4核酸和核酸代谢.docVIP

第七章 核酸前言：核酸是生命最重要的分子，最简单的生命仅含有核酸（病毒）。150亿年宇宙蛋，50亿年太阳，46亿年地球，无机有机生物大分子细胞。美国的Miller在做其PhD时，模拟40亿年前地球的原始大气条件，产生了AA，见（B）P13，有了AA当然就会产生蛋白质。但核苷酸何时产生？据估计也不少于40亿年前，谁先谁后？1868年首次在绷带上的脓细胞核中发现一种富含磷酸呈酸性又不溶于酸溶液的分子，命名为核素，其实是核蛋白，1898年从小牛的胸腺中提取了一种溶于碱性溶液中的纯净物，这才是真正的核酸，从此，对核酸的研究全面展开，揭开了生物化学领域惊天动地的一页。§1.核酸的分子组成一.基苯分子组成：对核酸的水解发现核酸酶 磷酸单酯酶 核苷酶（脱氧）核酸—--→（脱氧）核苷酸—------→○P+（脱氧）核苷----→戊糖+碱基由上面可知，核酸的结构单位是（脱氧）核苷酸，基本组成成分是○P、戊糖、碱基核酸共有2类，脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA，其特点如下○P 戊糖 基本碱基DNA 同 脱氧核糖（2位）P129 A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）RNA 同 核糖P129 A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、U（尿嘧啶）二．碱基的结构：基本碱基一共只有5种，从分子骨架上分将碱基分为嘌呤碱基和嘧啶碱基。1.嘌呤碱基：嘌呤（Pu）的结构及编号：P130下A（腺嘌呤）的结构：P130G（鸟嘌呤）的结构：见草图2.嘧啶（Py）碱基：嘧啶（Py）碱基的结构及编号：新系统，P130上C（胞嘧啶）：氨基态，P131U（尿嘧啶）：酮式，P131T（胸腺嘧啶）：见草图以上各具体碱基的结构最好见（B）P61，结合图来记忆。记忆口诀：先将嘌呤和嘧啶的结构式记住，然后再记住下面口诀胸前一滩尿：U + 一碳基团（甲基）＝ T尿里两泡泡：嘧啶中有两个O＝U上面一个是氨气包：U靠上面的一个O换成-NH2就是C鸟儿张嘴吸氨气：张嘴即O，嘌呤有O又有-NH2 ＝ G线儿将鸟嘴来系，注意换气：系嘴即去掉O，G去掉O再把-NH2换个位置＝A三.核苷：由戊糖和碱基形成的糖苷，见P132上，反式更稳定，顺式更好认。仍用单字母表示，跟碱基的表示法相同，只是在脱氧时加d，如dA。糖苷键的键型均为β-N型，不是α- N型。解释之。各种核苷的结构均见P132，略。注意核苷中的戊糖的编号要加“’”号，如2’位。碱基中的编号不加“’”号。有一种特殊的核苷叫假尿苷，糖苷键的键型均为β-C型，见P134右。四.核苷酸：核苷与磷酸形成的酯。磷酸出羧基，戊糖出羟基。1.戊糖有2’、3’、5’位自由-OH，因此可以形成2’、3’、5’-核苷酸，其中5’-核苷酸为默认的核苷酸。见133上。2.磷酸的个数可以有1、2、3，这是指TP、DP、MP与核苷形成的酯，见P133下。表示为NMP、NDP、NTP，脱氧时加“d”，如ATP、dATP。3.可以形成环状的核苷酸：一个磷酸以二个羧基与戊糖上的两个-OH形成酯，见P134，称为磷酸二酯键，这种键可以处在3’、5’之间（默认的环核苷酸），也可以处在2’、3’之间，没有处在2’、5’之间的。表示为c，如cAMP环腺苷酸，dcAMP。所以遇到核苷酸时要注意是否脱氧，有几个磷酸，是否成环。核苷酸的性质：是两性电解质，有PI；紫外吸收峰为260nm，是碱基造成的。蛋白质为280nm。 §2.核酸的一级结构一．核酸就是多聚核苷酸：是磷酸通过3’、5’磷酸二酯键将核苷连接起来的长链，见P138。其一端点的核苷酸的5’-OH没有参与3’、5’磷酸二酯键的形成，也就是说有游离的5’-OH，这一端点叫5’端，反之另一端就是3’端。这样核酸的写法就具有方向，5’→ 3’或 3’→ 5’，规定标准的书写方法是5’→ 3’，如确有必要写成3’→ 5’则需专门注明。如果核酸的两端也被磷酸二酯键连起来了，则无端点，但仍有方向。二．核酸的一级结构表示法1. 书写的方向5’→ 3’2. 完整结构表示法：见P1383. 线条式缩写法：见P138，碱基、磷酸、戊糖以及酯键的位置都很清楚。4. 字母式缩写法：见P138，碱基、磷酸位置清楚，戊糖以及酯键的位置略掉。三.一级结构测定涉及到的工具酶：水解3’、5’磷酸二酯键酶 类别 底物 特异性 产物牛脾磷酸二酯酶SPDase 外切酶 DNA、RNA 从5’端作用（要求5’端有游离的5’-OH）,切点见P141HO-Np↓…… 3’-NMP蛇毒磷酸二酯酶VPDase 外切酶 DNA、RNA 从3’端作用（要求3’端有游离的3’-OH）, 切点见P141……↓pN-OH 5’-NMP磷酸单酯酶Pmase 外切酶 DN