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蛋白质

2021-02-26 12:10:38

蛋白质(英语:protein,旧称“”)是大型生物分子,或高分子,它由一个或多个由α-氨基酸残基组成的长链条组成。α-氨基酸分子呈线性排列,相邻α-氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的α-氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些α-氨基酸残基还可以被改变原子的排序而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起,往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,发挥某一特定功能。

与其他生物大分子(如多糖和核酸)一样,蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分,参与了细胞生命活动的每一个进程。蛋白酶是最常见的一类蛋白质,它们催化生物化学反应,尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外,还有许多结构性或机械性蛋白质,如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白,以及细胞骨架中的微管蛋白(参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形)。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时,蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质,这是因为动物自身无法合成所有蛋白氨基酸,动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸,动物就可以将它们用于自身的代谢

生物化学性质

资料专题:蛋白质生物化学性质

合成

蛋白质生物合成

资料专题:蛋白质合成蛋白质生物合成

化学合成

除了生物合成外,一些小的蛋白质可以通过多种化学途径来合成。这些合成方法又被称为肽合成,其依赖于有机合成技术,如化学连接来高通量生产肽。化学合成允许在合成的肽链中引入非天然氨基酸,如加入荧光标记的氨基酸。这些合成方法所合成的产物被大量应用于生物化学细胞生物学实验。但是,化学合成无法有效合成残基数多于300的蛋白质,而且合成的蛋白质可能不具有天然的三级结构。大多数化学合成方法都是从C-端到N-端进行合成,刚好和生物合成反应的方向相反。

降解

对于细胞来说,蛋白质降解有多种用途,包括去除分泌蛋白的N末端信号肽,对前体蛋白进行剪切以产生“成熟”蛋白等。细胞不需要的或受到损伤的非跨膜蛋白质一般由蛋白酶体来进行降解,而真核生物的跨膜蛋白则通过内体运送到溶酶体(动物细胞)或液泡酵母)中进行降解。降解所生成的氨基酸分子可以被用于合成新的蛋白质。一些蛋白质可以发生自降解。此外,细胞中存在的大量蛋白酶(特别是溶酶体中),可以对外来的蛋白质进行降解,这也是一种细胞自我保护的机制。

生物学实验中,也经常对蛋白质进行降解分析;例如在蛋白质组学中,利用蛋白酶对特定蛋白质进行降解,并对降解产物进行质谱分析而获得对应蛋白质的序列信息和修饰情况;此外,生物化学实验中,埃德曼降解法常被用于对蛋白质进行氨基酸序列分析。

结构

资料专题:蛋白质结构

细胞功能

资料专题:蛋白质细胞功能

研究方法

资料专题:蛋白质研究方法

营养作用

资料专题:蛋白质营养作用

历史和词源

资料专题:蛋白质历史和词源

参见

  • 分子与细胞生物学主题
  • 生物技术主题

参考文献

资料专题:蛋白质参考文献

外部链接