4蛋白质

第二节 生命活动的主要承担着——蛋白质

一、氨基酸及其种类 1.氨基酸的结构特点：

（1）食物中的蛋白质不能被人体直接吸收，要分解成氨基酸，才被人体吸收。氨基酸是蛋白质的基本单位。 （2）结构通式：（各基团的书写位置可以随意变换。）

（3）元素组成：必含C 、H 、O 、N ，有的氨基酸的R 基还含有S 等元素。 （4）结构特点：

每个氨基酸分子至少都含有一个氨基（—NH 2）和一个羧基（—COOH ）；

都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R 基）； 氨基酸的不同取决于R 基的不同。

（2）氨基的书写形式：________________、_______________。 （3）羧基的书写形式：________________、_______________。

（4）相对分子质量最大的氨基酸为色氨酸；相对分子质量最小的氨基酸为甘氨酸。 2.氨基酸的种类：

在自然界中氨基酸的种类很多，但生物体中构成蛋白质的氨基酸约有20种。 根据能否在人体内合成可分为必需氨基酸和非必需氨基酸。

必需氨基酸 含义：人体细胞不能合成，必须从外界环境获取的氨基酸。

种类：8种（婴儿9种），甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色 氨酸、苏氨酸（婴儿外加组氨酸）→记忆方法：甲携来一本亮色书 非必需氨基酸 含义：人体细胞能合成，可通过其他化合物转化而来。 种类：12种（婴儿11种）

二、蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的合成场所：核糖体。 2.蛋白质的形成过程：

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子以脱水缩合的方式相互结合。 一条或多条多肽链经盘曲、折叠等形成了具有特定空间结构、能行使一定功能的蛋白质。

即：元素 氨基酸 多肽 蛋白质

（1）脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH 2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH ）相连接，同时脱去一分子的水（H 2O ）。

（2）过程示意图：

（3）R 基上的氨基和羧基一般不参与脱水缩合反应。

（4）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键，结构简式： 或 或 或 。 每形成一个肽键就脱去一分子水。水中的H 来自于氨基和羧基，而O 只来自于羧基。

（5）二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物。

多肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的化合物。（N 个氨基酸分子缩合的化合物叫做N 肽。） 肽链：多肽通常呈链状结构。

（6）蛋白质的化学元素：C 、H 、O 、N 、（许多蛋白质含S ）；有些含P 、Fe 、Cu 、Mo 、I 、Zn 。

组成

脱水缩合 盘曲折叠 核糖体

3.

①一个蛋白质分子可以由一条肽链盘曲、折叠而成，也可由几条肽链通过一定的化学键（如氢键、二硫键）连接而成。 ②多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，蛋白质具有一定的空间结构；多肽往往无生物活性，蛋白质具有生物活性。 ③一条刚刚从核糖体中合成的多肽链可以叫多肽，但不能称为蛋白质。

④蛋白质是由多肽链和其他物质结合而成的（如血红蛋白中含Fe ），多肽只是多个氨基酸残基的集合体。 4.蛋白质多样性与生物多样性的关系： ①蛋白质结构多样性的直接原因：

（1）氨基酸的种类不同、数量成百上千、排列顺序千变万化。（→多肽的多样性） （2）多肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

②蛋白质结构多样性的根本原因：遗传物质的多样性（基因的多样性）。

基因多样性 ③DNA （基因）多样性 蛋白质多样性 生物多样性 物种多样性

生态系统多样性

DNA 多样性原因：DNA 分子碱基对的排列顺序不同。 生物多样性的根本原因：基因的多样性。 生物多样性的直接原因：蛋白质的多样性。

④由于基因的选择性表达，同一生物体的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。 5.干扰素（属于糖蛋白）——抑制病毒增殖；抗生素——抑制细菌增殖。

三、蛋白质的功能

（1）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝、组成核糖体、中心体、染色体、细胞骨架的蛋白质等。 （2）功能蛋白：

1.催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶化学本质的蛋白质。

2.运输作用：有些蛋白质有载体的功能，如血红蛋白、细胞膜上的载体。

3.调节作用：有些蛋白质有信息传递和调节细胞代谢的作用，如胰岛素、生长激素、促激素等。

4.免疫作用：参与机体的防御，如免疫过程中产生的抗体是蛋白质。

5.识别作用：如细胞膜的外表面是由蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，与细胞识别有密切关系。

6.运动作用：如肌动蛋白和肌球蛋白是肌肉收缩系统的必要成分。

7.细胞内的能源物质。

决定

体现 根本原因 直接原因

四、蛋白质的变性

1.影响因素：高温、强酸、强碱、重金属盐等。

2.实质：永久破坏蛋白质的空间结构，使其失去生物活性。

3.蛋白质变性与肽键断裂区分：

①蛋白质变性的原因：蛋白质遇到高温、强酸、强碱、重金属盐等因素，蛋白质分子的空间结构发生不可逆的变化，从而使蛋白质丧失了原有的功能，但是蛋白质的变性只是其空间结构遭到了永久性破坏，而肽键并不断裂。

②肽键的断裂，一般是在催化剂（如蛋白酶）的条件下，肽键发生水解反应，进而使肽键断开的过程。

肽键的水解断裂自然会使蛋白质的空间结构遭到破坏，丧失其原有功能，但是这种变化不称为蛋白质变性，而称为蛋白质的水解。

4.在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物（盐析），高温加热后鸡蛋清会呈现白色固态状，导致蛋白质出现这两种情况的原理相同吗？——不同。

在食盐作用下析出蛋白质，蛋白质本身的结构没有改变，仍维持原有的生物活性；

高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变，丧失了原有的生物活性。

5.煮熟的食物易被人体消化的原因：高温破坏了蛋白质的空间结构，肽链变得松散，易被蛋白酶分解。

6.酒精、加热、紫外线方法消毒杀菌的原理：使细菌和病毒的蛋白质变性。

五、蛋白质相关计算

2.n个氨基酸经脱水缩合形成环状化合物时，脱水数=肽键数=氨基酸数= n。

环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R基团中的氨基和羧基的数目。

3.蛋白质（多肽链）相对分子质量=各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数。

当肽链上出现了二硫键（）时，要再减去2（即1个二硫键是由2个-SH脱去2个H形成）。

4.若n条肽链共有c个氨基，b个羧基，则R基上的氨基数目是c-n，羧基数目是b-n个。

5.氨基数=肽链数+R基上氨基数=各氨基酸中氨基总数-肽键数。

6.羧基数=肽链数+R基上羧基数=各氨基酸中羧基总数-肽键数。

7.N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数。

8.O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱水数。

9.H原子数=各氨基酸中H原子的总数-2×脱水数。

10.C原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的C原子数

11.R基与氨基酸分子式关系：C x H y O z N a(S b)=C2H4O2N+R基

12.肽链种类的计算：

①有A、B、C、D四种氨基酸，每种氨基酸数目足够多，形成四肽的种类：4×4×4×4=256种。

②有A、B、C、D四种氨基酸，每种氨基酸仅有一个，形成四肽的种类：4×3×2×1=24种。

13.由于mRNA中有终止密码子，所以1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基，DNA上的6个碱基。

即：不考虑终止密码子，氨基酸与相应的DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系：

DNA中碱基数:mRNA中碱基数：氨基酸数=6 ：3 ：1

14.如图为某蛋白质的结构示意图，其中“一S—S—”为由两个“一SH”(巯基)构成的

二硫键，其作用是连接两条相邻肽链。若该蛋白质分子共有m个氨基酸组成，则形成的

一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为(m-2)、18(m-2)+4。