王镜岩版生化讲义第六章 核酸
6 王镜岩生化第三版 第6章 蛋白质的功能与进化
一.蛋白质功能的多样性 二.血红蛋白的结构 三.血红蛋白的功能:转运氧 四.血红蛋白分子病 五.免疫球蛋白 六.氨基酸序列与生物学功能
一.蛋白质功能的多样性
一.催化
二.调节
三.转运 四.储存 五.运动 六.结构成分 七.支架作用 八.防御与进攻
二.血红蛋白的结构
血红蛋白的结构与功能
肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线
* 协同效应(cooperativity) 一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合 后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能
力的现象，称为协同效应。
如果是促进作用则称为正协同效应 (positive cooperativity) 如果是抑制作用则称为负协同效应 (negative cooperativity)
分子基础：在血红蛋白分子的四条肽的574个氨基酸残
基中，只有两条β链 中的两个谷氨酸残基分别被两个缬氨 酸残基所代替，即能引起严重的病态。
HbA H2N Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys
HbS H2N Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys
β链 1 2 3 4 5 6 7 8
HbA β 肽 链 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · ·C(146)
HbS β 肽链 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · ·C(146)
这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病， 称为“分子病”。
变构效应
• 当血红蛋白的一个α 亚基与氧分子结合 以后，可引起其他亚基的构象发生改变， 对氧的亲和力增加，从而导致整个分子 的氧结合力迅速增高，使血红蛋白的氧 饱和曲线呈“S”形。这种由于蛋白质分 子构象改变而导致蛋白质分子功能发生 改变的现象称为变构效应。
生物化学习题及答案(王镜岩编著版)
第一章核酸(一)名词解释1．单核苷酸：核苷与磷酸缩合生成的磷酸酯称为单核苷酸。
2．磷酸二酯键：单核苷酸中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。
3．不对称比率：不同生物的碱基组成由很大的差异，这可用不对称比率（A+T）/（G+C）表示。
4．碱基互补规律：在形成双螺旋结构的过程中，由于各种碱基的大小与结构的不同，使得碱基之间的互补配对只能在G…C（或C…G）和A…T（或T…A）之间进行，这种碱基配对的规律就称为碱基配对规律（互补规律）。
5．反密码子：在tRNA链上有三个特定的碱基，组成一个密码子，由这些反密码子按碱基配对原则识别mRNA链上的密码子。
反密码子与密码子的方向相反。
6．顺反子:基因功能的单位；一段染色体，它是一种多肽链的密码；一种结构基因。
7．核酸的变性与复性：当呈双螺旋结构的DNA溶液缓慢加热时，其中的氢键便断开，双链DNA便脱解为单链，这叫做核酸的“溶解”或变性。
在适宜的温度下，分散开的两条DNA链可以完全重新结合成和原来一样的双股螺旋。
这个DNA螺旋的重组过程称为“复性”。
8．退火：当将双股链呈分散状态的DNA溶液缓慢冷却时，它们可以发生不同程度的重新结合而形成双链螺旋结构，这现象称为“退火”。
9．增色效应：当DNA从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在260nm处的吸收便增加，这叫“增色效应”。
10．减色效应：DNA在260nm处的光密度比在DNA分子中的各个碱基在260nm处吸收的光密度的总和小得多（约少35%~40%）, 这现象称为“减色效应”。
11．噬菌体：一种病毒，它可破坏细菌，并在其中繁殖。
也叫细菌的病毒。
12．发夹结构：RNA是单链线形分子，只有局部区域为双链结构。
这些结构是由于RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，形成氢键结合而成的，称为发夹结构。
13．DNA的熔解温度：引起DNA发生“熔解”的温度变化范围只不过几度，这个温度变化范围的中点称为熔解温度（T m）。
[王镜岩生物化学第三版笔记]第六章 核酸
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第六章 核酸核酸是遗传物质1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。
直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coliDNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。
第一节核酸的化学组成核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。
结构层次：核酸核苷酸组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成一、 碱基1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶P331 结构式3. 修饰碱基植物中有大量5-甲基胞嘧啶。
E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。
稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
二、 核苷核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。
核酸中的核苷均为β-型核苷P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷DNA 的戊糖是：脱氧核糖RNA 的戊糖是：核糖三、 核苷酸核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。
1、构成DNA、RNA的核苷酸P333表5-32、细胞内游离核苷酸及其衍生物①核苷5’-多磷酸化合物A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸cAMP（3’，5’-cAMP） cGMP（3’，5’-cGMP）它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物ppGpp pppGpp ppApp④核苷酸衍生物HSCoA、 NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
第六章 核酸--王镜岩《生物化学》第三版笔记(完美打印版)
第六章核酸提要一.概述核酸分类分布与功能二.核苷酸碱基嘌呤与嘧啶 DNA与RNA中的核苷与核苷酸多磷酸核苷酸环核苷酸三.DNA的结构磷酸二酯键 DNA的一级结构 DNA的二级结构 DNA的三级结构 DNA的拓扑结构四.RNA的结构DNA与RNA的区别 RNA的种类与功能 tRNA的结构特点 mRNA的结构特点五.核酸的理化性质紫外吸收 DNA的变性与复性限制性内切酶第一节概述一发现核酸占细胞干重的5－15％，1868年被瑞士医生Miescher发现，称为"核素"。
在很长时间内，流行"四核苷酸假说"，认为核酸是由等量的四种核苷酸构成的，不可能有什么重要功能。
1944年Oswald Avery通过肺炎双球菌的转化实验首次证明DNA是遗传物质。
正常肺炎双球菌有一层粘性发光的多糖荚膜，有致病性，称为光滑型（S型）；一种突变型称为粗糙型（R型），无荚膜，没有致病能力（缺乏UDP-葡萄糖脱氢酶）。
1928年，格里菲斯发现肺炎双球菌的转化现象，即将活的粗糙型菌和加热杀死的光滑型菌混合液注射小鼠，可致病，而二者单独注射都无致病性。
这说明加热杀死的光滑型菌体内有一种物质使粗糙型菌转化为光滑型菌。
艾弗里将加热杀死的光滑型菌的无细胞抽提液分级分离，然后测定各组分的转化活性，于1944年发表论文指出"脱氧核糖型的核酸是型肺炎球菌转化要素的基本单位"。
其实验证据如下：1.纯化的、有高度活性的转化要素的化学元素分析与计算出来的DNA组成非常接近。
2.纯化的转化要素在光学、超速离心、扩散和电泳性质上与DNA的相似。
3.其转化活性不因抽取去除蛋白质或脂类而损失。
4.用胰蛋白酶和糜蛋白酶处理不影响其转化活性。
5.用RNA酶处理也不不影响其转化活性。
6. DNA酶可使其转化活性丧失。
艾弗里的论文发表后，有些人仍然坚持蛋白质是遗传物质，认为他的分离不彻底，是混杂的微量的蛋白质引起的转化。
生物化学(王镜岩版)第六章 糖代谢(双语)
to lactate
(eg. in muscle)
to ethanol
(alcoholic fermentation in yeast)
G'o = –2840 kJ/mole
2. 产生NADPH 和 ribose-5-P 。 3. 可以以多糖 (glycogen or starch) 或转
化为fat 进行长期储存。 4. 合成其他生物分子（amino acids,
nucleotides, fatty acids, coenzymes and other metabolic intermediates.）
Chapter 6 Metabolism of Carbohydrate
***概述（Generalization)
Carbohydrates 是四大类生物分子之一。
它们是多羟基的醛或多羟基的酮。
***糖的生理功能 (The Functions of Carbohydrates)
1. 大多数机体的能源物质，彻底氧化：
- by phosphoglycerate mutase - reversible shift of
phosphoryl group between C3 & C2
Payoff phase
9. Dehydration of 2-phosphoglycerate to phosphoenolpyruvate - by enolase - dehydration of 2-phosphoglycerate redistributes energy within molecule -large difference in G’° of hydrolysis of 2-phosphoglycerate: --4.2 Kcal/mol ----- 14.8 Kcal/mol
王镜岩生物化学讲义47页
第一章绪论一、生物化学的定义二、生物化学研究的主要内容三、生物化学在生命科学中的地位及其它学科中的作用：强调生化课的重要性四、生物化学的学习方法五、生物化学发展简史六、生物化学的现状及其发展七、相关基础知识简介（生命的构成）第二章氨基酸与蛋白质的一级结构一.蛋白质是生命的表征，哪里有生命活动哪里就有蛋白质1.酶：作为酶的化学本质，温和、快速、专一，任何生命活动之必须，酶的另一化学本质是RNA，不过它比蛋白质差远了，种类、速度、数量。
2.免疫系统：防御系统，抗原（进入“体内”的生物大分子和有机体），发炎。
细胞免疫：T细胞本身，分化，脓细胞。
体液免疫：B细胞，释放抗体，导弹，免疫球蛋白（Ig）。
3.肌肉：肌肉的伸张和收缩靠的是肌动蛋白和肌球蛋白互动的结果，体育生化。
4.运输和储存氧气：Hb和Mb。
5.激素：含氮类激素，固醇类激素。
6.基因表达调节：操纵子学说，阻遏蛋白。
7.生长因子：EGF（表皮生长因子），NGF（神经生长因子），促使细胞分裂。
8.信息接收：激素的受体，糖蛋白，G蛋白。
9.结构成分：胶原蛋白（肌腱、筋），角蛋白（头发、指甲），膜蛋白等。
生物体就是蛋白质堆积而成，人的长相也是由蛋白质决定的。
10.精神、意识方面：记忆、痛苦、感情靠的是蛋白质的构象变化，蛋白质的构象分类是目前热门课题。
11.蛋白质是遗传物质？只有不确切的少量证据。
如库鲁病毒，怕蛋白酶而不怕核酸酶。
二.构成蛋白质的元素1.共有的元素有C、H、O、N，其次S、稀有P等2.其中N元素的含量很稳定，16％，因此，测N量就能算出蛋白质的量。
（凯氏定氮法）三.结构层次1.一级结构：AA顺序2.二级结构：主干的空间走向3.三级结构：肽链在空间的折叠和卷曲形成的形状，所有原子在空间的排布。
4.四级结构：多条肽链之间的作用。
§1.氨基酸蛋白质的结构单位、水解产物一.氨基酸的结构通式：α-碳原子，α-羧基，α-氨基氨基酸的构型：自然选择L型，D型氨基酸没有营养价值，仅存在于缬氨霉素、短杆菌肽等极少数寡肽之中，没有在蛋白质中发现。
最新王镜岩生化第三版考研课件 核酸的降解和核苷酸代谢-精品课件
课件
一、核酸和核苷酸的分解代谢 二、核苷酸的生物合成 三、辅酶核苷酸的生物合成
提要
人－－尿酸， 家畜－－尿囊素 硬骨鱼－－尿囊酸， 两栖类－－尿素， 低等生物－－NH3。
二、核苷酸的生物合成
• （一）嘌呤核糖核苷酸的合成 • （二）嘧啶核糖核苷酸的合成 • （三）脱氧核糖核苷酸的合成
（一）烟酰胺核苷酸的合成 （二）黄素核苷酸的合成 （三）辅酶A的合成
（二）黄素核苷酸的合成
• 1）FMN的生成：黄素激酶 • 核黄素＋ ATP－－－－FMN＋ ADP • 2）FAD生成：FAD焦磷酸化酶 • FMN＋ ATP－－－FAD＋ Ppi
（三）辅酶A的合成
• 1）在泛酸激酶催化下 • 泛酸＋ ATP－－－4－P－泛酸＋ADP • 2）在合成酶催化下 • 4－P－泛酸＋Cys－－－4－P-泛酰半胱氨酸 • 3）脱羧酶脱去羧基 • 4－P-泛酰半胱氨酸－－－4－P-泛酰巯基乙胺 • 4）焦磷酸化酶催化 • 4－P-泛酰巯基乙胺＋ATP－－－CoA-SH ＋ PPi
• 5－P－R-PPi ＋Gln
5－P-核糖胺＋
Glu
H2O
PPi
• 5、在氨基咪唑核苷酸合成酶催化，
• 甲酰甘氨咪核苷酸闭环生成5－N-咪唑核苷酸
• 甲酰甘氨酰胺核苷酸
5－N-咪唑核苷酸
ATP
ADP＋Pi
2、腺嘌呤核苷酸的合成
• 在次黄嘌呤核苷酸的基础上，很快就形 成AMP。在合成过程中，抗菌素羽田杀 菌素能竞争性抑制腺苷琥珀酸合成酶。 因为羽田杀菌素的结构与Asp相似。理 论上有抗癌作用，但也因其毒性未能使 用。
从次黄嘌呤合成腺嘌呤
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第一章糖类提要糖类是四大类生物分子之一，广泛存在于生物界，特别是植物界。
糖类在生物体内不仅作为结构成分和主要能源，复合糖中的糖链作为细胞识别的信息分子参与许多生命过程，并因此出现一门新的学科，糖生物学。
多数糖类具有(CH2O)n的实验式，其化学本质是多羟醛、多羟酮及其衍生物。
糖类按其聚合度分为单糖，1个单体；寡糖，含2-20个单体；多糖，含20个以上单体。
同多糖是指仅含一种单糖或单糖衍生物的多糖，杂多糖指含一种以上单糖或加单糖衍生物的多糖。
糖类与蛋白质或脂质共价结合形成的结合物称复合糖或糖复合物。
单糖，除二羟丙酮外，都含有不对称碳原子(C*)或称手性碳原子，含C*的单糖都是不对称分子，当然也是手性分子，因而都具有旋光性，一个C*有两种构型D-和L-型或R-和S-型。
因此含n个C*的单糖有2n个旋光异构体，组成2n-1对不同的对映体。
任一旋光异构体只有一个对映体，其他旋光异构体是它的非对映体，仅有一个C*的构型不同的两个旋光异构体称为差向异构体。
单糖的构型是指离羧基碳最远的那个C*的构型，如果与D-甘油醛构型相同，则属D系糖，反之属L 系糖，大多数天然糖是D系糖Fischer E论证了己醛糖旋光异构体的立体化学，并提出了在纸面上表示单糖链状立体结构的Fischer投影式。
许多单糖在水溶液中有变旋现象，这是因为开涟的单糖分子内醇基与醛基或酮基发生可逆亲核加成形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。
这种反应经常发生在C5羟基和C1醛基之间，而形成六元环吡喃糖(如吡喃葡糖)或C5经基和C2酮基之间形成五元环呋喃糖(如呋喃果糖)。
成环时由于羰基碳成为新的不对称中心，出现两个异头差向异构体，称α和β异头物，它们通过开链形式发生互变并处于平衡中。
在标准定位的Hsworth式中D-单糖异头碳的羟基在氧环面下方的为α异头物，上方的为β异头物，实际上不像Haworth式所示的那样氧环面上的所有原子都处在同一个平面，吡喃糖环一般采取椅式构象，呋喃糖环采取信封式构象。
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旗开得胜
第六章核酸
核酸是遗传物质
1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。
直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli
用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coli
DNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。
第一节核酸的化学组成
核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。
结构层次：核酸
核苷酸
磷酸核苷
戊糖碱基
组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）
P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成
一、碱基
1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤
2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶
旗开得胜P331 结构式
3. 修饰碱基
植物中有大量5-甲基胞嘧啶。
E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。
稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
二、核苷
核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。
核酸中的核苷均为β-型核苷
P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷
DNA 的戊糖是：脱氧核糖
RNA 的戊糖是：核糖
三、核苷酸
核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。
1、构成DNA、RNA的核苷酸
P333表5-3
旗开得胜
2、细胞内游离核苷酸及其衍生物
①核苷5’-多磷酸化合物
ATP、GTP、CTP、ppppA、ppppG
在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸
cAMP（3’，5’-cAMP）cGMP（3’，5’-cGMP）
它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物
ppGpp pppGpp ppApp
④核苷酸衍生物
HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
第二节DNA的结构
一级：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。
二级：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构。
三级：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。
一、DNA的一级结构
DNA的一级结构是4种脱氧核苷酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）通过3/、5/-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。
3/、5/-磷酸二酯键是DNA、RNA的主链结构。
P334 图5-1。