細胞生物學:生物分子的功能分類

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細胞中的有機分子,根據它們在細胞代謝活動中的作用可分為四種不同類型。
    ■ 生物大分子
    構成細胞的基本結構,并且執(zhí)行細胞基本功能的巨大的、高度組織起來的生物分子稱為生物大分子。細胞內有四種類型的生物大分子: 核酸、蛋白質、多糖,以及某些類型的脂類,前三種是由單體構成的多聚體。細胞內大約有3000種大分子。生物大分子的功能取決于構成它們亞單位的種類和排列順序。
    ● 大分子的構件
    細胞內大多數生物大分子的半壽期都很短,它們不斷地被降解,并被新的生物大分子所取代。所以細胞內有許多構成大分子的構件,如單糖、氨基酸、核苷、脂肪酸等。
    ● 代謝物 細胞內的分子具有十分復雜的結構,通常要一步一步地合成。細胞中有許多不同的代謝途徑,發(fā)生不同的化學反應。在不同的代謝途徑中,通常先合成的物質是后合成物質的前體。
    ● 非細胞功能的分子 這是非常廣泛的一類分子,但是量并非很大。這類分子包括各種維生素、蛋白類激素、能量儲存分子(如ATP)、某些磷酸化的物質,以及代謝廢物等。
    ■ 多糖(polysaccharides)
    多糖是細胞的重要支持材料,是細胞壁的主要結構成分。
    糖同蛋白質結合形成糖蛋白。
    蛋白質的糖基化不僅對蛋白分子的理化性質有很大影晌, 而且對蛋白質的生物功能也有很大影響。在迄今已知的上千種蛋白質中,50%以上是糖基化的。許多糖蛋白具有酶、激素、抑制劑等各不相同的生物活性,相當一部分糖蛋白,其分子中糖鏈是實現生物功能所必需的,去除或破壞糖鏈會使它們失去生物功能。
    蛋白質的糖基化對蛋白質的理化性質有哪些影晌?
    ■ 核糖核酸與脫氧核糖核酸
    RNA即是核糖核酸, 種類較多, 有tRNA、rRNA、mRNA,還有一些存在于細胞核和細胞質中的小分子RNA,它們具有在不同的功能, 在某些病毒中也是遺傳物質。醫(yī)學教育網
    ■ 蛋白質
    蛋白質是細胞內行使各種生物功能的生物大分子,估計在一個典型哺乳動物細胞中有10,000種不同的蛋白質執(zhí)行著不同的功能。
    表1-2 細胞內蛋白質的某些功能
    功能 舉例 功能 舉例
    結構材料 膠原、角蛋白 激素 胰島素、生長激素
    運動 肌動蛋白、肌球蛋白 物質運輸 Na+-K+ 泵
    營養(yǎng)儲存 酪蛋白、鐵蛋白 信號轉導 乙酰膽堿受體
    基因調控 Lac操縱子 滲透壓調節(jié) 血清白蛋白
    免疫作用 抗體 毒素 白喉和霍亂毒素
    電子轉移 細胞色素 酶(催化作用) 氧化還原酶、連接酶等
    組成蛋白質的基本構件只是20種氨基酸。為什么蛋白質卻具有如此廣泛的功能?
    近年來的研究發(fā)現,很多大的蛋白質分子都是由兩個或兩個以上結合緊密的功能區(qū)域構成的,這種區(qū)域稱為結構域(domain),結構域在功能上具有半獨立性,它可與不同的因子結合。圖1-14顯示了從馬肌細胞中分離的磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase)結晶的結構域,這兩個結構域通過一個鉸鏈連接起來。