生物大分子的基本结构和性质
羟赖氨酸羟基中的氧原子相连称为O-连接糖链。
蛋白聚糖:主要存在于人或者动物的皮肤、软骨、角
5
3
3 -5 磷酸二酯键
5
3
基本结构——双螺旋结构(基本要点): A:大沟,小沟 B:碱基配对:A=T,G C
C:反向平行:暗示DNA复制和转录的分子机制 高级结构: 单核苷酸形成的二级结构:发夹结构 反向重复序列(回文序列)
蛋白质:是氨基酸以肽键连接而成的聚合体
一级结构 氨基酸的a-羧基与下一个氨基酸a-氨基缩 合形成肽键,从N-端到C-端的氨基酸顺序即为多肽的 一级结构。 二级结构 C—N键具有部分双键性质,使得C=O与
生物大分子的自我组装
折叠盘绕
二级结构
多肽链、核酸链
折叠盘绕
三级结构/超二 级结构
分子内组合 生物类分子 四级结构(血红蛋白)
功能类似的分子的组装——cAMP-CAP与DNA序
列识别并结合 同类生物分子的组装——微管与微丝 异类生物分子组装——蛋白质与核酸(核糖体)
原纤维
烟草花叶病毒粒子(TMV)的自我装配
N=H四原子形成刚性的肽键单元平面,肽键单元间以
氢键相连,多肽链在空间折叠形成二级结构,常见的 有a-螺旋和β-折叠。
三级结构 二级结构进一步折叠形成多肽的三级
结构。亲水基团位于蛋白质外侧,疏水基团埋在
内侧,氢键、盐键、范德华力和疏水力维持结构 的稳定。分子伴侣帮助蛋白质正确折叠。 四级结构 由多条多肽链(亚基)构成的寡聚蛋 白,稳定三级结构的力量可将亚基维系在一起构
具有半缩醛羟基和一个以上的醇羟基,单糖间
可通过不同苷键连接。
糖蛋白中的糖肽连接类型:
在糖蛋白中仅有一种糖残基与天冬酰胺相连,即N-
乙酰--D-葡糖胺,生成的键是4-N-(2-乙酰氨基-2脱氧--D-吡喃葡糖基)-L-天冬酰胺,这种连接方式
有时称为N(或Asn)连接型糖链或N-聚糖。
糖基或糖链的还原端与蛋白质肽链中的Ser、Thr或
烟草花叶病毒
在正常生理条件下,34个蛋白质亚基聚集形成20S双 盘结构,RNA嵌入双盘结构,形成装配起始复合物, 后蛋白质亚基才逐个加入,完成RNA的包装,最后形 成病毒颗粒。
生物大分子的相互作用
核酸与蛋白质的相互作用
染色质:是DNA与小分子的碱性蛋白质组成的
,组蛋白使DNA在染色体中紧密堆积在一起, 并中和DNA磷酸-戊糖骨架负电荷的排斥力。
ε.coli的CAP蛋白与ε.coli DNA的某一调控位点相结合:
大部分被特异性蛋白识别结合的序列都具有一定 的对称性,而且许多顺序特异性的DNA结合蛋白是多亚 基蛋白,它们形成对称性的排列,这种排列有助于识别
对称序列;另外蛋白质的α螺旋通常位于DNA螺旋的大
沟中,是DNA-蛋白质相互作用的一个普遍特征。
组蛋白与DNA的结合
阻遏蛋白Cro对λ噬菌体DNA的结合: Cro蛋白是大肠杆菌噬菌体产生的阻遏蛋白,它可
以识别并结合DNA上一段专一序列,是一个重要 的调节蛋白,并且二者的结合是由于它们的结构 特征,同时Cro蛋白的结合保护了其他蛋白质与
DNA作用的特定位点。
Cro蛋白以二聚体形式与DNA螺旋结合
细胞
核 线粒体 叶绿体 高尔基体 核糖体 膜 染色质 微管 蛋白质 核酸 多糖 脂 氨基酸 核苷酸 单糖 脂肪酸 丙酮酸 苹果酸 柠檬酸 草酰乙酸
细胞器官(真核细胞) 超大分子组装体 生物大分子 生 物 物 质 的 组 成 层 次
构件分子
代谢物
H2O CO2 NH3 CHON述
核酸:是核苷酸的多聚体
DNA(脱氧核糖核酸):由脱氧核糖、碱基( A、 G、C、T)、磷酸形成的5’-脱氧核苷酸构成. RNA(核糖核酸):由核糖、碱基(A、G、C、 U)、磷酸形成的5’-核苷酸构成。 在DNA和RNA分子中,核苷酸之间以3’,5’磷酸二酯键连接形成长链大分子。核酸分子都有 游离的5’端和游离3’端。 磷酸二酯键:一个核苷酸的5’ -磷酸和另一个核 苷酸的3’-OH形成磷酸酯键而共价连接
蛋白质与蛋白质的相互作用—多亚基形式的组合 多亚基体系具有的特点:
可减少蛋白质合成过程中随机错误对蛋白质活
性的影响
对DNA的利用来说,多亚基较为经济
多亚基蛋白质的活性能够很有效和很迅速的被
开启和关闭—酶的活性调节
糖与蛋白质的相互作用
糖蛋白:是蛋白质与寡糖链通过糖苷键连接成
的产物,寡糖链由多种单糖构成,每一个单糖
第二章
细胞内生物分子 相互作用概述
生物大分子
蛋白质——氨基酸
核酸——核苷酸
多糖——单糖
脂类——单脂
无论是原核生物还是真核生物,对一个生命个体 来讲,均由蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物大 分子和一些小分子化合物及无机盐等这些化学成 分共同组成。
生物大分子的功能:
生物体是由生物大分子等有机物构成的; 生物体能与环境不断地交换物质与能量; 所有生物大分子共同存在于细胞环境中; 生物体能进行自我更新。
特征。
生物大分子间相互作用的化学力
生物大分子的基本结构通过共价键聚合而成,而 其生物学功能是通过相互作用、协调进行而实现 的。 生物大分子的相互作用主要表现在:DNA与蛋白 质之间;RNA与蛋白质之间;蛋白质与蛋白质之 间。 作用力有:氢键 疏水相互作用 离子键 范德化引力 二硫键 配位键
生物大分子的自我组装
生物大分子的自我组装指线性多肽链和核酸链伸长的
线性结构,依照一定的方式折叠或盘绕成有序的形态 结构,并通过次级键维持该结构的稳定,或进一步折 叠并盘绕形成更高级结构,即超二级和三级空间结构 ,从而表现出自身的功能,同时这种分子还可以作为 亚单位和亚分子和其他类生物分子通过次级键形成更 高级结构即四级结构,如血红蛋白,多酶复合物,核 酸与蛋白质形成的复合物等。
成蛋白质的四级结构。
血红蛋白结构图
多糖:(是由多个单糖分子缩合而成的)是糖或
糖的衍生物的多聚体,许多碳原子之间产生共价 键所形成的糖单位与两个以上的其他糖单位连接 在一起形成大分子。
脂类:是一大类化学结构上不同的物质,如脂肪、
脂肪酸、磷脂、鞘磷脂和胆固醇等,但他们都具 有不溶于水,易溶于乙醚、氯仿等脂溶性的共同