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知识点一：蛋白质的结构与功能

1.氨基酸与多肽(非常重要)

1.1.氨基酸的结构式

1.1.1.氨基酸的一般结构式

氨基酸是组成人体蛋白质的基本单位，结构式为nh2-ch-cooh, 连在—cooh基团上的c称为α-碳原子，不同氨基酸其侧链(r)各异，有20种，除甘氨酸(d型)外均属l-α-氨基酸。

1.1.2.氨基酸分类

表1-1氨基酸的分类(理化性质)

分类

氨基酸名称

非极性、疏水性氨基酸

丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸

极性、中性氨基酸

甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸，半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸

带负电荷的r基氨基酸(酸性)

天冬氨酸、谷氨酸

带正电荷的r基氨基酸(碱性)

赖氨酸、精氨酸、组氨酸

1.2.肽键与肽链

肽键：是指氨基酸分子之间通过去水缩合形成肽链，在相邻两个氨基酸之间新生的酰胺键(-co-nh-)。若许多氨基酸依次通过肽键相互连接，形成长链，称为多肽链。肽链中的游离氨基的一端称为氨基末端(n-末端,从n-c开始);游离羧基的一端称为羧基末端(c-末端)。

例题

例题(单选)

组成人体多肽链的基本单位是

a.l-α-氨基酸 b. l-β-氨基酸

c.d-α-氨基酸 d.d-β-氨基酸

e. 以上都不是

解析：该题目属于理解运用型题目，答案选择a.

2.蛋白质的结构

2.1.一级结构概念

多肽链中氨基酸的排列顺序称为蛋白质的一级结构，肽键是维系一级结构的化学键。蛋白质分子的一级结构是其特异空间结构及生物学活性的基础。

例题

例题(单选)：维系蛋白质一级结构的主要化学键是

a 范德华力 b 二硫键

c 氢键 d 离子键

e 肽键

解析：该题目属于识记型，答案选择e

2.2.二级结构α-螺旋

蛋白质的二级结构是指局部或某一段肽链主链的空间结构，即肽链某一区段中氨基酸残基相对空间位置，它不涉及侧链的构象及与其他肽段的关系。α-螺旋是二级结构的主要形式之一，其结构特征如下：①多肽链主链围绕中心轴旋转，每隔3.6个氨基酸残基上升一个螺距;②每个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键。氢键维持了α-螺旋结构的稳定;③α-螺旋为右手螺旋，氨基酸侧链基团伸向螺旋外侧。

例题

例题(单选)

蛋白质分子中α-螺旋的特点是

a.α-螺旋为左手螺旋 b.每一个螺旋含三个氨基酸残基

c.靠氢键维持紧密结构 d.氨基酸侧链伸向螺旋内侧

e.结构中含有脯氨酸

解析：该题目属于理解运用型，答案选择c.

2.3.三级和四级结构概念

三级结构：是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整条肽链的三维空间结构。它的形成和稳定主要靠疏水键、盐键、二硫键和氢键以及范德华力等。

四级结构：许多有生物活性的蛋白质由两条或多条具有三级结构的肽链构成，每条肽链被称为一个亚基，亚基与亚基之间的空间位置关系通过非共价键维系。亚基没有活性，只有完整的四级结构寡聚体才有生物学活性，结合力主要是疏水键，氢键和离子键也参与维持四级结构。

3.蛋白质结构与功能的关系

3.1.蛋白质一级结构与功能的关系

①一级结构是空间构象的基础

蛋白质一级结构决定空间构象，即一级结构是高级结构形成的基础。只有具有高级结构的蛋白质才能表现生物学功能 (例：牛胰核糖核酶a的变性与复性) 。实际上很多蛋白质的一级结构并不是决定蛋白质空间构象的惟一因素(还包括分子伴侣，折叠酶)。

②一级结构是功能的基础

一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象和功能也相似。相似的一级结构具有相似的功能，不同的结构具有不同的功能，即一级结构决定生物学功能(例：催产素和抗利尿激素)。

③蛋白质一级结构的种属差异与分子进化

对于不同种属来源的同种蛋白质进行一级结构测定和比较，发现存在种属差异。蛋白质一定的结构执行一定的功能，功能不同的蛋白质总是有不同的序列。如果一级结构发生变化，其蛋白质的功能可能发生变化(例：不同种属来源的胰岛素组成差异)。

④蛋白质的一级结构与分子病

蛋白质的氨基酸序列改变可以引起疾病，人类有很多种分子病已被查明是某种蛋白质缺乏或异常。这些缺损的蛋白质可能仅仅有一个氨基酸发生异常所造成的，即所谓的分子病(例：镰状红细胞贫血症，谷氨酸"缬氨酸)。

3.2.蛋白质高级结构与功能的关系

①高级结构是表现功能的形式

蛋白质一级结构决定空间构象，蛋白质只有具有高级结构才能表现出生物学功能(例：酶原的激活)。

②血红蛋白的空间构象变化与结合氧

血红蛋白(hb)是由α2β2组成的四聚体。当第一个o2与hb结合成氧合血红蛋白(hbo2)后，发生构象改变犹如松开了整个hb分子构象的“扳机”，导致第二、第三和第四个o2很快的结合。这种带o2的hb亚基协助不带o2亚基结合氧的现象，称为协同效应。o2与hb结合后引起hb构象变化，进而引起蛋白质分子功能改变的现象，称为别构效应。小分子的o2称为别构剂或协同效应剂。hb则称为别构蛋白。

③构象病

蛋白质空间构象异常变化——相应蛋白质的有害折叠、折叠不能，或错误折叠导致错误定位引起的疾病，称为蛋白质构象病(例：朊病毒)。

例题

分子病主要是哪种结构异常()

a. 一级结构

b. 二级结构

c. 三级结构

d. 四级结构

e. 空间结构

解析：该题目属于识记型，答案选择a

4.蛋白质的理化性质

蛋白质的变性：在某些理化因素(高温、高压、射线照射、超声波、剧烈震荡、有机溶剂、强酸和强碱等)的作用下，蛋白质的空间结构(但不包括一级结构)遭到破坏，导致蛋白质若干理化性质和生物学活性的改变，称为蛋白质的变性作用。若蛋白质变性的程度较轻，去除变性因素后，有些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为可逆变性。许多蛋白质变性后，空间构象严重破坏，不能复原，称为不可逆变性。

应用(①保存生物活性蛋白②消毒灭菌)

例题一

1.蛋白质紫外吸收的最大波长是：

a.250nm b.260nm

c.270nm d.280nm

e.290nm

解析：该题目属于识记型，答案选择d

例题二

2.下列有关蛋白质变性描述错误的是

a.蛋白质变性不涉及一级结构 b.蛋白质变性后理化性质发生改变

c.蛋白质变性后生物活性降低或丧失d.所有蛋白质变性后都可恢复

e.球蛋白变性后其水溶性降低

解析：该题目属于理解运用型，答案选择d.

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