生物化學(xué)-蛋白質(zhì)第1頁/共127頁一、氨基酸分子中含有氨基的羧酸均稱為氨基酸。作為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)單元的氨基酸均為L--氨基酸。天然蛋白質(zhì)由20種基本氨基酸組成，有少數(shù)蛋白質(zhì)還含有若干種不常見的氨基酸，它們都是基本氨基酸的衍生物。

第一節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成

第2頁/共127頁1，氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類

從蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物中分離得到的基本氨基酸中，除不含手性碳原子的甘氨酸和含有環(huán)狀二級氨基的脯氨酸外，其他均具有如下結(jié)構(gòu)通式。

第3頁/共127頁

脂肪族氨基酸

含羥基、含硫氨基酸、環(huán)氨基酸

第4頁/共127頁

芳香族氨基酸、堿性氨基酸

酸性氨基酸及其酰胺第5頁/共127頁2，幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的不常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下。第6頁/共127頁3，非蛋白氨基酸

除了上述構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸以外，自然界還存在一些并不是蛋白質(zhì)組分的氨基酸，這些氨基酸通常被稱為非蛋白氨基酸，至今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)200多種以上，它們具有不同的功能。

第7頁/共127頁

某些非蛋白氨基酸的結(jié)構(gòu)與功能

-丙氨酸：泛酸及輔酶A的組成成分-氨基丁酸：存在與腦組織中的神經(jīng)遞質(zhì)高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成的中間產(chǎn)物高絲氨酸：氨基酸代謝的中間產(chǎn)物鳥氨酸：尿素生成過程的中間產(chǎn)物瓜氨酸：苯甘氨酸：抗菌素構(gòu)成成分(MicakgcinB)第8頁/共127頁二、氨基酸的性質(zhì)除甘氨酸外，氨基酸均含有一個(gè)手性-碳原子，因此都具有旋光性。比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)1，氨基酸的旋光性第9頁/共127頁2，氨基酸的光吸收構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。酪氨酸的max＝275nm，275=1.4x103;苯丙氨酸的max＝257nm，257=2.0x102;色氨酸的max＝280nm，280=5.6x103;第10頁/共127頁3，氨基酸的離解性質(zhì)氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。PH1710凈電荷+10-1

正離子兩性離子負(fù)離子

等電點(diǎn)PI第11頁/共127頁甘氨酸的酸堿滴定曲線第12頁/共127頁4，氨基酸的等電點(diǎn)

當(dāng)溶液濃度為某一pH值時(shí)，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點(diǎn)，簡稱pI。在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動(dòng)，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。側(cè)鏈不含離解基團(tuán)的中性氨基酸，其等電點(diǎn)是它的pK’1和pK’2的算術(shù)平均值：pI=(pK’1+pK’2)/2

同樣，對于側(cè)鏈含有可解離基團(tuán)的氨基酸，其pI值也決定于兩性離子兩邊的pK’值的算術(shù)平均值。酸性氨基酸：pI=(pK’1+pK’R-COO-

)/2

鹼性氨基酸：pI=(pK’2+pK’R-NH2)/2第13頁/共127頁第二節(jié)多肽一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。一、多肽的結(jié)構(gòu)由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。第14頁/共127頁多肽的形成與結(jié)構(gòu)

第15頁/共127頁在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個(gè)游離的-羧基，稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。如上述五肽可表示為：

Ser-Val-Tyr-Asp-Gln第16頁/共127頁二、肽鍵肽鍵的特點(diǎn)是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共軛作用。組成肽鍵的原子處于同一平面。第17頁/共127頁肽鍵肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在。第18頁/共127頁四肽的結(jié)構(gòu)第19頁/共127頁三、多肽的性質(zhì)

多肽分子中含有游離的末端氨基和羧基，氨基酸殘基的側(cè)鏈上也含有可離解基團(tuán)，因此，多肽可以看成是一個(gè)“大氨基酸”。多肽在水溶液中也以兩性離子的形式存在，有等電點(diǎn)。在等電點(diǎn)時(shí)，正離子數(shù)目與負(fù)離子數(shù)目相等，凈電荷為零。等電點(diǎn)的高低，主要取決于側(cè)鏈上的堿性和酸性基團(tuán)的相對數(shù)目。

1，多肽的兩性離解

第20頁/共127頁2，多肽鏈的水解

多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣，可以被酸或堿水解，也可以被酶水解。根據(jù)多肽水解程度的不同可以分為完全水解和部分水解。完全水解得到各種氨基酸的混合物，部分水解通常得到多肽片段。酸或堿能夠?qū)⒍嚯耐耆猓杆庖话闶遣糠炙狻?/p>

第21頁/共127頁（1）酸水解常用6mol/L的鹽酸或4mol/L的硫酸在105-110℃條件下進(jìn)行水解，反應(yīng)時(shí)間約20小時(shí)。此法的優(yōu)點(diǎn)是不容易引起水解產(chǎn)物的消旋化。缺點(diǎn)是色氨酸被沸酸完全破壞；含有羥基的氨基酸如絲氨酸或蘇氨酸有一小部分被分解；門冬酰胺和谷氨酰胺側(cè)鏈的酰胺基被水解成了羧基。第22頁/共127頁（2）堿水解一般用5mol/L氫氧化鈉煮沸10-20小時(shí)。由于水解過程中許多氨基酸都受到不同程度的破壞，產(chǎn)率不高。部分的水解產(chǎn)物發(fā)生消旋化。該法的優(yōu)點(diǎn)是色氨酸在水解中不受破壞。第23頁/共127頁（3）酶水解目前用于蛋白質(zhì)肽鏈斷裂的蛋白水解酶（proteolyticenzyme）或稱蛋白酶（proteinase）已有十多種。應(yīng)用酶水解多肽不會破壞氨基酸，也不會發(fā)生消旋化。水解的產(chǎn)物為較小的肽段。第24頁/共127頁

四、天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽。如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。第25頁/共127頁第26頁/共127頁Met-腦啡肽Leu-腦啡肽牛催產(chǎn)素（九肽）

短桿菌肽S(環(huán)十肽)

第27頁/共127頁谷胱甘肽-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，簡寫為GSH，是廣泛存在于動(dòng)物和植物細(xì)胞中的一種三肽，在生物體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)中起重要作用。它有兩種存在形式，即還原型和氧化型：

第28頁/共127頁第三節(jié)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由一條或多條多肽鏈以特殊方式結(jié)合而成的生物大分子。蛋白質(zhì)與多肽并無嚴(yán)格的界線，通常是將分子量在6000道爾頓以上的多肽稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分子量變化范圍很大,從大約6000到1000000道爾頓甚至更大。第29頁/共127頁蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)層次的界定

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，1969年國際純化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）對蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的不同層次作了界定主要包括以肽鏈線性結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的一級結(jié)構(gòu)，以及由肽鏈卷曲、折疊而形成的三維結(jié)構(gòu)-蛋白質(zhì)的二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。

第30頁/共127頁第31頁/共127頁一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(Primarystructure)包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目.多肽鏈的氨基酸順序，以及多肽鏈內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。牛胰核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)

第32頁/共127頁蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定蛋白質(zhì)氨基酸順序的測定是蛋白質(zhì)化學(xué)研究的基礎(chǔ)。自從1953年F.Sanger測定了胰島素的一級結(jié)構(gòu)以來，現(xiàn)在已經(jīng)有上千種不同蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)被測定。胰島素是由動(dòng)物胰島分泌出來的一種蛋白質(zhì)激素。第33頁/共127頁蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定的步驟

（1）測定蛋白質(zhì)氨基酸殘基組成，根據(jù)蛋白質(zhì)分子量，計(jì)算出構(gòu)成蛋白質(zhì)的各種氨基酸的數(shù)量。（2）測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。（3）二硫鍵的斷裂及多肽鏈的拆分。（4）多肽鏈的選擇性降解及肽段的氨基酸組成和順序的測定。（5）利用酶選擇性降解和溴化氰選擇性降解得到的各肽段的氨基酸順序彼此間的交錯(cuò)重疊，拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序，并確定多肽鏈中二硫鍵的位置。第34頁/共127頁第35頁/共127頁二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。肽鏈主鏈的構(gòu)象是由肽鍵的特殊結(jié)構(gòu)決定的。組成肽鍵的原子都處于同一平面。在肽鏈中，兩個(gè)相鄰的肽鍵通過一個(gè)共同的-碳原子相連接。由于C-N和C-C鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，因此，在保持肽鍵平面結(jié)構(gòu)不變的條件下，能夠形成不同的空間排列。

第36頁/共127頁二面角（ф，ψ）一個(gè)肽平面圍繞N1-C旋轉(zhuǎn)的角度用ф表示；另一個(gè)肽平面圍繞C-C2旋轉(zhuǎn)的角度，用ψ表示。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角度叫二面角。一對二面角（ф，ψ）決定了與一個(gè)-碳原子相連的兩個(gè)肽平面的相對位置

第37頁/共127頁肽平面的幾種不同的構(gòu)象類型

第38頁/共127頁蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的類型維持主鏈空間排列的另一個(gè)重要因素是氫鍵。主鏈中的-C=O和-N-H能夠相互形成鏈內(nèi)或鏈間的氫鍵。在各種可能的構(gòu)象中，能夠形成氫鍵最多的構(gòu)象最穩(wěn)定。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)主要有-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲。

第39頁/共127頁多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個(gè)氨基酸殘基；兩個(gè)氨基酸之間的距離為0.15nm;肽鏈內(nèi)形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個(gè)氨基酸殘基的酰胺基團(tuán)的-CO基與第四個(gè)氨基酸殘基酰胺基團(tuán)的-NH基形成氫鍵。蛋白質(zhì)分子為右手-螺旋。（1）-螺旋第40頁/共127頁肽鏈-螺旋結(jié)構(gòu)的四種表示方法

第41頁/共127頁-螺旋第42頁/共127頁（2）-折疊-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構(gòu)象在-折疊中，-碳原子總是處于折疊的角上，氨基酸的R基團(tuán)處于折疊的棱角上并與棱角垂直，兩個(gè)氨基酸之間的軸心距為0.35nm；

-pleatedsheet第43頁/共127頁蛋白質(zhì)的-折疊結(jié)構(gòu)

第44頁/共127頁-折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。-折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。（2）-折疊第45頁/共127頁蛋白質(zhì)-折疊結(jié)構(gòu)的順反形式

第46頁/共127頁（3）-轉(zhuǎn)角-turn在-轉(zhuǎn)角部分，由四個(gè)氨基酸殘基組成;彎曲處的第一個(gè)氨基酸殘基的-C=O和第四個(gè)殘基的–N-H之間形成氫鍵，形成一個(gè)不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中。第47頁/共127頁蛋白質(zhì)的兩種主要-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)

由于甘氨酸和脯氨酸結(jié)構(gòu)的特殊性，常常出現(xiàn)在-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)中。

a：I(普通轉(zhuǎn)角)；b：II(甘氨酸轉(zhuǎn)角)

第48頁/共127頁（4）無規(guī)則卷曲

指沒有明確規(guī)律性的肽鏈構(gòu)象，但仍然是緊密有序的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可以通過主鏈間氫鍵，甚至在主鏈與側(cè)鏈間形成氫鍵而維持其構(gòu)象。無規(guī)則卷曲的類型大體上可以分為兩大類。

第49頁/共127頁①緊密環(huán)（compactloop）

肽鏈片段的主體結(jié)構(gòu)形成一端開放的環(huán)狀，其主鏈卷曲成希臘字母，所以又稱環(huán)。此肽鏈片段由616個(gè)氨基酸殘基組成，其殘基側(cè)鏈可堆積在環(huán)內(nèi)，通過疏水作用或形成氫鍵等成為緊密結(jié)構(gòu)，肽鏈片段兩末端間距離較小，從第一個(gè)C到最后一個(gè)C之間為0.371.0nm。環(huán)可能與蛋白質(zhì)的識別功能有關(guān)，并參與催化作用。

第50頁/共127頁②連接條帶

伸展的肽鏈條帶構(gòu)成二級結(jié)構(gòu)單元之間的連接，有以下幾種類型：①S型的-連接；②長度和構(gòu)象不一的-和-連接；③弓連接了不相鄰的鏈，形成希臘花邊連接。

第51頁/共127頁三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(TertiaryStructure)是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互作用在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)中起著重要作用。第52頁/共127頁1，超二級結(jié)構(gòu)在某些具有特殊功能的球狀蛋白質(zhì)分子中，常常出現(xiàn)許多相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元按照一定規(guī)律、規(guī)則地組合在一起，彼此相互作用，形成在空間構(gòu)象上有區(qū)別的二級結(jié)構(gòu)組合單位，稱為超二級結(jié)構(gòu)。它可以作為構(gòu)成三級結(jié)構(gòu)的元件。超二級結(jié)構(gòu)有（兩個(gè)-螺旋互相纏繞構(gòu)成）、（兩個(gè)-折疊通過一段肽鏈連接）、（三段-折疊鏈和兩段-螺旋組成）和（三條反平-折疊通過-轉(zhuǎn)角連接）等幾種類型。第53頁/共127頁

蛋白質(zhì)中的幾種超二級結(jié)構(gòu)

第54頁/共127頁結(jié)構(gòu)域（structuraldomain）對于一些相當(dāng)大的蛋白質(zhì)分子，一條長的多肽鏈，有時(shí)要先分別折疊成幾個(gè)相對獨(dú)立的區(qū)域，再組裝成球狀或顆粒狀的復(fù)雜構(gòu)象（三級結(jié)構(gòu)）。這種在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的特定區(qū)域稱為結(jié)構(gòu)域（structuraldomain）。每個(gè)結(jié)構(gòu)域自身都是緊密裝配的，但結(jié)構(gòu)域之間的聯(lián)系是比較松散的，因此在兩個(gè)結(jié)構(gòu)域間常常形成空穴。不同的蛋白質(zhì)，其結(jié)構(gòu)域的數(shù)目各不相同。蛋白質(zhì)分子分成幾個(gè)結(jié)構(gòu)域的現(xiàn)象，通常與蛋白質(zhì)的功能有關(guān)。第55頁/共127頁2，三級結(jié)構(gòu)的折疊類型

以結(jié)構(gòu)域?yàn)閱挝?，根?jù)二級結(jié)構(gòu)的類型、數(shù)量、組合方式等，三級結(jié)構(gòu)主要有以下幾種類型。

第56頁/共127頁（1）全類型

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的二級結(jié)構(gòu)以-螺旋為主，各段-螺旋通過反平行或近于相互垂直的狀態(tài)連接，排列成層，再平行疊起，從而形成三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象基礎(chǔ)。全類型有升降螺旋捆和希臘花邊螺旋捆等幾個(gè)亞型。升降螺旋捆由各鄰近的-螺旋頭尾相連，反向排列成桶狀，常為四螺旋捆。第57頁/共127頁蛋白質(zhì)的全類型三級結(jié)構(gòu)

蚯蚓肌紅蛋白煙草花葉病毒外殼蛋白

血紅蛋白亞基

第58頁/共127頁（2）平行/類型

整個(gè)肽鏈中-螺旋與-折疊交替存在，卷曲組成多層，一般平行的-折疊片層在結(jié)構(gòu)域的內(nèi)部，-螺旋覆蓋在外部，實(shí)際上是超二級結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步連接擴(kuò)充，大多數(shù)卷曲成右手交叉連接。

丙酮酸激酶

己糖激酶第59頁/共127頁（3）反平行類型

主要由-折疊片層反平行排列形成，鏈之間以-轉(zhuǎn)角連接，或者以跳過相鄰鏈的條帶而進(jìn)行連接。常見的希臘花邊桶的鏈呈反時(shí)針方向盤繞，桶的相對兩邊鏈呈右手交叉連接

前血清白蛋白免疫球蛋白第60頁/共127頁（4）不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型

許多小蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)不規(guī)則，其中正規(guī)的二級結(jié)構(gòu)單元較少，沒有上述幾種結(jié)構(gòu)類型。有些蛋白質(zhì)富含金屬元素，有些富含二硫鍵。

第61頁/共127頁3，多結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)

大分子的蛋白質(zhì)往往具有多個(gè)結(jié)構(gòu)域，其三級結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)域構(gòu)象的基礎(chǔ)上通過肽鏈連接形成的。第62頁/共127頁四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)(QuaternaryStructure)是指由多條各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價(jià)鍵連接起來的結(jié)構(gòu)形式；各個(gè)亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)主要涉及具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合形成蛋白質(zhì)時(shí)的空間排列方式和相互作用。許多天然球狀蛋白質(zhì)多是由兩條或多條肽鏈構(gòu)成的，在這些蛋白質(zhì)分子中，肽鏈之間沒有共價(jià)鍵連接，每條肽鏈各自具有一、二、三級結(jié)構(gòu)。

第63頁/共127頁1，寡聚蛋白的亞基數(shù)目

這種蛋白質(zhì)分子中，最小的單位通常稱為亞基或亞單位（Subunit），它一般由一條肽鏈構(gòu)成，無生理活性；維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是疏水力。由多個(gè)亞基聚集而成的蛋白質(zhì)常常稱為寡聚蛋白。

蛋白質(zhì)亞基數(shù)目醇脫氫酶2蘋果酸脫氫酶2醛縮酶33-磷酸甘油醛脫氫酶4乳酸脫氫酶4血紅蛋白4谷氨酸合成酶12蕃茄株低矮病毒外殼蛋白180第64頁/共127頁2，寡聚蛋白亞基的排列方式第65頁/共127頁兩個(gè)亞基的結(jié)構(gòu)第66頁/共127頁第四節(jié)化學(xué)物質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用

在生物體內(nèi)，蛋白質(zhì)（包括酶）占細(xì)胞干重的70%以上，種類繁多，在生命活動(dòng)過程中起著發(fā)揮各種各樣的作用。隨著人們對環(huán)境保護(hù)和生活質(zhì)量要求的提高，蛋白質(zhì)在食品、醫(yī)藥（生化藥物、臨床檢驗(yàn)、藥物篩選等）、環(huán)保（環(huán)境分析）、農(nóng)業(yè)、日用化工（化妝品）、精細(xì)化工（酶催化合成）等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。在蛋白質(zhì)體外的應(yīng)用中，一般涉及到分離純化、儲存、含量檢測等過程，其中常常發(fā)生化學(xué)物質(zhì)與蛋白質(zhì)非專一性的相互作用，如沉淀作用、變性作用、穩(wěn)定作用以及化學(xué)修飾作用等。

第67頁/共127頁一、化學(xué)物質(zhì)對蛋白質(zhì)的沉淀作用

由于蛋白質(zhì)的分子量很大，它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)等。由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過半透膜，因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。根據(jù)蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)，當(dāng)其環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，蛋白質(zhì)會發(fā)生沉淀作用。蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子量大小、所帶的電荷和水化作用有關(guān)。改變?nèi)芤旱臈l件，將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)。在適當(dāng)?shù)臈l件下，蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來。

第68頁/共127頁沉淀作用的類型可逆沉淀不可逆沉淀抗體-抗原沉淀在溫和條件下，通過改變?nèi)芤旱膒H或電荷狀況，使蛋白質(zhì)從膠體溶液中沉淀分離。蛋白質(zhì)在沉淀過程中結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都沒有發(fā)生變化，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可以重新溶解形成溶液，又稱為非變性沉淀。在強(qiáng)烈沉淀?xiàng)l件下，不僅破壞了蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性，而且也破壞了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)沉淀不可能再重新溶解于水由于沉淀過程發(fā)生了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，又稱為變性沉淀?？贵w和抗原蛋白通過相互識別和結(jié)合而發(fā)生的沉淀現(xiàn)象。這種特殊的沉淀作用是生物體免疫功能的基礎(chǔ)。第69頁/共127頁沉淀劑的類型無機(jī)物沉淀等電點(diǎn)沉淀有機(jī)物沉淀聚合物沉淀鹽析

最常用的鹽析劑是硫酸銨、硫酸鈉磷酸鉀磷酸鈉金屬離子

應(yīng)用較廣的是Zn2+，Ca2+，Mg2+，Ba2+，Mn2+在等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度最小，在電場中不移動(dòng)。主要缺點(diǎn)是酸化時(shí)易使蛋白質(zhì)失活，有機(jī)溶劑水互溶的有機(jī)溶劑使蛋白質(zhì)沉淀。20-50%乙醇，丙酮有機(jī)物包括鞣酸苦味酸（即2,4,6-三硝基苯酚）、三氯乙酸、磺基水楊酸等。非離子型聚乙二醇等能降低水化度，使蛋白質(zhì)沉淀常用的是6000聚電解質(zhì)如羧甲基纖維素，海藻酸鹽聚丙烯酸，聚乙烯亞胺等。第70頁/共127頁二、化學(xué)物質(zhì)對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定作用

許多蛋白質(zhì)在一般緩沖溶液中的穩(wěn)定性相當(dāng)?shù)?，某些酶蛋白溶液?7C放置的半衰期僅幾個(gè)小時(shí)。這種穩(wěn)定性降低的原因常常是某些物理或化學(xué)因素破壞了維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的天然狀態(tài)，引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活性喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。

第71頁/共127頁蛋白質(zhì)不可逆失活的化學(xué)因素

強(qiáng)酸和強(qiáng)堿

強(qiáng)的酸堿可以改變蛋白質(zhì)溶液的pH引起蛋白質(zhì)表面必需基團(tuán)的電離，使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成蛋白質(zhì)分子聚集，導(dǎo)致變性。

氧化劑

氧化劑甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸殘基。酪氨酸側(cè)鏈的酚羥基可以被氧化成醌再與巰基、氨基發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)形成交聯(lián)產(chǎn)物。

表面活性劑變性劑

重金屬離子去污劑與蛋白質(zhì)表面的疏水區(qū)域結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)伸展，分子內(nèi)部的疏水性氨基酸殘基暴露從而使蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆變性。

脲或鹽酸胍與蛋白質(zhì)多肽鏈作用，破壞了蛋白質(zhì)分子內(nèi)維持其二級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)的氫鍵。有機(jī)溶劑也會引起蛋白質(zhì)變性失活Hg2+、Cd2+、Pb2+能與蛋白質(zhì)分子中的半胱氨酸的巰基、組氨酸的咪唑基以及色氨酸的吲哚基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)不可逆沉淀而變性失活。

第72頁/共127頁三、化學(xué)物質(zhì)對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定作用

蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是指蛋白質(zhì)抵抗各種因素的影響，保持其生物活性的能力。根據(jù)生物體內(nèi)蛋白質(zhì)等存在的狀態(tài)，可以利用化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)方法使蛋白質(zhì)穩(wěn)定化，以有利于蛋白質(zhì)在體外的應(yīng)用。通過研究蛋白質(zhì)的變性及穩(wěn)定性，可以了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能與穩(wěn)定性的關(guān)系等。

第73頁/共127頁在蛋白質(zhì)（酶）分離、純化、儲藏和應(yīng)用中，可以通過化學(xué)方法使蛋白質(zhì)穩(wěn)定。其中常用的方法有以下幾種：固定化：將酶或蛋白質(zhì)多點(diǎn)連接于載體上（無機(jī)載體、高分子載體）；添加劑：保護(hù)蛋白質(zhì)（酶）不受氧化劑氧化、不受變性劑變性等化學(xué)修飾：共價(jià)交聯(lián)，使蛋白質(zhì)構(gòu)象固化。第74頁/共127頁穩(wěn)定劑共溶劑

糖類，醇氨基酸及其衍生物無機(jī)鹽，甘油，聚乙二醇等常用1-4M濃度共溶劑來穩(wěn)定蛋白質(zhì)和細(xì)胞器。抗氧化劑

底物、輔酶金屬離子

化學(xué)交聯(lián)劑半胱氨酸，2-巰基乙醇還原谷胱甘肽，二巰基赤蘚醇等巰基試劑可防止巰基氧化植物抗氧化劑如兒茶酚黃酮等也具有保護(hù)作用酶可被底物輔酶、競爭性抑制劑及反應(yīng)產(chǎn)物等所穩(wěn)定。金屬離子不僅可以影響酶的活性，還可以影響酶的穩(wěn)定性如Ca2+多位點(diǎn)結(jié)合使得蛋白質(zhì)分子成為緊密的活性形式。交聯(lián)劑可在相隔較近的兩個(gè)氨基酸殘基之間，或蛋白質(zhì)與其他分子之間（如固定化載體）發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)使蛋白質(zhì)的構(gòu)象穩(wěn)定。第75頁/共127頁四、化學(xué)物質(zhì)的共價(jià)修飾作用

化學(xué)物質(zhì)與生物大分子的共價(jià)作用常常涉及到物質(zhì)的生理活性（包括藥理、毒理等），如何判斷化合物與蛋白質(zhì)分子中的哪類基團(tuán)作用，在體外主要用化合修飾的方法。該方法是研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的一種重要的基礎(chǔ)手段。第76頁/共127頁生物體內(nèi)蛋白質(zhì)加合物的形成

許多化學(xué)毒物對細(xì)胞產(chǎn)生的損害與其親電代謝產(chǎn)物同細(xì)胞大分子的親核部位(如蛋白質(zhì)的巰基)發(fā)生不可逆結(jié)合具有密切關(guān)系。當(dāng)外源化合物的活性代謝產(chǎn)物與細(xì)胞內(nèi)重要生物大分子，如核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等共價(jià)結(jié)合，發(fā)生烷基化或芳基化，即導(dǎo)致DNA損傷、蛋白質(zhì)正常功能喪失，乃至細(xì)胞的損傷或死亡、外源化合物與生物大分子相互作用主要有兩種方式：非共價(jià)結(jié)合和共價(jià)結(jié)合。

第77頁/共127頁1，可與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的化合物

除少數(shù)烷化劑外，絕大多數(shù)外源化合物需經(jīng)體內(nèi)代謝活化，轉(zhuǎn)變成親電子的活性代謝物，再與細(xì)胞內(nèi)生物大分子中的親核部位和基團(tuán)發(fā)生共價(jià)結(jié)合，例如蛋白質(zhì)分子中的親核基團(tuán)、DNA、RNA及一些小分子物質(zhì)如谷胱甘肽等的親核部位等。

第78頁/共127頁2，蛋白質(zhì)分子中的可反應(yīng)基團(tuán)

致癌物分子量的大小不同，反應(yīng)是不同的，分子量較小的，如乙烯、丙烷和苯乙烯的氧化物、尿烷和氯乙烯的環(huán)氧化物、丙烯酰胺等，與蛋白質(zhì)作用時(shí)，所形成的加合物依賴于外源化合物與各種氨基酸反應(yīng)的相對速率。

第79頁/共127頁試劑類型化合物或前體反應(yīng)機(jī)制烷基化芳香基化鹵代物親核取代環(huán)氧化物硫酸烷基酯活潑的烯烴1,4-加成羰基化合物醛形成席佛堿?；袡C(jī)酸酐、酰氯等親核取代或加成磷?；袡C(jī)磷親核取代自由基·OH、·CCl3自由基反應(yīng)具有親電氮化合物芳香胺親核取代第80頁/共127頁氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)的修飾

蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán)的修飾是通過選擇性的試劑或親和標(biāo)記試劑與蛋白質(zhì)分子側(cè)鏈上特定的功能基團(tuán)發(fā)生化合反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。其中的一個(gè)重要作用是用來探測活性部位的結(jié)構(gòu)。理想情況下，修飾試劑只是有選則地與某一特定的殘基反應(yīng)，很少或幾乎不引起蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象變化。在此基礎(chǔ)上，從該基團(tuán)的修飾對蛋白質(zhì)分子的生物活性所造成的影響，就可以推測出被修飾的殘基在該蛋白質(zhì)分子中的功能。

第81頁/共127頁巰基的化學(xué)修飾

5,5'-二硫-2-硝基苯甲酸(DTNB)，又稱為Ellman試劑，目前已成為最常用的巰基修飾試劑。DTNB可以與巰基反應(yīng)形成二硫鍵，產(chǎn)生的5-巰基-2-硝基苯甲酸陰離子在412nm具有很強(qiáng)的吸收，可以很容易通過光吸收的變化來監(jiān)測反應(yīng)的程度。有機(jī)汞試劑是最早使用的巰基修飾試劑之一，其中最常用的是對氯汞苯甲酸，該化合物溶于水中形成羥基衍生物，與巰基相互作用時(shí)在255nm處光吸收具有較大的增強(qiáng)效應(yīng)。

第82頁/共127頁可以應(yīng)用巰基還原法拆分多肽鏈間的二硫鍵。二硫鍵的斷裂方法

(a)過甲酸氧化法;(b)巰基還原法

第83頁/共127頁巰基的烷基化保護(hù)方法

用烷基化試劑保護(hù)生成的巰基，以防止它重新被氧化。

第84頁/共127頁氨基的化學(xué)修飾

有許多化合物都可用來修飾賴氨酸殘基，三硝基苯磺酸(TNBS)就是其中非常有效的一種。TNBS與賴氨酸殘基反應(yīng)，在420nm和367nm能夠產(chǎn)生特定的光吸收。在蛋白質(zhì)序列分析中，用于多肽鏈N-末端殘基的測定的化合修飾方法--2，4-二硝基氟苯(DNFD)法、丹磺酰氯(DNS)法和)苯異硫氰酸酯(PITC)法都是常用的氨基修飾方法。

第85頁/共127頁Sanger法-2,4-二硝基氟苯在堿性條件下，能夠與肽鏈N-端的游離氨基作用，生成二硝基苯衍生物(DNP).在酸性條件下水解，得到黃色DNP-氨基酸。該產(chǎn)物能夠用乙醚抽提分離。不同的DNP-氨基酸可以用色譜法進(jìn)行鑒定。末端基氨基酸測定二硝基氟苯（DNFB）法第86頁/共127頁在堿性條件下，丹磺酰氯(二甲氨基萘磺酰氯)可以與N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。此法的優(yōu)點(diǎn)是丹磺酰-氨基酸有很強(qiáng)的熒光性質(zhì)，檢測靈敏度可以達(dá)到110-9mol。末端基氨基酸測定丹磺酰氯法第87頁/共127頁Edman（苯異硫氰酸酯法）氨基酸順序分析法實(shí)際上也是一種N-端分析法。此法的特點(diǎn)是能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-端氨基酸殘基逐一進(jìn)行標(biāo)記和解離。Edman氨基酸順序分析法第88頁/共127頁第89頁/共127頁羧基的化學(xué)修飾

水溶性的碳化二亞胺類特定修飾蛋白質(zhì)分子的羧基基團(tuán)，目前已成為一種應(yīng)用最普遍的標(biāo)準(zhǔn)方法，它在比較溫和的條件下就可以進(jìn)行。

第90頁/共127頁咪唑基的化合修飾

焦碳酸二乙酯(DPC)是最常用的修飾組氨酸殘基的試劑。該試劑在接近中性的情況下表現(xiàn)出比較好的專一性，與組氨酸殘基反應(yīng)使咪唑基上的1個(gè)氮羧乙基化，并且使得在240nm處的光吸收增加。該取代反應(yīng)在堿性條件下是可逆的，可以重新生成組氨酸殘基。

第91頁/共127頁四、蛋白質(zhì)光譜探針

蛋白質(zhì)的定量測定是生物化學(xué)和其他生物學(xué)科中經(jīng)常涉及的分析內(nèi)容，也是臨床診斷和檢驗(yàn)疾病治療效果的重要指標(biāo)，還是藥物和食品分析的常見項(xiàng)目。所謂蛋白質(zhì)光譜探針，就是能與蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用的無機(jī)離子、有機(jī)小分子或絡(luò)合物，這些物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合生成超分子復(fù)合物之后，體系的光譜性質(zhì)發(fā)生變化，從而可以提供蛋白質(zhì)濃度或結(jié)構(gòu)方面的信息。蛋白質(zhì)的定量分析方法很多，但研究最多、應(yīng)用最廣的還是吸光光度法、熒光分析法和共振光散射等分子光譜探針。

第92頁/共127頁蛋白質(zhì)吸光探針金屬探針雙縮脲在堿性溶液中與Cu2+生成紫紅色化合物的反應(yīng)。肽和蛋白質(zhì)化合物都有雙縮脲反應(yīng)，生成紫紅色化合物，在540nm具有光吸收。

雙縮脲法Folin-Lowry法

將雙縮脲試劑和Folin酚試劑(磷鉬酸鹽磷鎢酸鹽）結(jié)合使用，在蛋白質(zhì)發(fā)生雙縮脲反應(yīng)之后，再和Folin酚試劑反應(yīng)，此試劑在堿性條件下被蛋白質(zhì)中酪氨酸的酚基還原，生成顏色更深的化合物，在640nm具有光吸收，可測定25-250ug蛋白質(zhì)

雙辛可寧酸法

在堿性條件下，肽鍵與銅離子反應(yīng)生成Cu(I),Cu(I)再與BCA反應(yīng)形成紫色絡(luò)合物，在565nm測量吸光度。二喹啉甲酸（又稱雙辛可寧酸法的試劑比Folin-Lowry法的試劑穩(wěn)定,干擾少第93頁/共127頁染料探針染料探針是蛋白質(zhì)分析中種類最多應(yīng)用最廣的一類探針，該法是利用蛋白質(zhì)與染料結(jié)合成沉淀或改變結(jié)合染料的光吸收特性，借助染料顏色的減退或變化的程度來測定蛋白質(zhì)的含量。

溴酚藍(lán)

是一種研究性能優(yōu)良的探針試劑，該試劑顏色對比度為160nm,反應(yīng)在pH3.2左右進(jìn)行，在600nm測量吸光度。

考馬斯亮藍(lán)

在酸性條件下，染料考馬斯亮蘭G-250與蛋白質(zhì)結(jié)合后其吸收峰從465移至595nm處，而顏色也由棕黃色轉(zhuǎn)為深蘭色。蛋白質(zhì)與染料生成復(fù)合物顏色的深淺與其濃度成比例關(guān)系。該方法使用方便，反應(yīng)時(shí)間短，染色穩(wěn)定成為靈敏度最高的染料探針分析方法。

第94頁/共127頁第95頁/共127頁蛋白質(zhì)熒光探針

蛋白質(zhì)中存在著Tyr、Trp、Phe殘基，能夠吸收270～300nm的紫外光而發(fā)出紫外熒光。當(dāng)測定體系中加入小分子配體時(shí)，小分子配體與蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用,會導(dǎo)致蛋白質(zhì)熒光的猝滅，利用小分子配體對蛋白質(zhì)內(nèi)源熒光的猝滅這一現(xiàn)象可以確定蛋白質(zhì)與小分子配體的作用類型及結(jié)合部位等。

第96頁/共127頁熒光探針的條件（1），探針分子與蛋白質(zhì)分子的某一微區(qū)必需有特異性的結(jié)合，并且結(jié)合比較牢固；（2），探針的熒光必須對環(huán)境條件敏感；（3），蛋白質(zhì)分子與探針結(jié)合后不影響其原來的結(jié)構(gòu)和特性。在滿足這些條件的基礎(chǔ)上可進(jìn)行蛋白質(zhì)的測定及與金屬離子結(jié)合的計(jì)量化學(xué)等。

常用的蛋白質(zhì)熒光探針有：1-苯胺基-8-萘磺酸(ANS)、2-對甲苯胺基萘-6-磺酸(TNS)、1-(N-二甲胺)萘-5-磺酸(DNS)和熒光胺等。第97頁/共127頁1-苯胺基-8-萘磺酸(ANS)2-對甲苯胺基萘-6-磺酸(TNS),,,-4(對磺苯基)卟啉(TPPS4),,,-4(對羧苯基)卟啉(TCPP)

第98頁/共127頁第五節(jié)、蛋白質(zhì)的分類

按照蛋白質(zhì)的外形可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。球狀蛋白質(zhì)：globularprotein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。纖維狀蛋白質(zhì)：fibrousprotein分子類似纖維或細(xì)棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。一、依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類第99頁/共127頁二、依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成，可以分為簡單蛋白(simpleprotein)和結(jié)合蛋白(conjugatedprotein)。第100頁/共127頁簡單蛋白又稱為單純蛋白質(zhì)；這類蛋白質(zhì)只含由-氨基酸組成的肽鏈，不含其它成分。1，清蛋白和球蛋白：albuminandglobulin廣泛存在于動(dòng)物組織中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。2，谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀堿中，后者可溶于70－80％乙醇中。3，精蛋白和組蛋白：堿性蛋白質(zhì)，存在與細(xì)胞核中。4，硬蛋白：存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中，分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。第101頁/共127頁結(jié)合蛋白由簡單蛋白與其它非蛋白成分結(jié)合而成，色蛋白：由簡單蛋白與色素物質(zhì)結(jié)合而成。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細(xì)胞色素等。糖蛋白：由簡單蛋白與糖類物質(zhì)組成。如細(xì)胞膜中的糖蛋白等。脂蛋白：由簡單蛋白與脂類結(jié)合而成。如血清-，-脂蛋白等。核蛋白：由簡單蛋白與核酸結(jié)合而成。如細(xì)胞核中的核糖核蛋白等。第102頁/共127頁三、依據(jù)蛋白質(zhì)的功能分類

由于蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)和功能上彼此存在著很大的差異，因此在任何一個(gè)簡單的分類系統(tǒng)內(nèi)要把握住各種蛋白質(zhì)的重要特性或全部變化范圍是很困難的。根據(jù)蛋白質(zhì)功能的不同，可以將蛋白質(zhì)分成以下類型：

第103頁/共127頁1，酶細(xì)胞的生長和繁殖、代謝物的合成和分解、能量的產(chǎn)生和利用，這些過程所需要的物質(zhì)都是通過無數(shù)的化學(xué)反應(yīng)提供的。所有這些化學(xué)反應(yīng)幾乎都能被稱為酶的蛋白質(zhì)所催化。第104頁/共127頁2，運(yùn)輸?shù)鞍籽t蛋白是了解得最清楚的一種蛋白質(zhì)分子載體，它的主要功能是將氧從氧氣充裕的肺內(nèi)運(yùn)出并輸送到組織中去。第105頁/共127頁3，貯藏蛋白

貯藏蛋白與某些特定的物質(zhì)結(jié)合后能將這些物質(zhì)貯存起來。例如，有一種稱為鐵蛋白的蛋白質(zhì)能將鐵貯存在脾內(nèi)。其他一些貯藏蛋白構(gòu)成氨基酸的貯存庫使氨基酸能在生長、發(fā)育期間作為營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來例如雞蛋中的卵白蛋白、牛奶中的酪蛋白以及小麥籽苗中的酵溶蛋白。

第106頁/共127頁4，收縮系統(tǒng)的蛋白質(zhì)

脊椎動(dòng)物的總質(zhì)量中，大部分是骨骼肌。這一收縮系統(tǒng)的兩種主要的蛋白質(zhì)成分是肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白。肌肉收縮就是由這些互相聯(lián)系的平行絲狀蛋白質(zhì)依靠能量進(jìn)行滑動(dòng)來完成的。具有雙股螺旋結(jié)構(gòu)的肌球蛋白分子集合成一束粗絲，它來回驅(qū)動(dòng)主要成分是肌動(dòng)蛋白的細(xì)絲。

第107頁/共127頁肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白第108頁/共127頁

在骨骼肌中與粗絲緊密締合在一起的是細(xì)絲(thinfilament)，它由肌動(dòng)蛋白組成。肌動(dòng)蛋白以兩種形式存在，球狀肌動(dòng)蛋白(G—肌動(dòng)蛋白)和纖維狀肌動(dòng)蛋白(F—肌動(dòng)蛋白)。纖維狀肌動(dòng)蛋白實(shí)際上是一根由G—肌動(dòng)蛋白分子(分子量為46000)締合而成的細(xì)絲。兩根F—肌動(dòng)蛋白細(xì)絲彼此卷曲形成雙股繩索結(jié)構(gòu)。第109頁/共127頁5，毒蛋白

有許多蛋白質(zhì)具有毒性。例如，植物經(jīng)常產(chǎn)生少量有毒的蛋白質(zhì)來對付蟲咬。很多動(dòng)物的毒液內(nèi)含有突觸后或突觸前的神經(jīng)毒素，這些神經(jīng)毒素都是一些由二硫鍵高度交聯(lián)而成的小分子蛋白質(zhì)。細(xì)菌毒素包括白喉毒素以及與厭氧肉毒梭菌所引起的細(xì)菌性食物中毒有關(guān)的毒素。第110頁/共127頁6，抗體-免疫球蛋白脊椎動(dòng)物的主要防御系統(tǒng)之一是免疫系統(tǒng)，它能抵御外來的入侵物質(zhì)諸如病毒、細(xì)菌以及其他機(jī)體的細(xì)胞。當(dāng)稱為抗原的外來物質(zhì)(通常也是蛋白質(zhì))入侵后，免疫系統(tǒng)對此作出反應(yīng)所產(chǎn)生和釋放的蛋白質(zhì)叫做抗體?？贵w就是免疫球蛋