有机化学课件：YJ019（第一章）.ppt

1、第十九章第十九章 氨基酸、蛋白质、核酸氨基酸、蛋白质、核酸19.1 氨基酸氨基酸19.2 多肽多肽19.3 蛋白质蛋白质19.4 核酸核酸19.1 氨基酸氨基酸一一. . 氨基酸的结构、命名和分类氨基酸的结构、命名和分类-NH2， -COOH 氨基酸氨基酸- 氨基酸氨基酸天然产天然产-氨基酸有氨基酸有100100多种多种作为生物体内合成蛋白质的原料有作为生物体内合成蛋白质的原料有2020种种-氨基酸氨基酸2020种中有种中有8 8种人体不能合成，必须由食物供给种人体不能合成，必须由食物供给2020种氨基酸的名称、符号、字母代号、汉文代号、构造式种氨基酸的名称、符号、字母代号、汉文代号、构造式.

2、甘氨酸甘氨酸Gly，G，甘色氨酸色氨酸Try，W，色CHNH2RCOOHH2CNH2COOHNHCH2CHNH2COOH蛋白质中蛋白质中20种种-氨基酸氨基酸 氨基酸氨基酸 符号符号 字母字母 汉文汉文 结结 构构 式式 等电点等电点 代号代号 代号代号甘氨酸甘氨酸 Gly G 甘甘CH COOHNH2HCH COOHNH2H3CCH COOHNH2CHH3CH3CCH COOHNH2CH2CHH3CH3CCH COOHNH2CHCH2H3CCH3丙氨酸丙氨酸 Ala A 丙丙缬氨酸缬氨酸 Val V 缬缬亮氨酸亮氨酸 Leu L 亮亮异亮氨酸异亮氨酸 Ile I 异异6.976.005.96

3、6.025.98 氨基酸氨基酸 符号符号 字母字母 汉文汉文 结结 构构 式式 等电点等电点 代号代号 代号代号苯丙氨酸苯丙氨酸 Phe F 苯苯CH2CHNH2COOHCH COOHNH2CH2OHCH COOHNH2CHOHCH3CH2CHNH2COOHOHCH COOHNH2CH2SHCH COOHNH2CH2CH2SH3C5.745.055.685.685.48丝氨酸丝氨酸 Ser S 丝丝苏氨酸苏氨酸 Thr T 苏苏酪氨酸酪氨酸 Tyr Y 酪酪半光氨酸半光氨酸 Cys C 半半蛋氨酸蛋氨酸 Met M 蛋蛋NHCH2CHNH2COOHCH COOHNH2CH2CH2CH2H2CN

4、H2CH COOHNH2CH2CH2CH2NHCNHNH2CH COOHNH2CH2CNHNHCCH COOHNH2CH2HOOCHOOCCH2CH2CHNH2COOH3.222.777.5910.769.745.89色氨酸色氨酸 Try W 色色赖氨酸赖氨酸 Lys K 赖赖精氨酸精氨酸 Arg R 精精组氨酸组氨酸 His H 组组门冬氨酸门冬氨酸 Asp D 门门 谷氨酸谷氨酸 Glu E 谷谷CH COOHNH2CH2CONH2CH COOHNH2CH2CH2CONH2NHCOOH5.656.30脯氨酸脯氨酸 Pro F 脯脯谷氨酰胺谷氨酰胺 Gln Q 谷谷-NH2门冬酰胺门冬酰胺

5、Asn 门门-NH2分类碱性氨基酸碱性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸中性氨基酸中性氨基酸-NH2多于多于-COOH-NH2少于少于-COOH-NH2等于等于-COOHCH2CH2CH2CH2CHNH2COOHNH2HOOCCH2CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOH苯丙氨酸Phe F 苯Glu E 谷Lys K 赖谷氨酸赖氨酸赖氨酸 链状氨基酸链状氨基酸 芳香族氨基酸芳香族氨基酸 杂环氨基酸杂环氨基酸-氨基酸的构型氨基酸的构型 D/L表示表示标准物：甘油醛标准物：甘油醛 天然产的天然产的-氨基酸一般为氨基酸一般为L构型构型 用用R/S标记一般为标记一般为S构型构型-碳上的构型和甘油醛联系

6、CHOHOHCH2OHCHOOHHCH2OHCOOHHOHCH2OHCOOHHNH2CH2OHCOOHNH2HOHHCH3COOHHNH2RCHOHOHCH2OHD-L-L-二. 氨基酸的性质无色晶体，熔点高，易溶入水，难溶入非极性的有机溶剂无色晶体，熔点高，易溶入水，难溶入非极性的有机溶剂等电点时氨基酸在水中的溶解度最小等电点时氨基酸在水中的溶解度最小1. 氨基酸的酸性、碱性以及等电点氨基酸的酸性、碱性以及等电点+ H2O+ H2O+ NaOH+ Na+ + H2O+ Cl- + H2O+HCl+ H+ OH-KaKb 两性：酸性、碱性两性：酸性、碱性CH COOHNH2RCH COOHNH

7、2RCH COOHNH2RCH COOHNH2RCHNH2RCOOCHNH2RCOOCHNH3+RCOOHCHNH3+RCOOH-分子内自递质子形成两性离子分子内自递质子形成两性离子pH pIpH = pIpH 7pH7NHCSNHCHCORNCSNHCH RCO+ 多肽 分离分离测定测定NCSNHCH RCO确定出N端氨基酸异硫氰酸苯酯法异硫氰酸苯酯异硫氰酸苯酯实例：催产素（激素）的测定实例：催产素（激素）的测定催产素分子量测定分子量测定八肽氨基酸定量分析氨基酸定量分析氨基酸氨基酸分离测定分离测定胱氨酸，谷氨酸，胱氨酸，谷氨酸，苷氨酸，异亮氨酸，苷氨酸，异亮氨酸，脯氨酸，亮氨酸，脯氨酸，亮氨

8、酸，酪氨酸，门冬氨酸酪氨酸，门冬氨酸其中：胱氨酸HO2半胱氨酸现在知道生物体内合成现在知道生物体内合成多肽的原料都是半胱氨酸；多肽的原料都是半胱氨酸；催产素实际是一个九肽。催产素实际是一个九肽。两个半胱氨酸成环还是成链链：肽半胱氨酸-S-S-半胱氨酸肽环：肽半胱氨酸肽半胱氨酸肽SS氧化法打开二硫键，分子变化不大，因而是环状化合物。氧化法打开二硫键，分子变化不大，因而是环状化合物。末端分析，末端分析，N端为半胱氨酸；端为半胱氨酸；C端为苷氨酸端为苷氨酸裂解成小肽：四个二肽和、两个三肽、两个四肽裂解成小肽：四个二肽和、两个三肽、两个四肽SHCH2CH COOHNH22SCH2CH COOHNH2S

9、CH2CH COOHNH2Ile-Tyr-CysGlu-Asp-Cys-Pro-Leu-Gly异亮-酪-半胱谷-门- 半胱-脯-亮-苷三. 多肽的合成一般合成步骤：一般合成步骤： 1.1.保护氨基酸或小肽的氨基保护氨基酸或小肽的氨基 2.2.保护另一氨基酸或小肽的羧基保护另一氨基酸或小肽的羧基 3.3.活化羧基联结成小肽活化羧基联结成小肽 4.4.脱保护基脱保护基NH2CHCONHCH COOHR2R1NH2CHCONHCH COOHR1R1NH2CHCONHCH COOHR2R2NH2CHCONHCH COOHR1R2NH2CHCOOHR2NH2CHCOOHR1NH CHCOOHR1YNH2

10、CHCOOHR2Y +-CH2ONH CHCOOR1COOH-CH2OCOClNH2CHCOOHR21.苄氧甲酰氯苄氧甲酰氯氯代甲酸苯甲酯氯代甲酸苯甲酯用催化氢化法水解用催化氢化法水解CH2ONH CHCOOHR1COH+CCH3H3CCH3OCOCl叔丁氧基甲酰氯叔丁氧基甲酰氯氯代甲酸叔丁酯氯代甲酸叔丁酯NH2CHCOOHR2比肽键易被稀酸液水解比肽键易被稀酸液水解CCH3H3CCH3OCONHCHR1COOH保护氨基酸或小肽的氨基保护氨基酸或小肽的氨基3.CH2ONH CHCOClR1COCH2ONH CHCOOHR1COSOCl2酯化NH2-NH2NH CHCOOHR1YHNO2酯酰肼叠

11、氮叠氮NH CHCON3R1YSOCl2NH CHCO-Cl R1YNH CHCOOHR1Y酰氯酰氯活化羧基联结成小肽活化羧基联结成小肽2.NH2CHR2COOZNH2CHCOOHR2一般情况下生成酯一般情况下生成酯甲酯甲酯乙酯乙酯苯甲酯苯甲酯比酰氨键易水解比酰氨键易水解保护另一氨基酸或小肽的羧基保护另一氨基酸或小肽的羧基CH2ONH CHCOClR1CONH2CHR2COOCH3CH2ONHCHR1COCONH CH COOCH3R2H2/Pd-C脱保护基脱保护基NH2CHR1CONH CH COOCH3R2+ C6H5CH3 + CO2 +NH2CHR1CONH CH COOHR24.二肽

12、二肽脱保护基时不能脱保护基时不能 水解掉酰氨键水解掉酰氨键此外有些氨基酸中还有些活性基团如此外有些氨基酸中还有些活性基团如-OH、-SH、-NH2等也需等也需保护。保护基团脱去的先后以及对酰氨键的影响都需考虑。保护。保护基团脱去的先后以及对酰氨键的影响都需考虑。目前，仍需要高效构成肽键，特别是连接两个大段肽链的方法。目前，仍需要高效构成肽键，特别是连接两个大段肽链的方法。脱保护基脱保护基酯水解酯水解A链：苷-异亮-缬-谷-谷-半胱-半胱-丙-丝-缬 -半胱-丝-亮-酪 -谷-亮-谷-门-酪-半胱B链：苯丙-缬-门-谷-组-亮-半胱-苷-丝- 组-亮- 缬- 谷-丙- 亮- 酪- 亮- 缬- 半

13、胱门NH2NH2NH2NH2NH2NH2SSSSNH2SS201119丙-赖-脯-酥-酪-苯丙-苯丙-苷-精-谷-苷202130我国人工合成牛胰岛素天然产蛋白质分子中氨基酸都是L-型，合成多肽要保持其生物活性就必须在每一步反应中保持构型，防止构型的外消旋化D/L；或者进行构型的拆分。具有生物活性的化合物对构型有很高的要求。牛胰岛素19.3 蛋白质蛋白质是具有特殊结构和各种不同生理功能的生物高分子蛋白质是具有特殊结构和各种不同生理功能的生物高分子广义说多肽就是蛋白质。但蛋白质分子中除多肽外还可能有其广义说多肽就是蛋白质。但蛋白质分子中除多肽外还可能有其它成分，如多糖、脂肪等；多肽除有和蛋白质相同

14、的一类外，它成分，如多糖、脂肪等；多肽除有和蛋白质相同的一类外，还有与蛋白质不同的一类肽，肽链中有还有与蛋白质不同的一类肽，肽链中有2020种氨基酸外的氨基酸，种氨基酸外的氨基酸，氨基酸除氨基酸除L-L-型外还有型外还有D-D-型；除链状还有环状等。这类多肽主要型；除链状还有环状等。这类多肽主要来源于微生物，具有非常重要的生理活性，其中有的对动植物来源于微生物，具有非常重要的生理活性，其中有的对动植物有毒，有的具有抗菌、抗肿瘤或抗病毒等作用。近年来为最活有毒，有的具有抗菌、抗肿瘤或抗病毒等作用。近年来为最活跃的研究领域之一。跃的研究领域之一。蛋白质多肽约20种氨基酸水解水解自然界用自然界用20

15、20种单体组成的高分子种单体组成的高分子一. 蛋白质的分类和功能根据形状根据形状根据化学组成根据化学组成根据功能根据功能纤维蛋白质（丝蛋白，角蛋白）纤维蛋白质（丝蛋白，角蛋白） 线状，不溶入水线状，不溶入水 球蛋白质球蛋白质 （蛋清蛋白、酪蛋白）球状，能溶入水、酸、碱等（蛋清蛋白、酪蛋白）球状，能溶入水、酸、碱等单纯蛋白单纯蛋白 （氨基酸）（氨基酸）结合蛋白（氨基酸、辅基）结合蛋白（氨基酸、辅基）结合蛋白有：结合蛋白有：糖蛋白、酯蛋白糖蛋白、酯蛋白、磷蛋白、核蛋白、色蛋白、金属磷蛋白、核蛋白、色蛋白、金属蛋白、血红蛋白蛋白、血红蛋白等。等。 活性蛋白质活性蛋白质非活性蛋白质非活性蛋白质活性蛋白

16、质一般指在生命运动过程中有活性。活性蛋白质一般指在生命运动过程中有活性。按生理作用有：起催化作用的按生理作用有：起催化作用的酶酶、起调节作用、起调节作用的的激素激素、主管有机体运动的、主管有机体运动的收缩蛋白收缩蛋白、起输运、起输运作用的作用的输运蛋白输运蛋白等。等。非活性蛋白质指担任生物保护和支持作用的蛋白质。如非活性蛋白质指担任生物保护和支持作用的蛋白质。如清蛋白清蛋白、角蛋白角蛋白、弹性蛋白弹性蛋白、胶原胶原等。等。二. 蛋白质的性质1.蛋白质的等电点和胶体性质蛋白质的等电点和胶体性质蛋白质肽链上蛋白质肽链上N N端有自由端有自由-NH-NH2 2；C C端有自由端有自由-COOH-CO

17、OH显两性：显两性：PNH2COOHPNH3+COOPNH3+COOHPNH2COOOH-H+H+OH-pH = pIpH pI两性离子两性离子阳离子阳离子阴离子阴离子蛋白质分子粒径在胶粒幅度之内蛋白质分子粒径在胶粒幅度之内(0.1(0.1 0.001um)0.001um)，呈胶体性质。，呈胶体性质。蛋白质颗粒表面带电荷，酸性中带正电荷；碱性中带负电荷。蛋白质颗粒表面带电荷，酸性中带正电荷；碱性中带负电荷。蛋白质所带电荷与周围电性相反的离子构成稳定的双电层而形成蛋白质所带电荷与周围电性相反的离子构成稳定的双电层而形成稳定的胶体。稳定的胶体。蛋白质内有许多亲水基团如：蛋白质内有许多亲水基团如：-

18、OH-OH、-NH-NH2 2、-COOH-COOH、-SH-SH等，颗粒等，颗粒可以被水分子包围形成水膜，形成亲水胶体。可以被水分子包围形成水膜，形成亲水胶体。蛋白质的亲水胶体可被一些中性盐如硫酸铵、硫酸钠沉淀下来称蛋白质的亲水胶体可被一些中性盐如硫酸铵、硫酸钠沉淀下来称盐析。盐析。2.蛋白质的变性作用蛋白质的变性作用蛋白质受物理或化学因素的影响，分子内部结构和性质改变蛋白质受物理或化学因素的影响，分子内部结构和性质改变称蛋白质变性。称蛋白质变性。化学因素有强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮化学因素有强酸、强碱、重金属盐、三氯乙酸、乙醇、丙酮等。物理因素有紫外线、等。物理因素有紫外线

19、、X射线、超声波处理、高压、热等。射线、超声波处理、高压、热等。蛋白质变性后，溶解度降低，粘度加大，生物活性丧失等。变蛋白质变性后，溶解度降低，粘度加大，生物活性丧失等。变性伴随着不可逆沉淀。性伴随着不可逆沉淀。蛋白质变性后二级结构、三级结构有了改变和破坏。蛋白质变性后二级结构、三级结构有了改变和破坏。3.蛋白质的颜色反应蛋白质的颜色反应（1）茚三酮反应）茚三酮反应 兰色兰色（2）缩二脲反应）缩二脲反应 紫色紫色（3）蛋白黄色反应）蛋白黄色反应（4）Millon反应反应 红色红色有苯环的氨基酸有苯环的氨基酸遇硝酸为深黄色，遇硝酸为深黄色，遇碱转为橙黄色。遇碱转为橙黄色。遇硝酸汞的硝酸溶液变红，

20、遇硝酸汞的硝酸溶液变红，酪氨酸酚基与汞形成有色物。酪氨酸酚基与汞形成有色物。与强碱和稀硫酸铜作用，与强碱和稀硫酸铜作用，肽键反应。肽键反应。三三. . 蛋白质的结构蛋白质的结构一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构一级结构指的是由肽键连接起来的多肽链。即多肽的骨架，一级结构指的是由肽键连接起来的多肽链。即多肽的骨架，包括氨基酸的排列顺序。包括氨基酸的排列顺序。一级结构中的价键为肽键（酰氨键）。一级结构中的价键为肽键（酰氨键）。二级结构指的是主链多肽链上原子的局部空间排列。不包二级结构指的是主链多肽链上原子的局部空间排列。不包括与其他链段的相互关系及侧链构象的内容。括与

21、其他链段的相互关系及侧链构象的内容。二级结构中的作用力主要是氢键。二级结构中的作用力主要是氢键。二级结构：二级结构：-螺旋、螺旋、 -折迭、折迭、 -转角、转角、 无规蜷曲无规蜷曲L.paulingL.pauling和和E.J.CoreyE.J.Corey提出：肽链绕轴盘旋成螺环，螺环每提出：肽链绕轴盘旋成螺环，螺环每上升一圈，在轴方向间间距上升一圈，在轴方向间间距0.54nm0.54nm，由，由3.63.6个氨基酸单位构个氨基酸单位构成，在轴方向每一个氨基酸单位的氨基与相隔第五个氨基酸成，在轴方向每一个氨基酸单位的氨基与相隔第五个氨基酸单位的羧基形成氢键。形成的氢键与螺旋的长轴平行，螺旋单位

22、的羧基形成氢键。形成的氢键与螺旋的长轴平行，螺旋由此而稳定。氨基酸残基的侧链（由此而稳定。氨基酸残基的侧链（-R-R）不参与螺旋的构造，）不参与螺旋的构造，分布在螺旋的外侧。分布在螺旋的外侧。天然蛋白质的天然蛋白质的-螺旋大多为右手螺旋。螺旋大多为右手螺旋。-螺旋-折迭依靠两条肽链折迭依靠两条肽链或一条肽链内两段肽或一条肽链内两段肽链间的链间的C=OC=O与与N-HN-H形成氢键而成。两条肽形成氢键而成。两条肽链平行或反平行。链平行或反平行。-转角蛋白质分子在转角蛋白质分子在180180回回折的一种结构。回折角上第一折的一种结构。回折角上第一个氨基酸残基的个氨基酸残基的C=OC=O与第四个与第

23、四个氨基酸残基的氨基酸残基的N-HN-H形成氢键。形成氢键。OCNOCNHOCNOHHNOCNHCNCONOHHHRHR1HR2HHHHR2R3RNHONHNHONOOR1R2R3R4H蛋白质的次级键：氢键、盐键、范德华力、疏水作用蛋白质的次级键：氢键、盐键、范德华力、疏水作用疏水作用：蛋白质分子中的一些疏水基团自相粘附形成分子内疏水作用：蛋白质分子中的一些疏水基团自相粘附形成分子内胶束，对蛋白质的空间结构的稳定也起着重要作用。胶束，对蛋白质的空间结构的稳定也起着重要作用。无规蜷曲：没有确定规律性的那部分肽链的构象。无规蜷曲：没有确定规律性的那部分肽链的构象。无规蜷曲无规蜷曲-折迭折迭-螺旋螺

24、旋三级结构三级结构 1969年年IUPAC规定：三级结构是蛋白质分子或亚基规定：三级结构是蛋白质分子或亚基内所有原子的空间排布，但不包括亚基间或分子间的空内所有原子的空间排布，但不包括亚基间或分子间的空间排列关系。间排列关系。 由于疏水作用、盐键、范得华力、氢键由于疏水作用、盐键、范得华力、氢键等次级键，多肽链在二级结构的基础上通过等次级键，多肽链在二级结构的基础上通过单键的旋转，盘旋、折迭成更复杂的构象。单键的旋转，盘旋、折迭成更复杂的构象。（a）无三级结）无三级结 构蛋白质构蛋白质（b）有三级结）有三级结 构蛋白质构蛋白质肌红蛋白的肌红蛋白的 三级结构三级结构 链弯曲折迭链弯曲折迭成实际构

25、象。成实际构象。 亚基：某些蛋白质作为一个活性单位时由两条以上的肽链亚基：某些蛋白质作为一个活性单位时由两条以上的肽链组成，这些肽链相互以非共价键联结成一个相当稳定的单位组成，这些肽链相互以非共价键联结成一个相当稳定的单位称为亚基。称为亚基。四级结构 1969年年IUPAC规定：四级结构是亚基的立体规定：四级结构是亚基的立体排布，亚基间的相互作用和接触部位的布局。排布，亚基间的相互作用和接触部位的布局。 亚基或蛋白质分子缔合现象中的空间结构问题。亚基或蛋白质分子缔合现象中的空间结构问题。例：纤维状蛋白中氨基酸联结成肽链，是纤维蛋白的一级结构；例：纤维状蛋白中氨基酸联结成肽链，是纤维蛋白的一级结

26、构；其中每条肽链盘旋成的其中每条肽链盘旋成的螺旋是纤维蛋白的二级结构；几条螺螺旋是纤维蛋白的二级结构；几条螺旋形的多肽链互相扭成缆索状，扭曲时肽链弯成旋形的多肽链互相扭成缆索状，扭曲时肽链弯成“螺旋的螺旋螺旋的螺旋”是蛋白质的三级结构；每一缆索状结构可作为亚基，这些亚基是蛋白质的三级结构；每一缆索状结构可作为亚基，这些亚基互相缔合则成为纤维状蛋白质分子的四级结构。互相缔合则成为纤维状蛋白质分子的四级结构。19.4 核酸核酸一. 核酸的组成 核酸和蛋白质结合成结合蛋白存在于细胞核之内，在核酸和蛋白质结合成结合蛋白存在于细胞核之内，在细胞质中，核酸以可溶的形式存在。细胞质中，核酸以可溶的形式存在。

27、 其生理功能对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起其生理功能对遗传信息的储存、蛋白质的生物合成起着决定性的作用。着决定性的作用。核蛋白（结合蛋白）核蛋白（结合蛋白）蛋白质蛋白质核酸（辅基）核酸（辅基）水解水解核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸磷酸核苷核苷戊糖戊糖杂环碱（碱基）杂环碱（碱基） 水解，随条件不同水解，随条件不同水解程度不同。水解程度不同。水解水解核苷酸 是核苷的磷酸酯是核苷的磷酸酯核苷 是戊糖和杂环碱组成的糖苷是戊糖和杂环碱组成的糖苷核酸 是核苷酸为单元的生物高分子是核苷酸为单元的生物高分子NNONH2OHOHCH2HOPOOHOH5-胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸NNONH2OOHOHCH

28、2OH胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷C核糖核糖核糖OPOPOOPOOA1.核糖和脱氧核糖CHOOHOHOHCH2OHHHHCHOHOHOHCH2OHHHHOOHHHHOHHHCH2OHOOHHOHHOHHHCH2OHD-D-核糖核糖D-D-脱氧核糖脱氧核糖-D-D-呋喃核糖呋喃核糖-D-D-呋喃脱氧核糖呋喃脱氧核糖OOHHHOHCH2OHOOHOHOHCH2OH 核苷酸中的糖是核糖的称为核苷酸中的糖是核糖的称为核糖核苷酸（核糖核苷酸（RNA）。）。 核苷酸中的糖是脱氧核糖的称为核苷酸中的糖是脱氧核糖的称为脱氧核糖核苷酸（脱氧核糖核苷酸（DNA）。）。2. 碱基 NNHONH2NHNHOONHNHOOH3

29、CNHNONH2NNH腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶ATUCG尿嘧啶尿嘧啶NNNNHNH2AdenineGuanineCytosineUracilThymine腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNNNNH2OOHCH2OHOHANHNNNOOHOHCH2OHONH2鸟嘌呤核苷鸟嘌呤核苷GNNONH2OOHOHCH2OH胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷CNNHOOOHOHCH2OHO尿嘧氧核苷尿嘧氧核苷u3.核苷和脱氧核苷核苷和脱氧核苷胸腺嘧啶脱氧核苷胸腺嘧啶脱氧核苷NNHOOHOHCH2OHOHH3CdTNNONH2OHOHCH2OHH胞嘧啶脱氧核苷胞嘧啶脱氧核苷dCNNNNNH2OOHCH2O

30、HHH 腺嘌呤腺嘌呤脱氧核苷脱氧核苷dANHNNNOHOHCH2OHONH2H鸟嘌呤脱氧核苷鸟嘌呤脱氧核苷dG3.核苷和脱氧核苷核苷和脱氧核苷NNNNNH2OOHOCH2OHPOOHOH3-腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸NNNNNH2OOHCH2HHOPOOHOH5-腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸NNONH2OHOHCH2HOPOOHOH5-胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 RNA中有四个核苷：A、G、C、U DNA中四个脱氧核苷：dA、dG、dC、dT 核苷酸是核苷在核苷酸是核苷在3 3，5 5位与磷酸形成的酯位与磷酸形成的酯NNNNNH2OCH2HHOPOOOHNNONH2OHCH2HOPOO

31、HONNONH2OHCH2HOPOOHONNHOOHOCH2HOPOOHOOH3CdCdAdCdT 核酸是许多核苷酸核酸是许多核苷酸单元通过磷酸在单元通过磷酸在3、5位上结合起来的高分子位上结合起来的高分子R1OHPPOHR2POHR3POHR4P一段一段DNA一段RNA简画图135核糖核糖核糖OPOPOOPOOACU二. 核酸的结构一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构 一级结构是核酸中各核苷酸一级结构是核酸中各核苷酸单位排列顺序。单位排列顺序。 二级结构核苷酸二级结构核苷酸链链中碱基以氢键维持的中碱基以氢键维持的一定空间结构。一定空间结构。 三级结构是二级结构三级结构是二级结构的

32、各个部分一定的空间关系。的各个部分一定的空间关系。 DNA分子量巨大，大到有些分子量巨大，大到有些DNA分子在显微镜下能看到分子在显微镜下能看到分子的形状，即线型结构。分子的形状，即线型结构。 DNA中四种碱基：腺嘌呤中四种碱基：腺嘌呤 ：胸腺嘧啶即：胸腺嘧啶即 A ：T = 1 ：1 鸟嘌呤鸟嘌呤 ：胞嘧啶即：胞嘧啶即 G ：C = 1 ：1 双螺旋每转一周约相当于双螺旋每转一周约相当于1010个核苷酸，直径在个核苷酸，直径在2nm2nm左右。左右。 -A=T-GC-T=A-CG DNA DNA分子的双股螺旋分子的双股螺旋 两条互补的螺旋以相反的走两条互补的螺旋以相反的走向交织成螺旋梯子，两

33、股螺向交织成螺旋梯子，两股螺旋的碱基在梯子里旋的碱基在梯子里 A-TA-T；G-CG-C以氢键配对，核酸、糖以氢键配对，核酸、糖链在梯子外面。链在梯子外面。糖NNNNN HHNNOOCH3H糖NNNNONHHHNNOCH3NHH糖糖腺嘌呤腺嘌呤胸腺嘧啶胸腺嘧啶鸟嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胞嘧啶 与与DNA不同的不同的RNA的空间结构。的空间结构。 RNA的分子是由的分子是由 一条弯曲的多核一条弯曲的多核 苷酸所构成，其苷酸所构成，其 中有间隔着的双中有间隔着的双 股螺旋与单股非股螺旋与单股非 螺旋体结构部分。螺旋体结构部分。 RNA分子的结构分子的结构 也是靠许多嘌呤也是靠许多嘌呤碱和嘧啶碱间的氢碱和嘧

34、啶碱间的氢键保持着相当稳定键保持着相当稳定的构象。的构象。 tRNA是较小的分子，目前其二级结构比较清楚，例如酵母丙是较小的分子，目前其二级结构比较清楚，例如酵母丙氨酸转移核糖核酸不仅结构测出，而且它的合成已在我国完成。氨酸转移核糖核酸不仅结构测出，而且它的合成已在我国完成。 多瘤病毒多瘤病毒DNADNA三级结构模式图三级结构模式图三级结构三级结构 DNA DNA在双螺旋基础上在双螺旋基础上进一步紧缩成闭链环状进一步紧缩成闭链环状或开链环状以及麻花状或开链环状以及麻花状等形式的三级结构。等形式的三级结构。 双螺旋二级结构的双螺旋二级结构的首尾相连后再扭曲成首尾相连后再扭曲成麻花双股闭链环。麻花

35、双股闭链环。 RNA RNA的三叶草形的二级的三叶草形的二级结构中的各个部分存在的结构中的各个部分存在的一定空间关系。一定空间关系。三三. . 核酸的功能核酸的功能 遗传变异遗传变异 生长发育生长发育 蛋白质合成蛋白质合成DNA复制机制示意图复制机制示意图最初的股最初的股最初的股最初的股新的股新的股新的股新的股 细胞分裂时细胞分裂时DNA的两条链拆开，分别到两个子细胞里每的两条链拆开，分别到两个子细胞里每条链通过碱基配对条链通过碱基配对,既既A-T、G-C各自复制出一条与自相对应各自复制出一条与自相对应的链子组成一个新的的链子组成一个新的DNA分子。分子。 蛋白质的生物合成主要通过三种蛋白质的

36、生物合成主要通过三种RNA来完成来完成1. 信使核糖核酸信使核糖核酸 mRNA2 . 核糖核蛋白体核糖核蛋白体 rRNA3.转移核糖核酸转移核糖核酸 tRNA DNA DNA 相当于某蛋白质的一段相当于某蛋白质的一段双股链拆开，作模版，按碱基双股链拆开，作模版，按碱基配配对，合成了相当的对，合成了相当的 mRNA mRNA 。 细胞质内的一细胞质内的一种小球状颗粒，种小球状颗粒，分子量分子量5010050100万，由大万，由大小两个亚基组成，小两个亚基组成，合成蛋白的场所。合成蛋白的场所。 细胞质内，分子量较小，细胞质内，分子量较小，2.52.5到到3 3万万, ,约有约有75907590个氨基酸个氨基酸, ,形状三叶草形态。形状三叶草形态。 在生物体每一个细胞内都有携带遗传密码的在生物体每一个细胞内都有携带遗传密码的 DNA， DNA将特殊信息传给将特殊信息传给 mRNA ， mRNA 接受信息后移到核糖体上，接受信息后移到核糖体上，当当mRNA向前传送时，向前传送时，tRNA 接受接受mRNA的信息，得知如何排列的信息，得知如何排列某些氨基酸，每个某些氨基酸，每个tRNA 将将20种氨基酸中之一放在适当位置，当种氨基酸中之一放在适当位置，当tRNA将氨基酸一个接一个地排列成长肽链，就产生了蛋白质。将氨基酸一个接一个地排列成长肽链，就产生了蛋白质。