生物化學(xué)54537

1、生物化學(xué) 序言（1學(xué)時）主要內(nèi)容：了解生物化學(xué)這門課的特點，生物化學(xué)的研究對象，發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展方向，認(rèn)識生物化學(xué)在現(xiàn)代生物學(xué)中的重要作用。1.生物化學(xué)的特點<1>.內(nèi)容分布：生物化學(xué)這門課，從教材上看，通常都分為上下兩集，我們所用的這本教材是生物化學(xué)簡明教程，不分上下集，但從內(nèi)容上看上部分主要談的是生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、功能，很少涉及它們的變化，這些生物分子包括蛋白質(zhì)、核酸、糖、脂、酶、維生素和輔酶等，叫做靜態(tài)生化，以DNA結(jié)構(gòu)為例。而從第七章開始則講的是這些生物分子的來龍去脈，即合成與分解，叫動態(tài)生化，以DNA的復(fù)制為例。<2>.特點：概念性描述性的內(nèi)容居多，很少有推

2、導(dǎo)性或計算性的內(nèi)容，因此，它不同于理科而更近似于文科，記憶的東西多，巧妙記憶成為學(xué)好生化的一個重要方法。<3> 生物化學(xué)是一門發(fā)展的學(xué)科，并且發(fā)展速度越來越快。二.生化課的重要性1.國際形勢<1>.美國的著名大學(xué)（哈佛、麻省、斯坦佛、普林斯頓等）文理皆必修生化。<2>.人體基因工程計劃：上個世紀(jì)的三個計劃：曼哈頓、阿波羅、人體基因工程：人類23對染色體（23對DNA分子）測序，幾十萬個基因，大腸桿菌8000個基因，基因改造（治?。?，WATSON和CRICK開玩笑，女兒賽過愛因斯坦和瑪麗蓮夢露，兒子聰明高飛低潛力大無窮的超人。<3>.諾貝爾獎金（9

3、0多萬美元，最高榮譽）的分布：化學(xué)，醫(yī)學(xué)生理學(xué)領(lǐng)域不說獨占鰲頭也是多搶多占，如蛋白質(zhì)的螺旋和折迭（化學(xué)）、G蛋白、第二信使學(xué)說的三代科學(xué)家三次獲獎，光合作用機制，更不要說核酸領(lǐng)域了（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制等中心法則中的內(nèi)容）2.國內(nèi)形勢有悲有喜，悲者，生物學(xué)越來越不受中學(xué)重視（高考的變遷30-50-70-0），在1994年廣州中山大學(xué)召開的生物科學(xué)前沿研討會上，北大教授、中科院院士瞿中和（電鏡DNA照片）說得非常尖銳：取消生物考試，瞧不起人類本身，搞不好農(nóng)業(yè)、計劃生育、環(huán)保，是將我國教育事業(yè)引向歧途。在我國，生物化學(xué)還是一門非常專業(yè)的學(xué)科未能得到普及，雖然，生化專業(yè)一直都是個重點大學(xué)的

4、熱門，但那是為了好出國（我的同學(xué)），另外，我國的生化工業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于日本和歐美列強，給畢業(yè)生就業(yè)帶來了困難。喜者是許多有識之士已經(jīng)看到了生化的光輝前景，紛紛搶灘這塊寶地，生化工業(yè)也在艱難的條件下起步并有蓬勃發(fā)展之勢，以我們身邊的人物為例，歐陽老師和我們的專業(yè)發(fā)展。三.生物化學(xué)的任務(wù)及其發(fā)展1.生物化學(xué)的定義和歷史生物化學(xué)是利用化學(xué)的理論和方法研究生物的一門科學(xué)。它不僅研究生物的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、作用和變化（物質(zhì)代謝），還要研究能量的變化（能量代謝），乃至信息變化。2.生物化學(xué)的任務(wù)：生物化學(xué)是研究生命的化學(xué)問題，研究組成生物體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其功能、生命物質(zhì)的合成與分解代謝及其中的能量代謝、信號

5、物質(zhì)的信號傳導(dǎo)、生命遺傳物質(zhì)的遺傳及變異和表達(dá)調(diào)控、以及疾病發(fā)生和治療相關(guān)的生物化學(xué)問題等。學(xué)科研究領(lǐng)域廣泛，研究的最大特點是學(xué)科的前沿性及極強的交叉性，并能為相關(guān)學(xué)科的研究提供必需的生物化學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代醫(yī)藥生物技術(shù)及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)等不可或缺的支撐學(xué)科。總結(jié)7條<1>.生物大分子及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能<2>蛋白質(zhì)是怎樣工作的<3>.遺傳信息是怎樣表達(dá)和傳遞的<4>.生物大分子如何被合成<5>.細(xì)胞內(nèi)成千上萬個生化反應(yīng)如何協(xié)調(diào)<6>.細(xì)胞生長與分化的機制<7>.生命的起源3.生物化學(xué)的現(xiàn)狀及其發(fā)展<1>

6、.現(xiàn)狀<2>.發(fā)展方向四.參考書1.生物化學(xué)沈同，全面，繁多，不易懂，有錯處。4.生物化學(xué)系列叢書上海生化所，專題，擴展知識面。5.Nature英國，月刊，國際最高學(xué)術(shù)刊物，每期都有生化內(nèi)容。6.Science美國，月刊，國際最高學(xué)術(shù)刊物，每期都有生化內(nèi)容。7.Cell美國，月刊，國際著名學(xué)術(shù)刊物，每期都有生化內(nèi)容。8.Biochemistry美國，月刊，國際著名學(xué)術(shù)刊物. 蛋白質(zhì)的化學(xué)（8學(xué)時）第一章：蛋白質(zhì)化學(xué)（8學(xué)時）了解蛋白質(zhì)和氨基酸的分類，掌握蛋白質(zhì)和氨基酸的結(jié)構(gòu)、主要理化性質(zhì)，掌握蛋白質(zhì)和氨基酸的組成成分。重點：（1）蛋白質(zhì)和氨基酸的結(jié)構(gòu)、主要理化性質(zhì)。（2）蛋白質(zhì)和氨

7、基酸的組成成分和分類。難點：（1）蛋白質(zhì)的一級、二級、三級、四級結(jié)構(gòu)利用模型和掛圖進(jìn)行講授。（2）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系講課內(nèi)容一.蛋白質(zhì)是生命的表征，哪里有生命活動哪里就有蛋白質(zhì) 1.酶：作為酶的化學(xué)本質(zhì)，溫和、快速、專一，任何生命活動之必須，酶的另一化學(xué)本質(zhì)是RNA，不過它比蛋白質(zhì)差遠(yuǎn)了，種類、速度、數(shù)量。 2.免疫系統(tǒng)：防御系統(tǒng)，抗原（進(jìn)入“體內(nèi)”的生物大分子和有機體），發(fā)炎。 細(xì)胞免疫：T細(xì)胞本身，分化，膿細(xì)胞。 體液免疫：B細(xì)胞，釋放抗體，導(dǎo)彈，免疫球蛋白（Ig）。 3.肌肉：肌肉的伸張和收縮靠的是肌動蛋白和肌球蛋白互動的結(jié)果，體育生化。 4.運輸和儲存氧氣：Hb和Mb。 5.激素：

8、含氮類激素，固醇類激素。 6.基因表達(dá)調(diào)節(jié)：操縱子學(xué)說，阻遏蛋白。 7.生長因子：EGF（表皮生長因子），NGF（神經(jīng)生長因子），促使細(xì)胞分裂。 8.信息接收：激素的受體，糖蛋白，G蛋白。 9.結(jié)構(gòu)成分：膠原蛋白（肌腱、筋），角蛋白（頭發(fā)、指甲），膜蛋白等。生物體就是蛋白質(zhì)堆積而成，人的長相也是由蛋白質(zhì)決定的。 10.精神、意識方面：記憶、痛苦、感情靠的是蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化，蛋白質(zhì)的構(gòu)象分類是目前熱門課題。 11.蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？只有不確切的少量證據(jù)。如庫魯病毒，怕蛋白酶而不怕核酸酶。 二.構(gòu)成蛋白質(zhì)的元素 1.     共有的元素有C、H、O、N， 其

9、次S、稀有P等 2.     其中N元素的含量很穩(wěn)定，16，因此，測N量就能算出蛋白質(zhì)的量(克氏定氮法)。 三.結(jié)構(gòu)層次 1.     一級結(jié)構(gòu)：AA順序 2.     二級結(jié)構(gòu)：主干的空間走向 3.     三級結(jié)構(gòu)：肽鏈在空間的折疊和卷曲形成的形狀，所有原子在空間的排布。 4.     四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈之間的作用。   §1.氨基酸 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位、水解產(chǎn)物 一.氨基酸

10、的結(jié)構(gòu)通式： -碳原子，-羧基，-氨基氨基酸的構(gòu)型：自然選擇L型， D型氨基酸沒有營養(yǎng)價值，僅存在于纈氨霉素、短桿菌肽等極少數(shù)寡肽之中，沒有在蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)。二.氨基酸的表示法生物體中有20種基本氨基酸（合成蛋白質(zhì)的原料），還有其它非基本氨基酸，20種基本氨基酸的表示方法有下列幾種：1.       中文名：X（X）氨酸，如甘氨酸、半胱氨酸。20種要會背。2.       英文名：3字名，如Gly、Cys等，20種要會背。3.    &#

11、160;  按順序演示，記憶技巧。AlaArgAspAsnCysGluGlnGlyHisIle丙精天天冬酰氨半谷谷氨酰氨甘組異亮LeuLysMetPheProSerThrTrpTyrVal亮賴甲硫苯丙脯絲蘇色酪纈  三.氨基酸的具體結(jié)構(gòu)：20種全部記住，僅注意R。講解順序：甘Gly（最特殊，唯一無旋光性）、丙Ala（顧名思義）、苯丙Phe（顧名思義）。酪Tyr（有-苯酚基）、半胱Cys（-巰基）、絲Ser（-羥基）、蘇Thr（-羥基）、天冬Asp（酸性氨基酸，-羧基）、天冬酰氨Asn（-酰氨）、色Trp（-吲哚基）、組His（-咪唑基）。谷Glu（酸性氨基酸，-羧基）、谷氨

12、酰氨Gln（-酰氨）、甲硫Met（-甲硫基）。金Arg（-胍基）。賴Lys（堿性氨基酸，-氨基）。纈Val、亮Leu、異亮Ile：都是烷烴鏈。脯Pro（亞氨基）。  四.氨基酸的分類1.結(jié)構(gòu)上<1>脂肪族氨基酸：酸性氨基酸（2羧基1氨基：Glu、Asp），堿性氨基酸（2氨基1羧基：Arg、Lys），中性氨基酸（氨基羧基各一：很多）<2>芳香族氨基酸：含苯環(huán)：Phe、Tyr<3>雜環(huán)氨基酸： His（也是堿性氨基酸）、Pro、Trp2.R基的極性<1>極性氨基酸：親水氨基酸：溶解性較好，酸性氨基酸、堿性氨基酸、含巰基、羥基、酰胺基的氨基酸

13、，Glu、Asp、Arg、Lys、His、Cys、Ser、Thr、Tyr、Gln、Asn<2>非極性氨基酸：疏水氨基酸：溶解性較差，具有烷烴鏈、甲硫基、吲哚基等的氨基酸，Gly、Ala、Leu、Ile、Val、Pro、Met、Trp六.氨基酸的性質(zhì) 1.     物理性質(zhì) <1>紫外吸收：有共軛雙鍵的物質(zhì)都具有紫外吸收，在20種基本aa中，有4種是具有共軛雙鍵的，Trp、Tyr、Phe、His，其中His只有2個雙鍵共軛，紫外吸收比較弱，Trp、Tyr、Phe均有3個雙鍵共軛，紫外吸收較強，其中Trp的紫外吸收最厲害，是蛋白質(zhì)紫外

14、吸收特性的最大貢獻(xiàn)者，此3種氨基酸的紫外吸收特點如下： Aa（氨基酸） m（最大吸收波長：nM） E（消光系數(shù)：A/Mol/L） Phe 257 2*102 Tyr 275 1.4*103 Trp 280 5.6*103 <2>旋光性：僅Gly不具旋光性，其它19種都有，且自然選擇為L-型。 <3>溶解性：溶解于水，特別是稀酸稀堿溶液，不溶于乙醚、氯仿等有機溶劑。 <4>熔點：均大于200，也就是說氨基酸都是固態(tài)，而同等分子量的其它有機物則是液態(tài)，這說明了氨基酸與氨基酸之間的結(jié)合力很強，是離子鍵，即氨基酸是以離子狀態(tài)存在的，而不是以中性分子存在的。 

15、0; 2.化學(xué)性質(zhì) <1>解離和等電點： 氨基酸是個兩性電解質(zhì)，既可進(jìn)行酸解離也可進(jìn)行堿解離，這樣，氨基酸在水溶液中就可能帶電，+或-，以及呈電中性，到底是什么情況，完全由溶液的PH值來決定。等電點：如果調(diào)節(jié)溶液的PH值使得其中的氨基酸呈電中性，我們把這個PH值稱為氨基酸的等電點：PI。PI是氨基酸的重要常數(shù)之一，它的意義在于，物質(zhì)在PI處的溶解度最小，是分離純化物質(zhì)的重要手段。思考題：當(dāng)溶液的PH值>PI時，aa帶電為+/-？當(dāng)溶液的PH值<PI時，aa帶電為+/-？aa溶于蒸餾水中后，溶液的PH值變?yōu)?，此aa的PI>=<6?aa溶于蒸餾水中后，溶液的P

16、H值變?yōu)?，此aa的PI>=<8?<2>等電點的計算：對于所有的R基團(tuán)不解離的氨基酸而言（即解離只發(fā)生在-羧基和-氨基上），計算起來非常簡單：PI（PK1+PK2）/2若是碰到R基團(tuán)也解離的，氨基酸就有了多級解離，這個公式就不好用了，比如Lys、Glu、Cys等。AaCysAspGluLysHisArgPK-羧基1.712.692.192.181.822.19PK-氨基8.339.829.678.959.179.04PK-R-基團(tuán)10.78（-SH）3.86（-COOH）4.25（- COOH）10.53（-NH2）6（咪唑基）12.48（胍基）  在這種情況

17、下可以按下面的步驟來計算：<1>由PK值判斷解離順序，總是PK1< PK2< PK3< ，即誰的PK值小，誰就先解離。 <2>按照解離順序正確寫出解離方程式：簡式，注意解離基團(tuán)的正確寫法。<3>找出呈電中性的物質(zhì)，其左右PK值的平均值就是氨基酸的等電點：PI（PK左+PK右）/2以Lys為例：在黑板上用簡式演示<3>等電點的測定：等電聚焦法：這是一種特殊的電泳，其載體上鋪有連續(xù)的PH梯度的緩沖液，然后將氨基酸點樣，只要該處的PH與氨基酸的PI不同，則氨基酸就會帶電，PH值>PI時，aa帶-電；PH值<PI時，aa帶+

18、電。通電后，氨基酸就會移動，直到某處的PHPI，氨基酸才呈電中性，不再移動，因此，可以測出PI。<4>氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)基團(tuán)試劑主要產(chǎn)物應(yīng)用P-NH2茚三酮藍(lán)紫色化合物對氨基酸顯色63NH2茚三酮黃色物Pro的鑒定  -NH2DNFB二硝基氟苯Sanger試劑DNP-aa二硝基苯黃色物蛋白質(zhì)N端測定一級結(jié)構(gòu)分析標(biāo)準(zhǔn)圖譜6181-NH2PITC苯異硫氰酸酯Edman試劑PTC-aa在無水的酸中環(huán)化成PTH-aa蛋白質(zhì)N端測定一級結(jié)構(gòu)分析aa順序自動分析儀標(biāo)準(zhǔn)圖譜82-NH2甲醛羥甲基-aa和二羥甲基-aa甲醛滴定aa含量（封閉氨基）60  §2.肽

19、 一.肽與肽鍵 氨基酸的羧基與另一氨基酸氨基脫水縮合形成的化合物就是肽，其實就是一種酰胺化合物，其酰胺鍵就是肽鍵，它的特點是剛性平面、反式構(gòu)型。見補頁。肽中的氨基酸叫氨基酸殘基，幾個氨基酸殘基就叫幾肽。二.肽的種類寡肽：2-10，無構(gòu)象，谷胱甘肽是3肽多肽：10-50，介于之間，胰高血糖素是29肽蛋白質(zhì)：50以上，有特定的構(gòu)象，胰島素是51肽三.肽的表示法1.       N端、C端的概念：肽鏈的兩個端點，N端的氨基酸殘基的-氨基未參與肽鍵的形成，C端的氨基酸殘基的-羧基未參與肽鍵的形成。2.   

20、60;   寫法和讀法：規(guī)定書寫方法為N端C端，例如：Ala-Gly-Phe，讀作：丙氨酰甘氨酰苯丙氨酸。注意有時會看到一些奇怪的寫法，比如：NH2-Ala-Gly-Phe-COOH，或H-Ala-Gly-Phe-OH，均屬于畫蛇添足，但Ala-Gly-Phe- NH2則表示C端被酰胺化了。若有必要從C端N端寫，則必須標(biāo)明，如（C）Phe- Gly Ala（N）四肽的實例1.谷胱甘肽：注意Glu與Cys的連接（-，而不是正常的-），還原型GSH和氧化型GSSG，多種酶的激活劑，參與體內(nèi)多項代謝，主要作用是還原劑，消除體內(nèi)的自由基（過氧化物，抽煙，黑坳）。2.催產(chǎn)素和加壓素：

21、9肽或環(huán)8肽，都是腦垂體后葉激素,都有升血壓、抗利尿、刺激子宮收縮、排乳的作用，催產(chǎn)素促進(jìn)遺忘，加壓素增強記憶。3.短桿菌肽和纈氨霉素4.促甲狀腺素釋放因子：TRF，是個三肽，TRF促甲狀腺素甲狀腺素 5.胰高血糖素：29肽，存在，升高血糖，作用同腎上腺素。  §3.蛋白質(zhì) 一.種類和性質(zhì) 1.種類<1>組成上分：簡單蛋白：僅由aa構(gòu)成結(jié)合蛋白：簡單蛋白與其它生物分子的結(jié)合物，糖蛋白（共價）、脂蛋白（非共價）<2>形態(tài)上分：球蛋白：長/寬34，血紅蛋白纖維蛋白：長/寬>10，血纖蛋白、絲蛋白<3>功能上分：酶、抗體、運輸?shù)鞍?、激素?/p>

22、<4>理化性質(zhì)上分：HDL、VHDL、LDL、VLDL<5>構(gòu)象上分：國際上有蛋白質(zhì)構(gòu)象庫。2.性質(zhì)<1>紫外吸收：280nm，貢獻(xiàn)者是Trp、Tyr、Phe，最主要的是Trp，核酸的紫外吸收峰在260nm。<2>兩性解離：有PI，不能計算，只能測定（等電聚焦）。等電點沉淀法：PI處蛋白質(zhì)的溶解度最低。<3>膠體性質(zhì)：大分子，多于51個aa殘基，最小平均分子量為5000D；在水中能兩性解離故而帶電，又親水，所以是膠體，分散好。有電泳、布朗運動、丁達(dá)爾現(xiàn)象、不能通過半透膜等等典型的膠體性質(zhì)。<4>沉淀反應(yīng)：凡是能破壞水化膜以

23、及能中和電荷的物質(zhì)均可使蛋白質(zhì)沉淀等電點沉淀：PH值，中和電荷鹽析：高濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)沉淀，離子中和電荷，如(NH4)2SO4鹽溶：低濃度的鹽溶液使蛋白質(zhì)溶解，蛋清的溶解。有機溶劑沉淀：降低溶液的介電常數(shù)。<5>蛋白質(zhì)變性：蛋白質(zhì)在某些外界因素的影響下，理化性質(zhì)改變、生物活性喪失的現(xiàn)象。這些因素包括熱、酸、堿、有機劑等。蛋白質(zhì)變性理論：吳憲，1931年提出。蛋白質(zhì)的功能直接由蛋白質(zhì)的構(gòu)象來決定，某些外界因素改變了蛋白質(zhì)的獨特構(gòu)象，因而使生物活性喪失。但不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（即共價結(jié)構(gòu)）。蛋白質(zhì)的變性與水解是不同的。當(dāng)環(huán)境條件恢復(fù)時，蛋白質(zhì)的生物活性有可能也恢復(fù)，這就是蛋白質(zhì)的

24、復(fù)性。這一理論在實踐中有很重要的指導(dǎo)意義，能夠解釋酶為什么有最適的PH和最適的溫度。<6>蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)：可以用來定量定性測定蛋白質(zhì)雙縮脲反應(yīng)：紅色，m540nm黃色反應(yīng)：與HNO3的反應(yīng)，生成硝基苯，呈黃色。皮膚遇到HNO3的情況，白黃橙黃。米倫氏反應(yīng)：與HgNO3 或HgNO2的反應(yīng)，呈黃色，原理同上。與乙醛酸的反應(yīng)：紅色，Trp的吲哚基的特定反應(yīng)。坂口反應(yīng)：紅色，Arg的胍基的反應(yīng)。福林反應(yīng)：藍(lán)色，是Tyr的酚基與磷鉬酸和磷鎢酸的反應(yīng)。印三酮反應(yīng)：紫紅色Pauly反應(yīng)：櫻紅色，His的咪唑基。二.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)及其測定1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：1、2、超2、結(jié)構(gòu)域、3、42.

25、一級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)或平面結(jié)構(gòu)，核心內(nèi)容就是aa的排列順序，它的改變涉及到蛋白質(zhì)共價鍵的破壞和重建。一級結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)容包括：肽鏈的個數(shù)、aa的順序、二硫鍵的位置、非aa成分。3.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定間接法：通過測定蛋白質(zhì)之基因的核苷酸順序，用遺傳密碼來推斷aa的順序。這是因為核苷酸的測序比蛋白質(zhì)的測序工作要更方便、更準(zhǔn)確。直接法：用酶和特異性試劑直接作用于蛋白質(zhì)而測定出aa順序。<1>第一步：前期準(zhǔn)備分離純化蛋白質(zhì)：純度要達(dá)到97以上才能分析準(zhǔn)確。蛋白質(zhì)分子量的測定：滲透壓法、凝膠電泳法（聚丙烯酰胺、SDS）、凝膠過濾法、超離心法等aa組成的測定：氨基酸自動分析儀肽鏈拆分：

26、非共價鍵的如氫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力4種，可用尿素或鹽酸胍等有機溶液來拆分。共價鍵的僅二硫鍵1種，可用巰基乙醇、碘代乙酸、過甲酸來拆分。<2>第二步：肽鏈的端點測定N端測定：Sanger法，DNFBDNP-肽水解乙醚萃取層析鑒定 Edman法，PITCPTC-肽PTH-aa層析鑒定 C端測定：肼解法，P83，唯有C端aa與眾不同，酰肼化合物與游離aa，再通過Sanger法來鑒定。Asn、Gln、Cys、Arg將被肼破壞，不能分析。 羧肽酶法：配合動力學(xué)控制。羧肽酶A：Arg、Lys、Pro除外的氨基酸殘基羧肽酶B：僅Arg、Lys羧肽酶C：所有的氨基酸殘基<3>每

27、條肽鏈aa順序的測定：aa順序自動分析儀只能準(zhǔn)確測定50aa以下的肽鏈，而一般的蛋白質(zhì)都含有100以上的aa殘基，所以，事先要將蛋白質(zhì)打斷成多肽甚至寡肽，再上機分析，而且要2套以上，便于以后拼接。常用的工具酶和特異性試劑有：胰蛋白酶：僅作用于Arg、Lys的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。糜蛋白酶：僅作用于含苯環(huán)的氨基酸的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。 Trp、Tyr、PheCNBr：僅作用于Met的羧基與別的氨基酸的氨基之間形成的肽鍵。拼接：將2套多肽的aa順序?qū)φ掌唇?，舉例：15698735125698452315 698735 125 69845 23 1569 87351

28、2569 84523<4>第四步：二硫鍵位置的確定：包括鏈內(nèi)和鏈間二硫鍵的位置，用對角線電泳來測。在肽鏈未拆分的情況下用胃蛋白酶水解之，可以得到被二硫鍵連著的多肽產(chǎn)物。先進(jìn)行第一向電泳，將產(chǎn)物分開。再用過甲酸、碘代乙酸、巰基乙醇處理，將二硫鍵打斷。最后進(jìn)行第二向電泳，條件與第一向電泳完全相同。選取偏離對角線的樣品（多肽或寡肽），它們就是含二硫鍵的片段，上機測aa順序，根據(jù)已測出的蛋白質(zhì)的aa順序，把這些片段進(jìn)行定位，就能找到二硫鍵的位置。如下圖：4.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)測定的意義<1>分子進(jìn)化：將不同生物的同源蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，以人的為最高級，從而確定其它物種的進(jìn)化程

29、度，也可以制成進(jìn)化樹，由于這是由數(shù)據(jù)決定的，因此比形態(tài)上確定的進(jìn)化更加科學(xué)和精確。<2>證明了一個理論，即蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，最終決定蛋白質(zhì)的功能。<3>疾病的分子生物學(xué)：鐮刀型貧血癥的內(nèi)因是血紅蛋白的6Val，正常的血紅蛋白的6Glu 三.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 1.二級結(jié)構(gòu)概論 <1>二級結(jié)構(gòu)的定義：肽鏈主干在空間的走向。主干指的是肽平面與-C構(gòu)成的鏈子。<2>二級結(jié)構(gòu)的內(nèi)容：空間走向以及維持這種走向的力量：氫鍵和R基團(tuán)的影響（離子鍵、疏水鍵、空間障礙等）<3>二級結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述：角：肽平面繞N-C單鍵旋轉(zhuǎn)的角度 角：肽平面繞

30、C-C羧基單鍵旋轉(zhuǎn)的角度。至于+-方向的規(guī)定，0度角的規(guī)定太復(fù)雜，不作要求。這樣，一個肽平面的空間位置可以被2個二面角來確定，如果每個肽鏈的兩個二面角（,）都相同，則構(gòu)成了規(guī)則的空間走向，所以可以用（,）來描述肽鏈的二級結(jié)構(gòu)。2.二級結(jié)構(gòu)的常見類型Pauling的貢獻(xiàn)，X光衍射法是研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的最好技術(shù)，羊毛蛋白和蠶絲蛋白，單調(diào)一致，諾貝爾化學(xué)獎。<1>-右手螺旋 -螺旋即像彈簧一樣的螺旋，有右手與左手之分，自然選擇蛋白質(zhì)的-螺旋為右手螺旋。示范。 -右手螺旋的數(shù)據(jù)：每一圈含有3.6個aa殘基（或肽平面），見P96的b，每一圈高5.4Å，即每一個aa殘基上升1.5

31、97;，旋轉(zhuǎn)了100度，2個二面角（,）（-570，-480）。 維持-右手螺旋的力量是鏈內(nèi)氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O與相鄰一圈的在空間上鄰近的另一個肽平面的N-H之間，見P96b，它的方向平行于螺旋軸，因此，-右手螺旋的外觀是個筒狀的簾子，見P96c。每個氫鍵串起的長度為3.6個肽平面或3.6個aa殘基，被氫鍵串起來的這個環(huán)上含有13個原子，故-右手螺旋也被稱為3.613螺旋。 R基團(tuán)對-右手螺旋的影響：破壞者Pro，該處折斷，因為亞氨基不能形成氫鍵；不穩(wěn)定者酸性、堿性、太大、太?。篏lu、Asp、Arg、Lys、Gly、Ile。其它都是起穩(wěn)定作用的。 分布：毛發(fā)中的-角蛋白，例如頭發(fā)

32、中的-角蛋白。見沈同P155。<2>-折疊：肽鏈在空間的走向為鋸齒折疊狀，見P97。跟纖維素的相似。二面角（,）（-119，+113）。 維持-折疊的力量：鏈間的氫鍵，它產(chǎn)生于一個肽平面的C=O與相鄰肽鏈的在空間上鄰近的另一個肽平面的N-H之間，兩條肽鏈上的肽平面互相平行，形成片層結(jié)構(gòu)。 -折疊有平行式和反平行式兩種.平行式：兩條鏈的走向相同，N-C N-C反平行式：兩條鏈的走向相反，N-C C-N反平行式的-折疊比平行式的更穩(wěn)定一條肽鏈回折后就可形成兩條走向相反肽段，就可以形成反平行式的-折疊，-折疊不限于兩條肽鏈之間，多條肽鏈可以形成很寬的-折疊片層，片層與片層之間以范德華力相

33、互作用，形成厚厚的墊子。-右手螺旋與-折疊相比更具彈性，不易拉斷，-折疊易拉斷，-右手螺旋經(jīng)加熱后可變成-折疊，長度增加，毛衣越洗越長也是這種變化。<3>左手螺旋：存在于膠原蛋白中，aa殘基組成為（-Gly-Pro-Y-），Y為 HyPro或HyLys靠鏈間氫鍵和范德華力來維持。<4>U型回折：也叫-轉(zhuǎn)角，肽鏈在某處回折1800所形成的結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)包括的長度為4個aa殘基，其中的第三個為Gly，穩(wěn)定該結(jié)構(gòu)的力量是第一和第四個aa殘基之間形成的氫鍵。在黑板上演示。<5>310螺旋：是-右手螺旋的過渡形式，又廋又長，每個氫鍵串起的長度為3個肽平面或3.6個aa

34、殘基，被氫鍵串起來的這個環(huán)上含有10原子。 <6>無規(guī)卷曲：無固定的走向，但也不是任意變動的，它的2個二面角（,）有個變化范圍。從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性上看-右手螺旋>-折疊> U型回折>無規(guī)卷曲，而從功能上看正好相反，酶與蛋白質(zhì)的活性中心通常由無規(guī)卷曲充當(dāng)，-右手螺旋和-折疊一般只起支持作用。3.超二級結(jié)構(gòu)：空間相鄰的幾個2級結(jié)構(gòu)形成的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其類型有<1>左手超螺旋：3根-右手螺旋擰到一起形成一個左手超螺旋，如頭發(fā)中的角蛋白。 <2>右手超螺旋：3根左手螺旋擰到一起形成一個右手超螺旋，如膠原蛋白。<3>：相鄰的2根-右手螺旋擰到

35、一起形成一個左手超螺旋。 <4>×：一個連接鏈連著2個折疊，平行式，這個連接鏈可以很長。 <5>：3段折疊和2段螺旋相間形成。 <6>：以2段U-型回折連接著的3段折疊，反平行式。 4.結(jié)構(gòu)域：長肽鏈（多于150個aa），在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過多次折疊，在空間上形成一些半獨立的球狀結(jié)構(gòu)，叫結(jié)構(gòu)域，它是三級結(jié)構(gòu)的一部分，結(jié)構(gòu)域之間靠無規(guī)卷曲連接。也就是說將三級結(jié)構(gòu)拆開后首先看到的結(jié)構(gòu)。草圖顯示。四.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)1.三級結(jié)構(gòu)：即蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)、構(gòu)象，指其中所有原子的空間排布，是結(jié)構(gòu)域再經(jīng)過卷曲和折疊后形成的。如果蛋白質(zhì)是單條肽鏈，則三級

36、結(jié)構(gòu)就是它的最高級結(jié)構(gòu)，三級結(jié)構(gòu)由二硫鍵和次級鍵（氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力）維持。2.四級結(jié)構(gòu)：多條肽鏈通過非共價鍵（氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力）形成的聚合體的結(jié)構(gòu)就是四級結(jié)構(gòu)，注意，由二硫鍵連接的幾條肽鏈不具有四級結(jié)構(gòu)。每條肽鏈都有自己的三級結(jié)構(gòu)，稱為亞基或亞單位，一般情況下，具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)含有的肽鏈不會太多，故稱這類蛋白質(zhì)為寡聚蛋白，如寡聚酶等。五.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系<1>每一種蛋白質(zhì)都具有特定的結(jié)構(gòu)，也具有特定的功能。<2>蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能。<3>蛋白質(zhì)的功能直接由其高級結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）決定。例子，

37、蛋白質(zhì)的變性現(xiàn)象。<4>蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)（構(gòu)象），因此，最終決定了蛋白質(zhì)的功能。例子，人工合成胰島素，A、B鏈分別合成，等比例混合后就有活性。而生物合成胰島素則是先合成一條長肽鏈，形成正確的二硫鍵，而后再剪去中間的C肽才形成胰島素的。2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能實例<1>免疫球蛋白G：即抗體G，IgG（Immuno globe），由免疫細(xì)胞B分泌出的蛋白質(zhì)，可以特異的結(jié)合抗原并消滅之，這就是免疫反應(yīng)。IgG的一級結(jié)構(gòu)：四條肽鏈，2重2輕（L2H2），對稱排列，LHHL，有12條鏈內(nèi)二硫鍵，4條鏈間二硫鍵，見草圖。對其aa的分析發(fā)現(xiàn)，IgG分為V區(qū)（可變區(qū)）和C區(qū)（恒

38、定區(qū)）。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是折疊，由無規(guī)卷曲連接。 結(jié)構(gòu)域：有12個球體，每個均被二硫鍵鎖住。 三級結(jié)構(gòu)：T型和Y型，屬于球蛋白。 沒有四級結(jié)構(gòu)。 IgG的功能：V區(qū)負(fù)責(zé)結(jié)合抗原，像鉗子一樣夾住抗原，體現(xiàn)了IgG的特異性，2價。C區(qū)負(fù)責(zé)結(jié)合補體（一種酶，可以水解抗原），也是2價，結(jié)合部位在寡糖鏈處的鉸鏈區(qū)。IgG的動態(tài)作用過程用人體演示。<2>肌紅蛋白：Mb（Myoglobin），哺乳動物的肌肉中儲存氧氣的蛋白質(zhì)，水生的哺乳動物體內(nèi)尤為發(fā)達(dá)（如鯨魚），因此，它們可以憋氣很長時間，研究用Mb一般由鯨魚提供。一級結(jié)構(gòu)：單條肽鏈，153個aa，其中的83個aa為保守序列（即同源蛋白質(zhì)均相同

39、，是決定功能的最重要序列），含有一分子血紅素輔基，見P104，其中保持Fe2+，血紅素通過Fe2+以配位鍵吊在肽鏈的His的咪唑基上，示意。O2將結(jié)合在Fe2+上。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。 三級結(jié)構(gòu)：扁平的菱形，屬于球蛋白。 功能：儲存氧氣。其三級結(jié)構(gòu)在分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴允許O2進(jìn)入而拒絕水的進(jìn)入，保證了Fe2+結(jié)合O2而避免了Fe2+Fe3+。Mb結(jié)合氧氣的特征可以由氧合曲線來描述，為雙曲線形。其中的氧飽和度（飽和百分?jǐn)?shù)）為Mb O2/（Mb O2+ Mb），P O2為氧的分壓。從圖中可以看出，Mb傾向于結(jié)合氧氣而不愿意放出氧

40、氣，所以它的功能是儲存氧氣，只有在P O2極低的時候（體內(nèi)缺氧的時候）它才釋放出氧氣。另外，C O可以與O2競爭性的結(jié)合Mb。<3>血紅蛋白：Hb（Hemoglobin），在人體中有三種，HbA，HbA 2，HbF（僅存于胎兒中），三者的結(jié)構(gòu)和功能大同小異，此處以HbA為例。一級結(jié)構(gòu)：4條鏈，22。141，146，每條肽鏈都結(jié)合著一分子的血紅素，兩條鏈之間還夾著一分子DPG（二磷酸甘油酸），每條肽鏈都有保守序列。 二級結(jié)構(gòu)：4條鏈均同Mb, 幾乎全是-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲和結(jié)來連接。 三級結(jié)構(gòu)：4條鏈均同同Mb, 扁平的菱形，屬于球蛋白。 四級結(jié)構(gòu)：4個亞基占據(jù)著4面體的4個角

41、，鏈間以離子鍵結(jié)合，一條鏈與一條鏈形成二聚體，Hb可以看成是由2個二聚體組成的（）2，在二聚體內(nèi)結(jié)合緊密，在二聚體之間結(jié)合疏松。 功能：運輸氧氣，4價。其三級結(jié)構(gòu)在每個肽鏈的分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中，該空穴允許O2進(jìn)入而拒絕水的進(jìn)入，保證了Fe2+結(jié)合O2而避免了Fe2+Fe3+。其氧合曲線見P104，為S形曲線，只有在PO2很高的情況下（在肺部）Hb才結(jié)合氧氣，而PO2一降低（在外周血管中），它就釋放O2，而此時的Mb卻紋絲不動。就結(jié)合O2的能力而言，4價的Hb還不如1價的Mb。Hb的氧合曲線形狀與Mb不同是因為它有著Mb所不具有的一些特性，如：協(xié)同效應(yīng)：Hb分子中一條鏈

42、結(jié)合O2后，可以導(dǎo)致其構(gòu)象的變化，使其它幾條鏈結(jié)合O2的結(jié)合能力突然增強，表現(xiàn)出其氧合曲線為S形曲線。對Hb協(xié)同效應(yīng)的解釋為：在沒有結(jié)合氧氣時，Hb的四條鏈之間結(jié)合緊密，這種構(gòu)象稱為T態(tài)，這種緊密是由離子鍵和DPG（位于2條鏈之間）造成的，屏蔽了分子表面疏水的空穴，使Hb分子結(jié)合O2的能力降低（游離的鏈和鏈結(jié)合氧氣的能力與Mb相同）。當(dāng)一條鏈結(jié)合了氧氣之后，鐵卟啉把His的咪唑基向下一扯，導(dǎo)致該肽鏈的三級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（牽一發(fā)而動全局），肽鏈之間的離子鍵被破壞，Hb的四級結(jié)構(gòu)也隨之改變，2個二聚體（）之間發(fā)生錯位，擠出DPG，四級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步變化，每條鏈表面疏水的空穴暴露在外，這種構(gòu)象稱為R態(tài)，結(jié)

43、合氧氣的能力得以增強。 別構(gòu)效應(yīng)：是某些寡聚蛋白質(zhì)特有的現(xiàn)象。是指蛋白質(zhì)與效應(yīng)物結(jié)合改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的生物活性。 Hb的活性中心：Hb每個亞基上血紅素存在的那個疏水空穴是結(jié)合氧氣的地方，稱之為活性中心，也叫活性部位。 別構(gòu)中心：在Hb分子的其它地方還有結(jié)合效應(yīng)物的部位，如結(jié)合H+、CO2、DPG甚至O2，這些部位結(jié)合了效應(yīng)物之后，可以改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象，進(jìn)而影響到活性中心與氧氣的結(jié)合，這些部位就叫別構(gòu)中心。活性中心與別構(gòu)中心可以重合也可以不重合，在Hb中是不重合的。因此，別構(gòu)效應(yīng)可以說成是別構(gòu)中心結(jié)合了效應(yīng)物之后影響了活性中心與氧氣的結(jié)合。協(xié)同效應(yīng)實際上就是一種別構(gòu)效應(yīng)。Mb只有

44、活性中心沒有別構(gòu)中心，它的氧合曲線就是雙曲線形的。Hb的另一個別構(gòu)效應(yīng)是波爾效應(yīng)：H+和CO2對Hb與氧氣結(jié)合的影響。具體的影響見P105的方程式，敘述為H+和CO2促進(jìn)Hb釋放O2，這也解釋了Hb為什么在肺中吸氧排CO2,而在肌肉中吸CO2排氧。另外，DPG降低Hb與O2的結(jié)合能力。關(guān)于鐮刀形細(xì)胞貧血癥：紅細(xì)胞減少，只有正常人的1/2，無力，劇烈運動會導(dǎo)致死亡。Hbs與Hb在結(jié)合O2的能力方面并沒有區(qū)別，區(qū)別在于Hbs造成紅細(xì)胞溶血，溶血后的Hb不能像紅細(xì)胞中的Hb一樣正常運輸O2。Hbs導(dǎo)致溶血的原因在于其6Val，正常的血紅蛋白的6Glu，紅細(xì)胞表面的Hbs由于疏水鍵而聚集，使細(xì)胞膜破裂

45、。鐮刀形細(xì)胞貧血癥在非洲某些地區(qū)居然是自然選擇的結(jié)果，是與瘧疾抗?fàn)幍漠a(chǎn)物。Hbs純合子：6Val6ValHbs雜合子：6Glu6Val正常人6Glu6Glu童年死，抗瘧疾死亡分布年齡廣，抗瘧疾長壽，一得瘧疾立即死瘧疾桿菌只能利用正常人的Hb，不能利用Hbs，所以Hbs者是不感染瘧疾的。在該地，Hbs純合子和正常人都經(jīng)不起自然選擇，只有Hbs雜合子存活了下來。六.多肽的固相合成1.多肽的液相合成：aa1-aa2-aa3-aa4-aa5aa1+aa2aa1-aa2+aa2-aa1+aa1+aa2，得率很低而且分離出2肽aa1-aa2很煩，合成越到后面，分離工作越困難。2.經(jīng)過保護(hù)和活化處理的多肽的

46、液相合成：保護(hù)氨基aa1活化羧基+aa2保護(hù)羧基 保護(hù)氨基aa1 -aa2保護(hù)羧基+保護(hù)氨基aa1活化羧基+aa2保護(hù)羧基分離2肽“保護(hù)氨基aa1 -aa2保護(hù)羧基”，去掉氨基保護(hù)，再與“保護(hù)氨基aa3活化羧基”反應(yīng)。得率提高，分離簡化，但仍然很煩。3.多肽的固相合成：主要就是解決了分離提取方面的難題。整個過程見草圖，其中表示保護(hù)，表示活化，合成的方向為CN，與生物合成多肽的方向相反。 多肽的固相合成思路誕生于洛克菲勒大學(xué)主教學(xué)樓的電梯中，該大學(xué)的教授、諾貝爾獎金獲得者與其老板洛克菲勒的一段對話。因此，現(xiàn)在人們還能在電梯的內(nèi)壁上看到“Solid-phase peptide synthesize

47、 was born here!”     布置本章作業(yè)：1.用下列實驗數(shù)據(jù)推導(dǎo)某肽鏈的一級結(jié)構(gòu)：<1>完全酸水解后產(chǎn)生的aa組成為：Ala、Arg、2Ser、Lys、Phe、Met、Pro<2>用DNFB處理并水解得到DNP-Ala和-DNP-Lys<3>羧肽酶A和B都對此肽不作用<4>用CNBr處理獲得2個片段，其中一個片段含有Pro、Trp、Ser<5>用糜蛋白酶作用產(chǎn)生3個片段，1個含有Pro、Ser；另1個含有Met、Trp；最后一個含有Phe、Lys、Ser、Ala、Arg<6>用胰蛋白酶處理

48、產(chǎn)生3個片段，1個含有Ala、Arg；另1個含有Lys、Ser；最后一個含有Phe、Trp、Met、Ser、Pro2.根據(jù)給出的PK值，計算正常的二肽Glu-Lys以及Lys-Glu的PI值。若有時間就介紹一下參考書。 核酸 前言：核酸是生命最重要的分子，最簡單的生命僅含有核酸（病毒）。150億年宇宙蛋，50億年太陽，46億年地球，無機有機生物大分子細(xì)胞。美國的Miller在做其PhD時，模擬40億年前地球的原始大氣條件，產(chǎn)生了AA，有了AA當(dāng)然就會產(chǎn)生蛋白質(zhì)。但核苷酸何時產(chǎn)生？據(jù)估計也不少于40億年前，誰先誰后？1868年首次在繃帶上的膿細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)一種富含磷酸呈酸性又不溶于酸溶液

49、的分子，命名為核素，其實是核蛋白，1898年從小牛的胸腺中提取了一種溶于堿性溶液中的純凈物，這才是真正的核酸，從此，對核酸的研究全面展開，揭開了生物化學(xué)領(lǐng)域驚天動地的一頁。 §1.核酸的分子組成 一基本分子組成：對核酸的水解發(fā)現(xiàn) 核酸酶 磷酸單酯酶 核苷酶 （脫氧）核酸-（脫氧）核苷酸- P +（脫氧）核苷-戊糖+堿基 由上面可知，核酸的結(jié)構(gòu)單位是（脫氧）核苷酸，基本組成成分是 P 、戊糖、堿基 核酸共有2類，脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，其特點如下   P 戊糖 基本堿基 DNA 同 脫氧核糖（2位） P129 A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶

50、） RNA 同 核糖P129 A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、U（尿嘧啶） 二堿基的結(jié)構(gòu)：基本堿基一共只有5種，從分子骨架上分將堿基分為嘌呤堿基和嘧啶堿基。 1.嘌呤堿基：嘌呤（Pu）的結(jié)構(gòu)及編號： A（腺嘌呤）的結(jié)構(gòu) G（鳥嘌呤）的結(jié)構(gòu) 2.嘧啶（Py）堿基：嘧啶（Py）堿基的結(jié)構(gòu)及編號：新系統(tǒng) C（胞嘧啶）：氨基態(tài) U（尿嘧啶）：酮式 T（胸腺嘧啶）： 記憶口訣：先將嘌呤和嘧啶的結(jié)構(gòu)式記住，然后再記住下面口訣 胸前一灘尿：U + 一碳基團(tuán)（甲基） T 尿里兩泡泡：嘧啶中有兩個OU 上面一個是氨氣包：U靠上面的一個O換成-NH2就是C 鳥兒張嘴吸氨氣：張嘴即O，嘌呤有O又有-NH2

51、 A 線兒將鳥嘴來系，注意換氣：系嘴即去掉O，G去掉O再把-NH2換個位置A 三.核苷：由戊糖和堿基形成的糖苷，見P132上，反式更穩(wěn)定，順式更好認(rèn)。仍用單字母表示，跟堿基的表示法相同，只是在脫氧時加d，如dA。 糖苷鍵的鍵型均為-N型，不是- N型。解釋之。各種核苷的結(jié)構(gòu)均見。 注意核苷中的戊糖的編號要加“ ”號，如2位。堿基中的編號不加“”號。 有一種特殊的核苷叫假尿苷，糖苷鍵的鍵型均為-C型，。 四.核苷酸：核苷與磷酸形成的酯。磷酸出羧基，戊糖出羥基。 1.戊糖有2、3、5位自由-OH，因此可以形成2、3、5-核苷酸，其中5-核苷酸為默認(rèn)的核苷酸。 2.磷酸的個數(shù)可以有1、2、3，這是指

52、TP、DP、MP與核苷形成的酯，見P133下。表示為NMP、NDP、NTP，脫氧時加“d”，如ATP、dATP。 3.可以形成環(huán)狀的核苷酸：一個磷酸以二個羧基與戊糖上的兩個-OH形成酯，見P134，稱為磷酸二酯鍵，這種鍵可以處在3、5之間（默認(rèn)的環(huán)核苷酸），也可以處在2、3之間，沒有處在2、5之間的。表示為c，如cAMP環(huán)腺苷酸，dcAMP。 所以遇到核苷酸時要注意是否脫氧，有幾個磷酸，是否成環(huán)。 核苷酸的性質(zhì)：是兩性電解質(zhì)，有PI；紫外吸收峰為260nm，是堿基造成的。蛋白質(zhì)為280nm。   §2.核酸的一級結(jié)構(gòu) 一核酸就是多聚核苷酸： 是磷酸通過3、5磷酸二酯鍵將核苷

53、連接起來的長鏈。 其一端點的核苷酸的5-OH沒有參與3、5磷酸二酯鍵的形成，也就是說有游離的5-OH，這一端點叫5端，反之另一端就是3端。 這樣核酸的寫法就具有方向，5 3或 3 5，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的書寫方法是5 3，如確有必要寫成3 5則需專門注明。 如果核酸的兩端也被磷酸二酯鍵連起來了，則無端點，但仍有方向。 二核酸的一級結(jié)構(gòu)表示法 1.     書寫的方向5 3 2.     完整結(jié)構(gòu)表示法： 3.     線條式縮寫法：堿基、磷酸、戊糖以及酯鍵的位置都很清楚。 4.

54、0;    字母式縮寫法：堿基、磷酸位置清楚，戊糖以及酯鍵的位置略掉。 三.一級結(jié)構(gòu)測定涉及到的工具酶：水解3、5磷酸二酯鍵 酶 類別 底物 特異性 產(chǎn)物 牛脾磷酸二酯酶SPDase 外切酶 DNA、RNA 從5端作用（要求5端有游離的5-OH）,切點見P141 HO-Np 3-NMP 蛇毒磷酸二酯酶VPDase 外切酶 DNA、RNA 從3端作用（要求3端有游離的3-OH）, 切點見P141 pN-OH 5-NMP 磷酸單酯酶Pmase 外切酶 DNA、RNA 去掉端點核苷酸的游離磷酸根，見P141 pNNp 端點有游離的-OH 牛胰核糖核酸酶Rnase 內(nèi)切酶

55、 RNA 左邊為Py，切點見P140 -PypN- 3端Py核苷酸具有游離的3- P 核糖核酸酶T1 Rnase T1 內(nèi)切酶 RNA 左邊為G，切點見P140 -GpN- 3端G核苷酸具有游離的3- P 核糖核酸酶U2 Rnase U2 內(nèi)切酶 RNA 左邊為Pu，切點見P140 -PupN- 3端Pu核苷酸具有游離的3- P DNA限制性內(nèi)切酶 內(nèi)切酶 DNA雙鏈 高度專一性：迴文對稱結(jié)構(gòu) AGCT TCGA   AGCT TCGA   粘性末端： AGCT TCGA   平末端 AGCT TCGA * DNA限制性酶是在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的專一性很高的DNA內(nèi)切酶，

56、是基因工程最重要的工具酶，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，在特定的DNA上標(biāo)出各種DNA限制性酶的作用點就是DNA限制性酶圖譜。   §3.核酸的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu) 一.  DNA的二級結(jié)構(gòu)：DNA分子骨架在空間的走向 1.     二級結(jié)構(gòu)的依據(jù) <1>對DNA分子結(jié)晶的X衍射數(shù)據(jù)：由Franklin和Wilkins提供，來源不同的DNA的二級結(jié)構(gòu)非常相似。前者早逝，后者與Watson、Creck分享了諾貝爾獎。 <2>Chargaff規(guī)則：A與T、G與C在任何DNA分子中的摩爾數(shù)都相等。 <3>D

57、NA是遺傳物質(zhì)，能夠自我復(fù)制。 <4>大量的電位滴定（探測H鍵的方法）和其它物化數(shù)據(jù) 2.     Watson-Creck的DNA二級結(jié)構(gòu)模型（B-DNA，線狀DNA，自然選擇）: 美國Watson 、英國Creck在1953/5的Nature上合作了一篇文章，第一次科學(xué)的提出了DNA二級結(jié)構(gòu)模型，現(xiàn)總結(jié)如下： <1>DNA分子是由2條互相纏繞的多聚脫氧核苷酸鏈組成（簡稱2條DNA單鏈），反向平行（一條鏈為5 3，另一條鏈為 3 5），空間走向為右手螺旋，有一個假想的螺旋軸（見自制模型，手指）。 <2>2條鏈靠鏈間的

58、H鍵結(jié)合，H鍵的產(chǎn)生符合堿基配對原則：AT，GC，由電鏡照片為證。右手螺旋的維持力主要是堿基堆積力（范德華力？疏水力？），其次是氫鍵。 <3>DNA的骨架為磷酸和脫氧核糖，在分子外面（相當(dāng)于梯子的扶手，見自制模型），戊糖平面螺旋軸，DNA的側(cè)鏈基團(tuán)是堿基，在分子內(nèi)部（相當(dāng)于梯子的橫檔，見自制模型），堿基平面螺旋軸。螺距34Å，直徑20Å，10bp/圈。分子背部有一條寬溝稱為大溝，分子腹部有一條窄溝叫小溝，復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的有關(guān)酶就是付在大溝之處的。 <4>遺傳信息儲存在DNA分子的bp序中。 <5>意義：能夠解釋DNA的一切物理化學(xué)性質(zhì)；實現(xiàn)了DNA的結(jié)構(gòu)與生物功能之間的統(tǒng)一：精確的自我復(fù)制。 3.     其它的DNA二級結(jié)構(gòu)模型 <1>A-DNA：B-DNA脫去部分結(jié)晶水而形成的，屬粗短型DNA，仍為右手雙股螺旋，螺距25