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美科学家绘制出一种“长寿蛋白质”的三维结构图_蛋白质的结构与功能

美科学家绘制出一种“长寿蛋白质”的三维结构图

美科学家绘制出一种“长寿蛋白质”的三维结构图

新华社北京1月19日电 美国耶鲁大学的科学家最近宣布,他们绘制出了与一种长寿和抗衰老有关的蛋白质的三维结构图,将有助于开发治疗糖尿病、癌症等疾病的新方法。

这种蛋白质名叫β-Klotho,是Klotho蛋白质家族的一员。后者得名于古希腊神话中纺出生命之线的命运女神,此前研究发现缺少这类蛋白质会导致早衰,给实验动物补充这类蛋白质可延长寿命、改善认知能力等。

蛋白质的功能很大程度上取决于其结构,详细、准确的三维结构图是理解蛋白质功能和作用原理的关键。耶鲁大学的研究小组在新一期《自然》杂志上报告说,他们利用X射线晶体学手段绘制出了β-Klotho蛋白质的高清三维结构图,并在此基础上对该蛋白质有了新的了解。

Klotho蛋白质位于特定身体组织里的细胞表面,负责与一类激素——成纤维细胞生长因子(FGF)相结合,这些激素调控着肝、肾、大脑等器官的重要代谢过程。新分析显示,β-Klotho是其中的FGF21的主要受体,两者结合之后,FGF21会增强机体对胰岛素的敏感性、促进葡萄糖代谢,导致体重减轻。

研究人员表示,有了三维结构图,就可以为多种与该蛋白质以及成纤维细胞生长因子有关的疾病寻找新疗法。例如增强该蛋白质作用的物质可能用于治疗糖尿病和肥胖症,阻断其作用的物质则可能用于治疗肝癌、骨骼疾病等。

美科学家绘制出一种“长寿蛋白质”的三维结构图

高昇教育:高中生物蛋白质的结构和功能知识点

高中生物学了三年,你知道高中生物哪些是重点吗?备战2020年高考:高中生物蛋白质的结构和功能知识点总结,生命系统的结构层次依次为:细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统你都知道吗?真核细胞与原核细胞统一性体现在二者均有细胞膜和细胞质你了解吗?高昇教育老师为你整理了备战2020年高考:高中生物蛋白质的结构和功能知识点总结,希望能够对你有所帮助!

1、

(1)蛋白质是由C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)组成,一般蛋白质可能还会含有P(磷)、S(硫)、Fe(铁)、Zn(锌)、Cu(铜)、B(硼)、Mn(锰)、I(碘)、Mo(钼)等。

这些元素在蛋白质中的组成百分比约为:碳50% 氢7% 氧23% 氮16% 硫0~3% 其他微量。

(2)一切蛋白质都含N元素,且各种蛋白质的含氮量很接近,平均为16%。

(3)氨基酸分子相互结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(— NH 2 )相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键 (-NH-CO-)叫做肽键。有两个氨基酸分子缩合而成的化合物, 叫做二肽。肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。

2、

(1)两性:蛋白质是由α-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,在蛋白质分子中存在着氨基和羧基,因此跟氨基酸相似,蛋白质也是两性物质。

(2)水解反应:蛋白质在酸、碱或酶的作用下发生水解反应,经过多肽,最后得到多种α-氨基酸。

(3)胶体性质:有些蛋白质能够溶解在水里(例如鸡蛋白能溶解在水里)形成溶液。

蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小(10-9~10-7m)时,所以蛋白质具有胶体的性质。

(4)盐析:少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠等)能促进蛋白质的溶解。如果向蛋白质水溶液中加入浓的无机盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低,而从溶液中析出。

这样盐析出的蛋白质仍旧可以溶解在水中,而不影响原来蛋白质的性质,因此盐析是个可逆过程.利用这个性质,采用分段盐析方法可以分离提纯蛋白质。

(5)变性:在热、酸、碱、重金属盐、紫外线等作作用下,蛋白质会发生性质上的改变而凝结起来.这种凝结是不可逆的,不能再使它们恢复成原来的蛋白质.蛋白质的这种变化叫做变性。

蛋白质变性之后,紫外吸收,化学活性以及粘度都会上升,变得容易水解,但溶解度会下降。

蛋白质变性后,就失去了原有的可溶性,也就失去了它们生理上的作用.因此蛋白质的变性凝固是个不可逆过程。

(6)颜色反应:

①能与浓硝酸反应变成黄色。

②能与双缩脲试剂反应生成紫色络合物。

3、

(1)构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)

(2)催化细胞内的生理生化反应

(3)运输载体(血红蛋白)

(4)传递信息,调节机体的生命活动(胰岛素)

(5)免疫功能( 抗体)

4、

构成蛋白质的氨基酸的种类,数目,排列顺序,以及蛋白质的空间结构不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。

5、

肽键数 =失去H2O数=氨基酸数-肽链数(不包括环状) n个氨基酸脱水缩合形成 m 条多肽链时,共脱去 (n- m)个水分子,形成 (n-m)个肽键。

至少存在 m 个- NH 2 和 m 个- COOH,具体还要加上 R 基上的氨(羧)基数。

形成的蛋白质的分子量为 nx 氨基酸的平均分子量- 18(n-m)。

6、

7、

人体内含有多种多样的蛋白质。下列有关蛋白质结构与功能的叙述,正确的是()

A.蛋白质的生物活性与蛋甴质的空间结构无关

B.检测氨基酸的含量可用双缩脲进行显色

C.氨基酸序列相同的多肽链也可折叠成不同的空间结构

D.将抗体溶于NaCl溶液中必会造成其丧失生物活性

【考点】

蛋白质分子的化学结构和空间结构.

【分析】

1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同,构成蛋白质的氨基酸有20种。

2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基(-COOH )和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,同时脱出一分子水的过程;连接两个氨基酸的化学键是肽键,其结构式是-CO-NH-。

【解答】

A、若蛋甴质的空间结构被破坏,则蛋白质的生物活性将丧失,A错误;

B、检测生物组织中是否含有蛋白质可用双缩脲进行显色反应,看是否出现紫色,B错误;

C、氨基酸序列相同的多肽链也可折叠成不同的空间结构,C正确;

D、将抗体溶于NaCl溶液中属于盐析,不会破坏其空间结构,D错误。故选:C。

下列有关蛋白质的叙述,正确的是()

A.蛋白质中的氮元素只存在于氨基中

B.组成每一种蛋白质的氨基酸均有20种

C.氨基酸的种类和空间结构决定了蛋白质的功能

D.热变性后的蛋白质还能与双缩脲试剂发生反应呈现紫色

【考点】

蛋白质的结构和功能的综合.

【分析】

1、蛋白质的基本单位是氨基酸,组成生物体的氨基酸有20种,N元素就存在于氨基酸的氨基中,但是氨基酸脱水缩合后,氨基大多数都形成了肽键,因此蛋白质中N元素存在于肽键中.

2、蛋白质鉴定利用双缩脲试剂,显色反应的原理为:双缩脲试剂与蛋白质中的肽键形成紫色的络合物.

【解答】

A、蛋白质的氮元素主要存在于肽键中,A错误;

B、组成蛋白质的氨基酸共有20种,但并不是每种蛋白质均含有20种氨基酸,B错误;

C、组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序、及肽链空间结构决定了蛋白质的功能,C错误;

D、蛋白质变性只是空间结构发生改变,肽键并没有变化,双缩脲试剂与肽键结合产生紫色反应,D正确。故选:D。

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