《生命化学论文》doc版

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1、生命化学期末论文课题蛋白质的作用以及发展前景学号20111377022姓名蔡广韬班级应化合作摘要：生物体的生物现象作为物质运动的一种独有的特殊的运动形式，其基本表现形式就是新城代谢和自我繁殖。构成这种特殊的运动形式的物质基础是蛋白质以及核酸糖类以及脂类等生物分子。正是这些生物分子之间的相互协调作用才形成了丰富多彩的生命现象。生命化学就是研究生物体的物质组成和生命过程中的生物分子化学变化的一门科学。关键词：生命化学蛋白质性质作用蛋白质简介蛋白质是化学结构复杂的一类有机化合物，是人体的必须营养素。蛋白质是一种由氨基酸分子组成的有机化合物，旧称“朊”[1]。氨基酸分子呈线性排列

2、，相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被翻译后修饰而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。蛋白质的英文是protein，源于希腊文的proteios，是“头等重要”意思，表明蛋白质是生命活动中头等重要物质。蛋白质是细胞组分中含量最为丰富、功能最多的高分子物质，在生命活动过程中起着各种生命功能执行者的作用，几乎没有一种生命活动能离开蛋白质，多以没有蛋白质就没有生命

3、。发现历史人们对蛋白质重要性的认识经历了一个漫长的历程。1742年Beccari将面粉团不断用水洗去淀粉，分离出麦麸，实际上就是谷蛋白之一。1841年Liebig发表了分析蛋白质的文章。此后于1883年JohnKjedahl发明了一个准确测定氮进而测定蛋白质含量的分析方法，至今仍被广为应用。随后，氨基酸也被发现。1902年E.Fischer测定了氨基酸的化学结构，还测定了肽键的性质。大约在1927年，J.B.Summer证明了酶是一种蛋白质。然后，上世纪50年代，J.B.Summermi描述胰岛素的氨基酸顺序时获得了一个重大发现。其他研究表明DNA、RNA和蛋白质之间的相

4、互关系。1953年F.Crick和J.Watson描述了DNA的分子结构。科学家们逐渐阐明了细胞如何建造具有特定氨基酸顺序的特定蛋白质。蛋白质的结构蛋白质是由不同的L型α氨基酸所形成的线性聚合物。目前在绝大多数已鉴定的天然蛋白质中发现的氨基酸有20种（参见标准蛋白氨基酸列表）。不过在自然界中还存在着一些特殊的氨基酸，例如在一种海洋寡毛纲小蠕虫Olaviusalgarvensis以及与之存在共生关系的细菌δ1（该细菌属于δ变形菌）中存在着高含量的硒代半胱氨酸，由原本为终止密码子的UGA编码，和吡咯赖胺酸，由终止密码子UAG编码[6]。所有氨基酸都有共同的结构特征，包括与氨基

5、连接的α碳原子，一个羧基和连接在α碳原子上的不同的侧链。但脯氨酸有着与这种基本结构不同之处：它含有一个侧链与氨基连接在一起所形成的特殊的环状结构，使得其氨基在肽键中的构象相对固定。[7]标准氨基酸的侧链是构成蛋白质结构的重要元素，它们具有不同的化学性质，因此对于蛋白质的功能至关重要。多肽链中的氨基酸之间是通过脱水反应所形成的肽键来互相连接；一旦形成肽键成为蛋白质的一部分，氨基酸就被称为“残基”，而连接在链的碳、氮、氧原子被称为“主链”或“蛋白质骨架”。由于肽键有两种共振态，具有一定的双键特性，使得相邻α碳之间形成肽平面；而肽键两侧的二面角确定了蛋白质骨架的局部形态。由于氨

6、基酸的非对称性（两端分别具有氨基和羧基），蛋白质链具有方向性。蛋白质链的起始端有自由的氨基，被称为N端或氨基端；尾端则有自由的羧基，被称为C端或羧基端。“蛋白质”、“多肽”和“肽”这些名词的含义在一定程度上有重叠，经常容易混淆。“蛋白质”通常指具有完整生物学功能并有稳定结构的分子；而“肽”则通常指一段较短的氨基酸寡聚体，常常没有稳定的三维结构。然而，“蛋白质”和“肽”之间的界限很模糊，通常以20-30个残基为界。[8]“多肽”可以指任何长度的氨基酸线性单链分子，但常常表示缺少稳定的三级结构。蛋白质的生物合成核糖体产生一种蛋白质，使用信使RNA模板。编码一个蛋白质氨基酸序列

7、的基因的DNA序列每一种蛋白质都有自己独特的氨基酸序列，而氨基酸序列的组成信息则由编码对应蛋白质的基因的核苷酸序列所决定。遗传密码是一套由三个核苷酸组成的密码子，每一种三个核苷酸的组合可以编码一种特定氨基酸，如mRNA上的AUG（在DNA中为ATG）编码甲硫氨酸。由于DNA含有四种核苷酸（A、T、C、G），所以对应的可能的密码子有4×4×4=64种；而标准氨基酸只有20种，因此有部分密码子是冗余的，即部分氨基酸可以由多个不同的密码子所编码。DNA中的基因首先在RNA聚合酶等蛋白质的作用下被转录为前mRNA。在大多数生物体中，前