高中生物知识1.7:蛋白质的结构和功能

2023-05-10 14:56:27

蛋白质的结构和功能

文/李林

作为生物活动的主要承担者，蛋白质是一种重要的物质，对于生物体，无论是细胞代谢、细胞分裂、稳态的维持还是个体的性状，都与蛋白质有着密切的联系，这么重要的物质究竟是什么样的一种物质呢？快来看看吧。

1/ 蛋白质的基本结构单位：氨基酸

①蛋白质的主要组成元素：C、H、O、N。

注意：实际上蛋白质的元素组成比较复杂，除主要的C、H、O、N之外，一般含有少量S，生物大分子中也只有蛋白质具有S，所以S也是蛋白质的特有元素。此外不同种类的蛋白质还含有Fe、Cu、Zn、P等元素。

②结构通式：（右图）

③结构特点：每种氨基酸分子至少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在同一个碳原子上，此碳原子也称为中心碳原子，中心碳原子上还有一个H原子和一个侧链基团（称R基），不同的氨基酸的R基不同，可通过R基判断氨基酸的种类。

两种氨基酸，其中缬氨酸的R基为异丙基，丙氨酸的R基为甲基

④种类：构成蛋白质的氨基酸约有20种，即20种氨基酸就有20种不同的R基；其中必需氨基酸8种，非必需氨基酸12种。

2/ 蛋白质的结构及其多样性

①蛋白质的结构层次：氨基酸经脱水缩合形成，多肽经盘曲折叠形成蛋白质

②脱水缩合：一个氨基酸分子的（中心碳原子上的）羧基与另一个氨基酸分子的（中心碳原子上的）氨基相连接形成肽键，同时脱去一分子水，肽键可表示为—NH—CO—。场所在核糖体上。

脱水缩合图示：

③蛋白质多样性的原因

（1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。

（2）肽链方面：组成蛋白质的多肽链形成的空间结构不同。

常用语言表达：由于氨基酸的种类、数量和排列顺序以及蛋白质的空间结构不同，形成蛋白质的多样性。

问题思考：多肽与蛋白质有何区别？

提示：每个蛋白质分子可以由1条多肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键（肯定不是肽键）连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。

图示为血红蛋白通过空间构象的变化进行氧气的运输

总结归纳：蛋白质、多肽、氨基酸、肽键之间的关系图解

关于蛋白质的一点补充：

①肽键的正确写法是—CO—NH—或—NH—CO—；（千万不要忘记两边的短线“—”）

②高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。而盐析不改变蛋白质的结构。

③蛋白质的变性是不可逆的，而DNA的变性是可逆的。

3/ 题型总结：有关蛋白质结构的考察

题型总结：有关蛋白质结构的考察

例1：下图为某细胞中一条肽链的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析中不正确的是（　　）

A．该肽链中的肽键数是2

B．该肽链是由3个氨基酸脱去2分子水缩合形成的

C．该肽链中一定只含有1个羧基

D．该肽链水解可产生3种氨基酸