20xx沪科版高中生命科学第一册第二章生命的物质基础4

20xx沪科版高中生命科学第一册第二章生命的物质基础4内容摘要：

（ 6） 运动蛋白 ：肌肉蛋白和肌球蛋白。 （ 7） 受体蛋白 ：接受和传递信息，如阻遏蛋白。 （ 8） 其他作用 ：视觉蛋白，味觉蛋白 ，结构蛋白。 1．蛋白质的主要种类和功能 2. 蛋白质的基本结构单位 ── 氨基酸 氨基酸（ amino acid, aa 或 AA） 是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位（构件分子）。 从各种生物体内发现的氨基酸已有 180多种，但参与蛋白质组成的常见氨基酸只有 20种 ，这 20种氨基酸称为 常见氨基酸或基本氨基酸。 氨基酸名称 英文缩写 简 写 氨基酸名称 英文缩写 简 写 甘氨酸 Gly G 丝氨酸 Ser S 丙氨酸 Ala A 苏氨酸 Thr T 缬氨酸 Val V 天冬酰胺 Asn N 异亮氨酸 Ile I 谷酰胺 Gln Q 亮氨酸 Leu L 酪氨酸 Tyr Y 苯丙氨酸 Phe F 组氨酸 His H 脯氨酸 Pro P 天冬氨酸 Asp D 甲硫氨酸 Met M 谷氨酸 Glu E 色氨酸 Trp W 赖氨酸 Lys K 半胱氨酸 Cys C 精氨酸 Arg R 20种标准氨基酸的英文简写 （ 1） 氨基酸的结构通式 氨基酸是含有氨基的羧酸，不同氨基酸的R基不同，（除脯氨酸、甘氨酸外）都为 Lα氨基酸。 各种氨基酸的区别在 侧链基团 —R的不同。 H 3 N C HC O OR+ αH 2 N C HC O O HRαL－丝氨酸和 D－丝氨酸是一对对映体 据 R基团 化学结构 分类 ： 脂肪族、芳香族和杂环 据 R基团 极性 分类 带正电荷（３种） 带负电荷（２种） 极性 R基团 AA 非极性 R基团 AA 不带电荷 带电荷 据 酸碱性质 分类 中性ＡＡ （ 一氨基一羧基 ） 酸性ＡＡ (一氨基二羧基 ) 谷氨酸、天冬氨酸 碱性ＡＡ（二氨基一羧基） 赖氨酸、组氨酸 、精氨酸 据 营养 学分类 必需ＡＡ 非必需ＡＡ 人的必需氨基酸 Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr 假 设 来 借 一 两 本 书 幼儿时需精氨酸和组氨酸 （ 2）基本氨基酸的分类 （ 3）氨基酸的功能 ● 作为组建蛋白质的元件； ● 有的氨基酸或其衍生物具有生物 活性（代谢调节、信号传递等）。 3. 肽键、肽和多肽 肽是由一个氨基酸的 羧基 与另一个 氨基酸的 氨基 脱水缩合而形成的无分支 线形聚合物。 氨基酸间缩水形成的共价键 酰胺键 称 肽键 （ peptide bond）。 NH2 CH CHOOH甘 氨 酸甘 氨 酸+ HOH 肽键 NH 2 CH C N CH COOHHHHONH CH C H OH O H 甘 氨 酸 甘氨酰甘氨酸 多肽链 （ polypeptide chain） 是指许多氨基酸之间以 肽键 连接而成的一种结构。 C C N C C N C C N C C N CC H2C H C H2C H2C H2C O OO H C O2H C H2C O N H2O HC H3H3N+O O O OH H H H HH H H HS e r V a l T y r As p Gl nC H3N 端 C 端肽键 COOH N 末端：多肽链中有 自由氨基 的一端； C 末端：多肽链中有 自由羧基 的一端。 多肽链有两端 N末端 C末端 牛核糖核酸酶 4.蛋白质结构的主要层次 一级结构 四级结构 二级结构 三级结构 primary structure secondary structure Tertiary structure quariernary structure 超二级结构 结构域 supersecondary structure Structure doman （ 1） 蛋白质一级结构 多肽链中 氨基酸的排列顺序 ，包括 二硫键的位置称为 蛋白质的一级结构。 这是蛋白质 最基本的结构，决定蛋白质高级结构和生物功能的信息。 牛胰岛素的一级结构 （ 2）蛋白质的二级结构 ① α－螺旋 （ α－ helix） ② β－折叠 （ βpleated sheet） ③ β－转角 （ βturn） ④ 无规则卷曲 （ nonregular coil） 蛋白质的二级结构（ secondary structure）指 肽链主链 不同区段通过自身的相互作用， 形成氢键，沿某一主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构 ，是蛋白质结构的构象单元。 主要有以下类型： ① α－螺旋（ α－ helix） ② β－折叠（ βpleated sheet） 特征： 两条或多条伸展的多肽链 （ 或一条多肽链的若干肽段 ） 侧向集聚 ， 通过相邻肽链主链上的 NH与C=O之间有规则的氢键 ， 形成 锯齿状片层结构 ， 即 β－折叠片。 折叠有两种类型： ● 平行式 ：所有肽链的 N端都在同一侧 ； ● 反平行式 ：相邻两条肽链的 方向相反。 平行式 折叠 反平行式 折叠 ③ β－转角（ βturn） 特征： 多肽链中氨基酸残基 n的羰基上的氧与残基 （ n+3） 的氮原上的氢之间形成 氢键 ， 肽链回折 180176。 无规则卷曲示意图 无规则卷曲 细胞色素 C的三级结构 ④无规则卷曲 （ 3） 蛋白质的三级结构 多肽键在二级结构的基础上 ， 通过侧链基团的相互作用 进一步卷曲折叠 ， 借助次级键维系使 α－螺旋 、 β －折叠片 、 β －转角等二级结构相互配置而形成特定的构象。 三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布。 球状蛋白的三级的结构特征 含有多种二级结构单元。 分子表面往往有一个 内陷的空隙 ，它常常是 蛋白质的活性中心。 大多数非极性侧链埋在分子内部，形成 疏水核 ；而极性侧链在分子表面，形成 亲水面。 蛋白质的三级结构具有明显的折叠层次。 分子呈现球状或椭圆状。 肌红蛋白三级结构 核糖核酸酶三级结构示意图 N His12 C His119 Lys41 （ 5）蛋白质的四级结构 四级结构是指由相同或不同的称作 亚基 （subunit） 的亚单位按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构。 亚基本身都具有球状三级结构 ， 一般只包含一条多肽链 ， 也有的由二条或二条以上由二硫键连接的肽链组成。 维持四级结构稳定的作用力是 疏水键 、 离子键 、 氢键 、 范得华力。 蛋白质四级结构的特点  有多个亚基；  稳定性主要靠亚基间的 疏水作用 维持；  亚基单独存在时无生物活性或活性很小 ， 只有通过亚基相互聚合成四级结构后 ， 蛋 白质才具有完整的生物活性；  亚基间具有 协同性 和 别构效应。 血红蛋白四级结构 烟草花叶病毒外壳蛋白四级结构的自我组装 蛋白质的各级结构 氨基酸 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 血红蛋白 盐键 (离子键 ） 氢键 二硫键 疏水键 氢键 氢键 疏水键 蛋白质的空间作用力  维系蛋白质分子的一级结构 ： 肽键、二硫键  维系蛋白质分子的二级结构 ： 氢键  维系蛋白质分子的三级结构 ： 疏水相互作用力 氢键、范德华力、盐键  维系蛋白质分子的四级结构 ： 范德华力、盐键 5. 蛋白质的分子结构与功能的关系 （ 1） 蛋白质 一级结构与功能 （ 2） 蛋白质 高级构象与功能 蛋白质复杂的组成和结构是其多种多样生物学功能的基础；而蛋白质独特的性质和功能则是其结构的反映。 蛋白质一级结构包含了其分子的所有信息，并决定其高级结构，高级结构和其功能密切相关。 一级结构决定高级结构，也决定蛋白质的功能。 ① 蛋白质一级结构的种属差异与同源性 细胞色素Ｃ ② 蛋白质一级结构的变异与分子病 血红蛋白质异常病变  镰刀型贫血病 ① 同源蛋白的种属差异与生物进化 同源蛋白质 是指在不同生物体中具有 相同功能 的蛋白质。 不变残基 指在同源蛋白质的一级结构中对所有生物种属来说在 种类和排列位置都是相同 的氨基酸。 可变残基 指不同种类生物的同源蛋白质中除过不变残基外的其他位置上的氨基酸。 不同生物来源的细胞色素 c 中不变的AA残基 14 10 6 100 1 34 32 30 29 27 18 17 67 59 52 51 48 45 41 38 87。