素簡介

一、β-內(nèi)酰胺類抗生素

主要包括青霉素和頭孢菌素兩大類。有天然的和半合成的兩類，都有一個β內(nèi)酰胺環(huán)。可通過抑制轉(zhuǎn)肽酶干擾細(xì)胞壁的合成。主要抗革蘭氏陽性菌，但有些經(jīng)過改造的可抗陰性菌。青霉素的使用使人類壽命出現(xiàn)第二次飛躍（牛痘為第一次），提高了20歲。1980年全世界抗生素總產(chǎn)量為25000噸，其中青霉素17000噸，頭孢1200噸。下面簡單介紹青霉素的一些特點。

1.結(jié)構(gòu) 由母核與側(cè)鏈構(gòu)成，側(cè)鏈決定其特異性。母核包括β內(nèi)酰胺環(huán)和四氫噻唑環(huán)。

2.理化性質(zhì) 是一元酸，可成鹽。其鹽易溶于水，酸易溶于有機溶劑。醫(yī)藥上常用鉀鹽和鈉鹽，為白色結(jié)晶或粉末。水溶液不穩(wěn)定，極易失效。不耐熱，一般冰箱保存。其鹽的結(jié)晶純品干燥時可室溫保存數(shù)年。

酸、堿、重金屬及青霉素酶可使其β內(nèi)酰胺環(huán)破裂，導(dǎo)致失效。青霉素酰化酶可使其側(cè)鏈裂解下來，得到6-氨基青霉烷酸(6-APA)。它是青霉素半合成的母核，在上面再連接其他側(cè)鏈，即可得到不同的青霉素。

3.改造 對青霉素的改造主要有三種方法：改造母核、更換側(cè)鏈、與其他物質(zhì)結(jié)合（通過羧基成鹽）。

更換側(cè)鏈有生物合成法和半合成法，前者是在發(fā)酵液中加入各種側(cè)鏈前體，后者是在母核上人工連接各種側(cè)鏈。半合成以前多采用化學(xué)法，由于三廢污染較大，現(xiàn)在采用酶促合成，用大腸桿菌或巨大芽孢桿菌的青霉素G酰化酶裂解廉價的青霉素G，再用黑色假單孢桿菌的青霉素酰化酶催化苯甘氨酸與母核的縮合，即可得到廣譜的氨芐青霉素。因為第二步的酶不催化苯乙酸的縮合，所以第一步反應(yīng)后不必分離，可直接進行縮合反應(yīng)。

羧基上的改造，主要是與鉀、鈉、銨或某些有機堿成鹽。鉀鹽和鈉鹽易溶于水，適于肌肉或靜脈注射，作用快；普魯卡因青霉素復(fù)鹽難溶，肌注可起緩釋作用，延長其在血液中的持久性。

母核的改造，除直接重排噻唑環(huán)外，還可用其他結(jié)構(gòu)相似的母核。

頭孢菌素與青霉素相似，其母核為7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)，含有二氫噻嗪環(huán)。頭孢菌素較耐酸和重金屬，毒性低，但天然頭孢活性較低，常用半合成進行改造。

二、多肽類抗生素

絕大多數(shù)肽類抗生素是由細(xì)菌或放線菌產(chǎn)生的，特別是芽孢桿菌屬，能極為專一地產(chǎn)生肽類抗生素。菌株往往合成一系列很相似的抗生素，相互只差幾個氨基酸。

肽類抗生素只有一小部分呈線狀，其余都是大的環(huán)狀化合物，稱為環(huán)狀肽。有些完全由氨基酸以肽鍵構(gòu)成，稱為純肽；有些含有非氨基酸成分，稱為雜肽。

與其他肽或蛋白質(zhì)相比，肽類抗生素有以下特點：

1.常出現(xiàn)特殊氨基酸，而某些普通氨基酸（組氨酸、甲硫氨酸等）卻很少見。常有D-氨基酸、β-氨基酸、不飽和的、N-甲基化的、帶有復(fù)雜雜環(huán)的氨基酸。

2.常有非氨基酸成分，如脂肪酸、脂肪胺、羥基酸、糖、雜環(huán)和金屬等。

3.有特殊結(jié)構(gòu)，如4－16個殘基組成的大環(huán)、大環(huán)上附加的小環(huán)等，卻沒有游離的氨基和羧基。

4.分子量小，在300－3000之間，平均1000。

5.彼此之間非常相似。

6.能抵御酶的進攻。

7.不是由核糖體合成，而是由特殊的酶合成。

博萊霉素是線狀肽中研究較多，有臨床價值的代表。它是堿性水溶性糖肽復(fù)合物，起抗癌作用。優(yōu)點是對骨髓細(xì)胞無毒，無免疫原性。缺點是抗癌譜窄（鱗狀細(xì)胞癌、惡性淋巴肉瘤），肺毒性較大。經(jīng)多種改造，可降低毒性及擴大抗癌譜。它有選擇地與DNA結(jié)合，從而抑制有絲分裂，使DNA雙鏈結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，并引起單鏈斷裂。它還抑制DNA連接酶的作用，促進DNA酶的活性，并進行DNA的降解。

多粘菌素是環(huán)狀肽的代表，含脂肪酸。堿性，抗革蘭氏陰性菌，不誘導(dǎo)細(xì)菌耐藥性的發(fā)展。各種組分抗菌譜幾乎無差別。有輕微毒性，主要是腎毒性和神經(jīng)毒性。多粘菌素B和E毒性較低，首先應(yīng)用。主要機制是引起細(xì)菌細(xì)胞膜損傷，使胞內(nèi)物質(zhì)泄漏。

三、氨基環(huán)醇類

含有環(huán)己醇及氨基糖，又稱氨基糖苷類。抗菌能力強，作用廣泛，臨床上用于治療細(xì)菌感染。鏈霉素、卡那霉素等都屬于此類。可影響核糖體與信使RNA及轉(zhuǎn)運RNA的結(jié)合，使蛋白質(zhì)合成停止。

極性強，易溶于水。一般呈堿性，可成鹽。無色，有旋光性。通常對熱、稀酸、稀堿穩(wěn)定。抗菌譜較廣，細(xì)菌能產(chǎn)生抗藥性主要原因是產(chǎn)生鈍化酶，如乙酰轉(zhuǎn)移酶、磷酸轉(zhuǎn)移酶、核苷酸轉(zhuǎn)移酶等，將藥物酰化、磷酸化等。有交叉耐藥現(xiàn)象，即一種酶抑制多種藥物。

對腎臟及聽覺有害，有累積性，長期使用可引起耳聾。毒性與氨基有關(guān)，氨基越多，毒性越大。

四、安莎霉素類

含安莎橋鏈結(jié)構(gòu)，即以一個脂肪鏈連接芳香核的兩個不相鄰位置。根據(jù)芳香核的不同，可分為苯安莎霉素和萘安莎霉素。前者如有極高抗白血病活性的美登素，后者主要有抗結(jié)核的利福霉素。利福霉素作用于細(xì)菌的RNA多聚酶，對動物酶幾乎無作用。美登素可抑制微管形成，從而抑制真核細(xì)胞有絲分裂。