蛋白质是构成生物体的主要有机化合物.ppt

蛋白質,ByLUNGTakPing2005.09.30,蛋白質是構成生物體的主要有機化合物。,也是,使生物體運作的主要物質。,蛋白質是主要由,氨基酸,連結而組成。,氨基酸,氨基酸由碳，氫，氧，氮等四種化學元素組成。,氨基酸的種類有無數種，但常見用於組成生物體的氨基酸卻只有二十種。,其中兩種更含有硫。,在結構上，造成生物體蛋白質的氨基酸都有一個共同的結構特點。,就是在一個碳原子上，連結著四個不同的化學機能組(functioninggroup)。,這四個化學基能組是：,(1)有機酸的酸基(-COOH)；(2)氨基(-NH2)；(3)碳氫鍊(-R)(這部份可能含硫)；(4)氫(-H)或氫氧(-OH)。,所以氨基酸的結構通式是：,HROHNCCOHH,氨基,有機酸的酸基,(連著酸基的碳原子又稱為碳原子，所以這氨基酸又稱為氨基酸。),不同的氨基酸就有不同的碳氫鍊。,不同的碳氫鍊可以含有(1)不同的碳氫原子數量，(2)鍊狀結構或環狀結構，或(3)是否含硫。,每一種氨基酸都有它自己獨特的酸鹼性，,所以把它溶到水中，水溶液都有一個獨特的pH值，但它的分子亦可同時帶上正、負電。,HR1OHR1OHNCCOHHN+CCO-OHH,不帶電的分子,帶正負電的分子,氨基酸上電荷的轉移,氨基酸分子可以和酸、鹼起化學作用，,緩和因加入酸、鹼而引起酸鹼度的變化。,所以氨基酸在體液中可作為緩衝劑(buffer)。,HR1OHR1OHNCCOH+H+HN+CCOHOHHOH,當氨基酸遇到強酸，它會吸收氫離子，,使溶液的酸性減低。,HR1OHR1OHNCCOH+OH-HNCCO-OHOH,當氨基酸遇到強鹼，它會吸收氫氧離子，,使溶液的鹼性減低。,+H2O,有些氨基酸是在身體內不能自己合成，但卻是合成身體重要蛋白質所必需的。,這些氨基酸是必需要從食物中吸收的，所以它們就被稱為必需氨基酸(EssentialAminoAcids)。,一些氨基酸是可以在身體內合成的，我們就不必一定要從食物中獲得。,這些氨基酸，就被稱為非必需氨基酸(Non-essentialaminoacids)。,氨基酸的連結,氨基酸的連結，,是由一個氨基酸氨基組的氫，,與另一個氨基酸有機酸基的氫氧基，,進行縮合反應(condensation)而成。,HR1OHNCCOHOH,HR2OHNCCOHOH,HR1OHR2OHNCCNCCOHOHOH,縮合反應(condensationreaction),胜月太鍵(peptidebond),縮出一個水分子,氮端,碳端,氨基酸一,氨基酸二,由兩個氨基酸分子縮合而成的分子,稱為二月太(dipeptide)。,由三個氨基酸分子縮合而成的分子,稱為三月太(tripeptide)。,由多個氨基酸分子縮合而成的分子,稱為多月太(polypeptide)。,蛋白質的結構,蛋白質的立體結構(conformation),可分成四層。,第一層結構(primarystructure),是指多月太上氨基酸的排列次序。,這是由遺傳決定的。,每一個蛋白質的氨基排列次序，都已經紀錄在遺傳物質(DNA)上。,第二層結構(secondarystructure),這是指多月太鍊的自然彎曲或摺疊狀況，這狀況是由於氨基酸的形狀和連接狀況而引起的。,多月太的第二層結構有兩種形式。,甲種螺旋(helix),乙種摺疊面(pleatedsheet),第三層結構(tertiarystructure),這是由甲種螺旋(helix)扭曲而成。,在扭曲後，蛋白質就會成為球形，稱為球蛋白(globularprotein)。,(如分子沒有扭曲成球形，它就可能成為線狀的纖維蛋白(fibrousproteins)。),第四層結構(quaternarystructure),一些較複雜的蛋白質分子可由多條的多月太組成。有時甚至會夾有非氨基酸的成份或是金屬離子等等。,這些多月太鍊，非氨基酸部份及金屬離子間的結合狀況，就稱為這蛋白質分子的第四層結構(quaternarystructure)。,如血紅蛋白(haemoglobin)的分子就由,四個稱為血紅素(haem)的非氨基酸部份；兩條多月太鍊(chain)；兩條多月太鍊(chain)；及一個鐵離子,所組成。,一個血紅蛋白(haemoglobin)的結構。,globin,globin,globin,globin,Haemgroup,Haemgroup,Fe2+,蛋白質的立體(三維)結構,對它的功能很重要。,它的正確立體結構，就是當它溶在水裏的時候所展示的立體結構。,如蛋白質能展示這個立體結構，就被稱為原性蛋白(naturalprotein)。它就可以發揮正常的功能。,如蛋白質不能展示出它的正常立體結構，,這蛋白質就已經變性(denatured)，,或被稱為變性蛋白(denaturedprotein)。,變性蛋白(denaturedprotein)的性質將會與原性蛋白(naturalprotein)有不同，,亦不一定可以履行原性蛋白的功能。,使蛋白質變性的原因。,(1)蛋白質被溶在水以外的溶劑中。,不同的溶劑有不同的極性，對溶質有不同的牽引力。,所以溶在其他溶劑中蛋白質的立體結構，會與溶於水中蛋白質的立體結構不一樣。,(2)蛋白質在不合適酸鹼度的水溶液中。,過多或過少的氫離子，都會使蛋白質分子不適當地扭曲。,(3)水溶液中有重金屬離子的存在。,重金屬離子可以吸引電子，使化學鍵扭曲，從而使蛋白質分子變形。,(4)蛋白質曾經熱力處理。,高溫可以打破蛋白質維持自然形狀的二硫鍵(disulphidebond)，,使蛋白質凝固而變性(denatured)。,蛋白質的功用。,(1)蛋白質是製造生物體的主要材料，,包括是製造細胞內所有胞器的主要材料，細胞間的填充材料，及身體，細胞附屬物的主要材料。,(2)蛋白質是操作身體機能的物質。,身體內所有的化學變化都需要用酉每(enzyme)去促進，,酉每的主要成