1、 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 介紹蛋白質(zhì)的構(gòu)件單位氨基酸的結(jié)介紹蛋白質(zhì)的構(gòu)件單位氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)構(gòu)、分類、性質(zhì), , 肽的概念，重點(diǎn)討論蛋白質(zhì)肽的概念，重點(diǎn)討論蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系。難點(diǎn)與重點(diǎn)：難點(diǎn)與重點(diǎn)：AAAA的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) Pr Pr的分子結(jié)構(gòu)與功能的分子結(jié)構(gòu)與功能第1頁/共148頁第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)概論蛋白質(zhì)概論第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸氨基酸* * *第四節(jié)第四節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)* * *第五節(jié)第五節(jié) PrPr結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系* * *第六節(jié)第六節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)*

2、 * *第七節(jié)第七節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與鑒定蛋白質(zhì)的分離純化與鑒定第三節(jié)第三節(jié)肽肽第2頁/共148頁第一節(jié)第一節(jié)蛋白質(zhì)概論蛋白質(zhì)概論 一、一、 蛋白質(zhì)元素組成與分類蛋白質(zhì)元素組成與分類 1 1、元素組成元素組成 碳 50% 氫7% 氧23% 氮16% 硫 0-3% 微量的磷、鐵、銅、碘、鋅、鉬凱氏定氮：平均含氮16%，粗蛋白質(zhì)含量=蛋白氮6.25 1克氮相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì)，稱為蛋白質(zhì)系數(shù) 第3頁/共148頁2 2、分類、分類 球狀蛋白 纖維狀蛋白按蛋白質(zhì)的分子形狀分按蛋白質(zhì)的分子形狀分按化學(xué)組分分按化學(xué)組分分單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)按功能分按功能分活性蛋白（酶蛋白、受體蛋白)非活性蛋白（硬蛋白、

3、角蛋白)第4頁/共148頁單純蛋白質(zhì)：僅由a-AA組成的Pr。根據(jù)溶解度不同又分為：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、組蛋白、精蛋白、硬蛋白。 結(jié)合蛋白質(zhì)：由AA和輔因子組成。根據(jù)輔基的不同可分為：核蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血紅蛋白、黃素蛋白、金屬蛋白。第5頁/共148頁少于50個(gè)AA稱為肽多于50個(gè)AA的稱為蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子量=AA數(shù)目*110二、蛋白質(zhì)分子的大小與分子量二、蛋白質(zhì)分子的大小與分子量第6頁/共148頁催化功能；結(jié)構(gòu)功能；調(diào)節(jié)功能；防御功催化功能；結(jié)構(gòu)功能；調(diào)節(jié)功能；防御功能；運(yùn)動(dòng)功能；運(yùn)輸功能；信息功能；儲(chǔ)能；運(yùn)動(dòng)功能；運(yùn)輸功能；信息功能；儲(chǔ)藏功能藏功能 蛋白質(zhì)是生命活

4、動(dòng)的體現(xiàn)者蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現(xiàn)者. .三、蛋白質(zhì)功能的多樣性三、蛋白質(zhì)功能的多樣性第7頁/共148頁第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸氨基酸一、氨基酸的分類一、氨基酸的分類* *蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)氨基酸： 蛋白質(zhì)中常見蛋白質(zhì)中常見2020種氨基酸種氨基酸 稀有的蛋白質(zhì)氨基酸：稀有的蛋白質(zhì)氨基酸： 羥基化的羥基化的AAAA、甲基化的、甲基化的AAAA，是蛋白質(zhì)，是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物，如氨基酸的衍生物，如4-4-羥脯氨酸、羥脯氨酸、5-5-羥賴氨羥賴氨酸等。酸等。 非蛋白質(zhì)氨基酸：非蛋白質(zhì)氨基酸： 不存在于蛋白質(zhì)中，是蛋白質(zhì)常見不存在于蛋白質(zhì)中，是蛋白質(zhì)常見AAAA的的衍生物，也有衍生物，也有D D型或一

5、些型或一些-、-或或-AA-AA第8頁/共148頁稀有的蛋白質(zhì)氨基酸稀有的蛋白質(zhì)氨基酸. .第9頁/共148頁非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸. .第10頁/共148頁蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)AAAA的結(jié)構(gòu)通式及特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)通式及特點(diǎn)： 1、-碳原子上均有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基。 2、除Pro為-亞AA外，其余氨基酸均為-AA。 3、除Gly外，其余氨基酸都有一個(gè)不對(duì)稱碳原子，有旋光性。 4、除Gly外，其余蛋白質(zhì)AA都是L型AA。CHRCOO-+NH3二、組成Pr的20中常見AA的結(jié)構(gòu)和符號(hào)第11頁/共148頁2020種常見蛋白質(zhì)種常見蛋白質(zhì)AAAA的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)：按R基團(tuán)極性分類脂

6、肪族脂肪族AA 雜環(huán)雜環(huán)AA（His Pro)芳香族芳香族AA (Phe Tyr Trp)按營養(yǎng)學(xué)分類必需必需AA （8種）非必需AA（12種）按按R基團(tuán)基團(tuán)極性分類極性分類非極性非極性R基團(tuán)基團(tuán)AA (8種）種）極性極性R基團(tuán)基團(tuán)AA不帶電荷（不帶電荷（7種）種）帶電荷帶電荷 負(fù)電荷（負(fù)電荷（2種）種） 正電荷（正電荷（3種）種）Ala Val Leu Ile Pro Phe Trp MetGly Ser Thr Cys Tyr Asn GlnAsp GluHis Lys Arg（12種）注意特殊的注意特殊的AA！第12頁/共148頁第13頁/共148頁第14頁/共148頁第15頁/共148

7、頁第16頁/共148頁從營養(yǎng)學(xué)的角度可分為：（1）非必需AA（12種）：可由動(dòng)物和人體自身合成。（2）必需AA（8種）：不能在生物體（動(dòng)物、人體）內(nèi)轉(zhuǎn)化合成，必需由食物供給的氨基酸。Val Ile Leu Phe Met Trp Thr LysArg His第17頁/共148頁三、氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn)三、氨基酸的兩性解離和等電點(diǎn)原因：原因：-羧基羧基pK1在在2.0左右，左右，當(dāng)當(dāng)pH3.5，-COO以以-COO-形式存在。形式存在。-氨基氨基pK2在在9.4左右，左右，當(dāng)當(dāng)pHpI時(shí)，氨基酸帶負(fù)電荷，在電場中向正極移動(dòng)。pH=pI時(shí)，氨基酸凈電荷為零pHpI時(shí)，氨基酸帶正電荷，在電場中向

8、負(fù)極移動(dòng)。第26頁/共148頁例1： pH6.0時(shí)將Gly, Ala, Asp, Lys, Arg, Ser混合物點(diǎn)樣于濾紙中央，接上電源進(jìn)行紙電泳。請(qǐng)分析說明可能的電泳結(jié)果。第27頁/共148頁分析： Gly ,Ala ,Ser的pI為6.0左右，在pH6.0時(shí)凈電荷為零，在電場中不移動(dòng)； Asp的pI小于6.0，在pH6.0時(shí)帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)； Lys, Arg的pI大于6.0，在pH6.0時(shí)帶正電荷，向負(fù)極移動(dòng)。第28頁/共148頁第29頁/共148頁 根據(jù)Glu的數(shù)據(jù)（pK1-COOH 2.19， pK2-N+H39.67，pKR R-COOH 4.25，pI 3.22）（1）繪出

9、滴定曲線（2）指出Glu-和Glu=各一半時(shí)的pH值（3）指出Glu總是帶正電荷的pH范圍（4）指出Glu和Glu-能作為緩沖液使用的pH范圍（5）欲配制谷氨酸，最好的緩沖范圍應(yīng)選擇在何處？例2：第30頁/共148頁第31頁/共148頁（1）解：見圖（2）Glu-和Glu=各50%時(shí)pH為9.67（3）pHN-H形成氫鍵。3、-轉(zhuǎn)角第87頁/共148頁 4、無規(guī)則卷曲: 指沒有一定規(guī)律的松散結(jié)構(gòu)。作用力弱w維持蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力是？w氫鍵第88頁/共148頁三、蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)三、蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu) 超二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈上相鄰的構(gòu)象單元組合在一起，形成有規(guī)則的、在空間上能辨認(rèn)結(jié)構(gòu)組合體。

10、如： a螺旋-轉(zhuǎn)角- a螺旋， 折疊- a螺旋- 折疊。 第89頁/共148頁第90頁/共148頁第91頁/共148頁第92頁/共148頁第93頁/共148頁還原劑：巰基乙酸半胱氨酸堿性劑： 阿摩尼亞乙醇胺氧化劑：H2O2溴酸鈉 第94頁/共148頁 結(jié)構(gòu)域：指在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步卷曲折疊成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立、近似球形的組裝體。四、球狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域和三級(jí)結(jié)構(gòu)四、球狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域和三級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域（domain）A. 結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白的折疊單位B. 較小的蛋白質(zhì)分子或亞基往往是單結(jié)構(gòu)域C. 結(jié)構(gòu)域一般有100200氨基酸殘基第95頁/共148頁第96頁/共148頁第97頁/共148頁2、

11、維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力：包括包括二硫鍵、鹽鍵、氫鍵、疏水作用力、范德華力二硫鍵、鹽鍵、氫鍵、疏水作用力、范德華力第98頁/共148頁氫鍵疏水鍵二硫鍵離子鍵離子鍵（或鹽鍵）或鹽鍵）范德華力第99頁/共148頁 鍵 能肽鍵肽鍵 二硫鍵二硫鍵離子鍵 氫鍵疏水鍵 范德華力 90kcal/mol3kcal/mol1kcal/mol1kcal/mol0.1kcal/mol這四種鍵能遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵，稱次級(jí)鍵這四種鍵能遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵，稱次級(jí)鍵次級(jí)鍵微弱但卻是維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中主要的作次級(jí)鍵微弱但卻是維持蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中主要的作用力用力,原因何在原因何在?第100頁/共148頁五、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)五、蛋白質(zhì)的

12、四級(jí)結(jié)構(gòu)寡聚蛋白寡聚蛋白特有的空特有的空間結(jié)構(gòu)間結(jié)構(gòu)寡聚蛋白寡聚蛋白由數(shù)條具有三級(jí)結(jié)由數(shù)條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過次構(gòu)的多肽鏈通過次級(jí)鍵疊合而成級(jí)鍵疊合而成亞基單獨(dú)沒有生物亞基單獨(dú)沒有生物功能功能亞基血紅蛋白第101頁/共148頁 1、降低表面積與體積之比，增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性 2、豐富蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，以行使更復(fù)雜的功能。 3、提高基因編碼的效率和經(jīng)濟(jì)性。 4、具有協(xié)同效應(yīng)和別構(gòu)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)酶活性的調(diào)節(jié)四級(jí)締合在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)越性第102頁/共148頁一、一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：一、一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：1.1. 同源蛋白細(xì)胞色素同源蛋白細(xì)胞色素c c的種屬差異與分子進(jìn)化的種屬差異與分子進(jìn)化2.2

13、. 一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異與分子病一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異與分子病3.3. 一級(jí)結(jié)構(gòu)的局部斷裂與蛋白質(zhì)的激活一級(jí)結(jié)構(gòu)的局部斷裂與蛋白質(zhì)的激活二、空間結(jié)構(gòu)域功能的關(guān)系：二、空間結(jié)構(gòu)域功能的關(guān)系：1.1. 肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的差異肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的差異2.2. 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性第五節(jié)第五節(jié) PrPr分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第103頁/共148頁一、細(xì)胞色素一、細(xì)胞色素c c的分子進(jìn)的分子進(jìn)化化1、細(xì)胞色素細(xì)胞色素c c的氨基酸序列的種屬差異和的氨基酸序列的種屬差異和分子進(jìn)化分子進(jìn)化. .2 2、細(xì)胞色素、細(xì)胞色素c c三級(jí)結(jié)構(gòu)活性部位的保守性三級(jí)結(jié)構(gòu)活性部位的保守性

14、. .第104頁/共148頁同源蛋白同源蛋白(homologousprotein)：在不同生物體內(nèi)行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)。在不同生物體內(nèi)行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)。分子進(jìn)化（分子進(jìn)化（molecularevolution）：）：生物進(jìn)化過程中，生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸）的演變的過程。生物進(jìn)化過程中，生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸）的演變的過程。第105頁/共148頁分子進(jìn)化的原則分子進(jìn)化的原則1.1.在蛋白分子的功能和三維結(jié)構(gòu)保持不變時(shí)，該蛋在蛋白分子的功能和三維結(jié)構(gòu)保持不變時(shí)，該蛋白質(zhì)的白質(zhì)的突變替換數(shù)突變替換數(shù)/ /每位點(diǎn)每位點(diǎn)/ /每年每年衡量分子進(jìn)化衡量分子進(jìn)化的速率是大致恒定的。的速率

15、是大致恒定的。2. 2. 功能上較次要的分子或分子的區(qū)域的進(jìn)化速率功能上較次要的分子或分子的區(qū)域的進(jìn)化速率比功能重要的分子或分子的部分的進(jìn)化比功能重要的分子或分子的部分的進(jìn)化快快。 3. 3. 對(duì)現(xiàn)存分子的結(jié)構(gòu)或功能破壞較小的突變替比對(duì)現(xiàn)存分子的結(jié)構(gòu)或功能破壞較小的突變替比破壞力較大的突變替換的進(jìn)化來得頻繁。破壞力較大的突變替換的進(jìn)化來得頻繁。 4. 4. 基因復(fù)制總是在獲得一個(gè)新功能之前已發(fā)生?；驈?fù)制總是在獲得一個(gè)新功能之前已發(fā)生。 第106頁/共148頁生物生物 與人不同的與人不同的AAAA數(shù)目數(shù)目黑猩猩黑猩猩0恒河猴恒河猴1兔兔9袋鼠袋鼠10牛、豬、羊、狗牛、豬、羊、狗11馬馬12雞、

16、火雞雞、火雞13響尾蛇響尾蛇14海龜海龜15金槍魚金槍魚21角餃角餃23小蠅小蠅25蛾蛾31小麥小麥35粗早鏈孢霉粗早鏈孢霉43酵母酵母44不同生物與人的不同生物與人的CytcCytc的的AAAA差異差異數(shù)目數(shù)目根據(jù)細(xì)胞色素根據(jù)細(xì)胞色素C的的順序種屬差異而建順序種屬差異而建立起來的進(jìn)化樹立起來的進(jìn)化樹第107頁/共148頁不不同同生生物物來來源源的的細(xì)細(xì)胞胞色色素素c c中中不不變變的的AAAA殘殘基基14106100134323029271817675952514845413887848280706891GlyGlyPheCysGlyGlyGlyArgLysGlyCysLysPheHisPr

17、oLeuGlyArgTyrAlaAsnTrpTyr707580LysLysLysProProTyrIleGlyThrMetAsnLeu血紅素細(xì)胞色素細(xì)胞色素c c分子的空間結(jié)構(gòu)分子的空間結(jié)構(gòu)不變不變的的AAAA殘基殘基35個(gè)不變的個(gè)不變的AA殘基，是殘基，是CytC的生物功能所不的生物功能所不可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可缺少的。其中有的可能參加維持分子構(gòu)象；有的可能參與電子傳遞；有的可能參與可能參與電子傳遞；有的可能參與“識(shí)別識(shí)別”并結(jié)合并結(jié)合細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。第108頁/共148頁二、鐮刀狀二、鐮刀狀貧血病是最貧血病是最早認(rèn)識(shí)的一早認(rèn)識(shí)的一種分

18、子病種分子病分子?。悍肿硬。夯蛲蛔儗?dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)突變而引起基因突變導(dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)突變而引起的疾病。的疾病。正常細(xì)胞正常細(xì)胞 鐮刀形細(xì)胞鐮刀形細(xì)胞第109頁/共148頁正常型正常型-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys-鏈鏈谷氨酸谷氨酸鐮刀型鐮刀型-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys-鏈鏈纈氨酸纈氨酸GluGlu（極性）（極性） ValVal（非極性）（非極性）Hb-A -鏈6 GluHb-S -鏈6 Val 血紅蛋白表面電荷改變, 聚集成纖維狀血紅蛋白，使紅細(xì)胞收縮成鐮刀狀，輸氧性能下降，易溶血，嚴(yán)重時(shí)可以致死。第110頁/共148頁三、豬胰

19、島素原激活而形成胰島素示意圖三、豬胰島素原激活而形成胰島素示意圖 A 鏈鏈B鏈鏈第111頁/共148頁四、肌紅蛋白（四、肌紅蛋白（MyoglobinMyoglobin）和血紅和血紅蛋白（蛋白（HemoglobinHemoglobin）的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 第112頁/共148頁肌紅蛋白（肌紅蛋白（MbMb）的結(jié)構(gòu)與功能）的結(jié)構(gòu)與功能三級(jí)結(jié)構(gòu)：三級(jí)結(jié)構(gòu)：由一條多肽鏈和一個(gè)血紅素輔基構(gòu)成，含由一條多肽鏈和一個(gè)血紅素輔基構(gòu)成，含153153個(gè)氨基酸殘基，相對(duì)分子量個(gè)氨基酸殘基，相對(duì)分子量1670016700。分子中多。分子中多肽鏈由肽鏈由8 8段段-螺旋組成，分子結(jié)構(gòu)致密結(jié)實(shí)，螺旋組成，分子結(jié)構(gòu)

20、致密結(jié)實(shí)，帶親水基團(tuán)側(cè)鏈的氨基酸分布在分子外表面，帶親水基團(tuán)側(cè)鏈的氨基酸分布在分子外表面，疏水氨基酸側(cè)鏈幾乎全埋在分子內(nèi)部。疏水氨基酸側(cè)鏈幾乎全埋在分子內(nèi)部。第113頁/共148頁輔基血紅素：輔基血紅素：由二價(jià)鐵和原卟啉由二價(jià)鐵和原卟啉組成，原卟啉組成，原卟啉由由4 4個(gè)吡個(gè)吡咯環(huán)組成，只有咯環(huán)組成，只有亞鐵態(tài)亞鐵態(tài)鐵原子的蛋白質(zhì)才能結(jié)鐵原子的蛋白質(zhì)才能結(jié)合氧。蛋白質(zhì)提供疏水合氧。蛋白質(zhì)提供疏水洞穴洞穴，固定血紅素基，固定血紅素基，保護(hù)血紅素鐵免遭氧化保護(hù)血紅素鐵免遭氧化，為氧提供一個(gè)結(jié)合部，為氧提供一個(gè)結(jié)合部位。結(jié)合氧只發(fā)生暫時(shí)電子重排。位。結(jié)合氧只發(fā)生暫時(shí)電子重排。第114頁/共148頁

21、MbMb和和HbHb的輔基的輔基血紅素血紅素血紅素血紅素(heme)氧合肌紅蛋白中血紅素氧合肌紅蛋白中血紅素Fe2+的六個(gè)配體的六個(gè)配體d2sp3第115頁/共148頁血紅蛋白（血紅蛋白（HbHb）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)血紅蛋白由血紅蛋白由4 4個(gè)亞基組成，如個(gè)亞基組成，如2222（成人血紅蛋白（成人血紅蛋白HbAHbA），每個(gè)亞基都有一個(gè)血紅素基和一個(gè)氧結(jié)合部位，），每個(gè)亞基都有一個(gè)血紅素基和一個(gè)氧結(jié)合部位，-鏈有鏈有141141個(gè)殘基，個(gè)殘基，-鏈有鏈有146146個(gè)殘基。個(gè)殘基。鏈、鏈、鏈鏈和和MbMb的三級(jí)結(jié)構(gòu)都非常相似。實(shí)際上對(duì)于人的這三種的三級(jí)結(jié)構(gòu)都非常相似。實(shí)際上對(duì)于人的這三種多肽鏈分析發(fā)現(xiàn)

22、只有多肽鏈分析發(fā)現(xiàn)只有2727個(gè)殘基是共有的，這表明蛋白個(gè)殘基是共有的，這表明蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的保守性。只要功能相同（都與氧結(jié)合），質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的保守性。只要功能相同（都與氧結(jié)合），高級(jí)結(jié)構(gòu)就相似，有時(shí)甚至是唯一的。高級(jí)結(jié)構(gòu)就相似，有時(shí)甚至是唯一的。 第116頁/共148頁肌紅蛋白肌紅蛋白 血紅蛋白血紅蛋白 血紅蛋白血紅蛋白氨基酸序列大不相同，氨基酸序列大不相同，結(jié)構(gòu)相似，功能相似（載氧）結(jié)構(gòu)相似，功能相似（載氧）肌紅蛋白分子和肌紅蛋白分子和血紅蛋白的血紅蛋白的組成組成第117頁/共148頁血紅蛋白的結(jié)構(gòu)模型第118頁/共148頁 氧結(jié)合引起血紅蛋白構(gòu)象變化，氧合血氧結(jié)合引起血紅蛋白構(gòu)象變化，氧合

23、血紅蛋白和去氧血紅蛋白在四級(jí)結(jié)構(gòu)上有顯紅蛋白和去氧血紅蛋白在四級(jí)結(jié)構(gòu)上有顯著不同，發(fā)生構(gòu)象變化。著不同，發(fā)生構(gòu)象變化。 氧與血紅蛋白結(jié)合是氧與血紅蛋白結(jié)合是協(xié)同協(xié)同進(jìn)行的，具有進(jìn)行的，具有正協(xié)同性同促正協(xié)同性同促效應(yīng)，即一個(gè)氧分子與效應(yīng)，即一個(gè)氧分子與HbHb結(jié)合，使同一結(jié)合，使同一HbHb分子中其余空的氧結(jié)合部位對(duì)氧親和力增加，再結(jié)合第二、三、分子中其余空的氧結(jié)合部位對(duì)氧親和力增加，再結(jié)合第二、三、四個(gè)氧分子則比較容易。四個(gè)氧分子則比較容易。 第119頁/共148頁MyoglobinMyoglobinHemoglobinHemoglobinMbMb和和HbHb的氧合曲線比較的氧合曲線比較第1

24、20頁/共148頁一 、 蛋 白 質(zhì) 的 兩 性 性 質(zhì) 、 等一 、 蛋 白 質(zhì) 的 兩 性 性 質(zhì) 、 等 電點(diǎn)和電泳電點(diǎn)和電泳 第六節(jié)第六節(jié) 蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì) 1、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子中除N-端的a-氨基和C-端的a-羧基外，還有許多可解離的側(cè)鏈基團(tuán)，是兩性電解質(zhì)，在一定pH條件下，上述基團(tuán)解離而使蛋白質(zhì)帶電荷。第121頁/共148頁 等電點(diǎn)：在某一pH溶液中，使蛋白質(zhì)分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陰極也不向陽極移動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。 等電點(diǎn)時(shí)的蛋白質(zhì)：最不穩(wěn)定、溶解度最小、易形成沉淀析出（常用于蛋白質(zhì)的分離純化）；粘度

25、、滲透壓、膨脹性和導(dǎo)電能力均最小。2、蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)第122頁/共148頁 電泳：蛋白質(zhì)在溶液中解離成帶電顆粒，在電場中可以向與電荷相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象。 在特定PH溶液中所帶電荷不同 蛋白質(zhì) 分子量不同 分子的大小和形狀不同 3、電泳 在電場中移動(dòng)的速度和方向不同 用于蛋白質(zhì)的分析、分離、純化、鑒定和制備第123頁/共148頁 單分子蛋白質(zhì)顆粒:直徑1100nm. 蛋白質(zhì)具有膠體的特征:布朗運(yùn)動(dòng)、丁達(dá)爾效應(yīng)以及不能透過半透膜 穩(wěn)定蛋白質(zhì)的因素： （1）水膜：AA極性基團(tuán),如NH3+、COO-、OH、SH、CONH等易吸附水分子，在蛋白質(zhì)顆粒外面形成一層水化層。 （2）電荷：在非等電狀態(tài)時(shí)，蛋

26、白質(zhì)帶同種電荷相互排斥。 二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)第124頁/共148頁 1、 鹽析 鹽析：向蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等中性鹽,破壞蛋白質(zhì)分子表面的水化層，中和他們的電荷，而使蛋白質(zhì)沉淀析出的現(xiàn)象。即加加入高濃度中性鹽使蛋白質(zhì)沉淀析出的現(xiàn)象入高濃度中性鹽使蛋白質(zhì)沉淀析出的現(xiàn)象 沉淀蛋白質(zhì)的方法有以下幾種:三、蛋白質(zhì)沉淀反應(yīng)三、蛋白質(zhì)沉淀反應(yīng)第125頁/共148頁 分段鹽析：不同蛋白質(zhì)所帶電荷和親水性不同，析出時(shí)需要的鹽濃度不同，調(diào)節(jié)中性鹽濃度使混合蛋白質(zhì)溶液中的幾種蛋白質(zhì)分段析出的方法。 2、有機(jī)溶劑沉淀 乙醇、甲醇、丙酮等極性有機(jī)溶劑

27、降低介質(zhì)的介電常數(shù)，破壞蛋白質(zhì)水膜（乙醇等有機(jī)溶劑親水性更強(qiáng)，脫水劑）,使蛋白質(zhì)沉淀。 鹽溶：低濃度中性鹽增加蛋白質(zhì)溶解度的現(xiàn)象 第126頁/共148頁 Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ag+等重金屬離子可與蛋白質(zhì)中帶負(fù)電荷 （pHpI時(shí)）的基團(tuán)形成不溶性的鹽而沉淀。 誤服重金屬鹽的病人可口服大量牛奶、生蛋清等，防止這些有害離子被吸收。 4、生物堿試劑沉淀 生物堿試劑,如苦味酸、單寧酸或三氯乙酸等可與蛋白質(zhì)中帶電荷的基團(tuán)生成不溶性的鹽而析出沉淀。3、重金屬鹽沉淀5、 加熱變性沉淀 通常不可逆第127頁/共148頁四、四、PrPr的變性與復(fù)性的變性與復(fù)性 蛋白質(zhì)變性： 受到某些理化因素的影響，（1

28、）分子構(gòu)象發(fā)生變化 （二級(jí)以上的高級(jí)結(jié)構(gòu)改變)（2）理化性質(zhì)和生物學(xué)功能改變（3）共價(jià)鍵不斷裂（一級(jí)結(jié)構(gòu)不 變，組成成分和分子量不變） 第128頁/共148頁 變性的實(shí)質(zhì)：由于外界條件破壞了Pr內(nèi)部的次級(jí)鍵使有序而緊密的結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o序而松散的結(jié)構(gòu)。 引起Pr變性的因素物理因素：加熱、劇烈攪拌，紫外線照射、X射線、超生波化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、生物堿、有機(jī)溶劑等。 復(fù)性：當(dāng)若引起變性的因素較溫和，當(dāng)除去這些因素后， Pr重新自發(fā)折疊恢復(fù)原來的構(gòu)象的現(xiàn)象。第129頁/共148頁（1）生物活性喪失，eg. E的催化（2）溶解度降低, 粘度增加,擴(kuò)散系數(shù)降低,易凝聚（3）光學(xué)性質(zhì)變化：Pr分子內(nèi)

29、的側(cè)鏈基因暴露到分子表面, 從而出現(xiàn)光譜變化（4）生化性質(zhì)改變：易被Pr E水解PrPr變性后的特征：變性后的特征：第130頁/共148頁 （1）大豆Pr溶液加熱加鹽（MgCl2)制成豆腐。 （2）分析非Pr成分時(shí)，常用三氯醋酸將樣品中的Pr變性沉淀除去。 （3）紫外線照射或人體衰老，Pr變性，親水性漸弱，皮膚失去彈性。 （4）酒精中毒、殺菌。Pr變性的應(yīng)用:第131頁/共148頁1、雙縮脲反應(yīng) 雙縮脲反應(yīng): 雙縮脲在堿性溶液中能與CuSO4反應(yīng)生成紅紫色絡(luò)合物的反應(yīng)。 一般含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的肽鍵的化合物與CuSO4堿性溶液發(fā)生雙縮脲反應(yīng)生成紅紫色絡(luò)合物,是肽和蛋白質(zhì)所特有而AA沒有的顏色反

30、應(yīng)。用于蛋白質(zhì)或肽的定性和定量測定。 五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)第132頁/共148頁 蛋白質(zhì)的酪aa酚基能將福林試劑中的磷鉬酸和磷鎢酸還原成藍(lán)色化合物（鉬蘭和鎢蘭的混合物），這一反應(yīng)常用于蛋白質(zhì)微量測定。3、 茚三酮反應(yīng)(同AA反應(yīng)) Pr的a-AA能與水合茚三酮生成藍(lán)紫色化合物4、 紫外吸收2、 酚試劑反應(yīng)第133頁/共148頁 一、蛋白質(zhì)的分離純化一、蛋白質(zhì)的分離純化 1、蛋白質(zhì)分離純化的一般原則 前處理（得蛋白質(zhì)提取液） 粗分級(jí) 結(jié)晶 細(xì)分級(jí) 第七節(jié)第七節(jié)蛋白質(zhì)的分離純蛋白質(zhì)的分離純化和鑒定化和鑒定第134頁/共148頁電泳電泳 前前處處理理粗粗分分離離細(xì)細(xì)分分離離生物組織生物組織 無細(xì)胞提取液無細(xì)胞提取液破碎、溶破碎、溶解、差速離心解、差速離心選擇性沉淀法親和親和層析層析離子交離子交換層析換層析精制后的蛋白質(zhì)精制后的蛋白質(zhì)凝膠凝膠過濾過濾疏水疏水層析層析吸附吸附層析層析第135頁/共148頁 利用蛋白質(zhì)分子顆粒大、不能透過半透膜的膠體性質(zhì)設(shè)計(jì)的。超濾是在透析的基礎(chǔ)上增加壓力或離心力，迫使蛋白質(zhì)混合物中的其它小分子通過濾膜，而蛋白質(zhì)分子被阻留在膜上。A、透析和超濾 2、分離純化蛋白質(zhì)的基本原理 （1）按蛋白質(zhì)分子大小不同分離 第136頁/共148頁 蛋白質(zhì)顆粒在