1、2.4 蛋白质是生命活动蛋白质是生命活动的主要承担者的主要承担者课程导入课程导入CHCHH2NOHOCHCH2NOHOCH3CH3CHCHCH2NOHOCH3CHCH2NOHOCH2CH3CH3CH甘氨酸缬氨酸丙氨酸亮氨酸几种氨基酸的结构式CHH2NR氨基羧基侧链基团COHO决定氨基酸的种类 一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团，即一个氨基（-NH2）、一个羧基（-COOH）、一个H和一个R基团。不同氨基酸的R基团不同，它可以较小，也可以是较长的链，或是环状结构。R基团中也可能含有氨基（-NH2）或羧基（一COOH），有时还含有硫原子。氨基酸CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HN
2、H脱水缩合氨基酸形成蛋白质的方式 H H O N C C OH R2氨基酸脱水缩合，形成肽键，通过肽键连接成肽链。H H O H N C C R1H2O H H O H N C C OH R1 H H O H N C C OH R2二肽氨基酸形成蛋白质的方式氨基酸形成蛋白质的方式肽键肽键数=6-1肽键数=8-1肽链数为1时：肽键数=脱去水分子个数=n-1 肽键数=14-2肽链数为2时：肽键数=脱去水分子个数=n-2 肽键数=脱去水分子个数=氨基酸数-肽链条数=n-m（n表示氨基酸数、m表示肽链数）1.肽键数和水分子数计算蛋白质形成过程中的数量计算 CNH2HR1CONH CHR2 CONH C
3、COOHHR3一条肽链至少含有_个羧基和_个氨基一一m条肽链至少含有_个羧基和_个氨基mm蛋白质中至少含有的游离的氨基或羧基数=肽链的条数2.氨基数和羧基数的计算蛋白质形成过程中的数量计算蛋白质中游离的氨基或羧基数=肽链条数+R基中出现的数目例：现有氨基酸1000个，其中氨基总数为1100个，羧基总数为1080个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有氨基数目、羧基数目及至少含有肽键数目依次为（）A.102、82和998 B.102、82和999 C.2、2和998 D.100、80和998 A蛋白质形成过程中的数量计算蛋白质形成过程中的数量计算环状肽肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数游离
4、的氨基或羧基=R基中出现的数目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18 CNH2HR1CONH CHR2CONH CCOOHHR33.蛋白质相对分子量的计算蛋白质形成过程中的数量计算例：生长抑素(SS)是一种含14个氨基酸的环状多肽，由下丘脑合成释放，构成SS的基本单位的平均相对分子质量为m。下列说法错误的是()A.1分子SS的相对分子质量可以表示为14m252B.在核糖体上合成1分子SS可产生13分子H2OC.SS中有可能不含有游离的氨基D.SS可与双缩脲试剂发生紫色反应B蛋白质形成过程中的数量计算例：胰岛素是含有51个氨基酸的蛋白质，相对分子质量为6000，胰岛素
5、分子有A链（21个氨基酸）与B链（30个氨基酸）组成。问：胰岛素分子中总共含有多少个肽键？形成时脱去了多少个水分子？分子量减少了多少？4949二硫键二硫键4918+23=888脱氢缩合蛋白质形成过程中的数量计算练习：某五十肽中有丙氨酸(R基为-CH3)2个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如右图)得到几种不同有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述，错误的是()A肽键数目减少4个 B氨基和羧基分别增加4个C氢原子数目增加8个 D氧原子数目增加2个D蛋白质形成过程中的数量计算练习：如图所示，某蛋白质分子由两条肽链(含52个氨基酸)和
6、一个环状肽(含20个氨基酸)组成，它们之间由二硫键(两个SH形成SS)相连，假设氨基酸的平均相对分子质量为a，下列有关叙述错误的是()A.该蛋白质分子共有70个肽键B.该蛋白质分子的相对分子质量为72a1264C.该蛋白质分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基D.该蛋白质分子至少含有72个氮原子和75个氧原子 D蛋白质形成过程中的数量计算阅读蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础阅读下面资料，重点关注蛋白质的空间结构与一级结构的关系。1961年，美国化学家在研究牛胰核糖核酸酶A(RNase A)的去折叠(变性)和重折叠(复性)时发现，蛋白质的功能与其三维结构密切相关。RNase A是由124
7、个氨基酸残基组成的1条肽链（图3-12)，分子中8个半胱氨酸残基的硫基(SH）形成4个二硫键，肽链进一步折叠成为具有特定三维空间结构的生物大分子。阅读蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础在天然的 RNase A溶液中加入适量变性剂尿素和还原剂-疏基乙醇，分别破坏氢键和二硫键，使蛋白质空间结构被破坏，酶即变性失去活性。由于肽键未受影响，蛋白质的一级结构仍存在。将尿素和-疏基乙醇经透析除去，酶活性及其他一系列性质均可恢复到与天然酶一样。阅读蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础根据阅读获得的信息，思考下列问题：1.蛋白质的一级结构与三维结构有怎样的关系？2.蛋白质的结构与功能之间存在怎样的联系？蛋白
8、质的一级结构是空间结构形成的基础RNase A的变性、复性及其酶活性变化充分说明，蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础，而只有具备了特定空间结构的蛋白质才具有生物学活性。蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础蛋白质的一级结构形成后，肽链的主链部分(不包括R基)在局部形成一种有规律的折叠或螺旋，这就是蛋白质的二级结构。二级结构的形成主要是由主链上原子间形成的氢键决定的。蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础蛋白质的三级结构是指构成蛋白质的肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、弯曲和折叠形成的特定空间结构。有些蛋白质由一条以上肽链组成，这些具有三级结构的肽链之间相互作用，形成蛋白质的四级结构(图3-13
9、)。蛋白质的一级结构是空间结构形成的基础肽链的氨基酸组成，盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，造成了蛋白质三维结构的多种多样。阅读蛋白质的结构决定其功能阅读下面资料，重点关注血红蛋白的功能与结构之间的关系。1910年，人们发现一个严重贫血的患者其红细胞是镰刀状的，该病被称为镰状细胞贫血。1945年，鲍林(Linus Pauling，19011994）等人应用电泳技术发现镰状细胞贫血是由细胞中含有异常的血红蛋白引起的。异常血红蛋白与正常血红蛋白在一级结构上只有一个氨基酸不同，即其中的一个谷氨酸变为了缬氨酸。阅读蛋白质的结构决定其功能根据阅读获得的信息，思考下列问题：1.血红蛋白功能异常的原
10、因是什么？2.镰状细胞贫血患者的血红蛋白携氧能力降低，说明蛋白质的结构与其功能之间有怎样的联系？蛋白质的结构决定其功能镰状细胞贫血患者的血红蛋白功能的异常是由于构成蛋白质的一级结构发生了改变，其中的一个氨基酸由谷氨酸变为了缬氨酸，因为这个氨基酸的变化是从亲水性氨基酸残基变成疏水性氨基酸残基，使得血红蛋白在这个位置相互结合，不能形成正确的空间结构，从而导致红细胞不能正常携带O2。蛋白质的结构决定其功能此外，前面提到的RNase A在变性时，虽然一级结构没有改变，但其空间结构完全被破坏，导致酶活性丧失。可见，蛋白质的功能不仅与一级结构有关，还依赖于蛋白质的空间结构。没有适当的空间结构，蛋白质就不能
11、发挥它的生物学功能。蛋白质的结构决定其功能一直以来人们都认为蛋白质结构的变化来自氨基酸序列的变化，但是一级结构完全相同的蛋白质也会有不同的空间结构，这与蛋白质的能量和稳定性有关。因此，蛋白质的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成。蛋白质的结构决定其功能疯牛病是由一种被称为玩病毒的蛋白质感染引起的，这种蛋白质也可以感染人从而引起神经系统疾病。致病的肮病毒与维持机体正常神经活动所需要的某种蛋白质的一级结构完全相同，只有空间结构不同。玩病毒会通过蛋白质分子间的作用，导致该正常蛋白质转变为致病的折叠状态。蛋白质的结构决定其功能随着蛋白质折叠研究的深入，人们会发现更多疾病的真正病因和更有针对性的治疗方法，并设计出更有效的药物。谢 谢 观 看
