蛋白质的形成及结构多样性

一、思考与讨论：

观察图2-4（上图），说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？

答：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋白质。

二、氨基酸脱水缩合反应

1.氨基：____________。（注意可以有多种写法）

2.羧基：____________。（注意可以有多种写法）

3.组成蛋白质的氨基酸的结构特点和结构通式：____________。（注意可以有多种写法）

4.肽键的结构：____________。

5.二肽、三肽等的结构：____________。

6.氨基酸的成肽反应：

一个氨基酸分子中的α-氨基，与另一氨基酸分子中的α-羧基脱水缩合，形成肽键，生成的化合物称为二肽。

氨基酸的成肽反应↑（来自：普通生物学课件）

由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子含有几条肽链，它们通过一定的化学键互相结合在一起。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，形成更为复杂的空间结构。

三、蛋白质的结构多样性的原因

在细胞内，每种氨基酸的数目成百上千，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，因此，蛋白质分子的结构是极其多样的。

1.氨基酸的种类不同，构成的肽链不同

2.氨基酸的数目不同，构成的肽链不同

3. 氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同

4. 肽链的数目、盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同，构成的蛋白质不同

四、蛋白质的四级结构

1.一级结构

蛋白质分子中各种氨基酸的连接方式和排列顺序叫蛋白质的一级结构。蛋白质的生物活性首先取决于蛋白质的一级结构。

2.二级结构

组成蛋白质的多肽链既不是全部以伸直状展开，也不是以任意曲折的状态存在，而是具有一定的空间构型（如α螺旋、β折叠、β转角或β弯曲等）。

多肽链本身的折叠和盘绕方式构成了蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构是蛋白质的基本空间构型。蛋白质的二级结构主要依靠肽链中氨基酸残基亚氨基上的氢原子与羰基上的氧原子之间的氢键而实现。

3.三级结构

蛋白质分子在二级结构的基础上进一步盘曲折叠形成的三级结构。 具有二级结构的多肽链还可以借助氢键和其他化学键（如离子键、二硫键等）进一步卷曲、折叠，形成更复杂的空间构象，这种空间构象叫做蛋白质的三级结构（图5）。

4.四级结构

具有三级结构的多肽链叫亚基。有些蛋白质是由两条或两条以上具有三级结构的多肽链组成的，这时每条多肽链被称为一个亚基。几个亚基之间通过氢键或其他化学键形成一定的空间排列。这种由两个或两个以上具有三级结构的亚基聚合而成的构象是蛋白质的四级结构。

5.四级结构小结：

蛋白质的各级结构↑（来自：普通生物学课件）

（1）一级结构：蛋白质中各种氨基酸的连接方式和排列顺序（多肽链）。（肽键）

（2）二级结构：多肽链卷曲盘旋和折叠所形成的空间结构（螺旋结构）。（氢键） 

（3）三级结构：是在二级结构的基础上，多肽链进一步盘曲折叠形成三维结构。（球状结构，为亚基） 

（4）四级结构：亚基的立体排布、亚基间相互作用与布局。（聚合体结构，氢键和二硫键） 

注意：并不是所有的蛋白质都具有四级结构。在具有活性的蛋白质中，有些只有三级结构，没有四级结构，如肌红蛋白、细胞色素C等；而有些蛋白质只有在四级结构时，才具有活性，如谷氨酸脱氢酶、血红蛋白等。

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