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21 氨基酸、蛋白质和核酸 21.1 氨基酸 (amino acid) 等电点 当溶液调节至一定的pH值时,氨基酸可以两性离 子的形式存在,将此溶液置于电场中,氨基酸不向 电场的任何一极移动,即处于电中性状态,这时溶 液的pH值称为氨基酸的等电点,通常以pl表示。 氨基酸的pH值: 肽类应用研究和发展前景 激素 抗生素 活性肽 生物的生长、发育、细胞分化、大脑活动、肿瘤病变、免疫防御、生殖控制、抗衰老、生物钟规律及分子进化等均涉及到活性肽。生物活性肽是机体内传递信息、调节代谢和协调器官活动的重要化学信使。 肽的应用及发展 近年来,多肽的分离纯化、结构分析、化学合成、生物、放射免疫测定、免疫细胞化学以及遗传工程等新技术的应用,新的活性肽不断发现,对活性肽功能认识不断增长,促使这一领域迅速发展。 蛋白质的常见分类方法 1.根据蛋白质的化学组成 2.根据蛋白质的溶解性和组成 3.根据蛋白质分子形状 4.根据蛋白质生物功能 蛋白质的结构 蛋白质的分子构象 蛋白质的二级结构 是指蛋白质分子中多肽链骨架的折叠方式,包括α螺旋、β折叠和β转角等。 左手螺旋与右手螺旋 α螺旋主要的结构特点 α螺旋主要的结构特点 β折叠结构 X射线衍射法 X射线衍射研究证明 天然的蛋白质分子并不是一条走向随机的松散肽链,每一种都具有自己特定的空间结构。线性的多肽链在空间中折叠成特定的三维结构,这种空间结构通常称为蛋白质的高级结构或分子构象。 肽键不能自由转动,具有部分双键性质。 蛋白质的二级结构 肌红蛋白的三级结构 核酸是一类重要的生物大分子,担负着生命信息的储存与传递。 核酸是现代生物化学、分子生物学的重要研究领域,是基因工程操作的核心分子。 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖体RNA 核糖核酸(RNA) 转运RNA 信使RNA 核酸的组成 — 核苷、核苷酸 核苷 = 碱基 + 戊糖 连接方式:糖苷键嘌呤环上的N-9或嘧啶环上的N-1与糖的C-1’以糖苷键相连。 核苷酸 = 核苷 + 磷酸 连接方式:磷酸酯键 糖环上所有游离羟基(核糖的C-2?、 C-3?、C-5?及脱氧核糖的C-3?、C-5? )均能与磷酸发生酯化结合。生物体内多数核苷酸是5?-核苷酸,即糖环上的C-5? 与磷酸酯化。 DNA的双螺旋结构 碱基配对 谷胱甘肽 谷胱甘肽重要的生物功能 维护蛋白质活性中心的巯基 参与二硫化合物相互转化 某些酶的辅酶,在体内氧化还原过程中起重要的作用 21.4 核酸 (nucleic acid) 核酸概述 核酸的分类 核酸的生物功能 脱氧核糖核酸(DNA):遗传信息的载体 核糖核酸(RNA) 核糖体RNA :蛋白质合成场所 转运RNA:转运氨基酸 指导蛋白质合成 信使RNA:转录遗传信息, 核酸的水解产物 核酸 水解 水解 水解 单核苷酸 (B-R-P) 磷酸(P) 戊糖(R) 碱基(B) 核苷(B-R) 核酸的组成 核糖 脱氧核糖 戊糖: 碱基(base): 腺嘌呤 (adenine, A) 鸟嘌呤 (guanine, G) 胞嘧啶 (cytosine, C) 胸腺嘧啶(thymine,T) 尿嘧啶 (uracil,U) 嘌呤(purine) 嘧啶(pyrimidine) 核苷 核苷酸 腺嘌呤核苷 (腺苷) 胞嘧啶脱氧核苷 (脱氧胞苷) 1? 9 1? 1 腺嘌呤核苷酸 (腺苷酸) 脱氧胞嘧啶核苷酸 (脱氧胞苷酸) 核酸是许多核苷酸相互连接而成的多核苷酸长链。 RNA、DNA,核苷酸之间都是通过3′,5′-磷酸二酯键相互连接而成。 3′,5′-磷酸二酯键是磷酸分别与相邻两个核苷中戊糖3′位和5′位上的羟基脱水形成的酯键。 核酸的一级结构 核酸的一级结构是指各个核苷酸在核酸分子中的排列顺序。核酸链的走向一般是从5′-端至3′-端。 ① DNA分子是由两条平行的多核苷酸链组成,它们围绕同一中心轴以相反的走向平行旋绕而成右手双螺旋结构。 ②在同一条链上,每隔10个碱基,多核苷酸链即旋转一圈,每一圈的螺距为3.4nm,螺旋直径为2.0nm。
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