蛋白质

氨基酸与肽键的形成

内容标准4.3涵盖作为蛋白质构建单位（单体）的氨基酸。两个氨基酸经缩合反应结合，释放一个水分子，两者之间形成肽键，生成二肽。

许多氨基酸依序连接成链形成多肽，一条或多条多肽折叠成有功能的形状即形成蛋白质。逆反应，水解，通过加水断开肽键，释放出氨基酸，这发生在蛋白质的消化过程中。

蛋白质结构的层次

• 一级结构，多肽链中氨基酸的特定排列顺序。
• 二级结构，肽链折叠成规则的形状，如α螺旋或β折叠片，由氢键维持。
• 三级结构，进一步折叠形成单条多肽整体的三维形状，赋予其特定功能。
• 四级结构，两条或多条多肽链结合形成一个有功能的蛋白质，如血红蛋白。

蛋白质的功能

蛋白质的检测与考查方式

双缩脲试验用于检测蛋白质：将双缩脲试剂（或稀氢氧化钠溶液与稀硫酸铜溶液的混合物）加入样本中，若呈紫色则确认含有蛋白质，若混合物保持蓝色则表示不含蛋白质。考题常要求你描述多肽或蛋白质如何由氨基酸形成，根据描述说出蛋白质结构的某一层次，把蛋白质与其功能配对，或说出双缩脲试验预期的结果。

为什么蛋白质的形状决定其功能

蛋白质最终的三维形状精确决定了它能执行什么功能，这正是蛋白质结构层次不只是需要死记硬背的术语的原因。酶的三级结构形成一个只与其自身底物相配的活性位点；若该形状因加热或极端pH等因素在变性过程中被破坏，即使氨基酸序列没有改变，该蛋白质也会丧失功能。

相比之下，胶原蛋白与角蛋白等纤维状蛋白质形成的是长链状结构而非紧密折叠的形状，这使它们具备皮肤、肌腱、毛发与指甲所需的抗张强度，而不是催化或运输的角色。

考试风格例题

题目。图X显示若干氨基酸分子相互结合。

(a) 说出图中所示反应的类型，并说出所释放出的小分子名称。(b) 说出两个氨基酸之间所形成的键的名称。

(c) 一名学生指出「蛋白质只不过是一条很长的氨基酸链」。解释为何这个说法并不完整。

(d) 血红蛋白由四条各自独立的多肽链组合成一个有功能的分子。说出这代表蛋白质结构的哪一个层次。

参考答案。(a) 缩合（缩合聚合）；释放出的小分子是水。

(b) 肽键。(c) 这个说法不完整，因为有功能的蛋白质并非只是一条链（一级结构），该链必须折叠成特定的三维形状（二级与三级结构）之后，才能执行生物学功能；未折叠的氨基酸链无法作为酶、激素或抗体发挥作用。

(d) 四级结构，因为它涉及两条或多条各自独立的多肽链组合成一个有功能的蛋白质。

练习题

试一试。某食物样本经双缩脲试剂检测后变为紫色。

将同一食物的第二份样本强力加热后再重复相同的检测，这次混合物保持蓝色。解释这一差异。

考试提示

重点术语

以下相关术语常与蛋白质一起出现在SPM生物题目中：

• 蛋白质，一条或多条多肽链折叠成有功能三维形状的分子。
• 氨基酸，经肽键连接形成蛋白质的单体（构建单位）。
• 酶，作为生物催化剂的蛋白质，是蛋白质众多功能角色之一。
• DNA，携带遗传密码、决定细胞所制造的每种蛋白质中氨基酸排列顺序的分子。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

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