蛋白质和氨基酸:结构、功能和生物学重要性

蛋白质是生命的分子机器。每个生物体中的每个细胞都依赖于蛋白质来生存、生长、交流和对环境做出反应。从构建组织到催化……《蛋白质和氨基酸:结构、功能和生物重要性》一文首先出现在《科学笔记》上。

来源:科学笔记

蛋白质是生命的分子机器。每个生物体中的每个细胞都依赖于蛋白质来生存、生长、交流和对环境做出反应。从构建组织到催化维持生命的化学反应,蛋白质是必不可少的生物大分子。

在这本详细、适合学生的指南中,我们将深入探讨蛋白质、氨基酸、肽键、侧链(R 基团)、多肽、pH 效应和蛋白质折叠,使其成为高中、本科和早期医学科学学习者的理想选择。

什么是蛋白质?

蛋白质是一条长链氨基酸,通过共价肽键连接在一起并折叠成高度特异性的三维 (3D) 结构。这种 3D 结构不是随机的,而是精确组织的,它决定了蛋白质的生物学功能。

蛋白质由称为氨基酸残基的重复单元构成。当氨基酸连接在一起时,它们形成一条称为多肽主链的链。该主链内的氨基酸序列包含正确折叠所需的所有信息。

根据其长度和结构复杂性,氨基酸链分为:

寡肽(肽):少于 20 个氨基酸

多肽:更长的氨基酸链

蛋白质:执行特定生物功能的一个或多个折叠多肽

并非所有多肽都是功能性蛋白质。蛋白质必须采用稳定的 3D 构象才能有效发挥其作用。

氨基酸:基本构建模块

氨基酸是一种具有独特结构设计的有机分子。每个氨基酸含有:

R 基团使每个氨基酸在化学上不同。

R 组的重要性

侧链(R基团)决定:

氨基酸是疏水性还是亲水性

是否带有正电荷、负电荷或中性电荷

形成氢键的能力

它的大小和结构灵活性

例如:

甘氨酸具有最简单的侧链——单个氢原子。

在此过程中: