第二章蛋白質(zhì)化學(xué)第一節(jié)蛋白質(zhì)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)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)分類（自學(xué)）第一節(jié)蛋白質(zhì)概述一、蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能二、蛋白質(zhì)的元素組成三、蛋白質(zhì)的構(gòu)成單位－氨基酸

一、蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能1.蛋白質(zhì)（protein）是生物體重要組成成分分布廣：所有的器官、組織，細(xì)胞的各個組成部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：占人體干重的45％，某些組織含量更高，如脾、肺及橫紋肌高達(dá)80％。2.參與幾乎所有的生命活動和生命過程，是生命活動的體現(xiàn)者。催化功能；結(jié)構(gòu)功能；防御功能；運(yùn)動功能；運(yùn)輸功能；儲藏功能;基因表達(dá)調(diào)控；二、蛋白質(zhì)的元素組成1、主要元素：C、H、O、N和S，有些蛋白質(zhì)還含有少量P和微量元素。2、特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含氮量為16%。3、定氮法測定蛋白質(zhì)含量：蛋白質(zhì)含量＝6.25×樣品含氮量三聚氰胺含N量66.6%三、蛋白質(zhì)的構(gòu)成單位－氨基酸蛋白質(zhì)是由氨基酸（aminoacid,AA）作為基本單位構(gòu)成的。第二節(jié)氨基酸一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類二、氨基酸的理化性質(zhì)三、氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)氨基酸（aminoacid,AA）

20種pr-AA（參與蛋白的合成）

180多種非pr-AA（不參與蛋白的合成）一、氨基酸的結(jié)構(gòu)及分類20種蛋白氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式α－氨基酸構(gòu)型根據(jù)甘油醛的構(gòu)型確定D型、L型①根據(jù)甘油醛的構(gòu)型確定構(gòu)型②自然界的氨基酸有兩種構(gòu)型，構(gòu)型與旋光性沒有直接對應(yīng)關(guān)系。③組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L型，除Gly外都有旋光性。D型

D型

L型L型2.氨基酸的分類根據(jù)R基團(tuán)的極性可將氨基酸分為非極性氨基酸（疏水氨基酸）酸性氨基酸極性氨基酸（親水氨基酸）堿性氨基酸非解離的極性氨基酸

Trp口訣2.非解離的極性氨基酸Tyr口訣+aspartateglutamate口訣根據(jù)R基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)氨基酸分類脂肪族氨基酸芳香族氨基酸雜環(huán)族氨基酸根據(jù)營養(yǎng)學(xué)氨基酸分類必需氨基酸非必需氨基酸組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種L－－氨基酸

－氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外

L－氨基酸：甘氨酸（無不對稱C）除外氨基酸結(jié)構(gòu)通式：RCH(NH2)COOH小結(jié)非極性氨基酸：丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸口訣：冰鞋亮一亮，笨蛋色譜極性氨基酸：酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸

堿性氨基酸：賴氨酸、精氨酸、組氨酸（蘭精豬）非解離的極性氨基酸：甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺

口訣：干絲拌天谷烙酥氨基酸單字符縮寫記憶法：色酪苯（Trp、Tyr、Phe），我要瘋（W、Y、F）；癩精（Lys、Arg），砍人（K、R）；天谷天谷（Asp、Glu、Asn、Gln），大恩你爸欠揍（D、E、NB、QZ），連起來就是：色酪苯，我要瘋；癩精砍人；天谷天谷，大恩你爸欠揍！剩下的單字符就是三字符第一個字母123含有S的氨基酸：蛋氨酸、半胱氨酸（巰基，形成二硫鍵）

含有苯環(huán)的芳香族氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。

（苯環(huán)形成共軛雙鍵，有強(qiáng)紫外光吸收）含有雜環(huán)的氨基酸：脯氨酸、色氨酸、組氨酸二、氨基酸的理化性質(zhì)一般性質(zhì)氨基酸為白色晶體，熔點(diǎn)極高，一般在200－300℃。各種氨基酸在水中的溶解度差別很大。所有氨基酸都溶于稀酸、稀堿，通常不溶于乙醇。Gly、Ala、Ser等微有甜味，Arg味苦，Glu鈉鹽有鮮味，俗稱味精。2.紫外吸收性質(zhì)20種氨基酸在可見光區(qū)域均無光吸收，在遠(yuǎn)紫外區(qū)（<220nm）均有光吸收。R基團(tuán)含有芳香環(huán)共軛雙鍵的AA：

Trp279nmTyr278nm

Phe259nm

蛋白質(zhì)由于含有這些氨基酸，一般最大光吸收在280nm，可用于蛋白質(zhì)定量分析。甘氨酸的滴定曲線NaOH摩爾數(shù)1.00.500.51

HCl

NaOH3.氨基酸的兩性解離與等電點(diǎn)3.氨基酸的兩性解離與等電點(diǎn)K1’K2’解離常數(shù)K1’=[H+][R±]/[R+]K2’=[H+][R-]/[R±]pK1’=pH-lg[R±]/[R+]pK2’=pH-lg[R-]/[R±]pH=pK1’+lg[R±]/[R+]pH=pK2’+lg[R-]/[R±]1)、[R±]=[R+]pH=pK1’2)、[R±]=[R-]pH=pK2’3)、[R+]=[R-]pH=1/2(pK1’+pK2’)R+R±R-K1’K2’等電點(diǎn)（isoelectricpoint,pI）：在某一pH環(huán)境中，氨基酸解離成陽性離子及陰性離子的趨勢相等，所帶凈電荷為零，在電場中不泳動。此時，氨基酸所處環(huán)境的pH值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。等電點(diǎn)計(jì)算①側(cè)鏈為非極性基團(tuán)或非解離極性氨基酸：pI=?(pK’1+pK’2)②酸性氨基酸(Glu、Asp)：pI=?(pK’1+pK’R)③堿性氨基酸(賴、精、組)：pI=?(pK’2+pK’R)帶電狀態(tài)判定

pI-pH>0…………….帶正電

pI-pH＝0……………不帶電

pI-pH<0…………….帶負(fù)電1.00.500.51

HCl

NaOH+水合茚三酮(無色)NH3CO2RCHO+還原性茚三酮(弱酸)加熱3H20紫色化合物水合茚三酮+2NH3+還原性茚三酮三、氨基酸的重要化學(xué)反應(yīng)1.與茚三酮反應(yīng)20種AA,大部分與茚三酮反應(yīng)生成紫色的化合物；而脯氨酸、羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成黃色的化合物。此反應(yīng)可用于氨基酸的定性和定量分析。2.Sanger反應(yīng)在弱堿性溶液中，AA的氨基與2,4-二硝基氟苯（DNFB或FDNB）反應(yīng)，生成黃色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA)。FDNBDNP-AA(黃色）此反應(yīng)，Sanger用于測定肽鏈N-末端氨基酸，所以成為Sanger反應(yīng)。在弱堿性條件下，AA的氨基與異硫氰酯（PITC）反應(yīng)，生成苯氨基硫甲酰衍生物，后者在硝基甲烷中與酸作用而環(huán)化，生成苯乙內(nèi)酰硫脲（PTH）衍生物。該反應(yīng)被Edman成功地應(yīng)用與氨基酸序列分析，所以又稱Edman反應(yīng)。3.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400C)H+3.Edman反應(yīng)苯氨基硫甲酰衍生物PTCPTH-AA異硫氰酯第三節(jié)肽一、肽鍵二、肽的結(jié)構(gòu)與命名三、重要的天然寡肽一、

肽鍵現(xiàn)已證明，蛋白質(zhì)是由各種氨基酸通過肽鍵連接起來的多肽鏈。由一個氨基酸的α-羧基與另一個氨基酸的α-氨基脫水縮合形成酰胺鍵，成為肽鍵（peptidebond)二、肽的結(jié)構(gòu)和命名肽單位肽鍵氨基酸殘基氨基端N端H端羧基端C端OH端多肽鏈的骨架由重復(fù)的肽單位排列而成，成為主鏈。R基團(tuán)成為側(cè)鏈1、結(jié)構(gòu)氨基酸的α-羧基與另一個氨基酸的α-氨基脫水形成肽（peptide）2、命名多肽和寡肽無嚴(yán)格界限小分子肽一般按其氨基酸殘基排列順序命名，如：Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Pro-Cys酪胺酰甘胺酰甘胺酰苯丙胺酰蛋胺酰脯胺酰半胱氨酸三、重要的天然寡肽生物體內(nèi)有許多游離的小肽，具有各種特殊的生物學(xué)功能：激素、抗菌素、輔助因子。谷胱甘肽神經(jīng)肽：腦啡肽（5肽）、內(nèi)啡肽、強(qiáng)啡肽、P物質(zhì)、Y肽肽類激素：催產(chǎn)素、加壓素（8肽）等其他：生長因子；短桿菌S（抗生素）；甜味肽(-天冬氨酸-苯丙氨酸甲酯)等γ-

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)巰基酶的巰基，或防止過氧化物積累。-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)的一級結(jié)構(gòu)二、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力三、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)五、蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域六、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次一級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)primarystructuresecondarystructureTertiarystructurequaternarystructure超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域

supersecondarystructureStructural

domain蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

多肽鏈中氨基酸殘基從N端到C端的排列順序，稱為蛋白質(zhì)的一級結(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)高級結(jié)構(gòu)和生物功能。主要靠肽鍵維系例：牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)測定

基本戰(zhàn)略：片段重疊法＋氨基酸順序直測法要點(diǎn)：a.

先純化蛋白

b.測定蛋白質(zhì)的分子量及其氨基酸組分

c.

測定肽鏈的N－末端和C－末端

d.

應(yīng)用兩種或兩種以上的肽鍵內(nèi)切酶分別在多肽鏈的專一位點(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。

e.

分離提純所產(chǎn)生的肽段，并分別測定它們的氨基酸順序（如Edman法）

f.

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)順序測定基本戰(zhàn)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并測出順序?qū)Ｒ恍粤呀鉁y定氨基酸組成末端氨基酸測定二硫鍵拆開純蛋白質(zhì)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.范得華力e.二硫鍵多肽鏈d二、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力1、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力氫鍵－維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要作用力范德華力－維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的作用力之一疏水作用力－維持蛋白質(zhì)三、四級結(jié)構(gòu)的作用力之一鹽鍵（離子鍵）二硫鍵－兩個Cys的巰基氧化形成。配位鍵－蛋白質(zhì)與金屬離子之間2、構(gòu)型與構(gòu)象構(gòu)型（configuration）：立體異構(gòu)體分子中取代原子或基團(tuán)在空間的取向。兩種構(gòu)型若無共價鍵的斷裂則不能互變。構(gòu)象（conformation）：取代基團(tuán)當(dāng)單鍵旋轉(zhuǎn)時形成的不同的立體結(jié)構(gòu)。構(gòu)象的改變不涉及共價鍵的斷裂。

3、蛋白質(zhì)構(gòu)象的形成基礎(chǔ)肽鍵形式上是單鍵，但X－射衍分析表明，它具有部分雙鍵的性質(zhì)，因此不能自由旋轉(zhuǎn)。肽平面(peptideunit)：由肽鍵中的四個原子和與之相鄰的兩個碳原子共同構(gòu)成的剛性平面。肽平面與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Φ=1800，ψ=1800Φ=00，ψ=00的多肽主鏈構(gòu)象（不存在）酰胺平面Φ=00，ψ=00側(cè)鏈非鍵合原子接觸半徑酰胺平面三、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的二級結(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：1、

α－螺旋（α－h(huán)elix）2、β－折疊（β-pleatedsheet）3、β－轉(zhuǎn)角（β-turn）4、無規(guī)則卷曲（nonregularcoil）1、α－螺旋（α－h(huán)elix）0.5nm0.15nm0.54nm

α-螺旋(α-helix)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)右手或左手螺旋：3.6個AA/圈，螺距0.54nm；氫鍵維系：鏈內(nèi)氫鍵（AAn-CO…AAn＋4-NH）,平行長軸；側(cè)鏈伸出螺旋。俯視圖0.5nm注意α－h(huán)elixH鍵的不同描述方式：（1）每個氨基酸殘基的NH與前面隔3個氨基酸殘基的CO形成（課本）（2）第1個氨基酸殘基的CO與第5個氨基酸殘基NH的形成。（3）第n個氨基酸殘基的CO與n＋4個氨基酸殘基的NH形成。（較簡練）由于脯氨酸的亞氨基形成肽鍵后，無法參與形成氫鍵，所以α-helix在此中斷

。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。

2、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-折疊(β-pleatedsheet)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)多肽鏈充分伸展，肽平面折疊成鋸齒狀；氫鍵維系：相鄰肽鏈上的N-H與C=O之間形成氫鍵,氫鍵的方向垂直長軸；可有平行片層和反平行片層結(jié)構(gòu)；側(cè)鏈交錯位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方。

3.β－轉(zhuǎn)角（β-turn）

特征：多肽鏈中氨基酸殘基n的-CO與殘基（n+3）的-NH之間形成氫鍵，肽鍵回折1800。4.無規(guī)則卷曲

又稱自由回轉(zhuǎn)，是指沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu)。

酶的功能部位往往處于該構(gòu)象區(qū)。

細(xì)胞色素C的三級結(jié)構(gòu)無規(guī)則卷曲四、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)

多肽鍵在二級結(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，借助次級鍵維系使α－螺旋、β－折疊片、β－轉(zhuǎn)角等二級結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象。三級結(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結(jié)構(gòu)核糖核酸酶三級結(jié)構(gòu)示意圖

N

His12CHis119Lys41五、蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域

(2)結(jié)構(gòu)域（structuraldomain）

蛋白質(zhì)中相鄰的二級結(jié)構(gòu)單位（即單個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)的二級結(jié)構(gòu)組合體稱為蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)

基本組合方式：αα；β×β；βββ

在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽進(jìn)一步卷曲折疊成幾個相對獨(dú)立、在空間上能夠辨認(rèn)的三維實(shí)體，再由兩個或兩個以上這樣的三維實(shí)體締合成三級結(jié)構(gòu)，這種相對獨(dú)立的三維實(shí)體稱為結(jié)構(gòu)域。

形成意義：

動力學(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)超二級結(jié)構(gòu)（supersecondarystructure）超二級結(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結(jié)構(gòu)中的兩個結(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)的四級結(jié)構(gòu)

四級結(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聚合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力。亞基本身都具有球狀三級結(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

煙草花葉病毒的外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)

5nm煙草花葉病毒外殼蛋白四級結(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)一級結(jié)構(gòu)與功能二、蛋白質(zhì)高級構(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)一級結(jié)構(gòu)包含了其分子的所有信息，并決定其高級結(jié)構(gòu)，高級結(jié)構(gòu)和其功能密切相關(guān)。

一、一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1、蛋白質(zhì)一級結(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)前體的激活與一級結(jié)構(gòu)

實(shí)例：胰島素原的激活一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，也決定蛋白質(zhì)的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

高級構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的功能

1、蛋白質(zhì)高級構(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，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)一、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，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，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的pH值即為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（isoelectricpoint，pI）。二、蛋白質(zhì)膠體由于蛋白質(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。可溶性蛋白質(zhì)分子表面分布著大量極性氨基酸殘基，對水有很高的親和性，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）。三、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，或除去水膜），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、加熱變性沉淀四、蛋白質(zhì)變性與復(fù)性●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)部原有的高級構(gòu)象發(fā)生變化時，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）。核糖核酸酶變性與復(fù)性作用NativeribonucleaseDenativereducedribonucleaseNativeribonuclease8Mureaand-mercapotoethanolDialysis變性復(fù)性五、蛋白質(zhì)主要呈色反應(yīng)P61

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(-OH)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測定范圍：0.1～0.5mg/ml

問答題和計(jì)算題1、為什麼說蛋白質(zhì)是生命活動最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)？2