生物化学课件.ppt

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1、欢迎各位老师到南京大学！欢迎各位老师到南京大学！热点问题热点问题第二十一种标准氨基酸和第二十二种标准氨基酸核酶与RNA世界DNA复制的忠实性人类基因组“末端的烦恼”焦磷酸测序第二十一种标准氨基酸含硒半胱氨酸与北大富硒康发现于1986年实例：谷胱甘肽过氧化物酶；去碘酶密码子UGA 第二十二种标准氨基酸吡咯赖氨酸 发现于2002年存在于一些真细菌和古细菌体内，作为与产甲烷代谢有关的某些酶的组分 密码子为UAG RNA与DNA结构之别结构之别功能之别功能之别RNARNA世界及其主要证据世界及其主要证据 （1 1）RNARNA既作为遗传物质又作为核酶既作为遗传物质又作为核酶 （2 2）逆转录酶）逆转录

2、酶 （3 3）先有核糖核苷酸后有脱氧核苷酸）先有核糖核苷酸后有脱氧核苷酸 （4）核开关的发现RNA，RNA，RNARNA，RNA，RNA，RNARNA，RNA，RNARNA， RNA，RNARNA 世界世界DNA蛋白质蛋白质DNA复制的高度忠实性-10-1010-11四种dNTPs浓度的平衡 DNA聚合酶的高度选择性 -选择核苷酸的机制有点像“盲人厨师”对调味品的选择。 DNA聚合酶的自我校对 错配修复 使用RNA作为引物 绝绝 句句南京大学南京大学 生化系生化系 杨荣武杨荣武复错不要紧，只要校对真，错了我一个，还有后来酶。烦恼的解除烦恼的解除使用端聚酶；经重组形成串联体；将线形DNA暂时转变

3、为环形DNA；滚环复制；使用蛋白质-dNTP作为引物。 焦磷酸测序焦磷酸测序 原理 焦磷酸测序是在同一反应体系中由4种酶催化的的酶级联化学发光反应，在每一轮测序反应中，只加入一种dNTP，若该dNTP与模板配对，聚合酶就可以将其掺入到引物链的3-端并释放出等量的焦磷酸基团（PPi）。PPi可转化为可见光信号，并最终转化为一个峰值。每个峰值的高度与反应中掺入的核苷酸数目成正比。然后加入下一种dNTP，继续下一轮DNA链的合成。 步骤（1）1个特异性的测序引物和单链DNA模板结合，然后加入四种酶的混合物，包括：DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶和双磷酸酶。反应底物有腺苷-5-磷酸硫酸（APS)

4、和荧光素。（2）向反应体系中加入1种dNTP，如果它正好能和DNA模板的下一个碱基配对，则会在DNA 聚合酶的作用下，添加到测序引物的3-端，同时释放出1分子的PPi。dATP由腺苷-硫-三磷酸，dATPS）替代，因为DNA聚合酶对dATPS的催化效率比对dATP的催化效率高，且dATPS不是荧光素酶的底物。（3）在ATP硫酸化酶的作用下，生成的PPi可以和APS结合形成ATP；在荧光素酶的催化下，生成的ATP又可以和荧光素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。通过电荷耦合器光学系统即可获得一个特异的检测峰，峰值的高低则和相匹配的碱基数成正比。（4）反应体系中剩余的dNTP和残留的少量ATP在双

5、磷酸酶的作用下发生降解。（5）加入另一种dNTP，使第2、3、4步反应重复进行，根据获得的峰值图即可读取准确的DNA序列信息 激素及其受体介导的信息传递激素及其受体介导的信息传递 ?经典的定义:是由特定的组织产生并分泌到血流之中，通过血液的运输到达特定器官或组织而引发这些器官或组织产生特定的生理生化反应的一类化学物质。?现代的定义：激素是一类非营养的，微量（微摩尔或更低浓度）就能发挥作用的细胞间传递信息的化学物质。?激素的分类：脂溶性激素和水溶性激素 激素作用的一般特征激素作用的一般特征 特异性高效性饱和性水溶性激素的作用往往需要“第二信使”脱敏性 时效性（信号的终止）特异性特异性 激素的特异

6、性是指某一种激素只能作用一种细胞或一类细胞。产生特异性的原因：需要与受体结合。 受体定义类型：膜受体和胞内受体受体的基本性质 1. 与配体结合的高度专一性 2. 与配体结合的可逆性 3. 与配体结合的高亲和性 4. 与配体结合的饱和性 5. 与配体的结合可产生强大的生物学效应 区分激动剂和拮抗剂膜受体的结构与功能膜受体的结构与功能与G蛋白偶联的受体 离子通道受体 具有内在酶活性的受体 无酶活性但直接与细胞质内的酪氨酸 蛋白质激酶相联系的受体 激素的作用过程（1）激素的合成和分泌；（2）激素被运输到靶细胞；（3）激素与靶细胞膜或靶细胞内的特异性受 体结合，导致受体的激活；（4）靶细胞内的一条或几

7、条信号传导途径被 起动；（5）靶细胞内产生特定的生理或生化效应；（6）信号的终止。 实例实例受体位于细胞质的脂溶性激素的作用机制(醛固酮)与视觉相关的信号传递系统与嗅觉相关的信号传导系统NO系统 与嗅觉相关的信号传导系统嗅觉是最原始的感觉功能之一，起着识别、报警、增强食欲、影响情绪等作用，但是，关于人如何识别和记忆约10 000种不同气味的原理却知之甚少。2004年诺贝尔医学生理学奖得主Richard Axel和Linda Buck 所作的一系列开拓性的研究终于揭开了此领域神秘的面纱，并很好地阐明了嗅觉系统运作的分子机制。Axel和Buck在他们的研究中发现，一个约由1 000个不同基因（占到

8、人基因总数的3%）组成的庞大基因家族编码的嗅觉受体蛋白在气味的识别过程中起决定性作用。这些受体蛋白分布在鼻腔上皮上部特定的嗅觉感受细胞的质膜上，负责检测呼入的气味分子。人体约有几千万个嗅觉感受细胞，但狗有10亿左右的嗅觉感受细胞，因此狗的嗅觉要比人的嗅觉灵敏300-10 000倍。嗅觉感受细胞为双极神经元，其周围突触伸向粘膜表面，末端形成带有1030根纤毛的嗅泡。每一个嗅觉受体细胞只表达多个嗅觉受体蛋白基因中的1个，因此，每一个嗅觉受体细胞膜上只有一种类型的嗅觉受体蛋白。但是，每一个受体可以在几千个感受细胞中表达。于是，在鼻腔内，有多少种嗅觉受体分子，就有多少种嗅觉受体细胞。然而，一个单一的嗅

9、觉受体细胞并非只对一种气味物质做出反应，而是能够对有限的几种结构相关的气味物质做出反应，只是强度不同。 由于大多数气味由多种气味分子组成，而每一个气味分子激活几种嗅觉受体，每一种受体又能结合多种气味物质，此外，每一个受体可以在几千个同一种感受细胞中表达，这就导致形成各种复合型的气味样式，成为人类能够识别和记忆大约10 000种不同气味的分子基础。 NO系统系统: :Say YES to NONO是一种性质活泼、具有毒性的小分子气体，其化学本质是自由基.1772 年就由 Joseph Priestly发现，长期以来一直被视为化石燃料燃烧、汽车尾气和吸烟产生的有毒的污染物，它在体内居然能够作为细胞之间的信息分子和神经递质的确大大出乎人们的意料。1977年，Ferid Murad发现将NO气泡通过含有鸟苷酸环化酶(GC)的组织，可导致组织内cGMP水平的升高，而硝化甘油也能激活相同的GC活性，由此他推测硝化甘油在体内能够释放出NO。1980年，Robert F. Furchgott发现血管内皮细胞在乙酰胆碱的作用下能够产生一种促进血管松弛的因子EDRF，但他并不能确定EDRF的化学本质；1986年，Louis Ignarro证明EDRF就是NO。信号传导系统的终止 （1）HR解离 （2）受体脱敏 （3）第二信使的降解（4）G蛋白的自我灭活 （5）蛋白质的去磷酸化