第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)12023/12/5第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成元素組成：CHONS蛋白質(zhì)的特征元素，平均含量：16%蛋白質(zhì)含量（g）的計算：樣品中含氮量（g）×6.25第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)22023/12/5一、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸蛋白質(zhì)（20種）氨基酸酸、堿、酶（標(biāo)準(zhǔn)氨基酸）（編碼氨基酸）第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)32023/12/5（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)α-碳原子為手性碳原子都為L-α-氨基酸（甘氨酸、脯氨酸除外）α氨基酸的共同結(jié)構(gòu)COOH|H2N—C—H|H甘氨酸COOH|HN—C—H|CH2—CH2脯氨酸H2C第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)42023/12/5人體內(nèi)氨基酸均為：L-氨基酸氨基酸的構(gòu)型也以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn)：第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)52023/12/5（二）氨基酸分類根據(jù)R基結(jié)構(gòu)不同分：脂肪族氨基酸芳香族氨基酸雜環(huán)氨基酸第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)62023/12/51、中性非極性氨基酸（R基無極性、疏水）2、中性極性氨基酸（R基不帶電，但有極性、親水）3、酸性氨基酸（R基含有羧基）4、堿性氨基酸（R基含有氨基）根據(jù)R基極性大小分：第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)72023/12/5⑴中性非極性氨基酸NHCH32CH2第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)82023/12/5⑵中性極性氨基酸Cys，第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)92023/12/5⑶酸性氨基酸第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)102023/12/5⑷堿性氨基酸H2N-C-NH-=NH第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)112023/12/5（三）氨基酸的理化性質(zhì)氨基酸具有氨基、羧基、特殊R基等具堿性具酸性與醇反應(yīng)成酯脫羧成胺特殊R基具有各種不同的顏色反應(yīng)（兩性）第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)122023/12/51.氨基酸的兩性電離和等電點等電點（pI）：氨基酸所帶正負(fù)電荷相等時溶液的pH值即該氨基酸的等電點pHpHpHpIpIpI第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)132023/12/5等電點是氨基酸的特征常數(shù)（固定不變）pH值離等電點越遠(yuǎn)，氨基酸帶凈電荷越多pH＞pI，氨基酸帶負(fù)電荷pH＜pI，氨基酸帶正電荷pH＝pI，氨基酸正負(fù)電荷相等（凈電荷=0）電泳：帶電粒子在電場中向相反電極移動第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)142023/12/5利用不同氨基酸pI不同（在某一pH條件下帶電不同），可對它們進(jìn)行電泳分離。例：下列各氨基酸在pH6.0條件下電泳結(jié)果原點+-AspGluGlyLysArg2.83.26.09.710.8pI第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)152023/12/53.氨基酸的紫外吸收芳香族氨基酸（酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸）λ=280nm光吸收蛋白質(zhì)分子中含有芳香族AA，故也有280nm的紫外吸收，故此法也可用于Pr定量。260nm第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)162023/12/5二、肽肽：氨基酸通過肽鍵連接縮合而成的化合物（一）肽的形成和命名H2N－C－C－OHR1HO－－=H－N－C－COOHR2H－－－H-H2OH2N－C－C－R1HO－－=N－C－COOHR2－－H－H肽鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)172023/12/5第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)182023/12/5氨基末端羧基末端肽鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)192023/12/5多肽鏈書寫與命名命名：丙氨酰甘氨酰絲氨酸（或簡寫：H-丙-甘-絲-OH）第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)202023/12/5（二）體內(nèi)重要的活性肽由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成功能基：-SH解毒劑GSHH谷胱甘肽谷氨酰半胱氨酰甘氨酸第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)212023/12/5第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)222023/12/5一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)概念：多肽鏈中氨基酸的排列順序主要化學(xué)鍵：肽鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)232023/12/5二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：肽鍵平面概念：以肽鍵平面為單位，盤繞、折疊形成的空間結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)242023/12/5（一）肽鍵平面肽鍵（CO-NH）的特點：第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)252023/12/5第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)262023/12/5（二）二級結(jié)構(gòu)類型①α-螺旋②-折疊③-轉(zhuǎn)角④自由回轉(zhuǎn)（無規(guī)卷曲）留學(xué)生掌握：類型、作用鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)272023/12/5①α-螺旋右手螺旋3.6個殘基/周螺距0.54nm穩(wěn)定鍵：-NH①和-CO④之間

形成氫鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)282023/12/5②β-折疊數(shù)條肽鏈平行排列呈鋸齒狀肽鏈可順向或逆向排列穩(wěn)定鍵：鏈間-CO和-NH之間氫鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)292023/12/5③-轉(zhuǎn)角第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)302023/12/5三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)概念：是蛋白質(zhì)分子中所有原子（主鏈+側(cè)鏈）的空間位置關(guān)系作用鍵：疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華引力、二硫鍵第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)312023/12/5二硫鍵極性基團離子鍵蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)：第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)322023/12/5四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)兩個或兩個以上獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過次級鍵結(jié)合而形成的空間結(jié)構(gòu)亞基疏水鍵、氫鍵、鹽鍵概念：第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)332023/12/5血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)342023/12/5蛋白質(zhì)1-4級結(jié)構(gòu)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)352023/12/5五、維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的主要作用力離子鍵疏水鍵二硫鍵氫鍵范德華力第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)362023/12/5第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)372023/12/5蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的作用鍵？二級結(jié)構(gòu)的作用鍵？

三級結(jié)構(gòu)的作用鍵？

四級結(jié)構(gòu)的作用鍵？

第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)382023/12/5第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)392023/12/5血紅蛋白結(jié)構(gòu)與功能正常β鏈：H-纈—組—亮—蘇—脯—谷—谷—貧血β鏈：H-纈—組—亮—蘇—脯—纈—谷—第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)402023/12/5第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)412023/12/5第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)422023/12/5第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與分離純化第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)432023/12/5一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的一般性質(zhì)1.呈色反應(yīng)2.紫外吸收特征3.兩性電離與等電點（二）蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì)4.蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)5.蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)442023/12/5（1）雙縮脲反應(yīng)：

Cu2+

蛋白質(zhì)紫色絡(luò)合物

OH-原理：利用蛋白質(zhì)分子中的肽鍵CO-NH540nm比色分析1.呈色反應(yīng)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)452023/12/5（2）Folin-酚試劑反應(yīng)：磷鎢酸蛋白質(zhì)

藍(lán)色化合物磷鉬酸650nm比色分析原理：利用蛋白質(zhì)分子中含有酚性羥基的酪氨酸等第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)462023/12/5（3）考馬斯亮藍(lán)反應(yīng)：考馬斯亮藍(lán)（G-250）蛋白質(zhì)藍(lán)綠色595nm比色分析第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)472023/12/52.紫外吸收特征蛋白質(zhì)的紫外吸收：λ=280nm（色氨酸、酪氨酸）（苯丙氨酸260nm）在一定范圍內(nèi)，紫外吸收與蛋白質(zhì)濃度成正比摩爾吸光度（M-1cm-1）10,000100010010

200250

300波長（nm）TrpPheTyr第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)482023/12/53.兩性電離和等電點帶負(fù)電荷凈電荷為零帶正電荷第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)492023/12/5蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等時溶液的PH值即該蛋白質(zhì)的等電點電泳帶電粒子在電場中向相反電極移動的現(xiàn)象等電點利用電泳可將不同等電點的蛋白質(zhì)分離開第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)502023/12/54.蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)透析可分離純化蛋白質(zhì)破壞電荷和水化膜，蛋白質(zhì)沉淀穩(wěn)定因素：同種電荷和水化膜分子大?。?~100nm，具膠體性質(zhì)超速離心可沉降蛋白質(zhì)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)512023/12/5蛋白質(zhì)顆粒表面的水化膜和電荷第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)522023/12/55.蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性變性：理化因素影響→蛋白質(zhì)空間構(gòu)象破壞→蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變，生物學(xué)活性喪失理化因素：加熱、紫外線、強酸強堿、有機溶劑、重金屬鹽等可逆變性（復(fù)性）：去除變性因素，蛋白質(zhì)構(gòu)象恢復(fù)，恢復(fù)原有生物學(xué)活性第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)532023/12/5核糖核酸酶的可逆變性（復(fù)性）8M尿素或β-巰基乙醇透析第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)542023/12/5蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用：利用蛋白質(zhì)的變性原理達(dá)到消毒、滅菌的目的蛋白制劑的制備與儲存過程中，應(yīng)注意

低溫、避光、防止酸堿污染等第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)552023/12/5二、蛋白質(zhì)的分離、純化與鑒定技術(shù)（一）沉淀法定義：蛋白質(zhì)分子相互聚集從溶液中析出的現(xiàn)象原理：破壞同種電荷和水化膜第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)562023/12/5常用沉淀蛋白質(zhì)的方法：鹽析——破壞水化膜，中和電荷有機溶劑沉淀——破壞水化膜（條件pH=pI)生物堿試劑沉淀——中和正電荷(條件pH＜pI)重金屬鹽沉淀——中和負(fù)電荷(條件pH＞pI)第十二章蛋白質(zhì)化學(xué)572023/12/51、鹽析概念：高濃度中性鹽沉淀水溶液中的蛋白質(zhì)原理：破壞水化膜，中和電荷常用中性鹽：（NH4）2SO4、Na2SO4、NaCl、MgSO4特點：蛋白質(zhì)不變性