蛋白质的结构

第2节生命活动的主要承担者－－蛋白质想一想:哪些食品富含蛋白质?化学元素组成：蛋白质主要由C、H、O、N4种化学元素组成。很多重要的蛋白质还含有P、S两种元素，有的也含微量元素Fe、Mn、Cu、Zn等元素。相对分子质量：蛋白质是一种高分子化合物，也就是说的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100万以上。例如，牛的胰岛素的相对分子质量是5700，人的血红蛋白的相对分子质量是64500。思考:食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?

要分解成氨基酸,才被人体吸收蛋白质多肽氨基酸蛋白酶肽酶（肠）（胃、胰、肠）氨基酸是不是蛋白质的基本单位呢？思考:一、蛋白质的组成和结构蛋白质属于天然有机高分子化合物1、氨基酸组成了蛋白质蛋白质氨基酸酶、酸、碱水解没有蛋白质就没有生命------恩格斯组成蛋白质的基本单位:——氨基酸氨基酸的结构是怎样的呢？

甘氨酸

缬氨酸H2N－C－C－OHHO

CH3

丙氨酸H2N－C－C－OHH

HOH2N－C－C－OHHCHCH3CH3O羧基

氨基侧链基团（R基）CH2－COOH—NH2甘氨酸CH3－CH2－COOH—NH2丙氨酸HOOC－(CH2)2－CH－COOH—NH2谷氨酸COOHNH2COOHCOOHNH2NH2CCC2.几种简单的氨基酸：观察、讨论:氨基酸的结构具有什么共同特点？1、氨基酸的结构通式：2、氨基酸的判断依据：—NH2与—COOH是否连在同一个“C”上。例：H2N—C—CH2

—CH2

—

COOHHCH3是否属于氨基酸。氨基酸的通式R1－C－COOHH—NH2—羧基——酸性COOHNH2氨基——碱性∴氨基酸既是酸，又是碱，具有两性。是两性化合物已知的两性化合物有：Al(OH)3,Al2O3,氨基酸两性化合物的特征：既能和酸反应，也能和碱反应,

产物是盐和水。氨基酸的结构特点：1.每个氨基酸分子中心都有一个碳原子，并且都有一个氨基、一个羧基、一个氢原子、一个R基同时连接在中心碳原子上；2.中心碳原子上唯一可变的是R基，R基上可以含有另外的氨基和羧基。练习1：

—C—HNH2COOHCH3①

—C—

—CNH2COOHHHCH3CH3②

—C——③NH2COOHH

—C—HCH3CH3下面属于氨基酸的是________①③NH2COOH结论：每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基H2N—C—C—OHHOH思考:

根据什么判断氨基酸的种类？R基CHCH3CH3练习2:根据氨基酸通式,写出下面四种氨基酸的R基：—H,，—CH3，CH2CH3CH3CHH2N—C—C—OHHOH甘氨酸缬氨酸丙氨酸H2N—C—C—OHHOCH2CH3CH3CHH2N—C—C—OHHOCH3H2N—C—C—OHHOCHCH3CH3亮氨酸R基分别是:

—C—HNH2COOHCH3

—C—HNH2COOHCH2SH

—CH2—NH2COOH

—C—HNH2COOHCH2—H②①③④（2）如果是氨基酸，则它们的R基分别是:______________1、（1）以上属于氨基酸的是_____________________①②④—CH3,—H,SHCH2练习：[思考]谈谈什么是必需氨基酸，什么是非必需氨基酸？甲携来一本亮色书a必需氨基酸：只能从外界环境中直接获取（人体内有8种，婴儿有9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b非必需氨基酸：在人体细胞内能够合成。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、酪氨酸、胱氨酸等蛋白质的结构1、组成蛋白质的氨基酸有：____种。20一、氨基酸及种类2、氨基酸的结构通式：H2N—C—C—OHHORH2N—C—COOHHR或3、氨基酸的判断依据：—NH2与—COOH是否连在同一个“C”上氨基酸：20种蛋白质：1010～1012[思考与讨论]观察下图，说说从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？由氨基酸形成蛋白质的示意图肌红蛋白血红蛋白、胰岛素氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→蛋白质氨基酸的结合方式：脱水缩合H2O+

—CNH2HR1—C—ON—H

C—HR2COOH肽键（二肽）H2OOHNHR1

—C—C—OH2+—NHR2OH

—C—COHH+

H2O++—NHR2OH

—C—COHH

—CNH2HR1—C—ON—H

C—HR2C—OHOHCR1

—CNH2—C—ON—H

C—HR2

—C——NHR2OHCOHO（二肽）（三肽）（多肽）（四肽）氨基酸之间的连接方式：脱水缩合由2个氨基酸分子缩合形成的化合物。由3个氨基酸分子缩合形成的化合物。由多个氨基酸分子缩合形成的化合物。肽链：多肽通常呈链状结构，所以通常又叫肽链。多肽：三肽：二肽：3.多肽与蛋白质没有本质的区别，一般把相对分子质量小于1000叫多肽肽键数=氨基酸个数－1肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：(1)(2)肽键数=氨基酸个数－24、肽键数=氨基酸个数－肽链条数

=n－m肽键数=失去的水分子数R1CHH2NCOHOCOOHR2COOHHNCH

H

NH2缩合R2COOHHNCH

R1CHH2NCOH2O＋肽键二肽氨基酸是如何组成蛋白质的？一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另外一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱去一分子的水,这种结合方式叫做脱水缩合。练习：根据下面图解，回答问题：

（1）该图中，①表示

，③表示

，⑦表示

。（2）该化合物由

个氨基酸分子失去

个水分子而形成，这种反应叫

反应。（3）该化合物含有

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

决定的。（5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是

。氨基肽键羧基四肽(多肽)三四三脱水缩合R基666

—CNH2HH—C—ON—HC—CH3HCOOH—C—ON—HC—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②③④⑥⑤⑦⑧⑨

—CNH2HH—C—ON—HC—CH3HCOOH—C—ON—HC—HCH2CONH2—C—ON—HHCH2CCOOH①②④⑥⑤⑦⑧⑨2、③（1）该化合物中，①表示________，③表示________，⑦表示________。（2）该化合物有氨基________个，有羧基________个。该化合物的名称是_______。氨基羧基肽键22多肽（三肽）1.在一条肽链中，肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸总数－1。2.如果n个氨基酸形成一条肽链，则脱掉n－1个水分子，形成个肽键。n－13.如果n个氨基酸形成m条肽链，则脱掉n－m个水分子，形成n－m个肽键。与蛋白质有关的计算1、计算某个氨基酸中C、H、O、N等元素的原子数：例1：丙氨酸的R基为—CH3，在一个丙氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是（）

A.3,4B.4，3C.3，2 D.4，4

C2.氨基数、羧基数的计算1条肽链至少含1个—NH2和1个—COOH

例2：一个蛋白质分子有二条肽链构成，共有266个氨基酸组成，则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目分别是（）

A.264和266 B.265和264C.264和3D.2和2Dn条肽链至少含有n个—NH2和n个—COOH例3、血红蛋白分子中含574个氨基酸，4条肽链，在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键的数目分别是（）

A．573和573 B．573和570

C．570和573 D．570和570

D例4．某蛋白质由2条肽链、502个氨基酸组成。在其脱水缩合的过程中，相对分子质量至少减少（）

A．36B．9000C．9018D．9072B例5：已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，此蛋白质的相对分子量最接近于（）

A.12800B.12544C.11036 D.12288C4.蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均分子量－失去的水分子数×水的分子量。一个由n个氨基酸形成的含有m条肽链的蛋白质，氨基酸的平均分子质量为a,则蛋白质的相对分子质量＝an-18(n-m)。在这个蛋白质中至少含有的游离氨基（或者游离羧基）数＝肽链数＝m。2、氨基酸的结合方式：脱水缩合3、肽键的结构通式：—C—ON—H—CO—NH—或4、二肽、多肽：P29

氨基酸脱水缩合多肽蛋白质折叠、盘旋蛋白质的结构及其多样性1、蛋白质的形成过程：5、肽键数=氨基酸个数－肽链条数

=n－m肽键数=失去水分子数6、蛋白质的主要组成元素：C、H、O、N例题：1.谷氨酸的R基团为－C3H5O2,在一个谷氨酸分子中，碳原子和氧原子数分别是

A.4、4；B.5、4；C.4、5；D.5、5（B）2.某一条多肽链中，共有肽键109个，则此分子中含有氨基和羧基的数目至少是A.110、110；B.109、109；C.9、9；D.1、1（D）例题：3.组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128，血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则血红蛋白的分子质量约为

A.73472；B.12800；C.63212；D.63140（C）4.通常情况下，分子式为C63H103O45N17S2的蛋白质化合物中，最多含有肽键

A.63个；B.62个；C.17个；D.16个（D）练习1.下列物质中，有的是组成人体的氨基酸，有的不是，若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是①NH2-CH2-COOH;②NH2-CH2-CH2OH;③NH2-CH-CH2-COOH④NH2-CH2-CH-COOH;⑤NH2-CH-(CH2)4-COOHCOOHCOOHCOOHA.3、3、2；B.4、3、3；C.1、3、2；D.3、4、2（C）2.下列物质中，属于组成蛋白质的氨基酸有几种NH2-C-COOH;NH2-C-CH2-COOHNH2-CH2-CH2-CH2-CH;NH2-CH2-CH2-COOHHCH2-HSHCOOHCOOHNH2A.4；B.3；C.2；D.1(B)3.某种蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别为

A.498、498；B.500、500；

C.502、500；D.501、500（C）4.在人体的消化道中，要将一个由4条肽链共288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

A.284；B.287;C288;D.289（A）1、某二十二肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（）A、6,18B、5,18C、5,17D、6,17CCOOHH2NH2NCOOHH2NCOOHCOOHH2NCOOHH2N拓展练习2.全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为()A．1024B.898C．862D.880D拓展练习蛋白质分子结构的多样性：

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★-★-★-★-★-★-★-★-★-★◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎①氨基酸种类不同，肽链结构不同②氨基酸数目不同，肽链结构不同☆-☆-○-◎-

-▲-△-●-□-◎-○-★-■-

-★-◆-◆-□●-■-◎-○-☆-○-☆-□-◎-▲-★-◆-

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-◆-□-△③氨基酸排列顺序不同，肽链结构不同④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，决定了蛋白质分子功能的多样性。影响蛋白质结构的因素氨基酸种类氨基酸数目氨基酸序列肽链空间结构蛋白质结构多样性蛋白质种类多样性蛋白质功能的多样性蛋白质结构多样性的根本原因是什么?----由

DNA的多样性决定蛋白质的功能1、结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质。如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质。

蛋白质是生物体的主要结构成分。细胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体、内质网等都是由不溶性蛋白质和脂质组成的。高等动物的胶原纤维是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架。2、催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。（上图所示为胃蛋白质酶结晶）

生命的最基本特征是能够进行新陈代谢，新陈代谢包括的所有化学反应都是在生物催化剂——酶的作用下进行的。生物体内的有些化学反应非常简单，而有些反应则非常复杂，如染色体的复制和蛋白质的合成等等，这些反应都需要许多种酶的催化，否则反应就不能进行。到目前为止，已鉴定出的酶几乎都是蛋白质。所以蛋白质起到了确定化学转化作用类型的独特作用。3、运输作用：有些蛋白质具有运输载体的功能。如血红蛋白、载体蛋白。

生物体中许多小分子和离子要靠特殊的蛋白质运输，如血红蛋白在红血球中运输氧，血液中的脂蛋白负责运输脂类，铁传递蛋白负责运输铁，生物氧化过程中细胞色素C等电子传递体负责电子的传递。4、调节生命活动：有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素、生长激素。

有些蛋白质具有激素功能，对生物体的新陈代谢起调节作用，如胰岛素能参与血糖的代谢调节，降低血液中