绪论蛋白质的结构和功能09级.ppt

目目 录录 延安大学医学院延安大学医学院 生物化学教研室生物化学教研室 主讲 许静洪教授目目 录录 生物化学生命的化学，应用化学的理论、技术及生命的化学，应用化学的理论、技术及物理学、免疫学等原理和方法研究生物物理学、免疫学等原理和方法研究生物体（植物、动物、微生物、人体等）的体（植物、动物、微生物、人体等）的化学组成和生命过程中化学变化规律的化学组成和生命过程中化学变化规律的一门基础生命科学。一门基础生命科学。目目 录录分子生物学分子生物学 是从生物化学、生物物理学、是从生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学等多种学科经过相互杂遗传学、微生物学等多种学科经过相互杂交、相互渗透而形成的，主要研究核酸和交、相互渗透而形成的，主要研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息传递和细胞信息转导过程中的作用。息传递和细胞信息转导过程中的作用。目目 录录生物化学发展史：生物化学发展史：叙述生物化学阶段叙述生物化学阶段（2020世纪世纪2020年代以前）年代以前）以分析和研究组成生物体的成分及生物以分析和研究组成生物体的成分及生物体的分泌物和排泄物为主。体的分泌物和排泄物为主。动态生物化学阶段动态生物化学阶段（2020世纪世纪2020年代至年代至5050年代）年代）主要研究体内各种物质的合成和分解途主要研究体内各种物质的合成和分解途径及动态平衡。径及动态平衡。机能生物化学阶段机能生物化学阶段（近（近5050多年）多年）探讨生物大分子的结构和机能的关系。探讨生物大分子的结构和机能的关系。目目 录录第第 一一 篇篇 生物大分子的结构与功能生物大分子的结构与功能 构件分子构件分子 生物大分子生物大分子 细胞器细胞器 细胞细胞 组织器官组织器官 生物体生物体 目目 录录蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能第第 一一 章章Structure and Function of Protein目目 录录一、什么是蛋白质一、什么是蛋白质?蛋蛋白白质质(protein)(protein)是是由由许许多多氨氨基基酸酸(amino(amino acids)acids)通通过过肽肽键键(peptide(peptide bond)bond)相相连形成的高分子含氮化合物。连形成的高分子含氮化合物。目目 录录二、蛋白质的生物学重要性二、蛋白质的生物学重要性1.1.蛋白质是生物体重要组成成分蛋白质是生物体重要组成成分分分布布广广：所所有有器器官官、组组织织都都含含有有蛋蛋白白质质；细胞的各个部分都含有蛋白质。细胞的各个部分都含有蛋白质。含含量量高高：是是细细胞胞内内最最丰丰富富的的有有机机分分子子，占占人人体体干干重重的的4545，某某些些组组织织含含量量更更高高，例如脾、肺及横纹肌等高达例如脾、肺及横纹肌等高达8080。目目 录录1 1）作为生物催化剂（酶）作为生物催化剂（酶）2 2）代谢调节作用）代谢调节作用3 3）免疫保护作用）免疫保护作用4 4）物质的转运和存储）物质的转运和存储5 5）运动与支持作用）运动与支持作用6 6）参与细胞间信息传递）参与细胞间信息传递2.2.蛋白质重要的蛋白质重要的生物学功能生物学功能3.3.氧化供能氧化供能目目 录录蛋蛋 白白 质质 的的 分分 子子 组组 成成The Molecular Component of Protein第第 一一 节节目目 录录 组成蛋白质的元素组成蛋白质的元素 主要有主要有C C、H H、O O、N N和和S S。有些蛋白质含有少量有些蛋白质含有少量磷磷或金属元素或金属元素铁、铜、锌、锰、钴铁、铜、锌、锰、钴、钼钼，个别蛋白质，个别蛋白质还含有还含有碘碘 。目目 录录 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为各种蛋白质的含氮量很接近，平均为1616 由由于于体体内内的的含含氮氮物物质质以以蛋蛋白白质质为为主主，因因此此，只只要要测测定定生生物物样样品品中中的的含含氮氮量量，就就可可以以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.251001/16%蛋白质元素组成的特点蛋白质元素组成的特点目目 录录一、氨基酸一、氨基酸 组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位存存在在自自然然界界中中的的氨氨基基酸酸有有300300余余种种，但但组组成成人人体体蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸仅仅有有2020种种，且均属且均属 L-L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。目目 录录H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式R目目 录录极性中性氨基酸极性中性氨基酸非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸碱性氨基酸（一）氨基酸的分类（一）氨基酸的分类目目 录录甘氨酸甘氨酸 glycine Gly G 5.97丙氨酸丙氨酸 alanine Ala A 6.00缬氨酸缬氨酸 valine Val V 5.96亮氨酸亮氨酸 leucine Leu L 5.98 异亮氨酸异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02 苯丙氨酸苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48脯氨酸脯氨酸 proline Pro P 6.301.非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸目目 录录目目 录录色氨酸色氨酸 tryptophan Try W 5.89丝氨酸丝氨酸 serine Ser S 5.68酪氨酸酪氨酸 tyrosine Tyr Y 5.66 半胱氨酸半胱氨酸 cysteine Cys C 5.07 蛋氨酸蛋氨酸 methionine Met M 5.74天冬酰胺天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41 谷氨酰胺谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65 苏氨酸苏氨酸 threonine Thr T 5.602.2.极性中性氨基酸极性中性氨基酸目目 录录目目 录录天冬氨酸天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97谷氨酸谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22赖氨酸赖氨酸 lysine Lys K 9.74精氨酸精氨酸 arginine Arg R 10.76组氨酸组氨酸 histidine His H 7.593.3.酸性氨基酸酸性氨基酸4.4.碱性氨基酸碱性氨基酸目目 录录目目 录录几种特殊氨基酸几种特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）（亚氨基酸）目目 录录 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫键二硫键-HH目目 录录（二）氨基酸的理化性质（二）氨基酸的理化性质1.1.两性解离及等电点两性解离及等电点氨基酸是两性电解质，其解离程度氨基酸是两性电解质，其解离程度和带电性质取决于其所处溶液的酸碱度。和带电性质取决于其所处溶液的酸碱度。等电点等电点(isoelectricisoelectric point,pI)point,pI)在在某某一一pHpH的的溶溶液液中中，氨氨基基酸酸解解离离成成阳阳离离子子和和阴阴离离子子的的趋趋势势及及程程度度相相等等，成成为为兼兼性性离离子子，呈呈电电中中性性。此此时时溶溶液液的的pHpH值值称为该氨基酸的称为该氨基酸的等电点等电点。目目 录录pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI氨基酸兼性离子氨基酸兼性离子 阳离子阳离子阴离子阴离子目目 录录2.2.紫外吸收紫外吸收 色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰分别的最大吸收峰分别280nm280nm和和275nm275nm 附近附近。大大多多数数蛋蛋白白质质含含有有这这两两种种氨氨基基酸酸残残基基，所所以以测测定定蛋蛋白白质质溶溶液液280nm280nm的的光光吸吸收收值值是是分分析析溶溶液液中中蛋蛋白白质质含含量的快速简便的方法。量的快速简便的方法。目目 录录3.3.茚三酮反应茚三酮反应 氨氨基基酸酸与与茚茚三三酮酮水水合合物物共共热热，可可生生成成蓝蓝紫紫色色化化合合物物，其其最最大大吸吸收收峰峰在在570nm570nm处处。由由于于此此吸吸收收峰峰值值与与氨氨基基酸酸的的含含量量存存在在正正比比关关系系，因因此此可可作作为为氨氨基基酸酸定量分析方法。定量分析方法。目目 录录二、二、肽肽 肽肽键键(peptide(peptide bond)bond)是是由由一一个个氨氨基基酸酸的的-羧羧基基与与另另一一个个氨氨基基酸酸的的-氨氨基基脱水缩合而形成的化学键。脱水缩合而形成的化学键。（一）肽（一）肽(peptide)(peptide)目目 录录+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键目目 录录 肽肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。化合物。两分子氨基酸缩合形成两分子氨基酸缩合形成二肽二肽，三分子，三分子氨基酸缩合则形成氨基酸缩合则形成三肽三肽 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为团不全，被称为氨基酸残基氨基酸残基(residue)(residue)。由十个以内氨基酸相连而成的肽称为由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽寡肽(oligopeptideoligopeptide)，由更多的氨基由更多的氨基酸相连形成的肽称酸相连形成的肽称多肽多肽(polypeptide)(polypeptide)。目目 录录N N 末端：有末端：有自由氨基自由氨基的一端的一端C C 末端：有末端：有自由羧基自由羧基的一端的一端多肽链有两端多肽链有两端 多多肽肽链链(polypeptide(polypeptide chain)chain)是是指指许许多多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。目目 录录N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶目目 录录（二）（二）几种生物活性肽几种生物活性肽 1.1.谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)(glutathione,GSH)目目 录录GSH过氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADPH+H+NADP+目目 录录体内许多激素属寡肽或多肽体内许多激素属寡肽或多肽 神经肽神经肽(neuropeptideneuropeptide)2.2.多肽类激素及神经肽多肽类激素及神经肽目目 录录蛋蛋 白白 质质 的的 分分 子子 结结 构构The Molecular Structure of Protein 第第 二二 节节目目 录录蛋白质的分子结构包括蛋白质的分子结构包括 一级结构一级结构(primary structure)(primary structure)二级结构二级结构(secondary structure)(secondary structure)三级结构三级结构(tertiary structure)(tertiary structure)四级结构四级结构(quaternary structure)(quaternary structure)高高 级级 结结 构构目目 录录定义定义 指多肽链中氨基酸的排列顺序。指多肽链中氨基酸的排列顺序。一、蛋白质的一级结构一、蛋白质的一级结构主要的化学键主要的化学键 肽键肽键，有些蛋白质还包括二硫键。，有些蛋白质还包括二硫键。一级结构是蛋白质空间构象和特异生一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。物学功能的基础。目目 录录目目 录录二、蛋白质的二级结构二、蛋白质的二级结构 蛋蛋白白质质分分子子中中某某一一段段肽肽链链的的局局部部空空间间结结构构，即即该该段段肽肽链链主主链链骨骨架架原原子子的的相相对对空空间间位位置置，并并不不涉涉及及氨氨基基酸酸残残基侧链的构象基侧链的构象。定义定义 主要的化学键：主要的化学键：氢键氢键 目目 录录（一）肽单元（一）肽单元参参与与肽肽键键的的6 6个个原原子子C C 1 1、C C、O O、N N、H H、C C 2 2位位于于同同一一平平面面，C C 1 1和和C C 2 2在在平平面面上上所所处处的的位位置置为为反反式式(trans)(trans)构构型型，此此同同一一平平面面上上的的6 6个个原原子子构构成成了了所所谓谓的的肽肽单单元元 (peptide unit)peptide unit)。目目 录录 蛋白质二级结构的主要形式蛋白质二级结构的主要形式 -螺旋螺旋 (-helix)-helix)-折叠折叠 (-pleated sheet)-pleated sheet)-转角转角 (-turn)-turn)无规卷曲无规卷曲 (random coil)(random coil)（二）（二）-螺旋螺旋目目 录录目目 录录（三）（三）-折叠折叠目目 录录（四）（四）-转角和无规卷曲转角和无规卷曲-转角转角无规卷曲是指没有规律性的那部分肽无规卷曲是指没有规律性的那部分肽链结构。链结构。目目 录录（五）模体（五）模体在许多蛋白质分子中，可发现二个在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个具有特殊功能的空相互接近，形成一个具有特殊功能的空间构象，被称为模体间构象，被称为模体(motif)(motif)。目目 录录钙结合蛋白中结钙结合蛋白中结合钙离子的模体合钙离子的模体 锌指结构锌指结构 目目 录录三、蛋白质的三级结构三、蛋白质的三级结构疏水键、离子键、氢键等。疏水键、离子键、氢键等。主要的化学键主要的化学键整条肽链中全部氨基酸残基的相对空整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置间位置,即肽链中所有原子在三维空间的即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。排布位置。（一）（一）定义定义 目目 录录目目 录录肌红蛋白肌红蛋白 (Mb)(Mb)N 端端 C端端目目 录录纤连蛋白分子的结构域纤连蛋白分子的结构域 （二）结构域（二）结构域大分子蛋白质的三级结构常可分割成一大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain)(domain)。目目 录录（三）（三）分子伴侣分子伴侣通过提供一个保护环境而加速蛋白质折通过提供一个保护环境而加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构。叠成天然构象或形成四级结构。可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。生，使肽链正确折叠。与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。诱导其正确折叠。折叠中对二硫键的正确形成起重要。折叠中对二硫键的正确形成起重要。(chaperon)目目 录录 亚基之间的结合力主要是离子键，其次亚基之间的结合力主要是离子键，其次是氢键和疏水作用。是氢键和疏水作用。四、蛋白质的四级结构四、蛋白质的四级结构蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白蛋白质的四级结构质的四级结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的称为蛋白质的亚基亚基 (subunitsubunit)。目目 录录血血红红蛋蛋白白的的四四级级结结构构 目目 录录 五、蛋白质的分类五、蛋白质的分类 根据折叠方式和复杂程度根据折叠方式和复杂程度 一级结构蛋白质一级结构蛋白质 二级结构蛋白质二级结构蛋白质 三级结构蛋白质三级结构蛋白质 四级结构蛋白质四级结构蛋白质 根据功能根据功能 活性蛋白质活性蛋白质 非活性蛋白质非活性蛋白质 目目 录录根据组成成分根据组成成分 单纯蛋白质单纯蛋白质结合蛋白质结合蛋白质 =蛋白质部分蛋白质部分 +非蛋白质非蛋白质 部分部分 根据外观形状根据外观形状 纤维状蛋白质纤维状蛋白质球状蛋白质球状蛋白质目目 录录蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系The Relation of Structure and Function of Protein第第 三三 节节目目 录录（一）一级结构是空间构象的基础（一）一级结构是空间构象的基础 一、蛋白质一级结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系 牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶的一级结构的一级结构二二硫硫键键目目 录录 天然状态，天然状态，有催化活有催化活性性 尿素、尿素、-巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巯基乙醇巯基乙醇非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性目目 录录（二）一级结构与功能的关系（二）一级结构与功能的关系例：镰刀形红细胞贫血例：镰刀形红细胞贫血N-val his leu thr pro glu glu C(146)HbS 肽链肽链HbA 肽肽 链链N-val his leu thr pro val glu C(146)这种由蛋白质分子发生变异所导致的这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为疾病，称为“分子病分子病”。目目 录录（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构 二、蛋白质空间结构与功能的关系二、蛋白质空间结构与功能的关系 目目 录录目目 录录HbHb与与MbMb一一样样能能可可逆逆地地与与O O2 2结结合合，HbHb与与O O2 2结结合合后后称称为为氧氧合合HbHb。氧氧合合HbHb占占总总HbHb的的百百分分数数（称称百百分分饱饱和和度度）随随O O2 2浓浓度度变变化化而而改变。改变。（二）血红蛋白的构象变化与结合氧（二）血红蛋白的构象变化与结合氧 目目 录录肌红蛋白肌红蛋白(Mb)(Mb)和血红蛋白和血红蛋白(HbHb)的氧解离曲线的氧解离曲线目目 录录 协同效应协同效应(cooperativitycooperativity)一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为与配体结合能力的现象，称为协同效应协同效应。如果是促进作用则称为如果是促进作用则称为正协同效应正协同效应 (positive(positive cooperativitycooperativity)如果是抑制作用则称为如果是抑制作用则称为负协同效应负协同效应 (negative(negative cooperativitycooperativity)目目 录录目目 录录O2血血红红素素与与氧氧结结合合后后，铁铁原原子子半半径径变变小小，就就能能进进入入卟卟啉啉环环的的小小孔孔中中，继继而而引引起起肽链位置的变动。肽链位置的变动。目目 录录变构效应变构效应(allostericallosteric effect)effect)在在变变构构剂剂的的作作用用下下，变变构构蛋蛋白白质质的的空空间间构构象象发发生生改改变变，导导致致其其功功能能发发生生改改变的现象称为变构效应。变的现象称为变构效应。目目 录录（三）蛋白质构象改变与疾病（三）蛋白质构象改变与疾病 蛋蛋白白质质构构象象疾疾病病：若若蛋蛋白白质质的的折折叠叠发发生生错错误误，尽尽管管其其一一级级结结构构不不变变，但但蛋蛋白白质质的的构构象象发发生生改改变变，仍仍可可影影响响其其功功能能，严严重重时可导致疾病发生。时可导致疾病发生。目目 录录蛋白质构象改变导致疾病的机理：蛋白质构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。纤维沉淀的病理改变。这类疾病包括：人纹状体脊髓变性这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。病等。目目 录录疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病是由朊病毒蛋白疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprion protein,protein,PrPPrP)引起的一组人和动物神经退引起的一组人和动物神经退行性病变。行性病变。正常的正常的PrPPrP富含富含-螺旋，称为螺旋，称为PrPPrPc c。PrPPrPc c在某种未知蛋白质的作用下可转变在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为成全为-折叠的折叠的PrPPrPscsc，从而致病。从而致病。PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折叠折叠正常正常疯牛病疯牛病目目 录录第四节第四节蛋白质的理化性质与分离纯化蛋白质的理化性质与分离纯化The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein目目 录录（一）蛋白质的两性解离（一）蛋白质的两性解离 一、理化性质一、理化性质 蛋蛋白白质质分分子子除除两两端端的的氨氨基基和和羧羧基基可可解解离离外外，氨氨基基酸酸残残基基侧侧链链中中某某些些基基团团，在在一一定定的的溶溶液液pHpH条条件件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。蛋蛋白白质质的的等等电电点点(isoelectricisoelectric point,point,pIpI)当当蛋蛋白白质质处处于于某某一一pHpH时时，解解离离成成正正、负负离离子子的的趋趋势势相相等等，即即成成为为兼兼性性离离子子，净净电电荷荷为为零零，此此时溶液的时溶液的pHpH称为蛋白质的等电点。称为蛋白质的等电点。目目 录录（二）蛋白质的胶体性质（二）蛋白质的胶体性质 蛋蛋白白质质属属于于生生物物大大分分子子之之一一，分分子子量量可可自自1 1万万至至100100万万之之巨巨，其其分分子子的的直直径径可可达达1 1100nm100nm，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颗粒表面电荷颗粒表面电荷水化膜水化膜目目 录录+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质水化膜水化膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒不稳定的蛋白质颗粒酸酸碱碱酸酸碱碱酸酸碱碱脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用溶液中蛋白质的聚沉溶液中蛋白质的聚沉目目 录录（三）蛋白质的变性、沉淀和凝固（三）蛋白质的变性、沉淀和凝固 蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturationdenaturation)在某些物理或化学因素作用下，其特在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，即有序的空间结构定的空间构象被破坏，即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。质改变和生物活性的丧失。目目 录录 造成变性的因素造成变性的因素 如加热如加热,乙醇等有机溶剂乙醇等有机溶剂,强酸、强强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等碱、重金属离子及生物碱试剂等。变性的本质变性的本质破坏非共价键和二硫键，不改破坏非共价键和二硫键，不改 变蛋白质的一级结构。变蛋白质的一级结构。目目 录录 应用举例应用举例 临床医学上临床医学上,变性常被应用来消毒及灭菌。变性常被应用来消毒及灭菌。此外此外,防止蛋白质变性也是有效保存蛋白防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。质制剂（如疫苗等）的必要条件。目目 录录若若蛋蛋白白质质变变性性程程度度较较轻轻，去去除除变变性性因因素素后后，蛋蛋白白质质仍仍可可恢恢复复或或部部分分恢恢复复其其原原有有的的构构象象和和功功能能，称称为为复复性性(renaturationrenaturation)。目目 录录 天然状态，天然状态，有催化活有催化活性性 尿素、尿素、-巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巯基乙醇巯基乙醇非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性目目 录录蛋白质沉淀蛋白质沉淀在在一一定定条条件件下下，蛋蛋白白疏疏水水侧侧链链暴暴露露在在外外，肽肽链链融融会会相相互互缠缠绕绕继继而而聚聚集集，因因而而从从溶溶液液中中析出。析出。变变性性的的蛋蛋白白质质易易于于沉沉淀淀，有有时时蛋蛋白白质质发发生生沉淀，但并不变性。沉淀，但并不变性。蛋白质的凝固作用蛋白质的凝固作用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，此凝块不再溶于强酸和强碱中。固的凝块，此凝块不再溶于强酸和强碱中。目目 录录（四）蛋白质的紫外吸收（四）蛋白质的紫外吸收蛋蛋白白质质分分子子中中含含有有共共轭轭双双键键的的苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸和和色色氨氨酸酸，在在280nm280nm波波长长处处有有特特征征性性吸吸收收峰峰。蛋蛋白白质质的的ODOD280280与与其其浓浓度度呈呈正比关系，可作蛋白质定量测定。正比关系，可作蛋白质定量测定。目目 录录（五）蛋白质的呈色反应（五）蛋白质的呈色反应茚三酮反应茚三酮反应(ninhydrinninhydrin reaction)reaction)蛋白质经水解后产生的氨基酸可发生蛋白质经水解后产生的氨基酸可发生茚三酮反应。茚三酮反应。双缩脲反应双缩脲反应(biuretbiuret reaction)reaction)蛋白质和多肽中肽键在稀碱溶液中与蛋白质和多肽中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫红色，用来检测蛋白硫酸铜共热，呈现紫红色，用来检测蛋白质水解程度。质水解程度。目目 录录二、蛋白质的分离和纯化二、蛋白质的分离和纯化（一）透析及超滤法（一）透析及超滤法 透析透析(dialysis)(dialysis)利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。物分开的方法。超滤法超滤法 应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜，达到浓缩蛋白质定截留分子量的超滤膜，达到浓缩蛋白质溶液的目的。溶液的目的。目目 录录（二）丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀（二）丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀 丙丙酮酮(或或乙乙醇醇）沉沉淀淀时时，必必须须在在0 044低低温温下下进进行行，丙丙酮酮用用量量一一般般1010倍倍于于蛋蛋白白质质溶溶液液体体积积。蛋蛋白白质质被被丙丙酮酮沉沉淀淀后后，应应立立即分离。即分离。盐析法盐析法(salt salt precipitation)precipitation)，是将硫，是将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等中性盐加入蛋酸铵、硫酸钠或氯化钠等中性盐加入蛋白质溶液，使蛋白质表面电荷被中和及白质溶液，使蛋白质表面电荷被中和及水化膜被破坏，导致蛋白质沉淀。水化膜被破坏，导致蛋白质沉淀。目目 录录 免疫沉淀法：免疫沉淀法：将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗该蛋白的特异抗体。利用特异抗体识别该蛋白的特异抗体。利用特异抗体识别相应的抗原蛋白，并形成抗原抗体复合相应的抗原蛋白，并形成抗原抗体复合物的性质，可从蛋白质混合溶液中分离物的性质，可从蛋白质混合溶液中分离获得抗原蛋白。获得抗原蛋白。目目 录录（三）电泳（三）电泳（elctrophoresiselctrophoresis）蛋蛋白白质质在在高高于于或或低低于于其其pIpI的的溶溶液液中中为为带带电电的的颗颗粒粒，在在电电场场中中能能向向正正极极或或负负极极移移动动。这这种种通通过过蛋蛋白白质质在在电电场场中中泳泳动动而而达达到到分离各种蛋白质的技术分离各种蛋白质的技术,称为电泳称为电泳。根根据据支支撑撑物物的的不不同同，可可分分为为薄薄膜膜电电泳泳、凝胶电泳等。凝胶电泳等。目目 录录 几种重要的蛋白质电泳几种重要的蛋白质电泳 SDS-SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳，常用于蛋，常用于蛋白质分子量的测定。白质分子量的测定。等电聚焦电泳等电聚焦电泳，通过蛋白质等电点的，通过蛋白质等电点的差异而分离蛋白质的电泳方法。差异而分离蛋白质的电泳方法。双向凝胶电泳双向凝胶电泳是蛋白质组学研究的重是蛋白质组学研究的重要技术。要技术。目目 录录（四）层析（四）层析（chromatographychromatography）待分离蛋白质溶液（流动相）经过一个待分离蛋白质溶液（流动相）经过一个固态物质（固定相）时，根据溶液中待分固态物质（固定相）时，根据溶液中待分离的蛋白质颗粒大小、电荷多少及亲和力离的蛋白质颗粒大小、电荷多少及亲和力等，使待分离的蛋白质组分在两相中反复等，使待分离的蛋白质组分在两相中反复分配，并以不同速度流经固定相而达到分分配，并以不同速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的离蛋白质的目的 。目目 录录 蛋白质分离常用的层析方法蛋白质分离常用的层析方法 离子交换层析：离子交换层析：利用各蛋白质的电荷利用各蛋白质的电荷量及性质不同进行分离。量及性质不同进行分离。凝胶过滤凝胶过滤(gel filtration)(gel filtration)又称分子又称分子筛层析，筛层析，利用各蛋白质分子大小不同分利用各蛋白质分子大小不同分离。离。目目 录录目目 录录目目 录录（五）超速离心（五）超速离心 超超速速离离心心法法(ultracentrifugation)(ultracentrifugation)既既可可以以用用来来分分离离纯纯化化蛋蛋白白质质也也可可以以用用作测定蛋白质的分子量。作测定蛋白质的分子量。蛋蛋白白质质在在离离心心场场中中的的行行为为用用沉沉降降系系数数(sedimentation(sedimentation coefficient,coefficient,S)S)表表示示,沉沉降降系系数数与与蛋蛋白白质质的的密密度度和和形形状相关状相关 。目目 录录因因为为沉沉降降系系数数S S大大体体上上和和分分子子量量成成正正比比关关系系，可可应应用用超超速速离离心心法法测测定定蛋蛋白白质质分分子子量量，但但对对分分子子形形状状的的高高度度不不对对称称的的大多数纤维状蛋白质不适用。大多数纤维状蛋白质不适用。