2019-2020年高中生物 第4课时 蛋白质备课资料 苏教版

2019-2020年高中生物 第4课时 蛋白质备课资料 苏教版1.蛋白质的分子结构蛋白质是由各种氨基酸通过肽键连接而成的多肽链，再由一条或一条以上的多肽链按各自的特殊方式组合成具有生物活性的分子。由于

2019-2020年高中生物第4课时蛋白质备课资料苏教版 1.蛋白质的分子结构 蛋白质是由各种氨基酸通过肽键连接而成的多肽链，再由一条或一条以上的多肽链按各 自的特殊方式组合成具有生物活性的分子。由于氨基酸种类、排列顺序和肽链数目及空间结 构的不同，就形成了分子结构不同的蛋白质。蛋白质的分子结构是蛋白质功能的物质基础。 蛋白质的分子结构有不同的层次，为了研究方便，人们将其分为四个层次。 蛋白质的一级结构蛋白质分子中的氨基酸都是按一定的排列顺序组成肽链的。氨基酸 在多肽链中的排列顺序（包括氨基酸的种类、数量）和方式叫做蛋白质的一级结构。蛋白质 的一级结构也叫初级结构或化学结构。 蛋白质的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。 多肽链中的一个肽键和相隔若干氨基酸残基的另一个肽键之间形成氢键，这些氢键使蛋 白质分子中的部分多肽链盘旋成螺旋状（又叫α螺旋），或者折叠成片层状（又叫β折叠）， 或者形成180°回折（又叫β转角或β弯曲）。这种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。 不同蛋白质的二级结构不同，有的相差很大，例如，α-角蛋白几乎全是α螺旋结构， 而蚕丝的丝心蛋白又几乎全是β折叠结构。 蛋白质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。 蛋白质的四级结构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。例如，磷 酸化酶是由2个亚基构成的，血红蛋白是由4个亚基构成的，谷氨酸脱氢酶是由6个亚基构 成的。 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。 2.蛋白质的结构和功能关系两例 每一种蛋白质都有特定的生物学功能，这是由它们特定的结构决定的。下面以肌红蛋白 和血红蛋白为例，说明蛋白质结构和功能的关系。 肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质。在潜水哺乳类如鲸、海豹和海豚的肌肉中肌 红蛋白含量特别丰富，致使它们的肌肉呈棕色。由于肌红蛋白能够储氧，使这些动物能长时 间潜在水下。肌红蛋白是一条由153个氨基酸残基组成的肽链，盘绕一个血红素（辅基）而 形成的，其分子折叠紧密，相对分子质量为16700。 肌红蛋白分子内外层的氨基酸残基的排列都有一定的规律，具有极性基团侧链的氨基酸 残基几乎全部分布在分子的表面，而非极性的残基则被埋在分子内部，不与水接触。正是因 为分子表面极性基团与水分子的结合，才使肌红蛋白具有可溶性。 肌红蛋白中有1个含二价铁Fe(Ⅱ)的血红素辅基（或称铁卟啉），位于肌红蛋白分子 表面的洞穴内，铁原子位于卟啉环的中心。CO与Fe(Ⅱ)的结合力比O约大200倍。当CO 2 多而O缺乏时，肌红蛋白的大部分都以CO—肌红蛋白存在，此时机体就可能因缺O而死亡。 22 血红素中的Fe(Ⅱ)能进行可逆氧合作用。铁原子如果处在水环境中，很容易被氧化成 Fe(Ⅲ)，失去氧合能力。肌红蛋白正好为血红素提供了一个疏水洞穴，避免了二价铁原子发 生氧化，从而保证了血红素的氧合能力。