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1、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蛋白质具有什么功能呢？蛋白质具有什么功能呢？肉制品奶制品大豆制品1.1.结构蛋白结构蛋白：许多蛋白质是构成许多蛋白质是构成细胞和生物体细胞和生物体结构的重要物结构的重要物质。质。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。一、蛋白质的功能2.2.催化作用催化作用：细胞中的化学反应离不开酶的催化，细胞中的化学反应离不开酶的催化，绝大多绝大多 数酶数酶都是都是蛋白质，如蛋白质，如胃胃/胰胰蛋白酶、唾液淀粉酶蛋白酶、唾液淀粉酶等。等。胃蛋白质酶结晶3.3.运输作用：运输作用：有些蛋白质具有运输有些蛋白质具有运输功能，功能，如如血红
2、蛋白血红蛋白、细胞膜上、细胞膜上的的转运转运蛋白蛋白。O2分子细胞膜上具有物质运输功能的转运蛋白血红蛋白运输氧气4 4.调节作用：调节作用：有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体有些蛋白质能够起信息传递的作用，调节机体的生命的生命活动，如活动，如胰岛素。胰岛素。5 5.免疫作用：免疫作用：有些蛋白质有免疫有些蛋白质有免疫功能，功能，如如抗体抗体，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。一、蛋白质的功能功能实例羽毛、肌肉、头发、蛛丝等绝大多数酶载体、血红蛋白胰岛素等蛋白类激素抗体结构蛋白催化作用运输作用调节作用免疫作用蛋白质是生命活动的主要承担者功能蛋
3、白一、蛋白质的功能从从某某些些动动物物组组织织中中提提取取的的胶胶原原蛋蛋白白，可可以以用用来来制制作作手手术术缝缝合合线线。手手术术后后过过一一段段时时间间，这这种种缝缝合合线线就就可可以以被被人人体体组组织织吸吸收收，从从而而避避免免拆线的痛苦。拆线的痛苦。蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸被组织吸收被组织吸收酶酶水解水解思考：这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？思考：这种缝合线发生什么样的化学变化才能被吸收？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？这对你认识蛋白质的化学组成有什么启示？蛋白质在化学组成蛋白质在化学组成上可以上可以分为更小的分子分为更小的分子非必需非必需氨基酸：氨基酸：必需必需氨
4、基酸：氨基酸：人体内，组成人体内，组成蛋白蛋白质的质的氨基酸有氨基酸有2121种种人体细胞不能合成，必须从外界环境获取的氨基酸人体细胞不能合成，必须从外界环境获取的氨基酸根据能否根据能否自自身身合成划分合成划分人体细胞能合成的氨基酸人体细胞能合成的氨基酸共共1313种种共共8 8种种氨基酸氨基酸的种类：的种类：记忆技巧：记忆技巧：甲携甲携(缬缬)来来(赖赖)一一(异异)本本(苯苯)亮色书亮色书(苏苏)甲硫甲硫氨酸，氨酸，缬缬氨酸，氨酸，赖赖氨酸，氨酸，异亮异亮氨酸，氨酸，苯丙苯丙氨酸，氨酸，亮亮氨酸，氨酸，色色氨酸，氨酸，苏苏氨酸。氨酸。二、蛋白质的基本组成单位氨基酸思考思考.讨论（讨论（P2
5、9 P29）二、蛋白质的基本组成单位氨基酸1、以上氨基酸含有哪些元素？2、以上氨基酸的结构有什么共同点？有什么不同之处？3、“氨基酸”这一名词与其分子结构有何关系？氨基酸的结构通式CCOOHHH2NRH2NCOOH侧链基团侧链基团氨基氨基羧基羧基H2NNHH或COOHCOOH 或：决定氨基酸的种类酸NH2RCOOH（1 1）组成元素：组成元素：C C、H H、O O、N N、（、（S S）等）等（2 2）每种氨基酸每种氨基酸至少至少都含有一个都含有一个氨基（氨基（NHNH2 2）和和一个羧基（一个羧基（COOHCOOH）（3 3）都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子（中心碳原子）上都有一个氨
6、基和一个羧基连在同一个碳原子（中心碳原子）上 这个碳原子还连接了一个氢原子和一个这个碳原子还连接了一个氢原子和一个侧链基团侧链基团（用（用-R R表示）表示）（4 4）各种氨基酸的区别在于）各种氨基酸的区别在于R R基的不同基的不同 氨基酸的结构CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OHCHNH2HCH2COOH以下哪些是组成蛋白质的氨基酸?CHR1H2NOHCOH2OCHCOOHR2HNH羧基脱掉 OH（羟基）氨基脱掉 H1、氨基酸的结合二肽脱去脱去 分子分子H H2 2O O，形成，形成 个肽个肽键。键。11脱去的脱去的H H2 2O O中的氢来自
7、中的氢来自 ，氧自，氧自 。羧基羧基羧基羧基氨基和羧基氨基和羧基氨基和羧基氨基和羧基肽键三、蛋白质的结构及其多样性肽键CHCOOHR3HNOH HCCHR1NH2COCHR2HNO二肽H2OH2O肽键CHCOOHR3HNCCHR1NH2COCHR2HNOH2OH2O肽键三肽由由三个三个氨基酸缩合而成的化合物，叫做氨基酸缩合而成的化合物，叫做三肽。三肽。生成三肽要脱去生成三肽要脱去 分子分子H2O，形成，形成 个肽键。个肽键。生成生成m肽要脱去肽要脱去 分子分子H2O，形成，形成 个肽键。个肽键。22m-1m-1由由多个多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫氨基酸分子缩合而成的含有多个
8、肽键的化合物，叫多多肽肽。注意：注意：有有几个几个氨基酸，就叫氨基酸，就叫几肽，要大写。几肽，要大写。多肽通常呈链状结构，叫多肽通常呈链状结构，叫肽链肽链。(1)图中的表示 (用文字表示)，表示 (用文字表示)。(2)图中的化合物是由 个氨基酸分子失去 分子水形成的，这种反应叫做 ，该化合物的名称是 。其中R基为 （填序号）。(3)图中有 个肽键，有 个游离的氨基和 个游离的羧基。氨基羧基32脱水缩合 三肽211练一练2、蛋白质的形成注：二硫键的形成 SH+HS SS +2H（形成一个二硫键脱去两个氢）许多蛋白质分子都含有两条或多许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键条肽链，
9、它们通过一定的化学键如如二硫键二硫键相互结合在一起。相互结合在一起。氨基酸之间氨基酸之间脱水缩脱水缩合合形成肽链形成肽链1一条肽链的特定区域进行有一条肽链的特定区域进行有规律的规律的盘曲、折叠盘曲、折叠2肽链进一步盘绕形成一定的肽链进一步盘绕形成一定的空间结构空间结构3四条肽链聚集形成四条肽链聚集形成复杂空间结构复杂空间结构4由氨基酸形成血红蛋白的示意图由氨基酸形成血红蛋白的示意图SZ-LWH人体中蛋白质有数万种，自然界的蛋白质估计多达1010-1012种。氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？氨基酸蛋白质10101012SZ-LWH3 3、蛋白质结构多样性蛋白质结构多样性-氨基酸种类不同，肽
10、链结构不同氨基酸数目不同，肽链结构不同-SZ-LWH氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同 -肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同结构多样性结构多样性功能多样性功能多样性决定-螺旋-折叠氨基酸氨基酸种类种类氨基酸氨基酸数目数目氨基酸氨基酸排列顺序排列顺序肽链的肽链的盘曲、折叠方式盘曲、折叠方式及及其形成的其形成的空间结构空间结构不同不同功能蛋白功能蛋白结构蛋白结构蛋白(组成细胞组成细胞和生物体和生物体)_(蛋白质类激素蛋白质类激素)_(大多数酶大多数酶)_(血红血红蛋白蛋白)_(抗体抗体)调节调节催化催化运输运输免疫免疫蛋白质多样性蛋白质多样性根本原因：根本原因：基因多样性基因多样性结构决定功能
11、SZ-LWH 蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。蛋白质变性：不可逆使蛋白质变性的因素：高温、辐射、强碱、强酸、酒精、重金属盐。4 4、蛋白质的蛋白质的盐析、变性、水解盐析、变性、水解盐析盐析蛋白质在盐溶液中蛋白质在盐溶液中溶解度降低溶解度降低而而析出，析出，溶解度的变化，溶解度的变化，可逆，可逆，用于用于分离分离、提纯提纯蛋白质蛋白质变性变性肽键肽键断裂断裂，蛋白质分解为，蛋白质分解为短肽短肽或或氨基酸氨基酸。水解水解空间结构空间结构发生发生改变改变，肽键肽键未断未断裂裂，不可逆不可逆指在蛋白质水溶液中加入指在蛋
12、白质水溶液中加入轻金属盐或铵盐轻金属盐或铵盐，随着盐浓度增大而使，随着盐浓度增大而使蛋白质沉淀蛋白质沉淀析出的现象。但是析出的现象。但是蛋白质结构并没有改变蛋白质结构并没有改变。多肽多肽氨基酸氨基酸短肽短肽SZ-LWH肽键数=肽键数（脱水数）与氨基酸数目的关系：=氨基酸数1脱去的水分子数（链式结构）肽键数=氨基酸数2脱去水分子数肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数 四四、相关相关计算计算SZ-LWH肽键数（脱水数）与氨基酸数目的关系：肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数 如n个氨基酸构成一个环状多肽，有_个肽键，脱去_个水分子。（环状结构）nnSZ-LWH蛋白质中游离氨基和羧基的数目：蛋白质中氨
13、（羧）基数=1+R基上氨（羧）基数1至少含有的氨（羧）基数=一条肽链上至少含有一个游离的氨基和羧基游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7SZ-LWH蛋白质相对分子质量的计算：例：假设氨基酸的平均相对分子质量为100，152个氨基酸形成的一条多肽链的相对分子质量是多少？152100-15118=12482蛋白质相对分子质量=氨基酸数氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数18SZ-LWH蛋白质相对分子质量=氨基酸数氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数18-二硫键数2SSS
14、H+HS+2H若存在二硫键SZ-LWH蛋白质中原子数计算：N原子数=肽键数肽链数R基上N原子数=各氨基酸N原子总数O原子数=肽键数2肽链数R基上O原子数=各氨基酸O原子总数脱去水分子数H原子数=各氨基酸中H的总数2脱水数CHCR1H2NONHCHCR2ONHCHCR3ONHCHCR4ONHCHCR5ONHCHCR6ONHCHCOOHR7C原子数=氨基酸数 2R基上的碳原子数课堂小结组成元素：C、H、O、N，有的还含S基本单位：氨基酸种类：21种通式特点：化学结构：多肽是多个氨基酸分子缩合后以肽键而成的特定氨基酸序列多样性原因：氨基酸种类不同、数目成千上万、排列顺序千变万化；空间结构千差万别脱水缩合每种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接在同一个碳原子上空间结构：蛋白质盘曲折叠特点：一条或几条肽链以一定的化学键连接，按一定的方式盘曲或折叠成有一定空间结构的蛋白质一个氨基酸分子的羧基与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。功能多样性：构成细胞和生物体的结构蛋白；生化反应的催化物质；具体运输能力的蛋白；调节生命活动的蛋白；具有免疫功能的抗体蛋白