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1、第二讲第二讲1、生物小分子和生物大分子的关系、生物小分子和生物大分子的关系 小分子小分子小分子小分子 大分子大分子大分子大分子 复合大分子复合大分子复合大分子复合大分子 单糖单糖 多糖多糖 糖蛋白糖蛋白 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 糖脂糖脂 核苷酸核苷酸 核酸核酸 脂蛋白脂蛋白 脂类脂类 （由小分子到大分子）生物体的生物体的 分子组成分子组成 水、水、水、水、蛋白质、核酸蛋白质、核酸蛋白质、核酸蛋白质、核酸多糖、脂类多糖、脂类多糖、脂类多糖、脂类无机盐无机盐无机盐无机盐生物小分子简介水水q 地球上生命起源于水中，陆生生物地球上生命起源于水中，陆生生物 体内细胞也生活在水环境中体内细胞也生活在水
2、环境中q 水的性质影响生命活动，水的性质影响生命活动，如：溶解性质，酸碱度，如：溶解性质，酸碱度，pHpH q 水占生物体的水占生物体的 60 60 以上的重量以上的重量 水对生物体非常重要2.遗传信息的表达者蛋白质n结构单体氨基酸结构单体氨基酸n蛋白质的结构蛋白质的结构n蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系2.1 蛋白质的构件分子氨基酸n氨基酸的通式氨基酸的通式n氨基酸的特点、性质氨基酸的特点、性质n氨基酸的分类氨基酸的分类2.1.1 氨基酸的通式n n组成蛋白质的常组成蛋白质的常见氨基酸有见氨基酸有20种，种，通式通式如右图如右图n nR不同，组成的不同，组成的氨基酸就不同氨基酸就
3、不同 根据侧链结构和性质，可把20种氨基酸分成不同的组：疏水氨基酸：亮氨酸 亲水氨基酸：丝氨酸 酸性氨基酸：天冬氨酸 碱性氨基酸：精氨酸 含硫氨基酸：半胱氨酸 含羟基氨基酸：苏氨酸 带环氨基酸：酪氨酸2.1.2 氨基酸的旋光性 20 20 种天然氨基酸除甘氨酸外，都带一个不种天然氨基酸除甘氨酸外，都带一个不对称碳原子对称碳原子碳原子，都有碳原子，都有光学异构体光学异构体（镜映（镜映体）。体）。已知已知 19 19 种天然氨基酸均为种天然氨基酸均为 L L型氨基酸。型氨基酸。2.1.3 必需氨基酸n n20种氨基酸中有种氨基酸中有8种不能由人体合成，必种不能由人体合成，必须从外界摄取，称为须从外
4、界摄取，称为必需氨基酸必需氨基酸n n8种必需氨基酸为种必需氨基酸为 缬氨酸、亮氨酸、异缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸色氨酸、赖氨酸 氨基酸的功能：（1 1）作为组建蛋白质的元件）作为组建蛋白质的元件 （2 2）有的氨基酸或其衍生物具）有的氨基酸或其衍生物具 有生物活性（代谢调节、信号传有生物活性（代谢调节、信号传 递等）递等）2.2 蛋白质的结构 1.一级结构一级结构 2.二级结构二级结构 3.三级结构三级结构 4.四级结构四级结构 5.蛋白质的空间作用力蛋白质的空间作用力2.2.1 蛋白质一级结构n n肽键肽键n n肽链
5、肽链n n氨基酸排列顺序等氨基酸排列顺序等蛋白质一级结构 肽键2.2.2 二级结构肽链的主链在空间的走向肽链的主链在空间的走向常见的有：常见的有：螺旋螺旋 折叠折叠蛋白质二级结构螺旋折叠2.2.3 三级结构n n亲水基位于球体表面，疏水基位于亲水基位于球体表面，疏水基位于球体内部球体内部n n球状蛋白溶于水球状蛋白溶于水三级结构三级结构血红素血红素肽链扭转肽链扭转血红蛋白的三级结构血红蛋白的三级结构2.2.4 四级结构n n多亚基构成的寡聚蛋白结构多亚基构成的寡聚蛋白结构n n均一寡聚蛋白均一寡聚蛋白由相同亚基构成由相同亚基构成n n非均一寡聚蛋白非均一寡聚蛋白由不同亚基构成由不同亚基构成蛋白
6、质的各级结构一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构2.3 蛋白质结构与功能的关系n n一级结构与功能的关系一级结构与功能的关系n n空间结构与功能的关系空间结构与功能的关系正常红细胞 镰刀型红细胞镰镰镰镰刀刀刀刀型型型型红红红红细细细细胞胞胞胞正正正正常常常常红红红红细细细细胞胞胞胞正常红细胞 镰刀型红细胞Hb A:正常血红蛋白正常血红蛋白A;Hb S:血红蛋白血红蛋白S。结论：一级结构决定蛋白质的功能结论：一级结构决定蛋白质的功能空间结构与功能的关系溶溶 菌菌 酶酶蛋白变性可逆变性可逆变性不可逆变性不可逆变性尿素尿素天然核糖核酸酶天然核糖核酸酶硫醇硫醇松散核糖核酸酶
7、松散核糖核酸酶变性核糖核酸酶变性核糖核酸酶天然核糖核酸酶天然核糖核酸酶除去硫醇除去硫醇除去尿素除去尿素除去硫醇除去硫醇除去尿素除去尿素n n蛋白质变性的特点蛋白质变性的特点：蛋白质变性后，生物活性丧失，蛋白质变性后，生物活性丧失，溶解度下降，粘度增加。溶解度下降，粘度增加。n n可逆变性可逆变性n n不可逆变性不可逆变性空间结构与功能的关系 3 生命过程的催化剂酶3.1 酶的概念n n酶是生物活体细胞产生，以酶是生物活体细胞产生，以蛋白蛋白质质为主要成分，具为主要成分，具催化功能催化功能的一的一类生物催化剂。类生物催化剂。3.2 催化剂的性质n n只催化热力学允许的反应只催化热力学允许的反应n n只加快反应速度，不改变反应平衡点只加快反应速度，不改变反应平衡点n n对正逆反应催化作用相同对正逆反应催化作用相同n n降低反应活化能降低反应活化能3.3 酶的催化特点 酶除了具有一般催化剂的性质以酶除了具有一般催化剂的性质以外，还具备其独有的特点：外，还具备其独有的特点：n n反应条件温和反应条件温和n n高效高效n n专一专一n n活性受到调节、控制活性受到调节、控制