分子生物学复习.ppt

1,一、蛋白质化学（一）氨基酸,2,结构特点：1.含苯环:phe2.含酚羟基:Tyr3.含吲哚环:Trp4.含羟基:SerThr5.含硫:CysMet6.含胍基:Arg7.含咪唑基:His,3,(二)氨基酸的理化性质,4,（三）蛋白质的结构层次,5,6,7,8,（四）蛋白质的理化性质,9,蛋白质的变性,10,（五）蛋白质的分离和纯化,11,12,（六）蛋白质组和蛋白质组学,13,二、酶学（一）酶的一般特性1、酶的化学本质和结构,14,15,16,17,转换数（Kcat）,2、转换数（Kcat）和米氏常数（Km）,18,米氏常数（Km）,19,Kcat/Km,20,3、酶的活力,21,（二）酶的催化机制,22,23,（三）酶活性的调控,代谢途径、限速酶FGABCDEHL,E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,E8,24,蛋白酶解激活（酶原的激活）,25,26,三、细胞信息转导,27,28,29,膜受体介导的信息传递,30,31,信号分子,受体,G蛋白,腺苷酸环化酶,ATPcAMP,A激酶,ProPro-p,生理功能调节,cAMP信号转导途径,32,ProPro-p,调节蛋白的磷酸化（快调节）e.g糖原磷酸化激酶、糖原磷酸化酶转录因子磷酸化（慢调节）e.gCREB（CRE结合蛋白）磷酸化CRE（cAMP反应元件）促进有关基因转录,33,cAMP信号转导途径,34,35,36,举例1,37,举例2,霍乱毒素,NAD+(-ADP核糖基团),Gs-GTPase(-),肠上皮细胞cAMP增高,Na+大量外流、水进入肠道腹泻,百日咳,NAD+(-ADP核糖基团),Gs-GTPase(+),cAMP降低,38,信号分子,受体,Gq蛋白,磷脂酶C-,C激酶,ProPro-p,生理功能调节,DG,PIP2IP3,Ca2+,Ca2+信号途径,TRH,去甲肾上腺素,抗利尿激素,39,ProPro-p,1.蛋白磷酸化2.激活一些特异基因的转录(转录因子磷酸化)转录因子C激酶转录因子-P+顺式作用元件,40,信号分子,受体,Gq蛋白,磷脂酶C-,ProPro-p,生理功能调节,PIP2IP3,Ca2+,Ca2+钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径(Ca2+CaM激酶途径),钙调蛋白+,CaM激酶,Ras下游的信号介导物,图17-17,单体GTP酶Ras超家族,“受体二聚体”机制,42,信号分子,受体,GTPcGMP,G激酶,ProPro-p,生理功能调节,受体鸟苷酸环化酶途径,心钠素NO,43,信号分子,受体,细胞信号转导/细胞周期调节,受体Tyr磷酸酶途径,CD45,Tyr磷酸酶,Lck激酶Lck去磷酸化,TGF受体介导的信号转导通路单次跨膜受体，自身具有Ser/Thr激酶催化结构域,45,结合Tyr激酶的受体(JAK-STAT信号转导途径),细胞因子受体,信号分子,JAK激酶,P,受体二聚体,STAT-SH,P,SH-PP-SH,转录,STAT,STAT,干扰素受体,白介素2,EPO,生长激素受体,46,信号分子,胞内受体介导的信息传递,受体,信号分子受体,专一DNA序列,基因转录,转录因子,顺式作用元件,类固醇激素,甲状腺激素,1,25(OH)2-D3,维甲酸,性激素,（一）糖蛋白,四、糖蛋白和蛋白聚糖,1、常见8种单糖（D型）,2、糖链和蛋白质的连接,3、糖链类型和结构特点,4、N-糖链的生物功能,（二）蛋白聚糖,糖胺聚糖(粘多糖),五、核酸化学（一）核酸的化学组成,（二）核酸的分子结构1、核苷酸的连接,2、DNA分子结构,DNA双螺旋结构模型要点,3、RNA分子结构与功能,（三）核酸的理化性质与应用,六、DNA的生物合成与损伤修复,分子生物学的中心法则(centraldogma)DNARNA蛋白质,复制,转录,翻译,逆转录,RNA复制,DNA的半保留复制,模板原则特点,亲代的DNA双链，每股链都可作为模板按碱基配对原则指导新链的合成合成的两个子代DNA分子碱基顺序与亲代分子完全一样一条链来自于亲代的DNA链，另一条链是新合成的链,半不连续复制在DNA复制过程中，亲代DNA分子中以35方向的母链作为模板指导新的链以53方向连续合成，另一股以53为方向的母链则指导新合成的链以53方向合成10002000个核苷酸长度的许多不连续的片段（岗崎片段），这种复制方式称之为半不连续复制。,RNA引物,DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP在DNA模板上聚合需要具3-OH的引物,RNA聚合酶能催化两个游离的NTP在DNA模板上聚合提供3-OH引物最后要被DNA聚合酶除去，缺口由该酶补满，再由连接酶连接,减少突变，提高DNA复制的真实性,（1）原核生物DNA复制的基本过程,3,5,5,3,参与原核生物DNA复制的酶,DNA聚合酶多功能酶53外切酶35外切酶53聚合酶单链多肽大小二个片段切除RNA引物，填补空缺损伤后修复,DNA聚合酶与多功能酶53聚合酶35外切酶不对称二聚体单体1-前导链/单体2-随从链DNA复制的主要酶高续进性高聚合酶活性高产物真实性,DNA聚合酶,3553外切酶聚合酶,N,C,53外切酶,小片段,大片段（klenow片段）,切除RNA引物损伤修复,校读功能,（常用的工具酶）,DNA聚合酶,聚合功能,切口平移技术标记DNA片段,53外切酶53聚合酶35外切酶,解螺旋酶、引物酶、单链DNA结合蛋白、拓扑异构酶,质粒的不相容性/反义RNA,DNA拓扑异构酶,切口填补:连接双股DNA分子中一链的切口双链DNA分子中双链的切口不能连接二分子单链DNA,DNA连接酶催化二段DNA链之间3,5磷酸二酯键的形成,复制终点与Tus蛋白,（2）真核生物的DNA复制过程,DNA聚合酶,（3）线粒体和噬菌体DNA复制,3、DNA复制的忠实性DNA的半保留复制遵守严格的碱基配对规律RNA引物DNA聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能复制出错是有即时的校读功能(35外切酶功能）DNA损伤的修复机制,切除修复,（三）逆转录1、反转录和反转录酶,七、RNA的生物合成复制和转录的区别,引物需要RNA引物不需要引物,复制和转录的相同点,RNA转录的基本过程,2、RNA聚合酶,4、终止子和终止因子,5、RNA生物合成的抑制剂,（二）转录后加工,（三）RNA的复制,八、蛋白质的生物合成,蛋白质合成的过程，翻译后加工,翻译后加工,蛋白质生物合成抑制剂,九、基因表达调控的概念及原理,基因表达调控的基本原理,（一）原核基因的表达调控,1、乳糖操纵子(lactoseoperon),一个操纵子=编码序列（2-6）+启动序列+操纵序列+(其他调节序列),I,P,O,Z,Y,a,控制位点结构基因,DNA,阻遏蛋白,启动序列,操纵序列,半乳糖苷酶,通透酶,乙酰基转移酶,乳糖操纵子（Lactoseoperon）结构,RNA聚合酶结合位点,调控基因,乳糖操纵子总结,3、翻译水平调节的操纵子,4、反义RNA,（二）真核基因表达的调控,1、转录水平的调控,基因的转录活性与DNA和染色质的结构有关,3、翻译水平的调控,4、翻译后水平的调控,十、癌基因和抑癌基因（一）癌基因,1、肿瘤病毒携带的癌基因,2、原癌基因,3、原癌基因的激