高中生物解旋酶的作用
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高中生物解旋酶的作用,解旋酶是一类解开氢键的酶,是由水解ATP供给能量来解开DNA的酶,它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构,下面分享高中生物解旋酶的作用。
解旋酶是一类解开氢键的酶,由水解ATP供给能量来解开DNA的酶;它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构,一般在DNA或RNA复制过程中起到催化双链DNA或RNA解旋的作用。
在细菌中类似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性,大部分的移动方向是5'→3',但也有3'→5'移到的情况。
以核酸单链为轨道沿着核酸链定向移动,并利用ATP水解提供的能量打开互补的核酸双链, 获得单链;其中解旋酶在DNA的复制、修复、重组以及转录等代谢过程都起着重要作用。
在真核细胞中,RNA聚合酶通常不能单独发挥转录作用,而需要与外切酶等其他转录因子共同协作,有些辅助功能的转录因子就是解旋酶。
DNA解链酶在DNA不连续复制过程中,结合于复制叉前面,催化DNA双链结构解链,并具有ATP酶活性的酶,两种活性相互偶联。
认清核酸代谢过程,揭示癌症发病的某些相关机理 ;同时了解病毒解旋酶的结构与功能,为抗病毒药物的研制提供了新的靶点和思路。
1、限制性核酸内切酶,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。
2、并且能在特定的切点上切割DNA分子,是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的核酸酶,DNA连接酶。
3、主要是连接DNA片段之间的磷酸二酯键,起连接作用,在基因工程中起作用,DNA聚合酶,主要是连接DNA片段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
4、在DNA复制中起做用,反转录酶,RNA指导的DNA聚合酶,具有三种酶活性。
5、即RNA指导的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指导的DNA聚合酶,在分子生物学技术中,作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作,在基因工程中起作用。
6、解旋酶,是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量它们常常依赖于单链的存在,并能识别复制叉的单链结构,在细菌中类似的解旋酶很多。
7、都具有ATP酶的活性。
DNA分子复制时,解旋酶可作用于什么键?
DNA分子复制过程中,首先要用解旋酶将DNA分子的双链解开,而DNA分子的两条链之间是通过碱基对之间是通过氢键连接的,因此解旋酶的作用部位实际上是氢键,并使氢键断裂。
根据碱基互补配对原则,DNA分子双链之间互补配对的碱基是鸟嘌呤与胞嘧啶、腺嘌呤与胸腺嘧啶,只有配对的碱基之间存在氢键.因此,DNA分子复制时,解旋酶作用的部位是鸟嘌呤和胞嘧啶之间的氢键。
单分子动力学研究阐释UvrD解旋酶的工作机理
解旋酶是一种常见的马达蛋白,它以核酸单链为轨道沿着核酸链定向移动,并利用ATP水解提供的能量打开互补的.核酸双链, 获得单链。解旋酶在DNA的复制、修复、重组以及转录等代谢过程都起着重要作用。
氢键介绍
氢键通常是一种缺电子的氢原子与富电子原子或原子团之间的一种弱相互作用,是一种永久偶极之间的作用力,与范德华力较为接近。氢键既可以是分子间氢键,也可以是分子内的。
氢键的能量划分法由Coulson在1952年提出,1959年被其他研究团队划分成五个状态的叠加,为的是能够更加深入的对氢键的本质进行研究。
一、“酶”在动物体中的作用
(一)基因工程中的“酶”
在我们学习高中生物的过程中,基因工程中的“酶”具有非常重要的作用,最典型的就是限制性内切酶,不仅仅能有些DNA的特异性系列,也能识别DNA的位点,并且完成切割。
因此,老师在讲解“酶”性质时,往往会将其成为“手术刀”。需要注意的是,限制性内切酶在切割过程中也有一定的规律,其只会切割外源DNA,并不会切割自身的DNA分子,这也成为高考中较为关键的考点。
除此之外,DNA连接酶也是基因工程项目中较为关键的“酶”成分,其自身的性质和限制性内切酶恰恰相反,是一种能有效封闭DNA链条缺口的“酶”,其基本的作用机理是借助ATP的水解,在有能量催化的基础上完成互补链配对。这是我们学习高中生物时需要注重关注的一对“酶”,对于我们后续学习有非常重要的作用。
(二)动物代谢中的“酶”
在高中生物动物代谢学习中,还存在很多的“酶”物質,各自发挥着不同的作用,共同维持代谢的平衡。
第一,蛋白酶。我们在学习高中生物时,接触最多的就是蛋白酶,其中,胃蛋白酶、肠蛋白酶等都具有非常重要的作用,最大的功能就是完成蛋白质水解,转换为多肽,不同部位产生以及不同部位作用存在差异。老师曾经在课上讲解了不同酶物质适宜在不同pH环境中生存,其中,胃蛋白酶适宜在pH=1.5-2.2的环境下、肠蛋白酶适宜在pH=7.4的环境下。
第二,淀粉酶。主要是可溶性淀粉或者是糖原中,能发生水解,我们高中较为常见的是淀粉水解转化为麦芽糖[1]。
第三,脂肪酶。是三酰基甘油酰基水解酶,能有效催化油脂发生水解反应,完成脂肪酸、甘油以及甘油单酯的生成。值得一提的是,在高中生物学习过程中,脂肪酶的基本组成单位只是氨基酸,其蛋白质结构决定了催化活性。
这部分知识往往会在高考中成为热门考点,以“普及生活常识”的方式出现,但是其根本就是我们学到的“酶”的'相关特性。因此,我们要灵活掌握相关知识点,才能更好地应对高考生物。
二、“酶”在植物体中的作用
(一)光合作用中的“酶”
在高中生物的相关知识点中,光合作用具有非常重要的作用,其中主要涉及两种酶,一种是辅酶II,另一种是PEP羟化酶。前者也被称为烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸,是脱氢酶的一种辅助“酶”成分,尤其是在酶促反应中,能有效发挥其传递作用和功效,常见的是氧化型辅酶II和还原型辅酶II。
需要注意的是,还原型辅酶II是光反应的基本产物,其内部的化学能十分活跃,甚至能作为较强的还原剂,在暗反应中完成二氧化碳的还原。
后者则是磷酸烯醇式丙酮酸羟化酶的简称,主要是植物发生光合作用时碳代谢的关键性酶,能在二氧化碳浓度较低的环境中完成碳元素的固定以及同化。另外,苹果酸会在维管束鞘细胞中发生脱羧反应,借助PEP羟化酶就能产生二氧化碳和丙酮酸,而二氧化碳汇会直接被还原为碳化合物。
(二)其他“酶”
第一,纤维素酶。植物体内纤维素酶含量较大,且其中的50%以上都被土壤中的微生物分解后进行利用,其具有较为重要的作用,也是我们高中生物学习中较为常见的“酶”物质,需要我们给予高度关注。在日常生活中,用于生产的纤维素酶往往都来自于真菌,较为常见的真菌包括青霉属和曲霉属等。
并且,纤维素酶本身就是复合酶,能使得纤维素分解为纤维二糖,然后分解为葡萄糖。正是基于此,在生活中将纤维素酶应用在食品行业中,较为突出的就是酒精发酵过程。而这种联系生活的特性也是高考中的重要考点,会涉及到很多相关的知识。
第二,果胶酶,是半乳糖醛酸聚合后形成的高分子化合物。在高中生物中我们只是了解其分解为果胶,且能有效破坏植物的细胞壁和细胞间层。由于果胶酶并不是一种单一的酶,而是能分解果胶的一类酶,因此,其实际应用非常的广泛,也是高考中较为常见的考点。
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