《生物分子交互作用》课件

生物分子交互作用课程大纲与学习目标课程大纲学习目标本课程将深入探讨生物分子交互作用的原理和机制，涵盖以下通过本课程的学习，学生将能够内容•掌握生物分子交互作用的基本原理和机制•生物分子的种类与特点•理解不同类型的生物分子交互作用在生物体内的重要作用•生物分子间相互作用的方式•酶促反应的基本原理•应用相关知识分析和解决生物学问题•生物大分子的自组装过程•为未来的科研和实践工作打下坚实的基础•生物信号通路的分子机制•生物分子交互作用的实际应用生物分子的种类与特点蛋白质蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子，具有多种结构和功能，例如催化反应、运输物质、免疫防御等核酸核酸包括DNA和RNA，储存和传递遗传信息，并参与蛋白质的合成糖类糖类是生物体的主要能量来源，也参与细胞结构的构建和信号转导脂质脂质包括脂肪、磷脂、类固醇等，作为生物体的能量储存物质，参与细胞膜的构建和激素的合成蛋白质的结构与功能一级结构氨基酸序列二级结构α-螺旋和β-折叠三级结构空间结构四级结构多个蛋白质亚基的组合核酸的结构与功能DNA RNA双螺旋结构，储存遗传信息单链结构，参与蛋白质合成糖类的结构与功能单糖二糖12葡萄糖、果糖蔗糖、麦芽糖多糖3淀粉、纤维素脂质的结构与功能脂肪磷脂类固醇能量储存细胞膜构建激素合成生物分子间相互作用的方式离子键氢键正负电荷2分子间1疏水作用3非极性5共价键4范德华力原子间瞬间偶极酶促反应的基本原理酶与底物结合1形成酶-底物复合物反应进行2催化底物转化为产物产物释放3酶恢复活性酶肽键的形成与断裂肽键形成脱水反应肽键断裂水解反应酶与底物的结合模式锁钥模型1形状匹配诱导契合模型2形状改变酶活性的调控机制温度1影响活性值pH2影响活性抑制剂3降低活性动力学参数的测定与分析Km米氏常数底物浓度Vmax最大反应速度酶浓度影响酶活性的因素温度值抑制剂pH高温失活酸碱影响降低活性抑制剂对酶活性的作用竞争性抑制非竞争性抑制与底物竞争结合其他位点分子间的氢键相互作用氢键是一种弱的相互作用力，在生物体系中扮演着重要的角色，例如DNA双螺旋结构的稳定性、蛋白质的折叠和酶与底物的结合离子键在生物体内的作用蛋白质折叠1稳定结构酶与底物的结合2提高亲和力双螺旋结构DNA3稳定结构疏水作用在生物中的重要性蛋白质折叠非极性氨基酸细胞膜构建磷脂双分子层药物设计提高亲和力范德华力与静电力在生物中的作用范德华力静电力短程力，影响分子间的距离长程力，影响分子间的电荷分布生物分子间的共价键连接磷酸二酯键2核酸肽键1蛋白质糖苷键3糖类生物大分子的自组装过程蛋白质折叠双螺旋形成DNA从无序到有序碱基配对双螺旋结构的稳定性DNA氢键疏水作用碱基配对碱基堆积离子键磷酸基团二级结构的形成RNA碱基配对形成茎环结构氢键作用稳定结构功能多样性催化、调节蛋白质的三级结构折叠疏水作用1非极性氨基酸氢键2极性氨基酸离子键3带电氨基酸范德华力4所有氨基酸蛋白质四级结构的构建亚基结合非共价键功能协同提高活性亲和层析技术的原理与应用原理1利用特异性结合应用2蛋白质纯化免疫亲和层析的基本原理抗体固定1在层析柱上抗原结合2特异性结合洗脱抗原3获得纯化抗原生物传感器的工作原理123生物识别信号转换信号放大特异性结合将生物信号转化为可检测信号提高检测灵敏度蛋白质相互作用网络的构建酵母双杂交质谱分析筛选蛋白质相互作用鉴定蛋白质复合物生物信号通路的分子机制信号接收信号传递信号转导受体与配体结合一系列蛋白的磷酸化细胞的生理反应细胞内信号转导通路通路MAPK1细胞生长、分化通路PI3K2细胞存活、增殖通路Wnt3细胞发育、增殖细胞间信号传递通路旁分泌邻近细胞自分泌自身分泌内分泌远距离细胞神经递质神经细胞生物膜中的信号转导过程受体激活1配体结合信号级联2蛋白磷酸化细胞反应3基因表达、酶活性细胞内小分子的作用机制cAMP1第二信使Ca2+2信号转导IP33细胞内信号细胞外配体与受体的相互作用12结合激活特异性结合受体构象变化3信号转导细胞内信号通路细胞凋亡信号通路的调控内在通路外在通路线粒体释放死亡受体激活神经递质和神经递质受体乙酰胆碱多巴胺谷氨酸GABA肌肉收缩情绪调节兴奋性神经递质抑制性神经递质生物膜上离子通道的激活机制电压门控1膜电位变化配体门控2配体结合机械门控3机械刺激生物节奏与生物大分子的相互作用昼夜节律生物钟基因季节性变化激素调节病毒与宿主细胞的相互作用吸附侵入复制病毒与细胞表面结合病毒进入细胞病毒利用宿主细胞的机制进行复制组装释放新病毒颗粒组装新病毒颗粒释放免疫细胞与抗原的相互识别细胞细胞T B识别抗原肽识别完整抗原生物分子交互作用的实际应用药物研发疾病诊断生物材料靶向药物生物传感器组织工程结论与展望生物分子交互作用是生命活动的基础，对其进行深入研究不仅能够揭示生命现象的奥秘，还能为医学、农业、环境保护等领域的发展提供新的理论基础和技术手段。