生物大分子的结构与功能
第二章 生物大分子
碱基互补是其复制、转 碱基互补是其复制、 录表达遗传信息的基础 生理状态下物理、 生理状态下物理、化学性质 稳定 有突变和修复能力， 有突变和修复能力，可稳定遗 传是生物进化的基础
RNA也可作为遗传物质 也可作为遗传物质
1. RNA病毒 传染媒介是病毒颗粒（病毒基因组 RNA、蛋白质外壳）。如 Tobacco Mosaic Virus (TMV)，逆转录病毒 （retrovirus) 2. 类病毒（viroid） 使高等植物产生疾病的传染性因子， 只由RNA组成
双螺旋结构的多态性
DNA结构的多态性：几 结构的多态性： 结构的多态性 种不同的DNA双螺旋结 种不同的 双螺旋结 构以及同一种双螺旋结构 内参数存在差异的现象。 内参数存在差异的现象。 双螺旋结构的基本形式： 双螺旋结构的基本形式： B-DNA ，资料来自相对湿 度为92％所得到的DNA钠 度为 ％所得到的 钠 盐纤维， 盐纤维，是生理条件下 DNA最稳定的结构形式。 最稳定的结构形式 最稳定的结构形式。
基本原理
（一）生物大分子虽然具有复杂的结构，但在组成方面 却存在一种基本的简单性，例如： 1.DNA由4种脱氧核糖核苷酸（4dNTP)聚合而成； 2.RNA由4种核糖核苷酸（4NTP)聚合而成； 3.蛋白质由20余种氨基酸聚合而成； 4.多糖由少数几种单糖聚合而成。 （二）所有的生物都使用相同种类的的构件分子，似乎 它们是从一个共同的祖先进化而来。 （三）每种生物的特性是通过它具有的一套与众不同的 核酸和蛋白质而保持的。 （四）每种生物大分子在细胞中有特定的功能。
Prion 复制 转录 翻译 复制? 转录? 翻译?
二、核酸的化学组成
核酸的化学组成
磷酸 核苷 碱基 核糖（RNA） 戊糖 脱氧核糖（DNA） A、G、C、U A、G、C、T
生物化学第一章 生物大分子的结构与功能
第一章 生物大分子的结构与功能
学习目标
掌握 蛋白质的元素组成及特点、 基本单位； 掌握 蛋白质分子结构及其特点； 掌握 熟悉 氨基酸的分类；蛋白质分子
的结构与功能之间的关系；
蛋白质的各种理化性质
三字符 Phe Trp Tyr Asp Glu Lys Arg His
等电点 5.48 5.89 5.66 2.97 3.22方式 在蛋白质分子中，氨基酸之间是以肽键(peptide bond)相连的。
肽键：一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合形 成的化学键
三字符 Ser Cys Met Asn Gln Thr
等电点 5.68 5.07 5.74 5.41 5.65 5.60
中文名 3.芳香族氨基酸 苯丙氨酸 色氨酸 酪氨酸 4.酸性氨基酸 天冬氨酸 谷氨酸 5、碱性氨基酸 赖氨酸 精氨酸 组氨酸
英文名 phenylalanine tryptophan tyrosine Aspartic acid glutamic acid lysine arginine histidine
H2NN-末端
多肽链
-COOH C-末端
4．生物活性肽
生物体内存在许多游离的具有重要生物活性的小分子肽
类，称之为生物活性肽。如谷胱甘肽(glutathione, GSH)
谷胱甘肽的作用：是体内重要的还原剂，防止溶血 ，
清除自由基 ，强有力的保护作用。
二、蛋白质的分子结构
在蛋白质研究中，一般将蛋白质分子的结构分为一、二、三、 四级结构。 （一）蛋白质的一级结构 蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺 序，是蛋白质最基本的结构(primary structure) 。 主键:肽键
生物大分子的结构和功能
生物大分子的结构和功能生物大分子是生命体中的重要组成部分，它们的结构与功能密切相关。
本文将从三个方面介绍生物大分子的结构和功能，包括蛋白质、核酸和多糖。
蛋白质是一类重要的生物大分子，它们由氨基酸组成。
蛋白质的结构决定了它们的功能。
一级结构是由氨基酸的线性顺序所确定的，而二级结构则包括α螺旋和β折叠等形成的空间结构。
蛋白质的二级结构进一步组合形成三级结构，决定了蛋白质的整体形状。
这些结构与蛋白质的功能密切相关，不同的结构形式赋予蛋白质不同的功能，如酶的催化作用和抗体的免疫功能等。
核酸是另一类重要的生物大分子，它们包括DNA和RNA。
DNA是遗传信息的载体，RNA则参与到蛋白质的合成中。
DNA的结构是由双螺旋形成的，由磷酸基团和碱基组成。
碱基之间通过氢键相互连接，形成DNA的稳定结构。
这种结构使得DNA能够在遗传信息的传递中起到重要的作用。
RNA结构与DNA类似，但它们具有更多的结构形式，如mRNA、tRNA和rRNA等。
不同的RNA具有不同的功能，如mRNA传递遗传信息、tRNA参与翻译和rRNA参与蛋白质的合成等。
多糖是一类由单糖分子组成的生物大分子。
多糖分为多种类型，如淀粉、纤维素和壳聚糖等。
多糖的结构与功能密切相关。
例如，淀粉是一种用于储存能量的多糖，其结构中包含α-葡萄糖分子的支链。
纤维素则是一种结构多糖，它构成了植物细胞壁的主要成分。
壳聚糖具有多种生物活性，如抗菌、抗氧化和免疫增强等功能。
总结起来，生物大分子的结构与功能密不可分。
蛋白质、核酸和多糖的结构决定了它们的功能，不同的结构形式赋予它们不同的特性和作用。
深入了解生物大分子的结构和功能，有助于我们更好地理解生命的奥秘，并推动生物科学的发展和应用。
以上就是对生物大分子的结构和功能的讨论。
生物大分子在生命体中具有重要的作用，深入研究它们的结构和功能对于理解生命的本质和推动生物科学的发展具有重要意义。
生物大分子的结构与功能
生物大分子是构成生物体内的重要组分，包括核酸、蛋白质和多糖等，它们在生命活动中起着关键的作用。
这些大分子的结构与功能密切相关，下面我们来分析一下其中的关系。
首先，让我们来看看核酸的结构与功能。
核酸是生物体内储存和传递遗传信息的分子。
DNA是一种双链的双螺旋结构，它由四种碱基（腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶）组成。
这些碱基通过氢键形成配对，从而使得DNA具有较强的稳定性。
DNA的功能主要有两个方面，一是储存遗传信息，二是通过转录和翻译的过程来实现信息的传递和表达。
接下来，我们讨论一下蛋白质的结构与功能。
蛋白质是生物体内最为复杂的大分子，它主要由氨基酸组成。
氨基酸通过肽键连接起来形成多肽链，通过折叠和组装形成蛋白质的特定结构。
蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构是氨基酸的线性序列，二级结构是α-螺旋或β-折叠的形成，三级结构是蛋白质的空间构象，四级结构是由多个多肽链组装形成的蛋白质复合物。
蛋白质的功能主要体现在它们作为酶、结构蛋白、运输蛋白等方面的作用，参与到生物体内的各种生化反应和生理过程中。
最后，让我们来看看多糖的结构与功能。
多糖是由单糖单元通过糖苷键连接而成的大分子，主要分为多糖和寡糖两类。
多糖的结构非常多样，它可以是直链、支链、交联等形式。
多糖的功能也是多样化的，比如植物细胞壁中的纤维素为植物提供了结构支持，动物体内的糖蛋白质则参与到免疫应答等生理过程中。
总的来说，生物大分子的结构与功能紧密相连。
它们通过不同的化学键连接成特定的结构，然后通过独特的结构发挥特定的功能。
这些功能相互作用，共同维持生物体内的生命活动。
深入了解生物大分子的结构与功能，不仅有助于我们更好地理解生命的奥秘，还可以为生物科学和医学研究提供重要的基础。
总之，生物大分子的结构与功能是密不可分的。
核酸、蛋白质和多糖等大分子通过不同的化学键和组装方式形成特定的结构，然后通过这些结构发挥相应的功能，从而参与到生物体内的各种生命活动中。
生物大分子的结构和功能
生物大分子的结构和功能生物大分子是构成生命体系的基本单位，它们负责着构建、维护和调节生命过程。
在生命体系中，生物大分子起着形态多样、功能复杂的重要作用。
本文就生物大分子的结构和功能进行阐述。
一、蛋白质蛋白质是组成生物体的重要分子，它具有多种复杂的结构和功能。
蛋白质的结构通常分为四级结构：一级结构是指蛋白质的氨基酸序列；二级结构是蛋白质的α-螺旋和β-折叠；三级结构是指蛋白质由α-螺旋、β-折叠等单元组成的空间结构；四级结构是指由多个聚合物形成的具有特定功能的蛋白质复合物。
蛋白质的功能多种多样，如酶作用、结构支持、运输、调节和防御等。
酶是一种细胞催化反应的蛋白质，它们能够加速体内化学反应的发生速度，对维持生命过程至关重要。
结构蛋白质具有强大的力学支持作用，能够在生命过程中支撑各类细胞和组织的形态和功能。
运输蛋白质则能够在体内平衡分子的水平，控制细胞内物质的移动和分布。
调节蛋白质可以调节细胞的基因表达，从而控制细胞生长、分化以及代谢等各种重要的生命活动。
防御蛋白质则能够针对外界的入侵或内部的异常反应，提供生理保护效应。
二、核酸核酸是一类重要的生物大分子，它们由核糖或脱氧核糖、磷酸和核嘌呤、核嘧啶等碱基组成。
核酸的主要功能是存储和传递生物遗传信息，控制生命过程。
核酸通常分为DNA和RNA两种。
DNA是生命体系中一类十分重要的遗传物质，是指含有脱氧核糖和四种碱基的双链螺旋分子。
它通过遗传编码方式控制氨基酸的排列组合，指示蛋白质的合成方式，重要的生命特征和功能积累在DNA信息的库中。
RNA则是DNA发挥功能的介质，也是DNA的合成模板。
RNA的种类多样，功能各留，如mRNA是基因的拷贝品，tRNA和rRNA是蛋白质合成的必要组分。
三、多糖多糖是一种持续存在于自然界中的高分子物质，由单糖分子重复聚合而成。
多糖的种类包括淀粉、纤维素、木质素、肝糖、果糖等，它们体现了广泛的结构和功能多样性。
多糖的结构与生物体的生产结构有关，如纤维素是蔬菜、水果、谷物等含有纤维质的食物的基础。
生物大分子的结构与功能
组成蛋白质的基本单位：
L- α-氨基酸
L - α-氨基酸构型
CHCOOO-
HOH2C
C +NOHH3 R
CCOOOO-C ++NNHH33
HH
L—甘油醛
HH
L—氨基酸
COO-
CHRH3
C +NH3
H
甘丙氨氨酸酸
一级结构是蛋白质空间结构和特异 生物学功能的基础。
二、蛋白质的二级结构
❖ 定义
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结 构，描述该段肽链主链骨架原子的相对空间 位置，不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
❖ 主要的化学键： 氢 键
（一）肽单元 (peptide unit)
肽单元（肽单位，肽平面）构象
❖ 肽单元的构象特征
二级结构 (secondary structure) 三级结构 (tertiary structure) 四级结构 (quaternary structure)
高级 结构
一、蛋白质的一级结构
❖ 定义
多肽链中氨基酸的排列顺序和氨 基酸的连接方式。
❖ 主要的化学键
肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
牛胰岛素的一级结构
（二）紫外吸收
色氨酸、酪氨酸和 苯丙氨酸的最大吸收峰 在 280 nm 附近。
色氨酸 λmax=280nm ε280=5.6× 103
酪氨酸 λmax=275nm ε275=1.4× 103
苯丙氨酸λmax=257nm ε275=2.0× 102
芳香族氨基酸在pH6时紫外吸收
❖ 蛋白质的紫外分光光度定量分析
生物大分子结构与功能
氨基酸部分 多肽主链（main chain）：由肽键连接各氨基酸残基形成的
长链骨架 多肽侧链(side chain)：蛋白质多肽链中的各氨基酸侧链基团
NH
促甲状腺素释放激素(焦谷氨酰组氨酰脯酰胺)
3 多肽类抗生素
缬
鸟亮
D-苯丙
脯
短杆菌肽
脯
D-苯丙
亮
鸟
缬
4 小分子肽或寡肽 (30~100个氨基酸)
甜味剂——L天冬氨酰苯丙氨酰甲酯-人工合成2肽 促性腺激素释放激素 ——10肽
生长激素释放抑制激素 10肽 内皮素 21肽 心钠素 28肽 促肾上腺皮质释放激素 41肽 生长激素释放激素 44肽 甲状旁腺素 84肽 神经肽——P物质和脑啡肽 抗生素肽——短杆菌肽A，博莱霉素
英文名 Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine Phenylalanine Proline Tryptophan Serine Tyrosine Cysteine Methionine Asparagine Glutamine Threonine Aspartic acid Glutamic acid Lysine Arginine Histidine
H3C
S
Met
C H2
H CC
NH2
H2 CH
C
OH
COO-
极性中性氨基酸
OR
+
C NH3
C - OH
H
O
NH2
OH O
H2N
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体的重要组成部分，它们在生物体内发挥着极其重要的功能。
生物大分子的结构与功能密不可分，它们的特定结构决定了其特定的功能。
本文将从蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质四个方面来详细介绍生物大分子的结构与功能。
蛋白质是生物体内最具代表性的大分子之一，它们在生物体内发挥着多种重要功能。
从结构上看，蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的多肽链，经过折叠和旋转形成特定的三维空间结构。
蛋白质的结构决定了其功能，不同结构的蛋白质具有不同的功能。
酶是一类重要的蛋白质，在生物体内负责催化各种生物化学反应。
酶的结构决定了其具有特异性和高效性，能够在生物体内加速化学反应，从而维持生命活动的进行。
抗体是一种能够识别和结合特定抗原的蛋白质，它在免疫系统中具有重要的抗病毒和抗细菌作用。
肌肉收缩、细胞信号传导等生物体内的重要功能都与蛋白质密切相关。
核酸是生物体内保存和传递遗传信息的大分子，其结构与功能也具有密切关联。
DNA和RNA是生物体内的两种主要核酸，它们都是由核苷酸经过磷酸二脂键连接而成的长链分子。
DNA是细胞核内的主要遗传物质，其双螺旋结构能够稳定地保存遗传信息，并在细胞分裂时传递给新生细胞。
RNA在蛋白质合成中发挥着重要作用，它通过与核糖体结合，将DNA中的遗传信息翻译成蛋白质。
RNA还参与调控基因表达和细胞信号传导等生物学过程。
核酸的特定结构使得其在生物体内能够有效地保存和传递遗传信息，从而维持生命的连续性。
碳水化合物是生物体内最主要的能量来源，其结构与功能也具有密切关联。
碳水化合物主要包括单糖、双糖和多糖三种类型，它们都是由碳、氢和氧三种元素组成的化合物。
单糖是碳水化合物的基本单元，如葡萄糖、果糖等，它们能够通过细胞呼吸产生能量，并为细胞代谢提供物质基础。
双糖是由两个单糖分子通过糖苷键连接而成的化合物，如蔗糖、乳糖等，它们是生物体内的重要能量储备物质。
多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的聚合物，如淀粉、聚糖等，它们在植物和动物体内起到能量储存和结构支撑的作用。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是生命体内最重要的分子之一，它们承担着许多生命活动中的重要角色。
生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，它们在细胞内起着重要的结构和功能作用。
本文将重点介绍生物大分子的结构与功能，希望能为读者提供相关知识。
一、蛋白质蛋白质是构成生物体的最基本分子，它们负责构建细胞的结构，参与生物体的代谢和调节以及传递讯息等多种功能。
蛋白质的结构非常复杂，由氨基酸组成，不同的氨基酸序列构成了不同的蛋白质。
每个氨基酸都有自己的特性，当它们连接在一起形成蛋白质的时候，就会展现出各种各样的功能。
蛋白质的结构可以分为四级结构，即原生结构、二级结构、三级和四级结构。
其中原生结构是蛋白质在生理条件下的天然构象，具有最基本的结构，由氨基酸的序列决定；二级结构是由氢键及离子键构成的α-螺旋、β-折叠；三级结构是由多个二级结构单元相对位置的联系而成；四级结构是由多个多肽链组成的互相联系而成的特定的构象。
蛋白质的功能多种多样，比如酶蛋白质可以促进化学反应的发生，激素蛋白质可以调节生物体的代谢和生长，抗体蛋白质可以抵御外来病原体的侵袭，肌肉蛋白质可以使肌肉收缩等。
二、核酸核酸是生物体内的遗传物质，它携带了生物体所有的遗传信息。
DNA和RNA是两种最常见的核酸，它们都是由核苷酸单元构成。
核苷酸由糖、碱基和磷酸基团组成，核苷酸通过磷酸二酯键连接成为DNA和RNA的长链。
DNA是生物体内最重要的遗传物质，它构成了生物体的基因，携带了生物体所有的遗传信息。
DNA的结构是双螺旋结构，由两条互补的链构成。
每条链由磷酸基团和脱氧核糖组成，中间通过碱基连接在一起。
DNA的功能主要是存储遗传信息，通过复制和转录来传递遗传信息。
RNA是在细胞内起着多种功能的核酸类物质，包括mRNA、tRNA、rRNA等多种类型。
mRNA是由DNA模板合成的，它携带了DNA的遗传信息，参与蛋白质的合成过程；tRNA是一种转运RNA，它可以将氨基酸搬运到细胞内的核糖体上，参与蛋白质的合成过程；rRNA是一种结构RNA，它组成了细胞内的核糖体，参与蛋白质的合成过程。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体的重要组成部分，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
它们具有复杂的结构和多样的功能，是维持生命活动的重要基础。
本文将从蛋白质、核酸、多糖和脂质四个方面探讨生物大分子的结构与功能。
一、蛋白质蛋白质是生物体内最为丰富的大分子，其结构与功能极为复杂。
蛋白质的结构主要由氨基酸组成，通过肽键相互连接形成多肽链，然后进一步折叠成特定的二、三维结构。
蛋白质的功能包括酶、结构蛋白、激素、抗体等，它们参与调节生物体的代谢、生长、发育、免疫等重要功能。
蛋白质的功能主要取决于其结构。
不同的蛋白质结构决定了其不同的功能。
酶是一类具有催化作用的蛋白质，其特定的结构可以与底物结合形成酶-底物复合物，从而促进化学反应的进行。
结构蛋白则是生物体内重要的支持结构，如肌肉中的肌动蛋白和骨架蛋白，它们赋予细胞和组织形态和机械支持。
激素和抗体则通过特定的结构与其他分子发生相互作用，调节生物体内的生理活动。
二、核酸核酸是生物体内负责储存和传递遗传信息的重要大分子，主要包括DNA和RNA。
核酸的结构是由核苷酸单元经磷酸二酯键连接而成的，形成长链状的分子。
核酸的功能主要是传递和复制遗传信息，参与蛋白质的合成过程。
DNA是生物体内最重要的遗传物质，其双螺旋的结构能够稳定地储存大量的遗传信息。
DNA通过转录形成RNA，再通过翻译合成蛋白质。
RNA分为mRNA、tRNA和rRNA三种，分别参与蛋白质合成的不同阶段。
mRNA将DNA中的遗传信息转录成RNA信息，tRNA将氨基酸带到核糖体上与mRNA配对，rRNA是核糖体的组成成分，参与蛋白质的合成过程。
三、多糖多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的大分子，具有多样的结构和功能。
多糖在生物体内广泛存在，主要作为储能物质和结构支持物质。
淀粉是植物细胞贮存多糖，能够提供能量；纤维素是植物细胞壁的重要组成部分，赋予植物细胞机械支持和保护。
多糖的结构和功能密切相关。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是指生物体内重要的有机分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
它们在维持生命活动、储存遗传信息和提供能量等方面发挥着重要的作用。
在本文中，我将介绍生物大分子的结构与功能方面的知识。
一、蛋白质蛋白质是生物体中功能最为多样、数量最为丰富的大分子。
它们由氨基酸组成，通过肽键相连形成多肽链。
蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构是指氨基酸的线性排列顺序；二级结构是指α-螺旋、β-折叠等规则的局部结构；三级结构是指多肽链中各个部分的空间排列方式；四级结构是指由多个多肽链相互作用形成的整体结构。
蛋白质的功能多种多样，包括酶的催化作用、结构支持、传递信号等。
二、核酸核酸是生物体中储存和传递遗传信息的大分子。
它们由核苷酸组成，包括脱氧核苷酸和核苷酸两种形式。
脱氧核酸（DNA）是双链结构，通过碱基间的氢键相互连接成螺旋状，具有A-T、G-C的碱基配对规则；核苷酸（RNA）则一般为单链结构。
核酸的功能主要体现在遗传信息的传递、转录和翻译等方面。
三、多糖多糖是由单糖分子通过糖苷键连接形成的多聚体。
常见的多糖包括淀粉、糖原和纤维素等。
它们在生物体内起到储存能量、提供结构支持和参与细胞信号传导等作用。
多糖的结构可以分为线性和分支两种形式，其中分支形态的多糖具有更高的溶解性。
四、脂质脂质是生物体内广泛存在的疏水性大分子。
它们包括脂肪、磷脂和类固醇等。
脂质在细胞膜的构建、能量储存和信号传导等过程中发挥着重要的作用。
脂质的结构包括亲水性头部和疏水性尾部，使其能够形成双层结构，构成生物膜。
总结生物大分子具有多样的结构与功能。
蛋白质通过不同层次的结构实现各种功能；核酸在遗传信息的传递与转录中发挥重要作用；多糖通过线性和分支形态满足生物体的需求；脂质在细胞膜的形成和代谢调节中发挥作用。
对于了解生物体的结构与功能，研究生物大分子的结构与功能是至关重要的。
通过对生物大分子的进一步研究，我们可以更好地理解生物体内的机理和生命现象，为制药、基因工程等领域的发展提供理论依据和实践指导。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是组成生物体的基本分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，它们构成生物体内的各种生命活动，发挥着重要的生物学功能。
1.蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内数量最多、功能最复杂的大分子，由氨基酸经缩合而成，具有多种复杂的三维结构和功能。
蛋白质的结构包括四级结构：1、一级结构：蛋白质的氨基酸序列。
2、二级结构：是即α-螺旋和β-折叠等，由氢键、疏水作用和疏水相互作用等稳定。
3、三级结构：由多个二级结构元件组成，由极性和非极性键、静电作用和疏水相互作用等稳定。
4、四级结构：由两个或两个以上的蛋白质亚单位缩合而成。
蛋白质的功能非常复杂，包括酶、转运蛋白、抗体、调节蛋白、结构蛋白等。
酶是催化化学反应的蛋白质，转运蛋白是负责物质转运的蛋白质，抗体是负责免疫的蛋白质，调节蛋白是负责调节基因表达的蛋白质，结构蛋白是构建细胞结构和器官的结构蛋白质。
核酸是生物体内贮存、表达和传递遗传信息的大分子，由核苷酸经缩合而成。
核酸的结构包括两种：DNA和RNA，其结构都由磷酸基团和核苷酸组成。
DNA是双螺旋结构，由四种不同的核苷酸基团经糖苷键缩合而成，以AT和GC两对互补碱基配对方式连接。
RNA结构比较单一，由单股链沿不同方向上的磷酸、核糖和氮碱基组成。
核酸的功能主要包括三种：遗传信息贮存、转写和翻译。
DNA的遗传信息贮存，通过转录转化成RNA之后，再通过翻译转化为蛋白质，实现生命活动。
多糖是由一种或多种单糖组成的大分子，广泛存在于生物体内，可分为结构多糖和功能多糖。
结构多糖为主导构建细胞和组织的结构分子，如纤维素、蛋白多糖和聚糖等，可提供强大的机械强度支撑；功能多糖包括能量储备物质、生物信号分子和免疫分子等，如淀粉、糖原和壳聚糖等。
多糖的生物功能与其结构密切相关，不同的多糖丰富多彩的生物活动。
脂质是由脂肪酸和酒精等分子组成的大分子，主要存在于细胞膜中，起着维持细胞膜完整性、保护细胞和构建细胞信仰的作用。
自然科学知识：生物大分子的结构和功能
自然科学知识：生物大分子的结构和功能生物大分子是生命活动以及生物体机能维持所必不可少的分子，是生物学中最基础的研究对象之一。
其中包括DNA、RNA、蛋白质、糖类和脂类等多种分子。
这些分子的结构和功能对于理解生物体内的生化过程以及生命现象至关重要。
首先，我们来看下DNA和RNA这两种核酸分子。
DNA是一种巨大的分子，由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状细胞鸟嘌呤）组成的长链状分子。
每种碱基与糖分子脱氧核糖通过共价键连接。
两根相互螺旋的DNA链之间用氢键连接在一起。
DNA的主要功能就是存储生命遗传信息，在生物复制和传递遗传信息时发挥重要作用。
RNA与DNA类似，也是由核苷酸组成，但与DNA相比，RNA分子较短，只有单链结构，同时糖分子为核糖。
RNA在细胞内可具有多种功能，如参与翻译过程，将DNA中的信息转化成蛋白质。
接下来，我们看一下蛋白质这种分子。
蛋白质可以说是生命体内最重要的分子，也是最多样化的大分子之一。
它由氨基酸基本单元组成，蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是蛋白质中氨基酸的线性序列，而二级结构形成了螺旋或折叠的结构。
三级结构是指二级结构和未折叠部分的空间构型。
最后，四级结构是几个不同的多肽链组成的蛋白质分子之间的相对位置关系和组织形式的描述。
蛋白质在生物体中的功能主要有两类：结构和代谢调控。
蛋白质的结构可以构成细胞墙、细胞器以及细胞内分子之间的桥梁，维护细胞的形态结构，是生物体内最为基础的功能。
其次，蛋白质还具有代谢调控的作用，参与维护细胞的代谢过程。
再看一下糖类这种分子。
糖类是由单体糖分子组成的大分子，是生物体内最主要的能源来源。
同时，一些糖类分子还具有结构支撑的功能，如纤维素就是一种支撑植物细胞壁的巨分子。
在生物体内，糖类分子主要通过酵素催化水解分解为简单糖，作为细胞内的能量来源。
最后，我们来看一下脂类这种分子。
脂质是由高级脂肪酸和甘油等简单分子组成的巨分子。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体的基本单元，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
它们的结构与功能密切相关，对维持生命活动起着重要作用。
一、蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内最基本的大分子，具有多种生物学功能。
其结构主要由氨基酸组成。
氨基酸通过肽键连接形成多肽链，不同的氨基酸序列决定蛋白质的结构和功能。
蛋白质具有四级结构：一级结构即由氨基酸序列确定的多肽链，二级结构包括α螺旋和β折叠，三级结构由多肽链在空间中的折叠和相互作用形成，四级结构是由多个多肽链相互作用形成的复合物。
蛋白质的功能多样，包括酶的催化作用、结构支持、免疫防御、信号传导等。
不同的蛋白质通过其独特的结构和氨基酸序列实现特定的功能。
二、核酸的结构与功能核酸是储存和传递遗传信息的生物大分子，包括DNA和RNA。
其结构由核苷酸组成，核苷酸由糖、碱基和磷酸组成。
DNA的结构为双螺旋，由两条互补的链通过碱基间的氢键相互结合而形成。
RNA的结构为单链或部分折叠。
核酸的功能主要是储存和传递遗传信息。
DNA是遗传物质，负责储存生物体的遗传信息，并通过遗传物质复制和转录来传递信息。
RNA则参与到蛋白质的合成过程中，起到信息传递的作用。
三、多糖的结构与功能多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的生物大分子，主要包括淀粉、纤维素和糖类等。
多糖的结构和功能也具有多样性。
淀粉是植物体内主要的能量储存形式，其结构为α-D-葡萄糖分子通过糖苷键相互连接而成的螺旋状结构。
纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，由β-D-葡萄糖分子通过糖苷键连接成纤维状的结构。
多糖还具有保护作用，如动物体内的肝素和海藻酸等。
它们通过与病原体或细胞表面的受体结合来发挥抗菌和抗病毒的功能。
四、脂质的结构与功能脂质是生物体内的一类疏水性生物分子，包括脂肪、磷脂和固醇等。
脂质不溶于水，主要在细胞膜中起到结构支持和生物垫层的作用。
脂肪由甘油和脂肪酸通过酯键连接而成，是生物体内重要的能量储存形式。
生物大分子的结构和功能
生物大分子的结构和功能生物大分子是构成生命体的基本单位，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
它们在维持生命活动中发挥着重要的作用。
本文将从分子结构和功能两个方面来探讨生物大分子的重要性。
一、分子结构1. 蛋白质的结构蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，由氨基酸组成。
蛋白质的结构可分为四个层次：一级结构是指氨基酸的线性排列顺序；二级结构是指氨基酸间的氢键形成的α-螺旋和β-折叠；三级结构是指蛋白质的空间构象，由各种非共价键和离子键稳定；四级结构是指由多个多肽链相互组合而成的复合物。
2. 核酸的结构核酸是生物体内存储和传递遗传信息的分子，包括DNA和RNA。
DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的双螺旋结构，RNA则是由核糖核苷酸组成的单链结构。
核酸的结构决定了它们在遗传信息传递中的重要性。
3. 多糖的结构多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物，包括淀粉、纤维素和糖原等。
多糖的结构与功能密切相关，例如淀粉在植物中起到能量储存的作用，纤维素在植物细胞壁中起到结构支撑的作用。
4. 脂质的结构脂质是生物体内重要的结构组分，包括脂肪、磷脂和固醇等。
脂质的结构特点是具有亲水性和疏水性的特性，这使得它们在细胞膜的组成和功能中起到重要作用。
二、分子功能1. 蛋白质的功能蛋白质是生物体内最为多样化的大分子，具有多种功能。
例如，酶是一类特殊的蛋白质，它们能够催化生物体内的化学反应；抗体是一种免疫蛋白质，能够识别和结合外来抗原；肌肉蛋白质能够产生力量和运动等。
2. 核酸的功能核酸是生物体内存储和传递遗传信息的分子，具有重要的功能。
DNA是遗传物质的主要组成部分，能够储存生物体的遗传信息；RNA参与蛋白质的合成过程，是转录和翻译的关键分子。
3. 多糖的功能多糖在生物体内具有多种功能。
淀粉和糖原是生物体内的能量储存物质，能够提供能量供生命活动使用；纤维素是植物细胞壁的主要组成部分，能够提供支撑和保护作用。
4. 脂质的功能脂质在生物体内具有多种功能。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能1. 引言1.1 生物大分子的定义生物大分子是生物体内含量较大的分子，在生物界中存在着许多种类，如蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
这些大分子在细胞中具有重要的生命功能，是构成生物体的基本单位。
生物大分子具有复杂的结构，通过特定的空间构型和化学成分，参与了细胞的生长、代谢、遗传等各项生命活动。
生物大分子的结构和功能之间存在着密切的联系。
不同种类的生物大分子在细胞内扮演着不同的角色，如蛋白质参与酶反应、传递信息和提供支持；核酸负责遗传信息的传递和蛋白质合成；多糖提供能量储备和结构支持；脂质构成细胞膜、维持细胞结构等。
这些大分子之间相互作用，共同维持了生物体内复杂而有序的生命活动。
生物大分子的研究对于解析生物体内的各种生命现象具有重要意义。
通过深入了解生物大分子的结构和功能，可以揭示生命活动的机理，从而为疾病治疗、新药开发和生物工程领域提供重要的理论基础和科学依据。
生物大分子的研究将为人类对生命的认识提供更深入的理解，并有望带来许多新的科学突破和技术革新。
深入探索生物大分子的结构和功能，具有重要的科学意义和应用前景。
1.2 生物大分子的重要性生物大分子是构成生物体的重要组成部分，具有极其重要的功能和作用。
生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，在维持生命活动、传递遗传信息、调节代谢等方面起着不可或缺的作用。
蛋白质是生物体内功能最为广泛的大分子之一，它们参与了广泛的生物学过程，包括酶催化、结构支持、运输、免疫和激素等。
蛋白质的种类和结构多样，可以根据其氨基酸序列和折叠方式不同而具有不同的功能。
核酸是存储和传递生物体遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。
DNA携带着遗传信息，而RNA在蛋白质合成过程中起着重要角色。
核酸的结构特异性决定了其在生物体内的功能。
多糖在生物体内具有储能、支持和保护等功能，包括淀粉、糖原和纤维素等。
它们在细胞结构和机能中发挥着重要作用。
脂质是生物体内重要的结构和代谢物质，包括脂肪、磷脂和固醇等。
生物大分子的结构和功能
生物大分子的结构和功能生物大分子是生命体内最基本、最基础的物质，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，是构成生物体的重要基石。
生物大分子的结构和功能密不可分，正确理解生物大分子的结构和功能对于理解生物学的各个方面都具有重要意义。
一、蛋白质的结构和功能蛋白质是生命体内最为广泛的大分子之一，其由氨基酸单元组成，具有多种功能。
蛋白质的结构分为四级：一级结构为氨基酸序列，二级结构为α-螺旋、β-折叠等，三级结构为立体构型，四级结构为多个蛋白质由相互作用而成的超分子结构。
这种分级结构对于蛋白质的功能至关重要，如丝氨酸家族蛋白在脱水条件下能够紧密缠绕在一起，形成极度稳定的高分子结构，使得其能够在寿命极长的动物若干器官中发挥作用。
另外，蛋白质的功能还与其空间构型密切相关。
例如，埃卡菌素是一种细胞内毒素，其结构与黄水仙碱类似，都是一种非常复杂的环状大分子。
然而，因为埃卡菌素的结构被打乱，使其丧失了黄水仙碱的活性，成为一种极度毒性的物质。
这说明，在生物大分子的结构与功能之间，结构对于功能的影响非常明显。
二、核酸的结构和功能核酸是生命体内编码和传递遗传信息的重要分子，其中DNA和RNA是最为典型的代表。
DNA的结构是由两个螺旋结构相互缠绕而成的双螺旋结构，而RNA的单链结构则像是银杏叶的形态。
核酸分子具有高度的化学特异性，能够识别及配对自己的同质单元，完成自身的复制和修复。
这是生命体繁衍和遗传信息传递的物质基础。
除此之外，核酸的结构和功能在许多生物学过程中也发挥着关键作用。
例如，mRNA能够将基因信息从DNA转录为RNA后，传递给核糖体，为蛋白质合成提供必要的信息；tRNA是蛋白质合成中组成蛋白质的氨基酸的运载者；rRNA则组成核糖体的重要组分，与tRNA协同完成蛋白质的合成。
三、多糖的结构和功能多糖类大分子也是生命体内重要的分子之一，具有重要的生理和生化功能。
多糖所组成的复杂生物分子，如糖蛋白、糖类受体和多糖类药物等，广泛涉及到生命活动的各个领域。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体物质的基本单位，主要包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
这些大分子具有复杂的结构和多样的功能，在生物学中具有重要的作用。
一、蛋白质的结构与功能蛋白质是生物大分子中最为复杂的一类，由20种不同的氨基酸残基组成，具有多种生物学功能。
蛋白质的结构分为四级，即一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指氨基酸残基的线性排列方式，由蛋白质的基本结构单元——氨基酸进一步组合而成。
二级结构是指蛋白质二维结构的构象，主要包括α螺旋和β折叠两种形态，这些二级结构通过氢键等力作用稳定。
三级结构是指空间结构，由许多二级结构通过相互作用如电荷相互作用、氢键及疏水力等共同稳定。
四级结构是指由多个蛋白质组成一个功能性的大分子，成为多肽链的组装。
蛋白质的功能多样，其中最重要的是酶，酶作为生物催化剂，可以使反应速率加快数百倍、数千倍，具有极其重要的作用。
此外，蛋白质还具有支持结构、传递信号、运输、抵抗病原体等多种生物学功能。
二、核酸的结构与功能核酸是一种在细胞中广泛存在的生物大分子，由核苷酸多聚而成。
核苷酸是由五碳糖、碱基和磷酸酯化组成的，有两种类型：脱氧核苷酸和核苷酸。
核苷酸链是由脱氧核糖组成的链构成的，核苷酸链是由核糖组成的链构成的。
核酸的结构包括三级结构和四级结构。
三级结构是指单个核苷酸链的折叠和空间结构，主要是由碱基间的氢键和茎-环-环结构中的额外的相互作用稳定。
四级结构是指核酸的多肽链组装，通常是双螺旋结构，由互补碱基组成，通过水素键相互作用。
核酸的作用是负责储存、复制和传递生物遗传信息。
基于其特定的序列和拓扑结构，核酸可以编码生物体所有重要的遗传信息，并向细胞传递这些信息。
多糖是一类由单糖基元连接而成的生物大分子，具有较为简单的结构，含有多种功能，包括构建结构、能量储存等。
多糖的结构主要分为三种：直链多糖、支链多糖和交错多糖。
直链多糖分子由许多单糖分子通过1,4-α-D键连接而成，因为分子结构简单，熔点高，电导率低，不溶于水等特点被广泛应用于马铃薯淀粉、玉米淀粉、纤维素等的生产。
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PrPC的溶液结构
蛋白的C端（121~231） 是一个球形结构域，有 3个a-螺旋和1个反平行 b-片层；N端有一个柔 性的无序区，处于舒展 的无规则卷曲状态，缺 少确定的二级结构。
朊病毒与疯牛病
朊病毒的概念 朊病毒与疯牛病 朊病毒的研究概况 朊病毒的结构与功能 朊病毒的致病机理
朊病毒（Prion）的概念
Prion一词创于1982年，用来命名可转移性海绵状 脑病的致病因子。80年代中期我国学者译之为朊 病毒。 朊病毒是一种新型的蛋白感染因子，与经典的病 毒不同，它不含核酸。1983年“植物和动物亚病 毒病源：类病毒和朊病毒国际会议”正式把朊病 毒归入亚病毒领域。 朊病毒能引起人和动物的可转移性神经退化疾病， 如人的震颤病（KURU）、克雅氏病（CJD）、吉 斯综合症（GSS）和致死性家族失眠症（FFI）以 及动物的羊瘙痒病（Scrapie）、牛海绵脑病 （BSE 俗称疯牛病）和鹿、猫、水貂等的海绵脑 病。
朊病毒的研究概况
早期研究
朊病毒研究的最早模型是羊搔痒症（scrapie） 病原因子，这种因子的滤过性和传染性曾被认 为是由慢病毒引起，但它不同于大多数病毒， 福尔马林溶液不能使其完全失活，一定剂量的 254nm紫外线也不能使其失活，相反它对 237nm紫外线却非常敏感。 与此同时，在人身上也发现了震颤病（kuru） 和克雅氏病（CJD），这两种病与scrapie相似， 都是神经系统疾病，都可人工感染实验动物， 它们是同一类型的疾病，根据它们的可传递性 和宿主病理变化命名为可传递性海绵状脑病 （TSE）。Gajdusek因为发现震颤病的发病机
Prions影响大脑的不同区域，当神经细胞死亡时，就 出现海绵状形态，感染的大脑区域不同，产生的 症状也不同。
大脑皮层：记忆丧失，痴呆或神经错乱，视觉模糊 （CJD） 丘脑： 失眠 (FFI). 小脑：运动失调，行动困难(kuru, GSS). 脑干：疯牛病 (BSE)
朊病毒与疯牛病
疯牛病于1985年底首次在英国发现.这是一 种传染性海绵状脑病，其症状是病牛烦燥 不安，好斗，无法控制自己的动作，动作 失去平衡。病牛一般在2个星期到6个月后 死去。人们通过解剖发现，病牛的神经细 胞已受到破坏，脑组织成了海绵状，出现 了无数的微细孔洞，最后因脑组织功能衰 竭而死亡
患疯牛病的牛脑切片
正常大脑（上左）：大脑皮层中染色深的神经细胞周围的组织没有海 绵状改变 典型CJD（上右）：大脑皮层中含有许多小空泡，呈海绵状 新型CJD（下左）：大脑皮层海绵状化不严重，但含有显著的斑块 新型CJD中的斑块（下右）：prion蛋白染成棕色
不同的朊病毒影响大脑的不同区域
英国自l985年发现疯牛病到1996年，已确诊 有l6l412头牛患病，数以万计的牛被扑杀、 焚烧、处理，使英国蒙受巨大的经济损失， 同时欧洲其它国家如丹麦、法国、爱尔兰 等国也相继发生疯牛病。特别是英国连续 出现12个青年患新型克雅氏病，人们怀疑 该病是食用患疯牛病的牛肉引起的，在欧 洲引起了极大的恐慌，疯牛病已成为欧洲 严重的经济和政治问题。
PrP的一般性质
朊病毒蛋白(PrP)是由宿主基因编码的，其编码蛋白有 两种形式，一种是正常的细胞型PrP(PrPc)，属蛋白酶敏 感型，是细胞的正常组分；另一种是异常的致病型PrP (PrPsc)，具有一定的抗蛋白酶消化特性，是TSE的致病 因子。 PrPsc经蛋白酶消化后剩下的核心部分分子量约27-30kD (称PrP27-30)仍具感染性。 PrPC是一种膜蛋白，分子量33~35kD， N端含有22个残 基的信号肽序列，C端含有1对二硫键和2个N型复合寡 糖链，以及1个糖基磷脂酰肌醇（GPI）结合位点。 PrPc与PrPsc具有相同的氨基酸顺序和共价修饰，但三维 结构却差异很大，傅里叶变换红外光谱和圆二色谱研 究表明，PrPc主要由α螺旋构成，PrPsc则含有40%的β折
由朊病毒引起的疾病近年来不断被发现并 相继被确认，不论在人群中还是在动物群 中的发病率在全球范围内呈上升趋势，朊 病毒的结构与功能，朊病毒的致病机理， 朊病毒的复制等已成为当前病毒学研究的 一个热点。
朊病毒的结构与功能
根据傅里叶变换红外光谱（FTIR）和圆二 色谱（CD）的研究，PrPC和PrPSC的二级结 构差异很大，PrPC中含43%的a螺旋，而 PrPSC中含有30%的a螺旋和43%的b片层。 对PrPSC的免疫原性分析表明，构象的变化 主要发生在90~145或175的残基区域。 目前已获得鼠、羊、人和牛全长PrPC的 NMR结构，不同种属的PrPC的结构都很类 似；PrPSC是纤维状的多聚体，在非变性溶 液中是不溶解的，目前还没有实验结构。
试验模型的建立和致病性蛋白质的提纯
1961年Chandle将scrapie病原因子感染小鼠成功， 自此，遗传性质均一的小鼠取代了昂贵的绵羊、 山羊做实验。Prusiner又将scrapie感染金黄地鼠 成功，地鼠的潜伏期比小鼠短得多，而且实验 需用的动物数量也很少，从而显著提高了工作 效率。 1982年Prusiner从感染羊搔痒scrapie的金黄地鼠 中纯化出致病因子，并分别经过核酸酶和蛋白 酶消化，紫外线以及其它化学试剂的处理，证 实羊搔痒病的感染因子是不含有核酸的蛋白质， 并命名为Prion (proteinaceous infectious particle), 缩写为PrP (Prion Protein)。P学研究发现，疯牛病的起病原因既 不是传染性病毒，也不是细菌，更不是真 菌或寄生虫。它是一种能起传播作用的物 质，这种物质影响牛脑和脊髓，用普通显 微镜即可观察到脑部的海绵状变化。这一 物质非常稳定，用普通的烹调温度无法将 其杀死，甚至连消毒、冷冻和干燥也无法 将其消灭，它就是朊病毒。 目前对疯牛病以及其他朊病毒疾病还没有 有效的治疗手段，只能采取预防措施。