細胞生物學：生物分子的功能分類
來源：網絡發(fā)布時間：2009-09-22
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
脫氧核糖核酸即是DNA分子，是遺傳物質， 只有一種類型， 其結構是雙螺旋的（圖1-13）。
圖1-13 DNA的結構
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。
■ 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）。
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。
圖1-14 蛋白質的結構域
