蛋白质的分子组成解读

生物分子与生物大分子的结构解析生命的起源和演化接连不断地进行着，我们人类也在这个过程中逐渐发现并探索着生命内部的奥妙。

生物分子和生物大分子是构成生命体的基本组成部分。

了解它们的结构，有助于我们更好地理解生命，探究生命活动的本质。

1. 蛋白质的结构解析蛋白质是一种大的生物分子，是细胞内最重要，最基本的物质之一。

它们构成细胞的重要组成部分，是构成生命体的基础组成单元。

蛋白质结构的研究一直是生命科学研究中的重要问题之一。

一级结构是指分子链上的氨基酸序列，常用字母表表示成一条线。

二级结构是分子链内互相作用并稳定起来的一些结构。

当多个氨基酸通过氢键相互吸引时，就可以形成α螺旋或β折叠，这称为二级结构。

三级结构基本上描述的是蛋白质的结构。

当蛋白质进一步对折时，分子可呈现几个不同的形状，这些形状被称为“域”（domain）。

每个域内的氨基酸都相互作用着，共同构建出该域的折叠状态。

最终，当这些域重合并折叠到一起时，就形成了蛋白质分子的三级结构。

四级结构，是指由特定的蛋白质的几个亚基组成的多亚基蛋白质的组合结构。

2. 脱氧核糖核酸（DNA）的结构解析DNA是生命存在的基础，是生物遗传信息的媒介。

DNA分子结构如双螺旋状的梯子，由核苷酸组成。

核苷酸是由糖分子，一个磷酸分子和含氮原子的一个碱基组成的。

碱基的种类有A,G,C,T 四种，建立规律的碱基配对是保证DNA信息传递正确性的基础。

A和T成对，C和G成对，每对碱基之间有氢键相连。

这种二股螺旋结构是由于DNA链上的脱氧核糖和磷酸分子沿两个方向相互连接并形成的。

3. 核糖核酸（RNA）的结构解析RNA是核酸的一种，是由核苷酸组成，与DNA非常相似，但不同于DNA的是，在RNA中脱氧核糖被核苷酸里的核糖代替。

RNA分子通常是单链，但也可能是双链的，这取决于其特定的化学性质。

RNA分子包含有基因的信息和各种RNA辅助或介导的细胞过程的信息，如转录和转移RNA（tRNA）的结构。

名词解释1.蛋白质的等电点（PI）：在某一pH溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH，称为氨基酸的等电点（PI）。

2.肽：是氨基酸通过肽键连接的化合物。

3.肽单元：参与肽键的6个原子Cα1、C、O、N、H、Cα2位于同一平面，此同一平面上的6个原子构成肽单元。

4.蛋白质的一级结构：蛋白质分子从N-端至C-端所有氨基酸的排列顺序，并包括二硫键的位置。

5.蛋白质的二级结构：蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，不涉及氨基酸残基的构象。

6.蛋白质的超二级机构：两个或两个以上具有二级结构的肽链在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，称为超二级结构，目前已知的组合形式有αα、βαβ、ββ三种。

7.模体：是蛋白质分子分子中具有特定空间构象和特定功能的结构成分。

一个模体有其特征性的氨基酸序列，并发挥特殊的功能。

8.蛋白质的三级结构：是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。

三级结构是在二级结构的基础上形成的进一步卷曲或折叠的状态。

9.结构域：分子量较大的蛋白质常可以折叠成多个结构较为紧密且稳定的区域，并各行其功能。

结构域是在三级结构层次上的独立功能区。

10.蛋白质的四级结构：是指蛋白质分子中各个亚基之间的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用。

11.分子病：由蛋白质一级结构发生变异而引起的疾病称为分子病，其病变是基因突变。

12.协同效应：蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此蛋白质中另一个亚基与配体的结合能力。

13.蛋白质变性：在一些理化因素作用下，蛋白质的特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性降低。

14.盐析：在蛋白质溶液中加入大量中性盐（硫酸铵、硫酸铵、氯化钠等），会破坏蛋白质的胶体稳定性而使其沉淀，称为盐析。

蛋白质分子的元素组成特点是
特点是一切蛋白质都含氮元素，且各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。

蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。

所有的蛋白质都含有碳（50-60%）、氢（6-8%）、氧（19-24%）、氮（13-19%）；大多数蛋白质含有硫（4%以下）；有些蛋白质含有磷；少数蛋白质含有金属元素（如铁、铜、锌、锰等）；个别蛋白质含有碘。

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。

机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。

一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的还是其与生命现象有关。

蛋白质占人体重量的16%-20%，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6-12kg。

人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。

蛋白质解读心得体会高中生蛋白质解读心得体会蛋白质是构成生物体的重要基础物质，对于人类的生长发育和维持正常代谢起着至关重要的作用。

近期，我在高中生物课上学习了关于蛋白质的知识，深感其重要性和奥妙之处。

在我对蛋白质进行进一步解读的过程中，获得了一些心得体会。

首先，蛋白质是生命活动的基石。

蛋白质是由多种氨基酸组成的长链状分子，这些氨基酸通过肽键连接在一起形成多肽链，最终折叠形成特定的空间结构。

蛋白质的结构多样性使其能够完成各种生物学功能，包括构成细胞的结构和器官的组织，参与代谢反应以及传递遗传信息等。

例如，酶是一类重要的蛋白质，能够催化生物体内的反应，保持代谢的正常进行。

抗体则是一种由蛋白质组成的分子，能够识别并结合病原体，起到免疫作用。

蛋白质还能通过信号转导参与细胞内的调控过程，确保生物体的正常功能。

其次，蛋白质的结构决定其功能。

蛋白质的功能与其结构密切相关。

蛋白质的三级结构包括原初结构、二级结构、三级结构和四级结构。

当蛋白质的结构发生变化时，其功能也会受到影响。

一个经典的例子是变性蛋白质失去了原有的结构，从而失去了相应的功能。

正因为如此，维持蛋白质的结构对于其功能的维持至关重要。

此外，蛋白质的结构还与其水溶性、稳定性等性质有关，这些性质也是影响蛋白质功能的重要因素。

最后，蛋白质的合成与调控是复杂而精密的过程。

蛋白质的合成是一个多步骤、多环节的过程。

首先，DNA被转录为mRNA，mRNA再通过核糖体作为模板，转化为蛋白质。

在这个过程中，涉及到的基因型、转录、翻译等一系列生物学机制相互配合，才能顺利地合成出特定的蛋白质。

此外，蛋白质的合成还受到一系列的调控因素的影响，包括基因表达调控、转录后修饰、蛋白质折叠等。

这些调控机制的精细调节，使得蛋白质在不同的时间和空间表达，发挥其特定的功能。

通过对蛋白质的解读，我意识到了蛋白质在生物体内的重要性和复杂性。

蛋白质的结构和功能之间的关系以及蛋白质的合成和调控过程，使我更加深入地了解了生命的奥秘。

(一)蛋白质的分子组成1.氨基酸(1)分类：组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，除甘氨酸外，均属L-α-氨基酸。

根据其侧链的结构和理化性质可分成五类：非极性脂肪族氨基酸、极性中性氨基酸、芳香族氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。

(2)理化性质①两性解离及等电点：氨基酸是一种两性电解质，具有两性解离的特性。

在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点(pI)。

②紫外吸收性质：根据氨基酸的吸收光谱，含有共辄双键的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm波长附近。

③茚三酮反应：氨基酸与茚三酮水合物共加热时，合成为蓝紫色的化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波长处。

可作为氨基酸的定量分析方法。

2.肽蛋白质中的氨基酸相互结合成肽。

连接两个氨基酸的酰胺键称肽键。

蛋白质就是由许多氨基酸残基组成的多肽链。

(二)蛋白质的分子结构1.一级结构在蛋白质分子中，从N端至C端的氨基酸排列顺序称为蛋白质的一级结构。

其主要化学键是肽键，此外，蛋白质分子中所有二硫键的位置也属于一级结构的范畴。

2.二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是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。

主要包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。

α-螺旋：每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行。

肽链中的全部肽键都可形成氢键，以稳固螺旋结构。

3.三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。

蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键，如疏水键、离子键(盐键)、氢键和范德华力等。

分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能，称为结构域。

4.四级结构体内许多功能性蛋白质含有2条或2条以上多肽链。

每一条多肽链都有其完整的二级结构，称为亚基，亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布，并以非共价键相连接，这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。

三、蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构（一）一级结构（线性结构、基本结构）蛋白质的一级结构(primary structure ) 指它的氨基酸序列 。

比喻：珍珠项链1954年英国生物化学家Sanger 报道了胰岛素（insulin ）的一级结构（参见教材P7），这是世界上第一个被确定一级结构的蛋白质。

A 链：21个AA ，B 链：30个AA ，A 、B 两链通过两个二硫键相连，A 链本身第6及11位两个半胱氨酸形成一个链内二硫键。

1960年Moore 和Stein 测出了牛胰核糖核酸酶的一级结构，含124个AA ，链内有4个二硫键。

蛋白质的一级结构是决定其空间结构的基础，而空间结构则是其实现生物学功能的基础。

（二）空间结构（又称构象）定义：是指蛋白质分子内各原子围绕某些共价键的旋转而形成的各种空间排布及相互关系。

Pr 构象：主链构象、侧链构象两者相互依赖，相互影响一般根据蛋白质构象的范围和复杂程度，人为地将Pr 的空间结构分为：二级、三级和四级结构。

1.1.二级结构二级结构二级结构：：蛋白质多肽链主链原子的局部空间排布。

（1） 形成二级结构的基础肽键平面：肽键中的C 、H 、O 、N 、四个原子和与它们相邻的两个α碳原子都处在同一个平面上，这个平面称为~。

多肽链＝通过可旋转的α-碳原子连接的酰胺平面链提问：影响蛋白质构象的作用力有哪些？内力（内因）：蛋白质分子内各原子间作用力外力（外因）：与溶剂及其他溶质作用力内因为主，外因通过改变内因起作用（2）基本形式：包括α-螺旋、β-折叠、β-转角、不规则卷曲（自由回转或松散肽段）四种方式。

A. α-螺旋（蛋白质最常见的二级结构形式）天然蛋白质大部分为右手螺旋（顺时针）几个数值：螺旋一周3.6个AA，螺距0.54nm,每个残基跨距为0.15nm作用力：氢键—相邻螺旋之间通过肽键上的酰基氧与亚氨基氢形成。

B.β折叠：是多肽链的折叠形式平行肽链间以氢键从侧面连接的构象维持β-折叠的作用力也是肽键衍生出的氢键：平行式、反平行式C.β转角作用力——同样是肽键衍生来的氢键但由于只有这一个氢键，只形成β—转角结构。

高中生物之细胞的分子组成与结构基本知识点1.蛋白质、核酸的结构和功能（1）蛋白质主要由C、H、O、N 4种元素组成，很多蛋白质还含P、S元素，有的也含有微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素。

（2）氨基酸结构通式的表示方法结构特点是：每种氨基酸分子至少都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再同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。

（3）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。

化学式表示为—NH—CO—拓展：①失去水分子数＝肽键数＝氨基酸数—肽链数（对于环肽来说，肽键数＝氨基酸数）②蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量③一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，在肽链内部的R基中可能也有氨基和羧基。

（4）蛋白质结构多样性的原因是：组成不同蛋白质的氨基酸数量不同，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

蛋白质多样性的根本原因是基因中碱基排列顺序的多样性。

（5）有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质具有催化作用，如胃蛋白酶；有些蛋白质具有运输载体的功能，如血红蛋白；有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；有些蛋白质具有免疫功能，如抗体。

（6）核酸的元素组成有C、H、O、N和P。

核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。

（7）核酸的基本单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。

（8）DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖；DNA中含有的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，而RNA中含有的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶；DNA中含有两条脱氧核苷酸链，而RNA中只含有一条核糖核苷酸链。

（9）生物的遗传物质是核酸。