现代生物技术导论组成生物体的基本元件文稿演示

1、蛋白质的高级结构
• 蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸的排列 顺序
• 蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成 的一定的结构形状。如：α-螺旋和β-折叠
• 蛋白质的三级结构是指整条肽链盘绕折叠 形成一定的空间结构形状。如纤维蛋白和 球状蛋白。
• 蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位 置和结构。所以，四级结构只存在于由两 条肽链以上组成的蛋白质。
• 脱氧胞核苷酸（dCMP） 胞苷酸（CMP）
• 脱氧胸腺核苷酸（dTMP） 尿苷酸（UMP）
还有一些重要的具有生物活性的核苷酸
5、脂类
• 脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机溶剂 的各种小分子。
• 葡萄糖－－－水溶性的 • 油脂－－－脂溶性的
脂类种类很多，分子结构相差较大
A、油脂：甘油三脂 B、磷脂和鞘脂 C、固 醇
4、核苷酸
• 核苷酸分子由三个部分组成： • 碱基：嘧啶、嘌呤 • 五碳糖：核糖或脱氧核糖 • 磷酸
• 碱基—糖之间是β—糖苷键
• 糖—磷酸之间是磷酸酯键
参加大分子核酸组成的共有8种核苷酸
• DNA水解液
RNA水解液中
• 脱氧腺核苷酸（dAMP） 腺苷酸（AMP）
• 脱氧鸟核苷酸（dGMP） 鸟苷酸（GMP）
D、螺旋直径20A，螺距34A，每一螺距中 含10 bp
DNA 双螺旋可以看作是DNA 的二级结构，
水的性质影响生命活动
如：溶解性质，酸碱度，pH
水影响生命活动的例子：
• 肺泡在水环境中保证氧气和二氧化碳的交换
• 水分子间氢键造成水的表面张力，可使肺泡 瘪塌
• 肺泡中存在一种表面活性蛋白破坏水的表面 张力，是肺泡胀开
2、氨基酸
• 氨基酸是同时具有α-氨基和α-羧基的小分 子。
• α-碳原子 • 具有α-氨基和α-羧基是各种氨基酸的共性 • 各种氨基酸的区别在侧链基团——R上
RNase的变性和复性
注意：双硫键（共价键）也在维持蛋白质高级结构中 起重要作用。
2、核酸的高级结构
（1） DNA双螺旋
A、两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双 螺旋，糖－磷酸－糖构成螺旋主链
B、两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺 旋轴垂直
C、两条链对应碱基呈配对关系（形成氢键）
A＝T
G≡C
必需氨基酸：人源自文库中不能合成的氨基酸
• 缬氨酸 • 亮氨酸 • 异亮氨酸 • 苏氨酸 • 苯丙氨酸 • 色氨酸 • 赖氨酸 • 蛋氨酸
精氨酸 组氨酸 婴儿还应加上这两种 半必需氨基酸
谷类作物中尤其缺乏此种氨基酸
Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Lys 一 家写 两三本书来
异亮、甲硫、缬、 亮、 色、苯丙、苏、赖
2、单糖通过糖苷键联成多糖链
（1）贰糖 对贰糖结构的了解包括弄清楚： 单糖基成份（麦芽糖是两个葡萄糖） α－还是β－糖苷键 取代位置
麦芽糖
（2）多糖
淀粉和纤维素都由葡萄糖组成（1，4糖苷 键），它们之间主要区别在于α－糖苷键和β －糖苷键的区别
（3）注意：多糖链也有方向性，有还原端和 非还原端
（2）天然单糖在C5 位上羟基有固定结构方向， 天然单糖大多数是D-型糖。
（3）在水溶液中葡萄糖在C1---C5 之间脱水通 过氧桥相联成环状－吡喃型
（4）各个C 上羟基位于环上或环下
（5）C1 上羟基位置不同出现α-，β-两种构型
单糖的生物功能：
A、作为多糖的组成元件 B、作为燃料 C、组成寡糖参与细胞信号传递
血红蛋白质的三级结构和四级结构
维持生物大分子高级结构的重要因素－－ 非共价键
范德华引力
疏水基团相互作用
非共价键的键强度很小，所以：
A、需要多个非共价键才足以维持高级结构的稳 定；
B、高级结构不很稳定。生物大分子变性就是因 为高级结构破坏，大分子性质改变，生物活性 丧失。但是，一级结构尚未破坏。
现代生物技术导论组成生物体的基本元件文稿演示
➢生物小分子与生物大分子的关系 ➢生物小分子简介 ➢生物大分子的形成 ➢生物大分子的高级结构
一、生物小分子与生物大分子的关系
二、生物小分子简介
1、水
水对生物体非常重要
水占生物体的60%以上的重量
地球上生命起源于水中，陆生生物的体内 细胞也生活在水环境中
（2）有的氨基酸或其衍生物具有生物活性 （代谢调节、信号传递等） 调味品：味精——谷氨酸钠
3、单糖
• 多羟基醛或多羟基酮称为糖。 • 以葡萄糖为例，葡萄糖是六碳糖
天然单糖大多数是D-型糖， C1上羟基位置不同吡喃型出现 第五个C的羟基在右边。 α-，β-两种构型
吡喃型
（1）C2----C5 均为不对称碳原子。六碳糖有16 种同分异构体。
3、核苷酸通过磷酸二酯键联成核酸
（1） 核酸链也有方向性
（2） DNA 和RNA 在组成成份上有差别
DNA
RNA
脱氧核糖
核糖
有胸腺嘧啶
有尿嘧啶
无尿嘧啶
无胸腺嘧啶
四、生物大分子的高级结构
由生物小分子到生物大分子，分子增大， 出现新的性质。
其中最主要的特点是：生物大分子有独 特的立体结构、空间构型和分子整体形状。
甘丙缬亮异脂链；丝苏半甲羟硫添； 天谷精赖组酸碱；脯酪苯色杂芳环； 门冬酰胺谷酰胺；都有“密码”属常 见
20 种天然氨基酸除甘氨酸外，都带一个不对 称碳原子-α碳原子，都有光学异构体（镜映 体）。
已知19 种天然氨基酸均为L-型氨基酸。参与 蛋白质合成的也是L-型。
氨基酸的功能：
（1）作为组建蛋白质的元件
三、生物大分子的形成
生物大分子主要有三大类： 蛋白质、 核酸、 多糖 它们都是由生物小分子单体通过特有的共价 键联结而成。
1、氨基酸通过肽键联成肽链 寡肽：含有2-20个氨基酸残基 （如二肽、五肽、八肽） 多肽：含20－50 个氨基酸残基 蛋白质：含几十个氨基酸残基 注意：肽链有方向性， 氨基端（N 端）， 羧基端（C 端）
• 参与蛋白质合成的共有20种天然氨基酸
根据侧链结构和性质，可把20种氨基酸 分成不同的组：
• 疏水氨基酸：亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸，苯丙 氨酸
• 亲水氨基酸：丝氨酸，苏氨酸，天冬酰氨， • 酸性氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸 • 碱性氨基酸：精氨酸，赖氨酸 • 含硫氨基酸：半胱氨酸，甲硫氨酸 • 含羟基氨基酸：苏氨酸，丝氨酸， • 带环氨基酸：酪氨酸，苯丙氨酸，色氨酸