《分子细胞与组织教学课件》14级留学生辅导.ppt
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1、1.单糖单糖(monosaccharide)2.脂肪酸脂肪酸(fatty acid)3.氨基酸氨基酸(amino acid)4.核苷酸核苷酸(nucleotide)四种有机小分子是构成四种有机小分子是构成生物大分子的基本单位生物大分子的基本单位构件分子构件分子一级结构一级结构(primary structure)二级结构二级结构(secondary structure)超二级结构、结构域超二级结构、结构域(super-secondary structure、domain)三级结构三级结构(tertiary structure)四级结构四级结构(quaternary structure)蛋白质的
2、分子结构蛋白质的分子结构(一)一级结构是空间构象的基础(一)一级结构是空间构象的基础一、蛋白质分子一级结构和功能一、蛋白质分子一级结构和功能的关系的关系牛核糖核酸酶的牛核糖核酸酶的一级结构一级结构二二硫硫键键蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病分子病分子病(molecular diease)(molecular diease)例:镰刀形红细胞贫血例:镰刀形红细胞贫血N-val his leu thr pro glu glu C(146)HbS 肽链肽链HbA 肽肽 链链N-val his leu thr pro val glu C(146)蛋白质一级结构的改变,从而
3、引起其功能的异蛋白质一级结构的改变,从而引起其功能的异常或丧失所造成的疾病;是由基因突变引起的遗常或丧失所造成的疾病;是由基因突变引起的遗传性疾病,这种由蛋白质分子发生变异所导致的传性疾病,这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病,称为疾病,称为“分子病分子病”。(三)(三)-转角和无规卷曲在蛋白质分子中转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在普遍存在(二)(二)-折叠折叠(一)(一)-螺旋螺旋二、二、蛋蛋白白质质的的二二级级结结构构三、蛋白质的三级结构三、蛋白质的三级结构 三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置相对空间位置亚基(亚基(subunit)
4、:部分蛋白质由多条肽链组成,每条肽链):部分蛋白质由多条肽链组成,每条肽链都有其独立的三级结构,称为亚基(都有其独立的三级结构,称为亚基(subunit);亚基单独);亚基单独存在时不具生物活性,只有按特定组成与方式形成四级结构时,存在时不具生物活性,只有按特定组成与方式形成四级结构时,蛋白质才具有生物活性。蛋白质才具有生物活性。亚基之间的结合主要是氢键和离子键。亚基之间的结合主要是氢键和离子键。四、蛋白质的四级结构四、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。位的布局和相互作用,称为蛋白质的四级结
5、构。两两条条多多聚聚核核苷苷酸酸链链在在空空间间的的走走向向呈呈反反向向平平行行(anti-parallel)。两两条条链链中中一一条条链链的的5 3 方方向向是是自自上上而下,而另一条链的而下,而另一条链的5 3 方向是自下而上。方向是自下而上。两两条条链链围围绕绕着着同同一一个个螺螺旋旋轴轴形形成成右右手手螺螺旋旋(right-handed)的结构。的结构。双螺旋结构的直径为双螺旋结构的直径为2.37nm,螺距为,螺距为3.54nm。DNA双螺旋结构模型要点双螺旋结构模型要点1.DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成由两条多聚脱氧核苷酸链组成 脱脱氧氧核核糖糖和和磷磷酸酸基基团团组组成成的的亲亲
6、水水性性骨骨架架位位于于双螺旋结构的双螺旋结构的外侧外侧,疏水的碱基位于,疏水的碱基位于内侧内侧。双双螺螺旋旋结结构构的的表表面面形形成成了了一一个个大大沟沟(major groove)和一个和一个小沟小沟(minor groove)。2.核糖与磷酸位于外侧核糖与磷酸位于外侧 3.DNA双链之间形成了互补碱基对双链之间形成了互补碱基对碱碱 基基 配配 对对 关关 系系 称称 为为 互互 补补 碱碱 基基 对对(complementary base pair)。DNA的的 两两 条条 链链 则则 互互 为为 互互 补补 链链(complementary strand)。碱基对平面与螺旋轴垂直。碱
7、基对平面与螺旋轴垂直。相相邻邻两两个个碱碱基基对对会会有有重重叠叠,产产生生了了疏疏水水性性的的碱基堆积力碱基堆积力(base stacking interaction)。碱碱基基堆堆积积力力和和互互补补碱碱基基对对的的氢氢键键共共同同维维系系着着DNA结构的稳定。结构的稳定。4.碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定双螺旋结构的稳定 DNA双螺旋结构的示意图双螺旋结构的示意图 DNA双螺旋结构的俯视图双螺旋结构的俯视图原核细胞原核细胞 prokaryotic cell真核细胞真核细胞 eukaryotic cell真核细胞中有许多生物膜包真
8、核细胞中有许多生物膜包围形成的结构。围形成的结构。细胞核细胞核milestone of evolution-Nuclear envelope emerge*原核细胞、真核细胞、真核原核细胞、真核细胞、真核细胞的线粒体、叶绿体中均细胞的线粒体、叶绿体中均存在核糖体。存在核糖体。*核糖体的大小用沉降核糖体的大小用沉降系数系数S S来表示。来表示。*核糖体由大、小两个核糖体由大、小两个亚基组成,亚基只在亚基组成,亚基只在合成蛋白质时才结合在一起。合成蛋白质时才结合在一起。核糖体(核糖体(ribosomeribosome)是帮助蛋白质)是帮助蛋白质合成的结构合成的结构信号识别颗粒信号识别颗粒转运子转运
9、子信号肽信号肽信号识别颗粒受体信号识别颗粒受体信号肽、信号识别颗粒(信号肽、信号识别颗粒(signal-recognition particle,SRP)、)、信号识别颗粒受体等的相互作用使细胞质基质中的核糖体附着信号识别颗粒受体等的相互作用使细胞质基质中的核糖体附着到糙面内质网膜表面。到糙面内质网膜表面。蛋白质合成后根据其上信号的有无以及蛋白质合成后根据其上信号的有无以及信号的性质决定其去向信号的性质决定其去向分选信号分选信号引导蛋白质到达正确的地点引导蛋白质到达正确的地点 信号肽(信号肽(signal peptidesignal peptide):蛋白质多肽链:蛋白质多肽链上的一段连续的特
10、定氨基酸序列,具有分选上的一段连续的特定氨基酸序列,具有分选信号的功能。可位于多肽链的任何部位。信号的功能。可位于多肽链的任何部位。信号斑信号斑信号肽信号肽蛋白质的分选信号可以是信号肽、信号蛋白质的分选信号可以是信号肽、信号斑,也可以是加工修饰形式斑,也可以是加工修饰形式 信号斑:位于多肽链不同部位的几个信号斑:位于多肽链不同部位的几个 特定氨基酸序列经折叠后形成的斑块区,特定氨基酸序列经折叠后形成的斑块区,具有分选信号的功能。具有分选信号的功能。信号斑是一种三维结构。完成分选任务后信号斑是一种三维结构。完成分选任务后 仍然存在。仍然存在。信号斑信号斑信号肽信号肽蛋白质的糖基化修饰也可以作为分
11、蛋白质的糖基化修饰也可以作为分选的信号,如溶酶体酶蛋白上的选的信号,如溶酶体酶蛋白上的M-M-6-P6-P。*随机胞吞的随机胞吞的水溶性大分子水溶性大分子,所有细胞共有功能。,所有细胞共有功能。*特异胞吞的水溶性大分子,如某些信号分子、特异胞吞的水溶性大分子,如某些信号分子、LDLLDL、铁离子铁离子/载铁蛋白等。所有细胞共有功能。载铁蛋白等。所有细胞共有功能。1.胞吞物质的消化胞吞物质的消化 溶酶体的功能溶酶体的功能消化消化*在胞吞过程中被一起吞进来的细胞膜蛋白在胞吞过程中被一起吞进来的细胞膜蛋白2.自身物质的消化自身物质的消化*在一些在一些生理和病理生理和病理状态下,细胞内一部分细胞质、细
12、胞状态下,细胞内一部分细胞质、细胞器被膜结构包裹形成器被膜结构包裹形成自噬小体自噬小体,自噬小体与晚期内体或溶,自噬小体与晚期内体或溶酶体融合后形成酶体融合后形成自体吞噬泡自体吞噬泡。内容物被消化后利用,这种细胞消化自身细胞质的行为称内容物被消化后利用,这种细胞消化自身细胞质的行为称为为自体吞噬自体吞噬(自噬自噬)。(1)自体吞噬(自体吞噬(Autophagy)自噬小体和自噬溶酶体形态自噬小体和自噬溶酶体形态自噬小体自噬小体自噬溶酶体自噬溶酶体自噬小体中的内自噬小体中的内质网片段质网片段营养饥饿的小鼠胚胎成纤维细胞营养饥饿的小鼠胚胎成纤维细胞2.2.自身物质的消化自身物质的消化 (2)(2)分
13、泌自噬分泌自噬内分泌细胞内分泌细胞中过剩的分泌颗粒与晚期内体或溶中过剩的分泌颗粒与晚期内体或溶酶体融合成为酶体融合成为分泌自噬泡分泌自噬泡,颗粒内容物被降解,颗粒内容物被降解后重新利用,这种细胞消化自身分泌颗粒的现后重新利用,这种细胞消化自身分泌颗粒的现象称为象称为分泌自噬分泌自噬。在破骨细胞在破骨细胞 溶酶体酶释放,消化有机骨质。溶酶体酶释放,消化有机骨质。在精子细胞在精子细胞 溶酶体酶释放,消化卵外膜滤泡细胞。溶酶体酶释放,消化卵外膜滤泡细胞。3.细胞外物质的消化细胞外物质的消化特殊细胞中的溶酶体能向细胞外释放溶特殊细胞中的溶酶体能向细胞外释放溶酶体酶,消化细胞外物质。酶体酶,消化细胞外物
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