蛋白質(zhì)化學(xué)-1的學(xué)習(xí)材料第1頁/共45頁第2頁/共45頁第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成一、蛋白質(zhì)的元素組成一般元素：

C、H、O

特征性元素常量元素：N、S、P

微量元素：Cu、Zn、Fe、Mn、Mo、

I……第3頁/共45頁二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：L-α-氨基酸結(jié)構(gòu)通式：

COOH共性│

H2N—Cα*—H│個(gè)性

R第4頁/共45頁（二）氨基酸分類

1.中性氨基酸特點(diǎn)：R不帶電荷

Cα–COO->Cα–NH3+

溶液pH<pH7.0

根據(jù)R有無極性分為二類：

1）非極性中性氨基酸

2）極性中性氨基酸第5頁/共45頁1）非極性中性氨基酸：R-含疏水基團(tuán)（表2-2，1~7）該類aa位于Pr分子內(nèi)部

（1）含氫原子：Gly（2）含烷基側(cè)鏈：Ala:R-CH3（直鏈）

Val、Leu、Ile:R-分支，支鏈氨基酸

Pro：亞氨基酸（3）含芳香基側(cè)鏈：PheR-苯環(huán)第6頁/共45頁2）極性中性氨基酸：R-含親水基團(tuán)

（表2-2，8~15）

該類aa位于Pr表面（1）含羥基側(cè)鏈：Ser

ThrR-OH:

Tyr

（2）含巰基側(cè)鏈:CysR-SH:還原性

（3）含酰胺基側(cè)鏈：

AsnR-CONH2Gln（4）含吲哚環(huán):Trp（5）含甲硫基側(cè)鏈：MetR-S-CH3第7頁/共45頁2.酸性氨基酸

特點(diǎn)：R帶負(fù)電荷

R-COOH→R-COO-+H+

βAsp

HOOC-CH2CHCOOHNH2

γGlu

HOOC-CH2CH2CHCOOHNH2第8頁/共45頁3.堿性氨基酸

特點(diǎn)：R帶正電荷

R-NH2+H+→R-NH3+

（1）含氨基側(cè)鏈：

Lys

R-NH2

（2）含胍基側(cè)鏈：Arg

R-NH-C-NH2

NH

（3）含咪唑基側(cè)鏈：His

RN

N

H第9頁/共45頁1.紫外吸收：Tyr、Trp280nm,Phe260nm（三）氨基酸的理化性質(zhì)第10頁/共45頁2.兩性解離與等電點(diǎn)（PI）第11頁/共45頁3.茚三酮反應(yīng)：呈藍(lán)紫色（Pro例外）；最大吸收峰λ570nm，氨基酸的定性與定量分析第12頁/共45頁三、肽鍵和肽（一）肽鍵(peptidebond)

第13頁/共45頁

（二）肽(peptide)1.定義：氨基酸之間通過肽鍵連結(jié)起來的化合物稱為肽。2.種類：1）寡肽(oligopeptide)＜10aa殘基

2）多肽(polypeptide)≥10aa殘基第14頁/共45頁3.命名：1）方向：NC2）原則：×氨?！涟滨！涟彼?。特例：谷胱甘肽(glutachione,簡(jiǎn)寫GSH)

全名：γ－谷氨酰半胱氨酰甘氨酸第15頁/共45頁第三節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)定義：多肽鏈中氨基酸殘基的種類和排列順序(sequence)

?；炬I：肽鍵其次為：二硫鍵第16頁/共45頁第17頁/共45頁第18頁/共45頁二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondarystructure)

定義：是指多肽鏈中主鏈原子的局部空間排布即構(gòu)象，不涉及側(cè)鏈部分的構(gòu)象。肽鍵性質(zhì):1.肽鍵有部分雙鍵的性質(zhì)2.C-N鍵長(zhǎng)0.132nm

（N-C：0.147nm，C=N：0.128nm）

第19頁/共45頁類型1、螺旋(α-helix)第20頁/共45頁燙發(fā)工藝的產(chǎn)生就是基于對(duì)毛發(fā)角蛋白中α螺旋結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)第21頁/共45頁2、β-片層(β-pleatedsheet)

平行反平行第22頁/共45頁第23頁/共45頁第24頁/共45頁3、β-轉(zhuǎn)角(β-turn或β－bend)

第一個(gè)氨基酸殘基的C＝O與第四個(gè)殘基的N上的氫形成氫鍵氫鍵4、無規(guī)卷曲(randomcoil)

沒有確定規(guī)律性的部分肽鏈構(gòu)象，肽鏈中肽鍵平面不規(guī)則排列，屬于松散的無規(guī)卷曲。第25頁/共45頁三、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)1.定義：是指多鏈折疊中所有原子在空間的整體排布。

第26頁/共45頁2.維持鍵：

*疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、二硫鍵、范德華引力(VanderWasls力)等3.意義：

單鏈蛋白質(zhì)分子最高級(jí)結(jié)構(gòu)——三級(jí)結(jié)構(gòu)：有活性第27頁/共45頁四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)(quarternarystructure)1.定義：

具有二條或二條以上獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈間通過非共價(jià)鍵相互締合而形成的空間結(jié)構(gòu)。

2.維持鍵：*疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、范德華引力(VanderWasls力)等第28頁/共45頁蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理：有些蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨廷頓舞蹈病、瘋牛病等。第29頁/共45頁瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白（prionprotein,PrP)引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。正常的PrP富含α-螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白的作用下可轉(zhuǎn)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。第30頁/共45頁亨廷頓氏舞蹈病是一種家族顯性遺傳型疾病患者由于基因突變或者第四對(duì)染色體內(nèi)DNA(脫氧核糖核酸)基質(zhì)之CAG三核甘酸重復(fù)序列過度擴(kuò)張，造成腦部神經(jīng)細(xì)胞持續(xù)退化，機(jī)體細(xì)胞錯(cuò)誤地制造一種名為“亨廷頓蛋白質(zhì)”的有害物質(zhì)。這些異常蛋白質(zhì)積聚成塊，損壞部分腦細(xì)胞，特別是那些與肌肉控制有關(guān)的細(xì)胞，導(dǎo)致患者神經(jīng)系統(tǒng)逐漸退化，神經(jīng)沖動(dòng)彌散，動(dòng)作失調(diào)，出現(xiàn)不可控制的顫搐，并能發(fā)展成癡呆，甚至死亡。病因主要是家族遺傳或者基因受到外部刺激而發(fā)生突變。只要自雙親任一方遺傳缺陷的基因，皆會(huì)表現(xiàn)出病征。病征主要表現(xiàn)為:情緒異常，變得冷漠、易怒或憂郁。手指、腿部、臉部或身體出現(xiàn)不自主動(dòng)作。智力衰減，判斷力、記憶力、認(rèn)知能力減退。一般來說，導(dǎo)致患者死亡的原因是因?yàn)橥蝗坏够蛘吒腥酒渌l(fā)癥。第31頁/共45頁一、蛋白質(zhì)的兩性電離和等電點(diǎn)（一）兩性電離：蛋白質(zhì)溶液：H+

：Pr-NH3+

OH-：

Pr-COO-第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第32頁/共45頁第33頁/共45頁二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)

高分子特點(diǎn)：分子量＞10000d（胰島素5734d，51aa例外）分子直徑1～100nm不透過性

不能透過半透膜：體內(nèi)：生物膜，毛細(xì)血管壁∴Pr可保留在細(xì)胞、血管內(nèi)體外：玻璃紙∴純化蛋白質(zhì)第34頁/共45頁三、蛋白質(zhì)變性(denaturation)作用第35頁/共45頁1．定義：在某些特定的理化因素的作用下，蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象被破壞，理化性質(zhì)發(fā)生改變，生物學(xué)活性喪失。物理因素：高溫、高壓、紫外線、X-射線、超聲波；化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、胍、尿素等。第36頁/共45頁2.特點(diǎn)：1）空間結(jié)構(gòu)破壞（即次級(jí)鍵、二硫鍵斷裂）

2）一級(jí)結(jié)構(gòu)存在（肽鍵存在與水解不同點(diǎn)）

3）立即去除變性因素出現(xiàn)復(fù)性

4）理化性質(zhì)改變：溶解度、粘度、吸光度變化

5）功能改變：如酶、激素失活

6）易被蛋白酶水解3．意義：變性——消毒、滅菌防止感染或交叉感染防止變性——保存生物制品第37頁/共45頁四、蛋白質(zhì)沉淀作用

蛋白質(zhì)在溶液中穩(wěn)定因素析出因素（沉淀）電荷（同性）中和電荷水化膜（0.3～0.5gH2O/g，pr）

脫水第38頁/共45頁第39頁/共45頁常見蛋白質(zhì)沉淀方法：1．鹽析2．有機(jī)溶劑沉淀法3．生物堿試劑沉淀法4．重金屬鹽沉淀法第40頁/共45頁1．鹽析

Pr+高濃度中性鹽Pr↓

（Na2SO4、(NH4)2SO4、NaCl）有活性，含鹽↓透析

純凈Pr2．有機(jī)溶劑沉淀法

pI

蒸發(fā)（低溫）

Pr+有機(jī)溶劑Pr↓

有活性含有機(jī)溶劑3．生物堿試劑沉淀法

COOH

H+

COOH

COOH

Pr

Pr

+X-

Pr

NH2

PH<pI

NH3+

NH3+X-

變性、不溶解4．重金屬鹽沉淀法

COOH

OH-

COO-

COO-M+

Pr

Pr

+M+

Pr

NH2

PH>pI

NH2

NH2

變性、不溶解第41頁/共45頁五、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)一、蛋白質(zhì)的紫外吸收：Pr-（Tyr、Trp）λ280nm

二、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)：(一)茚三酮反應(yīng)：Pr-R-NH2

、Pr-Cα-NH2

呈藍(lán)紫色(二)酚試劑反應(yīng)：

Pr-

（