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1、第二第二节生命活生命活动的主要承当者的主要承当者蛋白蛋白质1.1.组组成元素：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基中基中还还含含有有S S、P P、FeFe等元素等元素) )。2.2.构造通式构造通式 氨基酸中只需甲硫氨酸等少数种类含 S，但 S 是构成蛋白质的特征元素。一、氨基酸及其种一、氨基酸及其种类R-C2H4O2N3.3.构造特点及分析构造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、COOH至至少各有一个，由少各有一个，由于于R基中能基中能够有有NH2，COOHR基含基含NH2：分析分析举举例例要有一个要有一个NH
2、2和一个和一个COOH连连在同一个碳在同一个碳原子上，否那么不是构原子上，否那么不是构成生物体蛋白成生物体蛋白质质的氨基的氨基酸酸 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氨基酸，即NH2和COOH都连在碳上。此外，自然界中还有氨基酸等，但它们不参与蛋白质组成。每一个氨基酸都有一个NH2和一个COOH 连在同一个碳原子上，但并非一切的NH2和COOH 都连在同一个碳原子上。 以下4种化合物中，能参与构成蛋白质的是 () BH2NCH2CH2COOH CCH3CH2COOH DCH3CH2CH2NH3 A4.种种类类(1)组组成
3、生物体蛋白成生物体蛋白质质的氨基酸的氨基酸约约有有 种。种。 各种氨基酸的区各种氨基酸的区别别在于在于 的不同。的不同。(2)根据能否在人体内合成可分根据能否在人体内合成可分为为 和和 两两类类。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：在人体非必需氨基酸：在人体细胞内可以合成的氨基酸，胞内可以合成的氨基酸，共共 12种种必需氨基酸：不能在人体必需氨基酸：不能在人体细胞内合成，必需从外界胞内合成，必需从外界环境中直接境中直接摄取的氨基酸，共取的氨基酸，共 8 种种(婴儿儿9种种)。20 甘氨酸甘氨酸 缬氨酸氨酸 赖氨酸氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 R基基氨基酸及其种氨基酸及其
4、种类 关于生物体内氨基酸的表达，错误的选项是( )A构成蛋白质的氨基酸分子的构造通式是B人体内氨基酸的代谢终产物是水、二氧化碳和尿素C人体内一切氨基酸均可以相互转化D两个氨基酸经过脱水缩合构成二肽C 二、蛋白二、蛋白质的构造及多的构造及多样性性R1R1OOC CNH2NH2C OHC OHHHC CCOOHCOOHHHN NR2R2HH HHHCOOHCOOHC CH HN NR2R2HHOHOHR1R1C CNH2NH2C CHHOOOHOHHHH2OH2O 肽键肽键二二肽R1R1C CN NC C H HO OCOOHCOOHC CHHN NR2R2HHH H三三肽HR3R3C CNH2N
5、H2C C HHO OR1R1OOC CNH2NH2C OHC OHH HC CCOOHCOOHHHN NR2R2HH H+C CCOOHCOOHHHN NR1R1R2R2OOHHC CNH2NH2C CHH+H2O二二肽三三肽多多肽肽链脱水脱水缩合合脱水脱水缩合合: 一个氨基酸分子的氨基一个氨基酸分子的氨基 NH2 和另和另一个氨基酸分子的一个氨基酸分子的羧羧基基 COOH 相相衔衔接接,同同时时脱去一分子的水的脱去一分子的水的结结合方式合方式.衔接两个氨基酸分子的化学接两个氨基酸分子的化学键叫做叫做肽键.CONHNHCO(1)脱水脱水缩缩合合产产生的生的H2O中的中的H来自于来自于COOH
6、和和NH2，而氧那么只来自于，而氧那么只来自于COOH。(2)一条一条肽链肽链上至少有一个游离的氨基和一个上至少有一个游离的氨基和一个游离的游离的羧羧基，并分基，并分别别位于位于肽链肽链的两端。的两端。(3)R基中的基中的NH2或或COOH不参于不参于肽链肽链的构的构成，故多余的成，故多余的NH2或或COOH位于位于R基中。基中。留意：留意： 甘氨酸(C2H5O2N)和x氨基酸反响生成二肽的分子式为C7H12O5N2，那么x氨基酸是 ()A 1蛋白质的分子构造 (1)构成：脱水脱水缩合合盘曲、折叠曲、折叠(2)(2)蛋白蛋白质质与多与多肽肽的关系：的关系： 每个蛋白每个蛋白质质分子可以由分子可
7、以由1 1条条肽链组肽链组成，成，也可由几条也可由几条肽链经过肽链经过一定的化学一定的化学键衔键衔接而接而成。成。 但多但多肽肽只需折叠成特定的空只需折叠成特定的空间间构造构造进进而而构成蛋白构成蛋白质时质时，才干，才干执执行特定的生理功能。行特定的生理功能。核糖体核糖体内内质网、高网、高尔基体基体多多肽肽(肽链肽链)蛋白蛋白质质氨基酸氨基酸(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间构造构造有有无无多多样样性性缘缘由由四个方面四个方面只需三个方面，只需三个方面，无空无空间间构造差构造差别别生物活性生物活性具有具有通常无通常无联络联络每个蛋白每个蛋白质质分子可以由分子
8、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经过肽链经过一定的化学一定的化学键键(如如“二硫二硫键键)衔衔接而成接而成提示提示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，多多肽肽必需在内必需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，构成一定的空后，构成一定的空间间构造才叫蛋白构造才叫蛋白质质 蛋白质与肽链的本质区别 ： 能否具有空间构造氨基酸的种氨基酸的种类类不同，构不同，构成的成的肽链肽链不同不同 氨基酸的数目不同，构氨基酸的数目不同，构成的成的肽链肽链不同不同 氨基酸的氨基酸的陈陈列次序不同，列次序不同，构成的构成的肽链肽链不同不同 肽链肽链的数目和
9、空的数目和空间间构造构造不同，构成的蛋白不同，构成的蛋白质质不同不同2.蛋白蛋白质质分子多分子多样样性的性的缘缘由由2.蛋白蛋白质质分子多分子多样样性的直接性的直接缘缘由由(1)氨基酸氨基酸 不同不同 成百上千成百上千 千千变变万化万化(2)多多肽链肽链的的盘盘曲、折叠方式及其构成的曲、折叠方式及其构成的 。种种类数目数目陈列列顺序序空空间构造千差万构造千差万别3蛋白蛋白质质分子多分子多样样性的根本性的根本缘缘由由DNA分子的多分子的多样样性性三、蛋白三、蛋白质的功能的功能蛋白蛋白质是生命活是生命活动的承当者，其主要功能的承当者，其主要功能见下表：下表：功能功能实实例例构造蛋白构造蛋白羽毛、肌
10、肉、羽毛、肌肉、头发头发、蛛、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传送和送和调调理理 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作用作用胰胰岛素素抗体抗体 教材中常见蛋白质1大部分大部分酶：如蛋白：如蛋白酶、肽酶、脂肪、脂肪酶等等2部分激素：如胰部分激素：如胰岛素、生素、生长激素激素3载体蛋白体蛋白4抗体抗毒素抗体抗毒素 凝集素凝集素5部分抗原部分抗原 ：如决：如决议病毒抗原特异性的衣壳。病毒抗原特异性的衣壳。6神神经递质的受体的受体7朊病毒：成分病毒：成分为蛋白蛋白质，可，可导致致疯牛病等牛病等8糖被：位于糖被：位于细胞膜外外表，由蛋白胞膜外外
11、表，由蛋白质和多糖和多糖组成成9血血红蛋白蛋白10干干扰素素11胶原蛋白和胶原蛋白和弹性蛋白：性蛋白：动物物细胞胞间质的主要成分。的主要成分。 12含有蛋白含有蛋白质的的实验资料：黄豆研磨液、蛋清等。料：黄豆研磨液、蛋清等。功能多样性与构造多样性的关系蛋白质多样性与生物多样性的关系蛋白蛋白蛋白蛋白质质的的的的盐盐析不破坏生物活性，可逆析不破坏生物活性，可逆析不破坏生物活性，可逆析不破坏生物活性，可逆 中性中性中性中性盐对盐对蛋白蛋白蛋白蛋白质质的溶解度有的溶解度有的溶解度有的溶解度有显显著影响，普通在低著影响，普通在低著影响，普通在低著影响，普通在低盐浓盐浓度下随着度下随着度下随着度下随着盐浓
12、盐浓度升高，蛋白度升高，蛋白度升高，蛋白度升高，蛋白质质的溶解度添加，的溶解度添加，的溶解度添加，的溶解度添加，此称此称此称此称盐盐溶；当溶；当溶；当溶；当盐浓盐浓度度度度继续继续升高升高升高升高时时，蛋白，蛋白，蛋白，蛋白质质的溶解度的溶解度的溶解度的溶解度不同程度下降并先后析出，不同程度下降并先后析出，不同程度下降并先后析出，不同程度下降并先后析出，这这种景象称种景象称种景象称种景象称盐盐析。由于析。由于析。由于析。由于各种蛋白各种蛋白各种蛋白各种蛋白质质分子分子分子分子颗颗粒大小、粒大小、粒大小、粒大小、亲亲水程度不同，故水程度不同，故水程度不同，故水程度不同，故盐盐析析析析所需的所需的
13、所需的所需的盐浓盐浓度也不一度也不一度也不一度也不一样样，因此，因此，因此，因此调调理混合蛋白理混合蛋白理混合蛋白理混合蛋白质质溶液溶液溶液溶液中的中性中的中性中的中性中的中性盐浓盐浓度可使各种蛋白度可使各种蛋白度可使各种蛋白度可使各种蛋白质质分段沉淀。分段沉淀。分段沉淀。分段沉淀。 常用的中性常用的中性常用的中性常用的中性盐盐有硫酸有硫酸有硫酸有硫酸铵铵、硫酸、硫酸、硫酸、硫酸钠钠、氯氯化化化化钠钠等。等。等。等。 蛋白蛋白蛋白蛋白质质的的的的变变性不可逆性不可逆性不可逆性不可逆 蛋白蛋白蛋白蛋白质质在重金属在重金属在重金属在重金属盐盐汞汞汞汞盐盐，银盐银盐，铜盐铜盐、酸、酸、酸、酸、碱、乙
14、醇等存在下或加碱、乙醇等存在下或加碱、乙醇等存在下或加碱、乙醇等存在下或加热热至至至至70-1000C70-1000C或在或在或在或在X X射射射射线线、紫外紫外紫外紫外线线的作用下其空的作用下其空的作用下其空的作用下其空间间构造构造构造构造发发生改生改生改生改动动和破坏，从而和破坏，从而和破坏，从而和破坏，从而失去生物活性。失去生物活性。失去生物活性。失去生物活性。四、相关四、相关计算算1、氨基酸数、氨基酸数、肽链肽链数、失去水分子数、数、失去水分子数、肽键肽键数之数之间间的关系的关系肽键数数 = 失去水分子数失去水分子数 = 氨基酸数氨基酸数肽链数数2、蛋白、蛋白质质相相对对分子分子质质量
15、量计计算公式算公式蛋白蛋白质相相对分子分子质量量 = 氨基酸平均相氨基酸平均相对分子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总结：假假设氨基酸的平均相氨基酸的平均相对分子分子质量量为a，由，由n个个氨基酸分氨基酸分别构成构成1条条肽链或或m条条肽链：构成构成肽链肽链数数构成构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)(1)假假设设n个氨基酸构成一个氨基酸构成一环环状多状多肽肽，那么：，那么： 肽键肽键数脱去水分
16、子数氨基酸数数脱去水分子数氨基酸数(n)(2)在多在多肽肽相相对对分子分子质质量量计计算算时时，还还要思索一些其要思索一些其他化学他化学变变 化化过过程，如二硫程，如二硫键键(SS)的构成，每的构成，每构成一个二硫构成一个二硫键键， 脱去脱去2个个H，故相，故相对对分子分子质质量量减少减少2。3氨基、氨基、羧羧基、原子个数与基、原子个数与肽链肽链、肽键肽键的关系的关系 (1)氨氨基基数数肽肽链链数数R基基上上的的氨氨基基数数各各氨氨基基酸酸中氨基的中氨基的总总数数肽键肽键数；数； (2)羧羧基基数数肽肽链链数数R基基上上的的羧羧基基数数各各氨氨基基酸酸中中羧羧基的基的总总数数肽键肽键数；数；
17、(3)N原原子子数数肽肽键键数数肽肽链链数数R基基上上的的N原原子子数各氨基酸中数各氨基酸中N的的总总数；数； (4)O原原子子数数肽肽键键数数肽肽链链数数2R基基上上的的O原原子数各氨基酸中子数各氨基酸中O的的总总数脱水数；数脱水数； (5)H原子数各氨基酸中原子数各氨基酸中H的的总总数数2脱水数。脱水数。4.氨基酸与相氨基酸与相应应DNA及及RNA片段中碱基数目之片段中碱基数目之间间的的关系关系由于由于mRNA中有中有终止密止密码子等子等缘由，上述关系由，上述关系应了了解解为每合成每合成1个氨基酸至少需求个氨基酸至少需求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。
18、个碱基。5氨基酸的氨基酸的陈陈列与多列与多肽肽的种的种类计类计算算 假假假假设设有有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多成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，可构成况下，可构成肽类肽类化合物的种化合物的种类类： 构成三构成三肽肽的种的种类类： (3327种种) 构成二构成二肽肽的种的种类类： (329种种) 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需需一个的情况下，构成一个的情况下，构成肽类肽类化合物的种化合物的种类类： 构成三构成三肽肽的种的种类类： (3216种种) 构成二构成二肽肽的种的种类类： (326种种)
