生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者-蛋白質(zhì)(公開(kāi)課課件)

生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的空間排列方式。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可以分為四級(jí)結(jié)構(gòu)，分別是：一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸序列二級(jí)結(jié)構(gòu)：α-螺旋和β-折疊三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的整體空間構(gòu)象四級(jí)結(jié)構(gòu)：多個(gè)蛋白質(zhì)亞基的聚合體蛋白質(zhì)的基本單位-氨基酸構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位20種常見(jiàn)的氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，它們通過(guò)肽鍵連接形成多肽鏈。結(jié)構(gòu)組成每個(gè)氨基酸都包含一個(gè)氨基（-NH2）、一個(gè)羧基（-COOH）和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)（R基），R基的差異決定了氨基酸的性質(zhì)。多樣性20種不同的氨基酸可以組合成各種各樣的蛋白質(zhì)，賦予了蛋白質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)和功能。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)1四級(jí)結(jié)構(gòu)多個(gè)多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互作用形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)2三級(jí)結(jié)構(gòu)單個(gè)多肽鏈折疊形成的三維結(jié)構(gòu)3二級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸殘基之間的局部折疊4一級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸的線(xiàn)性排列順序蛋白質(zhì)的功能催化酶作為生物催化劑，加速生物化學(xué)反應(yīng)，例如消化、代謝等。結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)成細(xì)胞和組織的骨架，例如骨骼肌、頭發(fā)、皮膚等。運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)負(fù)責(zé)將氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其他分子在體內(nèi)運(yùn)輸，例如血紅蛋白運(yùn)輸氧氣。免疫抗體是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，識(shí)別并攻擊病原體。酶酶是一類(lèi)生物催化劑，它們能加速生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，但不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)。酶的活性受溫度、pH值、底物濃度、抑制劑和激活劑等因素的影響。酶在生物體內(nèi)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，參與了各種生命活動(dòng)，例如消化、呼吸、能量代謝、遺傳信息傳遞等。酶的失活或異常會(huì)導(dǎo)致各種疾病，例如遺傳性代謝病、消化不良等。酶的化學(xué)本性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)酶主要由蛋白質(zhì)組成，具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，包含特定氨基酸序列?；钚圆课幻笓碛斜环Q(chēng)為活性部位的區(qū)域，專(zhuān)門(mén)用于與底物結(jié)合并催化反應(yīng)。酶的催化活性1降低活化能酶通過(guò)降低反應(yīng)的活化能，加速化學(xué)反應(yīng)。2提供反應(yīng)場(chǎng)所酶為底物提供一個(gè)特定的反應(yīng)場(chǎng)所，使反應(yīng)更容易進(jìn)行。3改變反應(yīng)路徑酶改變了反應(yīng)的路徑，使得反應(yīng)更容易發(fā)生。酶的特異性鎖鑰理論酶的活性部位與底物之間具有高度的互補(bǔ)性，就像鎖和鑰匙一樣。誘導(dǎo)契合模型酶的活性部位在底物結(jié)合后會(huì)發(fā)生構(gòu)象改變，以更好地與底物結(jié)合。酶的調(diào)節(jié)酶的活性受到多種因素的調(diào)節(jié)，如溫度、pH值、底物濃度、抑制劑等。酶的調(diào)節(jié)保證了生命活動(dòng)的有序進(jìn)行，例如，胰島素可以調(diào)節(jié)血糖濃度?？贵w抗體，也稱(chēng)為免疫球蛋白，是由免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)?？贵w識(shí)別并結(jié)合到特定抗原，例如細(xì)菌、病毒或毒素，幫助身體抵抗感染。抗體通過(guò)與抗原結(jié)合來(lái)中和或清除抗原，從而保護(hù)機(jī)體免受疾病的侵害?？贵w的特異性使其能夠識(shí)別并攻擊特定類(lèi)型的病原體，而不傷害身體的其他細(xì)胞?？贵w的結(jié)構(gòu)Y形結(jié)構(gòu)抗體呈Y形，由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈組成?？勺儏^(qū)抗體頂端的可變區(qū)與特定抗原結(jié)合，決定了抗體的特異性。恒定區(qū)抗體的恒定區(qū)與免疫細(xì)胞結(jié)合，激活免疫反應(yīng)，例如吞噬作用。抗體的功能中和抗原抗體與病原體或毒素結(jié)合，阻止其與宿主細(xì)胞結(jié)合，從而中和其活性。標(biāo)記抗原抗體可以標(biāo)記抗原，使其更容易被免疫系統(tǒng)識(shí)別和清除。激活補(bǔ)體系統(tǒng)抗體可以激活補(bǔ)體系統(tǒng)，增強(qiáng)免疫反應(yīng)，最終導(dǎo)致病原體或毒素的破壞。激素甲狀腺激素調(diào)節(jié)新陳代謝，影響生長(zhǎng)發(fā)育。胰島素調(diào)節(jié)血糖水平，促進(jìn)糖類(lèi)代謝。生長(zhǎng)激素促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，影響骨骼和肌肉的生長(zhǎng)。激素的化學(xué)性質(zhì)類(lèi)型激素可分為兩大類(lèi)：脂溶性激素和水溶性激素。脂溶性激素脂溶性激素，如類(lèi)固醇激素，可以穿過(guò)細(xì)胞膜，與細(xì)胞內(nèi)的受體結(jié)合。水溶性激素水溶性激素，如肽類(lèi)激素，無(wú)法穿過(guò)細(xì)胞膜，需要與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，從而觸發(fā)信號(hào)通路。激素的運(yùn)輸和靶器官1血液運(yùn)輸大多數(shù)激素通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)全身。2靶器官激素只作用于特定的靶器官，這些器官上的細(xì)胞具有與激素特異結(jié)合的受體。細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)1接收信號(hào)細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞膜上的受體接收來(lái)自外部環(huán)境的信號(hào)。2傳遞信號(hào)信號(hào)通過(guò)一系列的蛋白質(zhì)傳遞，最終到達(dá)細(xì)胞內(nèi)的靶分子。3應(yīng)答信號(hào)細(xì)胞根據(jù)接收到的信號(hào)，做出相應(yīng)的反應(yīng)，例如改變基因表達(dá)或改變細(xì)胞行為。細(xì)胞通訊細(xì)胞間通過(guò)化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊接受信號(hào)的細(xì)胞需要有相應(yīng)的受體蛋白通訊可以是局部性的，也可以是遠(yuǎn)距離的細(xì)胞凋亡程序性死亡細(xì)胞凋亡是一種有序的細(xì)胞死亡過(guò)程，對(duì)維持機(jī)體正常發(fā)育和功能至關(guān)重要。細(xì)胞自我消亡凋亡細(xì)胞會(huì)主動(dòng)地分解自身，形成凋亡小體，避免引起炎癥反應(yīng)?；蛘{(diào)控凋亡過(guò)程由基因控制，涉及一系列酶的激活和蛋白質(zhì)的降解。細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架是真核細(xì)胞中的一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)纖維組成，支撐著細(xì)胞形狀，并參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂和物質(zhì)運(yùn)輸。細(xì)胞骨架的主要成分包括：微管、微絲和中間絲。微管結(jié)構(gòu)微管是由α-微管蛋白和β-微管蛋白組成的管狀結(jié)構(gòu)，呈中空?qǐng)A柱狀。功能細(xì)胞骨架的組成部分細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸細(xì)胞分裂時(shí)的紡錘體形成中間絲結(jié)構(gòu)由纖維狀蛋白質(zhì)亞基組成，例如角蛋白和波形蛋白。這些亞基聚集成繩狀纖維，提供結(jié)構(gòu)支撐。功能提供細(xì)胞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，并參與細(xì)胞連接和信號(hào)傳導(dǎo)。微絲細(xì)絲結(jié)構(gòu)由肌動(dòng)蛋白單體組成的細(xì)絲，直徑約7納米。動(dòng)態(tài)變化能夠快速聚合和解聚，賦予細(xì)胞形狀和運(yùn)動(dòng)能力。細(xì)胞運(yùn)動(dòng)參與細(xì)胞的移動(dòng)、細(xì)胞分裂、肌肉收縮和物質(zhì)運(yùn)輸。細(xì)胞粘附與細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞粘附細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞外基質(zhì)或其他細(xì)胞表面的受體進(jìn)行粘附，維持組織的結(jié)構(gòu)和功能。細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞外基質(zhì)是由細(xì)胞分泌的生物大分子網(wǎng)絡(luò)，為細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支撐、組織和細(xì)胞間通信。細(xì)胞外基質(zhì)的組成1蛋白質(zhì)纖維提供結(jié)構(gòu)支持和組織。2基質(zhì)由糖蛋白和蛋白聚糖組成，充當(dāng)細(xì)胞外基質(zhì)的“膠水”。3生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和修復(fù)。細(xì)胞膜通道蛋白離子通道蛋白離子通道蛋白是細(xì)胞膜上的一種特殊類(lèi)型的蛋白質(zhì)，它們形成跨膜通道，允許特定的離子通過(guò)細(xì)胞膜。水通道蛋白水通道蛋白是一種專(zhuān)門(mén)為水分子提供通道的蛋白，它通過(guò)細(xì)胞膜快速運(yùn)輸水，從而維持細(xì)胞的體積和水分平衡。細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通道蛋白提供跨膜的通道，允許特定離子或小分子通過(guò)載體蛋白結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)特定的分子，需要結(jié)合能泵蛋白通過(guò)消耗能量，逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)細(xì)胞呼吸鏈電子傳遞電子從NADH和FADH2傳遞到氧氣，釋放能量。質(zhì)子梯度能量用于將質(zhì)子泵入線(xiàn)粒體膜間隙，形成質(zhì)子梯度。ATP合成質(zhì)子梯度驅(qū)動(dòng)ATP合成酶，產(chǎn)生ATP。光合作用的電子傳遞鏈