第二章蛋白質(zhì)化學第二章蛋白質(zhì)化學學習要求氨基酸肽蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)概述蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化學習要求1.了解蛋白質(zhì)的分類和生物功能。2.了解氨基酸分類、結(jié)構(gòu)、重要化學反應(yīng)，重點弄清楚它的兩性性質(zhì),pI。3.弄清楚蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)及其序列分析方法。了解二、三和四級結(jié)構(gòu)基本概念。4.了解蛋白質(zhì)的重要理化性質(zhì)。5.了解蛋白質(zhì)分離、純化方法及其理論依據(jù)。6.有那些結(jié)合蛋白？它們的分布、特性和生物功能。2.1概述

——蛋白質(zhì)組成組成基本單位主要組成元素為碳、氫、氧、氮有的還含有硫、磷、碘或金屬元素（如鐵、銅、鋅等）N的含量：16%氨基酸2.1概述

——蛋白質(zhì)的常見分類方法1．根據(jù)蛋白質(zhì)的化學組成2．根據(jù)蛋白質(zhì)的溶解性和組成3．根據(jù)蛋白質(zhì)分子形狀4．根據(jù)蛋白質(zhì)生物功能簡單蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)分類表球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)活性蛋白質(zhì)和非活性蛋白質(zhì)類別特點及分布舉例

簡單蛋白質(zhì)清蛋白溶于水，需飽和硫酸銨才能沉淀。廣泛分布于一切生物體中血清清蛋白、乳清蛋白球蛋白globulins微溶于水，溶于稀鹽溶液，需半飽和硫酸銨沉淀。分布普遍血清球蛋白、肌球蛋白、大豆球蛋白等谷蛋白不溶于水、醇及中性鹽溶液，易溶于稀酸或稀堿。各種谷物中米谷蛋白、麥谷蛋白醇溶蛋白不溶于水，溶于70％～80％乙醇中玉米蛋白精蛋白溶于水及稀酸，不溶于氨水，是堿性蛋白，含His.Arg多蛙精蛋白組蛋白溶于水及稀酸，能溶于氨水，堿性蛋白，含His.Lys多小牛胸腺組蛋白硬蛋白不溶于水、鹽、稀酸或稀堿溶液。分布于動物體內(nèi)結(jié)締組織，毛、發(fā)、蹄、角等角蛋白、膠原、彈性蛋白、絲心蛋白等

結(jié)合蛋白質(zhì)核蛋白輔基是核酸。存在于一切細胞中核糖體、脫氧核糖核蛋白體脂蛋白與脂類結(jié)合而成。廣泛分布于一切細胞中卵黃蛋白、血清-脂蛋白糖蛋白與糖類結(jié)合而成粘蛋白、-球蛋白、膜蛋白等磷蛋白以絲蘇殘基的-OH與磷酸成酯鍵結(jié)合而成。乳、蛋等生物材料中酪蛋白、卵黃蛋白色蛋白輔基為血紅素。存在于一切生物體中血紅蛋白、細胞色素等2.1概述

——蛋白質(zhì)的重要作用

蛋白質(zhì)作為生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，構(gòu)成一切細胞和組織結(jié)構(gòu)的最重要的組成成分，參與生物體內(nèi)許多方面的重要功能。2.1概述

——蛋白質(zhì)的重要作用（一）酶的催化作用（二）調(diào)節(jié)功能：胰島素（三）結(jié)構(gòu)支持作用：膠原蛋白（四）運輸功能：血紅蛋白（五）免疫功能：抗體（六）運動功能：肌動蛋白，肌球蛋白（七）儲藏功能：脂類與血漿蛋白結(jié)合（八）生物膜功能2.2氨基酸蛋白質(zhì)的水解——產(chǎn)生氨基酸的基本手段氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類氨基酸的理化性質(zhì)2.2.1蛋白質(zhì)的水解

——產(chǎn)生氨基酸的基本手段酸水解——HCl;H2SO4堿水解——NaOH;Ba(OH)2蛋白酶2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類蛋白質(zhì)是由20種基本氨基酸組成的。2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類α-氨基酸有兩種構(gòu)型：D構(gòu)型和L構(gòu)型它們是與甘油醛或乳酸相比較而決定的。凡是與L－甘油醛（或L－乳酸）構(gòu)型相同的，就定義為L－氨基酸，反之為D－氨基酸。2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類根據(jù)酸堿性質(zhì)根據(jù)R基的化學結(jié)構(gòu)根據(jù)R基的極性2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類

——根據(jù)酸堿性質(zhì)酸性氨基酸堿性氨基酸中性氨基酸2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類

——根據(jù)R基的結(jié)構(gòu)芳香族氨基酸雜環(huán)氨基酸雜環(huán)亞氨基酸脂肪族氨基酸2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類

——根據(jù)R基的極性非極性氨基酸不帶電荷的極性氨基酸帶正電荷的堿性氨基酸帶負電荷的酸性氨基酸AspGluLysArgHisSerThrTyrAsnGln

CysGlyAlaValIleLeuProMetPheTrp2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類

——稀有氨基酸(非編碼氨基酸)稀有氨基酸(非編碼氨基酸)屬于氨基酸的衍生物，也稱為修飾氨基酸。如：胱氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸、L-甲狀腺素等。2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類

——稀有氨基酸羥脯氨酸羥賴氨酸2.2.2氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類

——稀有氨基酸不是蛋白質(zhì)的組成成分；以游離或結(jié)合的形式存在于生物界；大都是常見氨基酸的衍生物；還有些是β-,γ-,δ-,和D-型氨基酸。2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)一般物理性質(zhì)氨基酸的酸堿性質(zhì)氨基酸的光吸收性氨基酸的化學反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——一般物理性質(zhì)α-氨基酸為無色晶體，不同氨基酸其晶體形狀不相同；氨基酸熔點一般在200—300°C；氨基酸的溶解度；各種氨基酸有不同的味感：谷氨酸鈉；氨基酸的比旋光度。2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的酸堿性質(zhì)氨基酸在水溶液中或在晶體狀態(tài)時主要是以兩性離子的形式存在。2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的酸堿性質(zhì)重要概念：氨基酸的等電點pIpI=1/2(pK1+pK2)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的酸堿性質(zhì)以谷氨酸為例：pI=1/2(pK1+pKR)＝1/2(2.19+4.25)=3.222.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的酸堿性質(zhì)小結(jié)：在等電點以上的任何pH，氨基酸帶凈負電荷，在電場中將向正極移動；在低于等電點的任何pH，氨基酸帶凈正電荷，在電場中將向負極移動;在一定pH范圍內(nèi)，氨基酸溶液的pH離等電點愈遠，氨基酸所攜帶的凈電荷愈大。2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的光吸收性芳香族側(cè)鏈有紫外吸收，所以測定280nm處的吸收，是定量蛋白質(zhì)濃度最常用的方法。芳香族氨基酸在pH8時紫外吸收光譜2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的光吸收性紫外吸收性受溶液pH的影響2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與

α-羧基參與α-氨基和α-羧基共同參與側(cè)鏈R基參與2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(1)與亞硝酸反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(2)與甲醛反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(3)與2,4-二硝基氟苯反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(4)?；磻?yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(5)成鹽反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(6)成Schiff’sBase反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基參與——(7)脫氨基反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-羧基參與——(1)成鹽反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-羧基參與——(2)成酯反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-羧基參與——(3)酰化反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-羧基參與——(4)脫羧反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-羧基參與——(5)疊氮反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基和α-羧基共同參與——(1)與茚三酮反應(yīng):α-氨基酸與水和茚三酮試劑共熱，可發(fā)生反應(yīng)生成藍紫化合物。與脯氨酸和羥脯氨酸反應(yīng)則生成黃色化合物，反應(yīng)生成物的顏色深淺程度以及CO2生成量，均可作為氨基酸定量分析依據(jù)。2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)α-氨基和α-羧基共同參與——(2)成肽反應(yīng)2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)

——氨基酸的化學反應(yīng)側(cè)鏈R基參與——巰基及二硫鍵2.3肽肽的基本概念肽的命名生物活性肽2.3.1肽的基本概念

一分子氨基酸的α-羧基與另一分子氨基酸α-氨基脫水縮合的化合物叫做肽，氨基酸之間通過酰胺鍵（蛋白質(zhì)化學中將這類酰胺鍵專稱為肽鍵）連接而成。2.3.1肽的基本概念

——肽鍵的形成肽鍵具有雙鍵性質(zhì)；-CO-NH-共平面，C-N鍵長=0.132nm，介于普通C-N單鍵(0.149nm)和C=N雙鍵(0.127nm)之間2.3.1肽的基本概念肽鏈氨基酸殘基氨基末端羧基末端寡肽—10個以下氨基酸組成，二肽，三肽等多肽2.3.1肽的基本概念

——肽與氨基酸的區(qū)別肽含有側(cè)鏈R基上的可解離基團肽的可離子化程度低2.3.1肽的基本概念——多肽鏈肽鏈中的氨基酸不是原來完整的分子，多肽鏈中的氨基酸單位稱為氨基酸殘基。肽鍵鏈狀結(jié)構(gòu)2.3.2肽的命名多肽化合物的名稱，通常按照肽內(nèi)氨基酸殘基的排列順序，以殘基名稱（如某某氨酰）從N端依次閱讀到C端，并以C端殘基全名結(jié)束肽的名稱。命名舉例：丙氨酰谷氨酰亮氨酰纈氨酰組氨酸氨基末端羧基末端2.3.2肽的命名在開鏈肽的N端和C端可以有游離的α氨基和α羧基，而有的開鏈肽的N端或C端的游離的α氨基或α羧基被別的基團結(jié)合（如烷基化、?；龋┗騈端殘基自身環(huán)化。例如促甲狀腺素釋放激素的N端殘基是谷氨酸，此殘基易于自身環(huán)化成焦谷氨?；é涟被c谷氨酸的γ羧基脫水縮和而成）。2.3.3生物活性肽—谷胱甘肽它的分子中有一個特殊的γ肽鍵，是由谷氨酸的γ羧基與半胱氨酸的α氨基縮合而成。由于GSH中含有一個活潑的巰基很容易氧化，二分子GSH脫氫以二硫鍵相連成氧化型的谷胱甘肽（GSSG）。2.3.3生物活性肽—谷胱甘肽谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽谷氨酸的-羧基形成肽鍵－SH為活性基團為酸性肽是體內(nèi)重要的還原劑2.3.3生物活性肽

—谷胱甘肽的重要生物功能維護蛋白質(zhì)活性中心的巰基；參與二硫化合物相互轉(zhuǎn)化；某些酶的輔酶，在體內(nèi)氧化還原過程中起重要的作用。GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+2.3.3生物活性肽—其它神經(jīng)肽：——腦啡肽，內(nèi)啡肽，強啡肽，P-物質(zhì)抗生素激素2.3.3生物活性肽—抗生素2.3.3生物活性肽—激素2.3.3生物活性肽—應(yīng)用發(fā)展生物的生長、發(fā)育、細胞分化、大腦活動、腫瘤病變、免疫防御、生殖控制、抗衰老、生物鐘規(guī)律及分子進化等均涉及到活性肽。生物活性肽是機體內(nèi)傳遞信息、調(diào)節(jié)代謝和協(xié)調(diào)器官活動的重要化學信使。近年來，多肽的分離純化、結(jié)構(gòu)分析、化學合成、生物、放射免疫測定、免疫細胞化學以及遺傳工程等新技術(shù)的應(yīng)用，新的活性肽不斷發(fā)現(xiàn)，對活性肽功能認識不斷增長，促使這一領(lǐng)域迅速發(fā)展。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)層次：一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)高級結(jié)構(gòu)2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)定義：——蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。主要化學鍵：肽鍵二硫鍵的位置屬于一級結(jié)構(gòu)研究范疇。2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學功能的基礎(chǔ)。胰島素的一級結(jié)構(gòu)2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析，確定多肽鏈數(shù)目(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離(3)多肽鏈的氨基酸組成分析(4)肽鏈的第一種方法的部分降解，肽片斷的分離及氨基酸順序測定(5)肽鏈的第二種方法的部分降解，肽片斷的分離及氨基酸順序測定(6)重建完整多肽鏈的一級結(jié)構(gòu)(7)二硫鍵與酰胺基的定位2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析N-末端分析C-末端分析2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—N-末端分析二硝基氟苯法（Sanger法）DNP-氨基酸更穩(wěn)定異硫氰酸苯酯法（Edman法）PTH-氨基酸更容易切斷二甲基氨基萘磺酰氯法（DNS法）與DNFB法原理相同氨肽酶法肽鏈外切酶(exopeptidase)2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析——Sanger法1945年由Sanger發(fā)明此法曾用此方法測定了胰島素的N-末端。2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—Edman法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—DNS法1956年Hartley等提出靈敏度高(比DNFB法提高100倍)DNS-氨基酸穩(wěn)定性較高2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—C-末端分析肼解法還原法羧肽酶法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—肼解法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—還原法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(1)氨基酸末端分析—羧肽酶法根據(jù)氨基酸釋放的動力學曲線，可確定該肽鏈的C端氨基酸順序。2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離肽鏈間的結(jié)合:非共價鍵血紅蛋白（四聚體）烯醇化酶（二聚體）共價鍵胰島素免疫球蛋白等2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離非共價鍵連接的多肽鏈

溫和條件下可以解離（酸堿等）通過二硫鍵連接的多肽鏈

需要較強的條件將二硫鍵切斷

還原法氧化法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離還原法——將二硫鍵還原成巰基2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離還原法——為防止巰基重新氧化，可用碘乙酸、碘乙酰胺等使其烷化。2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離還原法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(2)蛋白質(zhì)中肽鏈的拆離氧化法——二硫鍵用過甲酸氧化為磺酸基而拆開2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(3)多肽鏈的氨基酸組成分析2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(3)多肽鏈的氨基酸組成分析2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(4)肽鏈的部分降解及肽片斷的分離化學裂解法

溴化氰裂解部分酸水解酶水解法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(4)肽鏈的部分降解及肽片斷的分離溴化氰法溴化氰對甲硫氨酸羧基形成的肽鍵特異2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(4)肽鏈的部分降解及肽片斷的分離酶水解法常用的酶有：——胰蛋白酶；胰凝乳蛋白酶；胃蛋白酶；嗜熱菌蛋白酶等。優(yōu)越性：——較高專一性；水解產(chǎn)率較高。2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(5)肽段氨基酸順序測定Edman降解法DNS-Edman方法酶解法順序分析的最主要的方法使測定靈敏度進一步提高2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(6)重建完整多肽鏈的一級結(jié)構(gòu)肽段重疊法2.4蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

——測定方法(7)二硫鍵的定位將含二硫鍵的肽段進行酶解，分離出含二硫鍵的肽，對該肽進行氧化或還原，切斷二硫鍵，生成二個小肽段，將這兩個小肽段與原肽鏈氨基酸順序進行比較，即可確定二硫鍵位置。2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)1.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)2.超二級結(jié)構(gòu)3.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)4.結(jié)構(gòu)域5.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)6.維持蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的化學鍵2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——肽平面參與組成肽鍵的6個原子位于同一平面，又叫酰胺平面或肽鍵平面。它是蛋白質(zhì)構(gòu)象的基本結(jié)構(gòu)單位。肽鍵的鍵長和鍵角肽平面2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——二級結(jié)構(gòu)多肽鏈借助氫鍵排列成沿一個方向的具有周期性結(jié)構(gòu)的構(gòu)象，限于肽鏈主鏈骨架原子的局部空間排列，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。

-螺旋(-helix)-折疊(-pleatedsheet)-轉(zhuǎn)角(-turn)無規(guī)卷曲(randomcoil)

2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——二級結(jié)構(gòu)：-螺旋結(jié)構(gòu)要點：

①多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)。②每圈螺旋含3.6個氨基酸，螺距為0.54nm，每個氨基酸上升0.15nm，每個氨基酸旋轉(zhuǎn)100°。③每個肽鍵的亞氨氫和第四個肽鍵的羰基氧形成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵與螺旋長軸基本平行。α-螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點俯視圖α-螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——二級結(jié)構(gòu)：-折疊結(jié)構(gòu)要點:多肽鏈充分伸展相鄰肽單元之間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)相鄰肽鏈間的肽鍵之間形成氫鍵，以穩(wěn)固β-折疊結(jié)構(gòu)。氫鍵幾乎垂直于肽鏈側(cè)鏈位于鋸齒結(jié)構(gòu)的上下方兩段以上的β-折疊結(jié)構(gòu)平行排列，可順向平行，也可反向平行β-折疊結(jié)構(gòu)的主要特點平行β-折疊β-折疊結(jié)構(gòu)的主要特點反平行β折疊β-折疊結(jié)構(gòu)的主要特點β折疊片示意圖2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——二級結(jié)構(gòu)：-轉(zhuǎn)角肽鏈內(nèi)形成180o回折。含4個氨基酸殘基，第1個氨基酸殘基與第4個形成氫鍵。第二個氨基酸殘基常為Pro。轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)通常負責各種二級結(jié)構(gòu)單元之間的連接作用，它對于確定肽鏈的走向起著決定性的作用。-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)的主要特點各類氨基酸與蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)關(guān)系2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——二級結(jié)構(gòu)：影響因素影響α-螺旋形成的因素：氨基酸側(cè)鏈所帶電荷、大小及形狀β-折疊形成條件：要求氨基酸側(cè)鏈較小2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)是指二級結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單位（α螺旋、β折疊等）相互聚集，形成有規(guī)律的二級結(jié)構(gòu)的聚集體。(1)α×α(2)β×β(3)β迂回(4)β折疊桶(5)α螺旋-轉(zhuǎn)角-α螺旋三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)件2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——超二級結(jié)構(gòu):(1)α×α復(fù)繞α－螺旋2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——超二級結(jié)構(gòu):(2)β×ββ×β單元的手性2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——超二級結(jié)構(gòu):(3)β迂回A.β迂回B.希臘鑰匙C.雙希臘鑰匙2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——超二級結(jié)構(gòu):(4)β折疊桶

反平行β折疊桶β折疊桶的各種形式2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)——超二級結(jié)構(gòu):(5)α螺旋-轉(zhuǎn)角-α螺旋A.噬菌體λB.噬菌體P22α螺旋-轉(zhuǎn)角-α螺旋與DNA的結(jié)合2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)指一條多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步卷曲折疊，構(gòu)成一個不規(guī)則的特定構(gòu)象。包括全部主鏈和側(cè)鏈在內(nèi)的所有原子的空間排布，但不包括肽鏈的相互關(guān)系。2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——三級結(jié)構(gòu)：穩(wěn)定因素疏水作用離子鍵氫鍵范德華力二硫鍵2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——三級結(jié)構(gòu)：肌紅蛋白N端

C端2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——三級結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)域大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)常可分割成一個或數(shù)個球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行其功能，稱為結(jié)構(gòu)域，是多肽鏈的獨立折疊單位。結(jié)構(gòu)域的大小變化很大，常見的范圍在100-200個殘基之間。纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——三級結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)域木瓜蛋白酶內(nèi)的2個結(jié)構(gòu)域彼此很不相同2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——三級結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)域彈性蛋白酶的二個結(jié)構(gòu)域彼此非常相似2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——四級結(jié)構(gòu)定義：由兩條或兩條以上各自獨立具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價鍵聚合而成的特定結(jié)構(gòu)。每條具有完整三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，稱為亞基

(subunit)。亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白(Hb)的四級結(jié)構(gòu)2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白的結(jié)構(gòu)：從一級到四級2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

Yang,H.,M.Yang,Y.Ding,Y.Liu,Z.Lou,Z.Zhou,L.Sun,L.Mo,S.Ye,H.Pang,G.F.Gao,K.Anand,M.Bartlam,R.Hilgenfeld,andZ.Rao*.2003.Thecrystalstructuresofsevereacuterespiratorysyndromevirusmainproteaseanditscomplexwithaninhibitor.ProcNatlAcadSciUSA100:13190.SARS-CoVmainprotease2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

Designofwide-spectruminhibitorstargetingtheSARSMpro(left)Conservationinthesubstratebindingpocketamong5CoVMpro.(right)SurfacerepresentationofSARS-CoVMproincomplexwiththeinhibitorN3.2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

Designofwide-spectruminhibitorstargetingtheSARSMpro2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——穩(wěn)定因素疏水作用離子鍵氫鍵范德華力二硫鍵2.5蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)

——蛋白質(zhì)構(gòu)象的研究方法測定蛋白質(zhì)在溶液中的整體或部分構(gòu)象：熒光光譜紫外差吸收光譜近紫外圓二色性光譜分析蛋白質(zhì)分子全部空間結(jié)構(gòu)的測定：X射線晶體衍射多維核磁共振方法(NMR)2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系天然狀態(tài)，有催化活性加入尿素、β-巰基乙醇去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無催化活性牛核糖核酸酶2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系鐮刀形紅細胞貧血N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Glu·Glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Val

·Glu·····C(146)2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為“分子病”。2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系鐮刀型紅細胞貧血的分子基礎(chǔ)結(jié)果：荷負電的Glu變?yōu)槭杷缘腣al，使HbS分子表面的負電荷減少，親水基團變?yōu)槭杷鶊F，使HbS分子聚合，溶解度降低，紅細胞變形，呈鐮刀狀，并易于破裂溶血。治療：體外，KCNO共價修飾β鏈N端Val殘基，使親水性增加，可防止HbS分子間的締和。HbA:Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys……HbS:Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys……β鏈123456782.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系肌紅蛋白與血紅蛋白N端

C端2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系血紅蛋白(Hb)的構(gòu)象變化與結(jié)合氧Hb與Mb一樣能可逆地與O2結(jié)合，Hb與O2結(jié)合后稱為氧合Hb。氧合Hb占總Hb的百分數(shù)（稱百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系血紅素2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)一個寡聚體蛋白質(zhì)的一個亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱為協(xié)同效應(yīng)。促進作用稱為正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)抑制作用稱為負協(xié)同效應(yīng)(negativecooperativity)2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系變構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)凡蛋白質(zhì)（或亞基）因與某小分子物質(zhì)相互作用而發(fā)生構(gòu)象變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)（或亞基）功能的變化，稱為蛋白質(zhì)的變構(gòu)效應(yīng)。2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象?。喝舻鞍踪|(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴重時可導(dǎo)致疾病發(fā)生。2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)構(gòu)象病的機理：有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，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、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等2.6蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

——空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系瘋牛病瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一組人和動物神經(jīng)退行性病變。正常的PrP富含α-螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(1)蛋白質(zhì)的分子量1萬—幾百萬(2)蛋白質(zhì)的兩性電離蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(2)蛋白質(zhì)的兩性電離蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)

蛋白質(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點。利用蛋白質(zhì)兩性電離的性質(zhì)，可通過電泳、離子交換層析、等電聚焦等技術(shù)分離蛋白質(zhì)。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(3)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬至100萬之巨，其分子的直徑可達1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素顆粒表面電荷水化膜+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)水化膜++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(3)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)1、透析2、鹽析3、凝膠過濾2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化透析(dialysis)：利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法。超濾法：應(yīng)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過有一定截留分子量的超濾膜，達到濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(4)蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學因素作用下，蛋白質(zhì)分子的特定空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。變性的本質(zhì)：破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。造成變性的因素：如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(4)蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固蛋白質(zhì)變性后的性質(zhì)改變?nèi)芙舛冉档?、粘度增加、結(jié)晶能力消失、生物活性喪失及易受蛋白酶水解。應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。復(fù)性(renaturation)若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化天然狀態(tài)，有催化活性加入尿素、β-巰基乙醇去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無催化活性牛核糖核酸酶2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(4)蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。蛋白質(zhì)的凝固作用(proteincoagulation)蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(5)蛋白質(zhì)的紫外吸收由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化(6)蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)⒈茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。⒉雙縮脲反應(yīng)(biuretreaction)蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反應(yīng)稱為雙縮脲反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化一般原則:原料來源破碎細胞的條件溫和分離純化的操作在溶液中進行靈敏、特異、精確的檢測方法基本步驟：取材組織細胞破碎提取分離純化結(jié)晶分析鑒定2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化蛋白質(zhì)純化——根據(jù)溶解度不同丙酮沉淀，必須在0～4℃低溫下進行，丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被丙酮沉淀后，應(yīng)立即分離。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。鹽析是將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。等電點沉淀：等電點時溶解度最小2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化層析(chromatography)分離的原理待分離蛋白質(zhì)溶液（流動相）經(jīng)過一個固態(tài)物質(zhì)（固定相）時，根據(jù)溶液中待分離的蛋白質(zhì)顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分離的蛋白質(zhì)組分在兩相中反復(fù)分配，并以不同速度流經(jīng)固定相而達到分離蛋白質(zhì)的目的。

2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化蛋白質(zhì)純化——根據(jù)電荷性質(zhì)不同離子交換層析：利用各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同進行分離。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化蛋白質(zhì)純化——根據(jù)分子質(zhì)量不同凝膠過濾(gelfiltration)又稱分子篩層析：利用各蛋白質(zhì)分子大小不同分離。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化蛋白質(zhì)純化——根據(jù)分子質(zhì)量不同2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化蛋白質(zhì)純化——根據(jù)特異性親和力不同親和色譜：根據(jù)不同蛋白質(zhì)對特定配體(ligand)的特異性而非共價結(jié)合的能力不同進行分離。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化電泳：蛋白質(zhì)在高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒，在電場中能向正極或負極移動。這種通過蛋白質(zhì)在電場中泳動而達到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù),稱為電泳(elctrophoresis)。根據(jù)支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝膠電泳等。幾種重要的蛋白質(zhì)電泳SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳：常用于蛋白質(zhì)分子量的測定。等電聚焦電泳：通過蛋白質(zhì)等電點的差異而分離蛋白質(zhì)的電泳方法。雙向凝膠電泳：是蛋白質(zhì)組學研究的重要技術(shù)。2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化電泳2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳2.7蛋白質(zhì)的性質(zhì)及純化蛋白質(zhì)含量測定凱氏定氮法雙縮脲法Lowry法紫外吸收法氨基酸的分離與分析紙層析法薄層層析法離子交換柱層析法高效液相層析法紙電泳熱點關(guān)注三鹿事件與三聚氰胺三聚氰胺檢測結(jié)果企業(yè)產(chǎn)品名稱抽樣不合格三聚氰胺含量mg/kg三鹿集團股份有限公司嬰幼兒配方乳粉11112563.00青島圣元乳業(yè)有限公司嬰幼兒配方乳粉178150.00江西光明英雄乳業(yè)股份有限公司嬰幼兒配方乳粉2298.60蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司嬰幼兒配方乳粉28468.20廣東雅士利集團股份有限公司嬰幼兒配方乳粉301053.40山西雅士利乳業(yè)有限公司嬰幼兒配方乳粉4226.30施恩嬰幼兒營養(yǎng)品有限公司嬰幼兒配方乳粉20417.00伊利實業(yè)集團股份有限公司兒童配方乳粉35112.00三聚氰胺（Melamine）是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物，重要的氮雜環(huán)有機化工原料。分子式C3N6H6、C3N3(NH2)3，分子量126.12。三聚氰胺性狀為純白色單斜棱晶體，無味，密度1.573g／cm3(16℃)。常壓熔點354℃（分解）；快速加熱升華，升華溫度300℃。溶于熱水，微溶于冷水，極微溶于熱乙醇，不溶于醚、苯和四氯化碳，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等。低毒。在一般情況下較穩(wěn)定，但在高溫下可能會分解放出氰化物。三聚氰胺的主要用途是一種用途廣泛的基本有機化工中間產(chǎn)品，最主要的用途是作為生產(chǎn)三聚氰胺甲醛樹脂（MF）的原料。主要用途：（