蛋白质的结构

1、1会计学蛋白质的结构蛋白质的结构第1页/共76页第2页/共76页第第2 2节节 生命活动的主要生命活动的主要承担者承担者蛋白蛋白质质第3页/共76页想一想想一想:哪些食品富含蛋哪些食品富含蛋白质白质?第4页/共76页化学元素组化学元素组成：成：蛋白质主要由蛋白质主要由C C、H H、O O、N N 4 4种化学元素种化学元素组成。很多重要的蛋白质还含有组成。很多重要的蛋白质还含有P P、S S两两种元素，有的也含微量元素种元素，有的也含微量元素FeFe、Mn Mn 、CuCu、ZnZn等元素。等元素。相对分子质量：相对分子质量：蛋白质是一种高分子化合物，也就是说的蛋白质是一种高分子化合物，也就

2、是说的相对分子量很大的生物大分子。蛋白质分相对分子量很大的生物大分子。蛋白质分子质量的变化范围很大，从几千一直到子质量的变化范围很大，从几千一直到100100万以上。例如，牛的胰岛素的相对分子质万以上。例如，牛的胰岛素的相对分子质量是量是57005700，人的血红蛋白的相对分子质量，人的血红蛋白的相对分子质量是是6450064500。第5页/共76页思考思考:食物中的蛋白质能否被人体直食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢接吸收呢? 要分解成氨基酸,才被人体吸收蛋白质蛋白质 多肽多肽 氨基酸氨基酸蛋白蛋白酶酶肽酶肽酶（肠）（肠）（胃、胰、肠（胃、胰、肠）第6页/共76页思考思考:第7页/共76页一

3、、蛋白质的组成和结构一、蛋白质的组成和结构 蛋白质属于天然有机高分蛋白质属于天然有机高分子化合物子化合物1、氨基酸组成了蛋、氨基酸组成了蛋白质白质蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 酶、酸、碱酶、酸、碱水解水解 没有蛋白质就没有生命没有蛋白质就没有生命-恩格斯恩格斯 第8页/共76页组成蛋白质的基组成蛋白质的基本单位本单位:氨基氨基酸酸第9页/共76页氨基酸的结构是怎样的呢？ 甘氨甘氨酸酸 缬氨缬氨酸酸H2NCCOH HO CH3 丙氨酸丙氨酸H2NCCOHH HOH2NCCOH HCHCH3CH3O羧基 氨基侧链基团（R基）第10页/共76页CH2COOHNH2甘氨酸甘氨酸CH3CH2COOHNH2

4、丙氨酸丙氨酸HOOC(CH2)2CHCOOHNH2谷氨酸谷氨酸COOHNH2COOHCOOHNH2NH2CCC2.几种简单的氨基酸：几种简单的氨基酸： 第11页/共76页观察、讨论观察、讨论:氨基酸氨基酸的结构具有什的结构具有什么共同特点？么共同特点？1 1、氨基酸的结构通式、氨基酸的结构通式：2 2、氨基酸的判、氨基酸的判断依据：断依据：NH2与与COOH是否连在同一是否连在同一个个“C”上。上。例：例：H2NC CH2 CH2 COOHHCH3是否属于氨基酸是否属于氨基酸。第12页/共76页氨基酸的通式氨基酸的通式R1CCOOHHNH2羧基羧基酸性酸性COOHNH2氨基氨基碱性碱性氨基酸既

5、是酸，又氨基酸既是酸，又是碱，具有两性。是是碱，具有两性。是两性化合物两性化合物第13页/共76页已知的两性化合物有已知的两性化合物有：Al(OH)3,Al2O3,氨基酸氨基酸两性化合物的特征：既能和酸反应，两性化合物的特征：既能和酸反应， 也能和碱反应也能和碱反应, 产物是盐和水。产物是盐和水。第14页/共76页氨基酸的结构特点：氨基酸的结构特点：1.每个氨基酸分子中心都有一个每个氨基酸分子中心都有一个碳原子碳原子，并且都有，并且都有一个氨基一个氨基、一一个羧基个羧基、一个氢原子一个氢原子、一个一个R基基同时连接在中心碳原子上；同时连接在中心碳原子上；2.中心碳原子上唯一可变的是中心碳原子上

6、唯一可变的是R基基，R基上基上可以可以含有另外的氨基和含有另外的氨基和羧基。羧基。第15页/共76页练习练习1： CHNH2COOHCH3 C CNH2COOHH HCH3CH3 CNH2COOHH CHCH3CH3下面属于氨基酸的是下面属于氨基酸的是_NH2COOH结论：每个氨基酸至少含有一个氨结论：每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基基和一个羧基第16页/共76页H2NC COHHOH思考思考: 根据什么判断氨基酸根据什么判断氨基酸的种类？的种类？R基基第17页/共76页CHCH3CH3练习练习2:根据氨基酸通式根据氨基酸通式,写出下面四种氨基酸的写出下面四种氨基酸的R基：基：H,，CH3

7、 ，CH2CH3CH3CHH2NC C OHHOH甘氨甘氨酸酸缬氨缬氨酸酸丙氨酸丙氨酸H2NC C OHHOCH2CH3CH3CHH2NC C OHHOCH3H2NC C OHHOCHCH3CH3亮氨亮氨酸酸R基分基分别是别是:第18页/共76页 CHNH2COOHCH3 CHNH2COOHCH2SH CH2NH2COOH CHNH2COOHCH2H（2）如果是氨基酸，则它们的）如果是氨基酸，则它们的R基分别是基分别是:_1、（1）以上属于氨基酸的是）以上属于氨基酸的是_CCH H3 3,H,SHCH2练习练习：第19页/共76页第20页/共76页思考思考 谈谈什么是必需氨基酸谈谈什么是必需氨

8、基酸，什么是非必需氨基酸？，什么是非必需氨基酸？甲甲 携携 来来 一一 本本 亮亮 色色 书书a必需氨基酸：必需氨基酸：只能从外界环境中直接获取只能从外界环境中直接获取（人体内有（人体内有8种，婴儿有种，婴儿有9种）种）甲甲硫氨酸、硫氨酸、缬缬氨酸、氨酸、赖赖氨酸、氨酸、异异亮氨酸、亮氨酸、苯苯丙氨酸、丙氨酸、亮亮氨酸、氨酸、色色氨酸、氨酸、苏苏氨酸氨酸b非必需氨基酸：非必需氨基酸：在人体细胞内在人体细胞内能够合成。能够合成。甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、谷氨甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、谷氨酸（及其胺）、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、酸（及其胺）、脯氨酸、精氨酸、组氨酸、酪氨酸、胱氨酸等酪

9、氨酸、胱氨酸等第21页/共76页蛋白质的结构蛋白质的结构1 1、组成蛋白质的氨基酸有：、组成蛋白质的氨基酸有：_种种。2020一、氨基酸及种一、氨基酸及种类类2 2、氨基酸的结、氨基酸的结构通式：构通式：H2NCCOHHORH2NCCOOHHR或或3 3、氨基酸的判、氨基酸的判断依据：断依据：NH2与与COOH是否连在同是否连在同一个一个“C”上上第22页/共76页氨基酸氨基酸：20种种蛋白质：蛋白质：10101012第23页/共76页思考与讨论思考与讨论 观察观察 下图，说说从氨下图，说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？由氨基酸形成蛋白质由氨基酸形成蛋白质

10、的示意图的示意图肌红蛋白肌红蛋白血红蛋白血红蛋白、胰岛素、胰岛素氨基酸氨基酸二肽二肽三肽三肽多肽多肽蛋白质蛋白质第24页/共76页氨基酸的结合方氨基酸的结合方式：式：脱水缩合脱水缩合H2O+ CNH2HR1CONH CHR2COOH肽键（二肽）（二肽）H2OOHNHR1 C COH2+NHR2OH C COHH + 第25页/共76页H2O+NHR2OH C COHH CNH2HR1CONH CHR2COHOHCR1 CNH2CONH CHR2 CNHR2OHCOHO（二肽）（二肽）（三肽）（三肽）（多肽）（多肽）（四（四肽）肽）第26页/共76页氨基酸之间的连接氨基酸之间的连接方式：方式：脱

11、水缩脱水缩合合肽链：肽链：多肽：多肽：三肽：三肽：二肽：二肽：第27页/共76页3.多肽多肽与蛋白与蛋白质没有质没有本质的本质的区别，区别，一般把一般把相对分相对分子质量子质量小于小于1000叫多肽叫多肽第28页/共76页肽键数肽键数=氨基酸个数氨基酸个数1肽链中的肽键数与氨基酸个数肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：的关系：(1)(2)肽键数肽键数=氨基酸个数氨基酸个数24、肽键数、肽键数=氨基酸个数氨基酸个数肽链肽链条数条数 = nm肽键数肽键数=失去的水分子失去的水分子数数第29页/共76页R1CHH2NCOHOCOOHR2COOHHNCH H NH2缩 合R2COOHHNCH R1CHH

12、2NCOH2O肽键二肽氨基酸是如何组成蛋白氨基酸是如何组成蛋白质的？质的？第30页/共76页第31页/共76页练习：练习： 根据下面图解，回答问题：根据下面图解，回答问题： （1）该图中，）该图中， 表示表示 ，表示表示 ， 表示表示 。（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 个水分子而形成，这种反应个水分子而形成，这种反应叫叫 反应。反应。（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是：个肽键，该图所示化合物的名称是： 。（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。（5）如果图中氨基酸的平均分子量为）如果

13、图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是，则该化合物的分子量是。氨基氨基 肽键肽键 羧基羧基 四肽四肽(多肽多肽) 三三 四四 三三 脱水缩合脱水缩合 R基基 666 CNH2HHCONH CCH3HCOOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH第32页/共76页 CNH2HHCONH CCH3HCOOHCONH CHCH2C ONH2CONHHCH2CCOOH2、（1）该化合物中，）该化合物中，表示表示_， 表示表示_ ，表表示示_。（2）该化合物有氨基该化合物有氨基_个，个，有羧基有羧基_个。该化合物的个。该化合物的名称是名称是_。氨基氨基羧基羧基肽键肽键2

14、2多肽多肽（三肽（三肽）第33页/共76页1.在一条肽链中，肽在一条肽链中，肽键数键数脱去的水分子脱去的水分子数数氨基酸总数氨基酸总数1。2.如果如果n个氨基酸形成一条肽个氨基酸形成一条肽链，则脱掉链，则脱掉n1个水分个水分子，子，形成形成个肽键个肽键。n13.如果如果n个氨基酸形成个氨基酸形成m条肽条肽链，则脱掉链，则脱掉nm个水分个水分子，子，形成形成nm个肽键个肽键。第34页/共76页与蛋白质有关的与蛋白质有关的计算计算1 1、计算某个氨基酸中、计算某个氨基酸中C C、H H、O O、N N等元素的原子数：等元素的原子数：例例1 1：丙氨酸的：丙氨酸的R R基为基为CHCH3 3，在一个

15、丙氨酸分子中，含在一个丙氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是有碳和氧的原子数分别是 （ ） A.3,4 B. 4A.3,4 B. 4，3 3 C. 3 C. 3，2 2 D. 4 D. 4，4 4 C第35页/共76页2.2.氨基数、羧基数的计氨基数、羧基数的计算算1 1条肽链条肽链至少至少含含1 1个个NHNH2 2和和1 1个个COOHCOOH 例例2 2：一个蛋白质分子有二条：一个蛋白质分子有二条肽链构成，共有肽链构成，共有266266个氨基个氨基酸组成，则这个蛋白质分子酸组成，则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目至少含有的氨基和羧基数目分别是分别是 （ ） A.264A.264和和

16、266266 B.265 B.265和和264 264 C.264 C.264和和3 D.23 D.2和和2 2Dn n条肽链条肽链至少至少含有含有n n个个NHNH2 2和和n n个个COOHCOOH第36页/共76页例例3 3、血红蛋白分子中含、血红蛋白分子中含D第37页/共76页例例4 4某蛋白质由某蛋白质由2 2条肽链条肽链、502502个氨基酸组成。在其个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中，相对脱水缩合的过程中，相对分子质量至少减少（分子质量至少减少（ ） A A36 B36 B90009000 C C9018 D9018 D90729072B第38页/共76页例例5 5：已知：已知2

17、020种氨基酸的种氨基酸的平均相对分子质量是平均相对分子质量是128128，现有一蛋白质分子由两，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键条多肽链组成，共有肽键9898个，此蛋白质的相对分个，此蛋白质的相对分子量最接子量最接近于近于 （ ） A.12800 A.12800 B.12544 B.12544 C.11036 C.11036 D.12288 D.12288 C C第39页/共76页4.蛋白质的相对分子质量蛋白质的相对分子质量氨氨基酸数基酸数氨基酸的平均分子量氨基酸的平均分子量失去的水分子数失去的水分子数水的分子水的分子量。量。一个由一个由n个氨基酸形成的含有个氨基酸形成的含有m条肽

18、链的蛋白质，氨基酸的平条肽链的蛋白质，氨基酸的平均分子质量为均分子质量为a,则蛋白质的相则蛋白质的相对分子质量对分子质量an-18(n-m)。在这个蛋白质中至少含有的游在这个蛋白质中至少含有的游离氨基（或者游离羧基）数离氨基（或者游离羧基）数肽链数肽链数m。第40页/共76页2、氨基酸的结合方式：、氨基酸的结合方式：脱水缩合脱水缩合3、肽键的结构通式：、肽键的结构通式：CONHCONH 或或4、二肽、多肽：、二肽、多肽：P29 氨基酸氨基酸脱水缩脱水缩合合多肽多肽蛋白质蛋白质折叠、盘折叠、盘旋旋蛋白质的结构及其蛋白质的结构及其多样性多样性1、蛋白质的形成过程、蛋白质的形成过程：5、肽键数、肽键

19、数=氨基酸个数氨基酸个数肽链条数肽链条数 = nm肽键数肽键数=失去水分子失去水分子数数6、蛋白质的主要组成元素：、蛋白质的主要组成元素：C、H、O、N第41页/共76页（B）2.某一条多肽链中，共有肽键某一条多肽链中，共有肽键109个，则此分子中含有氨基和个，则此分子中含有氨基和羧基的数目至少是羧基的数目至少是A.110、110； B.109、109； C.9、9； D.1、1（D）第42页/共76页（C）4.通常情况下，分子式为通常情况下，分子式为C63H103O45N17S2的蛋白质的蛋白质 化合物中化合物中，最多含有，最多含有 肽键肽键 A.63个；个； B.62个；个； C.17个；

20、个； D.16个个（D）第43页/共76页COOHCOOHCOOHA.3、3、2； B.4、3、3； C.1、3、2； D.3、4、2（C）第44页/共76页HCH2-HSHCOOHCOOHNH2A.4； B.3； C.2； D.1(B)第45页/共76页（C）4.在人体的消化道中，要将一个由在人体的消化道中，要将一个由4条条肽链共肽链共288个氨基酸组成的蛋白质分子个氨基酸组成的蛋白质分子彻底消化，需要消耗的水分子个数是彻底消化，需要消耗的水分子个数是 A.284； B.287; C288; D.289（A）第46页/共76页1、某二十二肽被水解成、某二十二肽被水解成1个四个四肽，肽，2个三

21、肽，个三肽，2个六肽，则这个六肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是肽键总数依次是 （ ）A、6 , 18 B、5, 18 C、5 , 17 D、6 , 17CCOOHH2NH2NCOOHH2NCOOHCOOHH2NCOOHH2N拓展练习拓展练习第47页/共76页 C 862 D. 880D第48页/共76页第49页/共76页蛋白质分子结构的蛋白质分子结构的多样性：多样性：-氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸种类不同，肽链结构不同氨基酸数目不同，肽链氨基酸数目不同，肽链结构不同结构不同- -氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同肽链

22、空间结构不同，蛋白质种类不同肽链空间结构不同，蛋白质种类不同蛋白质分子结构的多样性，决定蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质了蛋白质分子功能的多样性。分子功能的多样性。第50页/共76页氨基酸种类氨基酸种类氨基酸数氨基酸数目目氨基酸序氨基酸序列列肽链空间结肽链空间结构构蛋白蛋白质结质结构多构多样性样性蛋白蛋白质种质种类多类多样性样性蛋白质蛋白质功能的功能的多样性多样性蛋白质结构多样性的根本原因是什么蛋白质结构多样性的根本原因是什么? ?-由由 DNA的多样性决定的多样性决定第51页/共76页1、结构蛋白结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的结构的重要物质重要

23、物质。如如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。的成分主要是蛋白质。第52页/共76页第53页/共76页2、催化作用催化作用：细胞内的：细胞内的化学反应离不开酶化学反应离不开酶的的催化。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。（上图所示为胃蛋白质酶结晶）为胃蛋白质酶结晶）第54页/共76页能进行。到目前为止，已鉴定出的能进行。到目前为止，已鉴定出的酶几乎都是酶几乎都是蛋白质。所以蛋白质起到了确定化蛋白质。所以蛋白质起到了确定化学转化作用学转化作用类型的独特作用。类型的独特作用。第55页/共76页3、运输作用运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能

24、。：有些蛋白质具有运输载体的功能。如如血红蛋白、载体蛋白血红蛋白、载体蛋白。第56页/共76页第57页/共76页4、调节生命活动调节生命活动：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、生长激素胰岛素、生长激素。第58页/共76页第59页/共76页5、免疫作用免疫作用：抗体抗体第60页/共76页第61页/共76页6、识别作用识别作用：细胞膜的外表有一层：细胞膜的外表有一层糖蛋白糖蛋白，与，与细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用细胞的识别作用有密切关系。糖蛋白的识别作用好比是细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之好比是

25、细胞与细胞之间，或细胞与其他大分子之间，互相联络用的文字或语言。间，互相联络用的文字或语言。第62页/共76页第63页/共76页第64页/共76页第65页/共76页第66页/共76页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，三、蛋白质的功能：三、蛋白质的功能：1、结构蛋白：、结构蛋白：2、催化作用：绝大多数酶、催化作用：绝大多数酶3、运输作用：血红蛋白、载体蛋白、运输作用：血红蛋白、载体蛋白4、调节生命活动：胰岛素、生长激素、调节生命活动：胰岛素、生长激素5、免疫作用：抗体、免疫作用：抗体6、识别作用：糖蛋白、识别作用：糖蛋白7、收缩运动收缩运动 8、储藏作用储藏作用 9、控制生长和分化、控制生长和分化第67页/共76页氨基酸的通式氨基酸的通式R1CCOOHHNH2羧基羧基酸性酸性COOHNH2氨基氨基碱性碱性氨基酸既是酸，又氨基酸既是酸，又是碱，具有两性。是是碱，具有两性。是两性化合物两性化合物第68页/共76页蛋白质的结构蛋白质的结构1 1、组成蛋白质的氨基酸有：、组