研究生班：

《分子生物學(xué)》綜合課件黃勇奇()考試內(nèi)容：1、蛋白質(zhì)化學(xué)2、酶學(xué)3、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)4、糖蛋白和蛋白聚糖5、核酸化學(xué)6、DNA生物合成與損傷修復(fù)7、RNA的生物合成和加工8、蛋白質(zhì)生物合成9、基因表達調(diào)控10、癌基因與抑癌基因11、基因工程的基本原理蛋白質(zhì)化學(xué)第一章存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬L-α-氨基酸（甘氨酸除外）。1、非極性脂肪族氨基酸（疏水性）2、極性中性氨基酸（親水性）3、芳香族氨基酸4、酸性氨基酸5、堿性氨基酸（一）氨基酸的分類*20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下:(1)

Nonpolaraliphaticaminoacids:GlycineAlanineValine

LeucineIsoleucineProline甘氨酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸脯氨酸（非極性脂肪族）(3)

Nonpolararomaticaminoacids:PhenylalanineTyrosineTryptophan非極性芳香族氨酸酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸(3)

Nonpolararomaticaminoacids:PhenylalanineTyrosineTryptophan(4)

acidicaminoacids（酸性氨基酸）

Asparticacid（天冬氨酸）

Glutamicaicd（谷氨酸）(3)

Nonpolararomaticaminoacids:PhenylalanineTyrosineTryptophan(4)

acidicaminoacids:

Asparticacid

Glutamicaicd(5)

basicaminoacid

（堿性氨基酸）LysineArginineHistidine賴氨酸精氨酸組氨酸（二）氨基酸的主要理化性質(zhì)1、氨基酸兩性解離和等電點：1）兩性解離：AANH2COOHAANH3COOHAANH2COO-+AA（二）氨基酸的主要理化性質(zhì)1、氨基酸兩性解離和等電點：1）兩性解離：AANH2COOHAANH3COOHAANH2COO-+H+OH-pH低時pH高時2）等電點：指使氨基酸解離成正、負(fù)離子數(shù)相等，凈電荷為零時溶液的pH值。用pI表示AANH2COOHAANH3COOH+AANH2COO-AACOONH3+-H+OH-問題：下列哪個氨基酸在中性溶液中電泳時向負(fù)極移動？A、精氨酸B、異亮氨酸C、谷氨酸D、天冬氨酸E、絲氨酸2.紫外吸收是指含有共軛雙鍵的色氨酸、酪氨酸溶液對紫外光具有吸收特性，其最大吸收峰在280nm

附近。3.茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，因此也可作為氨基酸定量分析方法。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括：1952年

高級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸從N端到C端的排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)的維系鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。

二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象

。定義：

維系鍵：

氫鍵

（五）模體在許多蛋白質(zhì)分子中，兩個或三個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個特殊的空間構(gòu)象并具有特殊功能，稱為模體(motif)。本質(zhì)上屬超級二級結(jié)構(gòu)。模體總有其特征性的氨基酸序列,并發(fā)揮特殊的功能。三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。維系鍵：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。（一）定義理解四級結(jié)構(gòu)要注意的幾個問題：（1）并非所有的蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)。

條件：由兩條(以上)的多肽鏈構(gòu)成。且每條多肽鏈具有獨立的三級結(jié)構(gòu)。多肽鏈之間不能以共價鍵相連。

（2）亞基單獨存在時不具有生理功能。（3）蛋白質(zhì)分子之間的結(jié)合或蛋白質(zhì)與脂類、核酸等的結(jié)合，不屬四級結(jié)構(gòu)范疇。第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofProtein（一）蛋白質(zhì)的兩性電離蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團。*蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點。（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬至100萬之巨，其分子的直徑可達1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。*蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素（蛋白質(zhì)溶于水的原因）顆粒表面電荷水化膜（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。稱為蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)的變性(denaturation)造成變性的因素：如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

變性的本質(zhì)：破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。變性的后果：溶解度降低，粘度增加，結(jié)晶能力消失，生物活性喪失，易被蛋白酶水解。若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為變性蛋白質(zhì)的復(fù)性(renaturation)。但許多蛋白質(zhì)變性后，因空間結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重而難以復(fù)性，稱為不可逆變性。（四）蛋白質(zhì)的紫外吸收由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定。（五）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)⒈茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)

蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。

⒉雙縮脲反應(yīng)(biuretreaction)蛋白質(zhì)和多肽分子中的肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反應(yīng)稱為雙縮脲反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。OH2N-C-NH2=OH2N-C-NH2=+OOH2N-C-NH-C-NH2==第五節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化TheSeparationandPurificationofProtein1、根據(jù)分子大小的純化方法：（1）透析和超濾（2）離心（3）凝膠過濾2、利用溶解度差別的純化方法（1）等電點沉淀（2）鹽析3、根據(jù)電荷不同的純化方法（1）電泳（2）離子交換層析Enzyme第二章

酶學(xué)一、酶的分子組成結(jié)合酶(conjugatedenzyme)單純酶(simpleenzyme)一、酶的分子組成蛋白質(zhì)部分：酶蛋白(apoenzyme)輔助因子(cofactor)

金屬離子小分子有機化合物全酶(holoenzyme)結(jié)合酶(conjugatedenzyme)單純酶(simpleenzyme)只有全酶才具有催化作用。*各部分在催化反應(yīng)中的作用1、酶蛋白決定反應(yīng)的特異性（即決定催化什么底物）2、輔助因子決定反應(yīng)的種類與性質(zhì)（即決定使底物發(fā)生什么樣的反應(yīng)）二、酶的活性中心酶分子中執(zhí)行其催化功能的部位。即與底物結(jié)合并把底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的部位。結(jié)構(gòu)上是由一些一級結(jié)構(gòu)可能相距甚遠(yuǎn)，但在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近的必需基團組成的區(qū)域。三、酶的轉(zhuǎn)換數(shù)和米氏常數(shù)

酶的轉(zhuǎn)換數(shù)是指在一定條件下，每秒鐘每個酶分子轉(zhuǎn)換底物的分子數(shù)。米氏常數(shù)（Km）在數(shù)值上等于酶促反應(yīng)的速度達到最大速度一半時的底物濃度。ＶVmax[S]Km+[S]＝──四、酶的活力酶活力是指其催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。通常利用在一定條件下所催化的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率表示酶活力的大小。

酶的比活力表示酶的純度。比活力用單位數(shù)量酶樣品中所含酶活力單位數(shù)表示（U/mg）五、核酶具有催化功能的RNA分子(ribozyme)：

作為序列特異性的核酸內(nèi)切酶降解mRNA。二、酶促反應(yīng)的機理（一）酶-底物復(fù)合物的形成與誘導(dǎo)契合假說*誘導(dǎo)契合假說(induced-fithypothesis)酶-底物復(fù)合物（過渡態(tài)）E+SE+PES酶與底物相互接近時，其結(jié)構(gòu)相互誘導(dǎo)、相互變形和相互適應(yīng)，進而相互結(jié)合。這一過程稱為酶-底物結(jié)合的誘導(dǎo)契合。通過誘導(dǎo)契合，能降低反應(yīng)的活化能，從而加速反應(yīng)速度?；罨埽?/p>

使底物分子從初態(tài)轉(zhuǎn)變到活化態(tài)所需的能量?；蛘哒f使反應(yīng)體系當(dāng)中的非活化分子轉(zhuǎn)變成活化分子所需的能量。

結(jié)合能：是酶-底物相互作用所產(chǎn)生的能量，是降低酶促反應(yīng)活化能和穩(wěn)定過渡態(tài)的主要能量來源。2.鄰近效應(yīng)(proximityeffect)與定向排列(orientationarrange)3、多元催化（酸堿催化，共價催化，親核催化）同一種酶常常同時具有酸、堿催化作用。2、表面效應(yīng)酶的活性中心多為疏水性“口袋”狀。可防止底物與酶之間形成水化膜，有利于酶與底物之間的密切接觸。酶可與底物形成瞬間共價鍵而將之激活。酶的親核基團可提供電子給帶有正電荷的過渡態(tài)中間物。第四節(jié)

酶的調(diào)節(jié)

TheRegulationofEnzyme

酶活性的調(diào)節(jié)（快速調(diào)節(jié)）酶含量的調(diào)節(jié)（緩慢調(diào)節(jié)）調(diào)節(jié)方式：調(diào)節(jié)對象:

關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶是指整條代謝途徑中活性最低的，催化反應(yīng)速度最慢的那一個酶。又叫限速酶。（一）變構(gòu)酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)變構(gòu)效應(yīng)劑(allosteric

effector)變構(gòu)激活劑：正協(xié)同效應(yīng)變構(gòu)抑制劑：負(fù)協(xié)同效應(yīng)變構(gòu)調(diào)節(jié)(allostericregulation)變構(gòu)酶(allostericenzyme)一些代謝物可與某些酶分子活性中心外的某部分可逆地結(jié)合，使酶構(gòu)象改變，從而改變酶的催化活性，此種調(diào)節(jié)方式稱變構(gòu)調(diào)節(jié)。（三）酶的共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾(covalentmodification)：化學(xué)修飾在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學(xué)基團發(fā)生可逆的共價結(jié)合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。（三）酶的共價修飾調(diào)節(jié)共價修飾(covalentmodification)在其他酶的催化作用下，某些酶蛋白肽鏈上的一些基團可與某種化學(xué)基團發(fā)生可逆的共價結(jié)合，從而改變酶的活性，此過程稱為共價修飾。常見類型：磷酸化與脫磷酸化（最常見）乙酰化和脫乙?；谆兔摷谆佘栈兔撓佘栈璖H與－S－S互變酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-酶蛋白（三）酶原與酶原的激活酶原(zymogen)：有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成或初分泌時只是酶的無活性前體，此前體物質(zhì)稱為酶原。

酶原的激活：在一定條件下，酶原向有活性酶轉(zhuǎn)化的過程。酶原激活的機理：蛋白酶解激活酶原分子構(gòu)象發(fā)生改變形成或暴露出酶的活性中心一個或幾個特定的肽鍵斷裂，水解掉一個或幾個短肽在特定條件下酶原激活的生理意義：避免細(xì)胞產(chǎn)生的酶對細(xì)胞進行自身消化，并使酶在特定的部位和環(huán)境中發(fā)揮作用，保證體內(nèi)代謝正常進行。有的酶原可以視為酶的儲存形式。在需要時，酶原適時地轉(zhuǎn)變成有活性的酶，發(fā)揮其催化作用（對機體的保護作用）。通過蛋白酶解激活方式調(diào)節(jié)活性的酶主要有蛋白消化酶、凝血酶，蛋白激素等。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第三章CellCommunicationandSignalTransduction跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一般步驟：特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)信息物質(zhì)經(jīng)擴散或血循環(huán)到達靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對信號進行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)

第一節(jié)SignalMolecules信息物質(zhì)1、細(xì)胞間信息物質(zhì)（第一信使）2、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)（第二信使）

一、細(xì)胞間信息物質(zhì)定義：是由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱，又稱作第一信使。

化學(xué)本質(zhì)：*蛋白質(zhì)和肽類（如生長因子、細(xì)胞因子、胰島素等）*氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲狀腺素、腎上腺素等）*類固醇激素（如糖皮質(zhì)激素、性激素等）*脂酸衍生物（如前列腺素）*氣體（如一氧化氮、一氧化碳）等二、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)定義：第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的傳遞細(xì)胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)。常稱為第二信使。化學(xué)性質(zhì)無機離子：如Ca2+

脂類衍生物：如DAG、Cer糖類衍生物：如IP3核苷酸：如cAMP、cGMP信號分子：NO第二節(jié)

受體Receptor能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子稱為配體(ligand)。受體：是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特別識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)，個別是糖脂。根據(jù)細(xì)胞定位一、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能膜受體(membranereceptor)胞內(nèi)受體(intracellularreceptor)鑲嵌糖蛋白DNA結(jié)合蛋白2.G蛋白偶聯(lián)受體

研究最廣最透徹。又稱七個跨膜螺旋受體/蛇型受體(serpentinereceptor)，種類繁多?？蓪Χ喾N激素和神經(jīng)遞質(zhì)作出應(yīng)答。(1)受體結(jié)構(gòu)的特點*受體的N端可有不同的糖基化。*受體內(nèi)有一些高度保守的半胱氨酸殘基，對維持受體的結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵作用。*胞內(nèi)的第二和第三個環(huán)能與G-蛋白相偶聯(lián)。

G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)矩型代表-螺旋，N端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕櫚酰化。20-25AAG蛋白*C-末端的高度保守的Cys殘基在腎上腺素能α受體、腎上腺素能β受體和視紫質(zhì)受體中可被棕櫚?；煞€(wěn)定受體胞內(nèi)部分的三級結(jié)構(gòu)。*受體的C-末端和胞內(nèi)第三環(huán)含有多個Thr和Ser殘基可被磷酸化，與抑制蛋白——β-視紫紅質(zhì)抑制蛋白（arrestin）結(jié)合，使受體不能再活化G蛋白而失活。此類受體的信息傳遞可歸納為：以腎上腺素為代表。激素受體Ｇ蛋白腺苷酸環(huán)化酶第二信使cAMP蛋白激酶A(PKA)酶或其他功能蛋白生物學(xué)效應(yīng)※G蛋白(guanylatebindingprotein)是一類能和GTP或GDP相結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞漿面的外周蛋白，由、、三個亞基組成。分激動型（Rs)與抑制型(Ri)兩種。每種又有兩種構(gòu)象：活化型；非活化型活化型：亞基與GTP結(jié)合并導(dǎo)致亞基脫落。非活化型：以三聚體形式存在并與GDP結(jié)合。激動型G蛋白和抑制型G蛋白的活性型和非活性型的互變不同的G蛋白能特異地將配體-受體和與之相適應(yīng)的效應(yīng)酶偶聯(lián)起來。（二）Ca2+－信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑一般過程：胞外信息分子→受體激活G蛋白→→蛋白激酶C(PKC)被激活。G蛋白激活磷脂酶C(PLC)→磷脂酶C水解PIP2產(chǎn)生兩種第二信使(DAG和IP3DAG，IP3的功能DAG：在磷脂酰絲氨酸和Ca2+協(xié)同下激活PKCIP3：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的受體結(jié)合，促使細(xì)胞內(nèi)Ca2+釋放②調(diào)節(jié)基因表達PKC對基因的活化分為早期反應(yīng)和晚期反應(yīng)。*PKC的生理功能①調(diào)節(jié)代謝活化的PKC引起一系列靶蛋白的絲、蘇氨酸殘基磷酸化。靶蛋白包括：質(zhì)膜受體、膜蛋白和多種酶。

（四）酶偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑1、受本酪氨酸激酶RTK分類受體型TPK（位于細(xì)胞質(zhì)膜上）如胰島素受體、生長因子受體及原癌基因（erb-B、kit、fins等）編碼的受體非受體型TPK（位于胞漿）如底物酶JAK和原癌基因（src、yes、ber-abl等）編碼的TPK1.受體酪氨酸激酶RTK-Ras-MAPK途徑GRB2(growthfactorreceptorboundprotein2）SH2域(srchomology2domain)

細(xì)胞內(nèi)某些連接物蛋白共有的氨基酸序列，與原癌基因src編碼的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源，該區(qū)域能識別磷酸化的酪氨酸殘基并與之結(jié)合。

組成：催化性受體，GRB2,SOS,Ras蛋白,Raf蛋白，MAPK系統(tǒng)SH2SH3

SOS(sonofsevenless)富含脯氨酸，可與SH3結(jié)合，促使Ras的GDP換成GTP。Ras蛋白：類似與G蛋白的G亞基，單一肽鏈。Raf蛋白：具有絲／蘇氨酸蛋白激酶活性MAPK系統(tǒng)(mitogen-activatedproteinkinase)包括MAPK、MAPK激酶（MAPKK）、MAPKK激酶（MAPKKK），是一組酶兼底物的蛋白分子。一般過程為：EGF（生長信號）EGFR（受體酪氨酸激酶RTK）GRB2（接頭蛋白）Sos蛋白（GEF）Ras蛋白Ser/Thr激酶級聯(lián)反應(yīng)細(xì)胞增生。糖蛋白和蛋白聚糖

GlycoproteinandProteoglycan

第四章定義：一種或多種糖以共價鍵連接到肽鏈上的蛋白質(zhì)。糖鏈的長度一般不超過15個單糖。特點：蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液分布：一、糖蛋白概述連接方式N-連接：O-連接：（一）N-連接糖蛋白1.定義：糖蛋白的糖鏈與蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共價鍵連接稱N-連接糖蛋白。2.糖基化位點：N-連接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三個氨基酸殘基的序列子稱為糖基化位點。（二）O-連接糖蛋白1.定義：糖蛋白糖鏈與蛋白部分的絲/蘇氨酸殘基的羥基相連，稱為O-連接糖蛋白。2.

O-連接寡糖結(jié)構(gòu)：O-連接寡糖有N-乙酰半乳糖與半乳糖構(gòu)成核心二糖，核心二糖可重復(fù)延長及分支，再接上巖藻糖、N-乙酰葡萄糖胺等單糖。二、糖蛋白寡糖鏈的功能1.參與糖蛋白新生肽鏈的折疊2.影響寡聚蛋白質(zhì)亞基的構(gòu)象3、參與糖蛋白的轉(zhuǎn)運。4、參與糖蛋白的分泌5、增強糖蛋白的穩(wěn)定性6、參與分子的識別作用定義：一條或多條糖胺聚糖以共價鍵與核心蛋白形成的化合物。每條糖鏈長度平均含~80個單糖。特點：糖占比例大，約一半以上，具有多糖性質(zhì)。分布：分布于軟骨、結(jié)締組織、角膜基質(zhì)、關(guān)節(jié)滑液、粘液、眼玻璃體等組織。二、蛋白聚糖概述蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)：組成核心蛋白糖胺聚糖糖胺糖醛酸葡萄糖胺半乳糖胺葡萄糖醛酸艾杜糖醛酸二、核心蛋白定義與糖胺聚糖鏈共價結(jié)合的蛋白質(zhì)。核心蛋白均含有相應(yīng)的糖胺聚糖取代結(jié)構(gòu)域，一些蛋白聚糖通過這一結(jié)構(gòu)錨定在細(xì)胞表面或細(xì)胞外基質(zhì)的大分子中。三、蛋白聚糖的生物合成在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成核心蛋白多肽鏈，同時在高爾基體內(nèi)進行糖鏈延長或加工。多糖鏈的形成是由單糖逐個加上去的，糖醛酸由UDPGA提供；單糖要由UDP活化；硫酸由PAPS提供；糖胺氨基來自于Gln。四、蛋白聚糖的功能1.構(gòu)成細(xì)胞間基質(zhì)在基質(zhì)中蛋白聚糖和彈性蛋白、膠原蛋白以特殊方式連接，構(gòu)成基質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。這與細(xì)胞的粘附、遷移、增殖和分化等有關(guān)。2.其它功能抗凝血（肝素）參與細(xì)胞識別與分化（細(xì)胞表面的硫酸素）維持軟骨機械性能（硫酸軟骨素）等第五章

核酸化學(xué)核酸(nucleicacid)：是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。核酸的分類及分布：90%以上分布于細(xì)胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體，質(zhì)粒等。

分布于胞液、胞核。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸核糖核酸攜帶遺傳信息，決定細(xì)胞和個體的基因型(genotype)。參與細(xì)胞內(nèi)DNA遺傳信息的表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信息的載體。核酸的化學(xué)組成1.元素組成C、H、O、N、P（9~10%）2.分子組成——堿基(base)：嘌呤堿，嘧啶堿——戊糖(ribose)：核糖，脫氧核糖——磷酸(phosphate)嘌呤(purine)堿基：腺嘌呤（A）鳥嘌呤(G)NNHNNOHN2嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)兩類核酸分子組成比較：DNA—A、G、C、T脫氧核糖（dR）磷酸RNA—A、G、C、U核糖（R）磷酸堿基核糖磷酸3.核苷酸的連接核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。即不管是DNA或是RNA，其本質(zhì)都是單核苷酸通過磷酸二酯鍵連接形成的多核苷酸鏈。3′,5′—磷酸二酯鍵：概念：一個核苷酸戊糖C3′的游離羥基與另一個核苷酸戊糖C5′上的磷酸脫水縮合生成的化學(xué)鍵。ONNNH2OOCH2POOHHOHONNNH2OOCH2POOHOHHO3'，5'-磷酸二酯鍵3'5'5′端3′端3.核苷酸的連接核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。CGA一、DNA的二級結(jié)構(gòu)——雙螺旋結(jié)構(gòu)（1953年）（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點

（Watson,Crick,1953）DNA分子由兩條相互平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，兩鏈以-脫氧核糖-磷酸-為骨架，以右手螺旋方式繞同一公共軸盤。螺旋直徑為2nm，形成大溝及小溝相間。3′5′3′5′堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內(nèi)側(cè)，與對側(cè)堿基形成氫鍵配對（互補配對形式：A=T;GC）。相鄰堿基平面距離0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10對堿基。3′5′3′5′（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點

（Watson,Crick,1953）氫鍵維持雙鏈橫向穩(wěn)定性，堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性。（二）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點

（Watson,Crick,1953）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)要點總結(jié)：1、右雙螺旋，反向平行2、堿基在內(nèi)，主鏈在外3、堿基互補，A＝T，G≡C4、螺旋一圈，十對堿基5、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，副鍵維系6、大溝小溝，調(diào)節(jié)關(guān)鍵（三）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性DNA的結(jié)構(gòu)會隨著溶液的離子強度或相對濕度的改變而改變，從而產(chǎn)生多樣性。旋向螺距(nm)堿基數(shù)（每圈）螺旋直徑（nm）骨架走行存在條件A型右手2.3112.5平滑體外脫水B型右手3.4102.3平滑生理條件Z型左手4.5121.8鋸齒型CG序列多三種DNA構(gòu)型的比較：二、DNA的高級結(jié)構(gòu)是超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix或supercoil)DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。正超螺旋(positivesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同。變緊密。

負(fù)超螺旋(negativesupercoil)盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反。變疏松。

（一）原核生物DNA的環(huán)狀超螺旋結(jié)構(gòu)更致密（三）DNA在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝存在形式：細(xì)胞周期：染色質(zhì)細(xì)胞分裂期：染色體基本單位是核小體（串珠樣）（三）DNA在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝核小體的組成：DNA：約150bp

組蛋白：H1：和60bp的DNA組成連接區(qū)組成核心蛋白H2AH2BH3H4核小體串珠示意圖：第三節(jié)

RNA的結(jié)構(gòu)與功能StructureandFunctionofRNARNA和DNA的差別：1、RNA的堿基組成主要是A、G、C、U；而DNA的堿基組成則是A、G、C、T。2、RNA分子中的戊糖是核糖，而DNA的是脫氧核糖。3、RNA是單鏈分子，其分子內(nèi)部只有堿基互補的地方可以形成局部雙鏈。而DNA一般以雙鏈形式存在。4、RNA分子比DNA小得多，但種類多。按其在基因表達中的作用不同，可主要分為三大類。RNA的種類、分布、功能核蛋白體RNA信使RNA轉(zhuǎn)運RNA核內(nèi)不均一RNA核內(nèi)小RNA胞漿小RNA細(xì)胞核和胞液線粒體功能rRNAmRNAmtrRNAtRNAmtmRNAmttRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA核蛋白體組分蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運氨基酸成熟mRNA的前體參與hnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運rRNA的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組分核仁小RNA核蛋白體RNA信使轉(zhuǎn)運RNA核內(nèi)不均一RNA核內(nèi)小RNA胞漿小RNA細(xì)胞核和胞液線粒體功能rRNAmRNAmtrRNAtRNAmtmRNAmttRNAHnRNASnRNASnoRNAscRNA/7SL-RNA核蛋白體組分蛋白質(zhì)合成模板轉(zhuǎn)運氨基酸成熟mRNA的前體參與hnRNA的剪接、轉(zhuǎn)運rRNA的加工、修飾蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位合成的信號識別體的組分核仁小RNA一、信使RNA的結(jié)構(gòu)與功能mRNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板。細(xì)胞內(nèi)剛合成的mRNA初級產(chǎn)物叫不均一核RNA（hnRNA)，其在細(xì)胞核內(nèi)經(jīng)過剪接成為成熟的mRNA。*mRNA結(jié)構(gòu)特點1.大多數(shù)真核mRNA的5′末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個7-甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的C′2也是甲基化，形成帽子結(jié)構(gòu)：m7GpppNm-。2.大多數(shù)真核mRNA的3′末端有一個多聚腺苷酸(polyA)結(jié)構(gòu)，稱為多聚A尾。5′帽子結(jié)構(gòu)3′多聚A尾5′非編譯區(qū)3′非編譯區(qū)編譯區(qū)1、可介導(dǎo)mRNA由核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運2、維系mRNA的穩(wěn)定性3、調(diào)控翻譯的起始過程帽子結(jié)構(gòu)和多聚A尾的功能：mRNA的特征歸納：

1、含量最少，壽命最短，但種類最多。2、需由hnRNA剪接才變成熟。3、有帽子和尾巴結(jié)構(gòu)。4、是蛋白質(zhì)合成的直接模板。*

tRNA的一級結(jié)構(gòu)特點分子量最小的RNA。含10~20%稀有堿基，如DHU3′末端為—CCA-OH

具有TC二、轉(zhuǎn)運RNA的結(jié)構(gòu)與功能IψDHUmG幾種常見的稀有堿基次黃嘌呤二氫尿嘧啶7-甲基鳥嘌呤假尿嘧啶（核苷）*tRNA的二級結(jié)構(gòu)——三葉草形

氨基酸臂

DHU環(huán)反密碼環(huán)額外環(huán)

TΨC環(huán)氨基酸臂額外環(huán)*tRNA的三級結(jié)構(gòu)——倒L形*tRNA的功能活化、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。氨基酸臂反密碼子*

tRNA的功能特點：tRNA利用其反密碼環(huán)中的反密碼子通過堿基互補的方式識別mRNA上的密碼子，進而在3′末端的—CCA-OH上連接上相應(yīng)的氨基酸并轉(zhuǎn)運到核蛋白體進行蛋白質(zhì)合成。二、轉(zhuǎn)運RNA的結(jié)構(gòu)與功能*rRNA的結(jié)構(gòu)：三、核蛋白體RNA的結(jié)構(gòu)與功能*rRNA的功能參與組成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場所。*rRNA含量最多。*rRNA的種類（根據(jù)沉降系數(shù)）真核生物5SrRNA28SrRNA5.8SrRNA18SrRNA原核生物5SrRNA23SrRNA16SrRNA核蛋白體的組成：原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基30S40SrRNA16S1542個核苷酸18S1874個核苷酸蛋白質(zhì)21種占總重量的40%33種占總重量的50%大亞基50S60SrRNA23S5S2940個核苷酸120個核苷酸28S5.85S5S4718個核苷酸160個核苷酸120個核苷酸蛋白質(zhì)31種占總重量的30%49種占總重量的35%核酸的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofNucleicAcid第四節(jié)一、紫外吸收結(jié)構(gòu)中共軛雙鍵的存在，使得核酸對260nm的紫外光有較強的吸收?？梢来颂匦詫怂徇M行定量分析。1.DNA或RNA的定量A260=1.0相當(dāng)于50μg/ml雙鏈DNA40μg/ml單鏈DNA（或RNA）20μg/ml寡核苷酸2.判斷核酸樣品的純度DNA純品:A260/A280=1.8RNA純品:A260/A280=2.0A260的應(yīng)用：二、DNA的變性(denaturation)定義：在某些理化因素作用下，DNA雙鏈解開成兩條單鏈的過程。方法：過量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素、酰胺以及某些有機溶劑如乙醇、丙酮等。變性后其它理化性質(zhì)變化：A260增高 ， 粘度下降DNA變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂

Tm：

DNA變性是在一個相當(dāng)窄的溫度范圍內(nèi)完成，在這一范圍內(nèi)，紫外光吸收值達到最大值的50%時的溫度稱為DNA的解鏈溫度，又稱融解溫度(meltingtemperature,Tm)。Tm時，50%的DNA雙鏈被打開。其大小與G+C含量成正比。三、DNA的復(fù)性與分子雜交

DNA復(fù)性(renaturation)的定義在去除變性條件后，變性DNA的兩條互補鏈可恢復(fù)天然的雙螺旋構(gòu)象，這一現(xiàn)象稱為復(fù)性。減色效應(yīng)：DNA復(fù)性時，其溶液A260降低。熱變性的DNA經(jīng)緩慢冷卻后即可復(fù)性，這一過程稱為退火(annealing)。在DNA變性后的復(fù)性過程中，如果將不同種類的DNA單鏈分子或RNA分子放在同一溶液中，只要兩種單鏈分子之間存在著一定程度的堿基配對關(guān)系，在適宜的條件（溫度及離子強度）下，就可以在不同的分子間形成雜化雙鏈(heteroduplex)。這種雜化雙鏈可以在不同的DNA與DNA之間形成，也可以在DNA和RNA分子間或者RNA與RNA分子間形成。這種現(xiàn)象稱為核酸分子雜交。核酸分子雜交(hybridization)DNA的生物合成(復(fù)制)DNABiosynthesis，Replication

第六章復(fù)制(replication)是指遺傳物質(zhì)的傳代，以母鏈DNA為模板合成子鏈DNA的過程。復(fù)制親代DNA子代DNA復(fù)制的基本規(guī)律BasicRulesofDNAReplication

第一節(jié)1、復(fù)制的方式——半保留復(fù)制(semi-conservativereplication)2、復(fù)制的高保真性(highfidelity)3、雙向復(fù)制(bidirectionalreplication)4、半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuousreplication)一、半保留復(fù)制的實驗依據(jù)和意義DNA生物合成時，母鏈DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對規(guī)律，合成與模板互補的子鏈。子代細(xì)胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過來，另一股單鏈則完全從新合成。兩個子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的概念A(yù)GGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈DNA

復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉子代DNA

三、復(fù)制的半不連續(xù)性3535解鏈方向3′5′3′3′5′領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)隨從鏈(laggingstrand)順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進行的，這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈。另一股鏈因為復(fù)制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為隨從鏈。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段(Okazakifragment)。1968年首次電鏡觀察到。

領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。

參與DNA復(fù)制的物質(zhì)底物(substrate):dATP,dGTP,dCTP,dTTP聚合酶(polymerase):依賴DNA的DNA聚合酶，簡寫為DNA-pol模板(template):解開成單鏈的DNA母鏈引物(primer):提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合

其他的酶和蛋白質(zhì)因子二、DNA聚合酶全稱：依賴DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)簡稱：DNA-pol活性：1.53的聚合活性2.核酸外切酶活性（一）原核生物的DNA聚合酶DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ原核生物DNA聚合酶亞基數(shù)目5-3外切酶活性合成速度每個細(xì)胞中分子數(shù)突變是否致死功能1有1100/M~400是切除引物≥7無2400/M~100否損傷修復(fù)≥10無~15000/M10~20是復(fù)制IIIIII（二）真核生物的DNA聚合酶DNA-pol起始引發(fā)，有引物酶活性，合成引物。復(fù)制的主要酶，也有解螺旋酶活性。參與低保真度的復(fù)制。在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補缺口的作用。在線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。DNA-polDNA-polDNA-polDNA-pol逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式ReverseTranscriptionandOtherDNAReplicationWays第四節(jié)逆轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscriptase)逆轉(zhuǎn)錄(reversetranscription)RNADNA

逆轉(zhuǎn)錄酶一、逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄酶

逆轉(zhuǎn)錄酶的三種酶活性：RNA模板RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性DNA-RNA

雜化雙鏈RNA酶單鏈DNADNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性雙鏈DNA2、逆轉(zhuǎn)錄過程簡圖：逆轉(zhuǎn)錄酶病毒RNA………………RNA-cDNA雜交體cDNA利用從宿主細(xì)胞獲得的某種tRNA分子的3-OH作為逆轉(zhuǎn)錄的引物。2、逆轉(zhuǎn)錄過程簡圖：逆轉(zhuǎn)錄酶病毒RNA………………RNA-cDNA雜交體………………cDNA雙股cDNA復(fù)制2、逆轉(zhuǎn)錄過程簡圖：逆轉(zhuǎn)錄酶病毒RNA………………RNA-cDNA雜交體………………cDNA雙股cDNA復(fù)制整合入宿主基因………………………………………………………………………………宿主基因2、逆轉(zhuǎn)錄過程簡圖：逆轉(zhuǎn)錄酶病毒RNA………………RNA-cDNA雜交體………………cDNA雙股cDNA復(fù)制整合入宿主基因………………………………………………………………………………宿主基因cDNA如果被激活就可引起細(xì)胞癌變第七章RNA的生物合成(轉(zhuǎn)錄)(RNABiosynthesis,Transcription)遺傳信息傳遞的中心法則：

1958F.Crick1970H.Temin在RNA聚合酶（DDRP）即轉(zhuǎn)錄酶的催化下，以DNA的一條鏈為模板，以四種NTP為原料，按堿基配對規(guī)律合成一條與模板DNA鏈互補的RNA鏈的過程稱為轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄的概念：轉(zhuǎn)錄的結(jié)果使遺傳信息從DNA傳到RNA，是基因表達的第一步，最關(guān)鍵的一步。

轉(zhuǎn)錄(transcription)：生物體以DNA為模板合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄RNADNA

參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)：1、原料：ATP、GTP、CTP、UTP（NTP）2、模板：DNA的一條鏈3、酶：RNA聚合酶（DDRP）4、其他蛋白質(zhì)因子轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的區(qū)別：復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板：兩條鏈均作為模板復(fù)制一條鏈作為模板轉(zhuǎn)錄原料：dNTPNTP配對：A—T，G—CA—U，T—A，G—C聚合酶：DNA聚合酶RNA聚合酶DDDPDDRP（轉(zhuǎn)錄酶）產(chǎn)物：半保留復(fù)制得兩條子代DNA引物需要不需要mRNA、tRNA、rRNA第一節(jié)轉(zhuǎn)錄的模板和酶一個認(rèn)識：DNA復(fù)制時為了保留物種的全部遺傳信息，全長均需復(fù)制。而轉(zhuǎn)錄卻是以區(qū)段（含單基因或多基因）為單位進行的，且具有時空特異性。一、轉(zhuǎn)錄模板：為DNA的一股鏈?！匆弧的０彐湣D(zhuǎn)錄時，DNA雙鏈中能作為模板轉(zhuǎn)錄生成RNA的那一股鏈稱為模板鏈，又稱有意義鏈或Waston鏈?；蛘哓?fù)鏈。〈二〉編碼鏈——與模板鏈相對的一股單鏈稱編碼鏈，又稱反義鏈或Crick鏈(文獻刊出用)。又稱正鏈，常用來表示基因序列。5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯〈三〉不對稱轉(zhuǎn)錄：

在轉(zhuǎn)錄過程中DNA雙鏈中僅有一股鏈的某個區(qū)段可作為模板指導(dǎo)RNA合成；不同的基因其轉(zhuǎn)錄時的模板鏈可能不同，轉(zhuǎn)錄的這種選擇性，稱為不對稱轉(zhuǎn)錄。

這是轉(zhuǎn)錄的最大特點。二、RNA聚合酶（DDRP）（一）原核生物DDRP的組成a36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄b150618催化功能b￠155613結(jié)合DNA模板s70263辨認(rèn)起始點亞基分子量功能核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)a2

（轉(zhuǎn)錄延長階段）a2

（轉(zhuǎn)錄起始階段）(二)真核生物細(xì)胞RNA聚合酶的種類類型催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對鵝膏蕈堿反應(yīng)I45S-rRNA耐受IIhnRNA(mRNA前體)極敏感III5s-rRNA、tRNA中度敏感注：由于RNA聚合酶II的產(chǎn)物是mRNA，而mRNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板，故可認(rèn)為RNA聚合酶II是真核生物主要的RNA聚合酶。轉(zhuǎn)錄時，每一轉(zhuǎn)錄區(qū)段可視為一個轉(zhuǎn)錄單位，稱為操縱子。包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列。調(diào)控序列中的啟動子(promoter)是RNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，也是控制轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵部位。三、模板與酶的辯認(rèn)結(jié)合(原核生物)啟動基因結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因信息區(qū)操縱基因調(diào)控區(qū)RNA聚合酶結(jié)合點通過基因表達可得到能利用乳糖的酶（蛋白質(zhì)分子）。乳糖操縱子lac結(jié)構(gòu)示意圖：（一）啟動區(qū)（啟動子）定義——為DNA鏈上一段能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的區(qū)域，又稱轉(zhuǎn)錄起始區(qū)。由于啟動區(qū)與酶結(jié)合而受保護，不被核酸外切酶水解因此啟動區(qū)也稱RNA聚合酶保護區(qū)。（一）啟動區(qū)（啟動子）定義——為DNA鏈上一段能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動轉(zhuǎn)錄的區(qū)域，又稱轉(zhuǎn)錄起始區(qū)。由于啟動區(qū)與酶結(jié)合而受保護，不被核酸外切酶水解因此啟動區(qū)也稱RNA聚合酶保護區(qū)。（二）啟動區(qū)特點：位于結(jié)構(gòu)基因上游（模板鏈的3′端）啟動區(qū)長約40~60bp；富含A，T；序列保守(-35區(qū)和-10區(qū))。（三）啟動區(qū)的結(jié)構(gòu)：1、識別區(qū)（辨別區(qū)）：與起始點的辨認(rèn)有關(guān)，由全酶б因子辨認(rèn)，位于-35bp左右，多具有5′-

TTGACA-的序列。又稱—35區(qū)。2、結(jié)合區(qū)：為RNA聚合酶緊密結(jié)合區(qū)，結(jié)合后使DNA解鏈，位于-10bp左右，具有5′-TATAAT的序列，稱為Pribnow-box?；蚍Q—10區(qū)。3、轉(zhuǎn)錄起始位點：由全酶催化兩個核苷酸生成第一個磷酸二酯鍵。二、真核生物的轉(zhuǎn)錄過程真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化，轉(zhuǎn)錄起始時，RNA-pol不直接結(jié)合模板，其起始過程比原核生物復(fù)雜。一、轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始前的-25區(qū)段有典型的TATA序列，稱Hogness盒或TATAbox。上游更遠(yuǎn)端還有一些DNA共有序列，統(tǒng)稱為

順式作用元件。和轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關(guān)。轉(zhuǎn)錄起始點由轉(zhuǎn)錄因子(又稱為反式作用因子)來辨認(rèn)、結(jié)合。1.轉(zhuǎn)錄起始前的上游區(qū)段2.轉(zhuǎn)錄因子能直接、間接辨認(rèn)和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段DNA的蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種，統(tǒng)稱為反式作用因子(trans-actingfactors)。

反式作用因子中，直接或間接結(jié)合RNA聚合酶的，則稱為轉(zhuǎn)錄因子(transcriptionalfactors,TF)。還有上游因子和可誘導(dǎo)因子。

與真核RNA-polI、II、III對應(yīng)，TF又分別稱為TFI、TFII、TFIII。參與RNA-polⅡ轉(zhuǎn)錄的TFⅡ

蛋白激酶活性，使CTD磷酸化TFⅡHATPase57（a）34（b）TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶活性，使CTD磷酸化TFⅡHATPase57（a）34（b）TFⅡE解螺旋酶30，74TFⅡF促進RNA-polⅡ結(jié)合及作為其他因子結(jié)合的橋梁33TFⅡB穩(wěn)定TFⅡD-DNA復(fù)合物12，19，35TFⅡA輔助TBP-DNA結(jié)合TAF**結(jié)合TATA盒TBP*38TFⅡD功能亞基組成，分子量(kD)轉(zhuǎn)錄因子真核生物的RNA聚合酶不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，組成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物（PIC）。真核生物的RNA聚合酶不與DNA分子直接結(jié)合，而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，組成轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物（PIC）。轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)：DNA結(jié)合域轉(zhuǎn)錄激活域蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合域一、mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工〈一〉首尾修飾1、5′端帶帽：即GPPPmG。其功能：一種翻譯起始因子可和帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合，故與翻譯過程有關(guān)。2、3′端接尾；即PolyA，一般為100~200bp。其功能：維持mRNA作為翻譯模板活性，增加mRNA穩(wěn)定性。4、mRNA的剪接：即剪去內(nèi)含子，拼接外顯子斷裂基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄形成hnRNA，hnRNA剪去內(nèi)含子，拼接外顯子，成為成熟的mRNAhnRNA外顯子內(nèi)含子mRNA雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾選擇性剪接是在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)真核基因表達的重要方式，在不同個體，細(xì)胞分化的不同階段，一個基因的mRNA前體可以選擇不同的內(nèi)含子和外顯子進行剪接，得到多種成熟mRNA及其翻譯產(chǎn)物，稱之。?RNA編輯作用說明，基因的編碼序列經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后加工，是可有多用途分化的，因此也稱為分化加工(differentialRNAprocessing)。5.mRNA編輯人類apoB基因

mRNA（14500個核苷酸）肝臟apoB100（分子量為500000）腸道細(xì)胞apoB48（分子量為240000）mRNA編輯6,666位

C脫氨生成U

CAAUAA二、tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA為DDRPIII的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物

1、剪接：去除部分核苷酸。

2、生成各種稀有堿基：

〈1〉甲基化：A→Am,G→Gm

〈2〉還原反應(yīng)：U→DHU

〈3〉核苷內(nèi)轉(zhuǎn)位反應(yīng)：尿嘧啶核苷→假尿苷ψ（C5—C1′）

〈4〉脫NH3：A→I

3、3′端加入CCA-OH未端，完成氨基酸臂的組成。tRNA前體RNApolⅢTGGCNNAGTGCGGTTCGANNCCDNARNAaseP、內(nèi)切酶tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、連接酶ATPADP堿基修飾（2）還原反應(yīng)如：UDHU（3）核苷內(nèi)的轉(zhuǎn)位反應(yīng)如：Uψ（4）脫氨反應(yīng)如：AI如：AAm（1）甲基化（1）（1）（3）（2）（4）三、rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工

rRNA在胞核內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)錄形成45S-rRNA，后者經(jīng)加工剪接形成18S-rRNA和經(jīng)拼接形成5.8s及28s-rRNA。三種rRNA一起和核糖體蛋白構(gòu)成核糖體，進入胞質(zhì)。轉(zhuǎn)錄45S-rRNA剪接18S-rRNA5.8S和28S-rRNArDNA內(nèi)含子內(nèi)含子28S5.8S18S蛋白質(zhì)的生物合成

（翻譯）

ProteinBiosynthesis，Translation第八章

第一節(jié)參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)

參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)主要有：

1、原料：20種基本AA。

2、RNA（mRNA、tRNA、rRNA）3、酶：氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶等4、蛋白質(zhì)因子：起始、延長、終止等因子5、供能物質(zhì)、無機離子：ATP、GTP、Mg2+等。一、mRNA是翻譯的直接模板〈一〉mRNA的作用：

翻譯的直接模板，即mRNA上的遺傳密碼決定多肽鏈AA的排列順序?！炊翟伺c真核生物的mRNA作為模板的區(qū)別

原核生物mRNA——一種mRNA往往為功能相關(guān)的幾種蛋白質(zhì)編碼。（多順反子）

真核生物mRNA——一種mRNA中一般只帶有一種蛋白質(zhì)的編碼信息。（單順反子）

mRNA的信息區(qū)內(nèi)，沿5′3′方向，每三個相鄰的核苷酸殘基組成一個三聯(lián)體，該三聯(lián)體可決定肽鏈上的一個氨基酸，或表示肽鏈的合成的開始和終止，這樣每三個核苷酸就稱為一個密碼子。密碼子：AUGGUGCCCUGCCGUGGU蛋纈脯半胱精甘代表20種氨基酸、翻譯的起始或終止41=442=1643=64為什么需要三個核苷酸作為一個密碼子表示一個氨基酸呢？其中：AUG既可表示蛋氨酸，同時又作為起始密碼表示翻譯的起始。UAA、UAG、UGA不代表任何氨基酸，只表示肽鏈合成的終止信號，稱為終止密碼。二、tRNA和氨基酰-tRNA（一）tRNA的作用：活化及轉(zhuǎn)運AA。即與特定AA結(jié)合，形成氨基酰-tRNA后（此時AA的羧基被活化）搬運AA到核糖體上，與相應(yīng)密碼“對號入座”。CCA-OOC-AA氨基酰-tRNA合成酶〈三〉功能：活化與轉(zhuǎn)運AA。如圖：氨基酰-tRNA合成酶的作用特點：雙重識別：*可專一識別氨基酸；*也可專一識別相應(yīng)的tRNA雙重活性：

*

可催化氨基酰-tRNA的合成；*也可行使校正活性（水解酯鍵，水解錯配的氨基酸，換上正確的氨基酸）上述特點是保證蛋白質(zhì)準(zhǔn)確翻譯合成的條件之一氨基酰-tRNA的表示方法：ala-tRNAAla

ser-tRNASermet-tRNAeMet

met-tRNAimetfmet-tRNAifMet(原核）三、核蛋白體是肽鏈合成的場所〈一〉核蛋白體的作用：

肽鏈合成的場所。核蛋白體（也稱核糖體）是由rRNA與多種核蛋白體蛋白共同構(gòu)成，rRNA并不單獨執(zhí)行功能。原核生物真核生物核蛋白體小亞基大亞基核蛋白體小亞基大亞基S70S30S50S80S40S60SrRNA16S-rRNA5S-rRNA23S-rRNA18S-rRNA28S-rRNA5S-rRNA5.8S-rRNA蛋白質(zhì)rpS21種rpL36種rpS33種rpL49種不同細(xì)胞核蛋白體的組成大亞基的作用：①有轉(zhuǎn)肽酶活性；②有兩個結(jié)合位點：

P位（給位)為肽?；Y(jié)合部位，A位（受位)為接受氨基酰tRNA的部位。小亞基的作用：有mRNA結(jié)合部位，使mRNA附于核蛋白體上。第二節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成過程蛋白質(zhì)生物合成氨基酸活化與轉(zhuǎn)運多肽鏈的合成多肽鏈合成后的加工修飾起始延伸終止成肽核蛋白體循環(huán)進位（注冊）轉(zhuǎn)位一、翻譯的起始核蛋白體的大、小亞基、mRNA和與起始密碼子對應(yīng)的“蛋氨酰-tRNA”結(jié)合形成“起始復(fù)合體”。

作用——是mRNA忠實翻譯的關(guān)鍵步驟，也是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的部位。AUGUUCmRNA3′5′UAC5′3′蛋起始復(fù)合體〈一〉起始復(fù)合物的生成（以原核為例）

1、大小亞基分離，需IF3、IF12、mRNA結(jié)合到小亞基上，主要靠〈1〉SD序列（核蛋白體結(jié)合序列）——為mRNA分子上位于起始密碼AUG前能與核蛋白體結(jié)合的保守序列。〈2〉IF3的固定作用。

3、fmet-tRNAfmet結(jié)合到小亞基：需IF2、GTP、Mg2+

4、大亞基結(jié)合到小亞基上：IF3、IF1、IF2相繼脫落，GTP水解為GDP，形成起動復(fù)合物。IF-3IF-11.核蛋白體大小亞基分離AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA在小亞基定位結(jié)合S-D序列IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白體大亞基結(jié)合，起始復(fù)合物形成AUG5'3'二、肽鏈的延長（也稱核蛋白體循環(huán)）

概況：在延長因子（EF）的協(xié)助下，每經(jīng)歷一次核蛋白體循環(huán)，催化一個肽鍵生成，多肽鏈延一個AA殘基?！匆弧岛说鞍左w循環(huán)的概念：

包括廣義與狹義概念：

狹義概念是指翻譯過程肽鏈的延長。即以mRNA為模板，tRNA轉(zhuǎn)運AA，在核蛋白體上經(jīng)進位、成肽、轉(zhuǎn)位的反復(fù)循環(huán)使肽鏈不斷延長的過程。

廣義是指蛋白質(zhì)合成的全過程（即起始、延長、終止三大階段）?！慈岛说鞍左w循環(huán)過程：包括進位、成肽、轉(zhuǎn)位。

1、進位：AA-tRNA據(jù)模板上密碼子的指引，進入核蛋白體A位。即tRNA上的反密碼子識別模板上密碼子并攜帶特異AA進入蛋白體A位。需EF-T、GTP幫助。EF-T協(xié)助AA-tRNA進入

A位，結(jié)合GTP。（進位，轉(zhuǎn)肽，移位）2、成肽：在大亞基轉(zhuǎn)肽酶催化下，P位上的fMet-tRNAfmet的酰基與A位上的AA-tRNA的AA反應(yīng)生成二肽。反應(yīng)在A位進行，P位上的tRNA脫落，P位留空。3、轉(zhuǎn)位：存在于延長因子G（EF-G）上的轉(zhuǎn)位酶催化A位上的二肽及mRNA從A位進入P位。即核蛋白體沿模板5′→3′方向移動一個密碼子位置，A位留空，進入下一輪循環(huán)。最終肽鏈從N端向C端方向得以延長。AUGUUCmRNAUAC5′3′蛋GUGAUCCUCAUGUUAmRNAUAC5′3′蛋GUGAUCCUC1、進位AAU亮AUGUUAmRNAUAC5′3′蛋GUGAUCCUC1、進位AAU亮AUGUUAmRNAUAC5′3′蛋GUGAUCCUC2、成肽（轉(zhuǎn)肽）AAU亮轉(zhuǎn)肽反應(yīng)由肽酰轉(zhuǎn)移酶催化，這是一種核酶。AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUC2、成肽（轉(zhuǎn)肽）AAU亮成肽（轉(zhuǎn)肽）的結(jié)果使P位空出AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUC3、轉(zhuǎn)位（移位）AAU亮AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUC3、轉(zhuǎn)位（移位）AAU亮轉(zhuǎn)位（移位）的結(jié)果使A位空出，以便下一輪的進位、成肽、轉(zhuǎn)位。AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUCAAU亮CAC纈AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUCAAU亮CAC纈進位：AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUC亮CAC纈成肽：AUGUUAmRNA5′3′蛋GUGAUCCUC亮CAC纈轉(zhuǎn)位：

（3）終止階段——

當(dāng)mRNA上出現(xiàn)終止密碼子（UAA、UAG、UGA）時，終止因子識別并與之結(jié)合，合成終止，肽鏈被水解釋出，mRNA與核蛋白體分離，核蛋白體大、小亞基分離。UUAmRNA5′蛋GUGUAA亮CAC纈UUAmRNA5′蛋GUGUAA亮CAC纈UUAmRNA5′蛋GUGUAA亮CAC纈UUAmRNA5′蛋GUGUAA亮CAC纈多核蛋白體循環(huán)——

上面討論的是一個核蛋白體參與肽鏈合成的全過程。在細(xì)胞內(nèi)進行蛋白質(zhì)合成時，每分子mRNA并不是只結(jié)合一個核蛋白體，而是結(jié)合著多個核蛋白體。同時進行多肽鏈的合成，這一過程稱為多核蛋白體循環(huán)。多核蛋白體才是合成肽鏈的功能單位。當(dāng)一個核蛋白體結(jié)合在mRNA上進行翻譯離開起始密碼子一定距離后，另一個核蛋白體又結(jié)合在mRNA上開始進行翻譯。由此可見，一個mRNA分子上同時進行著幾條同種多肽鏈的合成。5’3’多核蛋白體循環(huán)第四節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成是很多天然抗生素和某些毒素的作用靶點。它們就是通過阻斷真核、原核生物蛋白質(zhì)翻譯體系某組分功能，干擾和抑制蛋白質(zhì)生物合成過程而起作用的?？舍槍Φ鞍踪|(zhì)生物合成必需的關(guān)鍵組分作為研究新抗菌藥物的作用靶點。同時盡量利用真核、原核生物蛋白質(zhì)合成體系的任何差異，以設(shè)計、篩選僅對病原微生物特效而不損害人體的藥物。抗生素(antibiotics)是微生物產(chǎn)生的能夠殺滅或抑制細(xì)菌的一類藥物?？勾x藥物指能干擾生物代謝過程，從而抑制細(xì)胞過度生長的藥物，如：6-MP。某些毒素也作用于基因信息傳遞過程。一、抗生素類抗生素作用點作用原理應(yīng)用四環(huán)素族（金霉素新霉素、土霉素）鏈霉素、卡那霉素、新霉素氯霉素、林可霉素紅霉素梭鏈孢酸

放線菌酮嘌呤霉素原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體小亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基原核核蛋白體大亞基真核核蛋白體大亞基真核、原核核蛋白體抑制氨基酰-tRNA與小亞基結(jié)合改變構(gòu)象引起讀碼錯誤、抑制起始抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長抑