蛋白质是生命活动的主要承
看清蛋白质的四级结构、功能分化与变性边界
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蛋白质是生命活动的主要承
看清蛋白质的四级结构、功能分化与变性边界
非必需氨基酸
上一页我们说蛋白质由约20种氨基酸组成,但这20种在人体里的「地位」并不一样——有些自己能合成,有些必须靠吃。这一页我们聚焦前者:非必需氨基酸。
能自给自足不必外购;但极端情况下(疾病、发育)种不出来,仍需去买——对应条件必需氨基酸
脱水缩合
非必需氨基酸人体自己能造,但不管哪种氨基酸,最终要一个一个连起来才能组成蛋白质。两个氨基酸相接的瞬间会脱去一分子水——这就是脱水缩合。
两绳头各剪掉一小段(对应-OH和-H),剪下的合起来就是'水',再把剩余绳头系紧
肽键
上一页脱水缩合时,两个氨基酸"吐出"一分子水后到底用什么"手"扣住了彼此?这就是今天的主角——肽键。
齿一咬就锁死、不能错位——肽键形成后C、O、N、H也锁在同一平面、不能旋转
二肽
两个氨基酸通过一次脱水缩合相连,脱去一分子水,形成一个肽键——产物就是二肽。它是最小的肽,理解它就是理解一切肽链与蛋白质的起点。
每块积木就是一个氨基酸,两块拼起来是二肽,但上下还露出凸点与凹槽,可继续拼接成长链
多肽
上一页两个氨基酸手拉手变成了二肽。如果再多来几个——三个、十个、一百个——依次用肽键接下去,这条越来越长的链就叫做多肽。
每颗珠子=一个氨基酸,串珠的线=肽键;三颗以上才算「多珠项链」
肽链
多个氨基酸用肽键首尾相连,就形成了一条肽链。但仅仅'串起来'远不是故事的结局——这条链有头有尾、有自己的'脾气',还得经过折叠才能真正发挥作用。
珠子=氨基酸,连线=肽键,不同颜色=R基团
蛋白质的空间结构(盘曲与
我们前面拼出了一条线性肽链,但它还不是有功能的蛋白质——必须进一步盘曲折叠,形成特定的空间构象,才具备活性。
直线是一级;盘成弹簧是二级;揉成特定形状是三级;多根线拧成一股是四级
蛋白质结构与功能的关系
上一页我们看到蛋白质在空间里盘曲折叠成特定形状——那些弯折不是随便绕的,而是为了完成特定的工作。结构与功能之间,到底是什么关系?
锤子为敲、剪刀为剪——蛋白质折叠成特定形状,正是为承担特定任务;形状一改,功能就废了
蛋白质变性
上页说空间结构决定功能。那如果空间结构被破坏了会怎样?煮鸡蛋就是最直观的例子——蛋清从液态变固态,蛋白质彻底失去了原来的功能。
纸(肽键)还在,鹤的形状(空间结构)没了,鹤能飞的功能也没了
血红蛋白
你爬楼梯气喘吁吁,是因为肌肉缺 O₂——把 O₂ 从肺部精准运到全身的,正是血红蛋白。
第一个亚基结合 O₂ 后构象松弛,后续亚基结合位点暴露,更易结合
本节要点
- ✓脱水缩合与水解互为逆反应,统一了肽键的形成与断裂
- ✓蛋白质多样性源于氨基酸种类、数目、顺序与空间构象
- ✓变性破坏空间结构保留肽键;强酸碱高温才破坏肽键
- ✓结构决定功能,但构象可动态调节(如变构效应)
课后思考
先独立思考再看参考答案——好的问题比标准答案更珍贵。
参考答案脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数(环状肽链除外)。一条肽链两端的氨基和羧基没有与其他氨基酸发生脱水缩合,所以至少各有1个游离的氨基和1个游离的羧基。
参考答案高温破坏了蛋白质的空间结构(氢键等断裂),原本折叠的肽链展开、互相缠绕,溶解度降低并失去原有功能,这就是不可逆变性。但肽键并未被破坏,所以「烹饪」无法逆向拆解氨基酸来合成新蛋白质。
参考答案氨基酸序列的微小改变,可能通过折叠引发空间结构的连锁变化,导致血红蛋白无法正常结合、运输氧气。这说明蛋白质的结构与功能高度耦合——一级结构的微扰,会通过折叠放大为功能的巨变。