生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程講義電子稿

?物化學(xué)簡(jiǎn)明教程講義電?稿第?章蛋?質(zhì)化學(xué)（12學(xué)時(shí)）【基本要求】:1.掌握蛋?質(zhì)的基本單位-氨基酸的種類、結(jié)構(gòu)特征及其主要的理化性質(zhì)。2.掌握蛋?質(zhì)的??三四級(jí)結(jié)構(gòu)以及穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)的重要作??。3.掌握蛋?質(zhì)的重要性質(zhì)（兩性解離、變性、沉淀、紫外吸收、顏?反應(yīng)）?！緝?nèi)容提要與學(xué)時(shí)分配】1．蛋?質(zhì)的?物學(xué)功能（1）2．蛋?質(zhì)的元素組成與分?組成（2）3．蛋?質(zhì)的分?結(jié)構(gòu)（4）4．蛋?質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（2）5．蛋?質(zhì)的理化性質(zhì)（2）6．蛋?質(zhì)的分類與分離純化簡(jiǎn)介（1）第?節(jié)蛋?質(zhì)通論?、蛋?質(zhì)的?物學(xué)意義（160）蛋?質(zhì)是?命的體現(xiàn)者——恩格斯語。Protein—“第?重要的”，“最原初的”。概括起來，蛋?質(zhì)主要有以下功能：1.催化功能(Enzyme)2.調(diào)節(jié)功能3.運(yùn)動(dòng)功能4.運(yùn)輸和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)功能5.保護(hù)和防御功能6.信息傳遞與識(shí)別功能7.貯存功能8.結(jié)構(gòu)功能?、蛋?質(zhì)的分類（158）（?）按分?形狀分類1.球狀蛋?2.纖維狀蛋?（?）按分?組成分類簡(jiǎn)單蛋?：清蛋?、球蛋?、組蛋?、精蛋?、?蛋?、醇溶蛋?和硬蛋?。綴合蛋?：核蛋?、脂蛋?、糖蛋?、磷蛋?、?紅素蛋?、黃素蛋?和?屬蛋?。三、蛋?質(zhì)的元素組成與分?量（157）1.元素組成蛋?質(zhì)平均含碳50％，氫7％，氧23％，氮16％。其中氮的含量較為恒定，?且在糖和脂類中不含氮，所以常通過測(cè)量樣品中氮的含量來測(cè)定蛋?質(zhì)含量。如常?的凱?定氮法：蛋?質(zhì)含量＝蛋?氮×6.25（即100/16）。2.蛋?質(zhì)的分?量蛋?質(zhì)的分?量變化范圍很?，從6000到100萬或更?。四、蛋?質(zhì)的?解（123）蛋?質(zhì)的?解主要有三種?法：

1.酸?解2.堿?解3.酶?解第?節(jié)氨基酸(aminoacid)?、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類（124）（?）基本氨基酸組成蛋?質(zhì)的20種氨基酸稱為基本氨基酸，或稱為常見氨基酸、蛋?質(zhì)氨基酸?；景被岫挤贤ㄊ?，都有單字母和三字母縮寫符號(hào)。?般結(jié)構(gòu)特征：I.它們中除脯氨酸外都是α-氨基酸，即在α-碳原?上有?個(gè)氨基。II.不同的氨基酸，其R側(cè)鏈不同，對(duì)氨基酸的理化性質(zhì)和在結(jié)構(gòu)中的影響也不同。III.天然氨基酸都是L-構(gòu)型的，即羧基在上，氨基在左端。若氨基在右為D-構(gòu)型（與標(biāo)準(zhǔn)?油醛的構(gòu)型參照得出的）。A．按照氨基酸側(cè)鏈的極性分類（127）：?極性氨基酸：Ala,Val,Leu,Ile,Met,Phe,Trp,Pro共?種極性不帶電荷：Gly,Ser,Thr,Cys,Asn,Gln,Tyr共七種帶正電荷：Arg,Lys,His帶負(fù)電荷：Asp,GluB．按照氨基酸側(cè)鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，分為三類：脂肪族氨基酸、芳?族氨基酸和雜環(huán)氨基酸。1.脂肪族氨基酸共15種。側(cè)鏈只是烴鏈：Gly,Ala,Val,Leu,Ile。側(cè)鏈含有羥基：Ser,Thr側(cè)鏈含硫原?：Cys,Met側(cè)鏈含有羧基：Asp（D）,Glu（E）側(cè)鏈含酰胺基：Asn（N）,Gln（Q）側(cè)鏈顯堿性：Arg（R）,Lys（K）2.芳?族氨基酸包括苯丙氨酸（Phe,F）、?氨酸(Trp,W)和酪氨酸(Tyr,Y)三種。3.雜環(huán)氨基酸包括組氨酸(His)和脯氨酸(Pro)種。（B是指Asx，即Asp或Asn；Z是指Glx，即Glu或Gln。）C．照酸堿性分類：酸性氨基酸：Asp,Glu堿性氨基酸：Arg,Lys,His中性氨基酸：15種還有兩種新發(fā)現(xiàn)的氨基酸:硒代半胱氨酸（Sci2002.5.24）吡咯賴氨酸?結(jié)：2酸—3堿—3芳?—2含S—2含OH—2酰胺?Gly（最特殊，唯??旋光性）、丙Ala（顧名思義）//苯丙Phe（顧名思義）、酪Tyr（有β-苯酚基）、?Trp（β-吲哚基P66）//甲硫Met（γ-甲硫基）、半胱Cys（β-巰基）、絲Ser（β-羥基）、蘇Thr（β-羥基）//天冬Asp（酸性氨基酸，β-羧基）、天冬酰氨Asn（β-酰氨）、?Glu（酸性氨基酸，γ-羧基）、?氨酰氨Gln（γ-酰氨）//精Arg（δ-胍基P66）、賴Lys（ε-氨基）、組His（β-咪唑基P66）//纈Val、亮Leu、異亮Ile：都是烷烴鏈//脯Pro（亞氨基）。（?）不常見的蛋?質(zhì)氨基酸(128)

某些蛋?質(zhì)中含有?些不常見的氨基酸，它們是基本氨基酸在蛋?質(zhì)合成以后經(jīng)羥化、羧化、甲基化等修飾衍??來的。也叫稀有氨基酸或特殊氨基酸。如4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸、鎖鏈素等。其中羥脯氨酸和羥賴氨酸在膠原和彈性蛋?中含量較多。在甲狀腺素中還有3,5-?碘酪氨酸。凝?酶原種含有γ-羧基?氨酸。（三）?蛋?質(zhì)氨基酸(129)?然界中還有150多種不參與構(gòu)成蛋?質(zhì)的氨基酸，它們?多是基本氨基酸的衍?物，也有?些是D-氨基酸或β、γ、δ-氨基酸，多數(shù)以游離態(tài)存在。這些氨基酸中有些是重要的代謝物前體或中間產(chǎn)物，如?氨酸和鳥氨酸是合成精氨酸的中間產(chǎn)物，β-丙氨酸是遍多酸（泛酸，輔酶A前體）的前體，γ-氨基丁酸是傳遞神經(jīng)沖動(dòng)的化學(xué)介質(zhì)。熒光素含有D-半胱氨酸，青霉素中D-賴氨酸。?、氨基酸的性質(zhì)（?）物理性質(zhì)1、?溶性α-氨基酸都是??晶體，每種氨基酸都有特殊的結(jié)晶形狀，可以?來鑒別各種氨基酸。?般都溶于?，不溶于有機(jī)溶劑。（除胱氨酸和酪氨酸外，都能溶于?中；脯氨酸和羥脯氨酸能溶于?醇或?醚中）2、旋光性除?氨酸外，α-氨基酸都有旋光性，α-碳原?具有?性。蘇氨酸和異亮氨酸有兩個(gè)?性碳原?。3、光譜性質(zhì)(143)三個(gè)帶苯環(huán)的氨基酸有紫外吸收，F(xiàn):257nm,;Y:275nm,;W:280nm。通常蛋?質(zhì)的紫外吸收主要是后兩個(gè)氨基酸決定的，?般在280nm,可以定量測(cè)定蛋?質(zhì)（?）酸堿性質(zhì)(129).氨基酸分?中既含有氨基?含有羧基，所以氨基酸是兩性電解質(zhì)(ampholyte)。在?溶液和結(jié)晶態(tài)中都以偶極離?的形式存在。氨基酸在溶液中的解離?向和解離的程度取決于溶液的PH值。當(dāng)氨基酸分?所帶的凈電荷為零時(shí)的pH稱為氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。等電點(diǎn)的值是它在等電點(diǎn)前后的兩個(gè)pK’值的算術(shù)平均值。pI=（pK1+pK2）/2注意：pI時(shí)凈電荷為零，但不是不帶電荷；此時(shí)其溶解度最?，最容易沉淀析出。pH>pI時(shí)，氨基酸帶負(fù)電荷，-COOH解離成-COO-，向正極移動(dòng)。pH=pI時(shí)，氨基酸凈電荷為零，溶解度最?pH（三）化學(xué)性質(zhì)(135)1.氨基的反應(yīng)（1）與亞硝酸作?氨基酸在室溫下與亞硝酸反應(yīng)，脫氨，?成羥基羧酸和氮?。常?于蛋?質(zhì)的化學(xué)修飾、?解程度測(cè)定及氨基酸的定量。這也是Vanslyke法測(cè)定氨基氮的理論基礎(chǔ)。（2與甲醛反應(yīng)氨基還可以與甲醛反應(yīng)，?成羥甲基化合物。由于氨基酸在溶液中以偶極離?形式存在，所以不能?酸堿滴定測(cè)定含量。與甲醛反應(yīng)后，氨基酸不再是偶極離?，其滴定終點(diǎn)??般的酸堿指?劑指?，因?可以滴定，這叫甲醛滴定法，?于測(cè)定氨基酸。（3）與DNFB反應(yīng)-Sanger反應(yīng)氨基酸與2,4-?硝基氟苯(DNFB)在弱堿性溶液中作??成?硝基苯基氨基酸（DNP氨基酸）。這?反應(yīng)是定量轉(zhuǎn)變的，產(chǎn)物黃?，可經(jīng)受酸性100℃?溫。該反應(yīng)曾被英國(guó)的Sanger?來測(cè)定胰島素的氨基酸順序，也叫桑格爾試劑，現(xiàn)在應(yīng)?于蛋?質(zhì)N-末端測(cè)定。

（4）與異硫氰酸苯酯(PITC)反應(yīng)-Edman反應(yīng)α-氨基與PITC（異硫氰酸苯酯）在弱堿性條件下形成相應(yīng)的苯氨基硫甲酰衍?物（PTC-AA），后者在硝基甲烷中與酸作?發(fā)?環(huán)化，?成相應(yīng)的苯?內(nèi)酰硫脲衍?物（PTH-AA）。這些衍?物是??的，可?層析法加以分離鑒定。這個(gè)反應(yīng)?先是Edman?來鑒定蛋?質(zhì)的N-末端氨基酸，在蛋?質(zhì)的氨基酸順序分析??占有重要地位，是氨基酸?動(dòng)序列分析儀的?作原理。（5）磺?；被崤c5-(?甲胺基)萘-1-磺酰氯(DNS-Cl，丹磺酰氯)反應(yīng)，?成DNS-氨基酸。產(chǎn)物在酸性條件下(6NHCl)100℃也不破壞，因此可?于氨基酸末端分析。DNS-氨基酸有強(qiáng)熒光，激發(fā)波長(zhǎng)在360nm左右，?較靈敏，可?于微量分析。2.羧基的反應(yīng)羧基可與堿作??成鹽;羧基可與醇?成酯，此反應(yīng)常?于多肽合成中的羧基保護(hù)。3茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮在微酸性溶液中加熱，引起脫氨、脫羧反應(yīng)，最后?成藍(lán)紫?物質(zhì)（570nm）。?脯氨酸?成黃?化合物(440nm)。常?于氨基酸的定性定量分析.也可通過?氧化碳測(cè)定氨基酸含量。4.以下反應(yīng)常?于氨基酸的檢驗(yàn)：●酪氨酸、組氨酸能與重氮化合物反應(yīng)(Pauly反應(yīng))，可?于定性、定量測(cè)定。組氨酸?成棕紅?的化合物，酪氨酸為桔黃??！窬彼嵩跉溲趸c中與1-萘酚和次溴酸鈉反應(yīng)(Sakoguchi反應(yīng))，?成深紅?，稱為坂?反應(yīng)。?于胍基的鑒定?！窭野彼崤c硝酸、亞硝酸、硝酸汞和亞硝酸汞反應(yīng)（Millon反應(yīng)），?成??沉淀，加熱后變紅，稱為?倫反應(yīng)，是鑒定酚基的特性反應(yīng)?！?氨酸中加??醛酸后再緩慢加?濃硫酸，在界?會(huì)出現(xiàn)紫?環(huán)，?于鑒定吲哚基。(glyoxalate反應(yīng))●酪氨酸在堿性條件下與福林試劑反應(yīng)（Folin）反應(yīng)，?成藍(lán)?化合物。第三節(jié)蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)?、肽鍵和肽（162）?個(gè)氨基酸的羧基與另?個(gè)氨基酸的氨基縮?形成的共價(jià)鍵，稱為肽鍵。在蛋?質(zhì)分?中，氨基酸借肽鍵連接起來，形成肽鏈。最簡(jiǎn)單的肽由兩個(gè)氨基酸組成，稱為?肽。含有三、四、五個(gè)氨基酸的肽分別稱為三肽、四肽、五肽等。//肽鏈中的氨基酸由于形成肽鍵時(shí)脫?，已不是完整的氨基酸，所以稱為殘基。//肽的命名是根據(jù)組成肽的氨基酸殘基來確定的。?般從肽的氨基端開始，稱為某氨基酰某氨基?！嘲被?。肽的書寫也是從氨基端開始。即有?向性，從N端C端。//有主側(cè)鏈之分，主鏈完全?樣，僅R不同。//除了蛋?質(zhì)部分?解可以產(chǎn)?各種簡(jiǎn)單的多肽以外，?然界中還有長(zhǎng)短不等的?肽，它們具有特殊的?理功能。例如；動(dòng)植物細(xì)胞中含有?種三肽，稱為?胱?肽，即δ-?氨酰半胱氨酰?氨酸。因其含有巰基，故常以GSH來表?。它在體內(nèi)的氧化還原過程中起重要作?。//腦啡肽是天然?痛劑。//肌?中的鵝肌肽是?個(gè)?肽，即β-丙氨酰組氨酸。肌肽可作為肌?中的緩沖劑，緩沖肌?產(chǎn)?的乳酸對(duì)pH的影響。//?種抗菌素叫做短桿菌酪肽，由12種氨基酸組成，其中有?種是D-氨基酸。這些天然肽中的?蛋?質(zhì)氨基酸可以使其免遭蛋?酶?解。//許多激素也是多肽，如催產(chǎn)素、加壓素、舒緩激肽等。活性肽——保健品?業(yè)的熱點(diǎn)。三、?級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定（168）（?）?級(jí)結(jié)構(gòu)(Primarystructure)（即化學(xué)結(jié)構(gòu)、共價(jià)結(jié)構(gòu)）蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的氨基酸組成及其排列順序。氨基酸序列是蛋?質(zhì)分?結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，它決定蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)。?級(jí)結(jié)構(gòu)可?氨基酸的三字母符號(hào)或單字母符號(hào)表?，從N-末端向C-末端書寫。采?三字母符號(hào)時(shí)，氨基酸之間?連字符（－）隔開。

例如，?胰核糖核酸酶，124個(gè)氨基酸；胰島素，51個(gè)氨基酸。（?）測(cè)定步驟測(cè)定蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)，要求樣品必須是均?的（純度?于97％）?且是已知分?量的蛋?質(zhì)。?般的測(cè)定步驟是：1.通過末端分析確定蛋?質(zhì)分?由?條肽鏈構(gòu)成。2.將每條肽鏈分開，并分離提純。3.肽鏈的?部分樣品進(jìn)?完全?解，測(cè)定其氨基酸組成和?例。4.肽鏈的另?部分樣品進(jìn)?N末端和C末端的鑒定。5.拆開肽鏈內(nèi)部的?硫鍵。6.肽鏈?酶促或化學(xué)的部分?解?法降解成?套??不等的肽段，并將各個(gè)肽段分離出來。7.測(cè)定每個(gè)肽段的氨基酸順序。8.從第?步得到的肽鏈樣品再?另?種部分?解?法?解成另?套肽段，其斷裂點(diǎn)與第五步不同。分離肽段并測(cè)序。?較兩套肽段的氨基酸順序，根據(jù)其重疊部分拼湊出整個(gè)肽鏈的氨基酸順序。9.測(cè)定原來的多肽鏈中?硫鍵和酰胺基的位置。（三）常??法(169)1.末端分析（1）N末端2,4-?硝基氟苯(DNFB)丹磺酰氯法異硫氰酸苯酯(PITC)法酶學(xué)?法即氨肽酶法測(cè)定（2）C末端硼氫化鋰肼解法羧肽酶法第四節(jié)蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)蛋?質(zhì)的三維構(gòu)象，也稱空間結(jié)構(gòu)或?級(jí)結(jié)構(gòu)，是指蛋?質(zhì)分?中原?和基團(tuán)在三維空間上的排列、分布及肽鏈的?向。?級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋?質(zhì)表現(xiàn)其?物功能或活性所必須的，包括?級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。（secondary,tertiary,quaternarystructure）?、有關(guān)概念((Thereletedconcept)1.構(gòu)型（configration）與構(gòu)象（conformation）構(gòu)型指?體異構(gòu)體中取代原?或基團(tuán)在空間的取向，構(gòu)型的改變必須通過共價(jià)鍵的斷裂。構(gòu)象是指這些取代基團(tuán)當(dāng)單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)可能形成的不同的?體結(jié)構(gòu)，構(gòu)象的改變不涉及共價(jià)鍵的改變。2.肽平?與???（peptideplaneanddihedralangle）(204）因?yàn)殡逆I不能?由旋轉(zhuǎn)，所以肽鍵的四個(gè)原?和與之相連的兩個(gè)α碳原?共處?個(gè)平?，稱肽平?。////主鏈上只有α碳原?連接的兩個(gè)鍵是單鍵，可?由旋轉(zhuǎn)。繞Cα－N1旋轉(zhuǎn)的?稱Φ，?繞Cα－C2旋轉(zhuǎn)的?稱Ψ。這兩個(gè)?稱為???。//規(guī)定當(dāng)旋轉(zhuǎn)鍵兩側(cè)的肽鏈成順式時(shí)為0度。取值范圍是正負(fù)180度，當(dāng)???都是180度時(shí)肽鏈完全伸展。//由于空間位阻，實(shí)際的取值范圍是很有限的。?、結(jié)構(gòu)(207)蛋?質(zhì)的分?結(jié)構(gòu)可?為分為?級(jí)、?級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)等層次。?級(jí)結(jié)構(gòu)為線狀結(jié)構(gòu)，?、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。1．?級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈中氨基酸的排列順序，其維系鍵是肽鍵。蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)。2．?級(jí)結(jié)構(gòu)：指多肽鏈主鏈?架盤繞折疊?形成的構(gòu)象，借氫鍵維系。主要有以下?種類型：⑴α-螺旋：其結(jié)構(gòu)特征為：①主鏈?架圍繞中?軸盤繞形成右?螺旋；②螺旋每上升?圈是3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為

0.54nm；③相鄰螺旋圈之間形成許多氫鍵；④側(cè)鏈基團(tuán)位于螺旋的外側(cè)。影響α-螺旋形成的因素主要是：①存在側(cè)鏈基團(tuán)較?的氨基酸殘基；②連續(xù)存在帶相同電荷的氨基酸殘基；③存在脯氨酸殘基。⑵β-折疊：其結(jié)構(gòu)特征為：①若?條肽鏈或肽段平?或反平?排列成?；②所有肽鍵的C=O和N—H形成鏈間氫鍵；③側(cè)鏈基團(tuán)分別交替位于?層的上、下?。⑶β-轉(zhuǎn)?：多肽鏈180°回折部分，通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，借1、4殘基之間形成氫鍵維系。⑷?規(guī)卷曲：主鏈?架?規(guī)律盤繞的部分。3．三級(jí)結(jié)構(gòu)(224)：指多肽鏈在?級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作?進(jìn)?步卷曲折疊,借助次級(jí)鍵形成的特定的空間構(gòu)象,是多肽鏈中所有原?的空間排布。其維系鍵主要是?共價(jià)鍵（次級(jí)鍵）：氫鍵、疏?鍵、范德華?、離?鍵等，也可涉及?硫鍵。4．四級(jí)結(jié)構(gòu)(242)：指由兩條或兩條以上具備三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈以次級(jí)鍵相互締合?成的聚集體,它是亞基之間的?體排布、接觸部位的布局等，其維系鍵為?共價(jià)鍵。亞基是指參與構(gòu)成蛋?質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的??具有獨(dú)?三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈。亞基數(shù)?多為偶數(shù),個(gè)別為奇數(shù);它們單獨(dú)存在時(shí),通常不表現(xiàn)?物活性.5.超?級(jí)結(jié)構(gòu)(Thesuper-seconarystructure)(220)相鄰的?級(jí)結(jié)構(gòu)單元可組合在?起，相互作?，形成有規(guī)則，在空間上能辨認(rèn)的?級(jí)結(jié)構(gòu)組合體，充當(dāng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，稱為超?級(jí)結(jié)構(gòu)。常見的有三種：ααβαββββ6.結(jié)構(gòu)域(domain):在?級(jí)結(jié)構(gòu)和超?級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的三級(jí)結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū),是相對(duì)獨(dú)?的三維實(shí)體,它是球狀蛋?質(zhì)的折疊單位.維持蛋?質(zhì)構(gòu)象的作??包括共價(jià)鍵和?共價(jià)鍵.第五節(jié)蛋?質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋?質(zhì)多種多樣的?物功能是以其化學(xué)組成和極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。這不僅需要?定的結(jié)構(gòu)還需要?定的空間構(gòu)象。蛋?質(zhì)的空間構(gòu)象取決于其?級(jí)結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境，因此研究?級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系是?分重要的。?、蛋?質(zhì)的?級(jí)結(jié)構(gòu)與?級(jí)結(jié)構(gòu)(234)核糖核酸酶的變性復(fù)性實(shí)驗(yàn)說明了?級(jí)結(jié)構(gòu)決定其?級(jí)結(jié)構(gòu)。?、蛋?質(zhì)?級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（?）種屬差異(181)同源蛋?質(zhì)是指在不同的有機(jī)體內(nèi)實(shí)現(xiàn)同?功能的蛋?質(zhì).如胰島素和細(xì)胞?素C.（?）分?病(266)蛋?質(zhì)分??級(jí)結(jié)構(gòu)的改變有可能引起其?物功能的顯著變化，甚?引起疾病。這種現(xiàn)象稱為分?病。突出的例?是鐮?型貧?病。這種病是由于病??紅蛋?β鏈第六位?氨酸突變?yōu)槔i氨酸，這個(gè)氨基酸位于分?表?，在缺氧時(shí)引起?紅蛋?線性凝集，使紅細(xì)胞容易破裂，發(fā)?溶?。?紅蛋?分?中共有574個(gè)殘基，其中2個(gè)殘基的變化導(dǎo)致嚴(yán)重后果，證明蛋?質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能有密切關(guān)系。（三）共價(jià)修飾對(duì)蛋?質(zhì)?級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)?共價(jià)修飾，也可改變其功能。如在激素調(diào)節(jié)過程中，常發(fā)?可逆磷酸化，以改變酶的活性。（四）?級(jí)結(jié)構(gòu)的斷裂?級(jí)結(jié)構(gòu)的斷裂可引起蛋?質(zhì)活性的巨?變化。如酶原的激活和凝?過程等。三、蛋?質(zhì)的變構(gòu)現(xiàn)象－?級(jí)結(jié)構(gòu)變化對(duì)功能的影響有些?分?物質(zhì)（配基）可專?地與蛋?質(zhì)可逆結(jié)合，使蛋?質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)?變化，這種現(xiàn)象稱為變構(gòu)現(xiàn)象。變構(gòu)現(xiàn)象與

蛋?質(zhì)的?理功能有密切聯(lián)系。如?紅蛋?在運(yùn)輸氧?時(shí)，就有變構(gòu)現(xiàn)象發(fā)?。第六節(jié)蛋?質(zhì)的性質(zhì)?、蛋?質(zhì)的酸堿性(290)蛋?質(zhì)是兩性電解質(zhì)，分?中的可解離基團(tuán)主要是側(cè)鏈基團(tuán)，也包括末端氨基和羧基。蛋?質(zhì)也有等電點(diǎn)，即所帶凈電荷為零的pH值。蛋?質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)凈電荷為零，因此沒有同種電荷的排斥，所以不穩(wěn)定，溶解度最?，易聚集沉淀。同時(shí)其粘度、滲透性、膨脹性以及導(dǎo)電能?均為最?。各種蛋?的等電點(diǎn)不同，在同?pH時(shí)所帶電荷不同，在?電場(chǎng)作?下移動(dòng)的?向和速度也不同，所以可?電泳來分離提純蛋?質(zhì)。?、蛋?質(zhì)的膠體性質(zhì)(299)蛋?質(zhì)是?分?，在?溶液中的顆粒直徑在1－100之間，是?種分?膠體。利?半透膜如玻璃紙、?膠棉、??紙等可分離純化蛋?質(zhì)，稱為透析。蛋?質(zhì)的?溶液是親?的膠體溶液。穩(wěn)定因素是?化層與雙電層。三、蛋?質(zhì)的沉淀反應(yīng)—破壞?膜和電荷((300)1、可逆的沉淀作?：鹽析與鹽溶2、不可逆的沉淀作?：有機(jī)溶劑、重?屬、?物堿試劑四、蛋?質(zhì)的變性(denaturation)(233)1.定義：天然蛋?因受物理或化學(xué)因素影響，?級(jí)結(jié)構(gòu)遭到破壞，致使其理化性質(zhì)和?物功能發(fā)?改變，但并不導(dǎo)致?級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，這種現(xiàn)象稱為變性。變性因素：如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重?屬鹽、尿素、胍、去污劑、三氯?酸、有機(jī)溶劑、?溫、射線、超聲波、劇烈振蕩或攪拌等。2.表現(xiàn)：?物學(xué)活性喪失分?性質(zhì)也改變，如粘度升?，溶解度降低，結(jié)晶能?喪失，旋光度和紅外、紫外光譜均發(fā)?變化。同時(shí)包埋在分?內(nèi)部的可反應(yīng)基團(tuán)暴露出來，反應(yīng)性增加。蛋?質(zhì)變性后失去?物活性，抗原性也發(fā)?改變。原因主要是?級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。氫鍵等次級(jí)鍵被破壞，肽鏈松散，變?yōu)?規(guī)卷曲。2.復(fù)性：某些變性的蛋?質(zhì)在?定的條件下能夠恢復(fù)原來的空間構(gòu)象，其?物學(xué)活性也恢復(fù)的過程。4．變性的防?和利?研究蛋?質(zhì)的變性，可采取某些措施防?變性，如添加明膠、樹膠、酶的底物和抑制劑、輔基、?屬離?、鹽類、緩沖液、糖類等，可抑制變性作?。變性現(xiàn)象也可加以利?，如?酒精消毒，就是利??醇的變性作?來殺菌。在提純蛋?時(shí)，可?變性劑除去?些易變性的雜蛋?。?業(yè)上將??蛋?變性，使它成為纖維狀，就是?造?。五、蛋?質(zhì)的顏?反應(yīng)蛋?質(zhì)中的?些基團(tuán)能與某些試劑反應(yīng)，?成有?物質(zhì)，可作為測(cè)定根據(jù)。常?反應(yīng)如下：1.雙縮脲反應(yīng)雙縮脲是有兩分?尿素縮合?成的化合物。將尿素加熱到180℃，則兩分?尿素縮合，放出?分?氨。雙縮脲在堿性溶液中能與硫酸銅反應(yīng)?成紅紫?絡(luò)合物，稱為雙縮脲反應(yīng)。蛋?質(zhì)中的肽鍵與之類似，也能起雙縮脲反應(yīng)，形成紅紫?絡(luò)合物。此反應(yīng)可?于定性鑒定，也可在540nm??，定量測(cè)定蛋?含量。2.黃?反應(yīng)含有芳?族氨基酸特別是酪氨酸和?氨酸的蛋?質(zhì)在溶液中遇到硝酸后，先產(chǎn)???沉淀，加熱則變黃，再加堿顏?加深為橙黃?。這是因?yàn)楸江h(huán)被硝化，產(chǎn)?硝基苯衍?物。?膚、?發(fā)、指甲遇濃硝酸都會(huì)變黃。

六．蛋?質(zhì)的分?量測(cè)定(291)（?）根據(jù)化學(xué)組成測(cè)定最低分?量?化學(xué)分析?法測(cè)出蛋?質(zhì)中某?微量元素的含量，并假設(shè)分?中只有?個(gè)這種元素的原?，就可以計(jì)算出蛋?質(zhì)的最低分?量。例如，肌紅蛋?含鐵0.335%，其最低分?量可依下式計(jì)算：最低分?量＝鐵的原?量÷鐵的百分含量×100計(jì)算結(jié)果為16700，與其他?法測(cè)定結(jié)果極為接近，可見肌紅蛋?中只含?個(gè)鐵原?。真實(shí)分?量是最低原?量的n倍，n是蛋?質(zhì)中鐵原?的數(shù)?，肌紅蛋?n＝1。?紅蛋?鐵含量也是0.335%，最低分?量也是16700，因?yàn)楹?個(gè)鐵原?，所以n＝4，因此其真實(shí)分?量為66800。最低分?量只有與其他?法配合才能確定真實(shí)分?量。（?）滲透壓法（三）沉降分析法（四）分?排阻層析法（五）SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳(298)【思考題與作業(yè)題】1．?dāng)⑹鰧W(xué)習(xí)?物化學(xué)的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。2．論述蛋?質(zhì)是?命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。3．論述蛋?質(zhì)分?中順序、結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。4．結(jié)合蛋?質(zhì)的理化性質(zhì)，列舉蛋?質(zhì)在?產(chǎn)、?活、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)?。第?章核酸化學(xué)（6學(xué)時(shí)）【基本要求】1.掌握核酸的分類分布、組成成分以及各組分間的連接?式。2.掌握DNA雙螺旋模型的要點(diǎn)和tRNA?級(jí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。3.掌握核酸的性質(zhì)(?般性質(zhì)、DNA熱變性、復(fù)性),【內(nèi)容提要與學(xué)時(shí)分配】1．核酸的發(fā)現(xiàn)和研究進(jìn)展概況（0.5）2.核酸的分類、分布和?物學(xué)意義（0.5）3．核酸的化學(xué)組成（1）4．DNA的分?結(jié)構(gòu)（1）5．RNA的結(jié)構(gòu)與功能（1）6．核酸的理化性質(zhì)（1）7．核酸的分?雜交、序列測(cè)定基本原理（0.5）8．基因與基因組（第?節(jié)概述0.5）?、核酸分?的發(fā)現(xiàn)(Discoveryofnucleicacid)-（470）早在1868年，瑞?醫(yī)?F.Miescher在病?傷?繃帶的膿細(xì)胞的細(xì)胞核?分離出來的，稱為“核素”，即脫氧核糖核蛋?。后來在1889年，R.Altmam由酵母和動(dòng)物的胸腺組織?制備了不含蛋?質(zhì)的核酸，并命名。Miescher被認(rèn)為是細(xì)胞核化學(xué)的創(chuàng)始?和DNA的發(fā)現(xiàn)者。?、核酸的分類與分布(classificationanddistrubitionofnucleicacid)-（473）核酸分為DNA和RNA兩類，DNA主要集中在細(xì)胞核中，線粒體和葉綠體中也有少量DNA。原核細(xì)胞DNA分布在類核區(qū)域，質(zhì)粒?也有分布。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。對(duì)病毒來說，或只含DNA，或只含RNA。因此可將病毒分為DNA病毒和RNA病毒。核酸可分為單鏈（singlestrand，ss）和雙鏈（doublestrand，ds）。DNA?般為雙鏈，作為信息分?；RNA?般為

單鏈。RNA按功能分為三類：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)和核糖體RNA(rRNA)。此外還有snRNA和hnRNA。前者與RNA的加?有關(guān)，后者是mRNA的前體。三、核酸的功能(Thefunctionofnucleicacid)-（475）DNA是主要的遺傳物質(zhì).RNA參與蛋?質(zhì)的?物合成.即裝配與催化；轉(zhuǎn)換器并攜帶氨基酸；信使的功能。RNA功能的多樣性：控制蛋?質(zhì)的合成；RNA轉(zhuǎn)錄后加?與修飾；基因表達(dá)與細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)；?物催化及其他細(xì)胞持家功能；遺傳信息的加?與進(jìn)化。核?是基因表達(dá)的信息加?和調(diào)節(jié)，即遺傳信息的表達(dá)和調(diào)控。第?節(jié)核苷酸?、核苷酸的結(jié)構(gòu)(structureofnucleotide)（478）核苷酸可分解成核苷和磷酸，核苷?可分解為堿基和戊糖。戊糖有兩種，D-核糖和D-2-脫氧核糖。因此核酸可分為兩類：DNA和RNA。（?）堿基（base）核酸中的堿基分為兩類：嘌呤和嘧啶。1.嘧啶堿（pyrimidine,py）是嘧啶的衍?物，共有三種：胞嘧啶(cytosine,Cyt)、尿嘧啶(uracil,Ura)和胸腺嘧啶(thymine,Thy)。其中尿嘧啶只存在于RNA中，胸腺嘧啶只存在于DNA中。胞嘧啶為兩類核酸所共有。2.嘌呤堿(purine,pu)由嘌呤衍??來，常見的有兩種：腺嘌呤(adenine,Ade)和鳥嘌呤(guanine,Gua)。?然界中還有黃嘌呤、次黃嘌呤、尿酸、茶葉堿、可可堿和咖啡堿。Ade：6-氨基嘌呤；Gua：2-氨基-6-氧嘌呤Cyt：2-氧-4-氨基嘧啶；Ura：24-?氧嘧啶；Thy：5-甲基-24-?氧嘧啶3.稀有堿基(rarebases)除以上五種基本的堿基以外，核酸中還有?些含量極少的稀有堿基，其中?多數(shù)是甲基化堿基。甲基化發(fā)?在核酸合成以后，對(duì)核酸的?物學(xué)功能具有重要意義。核酸中甲基化堿基含量?般不超過5％，但tRNA中可?達(dá)10％。（?）核苷（nucleoside）核苷是戊糖(pentose)與堿基縮合?成的。糖的第?位碳原?與嘧啶的第?位氮原?或嘌呤的第九位氮原?以糖苷鍵相連，?般稱為N-糖苷鍵。稀有核苷：由稀有堿基或甲基化的糖環(huán)形成的，以及堿基與戊糖之間以?正常N-C鍵相連?形成的。如在tRNA中含有少量假尿嘧啶核苷（?Ψ表?），它的核糖與嘧啶環(huán)的C5相連。（三）核苷酸(nucleotide)核苷中的戊糖羥基被磷酸酯化，就形成核苷酸。核糖核苷的糖環(huán)上有三個(gè)羥基，可形成三種核苷酸：2’、3’和5’-核糖核苷酸。脫氧核糖只有3’和5’兩種。?物體內(nèi)游離存在的多是5’核苷酸。（四）多磷酸核苷酸(poly-phosphatenucleotide)細(xì)胞內(nèi)有?些游離的多磷酸核苷酸，它們具有重要的?理功能。5’-NDP是核苷的焦磷酸酯，5’-NTP是核苷的三磷酸酯。//最常見的是5’-ADP和5’-ATP。ATP上的磷酸殘基由近向遠(yuǎn)以αβγ編號(hào)。外側(cè)兩個(gè)磷酸酯鍵?解時(shí)可釋放出7.3千卡能量，?普通磷酸酯鍵只有2千卡，所以被稱為?能磷酸鍵（～P）。因此ATP在細(xì)胞能量代謝中起極其重要的作?，許多化學(xué)反應(yīng)需要由ATP提供能量。鳥嘌呤核苷四磷酸酯和五磷酸酯在代謝調(diào)控中起作?，在?腸桿菌中，它們參與rRNA合成的控制。（五）環(huán)化核苷酸(cyclednucleotide)磷酸同時(shí)與核苷上兩個(gè)羥基形成酯鍵，就形成環(huán)化核苷酸。最常見的是3',5'-環(huán)化腺苷酸(cAMP)和cGMP。它們是激素作?的第?信使，起信號(hào)傳遞作??？杀涣姿?酯酶催化?解，?成相應(yīng)的5'-核苷酸。?、有關(guān)縮寫符號(hào)(Ralatedsymbol)堿基?三字母符號(hào)表?，核苷??寫單字母符號(hào)表?，前?加d表?脫氧核苷。戊糖的原??帶’的數(shù)字編號(hào)，堿基?不帶’的數(shù)字編號(hào)。稀有核苷（修飾核苷）也?單字母符號(hào)表?，如D表??氫尿嘧啶核苷，T表?胸苷。如果堿基上有修飾基團(tuán)，就在表?核苷的?寫字母前加上代表修飾基團(tuán)的?寫字母，在這個(gè)?寫字母的右上?寫明修飾位置，右下?寫明修飾基團(tuán)的數(shù)量（如只有?個(gè)可省略）。如m2G表?2-N-甲基鳥苷，m2，2，73G表?N2,N2,7-三甲基鳥苷，S4U表?4-硫代尿苷。核糖上的修飾基團(tuán)寫在表?核苷的?寫字母右邊，如Cm表?2'-O-甲基胞苷。核苷酸可在核苷符號(hào)旁加?寫p表?，寫在左邊表?5'核苷酸，寫在右邊表?3'核苷酸。寫?個(gè)就表??個(gè)磷酸。3',5'-環(huán)化核苷酸可在前?加?寫c，2',3'-環(huán)化核苷酸可在核苷符號(hào)后加〉P，如U〉P表?2',3'-環(huán)化尿苷酸。三、核苷酸的功能(Thefunctionofnucleotide)1．作為核酸的單體。2．為需能反應(yīng)提供能量。UTP?于多糖合成，GTP?于蛋?質(zhì)合成，CTP?于脂類合成，ATP?于多種反應(yīng)。3。?于信號(hào)傳遞。如cAMP、cGMP是第?信使。4．參與構(gòu)成輔酶。如NAD、FAD、CoA等都含有AMP成分。5．參與代謝調(diào)控。如鳥苷四磷酸等可抑制核糖體RNA的合成。?如反義RNA。6．?品?業(yè)上?作添加劑。如5-肌苷酸和5-鳥苷酸有強(qiáng)烈助鮮的作?。味精中加?5%使鮮度提?30倍。第三節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)?、DNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)-（482）1.定義(concept)DNA是由成千上萬個(gè)脫氧核糖核苷酸聚合?成的沒有分?的長(zhǎng)鏈。它的?級(jí)結(jié)構(gòu)是指四種脫氧核糖核苷酸的組成及排列順序，即堿基序列。?物界物種的多樣性即寓于DNA分?四種核苷酸千變?nèi)f化的排列之中。//已完成測(cè)序的有E.coli、Yeast、線?、果蠅、擬南芥、??、?稻和?類。?類：3.2Gb，其中2.95Gb為常染?體，編碼蛋?質(zhì)的僅占基因組的1.1-1.4%；中國(guó)參與1%的計(jì)劃。2000年6?26?，美總統(tǒng)克林頓宣布完成。2.結(jié)構(gòu)(structure)在DNA分?中，前?個(gè)核苷酸的3’－羥基與后?個(gè)核苷酸的5’－磷酸結(jié)合，即相鄰核苷酸以3’，5’－磷酸?酯鍵連接構(gòu)成長(zhǎng)鏈。//鏈中磷酸與糖交替排列構(gòu)成主鏈?架，?代表其特性的堿基則是側(cè)鏈；主鏈親?，呈酸性；側(cè)鏈?zhǔn)?。//?向性：鏈的?端有?由的5’－磷酸基，稱為5’端；另?端有?由3’－羥基，稱為3’端。3.表?法書寫DNA時(shí)，按從5’向3’?向從左向右進(jìn)?，并在鏈端注明5’和3’，如5’pApGpCpTOH3’。也可省略中間的磷酸，寫成pAGCT。這是?字式縮寫。還有線條式縮寫，?豎線表?戊糖，1'在上，5'在下。

?、DNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)(doublehelixofDNA)-（485）（?）雙螺旋結(jié)構(gòu)建?的主要依據(jù)有：已知核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)和核苷酸鍵長(zhǎng)鍵?的數(shù)據(jù)。DNA堿基組成的規(guī)律1950年，Chargaff發(fā)現(xiàn)在任何DNA中，A=T，G=C。DNA纖維的X-射線衍射分析資料M.WilkinsR.Franklin兩周期，兩鏈。（?）B-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)(486)1.基本結(jié)構(gòu):DNA雙螺旋是由兩條反向平?的多核苷酸圍繞同?個(gè)中?軸右?盤旋?成,螺旋表?有?溝和?溝,?溝較深較寬;?溝較窄較淺,是各種酶和蛋?因?識(shí)別DNA的特征序列.//磷酸和戊糖位于螺旋的外側(cè),堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè),堿基平?與縱軸垂直,糖環(huán)平?與軸平?.2.基本數(shù)據(jù):每10對(duì)堿基上升?圈,螺距為3.4nm。雙螺旋直徑2nm.3.作??:在?平?向是配對(duì)堿基之間的氫鍵，A=T對(duì)形成兩個(gè)氫鍵，GC對(duì)形成三個(gè)氫鍵。//在垂直?向，是堿基對(duì)平?間的堆積?。堆積?是疏??與范德華?的共同體現(xiàn)。氫鍵與堆積?兩者本?都是?種協(xié)同性相互作?，兩者之間也有協(xié)同作?。還有離?鍵等.堿基堆積?是穩(wěn)定DNA雙螺旋的主要因素.4.修正以上模型是DNA的平均特征，由于堿基序列的影響，在局部會(huì)有所差異。如兩個(gè)核苷酸之間的夾?可以從28度到42度不等，互補(bǔ)配對(duì)的堿基之間有?定夾?，稱為螺旋槳狀扭曲。螺旋?圈含有10.4個(gè)堿基對(duì)，螺距為3.6。(三)雙螺旋結(jié)構(gòu)的重?意義闡明了基因結(jié)構(gòu)、信息、功能三者之間的關(guān)系，為分??物學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，給?命科學(xué)帶來深遠(yuǎn)的影響。（四）DNA的其他結(jié)構(gòu)(489)DNA纖維在92％的相對(duì)濕度下可形成B-DNA。DNA鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽在75％的相對(duì)濕度下可形成A型結(jié)構(gòu)，它也是右?螺旋，但堿基略有傾斜（19度），螺距和?架結(jié)構(gòu)也稍有不同，每匝11個(gè)堿基對(duì)，短粗，直徑為2.3nm。DNA還有左?螺旋，即Z-DNA。其?架呈鋸齒?向，在嘌呤與嘧啶交替排列的寡聚DNA中發(fā)現(xiàn)，也是反平?互補(bǔ)的雙螺旋，每匝12個(gè)堿基對(duì)，螺旋細(xì)長(zhǎng)，直徑為1.8nm。這說明DNA的堿基序列不僅儲(chǔ)存遺傳信息，也儲(chǔ)存了???級(jí)結(jié)構(gòu)的信息。Z-DNA作為特殊的結(jié)構(gòu)標(biāo)志，與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。三、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)（490）（?）超螺旋DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指雙螺旋的進(jìn)?步扭曲折疊形成的特定構(gòu)象。其基本形式是超螺旋，即螺旋的螺旋。絕?多數(shù)原核?物的DNA都是環(huán)狀雙螺旋分?，其三級(jí)結(jié)構(gòu)都是超螺旋。（?）?級(jí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化在細(xì)胞內(nèi)DNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)是變化的。通過多種蛋?因?和酶的作?，改變DNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，是?物功能的需要。DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組、修復(fù)，都伴隨著其?級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。（三）真核?物染?質(zhì)DNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)-（494）真核?物的染?質(zhì)細(xì)絲由核?體重復(fù)單位構(gòu)成串珠狀結(jié)構(gòu)。核?體由DNA和組蛋?組成。//組蛋?是富含精氨酸和賴氨酸的堿性蛋?，有H1、H2A、H2B、H3和H4共5種。后四種各2分?組成核?體的蛋?核?，約140bp雙螺旋DNA（核?DNA）在蛋?核?外繞?1.75圈，共同構(gòu)成核?體的核?顆粒。核?顆粒之間有約60bp的連接DNA。1分?組蛋?H1結(jié)合在連接DNA的進(jìn)出部位，將核?DNA固定在核?蛋?外圍。//核?體呈扁球形，?約6nm，直徑約11nm。由核?DNA與連接DNA構(gòu)成的核?體重復(fù)單位包括約200bp，長(zhǎng)度由68nm壓縮?11nm。/所以第?次超螺旋使直徑2nm的DNA雙螺旋變成直徑11nm的染?質(zhì)細(xì)絲，長(zhǎng)度壓縮6－7倍。//染?體細(xì)絲經(jīng)過再?次超螺旋，形成直徑30nm的染?體粗絲，長(zhǎng)度?壓縮6倍。//第三次超螺旋使粗絲盤繞成直徑400nm的單位纖維，長(zhǎng)度壓縮40倍。//最后由單位纖維折疊形成染?單體，長(zhǎng)度壓縮4－5倍。這樣，經(jīng)過4次超螺旋，DNA的長(zhǎng)度壓縮了近萬倍（8400倍）。即２nmDNA－11nm核?體－30nm纖絲（６）－150nm突環(huán)－300nm玫瑰花結(jié)（６）－700nm螺線管（每圈３０個(gè)花結(jié)）－1400nm染?體（每個(gè)含１０個(gè)螺線圈）．?般認(rèn)為DNA與蛋?質(zhì)的復(fù)合物屬于四級(jí)結(jié)構(gòu).第四節(jié)RNA的結(jié)構(gòu)?、RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（483）1.RNA與DNA結(jié)構(gòu)的?較糖組分不同:核糖與脫氧核糖;堿基不同:U代替了T.DNA為雙鏈螺旋;RNA為單鏈,堿基組成?固定的?例關(guān)系A(chǔ)不等于U,G也不等于C.RNA分?較?,但含量和種類多.某些RNA分?含有稀有堿基.2.RNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)是指四種核糖核苷酸的排列順序.?般以單鏈形式存在,可以回折，??互補(bǔ)配對(duì)，形成發(fā)夾或稱為莖環(huán)結(jié)構(gòu)。3.RNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)是含有短的不完全螺旋區(qū)的單鏈.?、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(transferRNA)-（496）（?）?級(jí)結(jié)構(gòu)a)分?較?,?般由74－93個(gè)核苷酸構(gòu)成，分?量在25kd上下，沉降系數(shù)4S。b)其功能是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，按照信使RNA的堿基序列合成蛋?質(zhì)。20種氨基酸都有專?的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，有的還有2種或多種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(同?受體)。原核?物有30－40種tRNA，真核?物有50－60種或更多。。c)tRNA是修飾成分最多的核酸。每個(gè)tRNA分?都有修飾成分，有的多達(dá)??個(gè)，占全部構(gòu)件的20％。//修飾成分包括修飾堿基和修飾核苷。在tRNA分?中，修飾堿基主要是甲基化堿基，修飾核苷主要是假尿嘧啶核苷。（?）tRNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)-三葉草型(cloverleafstructure)1）堿基配對(duì)部分構(gòu)成莖(stem),不配對(duì)的稱為環(huán)(loop),有四莖五環(huán).2）葉柄部為氨基酸接受區(qū),包括tRNA鏈的5’端與3’端,其3’末端都有不變的CCAOH結(jié)構(gòu),與氨基酸的COOH以酯鍵相連.3）對(duì)?為反密碼?區(qū),反密碼?環(huán)中央的三個(gè)堿基構(gòu)成反密碼?，與信使RNA的密碼?配對(duì)。4）左臂是?氫尿嘧啶環(huán)(DHUloop);右臂是TψC環(huán).有些tRNA在反密碼?莖與TψC莖之間有?個(gè)額外的、長(zhǎng)度不?的可變莖,可以作為tRNA分?的分類標(biāo)志。（三）tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)tRNA分?在?級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)?步扭曲形成確定的三級(jí)結(jié)構(gòu)。各種tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)都象?個(gè)倒置的L型。分?的右上端是氨基酸臂，下端是反密碼?。三、核糖體RNA(ribosomeRNA)-（497）?等動(dòng)物核糖體有4種rRNA成分：18s、28s、5.8s、5s，他們與80多種蛋?質(zhì)共同構(gòu)成真核?物的核糖體（80s）。//核糖體可分解為??兩個(gè)亞基，?亞基（40s）由18srRNA和33種蛋?構(gòu)成，?亞基由28s、5s、5.8srRNA和49種蛋?構(gòu)成。//原核?物核糖體（70s）由三種rRNA與50多種蛋?質(zhì)構(gòu)成，?亞基（50s）包括23s、5srRNA和34種蛋?，?亞基（30s）包括16srRNA和21種蛋?。多種rRNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)已經(jīng)測(cè)出。rRNA只含少量修飾成分，主要是甲基化核苷酸，包括m7G、m6G等修飾堿基和各種2’-O-甲

基修飾核苷。同種rRNA的?級(jí)結(jié)構(gòu)具有共同特點(diǎn)。四、信使RNA(messengerRNA)-（484）mRNA占細(xì)胞內(nèi)RNA總量的5%,是編碼氨基酸順序的模板，具有種類多、拷貝少、壽命短、修飾成分少的特點(diǎn)。mRNA的主體序列是編碼區(qū)，在其上游5’側(cè)和下游都有?編碼區(qū)。真核?物mRNA分?兩端還有5’帽?(capsequence)和3’尾部(polyAtail)結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞?般沒有尾，某些真核病毒有。帽?結(jié)構(gòu)的通式可寫為m7GpppN(m)pN(m).最簡(jiǎn)單的帽?結(jié)構(gòu)是掉轉(zhuǎn)?向的7－甲基鳥苷三磷酸，它與mRNA原來的5’端核苷酸借5’ppp5’連接形成m7GpppN。通常有三種類型:O型、Ⅰ型和Ⅱ型。即帽?結(jié)構(gòu)在后?的?個(gè)或兩個(gè)核苷酸還有2’-O-甲基修飾。//帽?結(jié)構(gòu)對(duì)穩(wěn)定mRNA及其翻譯具有重要意義，它將5’端封閉起來，可免遭核酸外切酶?解；還可作為蛋?合成系統(tǒng)的辨認(rèn)信號(hào)，被專?的蛋?因?識(shí)別，從?啟動(dòng)翻譯過程。第五節(jié)核酸的理化性質(zhì)?、?般性質(zhì)1)粘度(viscosity)與密度(density)?類?倍體DNA總量3.3×109bp，全長(zhǎng)可達(dá)1.75?，DNA分?平均長(zhǎng)度在4cm以上，?雙螺旋直徑只有2nm，因此，也DNA粘度極?，長(zhǎng)度與直徑之??達(dá)107。2)酸堿性:兩性偏酸3)溶解性:微溶于?,不溶于有機(jī)溶劑,常在?醇眾沉淀DNA.4)顏?反應(yīng):RNA與地?酚在濃HCL存在時(shí)?成綠?產(chǎn)物;DNA與?苯胺共熱產(chǎn)?藍(lán)?物質(zhì).?、紫外吸收(UVAbsorbing)-（507）嘌呤和嘧啶因其共軛體系?有較強(qiáng)的紫外吸收。核酸在260nm有紫外吸收峰，蛋?質(zhì)在280nm。利?紫外吸收可測(cè)定核酸的濃度和純度。?般測(cè)定OD260/OD280，DNA=1.8，RNA=2.0。三、核酸的?解-（502）1）酸堿?解：DNA嘌呤堿的糖苷鍵對(duì)酸最不穩(wěn)定RNA的磷酸酯鍵易被堿?解，?般微溶于0.3-1M的濃度，?DNA不溶。2）酶?解A、磷酸?酯酶（phosphdiesterase）：?特異型的蛇毒磷酸?酯酶：開始于3-端，?成5-核苷酸?脾磷酸?酯酶：開始于5-端，?成3-核苷酸B、核酸酶(nuclease)：特異性的按照底物專?性分：RNase和DNase按照作??式分：內(nèi)切酶和外切酶按照鍵斷裂的?式分：在3-OH與磷酸基之間斷裂的，產(chǎn)物是5-核?酸在5-OH與磷酸基之間斷裂的，產(chǎn)物是3-核?酸如RNaseⅠ（嘧啶核苷的3-磷酸）、RNaseT1（3-鳥苷酸）、RNaseT2（AP殘基）、DNaseⅠ（以5-磷酸為末端的寡核苷酸）、DNaseⅡ（以3-磷酸為末端的寡核苷酸）、限制性內(nèi)切酶：II型識(shí)別并切割特定的回?序列，?物體?來防?外源DNA的影響，在基因?程中?于DNA的切割，被稱為分??術(shù)?。

如EcoRI，E是屬名，co是種名，R是菌株名，I是發(fā)現(xiàn)次序。四、DNA的變性與復(fù)性(denaturationandrenaturation)-（508）1、概念：在?定條件下，核酸雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，雙鏈DNA變成單鏈DNA的現(xiàn)象稱為變性或熔化。變性不涉及共價(jià)鍵的斷裂。加熱引起的變性稱為熱變性；堿性條件（pH>11.3）下，DNA發(fā)?堿變性。2、變性因素：尿素、有機(jī)溶劑、純?、甚?脫鹽都可引起DNA變性。3、DNA變性后,粘度降低，密度和吸光度升?,活性部分或全部喪失。增?效應(yīng)：當(dāng)DNA從雙螺旋結(jié)構(gòu)變?yōu)?規(guī)則的單鏈線團(tuán)狀態(tài)時(shí),它在260nm的吸收值增加的現(xiàn)象.4、熔解溫度：通常將50%DNA分?變性時(shí)的溫度稱為熔點(diǎn)（Tm）。?般DNA在?理下的熔點(diǎn)在82-95度之間。也定義為雙螺旋結(jié)構(gòu)失去?半時(shí)的溫度，或紫外吸收值達(dá)到總增加值?半時(shí)的溫度；或發(fā)?熱變性的溫度區(qū)間的中點(diǎn)。熔點(diǎn)主要取決于(1)堿基組成，G-C對(duì)含量越?，熔點(diǎn)越?。?般G-C對(duì)含量40%時(shí)熔點(diǎn)是87度，每增加1%，熔點(diǎn)增加約0.4度。（G+C）%=（Tm-69.3）×2.44(2)離?強(qiáng)度，因?yàn)殡x?能與DNA結(jié)合，使其穩(wěn)定，所以離?強(qiáng)度越低，熔點(diǎn)越低，熔解范圍越窄。因此DNA應(yīng)保存在?鹽溶液中。//(3)純度,如果DNA不純，則變性溫度范圍也會(huì)擴(kuò)?。//（4）變性劑,甲酰胺可以使堿基對(duì)之間的氫鍵不穩(wěn)定，降低熔點(diǎn)。所以分??物實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常?甲酰胺使DNA變性，以避免?溫引起DNA斷裂。?醇、丙酮、尿素等也可促進(jìn)DNA變性。5、復(fù)性：除去變性因素后，互補(bǔ)的單鏈DNA?可以重新結(jié)合為雙鏈DNA，稱為復(fù)性(renaturation)或退?(annealing)。DNA復(fù)性由局部序列配對(duì)形成雙鏈核?的慢速成核反應(yīng)開始，然后經(jīng)過快速的所謂拉鏈反應(yīng)?完成。DNA的復(fù)性速度與其初始濃度C0及復(fù)雜度有關(guān)。當(dāng)溫度、離?強(qiáng)度等其他條件固定時(shí)，?半DNA復(fù)性時(shí)的C0t值只與其復(fù)雜度有關(guān)，可?來計(jì)算基因組的復(fù)雜度。五、核酸的分?雜交(hybridization)(510)變性后的單鏈DNA與具有同?性序列的DNA鏈或RNA分?結(jié)合形成雙鏈的DNA－DNA或DNA－RNA雜交分?的過程稱為雜交或分?雜交(hybridization)。分?雜交技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)?，對(duì)分??物學(xué)和?物?技術(shù)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作?。其中標(biāo)記的互補(bǔ)DNA或RNA稱為探針(probe)。它可以在實(shí)驗(yàn)室?化學(xué)合成?！舅伎碱}與作業(yè)題】1.?較DNA與RNA在組成、結(jié)構(gòu)和功能上的差異。2.計(jì)算題：?體內(nèi)所有的DNA的總長(zhǎng)度與地球和太陽之間的距離相?如何？（共1014個(gè)細(xì)胞，每個(gè)細(xì)胞中DNA為6.4×109堿基對(duì)，2.2×109公?）3.論述三種主要RNA在蛋?質(zhì)?物合成中的作?以及RNA的新功能。第三章酶化學(xué)（8學(xué)時(shí)）【基本要求】1.掌握酶的作?特點(diǎn)（?效性、專?性、敏感性和可調(diào)節(jié)性），掌握酶的命名與分類。2.掌握酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（活性中?與必需基團(tuán)），熟悉酶的作?機(jī)制。3.熟悉酶促反應(yīng)動(dòng)?學(xué)的內(nèi)容，掌握底物濃度和抑制劑對(duì)反應(yīng)速度的影響。4.掌握?些重要的酶類（變構(gòu)酶、同?酶、共價(jià)修飾酶和酶原）。【內(nèi)容提要與學(xué)時(shí)分配】1．酶的概念、研究簡(jiǎn)史與作?特點(diǎn)（1）2．酶的命名與分類（1）

3．酶的結(jié)構(gòu)與作?機(jī)制（2）4.酶促反應(yīng)的動(dòng)?學(xué)（2）5．酶的調(diào)節(jié)（1）6．酶活性測(cè)定與酶?程（1）第?節(jié)概述?、酶是?種?物催化劑，是有催化功能的蛋?質(zhì)。?、研究簡(jiǎn)史（319）三、酶催化作?的特性（320）1.催化效率?酶的催化效率可??般催化劑?106～1020倍。2.專?性強(qiáng):?種酶只作?于?種或?類化合物，以促進(jìn)?定的化學(xué)變化，?成?定的產(chǎn)物，這種現(xiàn)象稱為酶作?的特異性，也稱專?性。（332）各種酶的專?性不同，包括結(jié)構(gòu)專?性和?體專?性兩?類，結(jié)構(gòu)專?性?有絕對(duì)專?性和相對(duì)專?性之分。⑴絕對(duì)特異性：?種酶只能作?于?種化合物，以催化?種化學(xué)反應(yīng)，稱為絕對(duì)特異性，如琥珀酸脫氫酶。//⑵相對(duì)特異性：?種酶只能作?于?類化合物或?種化學(xué)鍵，催化?類化學(xué)反應(yīng)，稱為相對(duì)特異性，如脂肪酶。//⑶?體異構(gòu)特異性：?種酶只能作?于?種?體異構(gòu)體，或只能?成?種?體異構(gòu)體，稱為?體異構(gòu)特異性，如L-精氨酸酶。3.反應(yīng)條件溫和(溫和性)酶促反應(yīng)不需要?溫?壓及強(qiáng)酸強(qiáng)堿等劇烈條件，在常溫常壓下即可完成。4.酶的活性受多種因素調(diào)節(jié)（敏感性）如底物和產(chǎn)物的濃度、pH值以及各種激素的濃度都對(duì)酶活有較?影響。酶活的變化使酶能適應(yīng)?物體內(nèi)復(fù)雜多變的環(huán)境條件和多種多樣的?理需要。5.穩(wěn)定性差酶是蛋?質(zhì)，只能在常溫、常壓、近中性的條件下發(fā)揮作?。?溫、?壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重?屬鹽、超聲波、劇烈攪拌、甚?泡沫的表?張?等都有可能使酶變性失活。第?節(jié)酶的命名與分類?.命名（326）酶的命名法有兩種：習(xí)慣命名與系統(tǒng)命名。習(xí)慣命名以酶的底物和反應(yīng)類型命名，有時(shí)還加上酶的來源。習(xí)慣命名簡(jiǎn)單，常?，但缺乏系統(tǒng)性，不準(zhǔn)確。//1961年國(guó)際酶學(xué)會(huì)議提出了酶的系統(tǒng)命名法。規(guī)定應(yīng)標(biāo)明酶的底物及反應(yīng)類型，兩個(gè)底物間?冒號(hào)隔開，?可省略。如?醇脫氫酶的系統(tǒng)命名是：醇：NAD+氧化還原酶。?.分類1.按照催化反應(yīng)的類型，國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)將酶分為六?類（329）（1）氧化還原酶催化氧化還原反應(yīng)，如葡萄糖氧化酶，各種脫氫酶等。是已發(fā)現(xiàn)的量最?的?類酶，其氧化、產(chǎn)能、解毒功能，在?產(chǎn)中的應(yīng)?僅次于?解酶。（2）移換酶類催化功能基團(tuán)的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，如各種轉(zhuǎn)氨酶和激酶分別催化轉(zhuǎn)移氨基和磷酸基的反應(yīng)。移換酶也叫轉(zhuǎn)移酶，（3）?解酶類催化底物的?解反應(yīng)，如蛋?酶、脂肪酶等。起降解作?，多位于胞外或溶酶體中。有些蛋?酶也稱為激酶。（4）裂合酶類催化從底物上移去?個(gè)?分??留下雙鍵的反應(yīng)或其逆反應(yīng)。包括醛縮酶、?化酶、脫羧酶等。共7個(gè)亞類。（5）異構(gòu)酶類催化同分異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化。包括消旋酶、異構(gòu)酶、變位酶等。共6個(gè)亞類。（6）合成酶類催化由兩種物質(zhì)合成?種物質(zhì)，必須與ATP分解相偶聯(lián)。也叫連接酶，如DNA連接酶。2.按照酶的結(jié)構(gòu)分為單體酶、寡聚酶、多酶體系和多酶融合體（325）

由?條肽鏈構(gòu)成的酶稱為單體酶，由多條肽鏈以?共價(jià)鍵結(jié)合?成的酶稱為寡聚酶，屬于寡聚蛋?。有時(shí)在?物體內(nèi)?些功能相關(guān)的酶被組織起來，構(gòu)成多酶體系，依次催化有關(guān)的反應(yīng)。構(gòu)成多酶體系是代謝的需要，可以降低底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散限制，提?總反應(yīng)的速度和效率。有時(shí)?條肽鏈上有多種酶活性，稱為多酶融合體。如糖原分解中的脫?酶在?條肽鏈上有淀粉-1，6-葡萄糖苷酶和4-α-D-葡聚糖轉(zhuǎn)移酶活性.3按照其化學(xué)組成，可分為單純酶和結(jié)合酶（全酶）兩類（324）有些酶完全由蛋?質(zhì)構(gòu)成，屬于簡(jiǎn)單蛋?，稱單純酶.如脲酶、蛋?酶等；有些酶除蛋?質(zhì)組分外，還含有?蛋?成分，屬于結(jié)合蛋?,稱結(jié)合酶。其中的?蛋?成分稱為輔因?(cofactor)，蛋?部分成為酶蛋?，復(fù)合物叫全酶,即全酶=酶蛋?+輔因?,酶蛋?部分主要與酶的底物特異性有關(guān)，輔助因?則與酶的催化活性有關(guān)。輔因??般起攜帶及轉(zhuǎn)移電?或功能基團(tuán)的作?，其中與酶蛋?疏松結(jié)合并與酶的催化活性有關(guān)