《食品生物化学 教学课件 ppt 作者 彭志宏 杨霞 第六章 核酸与食品加工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品生物化学 教学课件 ppt 作者 彭志宏 杨霞 第六章 核酸与食品加工（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 核酸与食品加工,第六章 核酸与食品加工,(1)了解核酸的概念与分类。 (2)掌握核酸的化学组成和理化性质。 (3)掌握核酸的一级结构和空间结构特征。 (4)了解核酸在食品中的应用。 第一节 概 述 第二节 核酸的化学组成 第三节 核酸的结构 第四节 核酸的性质 第五节 核酸在食品中的应用 习 题 技 能 训 练 拓 展 知 识,第一节 概 述,一、核酸的概念与分类 核酸是重要的生物大分子。 1.核酸的概念 2.核酸的分类 (1)DNA DNA通常为双链结构，含有D(2(脱氧核糖，并以胸腺嘧啶取代RNA中的尿嘧啶，使DNA分子稳定并便于复制。 (2)RNA 参与蛋白质合成的RNA主要有三
2、类：转运RNA(transfer RNA/tRNA)、核糖体RNA(ribosomal RNA/rRNA)和信使RNA(messenger RNA/mRNA)。 1)转运RNA。 2)核糖体RNA。 3)信使RNA。,第一节 概 述,二、核酸的生物学意义 核酸的生物学作用是在发现核酸70多年以后才被证明的。,图6-1 烟草花叶病毒,第一节 概 述,图6-1 烟草花叶病毒,第二节 核酸的化学组成,一、核酸的元素组成 核酸是一类主要由C、H、O、N和P组成的化合物，基本组成单位是核苷酸。 表6-1 DNA与RNA的基本化学组成比较,表6-1 DNA与RNA的基本化学组成比较,二、核酸水解产物的化学
3、结构 1.核苷酸的基本组成 表6-2 核苷酸中的碱基、戊糖与核苷,第二节 核酸的化学组成,表6-2 核苷酸中的碱基、戊糖与核苷,2.核苷 3.戊糖,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_3.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_4.jpg,(a)(D(核糖 (b)(D(2(脱氧核糖 图6-2 (D(核糖和(D(2(脱氧核糖的化学结构 4.碱基,06(107-136)P30 lq_Embed_5.jpg,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_6.jpg,Purine Pyrimidine
4、 图6-3 嘧啶环与嘌呤环,06(107-136)P30 lq_Embed_7.jpg,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_8.jpg,06(107-136)P30 lq_Embed_9.jpg,Adenine Guanine Cytosine,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_10.jpg,06(107-136)P30 lq_Embed_11.jpg,Thymine Uracil,第二节 核酸的化学组成,(DNA) (RNA) 图6-4 嘌呤碱与嘧啶碱 (1)嘧啶碱(Pyrimidine，Py) 是嘧啶的衍生物，共有三
5、种：胞嘧啶(Cytosine，Cyt)、尿嘧啶(Uracil，Ura)和胸腺嘧啶(Thymine，Thy)。其中，尿嘧啶只存在于RNA中；胸腺嘧啶只存在于DNA中，但在某些tRNA中也发现有极少量的胸腺嘧啶；胞嘧啶为两类核酸所共有，在植物DNA中还有5(甲基胞嘧啶，一些大肠杆菌噬菌体核酸中不含胞嘧啶，而由5(羟甲基胞嘧啶代替。因为受到氮原子的吸电子效应影响，嘧啶的2、4、6位容易发生取代。,第二节 核酸的化学组成,(2)嘌呤碱(Purine，Pu) 由嘌呤衍生而来，常见的有两种：腺嘌呤(Adenine，Ade)和鸟嘌呤(Guanine，Gua)。嘌呤分子接近于平面，但稍有弯曲。自然界中还有黄嘌
6、呤、次黄嘌呤、尿酸、茶叶碱、可可碱和咖啡碱。前三种是嘌呤核苷酸的代谢产物，是抗氧化剂；后三种含于植物中，是黄嘌呤的甲基化衍生物，具有增强心脏功能的作用。 (3)修饰碱基 植物中有大量的5(甲基胞嘧啶，E. coli噬菌体中5(羟甲基胞嘧啶代替胞嘧啶。组成DNA的四种碱基见图6-5。,06(107-136)P30 lq_Embed_12.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_13.emf,腺嘌呤(A) 胞嘧啶(C) 图6-5 组成DNA的四种碱基,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_14.emf,第二节 核酸的化学组成
7、,06(107-136)P30 lq_Embed_15.emf,胸腺嘧啶(T) (鸟嘌呤G) 图6-5 组成DNA的四种碱基(续),第二节 核酸的化学组成,(4)稀有碱基 有的核酸分子中还含有1(甲基腺嘌呤(m1A)、N6(甲基腺嘌呤(m6A)、次黄嘌呤(I)、二氢尿嘧啶(DHU)等碱基，因为它们在核酸中并不多见，故称为稀有碱基。核酸中还有一些含量极少的稀有碱基，其中大多数是甲基化碱基。甲基化发生在核酸合成以后，对核酸的生物学功能具有重要意义。核酸中甲基化碱基含量一般不超过5%，但tRNA中可高达10%。稀有碱基有100余种，多数是甲基化的产物。部分稀有碱基如图6-6所示。,06(107-13
8、6)P30 lq_Embed_16.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_17.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_18.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_19.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_20.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_21.emf,第二节 核酸的化学组成,图6-6 稀有碱基,第二节 核酸的化学组成,图6-6 稀有碱基,三、细胞内游离的核苷酸 1.核苷多磷酸
9、化合物,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_24.emf,第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_25.emf,一磷酸腺苷(AMP) 二磷酸腺苷(ADP),第二节 核酸的化学组成,06(107-136)P30 lq_Embed_26.emf,三磷酸腺苷(ATP) 图6-7 多磷酸核苷,第二节 核酸的化学组成,表6-3 常用的多磷酸核苷酸及简化符号,表6-3 常用的多磷酸核苷酸及简化符号,2.环核苷酸 3.核苷酸衍生物,第二节 核酸的化学组成,(1)辅酶(CoI，NAD()和辅酶(CoII，NADP() 辅酶(尼克酰胺腺嘌呤二核
10、苷酸)和辅酶(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)都是腺嘌呤核苷酸与尼克酰胺核苷酸组成的化合物，由二分子的单核苷酸组成，一分子核苷酸上连接腺嘌呤，另一分子核苷酸上连接尼克酰胺。二者都是脱氢酶的辅酶，其结构中的尼克酰胺部分能可逆地加氢与脱氢，在生物氧化中起递氢作用。 (2)黄素单核苷酸(FMN)与黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) FMN是由异咯嗪、核醇和磷酸组成的化合物，FAD是由黄素单核苷酸与腺嘌呤核苷酸组成的化合物。它们的主要功能也是在生物氧化过程中起传递氢作用，是体内脱氢酶的辅酶。,第二节 核酸的化学组成,(3)辅酶A(CoA(SH) 辅酶A是一种结构中含腺苷酸、氨基乙硫醇和泛酸的化合物。泛酸分子是一
11、种水溶性维生素，氨基乙硫醇结构中的巯基是辅酶A参与酶促反应的一个重要基团。辅酶A在糖、脂肪和蛋白质代谢中起重要作用，尤其对脂肪代谢的促进作用更加重要，可用于冠状动脉粥样硬化的防治。,第三节 核酸的结构,一、核酸中核苷酸的连接方式 核酸是由许多单核苷酸分子聚合而成的生物大分子，无分支结构。,06(107-136)P30 lq_Embed_27.jpg,第三节 核酸的结构,06(107-136)P30 lq_Linked_28.jpg,图6-8 核酸中核苷酸的连接方式 图6-9 中心法则 (1)DNADNA：DNA复制(以DNA为模板合成DNA，见图6-10),第三节 核酸的结构,图6-10 以D
12、NA为模板合成DNA,第三节 核酸的结构,图6-11 半保留复制,第三节 核酸的结构,图6-11 半保留复制,(2)DNARNA：DNA转录(以DNA为模板合成RNA，见图6-12),第三节 核酸的结构,图6-12 以DNA为模板合成RNA,第三节 核酸的结构,06(107-136)P30 lq_Embed_33.png,图6-12 以DNA为模板合成RNA(续),第三节 核酸的结构,06(107-136)P30 lq_Embed_34.emf,图6-13 DNA分子中多核苷酸链的一个小片段及缩写符号 (3)RNA蛋白质：翻译为蛋白质,第三节 核酸的结构,二、核酸的一级结构 1.DNA的一级结
13、构 (1)定义 DNA是由成千上万个脱氧核糖核苷酸聚合而成的多聚脱氧核糖核酸。它的一级结构是它的构件的组成及排列顺序，即碱基序列。 (2)结构 在DNA分子中，相邻核苷酸以3,5-磷酸二酯键连接构成长链，前一个核苷酸的3-羟基与后一个核苷酸的5-磷酸结合。链中磷酸与糖交替排列构成脱氧核糖磷酸骨架，链的一端有自由的5-磷酸基，称为5端；另一端有自由的3-羟基，称为3端。在DNA中，每个脱氧核糖连接着碱基，碱基的特定序列携带着遗传信息。,第三节 核酸的结构,(3)书写 书写DNA时，按从5向3方向从左向右进行，并在链端注明5和3，如5pApGpCpTOH3；也可省略中间的磷酸，写成pAGCT，这是
14、文字式缩写。另外，还有线条式缩写，用竖线表示戊糖，3在上，5在下。 (4)DNA碱基组成的Chargaff规则 参与DNA组成的主要有4种碱基，即腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。Chargaff等科学家在20世纪40年代应用纸层析及紫外分光光度技术测定各种生物DNA的碱基组成。结果发现，DNA的碱基组成具有生物种的特异性，不同物种的DNA有其独特的碱基组成，而且同一物种不同组织和器官的DNA 组成是一样的，不受生长发育、营养状况以及环境条件的影响。 1)腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等，即A(T。 2)鸟嘌呤和胞嘧啶的摩尔数也相等，即G(C。,第三节 核酸的结构,3)含氨基的碱基(腺嘌呤和胞嘧啶
15、)总数等于含酮基的碱基(鸟嘌呤和胸腺嘧啶)总数，即A(C(G(T。 4)嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即A(G(C(T。 2.RNA的一级结构 (1)定义 RNA是一种由核糖核苷酸组成的具有一定三维结构的大分子化合物，主要参与蛋白质的生物合成。RNA分子含有A、G、C、U四种碱基和一些稀有碱基。组成RNA的基本单位为核糖核苷酸，主要有AMP、GMP、CMP、UMP四种。 (2)结构 RNA的一级结构是指RNA的多核苷酸链中核糖核苷酸的排列顺序。 1)RNA分子是一条单链，可以回折，自身互补配对，形成发夹(或称为茎环)结构。,第三节 核酸的结构,2)RNA分子中的核糖有2-羟基，但不用于成键。 3)
16、以尿嘧啶代替胸腺嘧啶，含有多种稀有碱基。 4)RNA是DNA部分序列的转录产物，分子量小得多。 5)RNA是多拷贝的。 6)RNA按功能分为三类：转运RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)和核糖体RNA(rRNA)。 三、核酸的空间结构 1.DNA的空间结构 (1)环形DNA 生物体内有些DNA是以双链环形DNA的形式存在的，如病毒DNA、细菌质粒DNA、真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA等，许多细菌染色体DNA(如大肠杆菌染色体DNA)也是环形DNA。,第三节 核酸的结构,(2)DNA的双螺旋结构 DNA双螺旋结构的阐明，是20世纪最重大的自然科学成果之一。在20世纪40年代，人们已
