生物无机化学幻灯片.ppt

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1、生物无机化学第1页，共49页，编辑于2022年，星期一生物无机化学一、概述二、生命元素与生物配体三、金属蛋白四、金属酶五、生物膜与离子载体第2页，共49页，编辑于2022年，星期一生物膜细胞膜 plasma membrane细胞器膜线粒体膜内质网膜溶酶体膜核膜重要作用：细胞内环境的稳定物质代谢能量转换信息传递2.生物膜第3页，共49页，编辑于2022年，星期一细胞膜第4页，共49页，编辑于2022年，星期一组成：主要由脂质（lipid）和蛋白构成脂质体以磷脂为主，磷酸甘油酯（phosphoglyceride）R(1424)16.18第5页，共49页，编辑于2022年，星期一膜脂均为两性分子亲水

2、部分极性头疏水部分疏水尾双分子层内外亲水，中间疏水第6页，共49页，编辑于2022年，星期一膜结构 流动镶嵌模型 双分子层：膜脂分子可以自由横向运动 流动性、柔韧性、高电阻、离子通透性 膜蛋白：自由侧向扩散，但不能翻转 少许有专一结合。第7页，共49页，编辑于2022年，星期一3.跨膜运送生物膜是细胞和各种细胞器的屏障，选择性地允许一些分子、离子通过。功能：*稳定细胞分子体积、pH值、物质成分、酶活动环境；*摄取、浓缩有用物质；排出多余、无用物质；*保持浓度梯度，传递生物信息；*智能化识别物种，控制数量。第8页，共49页，编辑于2022年，星期一被动运送：顺浓度梯度，不耗能 *简单扩散：遵循扩

3、散定律，速度的梯度 对于离子比较困难，疏水层阻挡，游泳过河 *促进运送：依靠某些物质帮助过河，小分子离子载体：ionophore 形成脂溶性离子载体配合物,坐船离子通道：ionic channel，贯穿膜两侧,隧道运送方式第9页，共49页，编辑于2022年，星期一主动运送：逆浓度梯度，耗能离子泵：ionic pump，需要离子载体和蛋白质帮助 钠泵，钙泵胞饮 pinocytosis 和胞吐exocytosis作用 质膜内陷形成第10页，共49页，编辑于2022年，星期一4.钠泵K+细胞内 细胞外Na+细胞内 K+Rb+Li+Cs+第17页，共49页，编辑于2022年，星期一第18页，共49页，

4、编辑于2022年，星期一3）通道离子载体大环多羟基多烯内酯类抗菌素多烯部分：亲脂多羟基部分：亲水胶束,内部亲水性通道运送正负离子和小分子选择性不强第19页，共49页，编辑于2022年，星期一7.合成离子载体模拟天然离子载体结构和功能大环配体：冠醚、穴醚链状多齿配体 冠醚 crownether第20页，共49页，编辑于2022年，星期一 穴醚第21页，共49页，编辑于2022年，星期一生物无机化学一、概述二、生命元素与生物配体三、金属蛋白四、金属酶五、生物膜与离子载体六、金属与核酸的相互作用第22页，共49页，编辑于2022年，星期一核苷酸第23页，共49页，编辑于2022年，星期一DNA单链结

5、构第24页，共49页，编辑于2022年，星期一碱基配对第25页，共49页，编辑于2022年，星期一DNA双螺旋结构第26页，共49页，编辑于2022年，星期一六、金属与核酸的相互作用1.与核苷酸体内有重要的游离核苷酸，如ATP在核苷酸中，存在配位基团磷酸中碱基强戊糖弱第27页，共49页，编辑于2022年，星期一金属离子：Ca2+、Mg2+Cu2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+M2+ATP配合物Mg2+、Ca2+与磷酸成键，又与N-7配位。两种配位形式大螯合环外配位层(macrochelated outer sphere)大螯合环内配位层(macrochelated inner sphere)第

6、28页，共49页，编辑于2022年，星期一第29页，共49页，编辑于2022年，星期一2.与DNA和RNA的相互作用RNA：天然RNA中含有Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Al3+、Cr3+、Mn2+、Zn2+多种阳离子结合牢固一般方法很难分离生理功能不清楚推测Mn2+、Zn2+对RNA起稳定作用第30页，共49页，编辑于2022年，星期一第31页，共49页，编辑于2022年，星期一第32页，共49页，编辑于2022年，星期一染色体末端端粒结构第33页，共49页，编辑于2022年，星期一第34页，共49页，编辑于2022年，星期一3.金属离子对DNA、RNA功能的影响DNA复制：脱氧核

7、苷酸转移酶，需Mg2+、Mn2+和Co2+存在时才把dATP、dGTP、dCTP、dTTP搬运到DNA聚合酶上。DNA聚合酶本身含有ZnDNA聚合酶在Mg2+、Mn2+和Co2+存在下，开始复制转录RNA：Mg2+、Mn2+、Co2+对RNA聚合酶有激活作用Mg2+使RNA聚合酶具有识别核糖核苷作用，不混入脱氧者第35页，共49页，编辑于2022年，星期一翻译：Mg2+的存在使t-RNA识别密码，但Mg2+大到一定程度，会出现错码。过多Mg2+，不能识别密码的第三个字母，即UUC与UUA不分，Phe Leu第36页，共49页，编辑于2022年，星期一4.锌指蛋白 基因的复制、转录、翻译，一般需

8、要与特定蛋白结合而激活启动，复制激活因子、转录因子等含有锌指蛋白结构第37页，共49页，编辑于2022年，星期一第38页，共49页，编辑于2022年，星期一第39页，共49页，编辑于2022年，星期一5.DNA构型探针DNA二级构象无可靠方法测定用金属配合物作DNA构型探针用于判别B-DNA和Z-DNAB-DNA Z-DNA大部分少部分碱基内侧外侧疏水保护保护少易受攻击，导致基因突变致癌第40页，共49页，编辑于2022年，星期一例：黄曲霉素B1强烈的阻碍B-DNA作用2-乙酰基荧光素与A-8-C结合,使DNA BZ导致基因突变，致癌。其它致癌物：作用于：嘌呤 N7嘧啶 C5甲基化，破坏BZ平

9、衡第41页，共49页，编辑于2022年，星期一DNA碱基加成物形成位点（化学致癌）第42页，共49页，编辑于2022年，星期一探针配合物：J.Barton（加州大学伯克利）为代表合成了一系列带正电荷、手性、荧光金属配合物，代表：Ru(phen)32+二氮杂非 手性拆分 对映体 与 左 右第43页，共49页，编辑于2022年，星期一与DNA作用其中一个phen插入碱基之间另两个在大沟中，要求空间匹配 右手旋对映B-DNA 左手旋对应Z-DNA荧光谱第44页，共49页，编辑于2022年，星期一6.抗癌药物顺铂1965年，B.Rosenberg电场对细菌生长的影响细胞分裂受到抑制，300倍大的菌丝P

10、t电极培养液中加了NH4Cl其它电极则无此现象。进一步研究表明，电流作用，使Pt Pt2+溶液生成cis-Pt(NH3)2Cl2抑制细胞分裂第45页，共49页，编辑于2022年，星期一1969，Rosenberg 抗癌活性与DNA上的G结合，抑制DNA复制1970s，临床 商业化肾毒性，头颈部癌 泌尿系统毒性 铂、铂族化合物第二代、第三代第46页，共49页，编辑于2022年，星期一其中，NH3是保留基团，与Pt结合牢固 Cl是离去基团反式异构体中，Cl-的离去速度比顺式快510倍迅速被取代，不能到达靶分子而顺式可以。第47页，共49页，编辑于2022年，星期一作用机理：DNA是主要靶分子(1).链间交联机理使癌DNA双链两个相邻面上的B1-N7链间交联(2).螯合机理cis-Platin与G的N-7和O=CG螯合，氢键断裂(3).链内交联机理顺铂与同一跳链上相邻的GG之N7配位。第48页，共49页，编辑于2022年，星期一第49页，共49页，编辑于2022年，星期一