第2讲蛋白质的结构和功能
[考纲要求]蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。
考点蛋白质的结构和功能
1.组成蛋白质的氨基酸及其种类
巧记“8种”必需氨基酸
甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。
2.蛋白质的合成及其结构、功能多样性
(1)二肽的形成过程
①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。
②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。
(2)蛋白质的结构层次
氨基酸eq\o(―――→,\s\up7(脱水缩合))多肽eq\o(――――→,\s\up7(盘曲、折叠))蛋白质
3.蛋白质分子多样性的原因
(1)氨基酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①种类不同,②数目成百上千,③排列顺序千变万化))
(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
4.蛋白质的功能(连线)
1.判断有关氨基酸的叙述
(1)具有氨基和羧基的化合物，都是构成蛋白质的氨基酸(×)
(2)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合(×)
(3)脱水缩合形成的蛋白质中含有几个肽键就称为几肽(×)
2.判断有关蛋白质的叙述
(1)氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能(×)
(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能不会发生变化(×)
(3)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(×)
下图表示蛋白质的结构层次示意图，据图分析：
(1)组成蛋白质的化学元素中通常含有S，S元素在b中存在于哪部分？
提示存在于b的R基中。
(2)①过程形成的化学键的分子式是—NH—CO—或—CO—NH—，发生的场所是在细胞中的核糖体上。
(3)若该蛋白质是胰岛素，那么②发生的场所是哪里？
提示由多肽到成熟分泌蛋白的形成发生在内质网和高尔基体中。
(4)图中③和④分别是什么过程？有何区别？
提示③是变性的过程，蛋白质的空间结构丧失；④是水解的过程，蛋白质中肽键断裂。
1.有关蛋白质结构的计算规律
(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽，则：
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
1
n－1
n－1
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
na－18(n－m)
特别提醒①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数：氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氢、氧原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：
①碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。
②氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。
③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。
④氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。
⑤由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
2.利用“排列组合”解答多肽种类的计算题
多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图(?代表要安放的氨基酸的位置)，结合数学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律(以20种氨基酸形成的四肽化合物为例)。
(1)若每种氨基酸数目不限，可形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20＝204种)。
(2)若每种氨基酸只有一个，可形成肽类化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……，即(20×19×18×17)种]。
命题点一组成蛋白质的氨基酸种类与结构的判断
1.下列四种化合物中，哪种是构成蛋白质的氨基酸()
A.CH3—CH2—COOH
B.R—CH2—NH2
C.
D.
答案D
解析组成蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，故选D项。
2.谷氨酸的R基为—C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是()
A.5、9、4、1 B.4、8、5