高中生物解旋酶的作用
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高中生物解旋酶的作用,解旋酶是一類解開氫鍵的酶,是由水解ATP供給能量來解開DNA的酶,它們常常依賴於單鏈的存在,並能識別複製叉的單鏈結構,下面分享高中生物解旋酶的作用。
解旋酶是一類解開氫鍵的酶,由水解ATP供給能量來解開DNA的酶;它們常常依賴於單鏈的存在,並能識別複製叉的單鏈結構,一般在DNA或RNA複製過程中起到催化雙鏈DNA或RNA解旋的作用。
在細菌中類似的解旋酶很多,都具有ATP酶的活性,大部分的移動方向是5'→3',但也有3'→5'移到的情況。
以核酸單鏈爲軌道沿着核酸鏈定向移動,並利用ATP水解提供的能量打開互補的核酸雙鏈, 獲得單鏈;其中解旋酶在DNA的複製、修復、重組以及轉錄等代謝過程都起着重要作用。
在真核細胞中,RNA聚合酶通常不能單獨發揮轉錄作用,而需要與外切酶等其他轉錄因子共同協作,有些輔助功能的轉錄因子就是解旋酶。
DNA解鏈酶在DNA不連續複製過程中,結合於複製叉前面,催化DNA雙鏈結構解鏈,並具有ATP酶活性的酶,兩種活性相互偶聯。
認清核酸代謝過程,揭示癌症發病的某些相關機理 ;同時瞭解病毒解旋酶的結構與功能,爲抗病毒藥物的研製提供了新的靶點和思路。
1、限制性核酸內切酶,一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列。
2、並且能在特定的切點上切割DNA分子,是特異性地切斷DNA鏈中磷酸二酯鍵的核酸酶,DNA連接酶。
3、主要是連接DNA片段之間的磷酸二酯鍵,起連接作用,在基因工程中起作用,DNA聚合酶,主要是連接DNA片段與單個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。
4、在DNA複製中起做用,反轉錄酶,RNA指導的DNA聚合酶,具有三種酶活性。
5、即RNA指導的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指導的DNA聚合酶,在分子生物學技術中,作爲重要的工具酶被廣泛用於建立基因文庫、獲得目的基因等工作,在基因工程中起作用。
6、解旋酶,是一類解開氫鍵的酶,由水解ATP來供給能量它們常常依賴於單鏈的存在,並能識別複製叉的單鏈結構,在細菌中類似的解旋酶很多。
7、都具有ATP酶的活性。
DNA分子複製時,解旋酶可作用於什麼鍵?
DNA分子複製過程中,首先要用解旋酶將DNA分子的雙鏈解開,而DNA分子的兩條鏈之間是通過鹼基對之間是通過氫鍵連接的,因此解旋酶的作用部位實際上是氫鍵,並使氫鍵斷裂。
根據鹼基互補配對原則,DNA分子雙鏈之間互補配對的鹼基是鳥嘌呤與胞嘧啶、腺嘌呤與胸腺嘧啶,只有配對的鹼基之間存在氫鍵.因此,DNA分子複製時,解旋酶作用的部位是鳥嘌呤和胞嘧啶之間的氫鍵。
單分子動力學研究闡釋UvrD解旋酶的工作機理
解旋酶是一種常見的馬達蛋白,它以核酸單鏈爲軌道沿着核酸鏈定向移動,並利用ATP水解提供的能量打開互補的.核酸雙鏈, 獲得單鏈。解旋酶在DNA的複製、修復、重組以及轉錄等代謝過程都起着重要作用。
氫鍵介紹
氫鍵通常是一種缺電子的氫原子與富電子原子或原子團之間的一種弱相互作用,是一種永久偶極之間的作用力,與範德華力較爲接近。氫鍵既可以是分子間氫鍵,也可以是分子內的。
氫鍵的能量劃分法由Coulson在1952年提出,1959年被其他研究團隊劃分成五個狀態的疊加,爲的是能夠更加深入的對氫鍵的本質進行研究。
一、“酶”在動物體中的作用
(一)基因工程中的“酶”
在我們學習高中生物的過程中,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內切酶,不僅僅能有些DNA的特異性系列,也能識別DNA的位點,並且完成切割。
因此,老師在講解“酶”性質時,往往會將其成爲“手術刀”。需要注意的是,限制性內切酶在切割過程中也有一定的規律,其只會切割外源DNA,並不會切割自身的DNA分子,這也成爲高考中較爲關鍵的考點。
除此之外,DNA連接酶也是基因工程項目中較爲關鍵的“酶”成分,其自身的性質和限制性內切酶恰恰相反,是一種能有效封閉DNA鏈條缺口的“酶”,其基本的作用機理是藉助ATP的水解,在有能量催化的基礎上完成互補鏈配對。這是我們學習高中生物時需要注重關注的一對“酶”,對於我們後續學習有非常重要的作用。
(二)動物代謝中的“酶”
在高中生物動物代謝學習中,還存在很多的“酶”物質,各自發揮着不同的作用,共同維持代謝的平衡。
第一,蛋白酶。我們在學習高中生物時,接觸最多的就是蛋白酶,其中,胃蛋白酶、腸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質水解,轉換爲多肽,不同部位產生以及不同部位作用存在差異。老師曾經在課上講解了不同酶物質適宜在不同pH環境中生存,其中,胃蛋白酶適宜在pH=1.5-2.2的環境下、腸蛋白酶適宜在pH=7.4的環境下。
第二,澱粉酶。主要是可溶性澱粉或者是糖原中,能發生水解,我們高中較爲常見的是澱粉水解轉化爲麥芽糖[1]。
第三,脂肪酶。是三酰基甘油酰基水解酶,能有效催化油脂發生水解反應,完成脂肪酸、甘油以及甘油單酯的生成。值得一提的是,在高中生物學習過程中,脂肪酶的基本組成單位只是氨基酸,其蛋白質結構決定了催化活性。
這部分知識往往會在高考中成爲熱門考點,以“普及生活常識”的方式出現,但是其根本就是我們學到的“酶”的'相關特性。因此,我們要靈活掌握相關知識點,才能更好地應對高考生物。
二、“酶”在植物體中的作用
(一)光合作用中的“酶”
在高中生物的相關知識點中,光合作用具有非常重要的作用,其中主要涉及兩種酶,一種是輔酶II,另一種是PEP羥化酶。前者也被稱爲煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸,是脫氫酶的一種輔助“酶”成分,尤其是在酶促反應中,能有效發揮其傳遞作用和功效,常見的是氧化型輔酶II和還原型輔酶II。
需要注意的是,還原型輔酶II是光反應的基本產物,其內部的化學能十分活躍,甚至能作爲較強的還原劑,在暗反應中完成二氧化碳的還原。
後者則是磷酸烯醇式丙酮酸羥化酶的簡稱,主要是植物發生光合作用時碳代謝的關鍵性酶,能在二氧化碳濃度較低的環境中完成碳元素的固定以及同化。另外,蘋果酸會在維管束鞘細胞中發生脫羧反應,藉助PEP羥化酶就能產生二氧化碳和丙酮酸,而二氧化碳匯會直接被還原爲碳化合物。
(二)其他“酶”
第一,纖維素酶。植物體內纖維素酶含量較大,且其中的50%以上都被土壤中的微生物分解後進行利用,其具有較爲重要的作用,也是我們高中生物學習中較爲常見的“酶”物質,需要我們給予高度關注。在日常生活中,用於生產的纖維素酶往往都來自於真菌,較爲常見的真菌包括青黴屬和麴黴屬等。
並且,纖維素酶本身就是複合酶,能使得纖維素分解爲纖維二糖,然後分解爲葡萄糖。正是基於此,在生活中將纖維素酶應用在食品行業中,較爲突出的就是酒精發酵過程。而這種聯繫生活的特性也是高考中的重要考點,會涉及到很多相關的知識。
第二,果膠酶,是半乳糖醛酸聚合後形成的高分子化合物。在高中生物中我們只是瞭解其分解爲果膠,且能有效破壞植物的細胞壁和細胞間層。由於果膠酶並不是一種單一的酶,而是能分解果膠的一類酶,因此,其實際應用非常的廣泛,也是高考中較爲常見的考點。
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