第二章

組成細(xì)胞的分子第4節(jié)

蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者問(wèn)題探討1．為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？2．這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來(lái)制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過(guò)一段時(shí)間，這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。討論手術(shù)縫合線問(wèn)題探討1．為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？

2．這種縫合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有什么啟示？ 這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過(guò)食物中的蛋白質(zhì)要分解為氨基酸才能被吸收，因此說(shuō)蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分解為更小的分子。用某些動(dòng)物組織提取的膠原蛋白制作手術(shù)縫合線，能夠被人體組織吸收，是因?yàn)榻M成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)免疫運(yùn)輸催化蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)的功能許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)。如羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu)蛋白蛋白質(zhì)的功能有些蛋白質(zhì)能通過(guò)信息傳遞達(dá)到調(diào)節(jié)生命活動(dòng)的作用，如胰島素、生長(zhǎng)激素。蛋白質(zhì)是激素的主要原料。具有通過(guò)信息傳遞調(diào)節(jié)體內(nèi)各器官生理活性的作用。例如胰島素是蛋白質(zhì)，它能夠起到降血糖的作用，生長(zhǎng)素是由191個(gè)氨基酸分子合成的蛋白質(zhì)，這些成分都是人體正常生理功能的調(diào)節(jié)劑，缺乏時(shí)會(huì)對(duì)人體健康造成危害。

調(diào)節(jié)生命活動(dòng)蛋白質(zhì)的功能細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)酶的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。我們身體有數(shù)千種酶，每一種酶只能催化一種化學(xué)反應(yīng)。酶通過(guò)催化化學(xué)反應(yīng)發(fā)生從而促進(jìn)食物的消化、吸收、利用等。相應(yīng)的酶充足，反應(yīng)就會(huì)順利、快捷的進(jìn)行，我們就會(huì)精力充沛，不易生病。否則，反應(yīng)就變慢或者被阻斷。而大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)。催化作用蛋白質(zhì)的功能有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸載體的功能。如血紅蛋白、載體蛋白。載體蛋白對(duì)維持人體的正常生命活動(dòng)是至關(guān)重要的?？梢栽隗w內(nèi)運(yùn)載各種物質(zhì)。比如血紅蛋白—輸送氧（紅血球更新速率250萬(wàn)/秒）、脂蛋白—輸送脂肪、細(xì)胞膜上的受體還有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等。運(yùn)輸作用蛋白質(zhì)的功能人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。免疫細(xì)胞和免疫蛋白有白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、抗體（免疫球蛋白）、補(bǔ)體、干擾素等，這些細(xì)胞和生理調(diào)節(jié)物質(zhì)構(gòu)成了人體內(nèi)的“保安部隊(duì)”，維護(hù)身體的安全，他們每七天需要更新一次。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)充足時(shí)，這支“部隊(duì)”就很強(qiáng)大，而且一旦身體有需要時(shí)，這支“部隊(duì)”數(shù)小時(shí)內(nèi)可以增加100倍。免疫作用蛋白質(zhì)的功能一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.每種氨基酸至少有一個(gè)氨基（-NH2）和一個(gè)羧基（-COOH），并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。2.這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)（R表示）。3.氨基酸之間的區(qū)別在于R基不同。RCHCH2NOHO氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)蛋白質(zhì)的基本組成單位-如何判斷是否為氨基酸

CHNH2COOH每種氨基酸分子

都含有

（

）和

（

）。且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在

上。這個(gè)碳原子還連一個(gè)H原子和一個(gè)R基，氨基酸分子不同，就不同在

。至少一個(gè)氨基—NH2一個(gè)羧基—COOH同一個(gè)碳原子R基氨基酸的判斷依據(jù)-NH2、-COOH是否連在同一個(gè)“C”上蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸

氨基、羧基及肽鍵的寫(xiě)法和多肽的命名

易錯(cuò)提醒正確錯(cuò)誤（舉例）氨基—NH2NH2或—NH3羧基—COOHCOOH肽鍵—CO—NH—CO—NH蛋白質(zhì)的基本組成單位-氨基酸

組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，其中有8種是人體細(xì)胞不能合成的，它們是賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸，這些氨基酸必須從外界環(huán)境中獲取，因此，被稱為必需氨基酸。經(jīng)常食用奶制品、肉類、蛋類和大豆制品，人體一般就不會(huì)缺乏必需氨基酸。另外13種氨基酸是人體細(xì)胞能夠合成的，叫作非必需氨基酸。一（異亮氨酸）家（甲硫氨酸）人來(lái)（賴氨酸）寫(xiě)（纈氨酸）兩（亮氨酸）三（色氨酸）本（苯丙氨酸）書(shū)（蘇氨酸）記憶小貼士蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性

蛋白質(zhì)是生物大分子，由許多氨基酸分子通過(guò)脫水縮合形成肽鍵相連而成。肽鍵是連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵。脫水縮合反應(yīng)

一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫去一分子的水，這種結(jié)合的方式叫脫水縮合。CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性CHR1NH2COCHCOOHR2HNH2O二肽肽鍵蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性CCHR1NH2COCHR2HNO肽鍵CHCOOHR2HNH2O肽鍵三肽H2O以此類推，由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽（鏈狀）由n（n≥3）個(gè)氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性3個(gè)氨基酸形成1條肽鏈時(shí)，形成

個(gè)肽鍵，脫掉

個(gè)水分子。4個(gè)氨基酸形成1條肽鏈時(shí)，形成

個(gè)肽鍵，脫掉

個(gè)水分子。n個(gè)氨基酸形成1條肽鏈時(shí)，形成

個(gè)肽鍵，脫掉

個(gè)水分子.n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈時(shí)，形成

個(gè)肽鍵，脫掉

個(gè)水分子.n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈時(shí)，每個(gè)氨基酸的平均分子量為a，由此形成的蛋白質(zhì)的分子量是

。2233n-1n-1n-m

n-man-18(n-m)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性

由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤(pán)曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過(guò)一定的化學(xué)鍵如二硫鍵相互結(jié)合在一起。這些肽鏈不呈直線，也不在同一個(gè)平面上，而是形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。例如，血紅蛋白是一種由574個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，含四條多肽鏈。思考1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？氨基酸脫水縮合形成二肽、三肽…多肽；一條肽鏈按照一定形態(tài)折疊盤(pán)曲構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)；多條肽鏈構(gòu)成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過(guò)哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過(guò)怎樣的過(guò)程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食物中的蛋白質(zhì)會(huì)一樣嗎？食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過(guò)胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸，這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成二肽、三肽、多肽，由多肽鍵構(gòu)成人體蛋白質(zhì)，人體蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，其具有完成人體生命活動(dòng)的結(jié)構(gòu)和功能。思考3.如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，若寫(xiě)出由10個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)鏈，可以寫(xiě)出多少條互不相同的長(zhǎng)鏈？試著說(shuō)出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因（提示：一個(gè)蛋白質(zhì)分子往往含有成百上千個(gè)氨基酸）。10個(gè)氨基酸能夠組成2110條互不相同的長(zhǎng)鏈，氨基酸的數(shù)目、種類、排列順序的多樣性，以及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)種類多樣性的原因。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性在細(xì)胞內(nèi)，組成一種蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目可能成千上萬(wàn)，氨基酸形成肽鏈時(shí)，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤(pán)曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣，這就是細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類繁多的原因。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性

蛋白質(zhì)變性是指蛋白質(zhì)在某些物理和化學(xué)因素作用下其特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)的改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。例如，雞蛋、肉類經(jīng)煮熟后蛋白質(zhì)變性就不能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。原因是高溫使蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟雞蛋、熟肉容易消化。又如，經(jīng)過(guò)加熱、加酸、加酒精等引起細(xì)菌和病毒的蛋白質(zhì)變性，可以達(dá)到消毒、滅菌的目的。每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會(huì)影響其功能。課堂精煉1、某蛋白質(zhì)由n個(gè)氨基酸組成，含有6條多肽鏈，那么它的肽鍵數(shù)和氨基數(shù)最少是多少？A、n-6和6B、n和nC、6和6D、n-6和