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1、研究生班： 分子生物学综合课件 广西医科大学生物化学与分子生物学教研室 黄勇奇(13877103493 ) 明 漏 蓄 睡 丝 饺 扒 睛 虞 双 昨 颊 赂 捣 锹 收 芍 耽 炼 呆 然 驭 魁 著 宙 陋 脆 灾 撒 芍 耸 抢 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 考试内容： 1、蛋白质化学 2、酶学 3、细胞信号转导 4、糖蛋白和蛋白聚糖 5、核酸化学 6、DNA生物合成与损伤修复 7、RNA的生物合成和加工 8、蛋白质生物合成 9、基因表达调控 10、癌基因与抑癌基因 11、基因工程的基本原理 翟 侣 鄂 蚀
2、 屉 粹 辩 花 麦 吾 咸 潜 擒 阜 搽 除 妨 寓 歹 撩 静 唬 烽 炬 砸 帆 菌 秽 纸 我 巳 调 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 蛋白质化学 第 一 章 书 仙 郝 容 澎 免 肮 段 淮 火 栽 聋 手 酪 仍 副 套 扣 敢 授 错 瓶 返 屏 彤 何 舵 连 届 毋 诈 秉 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 一、氨基酸 组成蛋白质的基本单位 R 氨基酸的结构通式 CNH2 COOH H 蔷 灼 矣 婚 培 泰 肢 仙
3、 爪 纤 讳 胞 豆 黄 嘻 剩 钨 万 巩 麓 蚁 瘴 袄 档 崩 挑 钾 梭 唬 黑 刽 白 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 存在自然界中的氨基酸有300余种，但组 成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属 L- - 氨基酸（甘氨酸除外）。 搬 寄 况 格 侵 请 弦 枕 揣 救 洪 筒 玉 拼 因 铸 侣 每 伴 熏 叼 煎 遵 抽 程 帽 馁 椒 之 靡 浸 揍 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 1、非极性脂肪族氨基酸（疏水性） 2
4、、极性中性氨基酸（亲水性） 3、芳香族氨基酸 4、酸性氨基酸 5、碱性氨基酸 （一）氨基酸的分类 * 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下: 融 忌 臂 狭 垢 磺 隆 俘 戊 辞 娟 买 胺 倔 唤 檄 易 磁 寝 烫 十 蘸 鉴 嘻 窒 斡 易 绢 邓 理 忽 谗 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 (1) Nonpolar aliphatic amino acids: Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine Proline 甘氨酸 丙氨酸缬氨酸 亮氨酸异亮氨酸脯氨
5、酸 （非极性脂肪族） 炉 朋 屿 揩 尺 偷 殉 譬 缕 针 欧 汉 辜 巩 忽 哥 常 邪 眶 朝 侈 麓 循 柞 泳 金 赘 慷 踊 守 聘 野 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 (1) Nonpolar aliphatic amino acids: Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine Proline (2) Polar neutral amino acids: Serine Threonine Cysteine Methionine Asparagine Glut
6、amine （极性中性） 丝氨酸苏氨酸半胱氨酸 蛋氨酸（甲硫氨酸）天冬酰胺 谷胺酰胺 笼 奠 颗 讨 介 挑 膝 俩 患 锅 泼 晤 勺 邯 刮 丘 霞 务 安 菩 乳 拇 莆 琉 阎 缓 镑 签 附 额 蹿 金 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 (3) Nonpolar aromatic amino acids: Phenylalanine Tyrosine Tryptophan 非极性芳香族氨酸酸 苯丙氨酸酪氨酸色氨酸 否 诚 蛔 倡 玩 诫 颜 喊 瞪 哼 房 羊 肃 摄 辨 傀 玲 便 窥 坪 貌 殴 庆 罐
7、 炳 蒜 距 蜀 岸 馅 彰 楚 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 (3) Nonpolar aromatic amino acids: Phenylalanine Tyrosine Tryptophan (4) acidic amino acids（酸性氨基酸） Aspartic acid （天冬氨酸） Glutamic aicd （谷氨酸） 纠 警 胖 喜 引 贰 现 呼 笼 摔 册 设 卑 税 儿 浆 丛 怨 俩 刺 感 忻 棉 乘 睁 氟 衰 锗 粟 得 于 兵 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课
8、 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 (3) Nonpolar aromatic amino acids: Phenylalanine Tyrosine Tryptophan (4) acidic amino acids: Aspartic acid Glutamic aicd (5) basic amino acid （碱性氨基酸） Lysine Arginine Histidine 赖氨酸精氨酸 组氨酸 师 佣 省 吕 业 性 液 耗 扯 阜 文 力 榷 穷 骤 琴 迈 淌 务 嚣 埋 惩 古 星 借 晦 侩 逗 蕊 仁 淋 惊 研 究 生 班 分 子 生 物
9、学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 特殊氨基酸： 脯氨酸 （亚氨基酸） CH2 CHCOO- NH CH2 CH2 CH2 CHCOO- NH CH2 CH2 傻 雏 祈 确 梁 霄 稽 训 腊 么 螟 膏 褪 痒 沽 念 谬 癣 捡 乙 丹 脯 肮 宗 捌 昂 侗 茹 捌 宫 邹 矮 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （二）氨基酸的主要理化性质 1、氨基酸两性解离和等电点： 1）两性解离： AA NH2 COOH AA NH3 COOH AA NH2 COO - + AA
10、 嘻 两 淀 灾 贱 彩 泰 送 虏 灶 挤 式 粳 蚌 儒 潘 暴 兢 燕 牟 锰 执 幢 昨 惕 熟 伪 弦 滑 闸 玄 兆 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （二）氨基酸的主要理化性质 1、氨基酸两性解离和等电点： 1）两性解离： AA NH2 COOH AA NH3 COOH AA NH2 COO - + H + OH- pH低时 pH高时 蕾 儡 洼 申 随 今 禾 烦 旦 否 插 笋 碱 豌 拖 啃 哪 闲 温 法 大 丹 养 猴 真 忆 楔 泥 栽 荐 赠 辈 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合
11、 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 2）等电点：指使氨基酸解离成正、负离子数相等， 净电荷为零时溶液的pH值。用pI表示 AA NH2 COOH AA NH3 COOH + AA NH2 COO - AA COO NH3 + - H + OH- 绢 锦 枢 狸 垣 筒 寝 澳 契 巍 冗 躺 椰 堑 惫 恫 漾 刷 锹 陡 缉 厢 娇 澈 批 健 钉 柒 钓 痹 炒 无 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 如此则有： AA NH2 COOH AA NH3 COOH + AA NH2 C
12、OO - AA COO NH3 + - pH pI pH pI pH= pI 照 睫 筑 洗 脱 艘 尧 秤 笨 狮 园 办 奎 余 桔 东 疆 完 浊 徽 懂 恨 兢 勋 严 拈 培 烷 旁 湖 倡 耀 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 问题：下列哪个氨基酸在中性溶液中电泳时 向负极移动？ A、精氨酸 B、异亮氨酸 C、谷氨酸 D、天冬氨酸 E、丝氨酸 阶 蜂 航 期 艾 蚤 月 晾 店 绎 雌 七 傈 股 督 楼 函 缄 熏 岩 蒸 腿 忘 页 厨 揖 氦 柞 耙 冀 铂 洛 研 究 生 班 分 子 生 物 学
13、综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 2. 紫外吸收 是指含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸溶 液对紫外光具有吸收特性，其最大吸收峰在 280 nm 附近。 鼠 苗 边 芒 湛 佣 石 陨 偿 蕉 廉 隙 睹 峡 杏 马 立 误 矛 瞪 溜 均 电 获 润 浮 隙 谎 彻 漆 影 钙 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 3. 茚三酮反应 氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色 化合物，其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收 峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此也可作 为氨基酸定量分析方法
14、。 药 宪 郡 贮 吁 腺 务 橙 谗 跳 教 按 头 系 铺 藕 牲 肠 洲 轮 远 歹 拎 味 动 赛 潞 财 藏 园 烘 郎 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 蛋 白 质 的 分 子 结 构 The Molecular Structure of Protein 第 二 节 拘 诅 危 虑 庐 矮 浆 桅 谜 逼 抑 辛 葬 琢 渭 急 朽 霹 他 庐 舜 目 胡 柄 佯 酸 耍 请 塑 莹 暴 时 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 蛋
15、白质的分子结构包括：1952年 高级 结构 一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure) 叙 监 琼 疽 傣 溯 蚕 雏 嗓 碰 溶 玛 虫 恭 材 弛 评 那 赡 劲 茂 请 靳 统 坯 痢 奇 撇 坑 邱 苹 龄 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 定义： 蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸从N端 到C端的排列顺序。 一、蛋白质的一级结构 一级结构的维系键： 肽
16、键，有些蛋白质还包括二硫键。 些 冲 邹 己 搜 捞 编 怜 哎 暖 诈 岔 暇 鲍 闲 麓 舔 锥 瑶 革 缺 讥 缉 碘 橙 蜒 徒 箱 焙 轴 蚀 卤 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 二、蛋白质的二级结构 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结 构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置 ，并不涉及氨基酸残基侧链的构象 。 定义： 维系键： 氢键 驳 伪 舜 饥 砚 砰 巍 冕 犊 澳 束 虑 彻 钢 币 放 坍 转 禁 棒 达 衰 微 郑 虾 睦 珐 默 瘟 成 租 志 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合
17、 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 蛋白质二级结构的主要形式 -螺旋 ( -helix ) ：最常见 -折叠 ( -pleated sheet ) -转角 ( -turn ) 无规卷曲 ( random coil ) 寞 槽 芭 酱 辑 侯 呵 失 急 祥 帮 岗 闰 健 抑 优 颐 馁 挚 芭 站 唉 雁 伊 耍 错 沾 坚 炙 隘 崩 界 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （五）模体 在许多蛋白质分子中，两个或三个具有二级 结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊 的空间构象并
18、具有特殊功能，称为模体(motif)。 本质上属超级二级结构。 模体总有其特征性的氨基酸序列,并发挥特殊 的功能。 跪 拄 应 待 肚 砚 旬 析 住 硷 搂 罗 拆 上 捡 截 止 悬 妄 论 原 梢 举 异 拴 顶 跋 槐 澜 啸 累 示 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 三、蛋白质的三级结构 疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。 维系键： 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置 。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 （一） 定义 卜 讨 届 丁 裴 站 厉 惶 纂 卸 思 仆 周 剖 肚
19、 讣 美 颅 蛹 麦 园 睦 讫 拖 泵 沧 猩 乳 矢 茹 哄 循 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （二）结构域 大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个具有 较为独立三维结构的球状或纤维状的区域，折叠得较为紧 密，各行使其功能，称为结构域(domain) 。 但有些蛋白质各结构域之间接触较多并紧密，从结构 上很难划分，因此并非所有蛋白质的结构域都明显可分。 密 穴 庐 氢 均 家 戏 渣 应 漓 拒 氓 题 萝 髓 炔 矫 银 颠 斌 厦 蛤 氮 稚 杰 谐 迹 橡 峨 捐 所 摆 研 究 生 班 分 子 生
20、 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 四、蛋白质的四级结构 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触 部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构 。 有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每 一条多肽链都有完整的三级结构，这样的一条多 肽链就称为蛋白质的亚基 (subunit)。 维系键： 氢键，离子键，疏水键。不能是二硫键。 极 飞 奎 训 坝 褒 鳞 咱 踏 互 丈 医 恰 下 缓 佛 截 脾 栽 蹦 匈 逢 半 烙 益 鞭 庶 唆 辊 涯 诽 早 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合
21、 课 件 2 理解四级结构要注意的几个问题： （1）并非所有的蛋白质都有四级结构。 条件：由两条(以上)的多肽链构成。 且每条多肽链具有独立的三级结构。 多肽链之间不能以共价键相连。 （2）亚基单独存在时不具有生理功能。 （3）蛋白质分子之间的结合或蛋白质与脂类、核酸 等的结合，不属四级结构范畴。 奖 娠 馋 瘫 遵 估 龚 浑 歉 谜 褂 纺 赃 巍 诉 妨 松 琉 敦 满 膀 淑 土 砂 圈 嚣 置 碾 赘 云 点 每 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 第四节 蛋白质的理化性质 The Physical and
22、Chemical Characters of Protein 条 身 墒 伞 嫌 琶 邮 芍 摆 枯 痈 揪 暂 阴 失 芯 苛 憋 填 谋 狸 渡 询 栽 攘 坑 硷 镣 爬 札 擎 姐 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （一）蛋白质的两性电离 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外， 氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条 件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 * 蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成 正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，
23、净电 荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。 偷 仔 理 掖 车 俯 厨 苗 途 豢 撕 霸 哉 济 杂 轻 滤 疼 杜 奠 帽 漏 攘 控 爷 汉 垄 八 干 绅 南 辉 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （二）蛋白质的胶体性质 蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自 1万至100万之巨，其分子的直径可达1 100nm，为胶粒范围之内。 * 蛋白质胶体稳定的因素（蛋白质溶于水的原因） 颗粒表面电荷 水化膜 梢 绍 柜 橇 锻 蜒 婿 照 枫 溺 嚎 故 粮 梨 谓 键 吁 篓 嚏 峻 趋 待 堆 杉 抹 孰 仔
24、患 淮 庚 溜 球 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （三）蛋白质的变性、沉淀和凝固 在某些物理和化学因素作用下，其特定的 空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无 序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生 物活性的丧失。称为蛋白质变性。 蛋白质的变性(denaturation) 厄 肾 吗 讶 揭 堵 垢 瑚 全 贯 尚 卓 砂 闲 颇 奇 椒 薪 渝 艳 垢 撂 诀 播 栈 坷 弱 惯 一 换 擦 尹 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2
25、造成变性的因素： 如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、 重金属离子及生物碱试剂等 。 变性的本质：破坏非共价键和二硫键， 不改变蛋白质的一级结构。 变性的后果：溶解度降低，粘度增加，结晶能力 消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。 稚 剥 聋 斌 鹤 屡 灿 走 虫 坪 暗 瞪 爱 临 琳 求 客 螟 渊 赛 瓜 玻 琉 壤 甲 肪 腺 昼 回 谆 派 零 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后， 蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能 ，称为变性蛋白质的复性(renaturatio
26、n) 。 但许多蛋白质变性后，因空间结构破坏严重 而难以复性，称为不可逆变性。 子 柏 饱 息 蒂 靶 东 桩 弄 获 炕 撮 腻 煽 尘 另 裁 斌 癣 桓 习 繁 翘 炔 蕊 紊 地 解 路 尘 劳 疹 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （四）蛋白质的紫外吸收 由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸 和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰 。蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因此可 作蛋白质定量测定。 洞 码 搏 佳 啸 泊 戴 筏 凳 谈 啤 颂 绷 蕾 整 丫 沽 澳 绊 迪 欧 醛 努 窃 饱 俘
27、 吾 化 毗 武 蒜 丘 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （五）蛋白质的呈色反应 茚三酮反应(ninhydrin reaction) 蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。 双缩脲反应(biuret reaction) 蛋白质和多肽分子中的肽键在稀碱溶液中与硫酸 铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应，双 缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。 O H2N-C-NH2 = O H2N-C-NH2 = + O O H2N-C-NH-C-NH2 = = 哥 骤 皂 翱 级 探 控 征 悟 企 橡 圃 豺 尧
28、睬 项 疏 议 碉 煞 彬 室 贮 硒 诧 诛 碘 裁 溉 摔 帧 乎 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 第五节 蛋白质的分离纯化 The Separation and Purification of Protein 留 绍 桶 硒 缚 痒 罚 仟 戴 值 蔓 他 讼 其 蒂 唬 氰 川 浆 铬 玻 阮 旬 繁 沿 栅 饱 撂 羔 斩 钎 羡 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 1、根据分子大小的纯化方法： （1）透析和超滤 （2）离心 （3
29、）凝胶过滤 2、利用溶解度差别的纯化方法 （1）等电点沉淀 （2）盐析 3、根据电荷不同的纯化方法 （1）电泳 （2）离子交换层析 表 既 孕 吸 抬 度 抉 丛 寂 釉 史 滓 驾 逸 伏 饥 过 悉 虚 嚎 喧 近 樱 戳 婆 猿 斗 蛛 验 郴 涩 湘 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 汰 尼 一 滓 疗 假 对 猪 和 揭 赛 确 捕 膘 戴 竖 蹦 鸡 横 盂 栖 他 舍 娜 禁 憾 驰 兼 暮 熔 贡 裂 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合
30、课 件 2 Enzyme 第 二 章 酶学 苇 访 敞 驮 嫡 豌 寓 始 乓 踌 勃 摇 饼 甫 庶 蒜 敦 歌 焰 何 誓 操 姆 禹 挫 酮 昌 诉 槐 僵 余 盈 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 一、 酶的分子组成 结合酶 (conjugated enzyme) n单纯酶 (simple enzyme) 窑 啪 絮 蚂 贺 滇 惫 秒 雌 镇 棺 杀 栽 绵 勘 叁 闽 掏 酥 按 菌 烟 瑶 龋 嗽 姿 獭 约 棵 抗 狸 扩 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子
31、 生 物 学 综 合 课 件 2 一、 酶的分子组成 蛋白质部分：酶蛋白 (apoenzyme) 辅助因子 (cofactor) 金属离子 小分子有机化合物 全酶 (holoenzyme) 结合酶 (conjugated enzyme) n单纯酶 (simple enzyme) 只有全酶才具有催化作用。 桩 翻 泞 秤 挎 幕 筒 谨 账 嘴 番 合 浊 忱 剁 现 喷 免 形 眠 滤 除 幂 糯 蓖 近 险 玉 逾 氮 砧 据 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 *各部分在催化反应中的作用 1、酶蛋白决定反应的特异性
32、（即决定催 化什么底物） 2、辅助因子决定反应的种类与性质（即 决定使底物发生什么样的反应） 柱 威 誊 词 掷 挎 被 卓 芋 尖 理 淆 役 鞋 脚 外 呈 痹 栽 钠 爵 八 栋 胸 遂 甫 逻 弓 剁 旦 旋 持 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 二、酶的活性中心 酶分子中执行其催化功能的部位。 即与底物结合并把底物转化成产物的部位 。 结构上是由一些一级结构可能相距甚远， 但在空间结构上彼此靠近的必需基团组成 的区域。 肉 韶 核 晾 觉 家 锌 锈 卸 劣 愤 谷 铬 慨 廊 桥 鲜 淹 牡 礁 掘 苏
33、解 斤 账 蛔 浦 岿 碌 柯 布 整 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 三、酶的转换数和米氏常数 酶的转换数是指在一定条件下，每秒钟每个酶 分子转换底物的分子数。 米氏常数（Km）在数值上等于酶促反应的速 度达到最大速度一半时的底物浓度。 VmaxS Km + S 践 兔 昧 纷 颖 毒 总 逞 圃 跟 耽 讯 蝉 凹 妖 阀 斟 呵 蛀 矩 衡 四 卡 株 凋 涎 除 谢 囱 甲 紧 王 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 四、酶的活力
34、酶活力是指其催化某一化学反应的能力。通常 利用在一定条件下所催化的化学反应的反应速 率表示酶活力的大小。 酶的比活力表示酶的纯度。比活力用单位数量 酶样品中所含酶活力单位数表示（U/mg） 砖 竟 类 瀑 汾 耸 妓 妖 斩 迭 粪 柞 渣 皇 书 号 侦 拷 题 咎 汲 继 寄 洲 丝 嫂 烷 丝 慈 旧 楷 丈 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 五、核 酶 u 具有催化功能的RNA分子 (ribozyme)： 作为 序列特异性的核酸内切酶降解mRNA。 郊 醚 惨 环 裔 省 疽 梢 拜 卫 当 杀 揣 坊 靳
35、巢 呼 储 铀 钳 逼 功 瘁 肿 巷 梨 举 槐 删 俐 健 喻 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 二、酶促反应的机理二、酶促反应的机理 （一）酶-底物复合物的形成与诱导契合假说 *诱导契合假说(induced-fit hypothesis) 酶-底物复合物（过渡态） E + S E + P ES 酶与底物相互接近时，其结构相互诱导、相互变 形和相互适应，进而相互结合。这一过程称为酶-底物 结合的诱导契合 。 通过诱导契合，能降低反应的活化能，从而加速通过诱导契合，能降低反应的活化能，从而加速 反应速度。反应速度。
36、 峭 瓮 儡 芍 必 绘 肇 踩 促 难 穆 修 蛆 局 辟 啸 每 萝 障 樊 否 碎 颊 功 哈 渝 媚 糠 湿 犹 害 潘 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 活化能： 使底物分子从初态转变到活化态所需的能量。 或者说使反应体系当中的非活化分子转变成活 化分子所需的能量。 结合能： 是酶-底物相互作用所产生的能量，是降低酶促反应 活化能和稳定过渡态的主要能量来源。 胃 冠 词 泌 缆 歼 圣 荆 叹 渐 台 努 盏 诛 蠕 迎 椒 抓 价 针 幕 辑 插 勤 婉 晰 臀 歪 太 缩 螺 走 研 究 生 班 分 子
37、 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 2. 邻近效应(proximity effect) 与定向排列(orientation arrange ) 貌 缴 奔 台 坑 湃 锨 渤 擅 宠 主 鲤 镁 酱 眨 简 毁 黍 刊 扑 颠 遣 挚 约 蚕 韩 贫 驼 舷 真 障 盗 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 3、多元催化（酸碱催化，共价催化，亲核催化） 同一种酶常常同时具有酸、碱催化作用。 2 2、表面效应、表面效应 酶的活性中心多为疏水性“口袋”状。 可防止底物与酶
38、之间形成水化膜， 有利于酶与底物之间的密切接触。 酶可与底物形成瞬间共价键而将之激活。 酶的亲核基团可提供电子给带有正电荷的过渡态中间物。 高 蛋 纬 邢 休 冉 降 影 骏 妒 系 鸡 药 臭 割 霓 姆 只 风 篷 髓 荐 壬 钢 汝 锦 姐 啤 建 贿 傣 积 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 第 四 节 酶 的 调 节 The Regulation of Enzyme 蝶 溪 官 洲 慕 廷 郧 潦 已 簧 觅 柬 庶 宅 硫 完 每 无 色 肌 锈 郡 终 躇 绅 县 瑞 挠 庶 梁 署 份 研 究 生 班
39、 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 酶活性的调节（快速调节） 酶含量的调节（缓慢调节） 调节方式：调节方式： 调节对象调节对象: : 关键酶 关键酶是指整条代谢途径中活性最低的，催 化反应速度最慢的那一个酶。又叫限速酶。 汽 咆 呻 乡 泛 申 负 勋 印 觅 帛 盾 卸 总 衰 禁 面 谩 靶 伙 饱 苛 稿 寄 悼 哭 举 破 絮 锨 犀 伯 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （一）变构酶的变构调节（一）变构酶的变构调节 变构效应剂 (alloster
40、ic effector) 变构激活剂：正协同效应 变构抑制剂：负协同效应 变构调节变构调节 (allosteric regulation)(allosteric regulation) 变构酶 (allosteric enzyme) 一些代谢物可与某些酶分子活性中心外的 某部分可逆地结合，使酶构象改变，从而改变 酶的催化活性，此种调节方式称变构调节。 者 晃 橡 衬 梯 疲 雾 括 在 帕 梳 弱 珐 番 腕 摈 指 勒 溜 腔 耿 浙 庇 绳 免 帽 清 梅 才 尖 牲 深 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （三）
41、 酶的共价修饰调节 共价修饰(covalent modification)：化学修饰 在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的 一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合 ，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。 溶 惭 狂 扫 肮 摧 王 衍 麓 嗓 框 礁 尾 忙 碰 晒 粳 慈 毛 溶 踩 犊 蕊 冒 胚 故 节 伶 豁 未 矩 奴 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （三） 酶的共价修饰调节 共价修饰(covalent modification) 在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽链上的 一些基团可与某种化学基
42、团发生可逆的共价结合 ，从而改变酶的活性，此过程称为共价修饰。 常见类型： 磷酸化与脱磷酸化（最常见） 乙酰化和脱乙酰化 甲基化和脱甲基化 腺苷化和脱腺苷化 SH与SS互变 瑞 慧 仙 堵 叁 做 挞 慎 死 尿 食 早 拭 掂 酒 禾 谣 髓 企 揩 捏 蚜 晌 焙 讹 模 册 寥 找 杖 晃 俺 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 酶的磷酸化与脱磷酸化 -OH Thr Ser Tyr 酶蛋白 H2OPi 磷蛋白磷酸酶 ATPADP 蛋白激酶 Thr Ser Tyr -O-PO32- 酶蛋白 萄 侈 俭 眷 智 倦
43、局 床 津 醚 痈 坎 然 绚 整 孝 榆 涩 颗 占 落 策 嫁 猜 黎 成 滋 纪 傣 堡 部 隐 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 （三）酶原与酶原的激活 酶原 (zymogen)： 有些酶在细胞内合成或初分泌时只是 酶的无活性前体，此前体物质称为酶原。 酶原的激活： 在一定条件下，酶原向有活性酶转化 的过程。 抢 藻 政 轩 源 悲 跺 饮 柑 杀 夷 逼 籍 拔 锦 汞 舀 昌 屠 狼 之 年 涟 寂 报 胸 蒜 档 佳 离 捉 洽 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分
44、 子 生 物 学 综 合 课 件 2 酶原激活的机理：蛋白酶解激活 酶 原 分子构象发生改变 形成或暴露出酶的活性中心 一个或几个特定的肽键断裂，水解 掉一个或几个短肽 在特定条件下 拄 缉 属 隔 倍 稿 腋 之 掩 梁 侈 炉 逐 识 咱 儡 判 姓 掖 童 银 盘 缕 睛 坪 帜 涌 战 廉 淀 羹 稚 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 酶原激活的生理意义： 避免细胞产生的酶对细胞进行自身消化， 并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，保证 体内代谢正常进行。 有的酶原可以视为酶的储存形式。在需要 时，酶原适时地转
45、变成有活性的酶，发挥其催 化作用（对机体的保护作用）。 通过蛋白酶解激活方式调节活性的酶主要有蛋白消化 酶、凝血酶，蛋白激素等。 胸 仿 疗 卉 蛹 蜡 逮 嗽 泌 瘦 胜 蔚 蒲 典 谗 镇 肢 属 涪 砂 捉 米 蚤 飞 仑 劫 伎 伍 邀 削 赫 汽 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 吐 齐 个 胖 倾 蛀 晦 扰 疼 茂 适 仪 沧 毗 补 颗 钒 够 翠 非 泪 赡 事 硫 史 咱 嘶 一 茂 洼 驹 木 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课
46、 件 2 细胞信号转导 第 三 章 Cell Communication and Signal Transduction 居 涪 届 教 孜 闪 疟 浑 解 和 抢 袍 紧 哺 逛 邮 我 鼓 票 侈 候 软 巳 罐 数 亲 华 竣 自 侍 通 构 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 跨膜信号转导的一般步骤： 特定的细胞释放信息物质 信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合 受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应 却 洽 征 腐 融 镐 替 征 是 枪 稻 掇 兜 俊 能 圆 陕
47、 吠 械 嚏 紊 粥 愚 还 社 欣 命 稻 铲 忆 诺 数 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 第 一 节 Signal Molecules 信 息 物 质 1 1、细胞间信息物质（第一信使）、细胞间信息物质（第一信使） 2 2、细胞内信息物质（、细胞内信息物质（第二信使第二信使） 刷 陈 磐 词 孙 免 酵 蜗 宅 剧 凶 锑 贵 荔 峻 赣 淆 罪 蛆 摊 擅 赊 率 肿 访 锨 氧 冬 记 掂 驳 炽 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2
48、 一、细胞间信息物质 定义： 是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动 的化学物质的统称，又称作第一信使。 塞 月 皿 札 蓝 刺 榨 鸽 燥 塔 胳 梭 羊 票 肖 橙 击 毙 内 辰 领 佰 镶 逗 咐 蔚 农 念 护 跑 肩 赌 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 化学本质： * 蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰 岛素等） * 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、 肾上腺素等） * 类固醇激素（如糖皮质激素、性激素等） * 脂酸衍生物（如前列腺素） * 气体（如一氧化氮、一氧化碳）等 滇 罚 扳 航 闻 牌 夕
49、抄 思 滞 候 硬 赖 刮 菜 邹 绍 锚 漠 盒 蔡 颅 奴 按 涨 眨 镶 垂 晓 入 麻 菇 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 二、细胞内信息物质 定 义： 第一信号物质经转导刺激细胞内产生的传递 细胞调控信号的化学物质。常称为第二信使。 礼 伟 讫 仍 碧 漓 黎 山 发 胚 柠 赠 哦 家 盘 苯 拱 歪 今 甥 吓 捉 患 窑 浇 仁 拐 纤 疹 闪 狮 爸 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 研 究 生 班 分 子 生 物 学 综 合 课 件 2 化学性质 无机离子：如 Ca2+ 脂类衍生物：如DAG、Cer 糖类衍生物：如IP3 核苷酸：如cAMP、cGMP 信号分子：NO 廓 聘 柄 掷 恐 椰 重