第四章蛋白質(zhì)化學(xué)

主要內(nèi)容：介紹氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)及肽的概念，重點(diǎn)討論蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)和功能的相互關(guān)系。思考目錄第一節(jié)概述第二節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位──氨基酸第三節(jié)肽第四節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第五節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第六節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第七節(jié)蛋白質(zhì)與氨基酸分離純化與測(cè)定

第一節(jié)概述一.什么是蛋白質(zhì)？

蛋白質(zhì)(Protein)是由許多不同的氨基酸，按照一定的順序，通過肽鍵連接而成的一條或多條肽鏈構(gòu)成的生物大分子。1.蛋白質(zhì)是生物體的重要組成成分，是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。二.蛋白質(zhì)的重要性

蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。三.蛋白質(zhì)的元素組成

主要元素：

CHONS

50~55%6~8%20~23%15~18%0~4%

微量元素：PFeCuZnMoISe

大多數(shù)蛋白質(zhì)含氮量較恒定，平均16%，即1g氮相當(dāng)于6.25g蛋白質(zhì)。6.25稱為蛋白質(zhì)系數(shù)。

×

蛋白質(zhì)平均含N量為16％,這是凱氏定氮法測(cè)蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)：蛋白質(zhì)含量＝蛋白質(zhì)含N量×6.25四.蛋白質(zhì)的分類（一）按分子形狀分

球狀蛋白質(zhì):如血紅蛋白和豆類的球蛋白。纖維狀蛋白質(zhì):

1.α-角蛋白

毛發(fā)、指甲、羽毛等。2.β-角蛋白蠶絲、蜘蛛絲等。3.膠原蛋白皮膚、軟骨等。（二）按溶解度分1.清蛋白:溶于水,如乳清白蛋白;2.精蛋白:溶于水及酸性溶液,含堿性氨基酸多,如鮭精蛋白;3.組蛋白:溶于水及稀酸溶液,含堿性氨基酸較多,常是細(xì)胞核染色質(zhì)組成成分;4.球蛋白:微溶于水而溶于稀的中性鹽溶液,如血清球蛋白;5.谷蛋白:不溶于水、醇及中性鹽溶液,但溶于稀酸稀堿,如麥蛋白;6.醇溶蛋白:不溶于水,溶于70-80%乙醇,如玉米蛋白;7.硬蛋白:不溶于水、鹽、稀酸、稀堿溶液，如角蛋白和膠原蛋白。（三）按化學(xué)組成分1.單純蛋白質(zhì)僅有氨基酸組成的蛋白質(zhì)，水解后產(chǎn)物只有氨基酸。2.結(jié)合蛋白質(zhì)除含有氨基酸外，還含有糖、脂肪、核酸等非蛋白成分。結(jié)合蛋白由兩部分組成：一是蛋白質(zhì)部分；二是非蛋白部分，稱為輔基。如糖蛋白、核蛋白、脂蛋白。五.蛋白質(zhì)的主要生理功能

蛋白質(zhì)（protein）是生活細(xì)胞內(nèi)含量最豐富、功能最復(fù)雜的生物大分子，并參與了幾乎所有的生命活動(dòng)和生命過程。因此，研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能始終是生命科學(xué)最基本的命題。生物體最主要的特征是生命活動(dòng)，而蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現(xiàn)者，具有以下主要功能：催化功能；結(jié)構(gòu)功能；調(diào)節(jié)功能；免疫功能；運(yùn)動(dòng)功能；運(yùn)輸功能；信息功能；儲(chǔ)藏功能第二節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位─氨基酸一、蛋白質(zhì)水解二、氨基酸的通式三、生物體內(nèi)氨基酸的類別四、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類五、氨基酸的性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的水解（詳見P43）1.酸水解優(yōu)點(diǎn):水解徹底,水解產(chǎn)物為L(zhǎng)-氨基酸,沒有旋光異構(gòu)體產(chǎn)生;缺點(diǎn):營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的色氨酸幾乎全部被破壞。2.堿水解優(yōu)點(diǎn)：色氨酸不被破壞，水解液清亮；缺點(diǎn)：水解產(chǎn)生的氨基酸發(fā)生旋光異構(gòu)作用，產(chǎn)物有D-型和L-型兩類氨基酸。D-型氨基酸不能被人體分解利用，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值減半。3.酶水解優(yōu)點(diǎn)：條件溫和，氨基酸完全不被破壞，也不發(fā)生旋光異構(gòu)現(xiàn)象；缺點(diǎn)：水解不徹底，中間產(chǎn)物（短肽等）較多。

-氨基酸的通式

二、氨基酸的結(jié)構(gòu)特征生物體內(nèi)的氨基酸類別蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)中常見的20種氨基酸稀有的蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)組成中，除上述20種常見氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分離出一些稀有氨基酸，它們都是相應(yīng)常見氨基酸的衍生物。如4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸等。非蛋白質(zhì)氨基酸：生物體內(nèi)呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸。三、氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)

據(jù)R基團(tuán)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

脂肪族ＡA（中性、含羥基或巰基、酸性、堿性）芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)雜環(huán)ＡＡ(His、Pro)據(jù)R基團(tuán)極性分類極性R基團(tuán)AA非極性R基團(tuán)AA（８種）不帶電荷（７種）帶電荷：正電荷（３種）負(fù)電荷（２種）據(jù)氨基、羧基數(shù)分類一氨基一羧基ＡＡ一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg)非極性R基團(tuán)氨基酸不帶電荷極性R基團(tuán)氨基酸帶電荷極性R基團(tuán)氨基酸甘氨酸（Gly,G）丙氨酸（Ala,A）纈氨酸（Val,V）亮氨酸（Lue,L）異亮氨酸（Ile,I）中性脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸絲氨酸（Ser,S）蘇氨酸（Thr,T）半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸（Met,M）酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸（Glu,E）天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺（Gln,Q）堿性氨基酸

賴氨酸（Lys,K）精氨酸（Arg,R）組氨酸（His,H）雜環(huán)雜環(huán)氨基酸

組氨酸（His,H）脯氨酸（Pro,P）芳香族氨基酸

苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Trg,W）氨基酸的光學(xué)性質(zhì)

1、除甘氨酸外，所有天然α-氨基酸都有不對(duì)稱碳原子，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。2、參與蛋白質(zhì)組成的20種氨基酸中色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)的R基團(tuán)中含有苯環(huán)共軛雙鍵系統(tǒng)，在紫外光區(qū)（220-300nm）顯示特征的吸收譜帶，最大光吸收（max）分別為279、278、和259nm。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)都含有這些氨基酸殘基，因此用紫外分光光度法可測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

氨基酸的性質(zhì)

（1）兩性解離和等電點(diǎn)（2）光學(xué)性質(zhì)（3）重要化學(xué)反應(yīng)

a.與茚三酮反應(yīng):用于氨基酸定量定性測(cè)定.

b.與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)（sanger反應(yīng)）:鑒定氨基酸,也可用于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)測(cè)定.

c.與苯異硫氰酯（PITC）的反應(yīng)（Edman反應(yīng)），用于蛋白N-端測(cè)定，蛋白質(zhì)順序測(cè)定儀設(shè)計(jì)原理的依據(jù)。3.氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點(diǎn)

pH=pI

凈電荷=0

pH<pI凈電荷為正pH>pI凈電荷為負(fù)CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++

OH-+H++

OH-(pK′1)(pK′2)

當(dāng)氨基酸溶液在某一定pH值時(shí)，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場(chǎng)中既不向陽(yáng)極也不向陰極移動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值即為該氨基酸的等電點(diǎn)(isoelectricpoint，pI)。TrpTyrPhe的紫外吸收光譜

摩爾吸收系數(shù)波長(zhǎng)氨基酸與茚三酮反應(yīng)+3H20水合茚三酮(無(wú)色)NH3CO2RCHO+還原性茚三酮紫色化合物(弱酸)加熱水合茚三酮+2NH3+還原性茚三酮氨基酸與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)

（sanger反應(yīng)）DNFB（dinitrofiuorobenzene）DNP-AA(黃色)++HF弱堿中氨基酸氨基酸與苯異硫氰酯（PITC）的反應(yīng)

（Edman反應(yīng)）PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-AA)（phenylisothiohydantion-AA）弱堿中(400

C)(硝基甲烷400

C)H+第三節(jié)肽一、肽(peptide)和肽鍵(peptidebend)的概念二、肽的重要性質(zhì)

酸堿性質(zhì)、重要化學(xué)反應(yīng)類似于氨基酸性質(zhì)三、天然存在的活性肽生理活性肽的功能類別：激素、抗菌素、輔助因子實(shí)例：谷胱甘肽(glutathione,GSH)

短桿菌肽

促甲狀腺素釋放因子（TRH）

-天冬氨酸-苯丙氨酸甲酯（甜味劑）肽和肽鍵的形成肽單位肽鍵肽平面肽單位谷胱甘肽

谷胱甘肽在體內(nèi)參與氧化還原過程，作為某些氧化還原酶的輔因子，或保護(hù)巰基酶，或防止過氧化物積累。促甲狀腺素釋放因子（TRH）短桿菌肽S-天冬氨酰-苯丙氨酸甲酯CH2NH2

CHC

NH

CHCOOCH2COOHOCH3第四節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

一、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次的劃分二、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)三、多肽主鏈折疊的空間限制和

維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力四、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)五、蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域六、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)七、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次一級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)primarystructuresecondarystructureTertiarystructurequariernarystructure超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域

supersecondarystructureStructuredoman二、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)

多肽鏈中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)。這是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)，它決定蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)和生物功能的信息。一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定例：牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定

基本戰(zhàn)略：片段重疊法＋氨基酸順序直測(cè)法要點(diǎn)：a.測(cè)定蛋白質(zhì)的分子量及其氨基酸組分

b.

測(cè)定肽鍵的N－末端和C－末端

c.

應(yīng)用兩種或兩種以上的肽鍵內(nèi)切酶分別在多肽鍵的專一位點(diǎn)上斷裂肽鍵；也可用溴化氰法專一性地?cái)嗔鸭琢虬彼嵛稽c(diǎn)，從而得到一系列大小不等的肽段。

d.

分離提純所產(chǎn)生的肽段，并分別測(cè)定它們的氨基酸順序

e.

將這些肽段的順序進(jìn)行跨切口重疊，進(jìn)行比較分析，推斷出蛋白質(zhì)分子的全部氨基酸序列。蛋白質(zhì)順序測(cè)定基本策略

將肽段順序進(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序?qū)㈦亩畏蛛x并測(cè)出順序?qū)Ｒ恍粤呀饽┒税被釡y(cè)定二硫鍵拆開純蛋白質(zhì)酰胺平面與α-碳原子的二面角（φ和ψ）

二面角

兩相鄰酰胺平面之間，能以共同的Cα為定點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)，繞Cα-N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱φ角，繞C-Cα鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱ψ角。φ和ψ稱作二面角，亦稱構(gòu)象角。完全伸展的多肽主鏈構(gòu)象α-碳原子酰胺平面Φ=1800，ψ=1800Φ=00，ψ=00的多肽主鏈構(gòu)象酰胺平面Φ=00，ψ=00側(cè)鏈非鍵合原子接觸半徑維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力

a.鹽鍵b.氫鍵c.疏水鍵d.范德華力e.二硫鍵多肽鏈四、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)

(１)α－螺旋（α－h(huán)elix）(２)β－折疊（β-pleatedsheet）(３)β－轉(zhuǎn)角（β-turn）(４)無(wú)規(guī)則卷曲（nonregularcoil）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondarystructure）指肽鏈主鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元．主要有以下類型：特征：1、每隔3.6個(gè)AA殘基螺旋上升一圈，螺距0.54nm;2、螺旋體中所有氨基酸殘基R側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中的全部>C=0和>N-H幾乎都平行于螺旋軸;3、每個(gè)氨基酸殘基的>N-H與前面第四個(gè)氨基酸殘基的>C=0形成氫鍵，肽鏈上所有的肽鍵都參與氫鍵的形成。

α－螺旋（α－h(huán)elix）形成因素：與ＡＡ組成和排列順序直接相關(guān)。多態(tài)性：多數(shù)為右手（較穩(wěn)定），亦有少數(shù)左手螺旋存在（不穩(wěn)定）；存在尺寸不同的螺旋。β－折疊（β-pleatedsheet）

特征：兩條或多條伸展的多肽鏈（或一條多肽鏈的若干肽段）側(cè)向集聚，通過相鄰肽鏈主鏈上的N-H與C=O之間有規(guī)則的氫鍵，形成鋸齒狀片層結(jié)構(gòu)，即β－折疊片。類別：平行反平行

β－轉(zhuǎn)角（β-turn）

特征：多肽鏈中氨基酸殘基n的羰基上的氧與殘基（n+3）的氮原上的氫之間形成氫鍵，肽鍵回折1800。無(wú)規(guī)則卷曲示意圖無(wú)規(guī)則卷曲細(xì)胞色素C的三級(jí)結(jié)構(gòu)五、蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域

(2)結(jié)構(gòu)域（structuredomain）

蛋白質(zhì)中相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單位（即單個(gè)α－螺旋或β－折疊或β－轉(zhuǎn)角）組合在一起，形成有規(guī)則的、在空間上能辯認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體稱為蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)

基本組合方式：αα；β×β；βββ

在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽進(jìn)一步卷曲折疊成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立、近似球形的三維實(shí)體，再由兩個(gè)或兩個(gè)以上這樣的三維實(shí)體締合成三級(jí)結(jié)構(gòu)，這種相對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體稱為結(jié)構(gòu)域。

形成意義：

動(dòng)力學(xué)上更為合理

蛋白質(zhì)（酶）活性部位往往位于結(jié)構(gòu)域之間，使其更具柔性(１)超二級(jí)結(jié)構(gòu)（supersecondarystructure

）超二級(jí)結(jié)構(gòu)類型βββααβ×β12345

52341

Β-鏈βαββ-迂回回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)β-迂回卵溶菌酶的三級(jí)結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)結(jié)構(gòu)域-螺旋-轉(zhuǎn)角-折疊二硫鍵結(jié)構(gòu)域1結(jié)構(gòu)域2

丙酮酸激酶結(jié)構(gòu)域4羧肽酶

腺苷酸激酶

(a)(b)

丙糖磷酸異構(gòu)酶乳酸脫氫酶結(jié)構(gòu)域1黃素蛋白平行-折疊的結(jié)構(gòu)比較（a）-園桶形排布，（b）馬蹄形排布

六、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)

多肽鍵在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級(jí)鍵維系使α－螺旋、β－折疊片、β－轉(zhuǎn)角等二級(jí)結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象。三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的重新排布。

實(shí)例：肌紅蛋白

核糖核酸酶肌紅蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)核糖核酸酶三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖

N

His12CHis119Lys41七、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)

四級(jí)結(jié)構(gòu)是指由相同或不同的稱作亞基（subunit）的亞單位按照一定排布方式通過非共價(jià)鍵聚合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范德華力。亞基本身都具有球狀三級(jí)結(jié)構(gòu)，一般只包含一條多肽鏈，也有的由二條或二條以上由二硫鍵連接的肽鏈組成。實(shí)例：血紅蛋白

血紅蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)

煙草花葉病毒外殼蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)的自我組裝

第五節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

一、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能二、蛋白質(zhì)高級(jí)構(gòu)象與功能蛋白質(zhì)復(fù)雜的組成和結(jié)構(gòu)是其多種多樣生物學(xué)功能的基礎(chǔ)；而蛋白質(zhì)獨(dú)特的性質(zhì)和功能則是其結(jié)構(gòu)的反映。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)包含了其分子的所有信息，并決定其高級(jí)結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)構(gòu)和其功能密切相關(guān)。

一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)，

也決定蛋白質(zhì)的功能1、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異與同源性

實(shí)例：細(xì)胞色素Ｃ2、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異與分子病

實(shí)例：血紅蛋白質(zhì)異常病變鐮刀型貧血病3、蛋白質(zhì)前體的激活與一級(jí)結(jié)構(gòu)

實(shí)例：胰島素原的激活

高級(jí)構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能

1、蛋白質(zhì)高級(jí)構(gòu)象破壞，功能喪失

實(shí)例：核糖核酸酶的變性與復(fù)性2、蛋白質(zhì)在表現(xiàn)生物功能時(shí)，構(gòu)象發(fā)生一定變化（變構(gòu)效應(yīng)）

實(shí)例：血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)和輸氧功能不同生物與人的Cytc的AA差異數(shù)目生物與人不同的AA數(shù)目黑猩猩0恒河猴1兔9袋鼠10牛、豬、羊、狗11馬12雞、火雞13響尾蛇14海龜15金槍魚21角餃23小蠅25蛾31小麥35粗早鏈孢霉43酵母44

不同生物來(lái)源的細(xì)胞色素c中不變的AA殘基

14106100134323029271817675952514845413887848280706891GlyGlyPheCysGlyGlyGlyArgLysGlyCysLysPheHisProLeuGlyArgTyrAlaAsnTrpTyr707580LysLysLysProProTyrIleGlyThrMetAsnLeu血紅素細(xì)胞色素c分子的空間結(jié)構(gòu)不變的AA殘基

35個(gè)不變的AA殘基，是CytC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；有的可能參與電子傳遞；有的可能參與“識(shí)別”并結(jié)合細(xì)胞色素還原酶和氧化酶。正常紅細(xì)胞與鐮刀形紅細(xì)胞的掃描電鏡圖鐮刀形紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞-鏈N端氨基酸排列順序12345678

Hb-A（正常人）Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys…Hb-S（患者）Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…豬胰島素原激活成形成胰島素示意圖

核糖核酸酶變性與復(fù)性作用NativeribonucleaseDenativereducedribonucleaseNativeribonuclease8Mureaand-mercapotoethanolDialysis變性復(fù)性血紅蛋白輸氧功能和構(gòu)象變化O2HbHb-O2O2血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合曲線活動(dòng)肌肉毛細(xì)血管中的PO2020406080100肺泡中的PO2MyoglobinHemoglobin第六節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)

一、兩性解離性質(zhì)及等電點(diǎn)二、蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)三、蛋白質(zhì)的沉淀四、蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性五、蛋白質(zhì)的紫外吸收特性六、蛋白質(zhì)呈色反應(yīng)

蛋白質(zhì)兩性解離性質(zhì)和等電點(diǎn)

pH=pI

凈電荷=0

pH<pI凈電荷為正pH>pI凈電荷為負(fù)PrCOOHNH3++H++

OH-+H++

OH-PrCOO-NH2PrCOO-NH3+

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液在某一定pH值時(shí)，使某特定蛋白質(zhì)分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場(chǎng)中既不向陽(yáng)極也不向陰極移動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值即為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（isoelectricpoint，pI）。

蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)

由于蛋白質(zhì)分子量很大，在水溶液中形成1-100nm的顆粒，因而具有膠體溶液的特征?？扇苄缘鞍踪|(zhì)分子表面分布著大量極性氨基酸殘基，對(duì)水有很高的親和性，通過水合作用在蛋白質(zhì)顆粒外面形成一層水化層，同時(shí)這些顆粒帶有電荷，因而蛋白質(zhì)溶液是相當(dāng)穩(wěn)定的親水膠體。

蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)的應(yīng)用透析法:利用蛋白質(zhì)不能透過半透膜的的性質(zhì)，將含有小分子雜質(zhì)的蛋白質(zhì)溶液放入透析袋再置于流水中，小分子雜質(zhì)被透析出，大分子蛋白質(zhì)留在袋中，以達(dá)到純化蛋白質(zhì)的目的。這種方法稱為透析（dialysis）。

鹽析法:在蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的硫酸銨、氯化鈉等中性鹽，可有效地破壞蛋白質(zhì)顆粒的水化層。同時(shí)又中和了蛋白質(zhì)表面的電荷，從而使蛋白質(zhì)顆粒集聚而生成沉淀，這種現(xiàn)象稱為鹽析（saltingout）。蛋白質(zhì)的沉淀

如果加入適當(dāng)?shù)脑噭┦沟鞍踪|(zhì)分子處于等電點(diǎn)狀態(tài)或失去水化層（消除相同電荷，除去水膜），蛋白質(zhì)膠體溶液就不再穩(wěn)定并將產(chǎn)生沉淀。沉淀方法類別:

1、高濃度中性鹽（鹽析、鹽溶）2、酸堿（等電點(diǎn)沉淀）3、有機(jī)溶劑沉淀4、重金屬鹽類沉淀5、生物堿試劑和某些酸類沉淀6、加熱變性沉淀

蛋白質(zhì)變性與復(fù)性

●蛋白質(zhì)各自所特有的高級(jí)結(jié)構(gòu)，是表現(xiàn)其物理性質(zhì)和化學(xué)特性以及生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。當(dāng)天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影響，使其分子內(nèi)部原有的高級(jí)構(gòu)象發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致其一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，這種現(xiàn)象稱為變性作用（denaturation）。

表征：生物活性喪失；物理性質(zhì)（溶解度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)、光譜特性等）和化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)，被酶解性）改變

應(yīng)用：變性滅菌、消毒；變性制食品……

●蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于劇烈，則是一種可逆過程，變性蛋白質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自發(fā)折疊成原來(lái)的構(gòu)象，恢復(fù)原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為復(fù)性（renaturation）。蛋白質(zhì)主要呈色反應(yīng)

雙縮脲反應(yīng)酚試劑反應(yīng)→蛋白質(zhì)定量、定性

茚三酮反應(yīng)測(cè)定常用方法

雙縮脲反應(yīng)

蛋白質(zhì)在堿性溶液中也能與硫酸銅發(fā)生相同反應(yīng)，產(chǎn)生紅紫色絡(luò)合物紅紫色絡(luò)合物(堿性溶液)Cu2+蛋白質(zhì)的紫外吸收光譜

蛋白質(zhì)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)（200-230nm）有較大的吸收，在280nm有一特征吸收峰，可利用這一特性對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定性定量鑒定。蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/（mg/ml）=1.55A1cm-0.76A1cm280260測(cè)定范圍：0.1～0.5mg/ml蛋白質(zhì)的分離純化基本方法一、鹽析與等電點(diǎn)沉淀：根據(jù)溶解度不同分離；二、離子交換色譜：根據(jù)電荷性質(zhì)不同分離；三、凝膠過濾：根據(jù)相對(duì)分子量不同分離；四、親和色譜：根據(jù)特異親和力不同分離；五、高效液相色譜氨基酸的分離一、濾紙色譜：根據(jù)溶解度不同進(jìn)行的分配色譜；二、離子交換色譜：根據(jù)電荷性質(zhì)不同分離(P74)；三、薄層色譜：根據(jù)吸附性的不同分離(P75)；四、紙電泳與薄膜電泳：在電場(chǎng)下的快速分離；五、薄層電泳：可用于氨基酸制備的分離(P76)。蛋白質(zhì)及氨基酸的分析測(cè)定一、蛋白質(zhì)含量測(cè)定：常用定氮法、比色法(雙縮尿法和Lowry法)和紫外吸收法(P77)；二、電泳技術(shù)：凝膠電泳常用于純度鑒定及相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定；三、氨基酸的顯色測(cè)定(P78)；四、免疫印跡：高精度的蛋白質(zhì)分析鑒定技術(shù)。

問答題和計(jì)算題1、為什么說蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)？2、試比較Gly、Pro與其它常見氨基酸結(jié)構(gòu)的異同，它們對(duì)多肽鏈二級(jí)結(jié)構(gòu)的形成有何影響？3、試舉例說明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、高級(jí)結(jié)構(gòu)