核酸和蛋白质的结构与功能课件.pptxVIP

核酸和蛋白质的结构与功能 一个典型的细胞含有104-105种不同种类的分子。粗略地估计，其中一半是分子量不超过几百U的无机离子和有机成分的小分子，另一些分子则非常巨大，分子量从104-1012U，被称为生物大分子。 这些大分子主要分为三类：核酸、蛋白质和多糖，它们分别是核苷酸、氨基酸和单糖的多聚体。注： U，即“原子质量单位”， 1 u=(1.6605402±0.0000010)×10-27 kg 核酸----贮存和携带遗传信息；蛋白质----最通用的生物大分子。进行催化化学反应、调节信息的流量，也是许多结构亚基的成分。如脂蛋白是组成细胞膜的主要成分，它是细胞维持内部环境的重要成分，并负责运输物质进出细胞；多糖----提供能量和组成植物和许多微生物的细胞壁。第一节 核酸的结构和功能I 核酸的基本单位——核苷酸碱基：嘌呤(Purine) 、嘧啶(Pyrimidine)环状五碳糖：核糖(ribose) 脱氧核糖(deoxyribose)磷酸基团(phosphate group)：通过磷酸二酯键与核糖的5’碳原子连接。该基团使核酸和核苷酸携带强大的负电荷。 Uracil (U)☉ 碱基Nitrogenous bases嘧啶Pyrimidines嘌呤Purines糖苷键Glycosidic bond☉ 核苷（nucleotide）= 碱基 + 戊糖嘧啶的1位N原子、嘌呤的9位N原子核糖是戊糖RNA－核糖核苷 DNA－脱氧核糖核苷☉ 核苷酸（nucleotide acid）= 核苷 + 磷酸基团(核苷的磷酸酯)脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸9γβα1’其中α和β、β和γ之间是高能磷酸键dNTP核糖核苷三磷酸缩写为NTPATGC核苷酸的连接方式一个核苷酸的5’-磷酸和另一核苷酸中的3’-OH形成磷酸酯键而共价连接碱基彼此之间不形成任何共价键 因此，一个多核苷酸链含有一条糖-磷酸交替出现的骨架Ⅱ 脱氧核糖核酸（DNA）分子的结构与功能3’5’一、DNA分子的一级结构 (DNA sequence)1、 多聚脱氧核苷酸链 主链是脱氧核糖和磷酸 侧链为碱基由3’,5’磷酸二酯键连接2、 链的方向： 多聚脱氧核糖核苷酸链的走向（磷酸二酯链的方向） (5’→3’) 5’-TCAGGCAA-3’或TCAGGCAA 默认书写顺序5‘→3’DNA双链的方向：磷酸二酯链(PhosphodiesterBackbone)二、 DNA的二级结构1. DNA双螺旋模型（double helix model）右手 B- DNA Double helix Model 每一单链具有5‘—3’极性，两条单链极性相反， 反向平行 两条单链间以氢键连接 以中心为轴，向 右盘旋（直径2nm） 双螺旋中存在大，小沟 * 双螺旋的主链 * 碱基互补C-GT-A ⊕ 大沟往往是蛋白质因子结合特异 DAN序列的位点 *大、小沟的差异 ⊕ 小沟相对体现的信息较少★大沟：宽1.2nm ，深0.85nm ★小沟 ：宽0.6nm，深0.75nm * 双螺旋模型参数· 直径20?· 螺距为34?（任一条链 绕轴一周所升降的距离）· 每圈有10个核苷酸 （碱基） · 两个碱基之间的垂直 距离是3.4?。螺旋转 角是36度· 有大沟和小沟 配对碱基并不充满双 螺旋空间，且碱基对 占据的空间不对称DNA双螺旋结构特征:（1）主链(backbone)：由两条反相平行的多核苷酸链围绕中心轴构成的右手双螺旋构型。由核糖和磷酸组成主链处于螺旋的外侧，多核苷酸链的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的走向决定，一条从5‘-3’，另一条是从3‘-5’。 （2）碱基对(base pair)：单链上的碱基以垂直于螺旋轴的取向通过糖苷键与主链糖基相连，两条链上的碱基之间以氢键连接，位于螺旋的内则， A与T配对，G与C配对。碱基平面与纵轴垂直，螺旋的轴心穿过氢键的中点。 （3）大沟和小沟（major and minor groove）：双螺旋表面凹下去的较大沟槽和较小沟槽分别称为大沟和小沟。小沟位于双螺旋的互补链之间,而大沟位于相毗邻的双股之间。 （4）结构参数（structure parameter）：螺旋直径2nm；螺旋周期包含10对碱基；螺距3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。 2. 双螺旋结构的基本形式 手性问题：左手性和右手性手性（chirality）：表示一种重要的对称特点。如果某物体与其镜像不同，则其被称为“手性的”，且其镜像是不能与原物体重合的，就如同左手和右手互为镜像而无法叠合。 手性分子的特点：镜面不对称性。生命与手性：组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，右旋分子是人体生命的克星! 药用价值：人们使用的药物绝大多数具有手性，被称为手性药物。 “反应停”的惨剧