【正文】 的合成等等 。 Formation of ADP and ATP by the successive addition of phosphate groups via phosphoric anhydride linkages. Note the removal of equivalents of H2O in these dehydration synthesis reactions. Phosphoryl and pyrophosphoryl group transfer, the major biochemical reactions of nucleotides. 腺苷酸也是一些 輔酶的結(jié)構(gòu)成分 ，如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (輔酶 I, NAD+)、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (輔酶 II, ANDP+）、黃素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)等。, 539。, 539。許多藥物和神經(jīng)遞質(zhì)也是通過 cAMP發(fā)揮作用的。某些哺乳動(dòng)物細(xì)胞中還發(fā)現(xiàn)了cUMP和 cCMP，功能不詳。 在細(xì)菌的培養(yǎng)基中缺少某種必需氨基酸時(shí)，幾秒鐘內(nèi)即發(fā)生 GTP+ATP →ppGpp或 pppGpp的反應(yīng)。枯草桿菌在營(yíng)養(yǎng)不利的情況下形成芽孢時(shí)，合成 ppApp， pppApp和 pppAppp，使細(xì)菌處于休眠狀態(tài)度過惡劣時(shí)期。A(Ap4A)，在哺乳動(dòng)物中 Ap4A含量與細(xì)胞生長(zhǎng)速度有正相關(guān)。 核苷酸的性質(zhì) 核苷酸的堿基具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)，故核苷酸在 260nm左右有強(qiáng)吸收峰 。圖 212表示了四種核苷酸在不同 pH下的紫外吸收光譜。 表 21 四種主要核苷酸可解離基團(tuán)的 pK值 核苷酸 pK0 (堿基 N) pk1 (磷酸基 ) pK2 (磷酸基 ) 5′AMP (N1) 5′GMP (N1), (N7) 5′CMP (N3) 5′UMP (N3) 圖 213是 4種核苷酸的解離曲線。在這個(gè) pH下，第二磷酸基尚未解離，所以這一 pH為該核苷酸的等電點(diǎn)。相反，如果 pH大于核苷酸的等電點(diǎn)，則該核苷酸帶凈負(fù)電荷。含氮堿基的解離度則有明顯的差別，分別為 CMP(+) AMP(+) GMP(+) UMP(0)。在 電泳 ，它們便以不同的速度向正極移動(dòng)，其移動(dòng)速度的順序是UMP GMP AMP CMP，因而可以將它們分開。 UMP因不帶正電荷，首先被洗脫下來，接著是 GMP，因?yàn)猷堰虱h(huán)同離子交換樹脂的非極性吸附比嘧啶環(huán)大許多倍，抵消了 AMP和 GMP之間正電荷的差別，故洗脫順序是： UMP → GMP → CMP → AMP。羥基和相鄰核苷酸戊糖上的 539。因此，核苷酸間的連接鍵是 339。磷酸二酯鍵 (339。phosphodiester bond)。由于同一條鏈中所有核苷酸間的磷酸二酯鍵有相同的走向， RNA和 DNA鏈都有特殊的方向性，而每條線形核酸鏈都有一個(gè) 539。末端 (圖 214)。,539。羥基結(jié)合，右側(cè)表示與 339。在表示核酸酶的水解部位時(shí)，常用這種簡(jiǎn)寫式。羥基連有磷酸基， G的 539。而 pApC↓pGpU則表示水解后 C的 339。羥基連有磷酸基。 pACTG 核酸的序列測(cè)定開展較晚， 20世紀(jì) 70年代中期出現(xiàn)了快速測(cè)定 DNA序列的新方法， 1977年 Sanger測(cè)定了 ΦX174單鏈 DNA 5386 b的全序列。由于 DNA序列測(cè)定的原理與 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)，測(cè)序的基本原理將在本章最后一節(jié)簡(jiǎn)要介紹。1953年 Watson和 Crick提出 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) (DNA double helix, duplex)，是 20世紀(jì)自然科學(xué)最重要的發(fā)現(xiàn)之一，對(duì)生命科學(xué)的發(fā)展具有劃時(shí)代的意義。 X射線衍射數(shù)據(jù)說明，DNA含有兩條或兩條以上具有螺旋結(jié)構(gòu)的多核苷酸鏈。后來又有人證明腺嘌呤和胸腺嘧啶之間可以生成 2個(gè)氫鍵，胞嘧啶和鳥嘌呤之間可以生成 3個(gè)氫鍵。在 pH4～ 11之間，只要加入少量的酸或堿， pH就發(fā)生明顯變化，說明這一 pH區(qū)段無可滴定基團(tuán)，由于這一 pH范圍是第二磷酸基的解離范圍，這一結(jié)果說明 第二磷酸基處于結(jié)合狀態(tài) ，表明核苷酸之間是通過磷酸二酯鍵連接的。在 pH4～ 11之間，堿基的可解離基團(tuán)不可滴定，一個(gè)合理的解釋是 DNA形成雙鏈， 有關(guān)基團(tuán)參與了氫鍵的形成 。 * 1953年 Watson和Crick提出 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從此，核酸的研究成了生命科學(xué)中最活躍的領(lǐng)域之一。末端與另一條鏈的 339。 (2) 兩條鏈上的堿基均在主鏈內(nèi)側(cè)，一條鏈上的 A一定與另一條鏈上的 T配對(duì)， G一定與 C配對(duì)。根據(jù)堿基構(gòu)象研究的結(jié)果， A與T配對(duì)形成 2個(gè)氫鍵， G與 C 配對(duì)形成 3個(gè)氫鍵 (圖 217)。 堿基之間的配對(duì)關(guān)系稱 堿基配對(duì) (base pairing)，根據(jù)堿基配對(duì)的原則，在一條鏈的堿基序列被確定后，另一條鏈必然有相對(duì)應(yīng)的堿基序列。即由一個(gè)親代 DNA分子合成兩個(gè)與親代 DNA完全相同的子代分子。 (3) 成對(duì)堿基大致處于同一平面，該平面與螺旋軸基本垂直。相鄰堿基對(duì)平面間的距離為 ，該距離使堿基平面間的 π電子云可在一定程度上互相交蓋，形成 堿基堆積力 (base stacking force)。DNA分子的大小常用堿基對(duì)數(shù) (base pair, bp)表示，而單鏈分子的大小則常用堿基數(shù) (base, b)，或核苷酸數(shù)(nucleotide, nt)來表示。對(duì) DNA空間結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成堿基對(duì)的兩個(gè)堿基平面之間有圖 219所示的 螺旋槳式的扭曲 (propeller twisting)，這種扭曲可以使相鄰堿基平面之間的重疊面增加，有利于提高分子的堿基堆積力。 or so, as viewed down the cylindrical axis of the DNA. (b) Rotation in a different dimension— propellor twist—allows the hydrophobic surfaces of bases to overlap better. The view here is edgeon to two successive bases in one DNA strand (as if the two bases on the righthand strand of DNA in (a) were viewed from the righthand margin of the page。堿基對(duì)因而向兩條主鏈的一側(cè)突出， 堿基對(duì)上下堆積起來，窄角的一側(cè)形成 小溝(minor groove)，其寬度為 。因此， DNA雙螺旋的表面可看到一條連續(xù)的大溝，和一條連續(xù)的小溝 (圖 220)。 特別是在大溝處， AT， TA，GC和 CG的有關(guān)基團(tuán)分布各不相同，可以提供與蛋白質(zhì)相互識(shí)別的豐富信息。 (6) 雙鏈 DNA分子主鏈上的化學(xué)鍵受堿基配對(duì)等因素影響旋轉(zhuǎn)受到限制，使 DNA分子比較剛硬，呈比較伸展的結(jié)構(gòu)。按照 Watson和 Crick提出的 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，相鄰堿基平面之間會(huì)旋轉(zhuǎn) 36o的角度，但Dickerson等研究人工合成的 12bp DNA的空間結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)相鄰堿基平面之間的旋轉(zhuǎn)角度可在 28o～ 42o的之間變動(dòng)。 DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的其它類型 Watson和 Crick依據(jù)相對(duì)濕度 92%的 DNA鈉鹽所得到的 X射線衍射圖提出的雙螺旋結(jié)構(gòu)稱 BDNA(B form DNA)，細(xì)胞內(nèi)的 DNA與 BDNA非常相似。 ADNA與 RNA分子中的雙螺旋區(qū) ，以及 DNARNA雜合雙鏈分子 在溶液中的構(gòu)象很接近，因此推測(cè) 基因轉(zhuǎn)錄 時(shí)， DNA分子發(fā)生 BDNA → ADNA的轉(zhuǎn)變。endo構(gòu)象，而 ADNA為 C339。 ADNA的堿基平面因此而傾斜了 20176。 1979年底 Rich等將人工合成的 DNA片段 d(CpGpCpGpCpGp)制成晶體，并進(jìn)行了 X射線衍射分析 (分辨是 )，證明此片段糖 磷酸主鏈形成鋸齒形 (zigzag)的左手螺旋，命名為 ZDNA(Z form DNA)。 在 ZDNA中，嘌呤核苷酸的糖環(huán)為 C339。endo構(gòu)象，嘌呤核苷酸為順式構(gòu)象，嘧啶核苷酸為反式構(gòu)象。說明在天然 DNA中確有 ZDNA ，且執(zhí)行著某種細(xì)胞功能。已知當(dāng)雙螺旋 DNA處于高度甲基化的狀態(tài)時(shí)，基因表達(dá)一般受到抑制，反之則得到加強(qiáng)，說明 BDNA與 ZDNA的相互轉(zhuǎn)換 可能和基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān) 。–N9 glycosyl bond is always in the anti position (left). In contrast, in the lefthanded ZDNA structure, this bond rotates (as shown) to adopt the syn conformation. ZDNA存在的條件： （ 1） 高鹽： NaCl 2Mol/L, MgCl2 Mol/L （ 2） Pu, Py相間排列。 （ 4） 在體內(nèi)多胺化合物，如精胺和亞胺及亞精胺等陽離子，可和磷酸基因結(jié)合，使 BDNA轉(zhuǎn)變成ZDNA。 （ 6）負(fù)超螺旋的存在。嚙齒類動(dòng)物病毒的復(fù)制起始部位有 d（ GC）有交替順序的存在；在 SV40的增強(qiáng)子中有三段 8bp的 ZDNA存在。 ZDNA抗體以螢光標(biāo)記后，顯示僅和大核 DNA結(jié)合，而不和小核的 DNA結(jié)合，說明大核 DNA有 ZDNA的存在，可能和轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關(guān)。 Comparison of the A, B, and Zforms of the DNA double helix. The distance required to plete one helical turn is shorter in ADNA than it is in BDNA. The alternating pyrimidine–purine sequence of ZDNA is the key to the ―lefthandedness‖ of this helix. 螺距 殘基數(shù) 堿基傾斜 A型 (75%,Na) 11 20176。 C型 (66%,Li) 6176。 Z型 12 9176。這種序列也可稱作 反向重復(fù)順序 (invert repeat sequence)或者 回文順序 (palindrome sequence)，這樣的序列很容易形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)或十字架結(jié)構(gòu)。 鳥啼正落花 花落正啼鳥 Hairpins and cruciforms. Palindromic DNA (or RNA) sequences can form alternative structures with intrastrand base pairing. (a) When