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1、第二节第二节生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质生命活动的主要承担着-蛋白质1.1.组成元素：组成元素：C C、H H、O O、N N等等( (有的氨基酸有的氨基酸R R基中还含基中还含有有S S、P P、FeFe等元素等元素) )。2.2.结构通式结构通式 氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含氨基酸中只有甲硫氨酸等少数种类含 S S，但，但 S S 是构成蛋白质的特征元素。是构成蛋白质的特征元素。一、氨基酸及其种类一、氨基酸及其种类R-C2H4O2N生命活动的主要承担着-蛋白质3.3.结构特点及分析结构特点及分析分析分析举举例例R基含基含COOH氨基酸分子中氨基酸分子中NH2、C
2、OOH至至少各有一个，因少各有一个，因为为R基中可能有基中可能有NH2，COOHR基含基含NH2：生命活动的主要承担着-蛋白质分析分析举举例例要有一个要有一个NH2和一个和一个COOH连连在同一个碳在同一个碳原子上，否原子上，否则则不是构成不是构成生物体蛋白生物体蛋白质质的氨基酸的氨基酸 反例：反例：H2NCH2CH2CH2COOH非生物体内氨基酸非生物体内氨基酸 生物体内组成蛋白质的氨基酸都是生物体内组成蛋白质的氨基酸都是氨基酸，即氨基酸，即NH2和和COOH都连在都连在碳上。此外，自然界中还碳上。此外，自然界中还有有氨基酸等，但它们不参与蛋白质组成氨基酸等，但它们不参与蛋白质组成。每一个氨
3、基酸都有一个每一个氨基酸都有一个NH2和一个和一个COOH 连在同一连在同一个碳原子上，但并非所有的个碳原子上，但并非所有的NH2和和COOH 都连在同一个都连在同一个碳原子上。碳原子上。生命活动的主要承担着-蛋白质 下列下列4种化合物中，能参与构成蛋白种化合物中，能参与构成蛋白质质的是的是 () BH2NCH2CH2COOH CCH3CH2COOH DCH3CH2CH2NH3 A生命活动的主要承担着-蛋白质4.种类种类(1)组成生物体蛋白质的氨基酸约有组成生物体蛋白质的氨基酸约有 种。种。 各种氨基酸的区别在于各种氨基酸的区别在于 的不同。的不同。(2)根据能否在人体内合成可分为根据能否在人
4、体内合成可分为 和和 两类。两类。必需氨基酸必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸 R基基非必需氨基酸：非必需氨基酸：在人体细胞内能够合成的氨基酸，在人体细胞内能够合成的氨基酸，共共 12种种必需氨基酸：必需氨基酸：不能在人体细胞内合成，必须从外界不能在人体细胞内合成，必须从外界环境中直接摄取的氨基酸，共环境中直接摄取的氨基酸，共 8 种种(婴儿婴儿9种种)。20 生命活动的主要承担着-蛋白质甘氨酸甘氨酸 缬氨酸缬氨酸 赖氨酸赖氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 R基基氨基酸及其种类氨基酸及其种类生命活动的主要承担着-蛋白质 关于生物体内氨基酸的叙述，关于生物体内氨基酸的叙述，错误错误的是的是( )A构成蛋白
5、构成蛋白质质的氨基酸分子的的氨基酸分子的结结构通式是构通式是B人体内氨基酸的代人体内氨基酸的代谢终产谢终产物是水、二氧化碳和尿素物是水、二氧化碳和尿素C人体内所有氨基酸均可以互相人体内所有氨基酸均可以互相转转化化D两个氨基酸通两个氨基酸通过过脱水脱水缩缩合形成二合形成二肽肽C 生命活动的主要承担着-蛋白质二、蛋白质的结构及多样性二、蛋白质的结构及多样性R R1 1OOC CNHNH2 2C OHC OHHHC CCOOHCOOHHHN NR R2 2HH H生命活动的主要承担着-蛋白质HHCOOHCOOHC CH HN NR R2 2HHOHOHR R1 1C CNHNH2 2C CHHOOO
6、HOHHHHH2 2OO 肽键肽键二肽二肽生命活动的主要承担着-蛋白质R R1 1C CN NC C H HO OCOOHCOOHC CHHN NR R2 2HHH H三肽三肽HR R3 3C CNHNH2 2C C HHO O生命活动的主要承担着-蛋白质R R1 1OOC CNHNH2 2C OHC OHH HC CCOOHCOOHHHN NR R2 2HH H+C CCOOHCOOHHHN NR R1 1R R2 2OOHHC CNHNH2 2C CHH+H2O二肽二肽三肽三肽多肽多肽肽链肽链脱水脱水缩合缩合生命活动的主要承担着-蛋白质脱水缩合脱水缩合: 一个氨基酸分子的氨基（一个氨基酸分
7、子的氨基（NH2）和）和另一个氨基酸分子的羧基（另一个氨基酸分子的羧基（COOH）相连接相连接,同时脱去一分子的水的结合方式同时脱去一分子的水的结合方式.连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键.CONHNHCO生命活动的主要承担着-蛋白质(1)脱水缩合产生的脱水缩合产生的H2O中的中的H来自于来自于COOH和和NH2，而氧则只来自于，而氧则只来自于COOH。(2)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。游离的羧基，并分别位于肽链的两端。(3)R基中的基中的NH2或或COOH不参于肽链的形不参于肽链的
8、形成，故多余的成，故多余的NH2或或COOH位于位于R基中。基中。注意：注意：生命活动的主要承担着-蛋白质 甘氨酸甘氨酸(C2H5O2N)和和x氨基酸反应生成二肽的分子氨基酸反应生成二肽的分子式为式为C7H12O5N2，则，则x氨基酸是氨基酸是 ()A生命活动的主要承担着-蛋白质 1蛋白蛋白质质的分子的分子结结构构 (1)形成：形成：脱水缩合脱水缩合盘曲、折叠盘曲、折叠(2)(2)蛋白质与多肽的关系：蛋白质与多肽的关系： 每个蛋白质分子可以由每个蛋白质分子可以由1 1条肽链组成，也可由条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键连接而成。几条肽链通过一定的化学键连接而成。 但多肽只有折叠成特定的
9、空间结构进而构成蛋但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。白质时，才能执行特定的生理功能。核糖体核糖体内质网、高尔基体内质网、高尔基体多多肽肽(肽链肽链)蛋白蛋白质质氨基酸氨基酸生命活动的主要承担着-蛋白质(3)蛋白蛋白质质与多与多肽肽的比的比较较蛋白蛋白质质多多肽肽空空间结间结构构有有无无多多样样性原性原因因四个方面四个方面只有三个方面，只有三个方面，无空无空间结间结构差异构差异生物活性生物活性具有具有通常无通常无联联系系每个蛋白每个蛋白质质分子可以由分子可以由1条条肽链组肽链组成，成，也可由几条也可由几条肽链肽链通通过过一定的化学一定的化学键键(如如“二硫二
10、硫键键”)连连接而成接而成提醒提醒翻翻译译的直接的直接产产物物多多肽肽，不叫蛋白，不叫蛋白质质，多多肽肽必必须须在内在内质质网和高网和高尔尔基体上再加工基体上再加工后，形成一定的空后，形成一定的空间结间结构才叫蛋白构才叫蛋白质质 蛋白质与肽链的本质区别 ： 是否具有空间结构生命活动的主要承担着-蛋白质氨基酸的种氨基酸的种类不同，构不同，构成的成的肽链不同不同 氨基酸的数目不同，构氨基酸的数目不同，构成的成的肽链不同不同 氨基酸的排列次序不同，氨基酸的排列次序不同，构成的构成的肽链不同不同 肽链的数目和空的数目和空间结构构不同，构成的蛋白不同，构成的蛋白质不同不同2.蛋白质分子多样性的原因蛋白质
11、分子多样性的原因生命活动的主要承担着-蛋白质2.蛋白质分子多样性的直接原因蛋白质分子多样性的直接原因(1)氨基酸氨基酸 不同不同 成百上千成百上千 千变万化千变万化(2)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的 。种类种类数目数目排列顺序排列顺序空间结构千差万别空间结构千差万别3蛋白质分子多样性的根本原因蛋白质分子多样性的根本原因DNA分子的多样性分子的多样性生命活动的主要承担着-蛋白质三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表蛋白质是生命活动的承担者，其主要功能见下表：功能功能实实例例结结构蛋白构蛋白羽毛、肌肉、羽毛、肌肉、头发头发、蛛
12、、蛛丝丝绝绝大多数大多数酶酶载载体、血体、血红红蛋白蛋白信息信息传递传递和和调节调节 等蛋白等蛋白类类激素激素免疫作用免疫作用催化作用催化作用运运输输作用作用胰胰岛岛素素抗体抗体生命活动的主要承担着-蛋白质 教材中常见蛋白质教材中常见蛋白质（1 1）大部分酶：如蛋白酶、肽酶、脂肪酶等）大部分酶：如蛋白酶、肽酶、脂肪酶等（2 2）部分激素：如胰岛素、生长激素）部分激素：如胰岛素、生长激素（3 3）载体蛋白）载体蛋白（4 4）抗体（抗毒素）抗体（抗毒素 凝集素）凝集素）（5 5）部分抗原）部分抗原 ：如决定病毒抗原特异性的衣壳。：如决定病毒抗原特异性的衣壳。（6 6）神经递质的受体）神经递质的受体
13、（7 7）朊病毒：成分为蛋白质，可导致疯牛病等）朊病毒：成分为蛋白质，可导致疯牛病等（8 8）糖被糖被：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成：位于细胞膜外表面，由蛋白质和多糖组成（9 9）血红蛋白）血红蛋白（1010）干扰素干扰素（1111）胶原蛋白和弹性蛋白：动物细胞间质的主要成分。）胶原蛋白和弹性蛋白：动物细胞间质的主要成分。 （1212）含）含有蛋白质的实验材料：黄豆研磨液、蛋清等。有蛋白质的实验材料：黄豆研磨液、蛋清等。生命活动的主要承担着-蛋白质功能多样性与结构多样性的关系蛋白质多样性与生物多样性的关系生命活动的主要承担着-蛋白质蛋白质的盐析蛋白质的盐析蛋白质的盐析蛋白质的盐析（不破
14、坏生物活性，可逆）（不破坏生物活性，可逆） 中性盐对蛋白质的中性盐对蛋白质的溶解度溶解度有显著影响，一般在有显著影响，一般在低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，低盐浓度下随着盐浓度升高，蛋白质的溶解度增加，此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度此称盐溶；当盐浓度继续升高时，蛋白质的溶解度不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析。不同程度下降并先后析出，这种现象称盐析。由于由于各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析各种蛋白质分子颗粒大小、亲水程度不同，故盐析所需的盐浓度也不一样所需的盐浓度也不一样，因此调节混合蛋白质溶液，因此调节混合蛋白质溶液中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段
15、沉淀。中的中性盐浓度可使各种蛋白质分段沉淀。 常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。 蛋白质的变性蛋白质的变性蛋白质的变性蛋白质的变性（不可逆）（不可逆） 蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、酸、蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜盐）、酸、碱、乙醇等存在下或加热至碱、乙醇等存在下或加热至70-1000C或在或在X射线、射线、紫外线的作用下其紫外线的作用下其空间结构发生改变和破坏，空间结构发生改变和破坏，从而从而失去生物活性失去生物活性。生命活动的主要承担着-蛋白质四、相关计算四、相关计算1、氨基酸数、肽链数、失去水分子数、肽键、氨基酸数、肽链数、失去水
16、分子数、肽键数之间的关系数之间的关系肽键数肽键数 = 失去水分子数失去水分子数 = 氨基酸数氨基酸数肽链数肽链数2、蛋白质相对分子质量计算公式、蛋白质相对分子质量计算公式蛋白质相对分子质量蛋白质相对分子质量 = 氨基酸平均相对分子质氨基酸平均相对分子质量量氨基酸数目氨基酸数目18失去水分子数失去水分子数生命活动的主要承担着-蛋白质总结：总结：假设氨基酸的平均相对分子质量为假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由，由n个个氨基酸分别形成氨基酸分别形成1条肽链或条肽链或m条肽链：条肽链：形成形成肽链肽链数数形成形成肽肽键键数数脱去水脱去水分子数分子数氨基数目氨基数目羧羧基基数目数目多多肽肽相相对对分分
17、子子质质量量1n1n1至少至少1个个至少至少1个个na18(n1)mnmnm至少至少m个个至少至少m个个na18(nm)生命活动的主要承担着-蛋白质(1)若若n个氨基酸形成一环状多肽，则：个氨基酸形成一环状多肽，则： 肽键数脱去水分子数氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基酸数(n)(2)在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变他化学变 化过程，如二硫键化过程，如二硫键(SS)的形成，每的形成，每形成一个二硫键，形成一个二硫键， 脱去脱去2个个H，故相对分子质量故相对分子质量减少减少2。生命活动的主要承担着-蛋白质3氨基、氨基、羧羧基、原子个数与基、原子
18、个数与肽链肽链、肽键肽键的关系的关系 (1)(1)氨氨基基数数肽肽链链数数R R基基上上的的氨氨基基数数各各氨氨基基酸中氨基的总数肽键数；酸中氨基的总数肽键数； (2)(2)羧羧基基数数肽肽链链数数R R基基上上的的羧羧基基数数各各氨氨基基酸中羧基的总数肽键数；酸中羧基的总数肽键数； (3)(3)N N原原子子数数肽肽键键数数肽肽链链数数R R基基上上的的N N原原子子数各氨基酸中数各氨基酸中N N的总数；的总数； (4)(4)O O原原子子数数肽肽键键数数肽肽链链数数22R R基基上上的的O O原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中O O的总数脱水数；的总数脱水数； (5)(5)H H原子数原子数
19、各氨基酸中各氨基酸中H H的总数的总数22脱水数。脱水数。生命活动的主要承担着-蛋白质4.氨基酸与相应氨基酸与相应DNA及及RNA片段中碱基数目之间的片段中碱基数目之间的关系关系由于由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成解为每合成1个氨基酸至少需要个氨基酸至少需要mRNA上的上的3个碱基个碱基和和DNA(基因基因)上的上的6个碱基。个碱基。生命活动的主要承担着-蛋白质5氨基酸的排列与多氨基酸的排列与多肽肽的种的种类计类计算算 假假若若有有A、B、C三三种种氨氨基基酸酸，由由这这三三种种氨氨基基酸酸组组成成多多肽肽的情况可分的情况可分为为如下两种情况：如下两种情况： A、B、C三三种种氨氨基基酸酸，每每种种氨氨基基酸酸数数目目无无限限的的情情况下，可形成况下，可形成肽类肽类化合物的种化合物的种类类： 形成三形成三肽肽的种的种类类： (3327种种) 形成二形成二肽肽的种的种类类： (329种种)生命活动的主要承担着-蛋白质 A、B、C三三种种氨氨基基酸酸，且且每每种种氨氨基基酸酸只只有有一个的情况下，形成一个的情况下，形成肽类肽类化合物的种化合物的种类类： 形成三形成三肽肽的种的种类类： (3216种种) 形成二形成二肽肽的种的种类类： (326种种)生命活动的主要承担着-蛋白质
