生物化学 第二章 核酸化学幻灯片.pptVIP

5′-磷酸核苷酸的基本结构 (一)、戊糖 腺嘌呤Adenine 鸟嘌呤guanine 尿嘧啶uracil 胞嘧啶cytosine 胸腺嘧啶thymine 碱基都具有芳香环的结构特征。嘌呤环和嘧啶环均呈平面或接近于平面的结构。 碱基的芳香环与环外基团可以发生酮式—烯醇式或胺式—亚胺式互变异构。 核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷酸和5′-磷酸-核糖核苷酸。核苷酸 核苷+磷酸  戊糖+碱基+磷酸 常见（脱氧）核苷酸的结构和命名 3 核苷酸的其他形式 ATP是生物体内分布最广和最重要的一种核苷酸衍生物。它的结构如下： ATP的性质 ATP 分子的最显著特点是含有两个高能磷酸键。ATP水解时, 可以释放出大量自由能。 ATP 是生物体内最重要的能量转换中间体。ATP 水解释放出来的能量用于推动生物体内各种需能的生化反应。 ATP 也是一种很好的磷酰化剂。磷酰化反应的底物可以是普通的有机分子，也可以是酶。磷酰化的底物分子具有较高的能量（活化分子），是许多生物化学反应的激活步骤。 GTP (鸟嘌呤核糖核苷三磷酸) GTP是生物体内游离存在的另一种重要的核苷酸衍生物。它具有ATP 类似的结构, 也是一种高能化合物。 GTP主要是作为蛋白质合成中磷酰基供体。在许多情况下, ATP 和 GTP 可以相互转换。 （2）cAMP 和 cGMP cAMP(3’,5’- 环腺嘌呤核苷一磷酸)和 cGMP( 3’,5’-环鸟嘌呤核苷一磷酸)的主要功能是作为细胞的第二信使。 cAMP 和 cGMP 的环状磷酯键是一个高能键。在 pH 7.4 条件下, cAMP 和 cGMP 的水解能约为43.9 kj /mol，比 ATP 水解能高得多。 环化磷酸化 (五)．核苷酸的连接方式 多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3’-OH 与另一分子核苷酸的5’-磷酸基形成3’,5’-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。 由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNA链； 由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNA链。 核酸分子中核苷酸之间的共价键 在多聚核苷酸（DNA或RNA）链中，由于构成核苷酸单元的戊糖和磷酸基是相同的，体现核苷酸差别的实际上只是它所带的碱基，所以多聚核苷酸链结构也可表示为： 在讨论有关核酸问题时，一般只关心其中碱基的种类和顺序，所以上式可以进一步简化为： 5′PAPCPGPCPTPGPTPA 3′ 或 5′ ACGCTGTA 3′ 核苷酸是核苷的磷酸酯。作为DNA或RNA结构单元的核苷酸分别是5′-磷酸-脱氧核糖核苷酸和5′-磷酸-核糖核苷酸。核苷酸 核苷+磷酸  戊糖+碱基+磷酸 核苷酸的连接方式 多聚核苷酸是通过一个核苷酸的C3’-OH 与另一分子核苷酸的5’-磷酸基形成3’,5’-磷酸二酯键相连而成的链状聚合物。 由脱氧核糖核苷酸聚合而成的称为DNA链； 由核糖核苷酸聚合而成的则称为RNA链。 2. DNA双螺旋结构的要点 （1）DNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链(简称DNA单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕，形成右手双螺旋结构。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为5′端→3′端，而另一条链的方向为3′端→5′端。 （2）嘌呤和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱基平面与螺旋轴垂直，糖环平面与螺旋轴基本平行。 （3）螺旋直径约为2nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺矩（即螺旋旋转一圈的高度）为3.4 nm ，每条链相邻两个碱基平面之间的距离为0.34 nm。 （4）维持两条DNA链相互结合的力是链间碱基对形成的氢键。碱基结合具有严格的配对规律:A与T结合，G与C结合，这种配对关系，称为碱基互补。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。 在DNA分子中，嘌呤碱基的总数与嘧啶碱基的总数相等。 碱基堆积力 是碱基对之间在垂直方向上的相互作用，可以使DNA分子层层堆积，分子内部形成疏水核心 双螺旋结构模型(B-DNA)  （1）反平行双链：右手螺旋, 脱氧核糖-磷酸骨架位于外侧，碱基对位于内侧, 碱基对平面垂直纵轴 （2）碱基互补配对：AT配对（两个氢键），GC配对（三个氢键） （3）右手双螺旋：螺距为3.4 nm，直径为2.0 nm，10bp/圈 （4）表面功能区：小沟较浅；大沟较深，是蛋白质识别DNA碱基序列 的基础 （5）维持结构稳定的力量：氢键维持双链横向稳定，