生命活动的主要承担者

罗曼罗兰：生活中不是缺少美，而是缺少发现美的眼睛。第2节 生命活动的主要承担者蛋白质 含山二中 袁晓娟蛋白质蛋白质(protein，在拉丁文中意为“首要的物质”)是组成细胞的有机物中含量最多的。蛋白质与氨基酸蛋白质与氨基酸生物小分子生物小分子氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质生物大分子生物大分子消化系统消化系统分分 解解血红蛋白：血红蛋白：C3032 H4816 O812 N780 S8 Fe4胰胰 岛岛 素：素：C256 H381 O76 N65 S6基本单位基本单位必必 需需 氨基酸氨基酸：人体细胞不能不能够合成， 必须从外界环境中直接获取的氨基酸(8种)。 甲硫氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、 苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸 “甲携来一本亮色书”非必需氨基酸非必需氨基酸：人体细胞能够能够合成的氨基酸(12种)。 一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类CHH2NHCOOH甘氨酸甘氨酸CHH2NCHCOOHCH3CH3缬氨酸缬氨酸CHH2NCOOHCH3谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸CHH2NCH2COOHCOOHCH2一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类R基基RCHCH2NOHO氨基羧基侧链基团一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类1.1.结构通式结构通式：H2NNHHNHHNHHCOHOCOHOCOOHCOOHNH2HOOCRCHCH2NOHO氨基羧基侧链基团一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类1.1.结构通式结构通式：2.2.结构特点：结构特点：数量：数量：至少含有至少含有一个氨基一个氨基( (NHNH2 2) )和一个羧基和一个羧基( (COOH)COOH)。CHH2NHCOOHCHH2NCHCOOHCOOHNH2CHH3CCOOHCH3CHH2NCOOHCOOHCH2一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类2.2.结构特点：结构特点： 至少含有至少含有一个氨基一个氨基( (NHNH2 2) )和一个羧基和一个羧基( (COOH)COOH)。RCHCH2NOHO氨基羧基侧链基团一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类1.1.结构通式结构通式：2.2.结构特点：结构特点：数量：数量：至少含有至少含有一个氨基一个氨基( (NHNH2 2) )和一个羧基和一个羧基( (COOH)COOH)。位置：位置：都有一个氨基和一个羧基连接在都有一个氨基和一个羧基连接在同一个同一个碳原子上。碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R)(R)。CHH2NHCOOHCHH2NCHCOOHCH3NH2CHH2NCOOHCH3CHH3CCH2COOHNH2CH2一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类RCHCH2NOHO氨基羧基侧链基团一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类1.1.结构通式结构通式：2.2.结构特点：结构特点：数量：数量：至少含有至少含有一个氨基一个氨基( (NHNH2 2) )和一个羧基和一个羧基( (COOH)COOH)。位置：位置：都有一个氨基和一个羧基连接在都有一个氨基和一个羧基连接在同一个同一个碳原子上。碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R)(R)。3.3.氨基酸种类的不同：氨基酸种类的不同：R R基基不同。不同。CHH2NHCOOHCHH2NCHCOOHCOOHNH2CHH2NCOOHHCHH2NCH2COOHCOOHCH2一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类R基基一一. .氨基酸及其种类氨基酸及其种类二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性氨基酸：氨基酸：20种种10-10 种种 蛋白质蛋白质10 12多多 肽肽 （肽链）（肽链）三三 肽肽脱水缩合：脱水缩合：氨基酸氨基酸二二 肽肽二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性一个氨基酸分子的 氨氨 基基（-NH2）和另一个氨基酸分子的 羧羧 基基（-COOH）的相连接，同时脱去一分子一分子 H2O由 两两 个个 氨基酸分子缩合而成的化合物肽键肽键：连接两个氨基酸分子的化学键 （ -NH-CO- ， -CO-NH- ) 由 三三 个个 氨基酸分子缩合而成的化合物由 多多 个个 氨基酸分子缩合而成的化合物 多肽 通常呈 链链 状状 结构R1CHH2NCOHOCOOHR2COOHHNCH H NH2缩 合R2COOHHNCH R1CHH2NCOH2O肽键二肽氨基酸氨基酸1 1氨基酸氨基酸2 2二肽 + H2O+脱水缩合氨基酸的结合方式:脱水缩合肽键肽键CHCOOHR3HNOH HCCHR1H2NCOCHR2HNO二肽二肽二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性氨基酸的结合方式:脱水缩合肽键肽键CHCOOHR3HNOH HCCHR1H2NCOCHR2HNO二肽二肽H2OH2O二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性氨基酸的结合方式:脱水缩合CCHR1H2NCOCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR3HNH2O肽键肽键三三肽肽H2O二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性 二 肽 + 氨基酸 三 肽 + 2 H2O1. 肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：氨基酸氨基酸肽键肽键肽键数肽键数 脱去水分子个数脱去水分子个数肽键数 二二. .关于蛋白质的有关计算关于蛋白质的有关计算氨基酸氨基酸数数 肽链数肽链数氨基酸氨基酸数数肽链数肽链数 = _= 脱去水分子个数脱去水分子个数2.蛋白质的相对分子质量的计算：二二. .关于蛋白质的有关计算关于蛋白质的有关计算 氨基酸氨基酸数数氨基酸氨基酸的平均的平均相对分子质量相对分子质量 脱水数脱水数水的平均相水的平均相对分子质量对分子质量1.肽键数 = 脱水数 = 氨基酸数肽链数 a蛋白质相对质量分数氨基酸平均相对分子质量 x 氨基酸数 18 x 脱水数 18 （1 1）该图中，）该图中， 表示表示 ，表示，表示 ， 表示表示 。氨基氨基 肽键肽键 羧基羧基 四四 三三脱水缩合脱水缩合 （2 2）该化合物由）该化合物由 个氨基酸分子失去个氨基酸分子失去 个个水分子而形成，这种反应叫水分子而形成，这种反应叫 反应。反应。 CNH2HHCONH CHCH3COOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH（3 3）该化合物含有）该化合物含有 个肽键，该图所示化合物的名称个肽键，该图所示化合物的名称是是 _，基本单位是，基本单位是_。四肽四肽( (多肽多肽) ) R R基基 CNH2HHCONH CHCH3COOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH氨基酸氨基酸 （4 4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由）该图中所示的氨基酸种类不同，是由 决定的，决定的，图中代表图中代表R R基的数字是基的数字是_三三 （5 5）该化合物含有）该化合物含有 个氨基，个氨基，_个羧基，个羧基，_种氨基酸。种氨基酸。二二二二四四 CNH2HHCONH CHCH3COOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH氨基酸氨基酸二肽二肽三肽三肽多肽多肽肽肽 链链二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性(2) (2) 氨基酸的氨基酸的 不同，构成的肽链不同不同，构成的肽链不同(3) (3) 氨基酸的氨基酸的 不同，构成的肽链不同不同，构成的肽链不同种类种类数目数目原因：原因： (1) (1) 氨基酸的氨基酸的 不同，构成的肽链不同不同，构成的肽链不同排列顺序排列顺序 氨基酸氨基酸二肽二肽三肽三肽多肽多肽肽链肽链具有复杂具有复杂空间结构空间结构的的蛋白质蛋白质二二. .蛋白质的结构及其多样性蛋白质的结构及其多样性一条肽链一条肽链盘曲折叠盘曲折叠形成蛋白质形成蛋白质几条肽链几条肽链盘曲折叠盘曲折叠形成蛋白质形成蛋白质(4) (4) 肽链肽链的数目及的数目及形成的空间结构不同形成的空间结构不同蛋白质的蛋白质的结构结构多样性多样性蛋白质的蛋白质的功能功能多样性多样性构成细胞构成细胞和生物体和生物体催化催化作用作用运输运输作用作用调节调节作用作用免疫免疫作用作用如：结构蛋白如：结构蛋白如：酶如：酶如：血红蛋白如：血红蛋白如：胰岛素如：胰岛素如：抗体如：抗体三三. .蛋白质的功能及其多样性蛋白质的功能及其多样性蛋白质的功能还有许多，可以说，蛋白质的功能还有许多，可以说，一切生命活动都离不开蛋白质，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是生命活动的主要承担者。组成元素组成元素C、H、O、N（P、S等）等）导致导致氨基酸氨基酸种类：种类：2020种种 必需氨基酸：必需氨基酸：8 8种种非必需氨基酸：非必需氨基酸：1212种种通式：通式：CRCH2NOHOH特点：特点：至少至少有一个有一个NH2NH2和一个和一个COOHCOOH连在连在同一个同一个C C原子上原子上脱脱水水缩缩合合多肽多肽组成蛋白质的组成蛋白质的 氨基酸氨基酸 的的 种种 类类 不同不同 氨基酸氨基酸 的的 数数 目目 不同不同 氨基酸氨基酸 的的 排列顺序排列顺序 不同不同盘盘曲曲折折叠叠蛋白质蛋白质结构多样性结构多样性功能多样性功能多样性构成生物体，如结构蛋白构成生物体，如结构蛋白运运 输输 作作 用，如血红蛋白用，如血红蛋白催催 化化 作作 用，如酶用，如酶调调 节节 作作 用，如胰岛素用，如胰岛素免免 疫疫 作作 用，如抗体用，如抗体构成构成导致导致组成蛋白质的组成蛋白质的 多多 肽肽 的空间结构的空间结构 不同不同三、蛋白质的功能三、蛋白质的功能1、结构蛋白结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的体结构的重要物质重要物质。如如羽毛、肌肉、头发、羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。蛛丝等的成分主要是蛋白质。2、催化作用催化作用：细胞内的：细胞内的化学反应离不开化学反应离不开酶酶的催化。的催化。绝大多数酶都是蛋白质绝大多数酶都是蛋白质。（上图所示为胃蛋白质酶结晶）（上图所示为胃蛋白质酶结晶）3、运输作用运输作用：有些蛋白质具有运输载体的：有些蛋白质具有运输载体的功能。如功能。如血红蛋白、载体蛋白血红蛋白、载体蛋白。血红蛋白血红蛋白4、信息传递信息传递：有些蛋白质起信息传递的作用，：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激胰岛素、生长激素素。图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素图中央浅色区域的部分细胞分泌胰岛素5、免疫作用免疫作用：抗体抗体蛋白质的功能还有许多，可以说，蛋白质的功能还有许多，可以说，一切生命活动都离不开蛋白质，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是生命活动的主要承担者。1 1、2 2个氨基酸脱水缩合个氨基酸脱水缩合, ,脱水脱水_个，形成个，形成_个肽键，形个肽键，形成的化合物叫成的化合物叫_。112 2、3 3个氨基酸脱水缩合个氨基酸脱水缩合, ,脱水脱水_个，形成个，形成_个肽键，形个肽键，形成的化合物叫成的化合物叫_。3 3、N N个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，脱水_个，形个，形成肽键成肽键_个，形成的化合物叫个，形成的化合物叫_。4 4、N N个氨基酸脱水缩合形成个氨基酸脱水缩合形成2 2条肽链，脱水条肽链，脱水_个，形成个，形成肽键肽键_个。个。5 5、N N个氨基酸脱水缩合形成个氨基酸脱水缩合形成M M条肽链，脱水条肽链，脱水_个，个，形成肽键形成肽键_个。个。22多肽多肽N - 1二肽二肽三肽三肽N - 1N - 2N - 2XN - XX- 1N - X- 1N - MN - M 7、一条肽链中至少含有、一条肽链中至少含有_个氨基，多少个个氨基，多少个_羧基。如果羧基。如果有一条肽链有有一条肽链有2个氨基，则说明有一个氨基在个氨基，则说明有一个氨基在_上。上。6 6、N N个氨基酸脱水缩合形成个氨基酸脱水缩合形成环状化合物环状化合物，脱水，脱水_个，个，形成成肽键形成成肽键_个。个。N NN N1 11 1R R基基科学史话科学史话：世界上第一个人工合成蛋白质的诞生1958年，我国科学家提出人工合成胰岛素的设想。当时国际上最高的科研水平，也只能合成含19个氨基酸组成的多肽。胰岛素虽然是相对分子质量较小的蛋白质，但也是由17种、51个氨基酸、两条肽链组成。这项艰巨的任务由北京和上海两地的科研小组共同承担。经过集体研究，科研人员决定先把天然胰岛素的两条链拆开，摸索将两条链结合在一些的方法。然后再分别合成两条链，最后将两条人工链合在一起。经过6年零9个月的不懈努力，我国科学家终于在1965年完成了结晶牛胰岛素的全部合成，更令人振奋的是，合成的胰岛素具有与天然胰岛素一样的生物活性！中国科学家依靠集体的智慧和力量，摘取了第一项人工合成蛋白质的桂冠。科学前沿科学前沿：国际人类蛋白质组计划2003年12月15日，继人类基因组计划之后的又一项大规模的国际性科技工作“人类蛋白质组计划”(HPP)宣布正式启动。首批行动计划包括由我国科学家牵头的“人类肝脏蛋白质组计划”和由美国科学家牵头的“人类血浆蛋白质组计划”。“国际人类蛋白质组”组织的总部设在我国首都北京。这是我国科学家第一次领衔国际重大科研协作计划。下面是日常生活中的一些实例下面是日常生活中的一些实例, ,你知道为什么吗你知道为什么吗? ?(3)(3)含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用。(2)(2)加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。加酶的洗衣粉不宜用开水溶解。(1)(1)沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。沾有血渍、牛奶的衣服不易用热水洗净。 血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度血渍、牛奶的主要成分是蛋白质，一般温度下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，下，蛋白质能以胶体的形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。它就会凝固起来，不易溶解于水。 绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会绝大多数酶为蛋白质成分，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶的功能。变性，失去蛋白酶的功能。 加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白加热以后，具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变质分子链会松开，这是蛋白质的变性，蛋白质在变性后更加容易消化和吸收。性后更加容易消化和吸收。