分子識別元件及其反應(yīng)基礎(chǔ)

分子識別元件及其反應(yīng)基礎(chǔ)1第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶：由生物體產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì)酶的蛋白質(zhì)性質(zhì)：酶的催化性質(zhì)：

1）高度專一性，鎖和鑰匙的關(guān)系。這種關(guān)系在生物大分子的相互作用中具有普遍性2第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)2）催化效率高，是其它催化劑的107-1013倍。

3）催化條件要溫和，極端條件下會失活。

4）有些酶催化時需要輔酶

5）酶在體內(nèi)的活力受多種方式調(diào)控

6）酶促反應(yīng)產(chǎn)生多種形式的信息變化3第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶量表示方法

酶活力單位IU，一個活力單位指特定條件下，1min內(nèi)能轉(zhuǎn)化1μM底物分子的酶量。

酶比活力，指1mg酶所具有的酶活力，單位IU/mg酶含量指每克或每毫升酶制劑中含有的活力單位數(shù)，IU/g或IU/ml4第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理

1）降低反應(yīng)活化能活化能的定義5第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理2）結(jié)構(gòu)專一性

即酶只能對特定的一種或一類底物起作用，這種專一性是由酶蛋白的結(jié)構(gòu)特性所決定的?？煞譃椋?/p>

相對專一性：這類酶對結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。包括族專一性和鍵專一性。

絕對專一性：有些酶只作用于一種底物，催化一個反應(yīng)，而不作用于任何其它物質(zhì)。

立體專一性：這類酶不僅要求底物有一定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，而且要求有一定立體結(jié)構(gòu)。只對其中的某一種構(gòu)型起作用，而不催化其他異構(gòu)體。6第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理3）酶的輔助因子酶的輔因子有輔酶或輔基，其主要作用是作為電子、原子或某些基團的載體參與反應(yīng)并促進整個催化過程。(1)傳遞電子體：如卟啉鐵；(2)傳遞氫（遞氫體）：如黃素單核苷酸（FMN）(3)金屬酶：Zn2+Mg2+(4)傳遞碳基團：如四氫葉酸；(5)傳遞磷酸基：如ATP，GTP；7第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理

4）酶的活性中心酶(Enzyme)1、特殊催化能力只局限于一定區(qū)域2、活性中心往往位于凹穴處活性中心有2個功能部位：結(jié)合域催化域8第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理5）鄰近效應(yīng)和定向效應(yīng)鄰近效應(yīng)：底物在活性中心的濃度極高定向效應(yīng)：反應(yīng)基團的分子軌道交叉，使分子間反應(yīng)近似于分子內(nèi)反應(yīng)9第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理6）誘導(dǎo)契合假說催化反應(yīng)10第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶的作用機理7）酶催化的化學(xué)形式共價催化：形成過渡態(tài)的中間物酸堿催化：質(zhì)子供體與質(zhì)子受體的催化相關(guān)功能基團：羧基、氨基等E+SESE+P在中性條件下，有一半是酸形式、一半是堿形式。因此既可進行酸催化，又可進行堿催化，所以咪唑基是酶分子最有效、最活潑的一個功能基團。11第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日VmaxKm22.2酶及酶反應(yīng)酶促反應(yīng)的米氏動力學(xué)12第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶促反應(yīng)的米氏動力學(xué)為了要解釋這一現(xiàn)象，Michaelis&Menten提出了中間復(fù)合物學(xué)說。13第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶促反應(yīng)的米氏動力學(xué)經(jīng)推導(dǎo)后得出底物濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系方程Km——米氏常數(shù)由于Km=(k2+k3)/k1

，∴為復(fù)合常數(shù)。Km是酶的特征常數(shù)，經(jīng)常表示酶與底物的親和力。Km值越大，親和力越小。

14第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶促反應(yīng)的米氏動力學(xué)酶動力學(xué)穩(wěn)態(tài)期反應(yīng)物質(zhì)濃度變化15第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.2酶及酶反應(yīng)酶促反應(yīng)的米氏動力學(xué)

Vmax·[S]V=------------------Km+[S]根據(jù)米氏方程可以說明以下關(guān)系：當(dāng)[S]＜＜Km時,Vmax[S]Vmaxv=────=───[S]=K[S]KmKm這時底物濃度低,酶沒有全部被底物所飽和。16第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.3微生物反應(yīng)微生物反應(yīng)的特點：

1）與酶促反應(yīng)的共同點

2）特殊性17第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.3微生物反應(yīng)微生物反應(yīng)的類型：根據(jù)物質(zhì)代謝流向分為：18第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.3微生物反應(yīng)微生物反應(yīng)的類型：根據(jù)對營養(yǎng)的要求分為：自養(yǎng)型異養(yǎng)型光能自養(yǎng)型：化能自養(yǎng)型：如：硝化細菌如：綠硫細菌動物，寄生腐生的細胞與真菌新陳代謝19第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.3微生物反應(yīng)微生物反應(yīng)的類型：根據(jù)微生物反應(yīng)對氧的需求分為：新陳代謝好氧型厭氧型兼氧型枯草桿菌、青霉菌大腸桿菌、酵母菌破傷風(fēng)菌20第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.3微生物反應(yīng)微生物反應(yīng)的類型：細胞能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移高能化合物：ATP來源：1）代謝物脫氫或脫水引起分子內(nèi)能量重新分布，而形成的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP2）氧化磷酸化產(chǎn)生ATP,是指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。21第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.3微生物反應(yīng)分析微生物學(xué)：定義：利用微生物完成定量分析任務(wù)的學(xué)科1）細胞增殖法的原理2）呼吸法的原理22第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)23第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)24第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)免疫學(xué)經(jīng)歷了四個迅速發(fā)展階段1876年后，多種病原菌被發(fā)現(xiàn)，用已滅活及減毒的病原體制成疫苗，預(yù)防多種傳染病，使疫苗得以廣泛發(fā)展和使用。1900年前后，抗原與抗體的發(fā)現(xiàn)，揭示出“抗原誘導(dǎo)特異抗體產(chǎn)生”這一免疫學(xué)的根本問題，促進了免疫化學(xué)的發(fā)展及抗體的臨床應(yīng)用。25第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)免疫學(xué)經(jīng)歷了四個迅速發(fā)展階段1957年后，細胞免疫學(xué)的興起，人們理解到特異免疫是T、B淋巴細胞對抗原刺激所進行的主動免疫應(yīng)答過程的結(jié)果，理解到細胞免疫和體液免疫的不同效應(yīng)與協(xié)同功能。1977年后，分子免疫學(xué)的發(fā)展，人們從分子水平理解抗原刺激與淋巴細胞應(yīng)答類型的內(nèi)在聯(lián)系與機制。26第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)1.抗原定義:能夠刺激機體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的物質(zhì)1）免疫原性2）免疫反應(yīng)性種類：1）天然抗原2）人工抗原3）合成抗原27第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)

理化性狀:

1）物理性狀：分子量較大104D以上環(huán)狀比直線型免疫原性更好2）化學(xué)組成：多數(shù)是蛋白質(zhì)28第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)抗原決定簇：抗原決定簇是抗原物質(zhì)的一些化學(xué)基團。它們是免疫細胞和抗體識別的標志。不同的抗原所具有的抗原決定簇數(shù)目和分布不同。有的抗原的抗原決定簇數(shù)量多且分布在表面，有的則數(shù)量較少或分布于抗原內(nèi)部。只有暴露的抗原決定簇能為免疫系統(tǒng)識別。29第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)2.抗體定義:抗原刺激機體產(chǎn)生的具有特異性免疫功能的球蛋白。人類免疫球蛋白已發(fā)現(xiàn)有五大類IgG、IgA、IgM、IgD、IgE抗體也具有抗原性30第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)抗體結(jié)構(gòu)抗體的結(jié)構(gòu)-有4條多肽鏈的對稱結(jié)構(gòu)31第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)3、抗原-抗體反應(yīng)：指抗原與相應(yīng)抗體之間所發(fā)生的特異性結(jié)合反應(yīng)。伴隨產(chǎn)生凝聚、沉淀、溶解和促進吞噬抗原顆粒的現(xiàn)象。結(jié)合點位于Fab段，即抗體活性中心結(jié)合的兩個條件：1）形狀互補2）電荷相反抗原抗體的結(jié)合是可逆的。32第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.4免疫學(xué)反應(yīng)4、免疫學(xué)分析：1）沉淀法2）放射免疫測定法3）免疫熒光測定法4）酶聯(lián)免疫測定法33第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)1、核酸組成與結(jié)構(gòu)核酸的組成成分核酸有兩大類：一是主要分布于細胞核中的脫氧核糖核酸(簡寫DNA)；另一是主要分布于細胞質(zhì)中的核糖核酸(簡寫RNA)。它們是由許多單核苷酸組成的多聚物，核酸分子中核苷酸序列組成密碼，用于儲存和傳輸遺傳信息，指導(dǎo)各類蛋白質(zhì)合成，兩類核酸的差異是組成核酸的單位——單核苷酸的化學(xué)組成不同。

34第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)核苷酸組成1）嘌呤(purine)主要是鳥嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A)，嘧啶(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T)。35第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)36第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)核苷酸組成1）嘌呤(purine)主要是鳥嘌呤(guanine,G)和腺嘌呤(adenine,A)，嘧啶(pyrimidine)主要是胞嘧啶(cytosine,C)、尿嘧啶(uracil,U)和胸腺嘧啶(thymine,T)。2）五碳糖3）磷酸RiboseDeoxyribose37第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)

DNA和RNA都含有鳥嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C)；胸腺嘧啶(T)一般而言只存在于DNA中，不存在于RNA中；而尿嘧啶(U)只存在于RNA中，不存在于DNA中DNA分子結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)1953年，Watson和Crick建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

38第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)

2.DNA的變性變性：當(dāng)溫度升高，穩(wěn)定核酸雙螺旋次級鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞，變成單鏈結(jié)構(gòu)的過程。在解鏈過程中DNA分子溶液在260nm處吸收增加。解鏈溫度Tm：是重要特征常數(shù)復(fù)性：當(dāng)溫度回復(fù)正常值時，變性核酸的互補鏈重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程稱為復(fù)性39第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日2.5核酸與核酸反應(yīng)3.核酸分子雜交：了解其過程4.核酸功能：DNA功能1）自我復(fù)制：3個步驟2）自我修復(fù)：兩道防線防止突變發(fā)生3）轉(zhuǎn)錄成mRNA40第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

2.5生物傳感器優(yōu)點

RNA的功能三種類型：1）mRNA2）tRNA3）rRNA41第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

2.6催化抗體定義：是抗體和酶的復(fù)合詞，是具有催化活性的單克隆抗體。原理：優(yōu)點：42第四十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期日

2.7催化性核酸催化性RNA類型與結(jié)構(gòu)

順式剪切反式剪切錘頭狀結(jié)構(gòu)