蛋白质的结构与功能(1)

城头高级中学高一生物备课组1 蛋白质的结构和功能第1课时20100925 【自学质疑】知识点1蛋白质的组成元素和基本组成单位一、蛋白质的组成元素1蛋白质是细胞中含量最多的化合物除含等元素外大多数蛋白质还含有。

二、蛋白质的基本组成单位2蛋白质的基本组成单位是自然界中已经发现的氨基酸有100种而组成蛋白质的氨基酸大约有种。

三、氨基酸的结构和特点3构成蛋白质的氨基酸在结构上有共同的特点即都有和与相连而且这个碳原子还分别与、相连接。

不同的氨基酸区别在于的不同。

4氨基酸的结构通式可以表示为【交流展示】1、已知丙氨酸的R-是试写出丙氨酸的结构式试计算丙氨酸的相对分子质量2、已知谷氨酸的R-是一个谷氨酸分子中有几个O有几个羧基3、下列物质是氨基酸的有其中构成蛋白质的氨基酸有知识点2蛋白质的形成和结构【互动探究】一、脱水缩合反应1一个氨基酸的和另一个氨基酸的能够发生反应其中一个氨基酸的氨基-NH2脱去一个另一个氨基酸的羧基-COOH脱去脱去的-H和-OH相结合形成一分子两个氨基酸剩余部分连接在一起生成一个新的化合物即。

二、肽键2连接两氨基酸剩余部分的化学键叫它是由一个氨基酸的-NH2脱去一个H剩下的NH与另一个氨基酸的-COOH脱去-OH剩下的CO相连接而成的。

肽键的结构式为。

三、肽与多肽3两个氨基酸脱去一分子水形成的化合物叫做三个氨基酸脱去两分子水形成的化合物叫做四个氨基酸脱去的形成的化合物叫做多个氨基酸脱去比其数目少一个的水分子形成的化合物叫做通常呈链状结构叫做注意两个以上即为多个。

城头高级中学高一生物备课组2 【交流展示】1表演脱水缩合过程注一名学生代表一个氨基酸其中左臂代表氨基右臂代表羧基头部代表R基躯干代表中心碳原子两腿代表氢原子。

2假设两个氨基酸都是甘氨酸试出其反应式3变式如果两个氨基酸都是丙氨酸呢2如果一个为甘氨酸另一个为丙氨酸呢注意变式4 试找出下列化合物中的氨基、羧基、R基、肽键5表演肽链的延伸注按上述表演一个接一个上知识链接试写出盐酸与氢氧化钠反应方程式【纠正反馈】1、细胞中含量最多的有机化合物是A蛋白质B糖类C水D脂肪2、下列物质中仅含由CHO三种元素组成的是A蛋白质B磷脂C糖类D固醇类3、试圈出下列化合物中的氨基、羧基、肽键、R基该化合物是由几个氨基酸反应生成的该化合物中有几个肽键该化合物的名称是。

蛋白质的结构和功能蛋白质是组成生物体最重要组成部分之一，是生命中最基本的分子之一，也是所有生命机制的基础。

蛋白质是由氨基酸单元组成的大分子，具有复杂的三维结构和多种生物功能。

本文将围绕蛋白质的结构和功能展开探讨。

一、蛋白质的结构蛋白质的结构非常复杂，主要包括四个级别：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

一级结构是指蛋白质的氨基酸序列，也被称为多肽链。

二级结构是指蛋白质在空间中的部分有规律的排列方式，可以分为α-螺旋和β-折叠。

三级结构是指蛋白质的立体结构，在细胞内是具有生物学功能的。

四级结构是指两个或者多个多肽链合成的复合物或者聚集体。

这四个级别的结构是建立在氨基酸单元之间的分子相互作用力的基础上的。

二、蛋白质的功能蛋白质有多种生物学功能，比如酶的催化反应、结构蛋白的细胞骨架的构建和细胞膜通道的创造等。

蛋白质通过其结构的多种形式和氨基酸侧链的特定化学性质来实现这些功能。

下面将逐一探讨蛋白质的各项功能。

1. 酶的催化反应蛋白质中的酶催化细胞内化学反应的速率，可以使化学反应在体内以可控的速率进行。

酶的高效性主要归功于其特定的结构，可以与底物特异性结合，从而降低局部反应能量的活化能。

例如，胰蛋白酶的构象改变会导致其主要消化的底物蛋白质无法正常消化。

2. 细胞骨架的构建细胞骨架是由蛋白质构成的复杂结构。

蛋白质在细胞中起着结构支撑和细胞形态维持的重要作用。

细胞骨架包括三种蛋白质，分别是微丝、中间丝和微管。

微丝是细胞外形变化的基础，中间丝是吸收力和细胞形态的基础，微管则是细胞分裂的基础。

这些不同的骨架蛋白质通过不同的化学反应将不同的蛋白质链聚合在一起，形成高阶结构形成。

3. 细胞膜通道的创造许多蛋白质在细胞膜上具有通道功能，能够允许特定分子和离子的跨膜转运。

跨膜蛋白是细胞内外的信号转导和细胞间通信的重要基础。

膜蛋白在细胞生物学过程中起着关键的作用，比如能够将物质通过细胞膜进行导出或者导入。

总之，蛋白质是组成生物体最重要组成部分之一，具有复杂的三维结构和多种生物功能。

蛋白质的结构和功能蛋白质是生命体中最重要的类别之一，也是细胞的基本组成部分之一。

蛋白质的结构与功能密切相关，对于理解蛋白质的重要性以及其功能的多样性具有重要意义。

本文将就蛋白质的结构与功能进行详细阐述。

一、蛋白质的结构蛋白质是由氨基酸的多肽链组成的，而氨基酸是蛋白质的构成单元。

不同的氨基酸组合形成了不同的氨基酸序列，从而赋予了蛋白质不同的结构和功能。

蛋白质的结构包括了四个层次，分别是：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

1. 一级结构：一级结构是指氨基酸的线性排列方式。

氨基酸通过肽键连接在一起，形成多肽链。

每个氨基酸都与相邻的两个氨基酸通过肽键相连，形成一个多肽链。

2. 二级结构：二级结构是指多肽链的局部折叠方式。

常见的二级结构有α-螺旋和β-折叠。

α-螺旋是一种螺旋状的结构，其中氨基酸通过氢键相互连接。

β-折叠是一种折叠的结构，其中多肽链在平面上折叠成β片。

3. 三级结构：三级结构是指蛋白质整个空间结构的折叠方式。

蛋白质的三级结构是由一段多肽链的不同区域折叠而成。

三级结构的形成通常受到氢键、离子键、范德华力等相互作用的影响。

4. 四级结构：四级结构是指两个或多个多肽链之间的空间排列方式。

多肽链之间通过非共价键相互连接，形成一个完整的蛋白质分子。

多肽链之间的相互作用包括氢键、离子键、范德华力等。

二、蛋白质的功能蛋白质具有多种不同的功能，这取决于其结构和氨基酸序列的不同。

1. 结构功能：蛋白质作为细胞的基本组成部分，可以提供细胞的结构支持。

例如，肌肉组织中的肌动蛋白负责肌肉的收缩，细胞膜上的蛋白质起到维持细胞形态和细胞信号传递的作用。

2. 酶功能：蛋白质中的酶可以催化化学反应。

酶可以加速化学反应的速率，使得细胞内的代谢过程能够正常进行。

例如，消化系统中的酶可以加速食物的消化过程。

3. 运输功能：蛋白质可以通过细胞膜或血液循环，将物质从一个地方运输到另一个地方。

例如，血液中的血红蛋白可以运输氧气到身体各个器官。

蛋白质的结构及其功能(1)第三节蛋白质的结构及其功能蛋白质为生物高分子物质之一，具有三维空间结构，因而执行复杂的生物学功能。

蛋白质结构与功能之间的关系非常密切。

在研究中，一般将蛋白质分子的结构分为一级结构与空间结构两类。

一、蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(primary structure)就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序(sequence)，也是蛋白质最基本的结构。

它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。

各种氨基酸按遗传密码的顺序，通过肽键连接起来，成为多肽链，故肽键是蛋白质结构中的主键。

迄今已有约一千种左右蛋白质的一级结构被研究确定，如胰岛素，胰核糖核酸酶、胰蛋白酶等。

蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构，成百亿的天然蛋白质各有其特殊的生物学活性，决定每一种蛋白质的生物学活性的结构特点，首先在于其肽链的氨基酸序列，由于组成蛋白质的20种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团的理化性质和空间排布各不相同，当它们按照不同的序列关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学活性的蛋白质分子。

图1-1 胰岛素的一级结构二、蛋白质的空间结构蛋白质分子的多肽链并非呈线形伸展，而是折叠和盘曲构成特有的比较稳定的空间结构。

蛋白质的生物学活性和理化性质主要决定于空间结构的完整，因此仅仅测定蛋白质分子的氨基酸组成和它们的排列顺序并不能完全了解蛋白质分子的生物学活性和理化性质。

例如球状蛋白质(多见于血浆中的白蛋白、球蛋白、血红蛋白和酶等)和纤维状蛋白质(角蛋白、胶原蛋白、肌凝蛋白、纤维蛋白等)，前者溶于水，后者不溶于水，显而易见，此种性质不能仅用蛋白质的一级结构的氨基酸排列顺序来解释。

蛋白质的空间结构就是指蛋白质的二级、三级和四级结构。

(一)蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(secondary structure)是指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象，不涉及侧链部分的构象。

1.肽键平面(或称酰胺平面，amide plane)。

蛋白质的结构和功能蛋白质是生物体内一类重要的生物大分子，它在细胞的结构和功能中发挥着重要的作用。

蛋白质的结构和功能紧密联系，其结构决定了其功能。

本文将从蛋白质的结构和功能两个方面进行探讨。

一、蛋白质的结构蛋白质的结构是由氨基酸残基通过肽键连接而成的多肽链。

氨基酸是蛋白质的基本组成单元，它由一种氨基基团、一种羧基和一个侧链组成。

蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

1. 一级结构：一级结构是指蛋白质的氨基酸序列。

氨基酸的不同顺序决定了蛋白质的种类和特性。

例如，胰岛素由51个氨基酸组成，胰岛素的一级结构决定了它具有调节血糖的功能。

2. 二级结构：二级结构是指蛋白质中氨基酸残基的局部空间排列方式。

常见的二级结构有α螺旋和β折叠。

α螺旋是由氨基酸的肽键形成的螺旋结构，形状类似于螺旋状的弹簧。

β折叠是由氨基酸的肽键形成的折叠结构，形状类似于折叠的纸扇。

二级结构的形成对于蛋白质的稳定性和功能至关重要。

3. 三级结构：三级结构是指蛋白质整个分子的空间排列方式。

蛋白质的三级结构由多个二级结构单元相互作用而形成。

这些相互作用包括氢键、离子键、范德华力以及疏水效应等。

三级结构的稳定性和形状决定了蛋白质的功能。

4. 四级结构：四级结构是指由多个蛋白质分子通过非共价键结合而形成的复合物。

多个蛋白质分子通过相互作用形成稳定的功能单位。

例如，血红蛋白由四个亚基组成，每个亚基都与其他亚基相互作用，形成一个稳定的四聚体。

二、蛋白质的功能蛋白质作为生物体内的重要分子，在细胞的结构和功能中发挥着多种作用。

1. 结构功能：许多蛋白质在细胞中起到构建细胞结构的作用。

例如，胶原蛋白是皮肤、骨骼和血管等结缔组织的重要组成部分，维持了细胞的结构稳定性。

肌动蛋白和微丝蛋白是细胞骨架的主要成分，参与了细胞的形态维持和运动。

2. 酶功能：许多蛋白质具有酶活性，可以催化生物体内的化学反应。

酶是生物体内调控代谢的关键分子。

蛋白质的结构和功能蛋白质是生物体内重要的有机物质，其在细胞功能和生物体机体过程中发挥着关键作用。

蛋白质的结构和功能密不可分，下面将从蛋白质的结构以及其所承担的功能两个方面进行探讨。

一、蛋白质的结构蛋白质的结构可分为四个层次，分别是一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

1. 一级结构蛋白质的一级结构指由氨基酸残基的线性排列方式所决定的序列。

氨基酸的种类和顺序决定了蛋白质的特定功能和结构。

在水溶液中，氨基酸残基以离子形式存在，通过胺基和羧基之间的肽键连接起来形成多肽链。

2. 二级结构蛋白质的二级结构是指蛋白质中局部区域的空间构象，主要包括α-螺旋和β-折叠两种常见的结构。

α-螺旋是由多肽链的螺旋形状而成，通过氢键的形成保持稳定。

β-折叠则是由多个β折叠片段组合而成，也是通过氢键的形成维持稳定。

3. 三级结构蛋白质的三级结构是指蛋白质中整个多肽链的立体构象。

多肽链在二级结构的基础上进一步折叠和组装，形成复杂的三维结构。

这个结构的形成主要由各个氨基酸残基之间的相互作用所决定，包括疏水相互作用、氢键、电离相互作用、范德华力和二硫键等。

4. 四级结构蛋白质的四级结构是指由多个多肽链通过相互作用而形成的功能完整的蛋白质分子。

这些多肽链可以是相同的或不同的，它们之间通过各种各样的键连接在一起，形成复杂的结构。

二、蛋白质的功能蛋白质的结构决定了其功能。

蛋白质在生物体内扮演着多种重要的角色，包括酶、结构蛋白、运输蛋白和抗体等。

1. 酶酶是一类催化生物化学反应的蛋白质，可以加速化学反应发生的速率。

酶的活性与其结构密切相关，酶的活性位点具有与底物相互作用的特定结构。

2. 结构蛋白结构蛋白是细胞中的主要组成部分，为细胞提供了稳定的支持和形状。

它们形成了细胞的骨架，维持细胞的稳定性和形态。

3. 运输蛋白运输蛋白可以将物质从细胞内部输送到细胞外部，或者从细胞外部运输到细胞内部。

例如，血红蛋白可以运输氧气到全身各个组织和器官。

蛋白质的结构与功能1、一级结构（primary structure）定义：蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。

理解：一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。

例子：牛胰岛素是第一个被测定一级结构的蛋白质分子，由英国化学家Frederick Sanger于1953年完成。

2、二级结构（secondary structure）定义：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象，但侧链会影响二级结构的形成。

所谓肽链主链骨架原子即N（氨基氮）、Cα（α-碳原子）和Co（羰基碳）3个原子依次重复排列。

重要概念：参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元(peptide unit) 。

肽键具有一定的双键性质，不能自由旋转。

常见的蛋白质二级结构：-螺旋( -helix)：为右手螺旋，每圈螺旋3.6个氨基酸，螺距5.44埃；侧链伸向螺旋外侧。

每个氨基酸残基的N—H与其氨基侧相间三个氨基酸残基的C＝O形成氢键。

氢键方向与中心轴平行，螺旋结构被规则排布的氢键所稳定。

-螺旋常具有两性的特点。

-折叠(-pleated sheet)：多肽链充分伸展，每个肽单元以为旋转点，依次折叠成锯齿状结构，氨基酸残基侧链交替地位于锯齿状结构的上下方。

两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段的锯齿状结构可平行排列，走向可相同或相反。

β-转角和Ω环存在于球状蛋白质中。

二级结构可组成结构模体（structural motif）：定义：在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构（supersecondary structure）。

（结构模体=折叠=超二级结构）目前已知的组合有：αα，βαβ，ββ。

蛋白质的结构和功能蛋白质是生物体内最重要的分子之一。

它们在细胞结构、传递信息、代谢调节等方面都起着重要作用。

蛋白质由一系列氨基酸残基链构成，它们的空间结构和序列决定了它们的功能。

本文将介绍蛋白质的结构和功能。

一、蛋白质的结构蛋白质结构可以从四个层次来描述：1. 一级结构：蛋白质的一级结构是由多肽链上的氨基酸排列顺序决定的。

一级结构由肽键连接氨基酸，形成肽链，其三维结构确定蛋白质的稳定性和活性。

2. 二级结构：二级结构指一级结构中短距离的主链的空间排列方式。

主要由α-螺旋和β-折叠两种排列方式组成。

3. 三级结构：三级结构是蛋白质的立体结构，由氨基酸排列和相互作用所形成的空间结构。

其主要形式有：α-螺旋外的环折叠、β-折叠内的环折叠、未定型区、多肽链拱形折叠等。

4. 四级结构：四级结构又称为超分子结构，是由多个蛋白质分子或其他小分子构成的复合物。

此外，还有底物识别结构等。

二、蛋白质的功能蛋白质的功能多种多样，下面介绍几种分类：1. 结构蛋白：结构蛋白的主要作用是维持细胞和组织结构，保持生物体物理结构的稳定性。

同时，还有储存、传递信息等功能。

2. 酶：酶在生物催化过程中扮演着重要角色。

大多数化学反应需要在标准条件下进行，而酶可以在生物体内提供适宜的催化条件。

生物体中几乎所有的催化都是由酶完成的。

3. 抗体：抗体是一种由B细胞产生的蛋白质，具有识别和抵抗抗原的能力。

它们通过特定的结构来识别抗原，达到抵抗和清除抗原的作用。

4. 载体：载体是一种分子，能够绑定其他小分子或离子，并将其运输到细胞内或细胞外。

例子包括血红蛋白、肌红蛋白等。

三、结构与功能关系蛋白质结构决定了它的功能，改变结构通常也会影响到它的功能。

类似地，蛋白质的功能也可以通过调节结构来实现。

其方法包括改变氨基酸序列、改变外界条件以及调节与其他分子之间的相互作用等。

总之，蛋白质的结构和功能非常复杂，并且是相互关联的。

因此，对蛋白质进行深入的研究有助于更好地了解生命起源和生命体系的机制，也对制药、医学等领域的发展有重要意义。