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蛋白質(zhì)的組成（ 什么是蛋白質(zhì)？）

(資料圖片)

蛋白質(zhì)在整個(gè)生物界扮演著無數(shù)的角色，有些將營養(yǎng)輸送到全身，有些幫助化學(xué)反應(yīng)以更快的速度發(fā)生，另一些則構(gòu)建了構(gòu)成生物的結(jié)構(gòu)。盡管功能如此廣泛，但所有蛋白質(zhì)都是由21種氨基酸所組成。

氨基酸是由碳、氧、氮和氫原子所組成，部分會(huì)含有硫原子。

硒半胱氨酸是唯一含有硒原子的標(biāo)準(zhǔn)氨基酸。

這些原子形成氨基、羧基和側(cè)鏈，它們都與中心碳原子相連。側(cè)鏈決定了氨基酸的性質(zhì)，不同氨基酸之間唯一不同的部分。

疏水性氨基酸具有富碳側(cè)鏈，不能很好地與水相互作用。極性、親水性氨基酸與水相互作用良好。帶電荷的氨基酸，與帶相反電荷的氨基酸或分子，進(jìn)行相互作用。

ABOUT PROTEIN

蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是DNA所包含的氨基酸的線性序列。蛋白質(zhì)中的氨基酸是由肽鍵連接起來的肽鍵把一個(gè)氨基酸的氨基和和另一個(gè)氨基酸的羰基連接起來。每次肽鍵形成時(shí)，都會(huì) 釋放一個(gè)水分子。

這個(gè)碳、氮和氧原子相連的系列，是蛋白質(zhì)的主干。

蛋白質(zhì)鏈通常折疊成兩種二級(jí)結(jié)構(gòu)——α 螺旋和β折疊。

α 螺旋是一種右旋螺旋，由鄰近氨基酸的氨基、和羰基之間的氫鍵穩(wěn)定。當(dāng)氫鍵使兩條或兩條以上的相鄰氨基酸鏈穩(wěn)定時(shí)就形成了β折疊。

蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)鏈的三維形狀。這種形狀是由組成鏈的氨基酸的特性所決定的。許多蛋白質(zhì)形成球形，疏水側(cè)鏈被包裹在內(nèi)部，遠(yuǎn)離周圍的水分子。

膜結(jié)合蛋白的外表面聚集了疏水性氨基酸。疏水側(cè)鏈可以與膜中的脂質(zhì)相互作用。

帶電荷的氨基酸允許蛋白質(zhì)與互補(bǔ)電荷的分子相互作用

許多蛋白質(zhì)的功能取決于它們的三維形狀，例如血紅蛋白形成一個(gè)口袋來容納亞鐵血紅蛋白、亞鐵血紅蛋白是一個(gè)小分子，它的中心有一個(gè)鐵原子與氧結(jié)合。

兩個(gè)或多個(gè)肽鏈可以聚在一起形成一個(gè)具有多個(gè)亞基的功能分子，血紅蛋白的四個(gè)亞單位相互協(xié)作，因此復(fù)合物可以更容易地從肺部吸收氧氣并在體內(nèi)釋放。

ABOUT PROTEIN

蛋白質(zhì)的不同視覺表征可以為我們提供蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的視覺線索。

這張空間填充圖顯示了構(gòu)成這種蛋白質(zhì)的所有原子。這種表現(xiàn)形式，叫做色帶或卡通圖，顯示蛋白質(zhì)主干的組織，并突出的α螺旋。

這個(gè)表面圖顯示了蛋白質(zhì)上可以接近水分子的區(qū)域。

ABOUT PROTEIN

大多數(shù)蛋白質(zhì)比光的波長還要小。舉個(gè)例子，血紅蛋白分子的大小約為6.5納米。血紅蛋白在紅細(xì)胞中濃度很高。一個(gè)典型的紅細(xì)胞含有大約2.8億個(gè)血紅蛋白分子。

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蛋白質(zhì)的三維形狀決定了它們的功能。

抗體的靈活手臂通過識(shí)別和結(jié)合病原體，并通過免疫系統(tǒng)瞄準(zhǔn)它們進(jìn)行破壞，從而保護(hù)我們免受疾病的傷害。

激素胰島素是一種小而穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，在血液中流動(dòng)時(shí)可以很容易地保持其形狀，以調(diào)節(jié)血糖水平。

淀粉酶是一種可以消化我們唾液中的淀粉的酶。

鈣泵由鎂和ATP提供動(dòng)力在每次肌肉收縮后將鈣離子轉(zhuǎn)移到原生質(zhì)中。

鐵蛋白是一種球形蛋白質(zhì)，它的通道允許鐵原子，根據(jù)生物體的需要進(jìn)入。在蛋白內(nèi)部，鐵蛋白形成一個(gè)中空的空間，鐵原子附著在內(nèi)壁上。鐵蛋白以無毒的形式儲(chǔ)存鐵。

膠原蛋白形成一個(gè)強(qiáng)大的三重螺旋，用于整個(gè)身體的結(jié)構(gòu)支持。膠原分子可以形成長條的原纖維，聚集形成膠原纖維，這種類型的膠原蛋白在皮膚和肌腱中豐富。

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