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1/19一。核酸的结构和功能脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）:遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。在真核细胞中，DNA主要集中在细胞核内，线粒体和叶绿体中均有各自的DNA。原核细胞没有明显的细胞核结构，DNA存在于称为类核的结构区。核糖核酸（ribonucleicacid,RNA）：主要参与遗传信息的传递和表达过程，细胞内的RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。DNA分子中各脱氧核苷酸之间的连接方式（3´-5´磷酸二酯键）和排列顺序叫做DNA的一级结构，简称为碱基序列。一级结构的走向的规定为5´→3´。DNA的双螺旋模型特点：两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成。磷酸和脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧，作为可变成分的碱基位于内侧，链间碱基按A—T，G—C配对（碱基配对原则，Chargaff定律）螺旋直径2nm，相邻碱基平面垂直距离0.34nm,螺旋结构每隔10个碱基对（basepair,bp）重复一次，间隔为3.4nmDNA的双螺旋结构稳定因素氢键碱基堆集力磷酸基上负电荷被胞内组蛋白或正离子中和DNA的双螺旋结构的意义该模型揭示了DNA作为遗传物质的稳定性特征，最有价值的是确认了碱基配对原则，这是DNA复制、转录和反转录的分子基础，亦是遗传信息传递和表达的分子基础。该模型的提出是本世纪生命科学的重大突破之一，它奠定了生物化学和分子生物学乃至整个生命科学飞速发展的基石。DNA的三级结构在细胞内，由于DNA分子与其它分子（主要是蛋白质）的相互作用，使DNA双螺旋进一步扭曲形成的高级结构.RNA类别：信使RNA（messengerRNA，mRNA）：在蛋白质合成中起模板作用；核糖体RNA（ribosoalRNA，rRNA）：与蛋白质结合构成核糖体（ribosome）,核糖体是蛋白质合成的场所；转移RNA（transforRNA，tRNA）：在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用。rRNA的分子结构特征：单链，螺旋化程度较tRNA低与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能mRNA的分子结构原核生物mRNA特征：2/19先导区+翻译区（多顺反子）+末端序列真核生物mRNA特征：5´－“帽子”（m7G-5´ppp5´-Nmp）+单顺反子+“尾巴”（PolyA）－3´核酸的变性、复性和杂交变性：在物理、化学因素影响下，DNA碱基对间的氢键断裂，双螺旋解开，这是一个是跃变过程，伴有A260增加（增色效应）,DNA的功能丧失。复性：在一定条件下，变性DNA单链间碱基重新配对恢复双螺旋结构，伴有A260减小（减色效应）,DNA的功能恢复。不同来源的DNA单链间或单链DNA与RNA之间只要有碱基配对的区域，在复性时可形成局部双螺旋区，称核酸分子杂交Tm：熔解温度DNA的变性发生在一个很窄的温度范围内，通常把热变性过程中A260达到最大值一半时的温度称为该DNA的熔解温度，用Tm表示。Tm的大小与DNA分子中（G+C）的百分含量成正相关，测定Tm值可推算核酸碱基组成及判断DNA纯度。1、某DNA样品含腺嘌呤15.1%（按摩尔碱基计），计算其余碱基的百分含量。2、DNA双螺旋结构是什么时候，由谁提出来的？试述其结构模型。3、DNA双螺旋结构有些什么基本特点？这些特点能解释哪些最重要的生命现象？4、tRNA的结构有何特点？有何功能？5、DNA和RNA的结构有何异同？6、简述核酸研究的进展，在生命科学中有何重大意义？6、计算（1）分子量为3105的双股DNA分子的长度；（2）这种DNA一分子占有的体积；（3）这种DNA一分子占有的螺旋圈数。（一个互补的脱氧核苷酸残基对的平均分子量为618）名词解释变性和复姓】分子杂交】增色效应和减色效应】回文结构】Tm】cAMP】Chargaff碱基配对原则定律二。蛋白质化学蛋白质平均含N量为16％,这是凯氏定氮法测蛋白质含量的理论依据：蛋白质含量＝蛋白质含N量×6.25蛋白质的功能：催化功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运输功能；信息功能；储藏功能氨基酸的通式氨基酸的性质：（1）两性解离和等电点当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelectricpoint，pI)。3/19（2）光学性质色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)的R基团中含有苯环共轭双键系统（3）重要化学反应a.与茚三酮反应:用于氨基酸定量定性测定.（加热、弱酸条件，生成紫色化合物）b.与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应）:用于蛋白质N-端测定.（弱碱性条件，生成黄色产物）c.与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应（Edman反应），用于蛋白N-端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。生理活性肽的功能类别：激素、抗菌素、辅助因子谷胱甘肽在体内参与氧化还原过程，作为某些氧化还原酶的辅因子，或保护巯基酶，或防止过氧化物积累。蛋白质的一级结构多肽链内氨基酸残基从N－末端到C－末端的排列顺序称为蛋白质的一级结构(primarystructure)。（这是蛋白质最基本的结构，它包含着决定蛋白质高级结构和生物功能的信息。）二面角两肽平面之间，能以共同的Cα为定点而旋转，绕Cα-N键旋转的角度称φ角，绕C-Cα键旋转的角度称ψ角。φ和ψ称作二面角，亦称构象角。维持蛋白质分子构象的作用力a.盐键b.氢键c.疏水键d.范德华力e.二硫键蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构（secondarystructure）指肽链主链不同区段通过自身的相互作用，形成氢键，沿某一主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构，因此是蛋白质结构的构象单元．主要有以下类型：(１)α－螺旋（α-helix）(２)β－折叠（β-pleatedsheet）(３)β－转角（β-turn）(４)无规则卷曲（nonregularcoil）4/19超二级结构：蛋白质中相邻的二级结构单位（即单个α－螺旋或β－折叠或β－转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能辩认的二级结构组合体称为蛋白质的超二级结构。结构域：在二级结构的基础上，多肽进一步卷曲折叠成几个相对独立、近似球形的三维实体，再由两个或两个以上这样的三维实体缔合成三级结构，这种相对独立的三维实体称为结构域。蛋白质的三级结构：多肽链在二级结构的基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，借助次级键维系使α－螺旋、β－折叠片、β－转角等二级结构相互配置而形成特定的构象。三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布。蛋白质四级机构：四级结构是指由相同或不同的称作亚基（subunit）的亚单位按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构，维持四级结构稳定的作用力是疏水键、离子键、氢键、范得华力。亚基本身都具有球状三级结构，一般只包含一条多肽链，也有的由二条或二条以上由二硫键连接的肽链组成。高级构象决定蛋白质的功能1、蛋白质高级构象破坏，功能丧失2、蛋白质在表现生物功能时，构象发生一定变化（变构效应）蛋白质的性质：一、两性解离性质及等电点二、蛋白质胶体性质三、蛋白质的沉淀四、蛋白质的变性与复性五、蛋白质的紫外吸收特性六、蛋白质呈色反应蛋白质等电点：当蛋白质溶液在某一定pH值时，使某特定蛋白质分子上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该蛋白质的等电点蛋白质胶体性质的运用：透析法:利用蛋白质不能透过半透膜的的性质，将含有小分子杂质的蛋白质溶液放入透析袋再置于流水中，小分子杂质被透析出，大分子蛋白质留在袋中，以达到纯化蛋白质的目的。这种方法称为透析盐析法:在蛋白质溶液中加入高浓度的硫酸铵、氯化钠等中性盐，可有效地破坏蛋白质颗粒的水化层。同时又中和了蛋白质表面的电荷，从而使蛋白质颗粒集聚而生成沉淀，这种现象称为盐析蛋白质的沉淀：如果加入适当的试剂使蛋白质分子处于等电点状态或失去水化层（消除相同电荷，除去水膜），蛋白质胶体溶液就不再稳定并将产生沉淀。变性作用：当天然蛋白质受到某些物理因素和化学因素的影响，使其分子内部原有的高级构象发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的变化，这种现象称为变性作用复性作用：蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，则是一种可逆过程，变性蛋白质通常在除去变性因素后，可缓慢地重新自发折叠成原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象成为复性蛋白质的主要显色反应：双缩脲反应（铜离子、碱性，产生红紫色络合物）酚试剂反应茚三酮反应1、为什麽说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？2、试比较Gly、Pro与其它常见氨基酸结构的异同，它们对多肽链二级结构的形成有何影响？3、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构与功能的关系）。4、为什么说蛋白质水溶液是一种稳定的亲水胶体？5、什麽是蛋白质的变性？变性的机制是什麽？举例说明蛋白质变性在实践中的应用。6、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是-螺旋，而另一些节段是-折叠。该蛋白质的分子量为240000，其分子长5.0610-5,求分子中-螺旋和-折叠的百分率。(蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为120)名词解释等电点（pI）肽键和肽链肽平面及二面角一级结构二级结构三级结构5/19四级结构超二级结构结构域蛋白质变性与复性分子病肽三。酶学酶作用的特点：·极高的催化效率·高度的专一性·易失活·活性可调控·有的酶需辅助因子结构专一性：酶对所催化的分子化学结构的特殊要求和选择（类别：绝对专一性和相对专一性）立体异构专一性酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其立体异构也有一定的要求（旋光异构专一性和几何异构专一性）绝对专一性有的酶对底物的化学结构要求非常严格，只作用于一种底物，不作用于其它任何物质。相对专一性有的酶对底物的化学结构要求比上述绝对专一性略低一些，它们能作用于一类化合物或一种化学键。酶催化的中间产物理论酶的专一性机理锁钥学说：将酶的活性中心比喻作锁孔，底物分子象钥匙，底物能专一性地插入到酶的活性中心。诱导契合学说：酶的活性中心在结构上具柔性，底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化，这样就使使酶活性中心有关基团正确排列和定向，使之与底物成互补形状有机的结合而催化反应进行。酶的活性中心和必需基团酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的区域叫酶的活性中心或活性部位，参与构成酶的活性中心和维持酶的特定构象所必需的基团为酶分子的必需基团。酶促反应动力学酶活力：酶催化一定化学反应的能力称酶活力，酶活力通常以最适条件下酶所催化的化学反应的速度来确定。影响对酶反应速度的因素：6/19酶浓度（当S足够过量，其它条件固定且无不利因素时，v=k[E]）、底物浓度、ph、温度、激活剂和抑制剂米氏常数的意义：1）当v=Vmax/2时，Km=[S]（Km的单位为浓度单位）2）是酶在一定条件下的特征物理常数，通过测定Km的数值，可鉴别酶。3）可近似表示酶和底物亲合力，Km愈小，E对S的亲合力愈大，Km愈大，E对S的亲合力愈小。4）在已知Km的情况下，应用米氏方程可计算任意[s]时的v，或任何v下的[s]。（用Vmax的倍数表示）练习题：已知某酶的Km值为0.05mol.L-1，要使此酶所催化的反应速度达到最大反应速度的80％时底物的浓度应为多少？米氏常数的测定：将米氏方程变化成相当于y=ax+b的直线方程，再用作图法求出Km。例：双倒数作图法（Lineweaver-Burk法）米氏方程的双倒数形式：PH对酶反应速度的影响：·过酸过碱导致酶蛋白变性·影响底物分子解离状态·影响酶分子解离状态·影响酶的活性中心构象温度和酶反应速度的关系：在达到最适温度以前，反应速度随温度升高而加快·酶是蛋白质，其变性速度亦随温度上升而加快·酶的最适温度不是一个固定不变的常数抑制剂：凡是使酶的必需基因或酶的活性部位中的基团的化学性质改变而降低酶活力甚至使酶完全丧失活性