生物大分子及其相互作用

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1、第一章生物大分子及其相互作用第一节生命活性物质的本质一、生命活性物质的属性1、生命物体是由有机化合物构成的生物分子组成的2、活生命物体与环境持续不断地进行物质与能量更换3、细胞内任何生物大分子均处于其它大分子的拥挤环境之中4、生物体能够进行自我更新二、生物活性分子的化学本质尽管活细胞或生命物体是由许多无生命的有机化合物组成，但细胞不是包容所有相遇的物质和无选择地摄取。在生命的进化过程中，只是特定生物分子的聚集才能使生命出现。（一）生物分子在化学组成上的统一性与多样性对于生命个体来说，无论是原核生物还是真核生物，其化学组成都是蛋白质、核酸

2、、脂类等生物大分子和一些小分子化合物及无机盐组成（二）生物大分子中构件在代谢中的重要性生物大分子中的单体不仅作为结构单位,同时还是合成机体时许多重要组分的前体。尤其是单糖，脂肪酸及氨基酸也是机体中间代谢的重要枢纽。三、生物大分子的高聚物特性核酸（DNA和RNA）、蛋白质、多糖和脂质是组成生物体的4类大分子。核酸（DNA和RNA）核酸分子的骨架是由核苷酸以[3’，5’]-磷酸二酯键连接成的多核苷酸链，核苷酸是构成核苷酸链的构件。DNA和RNA的区别在于前者是4种脱氧核苷酸，后者为4种核糖核苷酸，不同的脱氧核苷酸或核苷酸的区别在于其碱基的不同

3、。蛋白质分子的骨架由22种氨基酸通过肽键连接成的多肽链。多糖是由单糖组成，根据组成多糖的单糖种类不同，可分为同质多糖和异质多糖。脂质是一类包括许多化学上不同的物质，如磷脂、类固醇、胡萝卜素及脂溶性维生素等。其共同特点在于难溶于水，从结构上说不属于高聚合物。第二节生物分子内相互作用的化学力一、生物分子相互作用的化学力（一）扩散作用分子随热运动而移动称为扩散（diffusion）。（二）专一性相互作用（三）平衡常数当热运动时各种分子被带到一起，那些表面形态相匹配的分子正确地靠拢。促使大分子发生特异相互反应的一些非共价键包括离子键、氢键和范德华

4、力。二、生物分子内部的共价键三、氢键氢原子与一个电负性较大而半径较小的原子如N、O、F形成共价键时，氢原子带有正电性，可以被另一个电负性强的原子共享的作用力称氢键四、离子键离子键又称静电作用力，代表着正负离子间的引力。由带相反电荷的两个基团间的静电吸引而形成的。五、二硫键肽键适当位置的两个半胱氨酸之间可通过氧化脱氢而形成二硫键，该化学键对稳定蛋白质空间构象具有重要意义。六、短程力短程力（short-rangeforce）是原子或基团接近到很短距离时明显出现的作用力。1、当离子与分子接近时，相互间即逐渐产生静电作用。2、分子和分子间也可发生

5、相互作用。这种相互作用可以发生在偶极与偶极之间，偶极和诱导偶极之间及诱导偶极之间，这些作用力统称为范德华力。七、疏水作用疏水相互作用是指两个微溶于水的分子或分子的某些部分之间的相互作用即熵效应。八、配位键一些金属离子能与含氮、氧的基团间形成一种特殊类型的共价结合。这种结合力称配位键。配位键的本质与一般共价键不同，在于共享电子对全由键合原子的一方提供。第三节生物分子的自我组装一、生物分子的共价结构核酸链中的磷酸二酯键蛋白质内多肽链中的肽键寡糖链间α-1，6糖苷键或β-1，4糖苷键二、生物分子的自组装自组装即组成分子的单体或亚基自发地形成超分

6、子结构(如核糖核蛋白体、病毒、膜或多酶系统。1.类似功能分子组装2.同类生物分子组装3.异类生物分子组装1.类似功能分子组装2.同类生物分子组装3.异类生物分子组装三、生物分子的构型与构象（一）构型（二）构象一级结构二级结构三级结构四级结构（三）生物分子的螺旋结构四、膜的组装五、复杂聚集物的自我装配第四节生物分子的相互作用一、核酸与蛋白质的相互作用二、蛋白质—蛋白质相互作用一种蛋白质分子的表面可以被另一种蛋白质分子所结合，如蛋白水解酶类（proteinase）和蛋白质聚集在一起形成一个复杂的结构，膜和病毒外壳尤其是相同部件自我聚集形成一个

7、多亚基的复合物。三、糖与蛋白质的相互作用（一）糖蛋白糖蛋白（glycoprotein）是蛋白质和寡糖链通过糖苷键连接成的，有N-糖苷键和O-糖苷键。（二）蛋白聚糖蛋白聚糖是一类非常复杂的大分子，是含有共价连接的一条或数条糖胺聚糖链的核心蛋白大分子。四、脂与蛋白质的相互作用