南京农业university生物化学教学课件4.ppt

第五章 核 酸（Chemistry of nucleic acid） 5.1 概 述 5.1.1 核酸的种类、分布与功能 5.1.2 核酸的化学组成 5.2 DNA的分子结构 5.2.1 DNA的一级结构 5.2.2 DNA的二级结构 5.2.3 DNA的三级结构 (2) 双螺旋表面形成两种凹槽：较浅的叫小沟，另一条叫大沟。 l? 碱基顶部基团裸露在DNA 大沟内? l? 蛋白质因子与DNA 的特异结合依赖于 氨基酸与DNA 间的氢键的形成 l?? 蛋白质因子沿大沟与DNA形成专一性 结合的机率与多样性高于沿小沟的结合 l? ?大沟的空间更有利于与蛋白质的结合 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 (3) 由糖-磷酸相互间隔连接构成的主链处于螺旋外侧；碱基则伸向螺旋内部，与中轴垂直。 Right handed B-form DNA Double helix Model 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 (4) 双螺旋内部的碱基按规则配对：A与T配对，形成2个氢键；G与C配对，形成3个氢键，称为碱基互补配对，双螺旋的两条链也呈互补关系。 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 A = T G C 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 (5) 双螺旋直径为2nm，每对脱氧核苷酸残基沿纵轴旋转36°，上升0.34nm。所以每10个碱基对形成一个螺旋，螺距3.4nm。 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 4. 影响双螺旋结构稳定性的因素 互补碱基之间的氢键 (Hydrogen bond) 弱键, 可加热解链 氢键堆积, 有序排列(线性, 方向)? 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 碱基堆集力(Base stacking forces)：碱基堆集成非极性的区域，相互间产生疏水作用和范德华力 ?? ☆ 疏水作用力 (Hydrophobic interaction) ☆ Van de waals force (1.7A°/ 嘌呤环与嘧啶环作用半径) 3.4A° 4. 影响双螺旋结构稳定性的因素 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 离子键 磷酸酯键 (phosphoester bond) 强键, 需酶促解链 消除DNA单链上磷酸基团间的静电斥力 l? 0.2 mol / L Na+ 生理盐条件 4. 影响双螺旋结构稳定性的因素 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 在生理状态及在溶液中，DNA一般为B型(含水量90％以上，NaCl浓度为2.5 M）。 当水合的DNA脱水时，转变为A型(含水量75％)。 还有Z型的DNA(左手螺旋，0.7 M MgCl2)。 5.DNA双螺旋构象的多态性 5.2.2 DNA的二级结构 5.2 DNA的分子结构 DNA的分子构型 ( B, Z, A ) 比较 Z-DNA Z-DNA A-DNA B-DNA DNA的分子构型 ( B, Z, A ) 比较 Form B Z A Helix Direction Right Left Right bp/circle 10 12 10.7 Distance/bp ~0.34nm ~0.38nm ~0.25nm Distance/helix 3.4nm 4.46nm 2.8nm Diameter/helix 2.0 nm 1.8nm 1.9nm Sequence Any Poly G-C Any Poly C-A