2.4蛋白质是生命活动的主要承担者课件高一上学期生物人教版必修(1)3

第2章

组成细胞的分子第4节

蛋白质是生命活动的主要承担者一蛋白质的功能1.组成细胞结构许多蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，称为结构蛋白。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝的主要成分。2.运输有些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白可以运输氧。3.催化细胞中的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶都是蛋白质（少数为RNA）。4.

信息传递有些蛋白质能调节机体的生命活动，如胰岛素等蛋白质类激素。胃蛋白酶结晶红色为胰岛A细胞，分泌胰高血糖素，升血糖黄色为胰岛B细胞，分泌胰岛素，降血糖5.防御有些蛋白质具有免疫功能。人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。二蛋白质的基本单位——氨基酸（一）人体中的氨基酸组成人体蛋白质的21种氨基酸非必需氨基酸：人体能够自身合成的氨基酸，共13种。必需氨基酸：人体不能自身合成的氨基酸，共8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“甲携来一本亮色书”注意：生物界中不只有21种氨基酸；并非所有蛋白质都有21种氨基酸。（二）氨基酸的元素组成及结构特点氨基酸共有的元素是C、H、O、N，有的氨基酸还含有S等元素。氨基酸的结构特点：每个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子。碳原子还连接一个氢原子和一个侧链集团，用R表示。各种氨基酸的区别在于R基的不同。氨基酸分子结构通式α碳三蛋白质的结构（一）一级结构从N端到C端氨基酸的排列顺序脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接，同时脱去一分子水的结合方式。肽键：连接两个氨基酸分子的化学键。二肽：由两个氨基酸脱水缩合而成的化合物。多肽（肽链）：由多个氨基酸缩合而成含有多个肽键的化合物。（二）二级结构多肽主链骨架原子沿一定的轴盘旋或折叠而形成的特定的构象，即肽链主链骨架原子的空间位置排布，不涉及氨基酸残基侧链。1.α螺旋蛋白质分子中多个肽平面通过氨基酸α-碳原子的旋转，使多肽主链各原子沿中心轴向右盘曲形成稳定的α螺旋构象，氨基酸残基的侧链基团伸向螺旋的外侧。每3.6个氨基酸旋转一周，螺距为0.54nm，每个氨基酸残基的高度为0.15nm，肽键平面与中心轴平行。氢键是α螺旋的主要次级键，相邻螺旋之间形成链内氢键，即每个肽单位N上的氢原子与第四个肽单位羰基上的氧原子生成氢键，氢键与中心轴平行。多肽链中连续存在酸性或碱性氨基酸、侧链较大的氨基酸集中的区域不利于α螺旋的生成。脯氨酸N原子上无氢原子，不能形成α螺旋。2.β折叠β折叠是指多肽链以肽单元为单位，以α-碳原子为旋转点形成伸展的锯齿状折叠构象。肽链折叠成伸展的锯齿状，肽单元间的夹角为110°，氨基酸残基的R侧链上下分布。氢键是β折叠的主要次级键，相邻肽链之间形成氢键。反式平行折叠更加稳定。同种电荷氨基酸、侧链较大的氨基酸，不利于β折叠的生成。甘氨酸、丙氨酸出现的概率最高。3.β转角多肽链中出现的180°回折的结构。它是由四个连续氨基酸残基构成，第2个氨基酸残基多为脯氨酸，甘氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺也常出现在β转角结构中。4.无规卷曲除上述有规则的构象外，多肽链中肽平面的一些无规则排列的无规律构象。卷曲的柔性构象可使肽链改变走向，利于连接结构相对刚性的α螺旋和β折叠。（三）超二级结构由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体。常见的超二级结构有αα、βαβ和ββ三种组合形式。（四）结构域多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，进一步折叠形成一个或多个相对独立的致密三维实体。结构域与分子整体以共价键相连，一般难以分离，这是它与蛋白质亚基结构的区别。对于一个较大球状蛋白质分子来说，一条庞大的多肽链往往由两个或两个以上结构域形成三级结构；对于较小的蛋白质分子或亚基，“结构域”和“三级结构”往往是一个概念，也就是说这些蛋白质属于单结构域分子。很多属于多结构域的酶蛋白，其活性中心都位于结构域之间，这是基于：（1）通过结构域容易构建具有特定三维排布的活性中心；（2）结构域之间常只有一段肽链相连，使域间容易发生相对运动，这将有利于活性中心结合底物或施加应力，有利于别构中心结合调节物和发生别构效应，以利于酶对反应的催化。（五）三级结构整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，三级结构的形成和稳定主要靠疏水键、离子键、氢键、二硫键等。非共价键：氢键、疏水作用、离子键、范德华力共价键：二硫键（六）四级结构许多有生物活性的蛋白质由两条或多条具有三级结构的肽链构成，每条肽链被称为一个亚基，通过分疏水键、氢键、离子键维系亚基与亚基之间的空间位置关系，这就是蛋白质的四级结构。四蛋白质的多样性原因1.氨基酸的种类：虽然构成蛋白质的氨基酸大约只有20种，但这些氨基酸的种类不同，造成了蛋白质种类的多样性。

2.氨基酸的数目：每种氨基酸的数目成百上千，不同的氨基酸数目也会造成蛋白质种类的多样性。3.氨基酸的排列顺序：即使构成不同蛋白质的氨基酸种类和数目相同，但氨基酸的排列顺序不一定相同。4.肽链的空间结构：肽链的盘曲、折叠方式及其形