结构生物学(生物大分子解析方法)ppt课件
生物大分子的结构解析
生物大分子的结构解析生物大分子是构成生命体的基本单位,包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质等。
这些大分子的复杂结构和功能远比其表面现象更为深刻和丰富。
从化学和物理角度解析这些大分子是分子生物学的一项重要研究领域。
蛋白质是生物大分子中最为重要的一类,它们参与了生命体内几乎所有的代谢反应和信号传递等过程。
蛋白质的结构决定了它们的特定功能,而分析和解析蛋白质结构是分子生物学研究的核心内容。
目前,主要有X射线晶体学、核磁共振、电子显微镜和质谱等方法用于蛋白质结构解析。
X射线晶体学是分析生物大分子三维结构的主流方法,最早的蛋白质X射线结构解析可追溯到20世纪50年代。
这种方法先通过晶体学技术获得蛋白质晶体,再用X射线对其进行照射,根据衍射图案得出分子精确结构信息。
蛋白质晶体学解析技术的主要难点在于如何获得高质量的晶体,正式因为此,该方法的应用范围和效率还需要进一步提高。
另一种成熟且广泛应用的方法是核磁共振技术,它可以在溶液中观察蛋白质分子结构。
核磁共振技术与X射线晶体学不同,它主要适用于结构比较复杂但不能形成晶体的大分子。
通过分析核磁共振试验数据,可以得出蛋白质结构的高分辨率三维图像,以及分析蛋白质分子之间的相互作用。
与前两种方法不同,电子显微镜(EM)是通过在真空中通过电子束观察蛋白质聚集体的结构。
它适用于解析生物大分子超大分子复合物的结构,比如RNA聚合酶或蛋白质机械酶等。
随着技术的不断发展,现在EM的分辨率已经接近至3埃格朗(1埃是1亿分之一米)水平,比在电子显微镜中确定的分子结构分辨率还要更高。
质谱技术也在最近几十年里取得了长足进展,可以用于分析蛋白质序列和限定蛋白质结构。
质谱技术通过将物质中的分子离子化,并将离子分离出来,然后通过电子束或者激光对离子进行撞击,使其断裂,得到电荷比原来更小的离子片段,从而推断出分子的组成和结构。
总之,在不同领域里,生物大分子结构解析的方法和应用是不断推陈出新的。
这些技术的发展为人们更深入地研究生命现象奠定了坚实基础。
生物大分子结构与功能ppt课件
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
肽的书写格式
NH2-甘-丙-谷-……-组-蛋-COOH NH2-Gly-Ala-Glu-……His-MetCOOH NH2-GAE……HM-COOH GAE……HM
子量(MW)30,000-45,000 ➢ 一个含有100个氨基酸组成的蛋白质可存在20100
种不同的形式 ➢ E. coli约含有3,000种蛋白质,人体约含有100,000种
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
➢编码氨基酸:20 种 , 除Gly外,均为L-氨基酸, Pro为 环状亚氨酸 ➢非编码氨基酸:胱氨酸、碘代酪氨酸、羟脯氨酸与 羟赖氨酸等
Trp
光 密 度
Tyr Phe
0 240 250 260 270 280 290 300 310 波 长 ( nm )
芳香族氨基酸的紫外吸收
化学性质
亚硝酸反应:测定产生的N2可计算氨基酸的含量, 为Van Slyke定 氮法的基础。
甲醛反应: 氨基酸与甲醛反应生成二羟甲基氨基酸, 为中和法测 定氨基酸含量的依据, 称甲醛滴定法, 两性氨基酸在与 甲醛反应后使氨基封闭而酸性增强, 可用强碱滴定。
➢ 寡肽(oligopeptide): 十个以下氨基酸缩合成的肽统称为寡肽
➢ 多肽链(polypeptide chain) : 十个以上氨基酸形成的肽,
典型的多肽MW<104 ➢ 蛋白质: 由一条或几条多肽链组成的生物大分子 ➢ 氨基酸残基(amino acid residues):蛋白质肽链中的每个
(2) R为羟基和硫: Ser、Thr含羟基,Ser有极性可形成氢键, 大多数酶的活性中心有
分子生物学(共19张PPT)
04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链,即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起,形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸,共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ,主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下,蛋 白质可形成四级结 构,由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始,分子生物学经历了 飞速的发展,成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子,以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制;阐明基因表达调控的分 子机制;探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子,它们与DNA特定序列结合,激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式,改变染色质结构,影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA,通过与mRNA结合,抑制其翻
译或促进其降解,从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程,而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸,由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构
生物大分子以碳链为骨架完整版课件
四、蛋白质----生命活动的主要承担者
1、蛋白质功能多样性的表现
①结构蛋白----构成细胞和生物体,如:肌肉、头发、蛛丝等主 要成分是角蛋白
②运输功能----如血红蛋白、载体蛋白等
血红蛋白
载体蛋白
③催化功能----如唾液淀粉酶等,大多数细胞内的反应离不开酶 的
水解终产物
甘油和脂肪酸
相同质量下
C、H所占比例
高
相同 消耗O2
多
质量
彻底 产生H2O
多
氧化
时 释放能量
多
主要功能
生物体内的 主要储能物质
糖类 C、H、O
单糖
低
少
少 少 淀粉、糖原是生物体内 储能物质,葡萄糖是细 胞内的主要能源物质
(2)磷脂 (C、H、O、N、P) 细胞各种膜结构的重要成分
1)绝大多数氨基酸的通式
R NH2 C COOH
约20种氨基酸
H
2)氨基酸的结构特点:
(1)每个氨基酸分子至少都含有 一个氨基和一个羧基
,
并且都有一个氨基和一个羧基连在 同一个碳原子 上 (2)氨基酸的种类由 R基团 决定,多出的氨基和羧基在
R基团 中
R基团也可以是较长的链如精氨酸,或是环状结 构,R基团中也可能含有氨基(—NH2)如精氨酸或羧 基(—COOH)如天冬氨酸,有时还含有硫原子,如半
结论2:蛋白质分子量的计算方法
条件:氨基酸的平均分子量为a,一个由m个氨基酸组成 的n条肽链,肽链之间共有b个二硫键
am-18(m-n)-2b
3)氨基、羧基数目计算
例1.由123个氨基酸构成的一条肽链中,至少含 有 1 个氨基, 1 个羧基,__1_2_2个肽键。 例2.由123个氨基酸构成的三条肽链中,至少含 有 3 个氨基, 3 个羧基,_1_2_0_个肽键。
分子生物学课件(共51张PPT)
蛋白质局部主链的空间结构, 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构,每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白:作为细胞的结构,如膜蛋白,染色体蛋白等 。 酶:催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象,揭示生命现象的分子基
础,是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入,为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元,共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶, 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
人教版高中化学《生物大分子》完整版PPT1
题点(一) 糖的性质
1.(2021年1月新高考8省联考·江苏卷)葡萄糖的银镜反应实验如下:
步骤1:向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水,观察 到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2:向试管中继续滴加2%氨水,观察到沉淀完全溶解。 ②图乙是我国自行研制的氢动力概念跑车.氢气作为最清洁燃料的原因是
解析:(1)制镜工业和热水瓶胆镀银都利用了葡萄糖中含有醛基,与银氨溶液反 应还原出单质银,所以反应为反应④。
△ 答案:(1)④ (2)CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2――→CH2OH(CHOH)4COOH +Cu2O↓+2H2O (3)C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O
[题点全盘查]
D.Cr2O72-可将葡萄糖氧化而不能共存,故D错误;
D.
工业炼铁、从海水中提取镁、制玻璃、水泥过程中都需要用到石灰石
(2) 淀 粉 和 纤 维 素 的 分 子 式 可 以 表 示 为 (C H O ) , 也 可 以 表 示 为 D.离子方程式不一定表示的是一类反应,如2CH3COOH+CaCO3═2CH3COO﹣+Ca2++H2O+CO2↑,该反应只表示醋酸和碳酸钙的反应,故D错误;
实验步骤
实验现象
试管壁上有 银镜出现
②与新制氢氧化铜溶液反应
实验步骤
实验现象
试管中出现 红色沉淀
③实验结论:
葡萄糖对银氨溶液、氢氧化铜等弱氧化剂表现出还原性,属于还原糖。
(5)应用 ①葡萄糖在食品和医药工业中有广泛应用。
②葡萄糖易于被人体吸收,经酶的催化发生氧化反应,放出热量,提供了维持生
命活动所需要的能量。反应形式表示如下: C6H12O6+6O2―― 酶→6CO2+6H2O。 葡萄糖
结构生物学ppt课件
什么是结构生物学
1.生物大分子的结构是如何形成的 2.生物大分子行使功能的结构机制 3.生物大分子的结构改变如何影响其功能
结构生物学的重要性
1. 生物大分子参与行使绝大多数细胞功能 2. 生物大分子只有折叠成特定结构才能行使其功能 3. 生物大分子结构可以直接加深人们对功能的深入理解 4. 基于结构信息的药物筛选与优化
结构生物学诺贝尔奖
F. H. C. Crick, J. D. Watson, M. H. C. Wilkins (Physiology or Medicine, 1962) for their discoveries concerning the molecular structure of nuclear acids
Roderick MacKinnon (Chemistry, 2003)
R. D. Kornberg (Chemistry, 2006) for his studies of the molecular basis of eukaryotic transcription
V. Ramakrishnan, T.A. Steitz, A.E. Yonath (Chemistry 2009) for studies of the structure and function of the ribosome
2-6kJ/mol(水环境) 12.5-21kJ/mol(供体或受体带电荷)
(非极性环境中强,水环境中弱)
4kJ/mol 4-17kJ/mol(蛋白内部)
稳定蛋白质三级结构的共价相互作用
1. 二硫键(对环境敏感) 2. 金属配位键(Kd从mM到nM,体外实验需特别考虑弱结合情况) 3. 辅因子共价结合(某些蛋白需要小分子、DNA或者其他蛋白质
生物大分子结构的解析技术
生物大分子结构的解析技术生物大分子是指由生物体内高分子化合物构成的分子,包括蛋白质、核酸、多糖等。
了解这些分子的结构和功能是生物学研究和药物设计的重要基础。
因此,发展生物大分子结构的解析技术对于推动生物学研究和药物研发有着重要意义。
X射线晶体学早期,解析生物大分子结构主要依靠X射线晶体学技术。
这种方法需要将大分子结晶,然后通过探测其晶格的衍射模式来推导分子的三维结构。
尽管在结构解析方面取得了很大的成功,比如蛋白质获得了许多结构,但该方法存在一些缺点。
如需要非常长时间才能制备足够大的晶体,某些分子难以结晶,因此还有一些蛋白质的三维结构没有被解析。
核磁共振技术一种能较好地克服X射线晶体学技术的局限性的技术是核磁共振(NMR)技术。
这种技术可以在溶液中研究蛋白质的结构,避免大多数问题的晶体结晶。
核磁共振的使用基于记录核磁共振信号以确定分子结构。
这种技术的优点包括可以在溶液中运作,还可以比X射线技术和电子显微镜技术提供更多的动态信息。
电子显微镜技术电子显微镜技术(EM)技术则是一种近年来快速发展的技术。
该技术利用强大的电子束可以很快地确定核酸的三维结构。
同样,在电子显微镜中,已经解决了许多蛋白质的三维结构,其中许多具有高度的复杂性和生物学重要性,例如细胞膜蛋白。
该技术的局限性包括对分子大小的限制以及仍需要结合其他技术解析三维结构:对一些信息进行渲染,以使其可视化时的局限。
总结生物大分子的结构分析一直是生物学和药物研发等领域中的重要问题。
近年来,三种技术 - X射线晶体学,核磁共振技术和电子显微镜技术,已成为生物大分子结构分析领域的三项主要技术。
虽然这三种技术各有优点和局限性,但它们在解决生物大分子结构的普遍问题方面取得了重要进展。
随着这些技术的进一步发展,更多生物大分子的结构将被揭示,从而有助于推动生物学和制药领域的基础研究。
《生物大分子的基本骨架》课件1
核酸的组成有什么规律?
3.科学家采用多种方法对各种生物 的DNA和RNA的碱基组成进行了定 量测定,发现所有DNA分子中的腺嘌 呤与胸腺嘧啶的数量相等,鸟嘌呤与 胞嘧啶的数量相等,而RNA中的碱基 组成却没有这样的关系。
原因:DNA一般是双链结构,而RNA一 般为单链结构。
分析
1.如何根据碱基的类型推测某个已 测定的样品是DNA而不是RNA?
①组成蛋白质多 肽链的氨基酸在 种类、数目、排 列顺序上的不同; ②构成蛋白质的 多肽链在数目和 空间结构上的不 同。
(2)蛋白质的功能多样性
【归纳】关于蛋白质知识点
元素组成 基本单位 C、H、O、N等 氨基酸
脱水缩合
约20多种
结构 通式
多肽
盘曲折叠
鉴定:双缩脲试剂
蛋白质
原因
肽键-CONH分子结构多样性
③多糖的水解
淀 粉 糖 原
水解
n葡萄糖 n葡萄糖
水解
水解
纤维素
水解
纤维二糖
n葡萄糖
【活跃一下思维】糖尿病人的饮食受到严 格限制,受限制的不仅是甜味食品,米饭 和馒头等主食都需要定量摄取,为什么? 米饭馒头的主要成分是淀粉,水解后可得 到葡萄糖
3、【归纳】糖类的功能
(1)糖类是维持生命活动的主要能量 来源
(1)脂肪(存在:几乎所有细胞中都有) 脂肪是细 胞内重要的 储能物质; 只含C、H、 O三种元素。
脂肪分子示意图
(2)类脂 类脂中的 磷脂是构成 细胞膜的重 要物质,所 有细胞都含 有磷脂。
磷脂分子示意图
(3)固醇类 固醇类物质, 如胆固醇、性 激素和维生素 D等,在细胞 的营养和代谢 中具有重要功 能。
【你答对了吗?】
结构生物学的研究方法PPT课件
氨基酸
• 氨基酸的立体化学 • 氨基酸有两种立体构型:L-型和D-型(Gly除外) • 蛋白质都是由L-型氨基酸构成 • D-型氨基酸存在于某些细菌细胞壁和小肽抗生素中
第22页/共44页
氨基酸
• 氨基酸的酸碱性质 • 所有氨基酸至少有2个可解离的质子 • 一些R-基团也是可解离的 • 氨基酸的氨基、羧基以及R-基团有相应的pKa值 • 氨基酸的净电荷取决于pH值
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氨基酸与蛋白质的三维结构
• Pro • f角固定为-60º左右,常形成一个转角,改变肽链的方向 • 缺少形成氢键的-NH-,对a螺旋和b折叠具有破坏性 • 可以顺式肽键的形式存在 • 几乎总是暴露在分子表面
• Cys • 可以三种形式存在:自由的-SH、配位的-SH以及二硫键 • 常埋藏于分子内部 • 二硫键能够增强蛋白质三维结构的稳定性
序列比较
• 两序列比对 • BLAST • FASTA
• 多序列比对 • ClustalW
• 系统发育分析
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感谢您的观看。
第44页/共44页
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肽键
N-terminus
Peptide bond
C-terminus
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肽键 • C-N键:1.45Å,C-N肽键:1.33Å,C=N键:1.25Å
第32页/共44页
肽键
• 标准的肽键: 顺式 : 反式 = 1 : 1000
• Pro的氨基形成的 肽键: 顺式 : 反 式=1:4
COOH
H+
COO-H+COO-+H3N C
H
R
阳离子形式 (< pH 3)
结构生物学介绍和进展PPT课件
正常的Prion
致病的Prion
分子生物学: 现代生物学的主流方向
分子生物学是现代生物学中最重要的学科, 几乎每年的诺贝尔化学奖,生理学或医学 奖都授予这方面的研究。
研究各种生物大分子的功能以及在生物体 中的生物化学过程,是分子生物学最重要 的任务。
结构在现代生物学里的中心地位
在分子生物学中,结构是非常重要的内容。
只有在获得相应分子的结构后才能深入地 研究其功能和生化过程。
举例
酶蛋白:只有在了解了酶的活性中心的结 构以及如何与底物的结合后,才能真正了 解这种酶的作用机理;
对肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白的结构有 了详细的了解,才能说明肌肉收缩和非肌 肉细胞运动的机理。
Nobel in Structure
一共有11项诺贝尔奖授予生物分子结构 方面的研究。
有结构解析方法研究,也有重要的生物 分子结构和功能研究的工作。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962
The Nobel Prize in Chemistry 1985
Herbert A. Hauptman Jerome Karle "for their outstanding achievements in the development of direct methods for the determination of crystal structures"
Francis Harry Compton Crick
James Dewey Watson
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什么是晶体 晶体在宏观上呈现 出规则的几何形状
13
二维排列
Cl Na Cl Na Cl Na Na Cl Na Cl Na Cl Cl Na Cl Na Cl Na Na Cl Na Cl Na Cl Cl Na Cl Na Cl Na Na Cl Na Cl Na Cl
三维堆积
NaClNCalNCalNNCaalNCCallNCCallNNCaalNNCaalNCCallNCCallNNCaalNCalNCal ClNa ClNaNCalNCalNCCallNNCaalNNCaalNCCallNCCallNNCaalNNCaalNCCallNCalNCalNaCl NaClNCalNCalNNCaalNCCallNCCallNNCaalNNCaalNCCallNCCallNNCaalNCalNCal ClNa
• 从那时起,技术的发展就成为结构生物学发展最重要的决定因 素。
4
•60-70年代,在同一实验室的他们又发展了电子晶体 学技术,当时的研究对象主要是有序的,对称性高的 生物体系,如二维的晶体和对称性很高的三维晶体。
•70-80年代,多维核磁共振波谱学的发明使得在水 溶液中研究生物大分子成为可能,水溶液中的生物大 分子更接近于生理状态.
通过对爱滋病病毒(HIV) 蛋白酶 的精细结构测定,并以此为靶标设 计酶的抑制剂作为治疗爱滋病的 有效药物获得巨大成功,已显著减 少爱滋病死亡数量.
8
X-ray测定生物大分子结构的原理
9
为什么要用X-射线
d
假设原子的尺度为d
l >> d
l d
只有光源波长与障碍物尺度相当,或者光源波长小于障碍物尺度的时候 才能探测到障碍物的信息。
•80年代到本世纪初,冷冻电子显微镜的发明,这种技术 的发明使我们不仅能够研究生物大分子在晶体状态和 溶液状态的结构,而且能够研究研究复杂的大分子体 系超分子体系,这就是细胞器和细胞.
可见结构生物学的发展过程经历了从结晶到溶液再到 大分子体系,超分子体系,如核糖体(ribosome),病毒,溶 酶体(lysosome),线粒体等.
7
此外,应用X 射线单晶衍射技术测定蛋白质和核酸的 晶体结构并结合分子模拟技术,已经为新药物的设计 提供了一个全新的方向,大大缩短了新药的研制过程. 新药的设计和开发,要求对这些药物靶标( drug target ) 的结构、性能有精确的了解,由于迄今对其 了解甚少,现有临床药物绝大多数是通过尝试筛选获 得的,导致研制一个新药常常需十多年,甚至几十年的 时间.
10
X-ray
Protein Crystal
X-射线的波长与原子以及化学键的尺度相当,都在Å的数量级。因此可以 被用来探测蛋白质分子内部的结构。
11
为什么要用衍射
把透镜 换成X射线
透镜
把光源换 成X射线
到目前为止人类还没有发现什么方法能够让X-射线发生折射。所以当前 只能通过衍射这种不那么直观的方法来研究蛋白质分子内部构造。
|
exp[
2
i( hx
ky
lz)
i(hkl)]
❖ 为电子密度,xyz 为实空间坐标
k
❖ V 为晶胞体积
❖ |F(hkl)|2 = I(hkl),I 代表衍射点的强
度,hkl 为衍射点坐标
h
❖ 代表初始相角
16
f(x) = A cos(2x – )
=0
0
1
2
3
4
= /2
0
1
2
3
4
= -
0
1
2
• 60年代 当时的开文迪许实验室的M.Perutz J.Kendrew 用X-射 线晶体衍射技术获得了球蛋白的结构.由于X射线晶体衍射技术 的应用,使我们可以在晶体水平研究大分子的结构,在分子原 子基础上解释了大分子.
• 由于他们开创性的工作,Waston ,Crick获得了1962年的诺贝 尔生理学与医学奖,M. Perutz和J.Kendrew获得了同年的化学 奖.
• 优点是分辨率高,达到原子分辨率,既可研究水溶性蛋白、也可研 究膜蛋白和大分子组装体与复合体。它能给出生物大分子的分 子结构和构型,确定活性中心的位置和结构,从分子水平理解蛋白 质如何识别和结合客体分子,如何催化,如何折叠和进化等生命的 基本过程,进而阐明生命现象。
6
如1997 年底,应用X 射线单晶衍射方法完 成了有关核小体 (nucleosome) 的核 心颗粒分辨率为 0128nm的精细空间 结构的测定,每个核 小体的盘状核心含有 8个组蛋白形成的八 面体、外绕146 个碱 基对组成的DNA ,这 一杰出的成就对了解 基因转录、DNA复 制与修复的动态过程 都很重要.
结构生物学的研究方法和技术
1
生物大分子要发挥功能,必须满足两个条件: • 第一,凡要发挥功能和活性的生物大分子
必须具有特定的,自身特有,相对稳定的 三级结构; • 第二,结构运动。任何的破坏促使没有稳 定的三级结构和结构运动,生物大分子是 很难发挥生物功能或活性的。
2
结构生物学概念及主要研究方法
晶体是一种具有长程、三维分子有序的固体。
14
小孔光栅
衍射图样
15
如何根据衍射结果解析蛋白质结构
பைடு நூலகம் (xyz ) 1
| F(hkl) | cos[2(hx ky lz) (hkl)]
V hkl
参考 f(x) = A cos(2x – )
上式也可表示为:
(xyz )
1 V
|
hk l
F(hkl)
结构生物学是通过确定生物大分子三级结构,来研 究生物大分子的结构功能关系,从而探讨生物大 分子的作用机制和原理作为研究目的。
主要研究方法: • X- 射线晶体衍射方法(X- 射线蛋白质晶体学) • 多维核磁共振( NMR ) • 电镜晶体学和电镜三维重组方法
3
结构生物学的发展
起源:1950s, Waston, Crick 发现了 DNA双螺旋结构,建立 DNA的双螺旋模型。
5
X- 射线晶体衍射方法
• X射线单晶衍射技术是由H. W. 布拉格和W.L. 布拉格父子于 1912 年提出和发展起来的. 此技术最先用于无机晶体分析,后来 到1953 年,沃森和克里克用于DNA 晶体分析,至60 年代,肯德鲁 和佩鲁兹用于研究血红蛋白和肌红蛋白,逐渐成为生物大分子晶 体结构研究的重要手段,直至今天仍占据统治地位。