蛋白质的理化性质汇总课件.ppt
蛋白质的理化性质和分类蛋白质的理化性质和分类新泰职工中专新泰职工中专 徐徐云云2011.08 具有氨基酸性质具有氨基酸性质 两性电离两性电离 紫外吸收性质紫外吸收性质 呈色反应呈色反应 具有生物大分子特性具有生物大分子特性 胶体性质胶体性质 沉淀、变性和凝固等沉淀、变性和凝固等一、理化性质一、理化性质 2011.08（一）蛋白质的两性电离（一）蛋白质的两性电离 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 * 蛋白质的等电点蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 当蛋白质溶液处于某一当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电净电荷为零荷为零，此时溶液的，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。称为蛋白质的等电点。2011.08人体蛋白质，人体蛋白质，pI 5.0在人体体液在人体体液pH7.4的环境下，的环境下，带负电荷带负电荷PrNH3+COOHPrNH3+COO- -PrNH2COO- -OH- -H +OH- -H +兼性离子pH=pI阳离子pHpIpH=pIpHpIpHpI兼性离子兼性离子 2011.08 电泳电泳 定义：定义：带电粒子在电场中向着与其电性相反的带电粒子在电场中向着与其电性相反的 电极移动的现象。电极移动的现象。u Pr分子在溶液中可带净的负电荷或带净的正电分子在溶液中可带净的负电荷或带净的正电 荷，故可在电场中发生移动。荷，故可在电场中发生移动。u 不同的蛋白质分子不同的蛋白质分子所带电荷量不同，且分子大所带电荷量不同，且分子大 小也不同，小也不同，故在电场中的泳动速度也不同，由故在电场中的泳动速度也不同，由 此可彼此分离。此可彼此分离。2011.08胶体胶体知识链接知识链接胶体概念2011.08（二）亲水胶体性质（二）亲水胶体性质 蛋白质分子的直径可达蛋白质分子的直径可达1100nm，为胶粒范围之内。，为胶粒范围之内。 蛋白质胶体稳定的因素蛋白质胶体稳定的因素: 水化膜水化膜 颗粒表面电荷颗粒表面电荷2011.08胶体性应用（纯化蛋白质）胶体性应用（纯化蛋白质）* 透析透析(dialysis)利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。分开的方法。2011.08临床应用临床应用人工肾人工肾血液透析图血液透析图2011.08u 盐析法盐析法u 有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法u 免疫沉淀法免疫沉淀法u某些酸类沉淀法某些酸类沉淀法u重金属盐沉淀法重金属盐沉淀法（三）蛋白质的沉淀（三）蛋白质的沉淀 2011.081.盐析法盐析法定定 义：义：加入大量中性盐以破坏加入大量中性盐以破坏Pr的稳定因素并的稳定因素并 使从溶液中沉淀析出的现象。使从溶液中沉淀析出的现象。原原 理理: 破坏破坏Pr两个稳定因素：水化膜和电荷层两个稳定因素：水化膜和电荷层中性盐：中性盐：(NH4)2SO4；Na2SO4；NaCl等等优优 点点：Pr不变性不变性，常用，常用蛋白质沉淀方法蛋白质沉淀方法2011.08试剂：试剂： 丙酮丙酮、乙醇、甲醇等亲水溶剂、乙醇、甲醇等亲水溶剂原理：原理： 与与H2O结合，破坏水化层结合，破坏水化层优点：优点：分辨率优于盐析法，能使某一分辨率优于盐析法，能使某一Pr在狭小有机溶剂在狭小有机溶剂 浓度范围内沉淀。浓度范围内沉淀。缺点：缺点：易使易使Pr变性变性应用：应用：pI沉淀沉淀Pr。调节溶液。调节溶液pH到某到某Pr的的pI，加上丙酮，加上丙酮 破坏水化膜，破坏水化膜，Pr沉淀。沉淀。注意：注意：防止防止Pr在分离过程中发生变性：在分离过程中发生变性：04 下进行；下进行； 有机溶剂浓度不能太高，有机溶剂浓度不能太高，Pr沉淀后立即分离沉淀后立即分离2.有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法蛋白质沉淀方法蛋白质沉淀方法2011.08定定 义：义：加入某些酸类与蛋白质正离子结合成不加入某些酸类与蛋白质正离子结合成不 溶性的盐而沉淀析出的现象。溶性的盐而沉淀析出的现象。原原 理理: 破坏破坏Pr一个稳定因素：电荷层一个稳定因素：电荷层常用酸：常用酸：三氯醋酸、浓硝酸、苦味酸等三氯醋酸、浓硝酸、苦味酸等优优 点点：Pr变性变性，常用于临床检验，常用于临床检验蛋白质沉淀方法蛋白质沉淀方法3.3.某些酸类沉淀法某些酸类沉淀法2011.08定定 义：义：加入重金属离子与蛋白质负离子结合成加入重金属离子与蛋白质负离子结合成 不溶性的盐而沉淀析出的现象。不溶性的盐而沉淀析出的现象。原原 理理: 生成不溶性蛋白质盐生成不溶性蛋白质盐常用酸：常用酸：Cu、Ag、Hg、Pb等等优优 点点：Pr变性变性，临床用于抢救重金属盐中毒的病人，临床用于抢救重金属盐中毒的病人蛋白质沉淀方法蛋白质沉淀方法4.4.某些酸类沉淀法某些酸类沉淀法2011.08 电泳电泳 定义：定义：带电粒子在电场中向着与其电性相反的带电粒子在电场中向着与其电性相反的电极移动的现象。电极移动的现象。u Pr分子在溶液中可带净的负电荷或带净的正电分子在溶液中可带净的负电荷或带净的正电 荷，故可在电场中发生移动。荷，故可在电场中发生移动。u 不同的蛋白质分子不同的蛋白质分子所带电荷量不同，且分子大所带电荷量不同，且分子大 小也不同，小也不同，故在电场中的泳动速度也不同，由此故在电场中的泳动速度也不同，由此可彼此分离。可彼此分离。2011.08（四）蛋白质的变性（四）蛋白质的变性 在某些在某些物理和化学因素作用物理和化学因素作用下，蛋白下，蛋白质特定的质特定的空间构象被破坏空间构象被破坏，从而导致其，从而导致其理理化性质改变和生物活性的丧失化性质改变和生物活性的丧失。* 蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturation) 概念概念2011.08 造成变性的因素造成变性的因素 1）物理因素：物理因素：高温、高压、脱水、射线等高温、高压、脱水、射线等 2）化学因素：化学因素：强酸、强碱、重金属盐、生强酸、强碱、重金属盐、生 物碱试剂、尿素等物碱试剂、尿素等 变性的本质变性的本质 破坏蛋白质空间结构破坏蛋白质空间结构（非共价键和二硫（非共价键和二硫键），键），不改变蛋白质的一级结构不改变蛋白质的一级结构（肽键、（肽键、分子组成、分子量不变）。分子组成、分子量不变）。2011.08变性后的表现：变性后的表现：v生物活性丧失生物活性丧失v理化性质改变理化性质改变溶解度降低溶解度降低粘度增加粘度增加结晶能力消失结晶能力消失易被蛋白酶水解易被蛋白酶水解2011.08 防止变性防止变性：低温保存生物制品：低温保存生物制品 应用举例应用举例 利用变性利用变性：酒精消毒、高压灭菌：酒精消毒、高压灭菌 取代变性取代变性：乳品解毒：乳品解毒( (用于急救用于急救重金重金 属属中毒中毒)2011.08变性与复性变性与复性(renaturation) 变性变性可逆变性：可逆变性：Pr变性后如将变性剂除去，该变性后如将变性剂除去，该Pr分子的分子的 天然构象和生物学活性还天然构象和生物学活性还能恢复能恢复。不可逆变性：不可逆变性：若变性条件强烈，作用时间长，构象若变性条件强烈，作用时间长，构象 变化大，理化性质变化大，理化性质难以恢复难以恢复。复性复性2011.08基因工程研究所基因工程研究所 肖维威肖维威蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。 凝固是蛋白质变性后进一步发展的不可逆凝固是蛋白质变性后进一步发展的不可逆的结果。所以的结果。所以凝固的蛋白质一定变性、沉淀。凝固的蛋白质一定变性、沉淀。概念：概念：（五）（五） 蛋白质的蛋白质的凝固作用凝固作用特点：特点：2011.08蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。 凝固是蛋白质变性后进一步发展的不可逆凝固是蛋白质变性后进一步发展的不可逆的结果。的结果。概念：概念：（五）（五） 蛋白质的蛋白质的凝固作用凝固作用特点：特点：2011.08变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。淀，但并不变性。蛋白质的变性、沉淀和凝固的关系蛋白质的变性、沉淀和凝固的关系 凝固是蛋白质变性后进一步发展的不可逆凝固是蛋白质变性后进一步发展的不可逆的结果。所以的结果。所以凝固的蛋白质一定变性、沉淀。凝固的蛋白质一定变性、沉淀。v 变性变性Pr不一定沉淀不一定沉淀 v 沉淀沉淀Pr不一定变性不一定变性v 变性变性/沉淀的沉淀的Pr不一定凝固不一定凝固 v 凝固的凝固的Pr则一定变性、沉淀则一定变性、沉淀2011.08基因工程研究所基因工程研究所 肖维威肖维威v 变性变性Pr不一定沉淀不一定沉淀 v 沉淀沉淀Pr不一定变性不一定变性v 变性变性/沉淀的沉淀的Pr不一定凝固不一定凝固 v 凝固的凝固的Pr则一定变性、沉淀则一定变性、沉淀变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于沉淀，但变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白质不一定都是变性后的蛋白质。沉淀的蛋白质不一定都是变性后的蛋白质。 加热使蛋白质变性并凝聚成块状。因此，凡凝固的蛋加热使蛋白质变性并凝聚成块状。因此，凡凝固的蛋白质一定发生变性。白质一定发生变性。 蛋白质的变性、沉淀和凝固的关系蛋白质的变性、沉淀和凝固的关系 2011.08变性变性物理因素：加热、紫外线照射、超声、剧烈震荡等物理因素：加热、紫外线照射、超声、剧烈震荡等化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐等化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐等沉淀沉淀改变改变pHpH至至pIpI（变性蛋白质变性蛋白质）破坏水溶液中蛋白质破坏水溶液中蛋白质的水化膜和中和电荷的水化膜和中和电荷（蛋白质未变性）（蛋白质未变性）凝固凝固加热加热（变性，不再溶解）（变性，不再溶解）变性不一定沉淀变性不一定沉淀沉淀不一定变性沉淀不一定变性凝固则一定变性、沉淀凝固则一定变性、沉淀加热加热2011.08（六）蛋白质的紫外吸收（六）蛋白质的紫外吸收由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收波长处有特征性吸收峰。蛋白质的峰。蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因与其浓度呈正比关系，因此可作此可作蛋白质定量测定蛋白质定量测定。注：注：OD 是是optical density（光密度）的缩写，（光密度）的缩写，表示被检测物吸收掉的光密度，是检测方法里表示被检测物吸收掉的光密度，是检测方法里的专有名词，检测单位用的专有名词，检测单位用OD值表示，值表示，2011.08（七）蛋白质的呈色反应（七）蛋白质的呈色反应1.双缩脲反应双缩脲反应(biuret reaction)蛋白质和多肽分子中蛋白质和多肽分子中肽键肽键在稀碱溶液中与在稀碱溶液中与硫酸铜共热，生成紫红色的蛋白质硫酸铜共热，生成紫红色的蛋白质-Cu2+复合物，复合物，此反应称为双缩脲反应。此反应称为双缩脲反应。2. Folin 酚试剂法酚试剂法(Lowrys法法) 在双缩脲反应的基础上，生成的蛋白质在双缩脲反应的基础上，生成的蛋白质-Cu2+复合物中所含的复合物中所含的酪氨酸酚基酪氨酸酚基与与Folin-酚试剂酚试剂(磷钼酸和磷钨酸化合物磷钼酸和磷钨酸化合物)反应，生产蓝色的化合反应，生产蓝色的化合物物(钼蓝和钨蓝的混合物钼蓝和钨蓝的混合物)。2011.08 反应反应 试剂试剂 颜色颜色 反应基团反应基团 反应的反应的Pr及及AA双缩脲反应双缩脲反应 NaOH,稀稀CuSO4 紫或粉紫或粉 2个以上肽键个以上肽键 所有蛋白质所有蛋白质Millon反应反应 Millon,硝酸，亚硝酸硝酸，亚硝酸 红色红色 酚基酚基 Tyr黄色反应黄色反应 HNO3及及NH3 黄、橘黄黄、橘黄 苯基苯基 Phe,Tyr乙醛酸反应乙醛酸反应 乙醛酸乙醛酸H2SO4 紫红紫红 吲哚吲哚 Trp坂口反应坂口反应 次氯酸钠次氯酸钠,萘酚萘酚 红色红色 胍基胍基 ArgFolin酚试剂反应酚试剂反应 CuSO4磷钨酸磷钨酸-钼酸钼酸 兰色兰色 酚基酚基 Tyr 茚三酮反应茚三酮反应 茚三酮茚三酮 紫兰色紫兰色 游离氨、羧基游离氨、羧基 Pro和羟和羟Pro呈黄色呈黄色（七）（七）蛋白质的呈色反应蛋白质的呈色反应2011.08二、蛋白质的生物学功能二、蛋白质的生物学功能( (一一) ) 蛋白质在生物体内的分布蛋白质在生物体内的分布特征特征 1 1. .分布广分布广 所有器官、组织都含有蛋白质；所有器官、组织都含有蛋白质；细细 胞胞的各个部分都含有的各个部分都含有蛋白蛋白2 2. .含量高含量高 蛋白质占人体干重的蛋白质占人体干重的4545，某些，某些组组 织织含量更高，例如脾、肺及含量更高，例如脾、肺及横纹肌横纹肌 等等高达高达8080。3.3.种类多种类多 人体中蛋白质种类达十万余种人体中蛋白质种类达十万余种，每每 种种蛋白质都有其特定的结构与功能。蛋白质都有其特定的结构与功能。2011.081.作为生物催化剂（酶）作为生物催化剂（酶）2.代谢调节作用代谢调节作用3.免疫保护作用免疫保护作用4.物质的转运和存储物质的转运和存储5.运动与支持作用运动与支持作用6.参与细胞间信息传递参与细胞间信息传递7.氧化供能氧化供能( (二二) ) 蛋白质的生物学功能蛋白质的生物学功能二、蛋白质的生物学功能二、蛋白质的生物学功能2011.08三、蛋白质的分类三、蛋白质的分类 ( (一一) )根据蛋白质组成成分根据蛋白质组成成分 1.1.单纯蛋白质单纯蛋白质2.2.结合蛋白质结合蛋白质 = = 蛋白质部分蛋白质部分 + + 非蛋白质部分非蛋白质部分( (二二) )根据蛋白质形状根据蛋白质形状 1.1.纤维状蛋白质：纤维状蛋白质：2.2.球状蛋白质：球状蛋白质：
