蛋白质的结构和功能PPT (2)精选PPT.ppt

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1、关于蛋白质的结构和功能关于蛋白质的结构和功能PPT(2)第1页，讲稿共103张，创作于星期三第一章第一章 蛋白质的结构和功能蛋白质的结构和功能Structure and function of protein第2页，讲稿共103张，创作于星期三教学大纲教学大纲l l掌握掌握蛋白质的元素组成及特点、组成人体蛋蛋白质的元素组成及特点、组成人体蛋白质的基本单位白质的基本单位-氨基酸的种类及通式。氨基酸的种类及通式。l l掌握掌握蛋白质一、二、三、四级结构的概念及蛋白质一、二、三、四级结构的概念及其稳定因素、掌握蛋白质二级结构的基本形其稳定因素、掌握蛋白质二级结构的基本形式式,了解肽、肽键、肽单位、结

2、构域的概念了解肽、肽键、肽单位、结构域的概念.l l掌握掌握蛋白质（氨基酸）的等电点和两性电蛋白质（氨基酸）的等电点和两性电离、蛋白质变性及沉淀、盐析的概念。离、蛋白质变性及沉淀、盐析的概念。第3页，讲稿共103张，创作于星期三 第一节第一节 概述概述 蛋白质（蛋白质（Protein）是生命是生命的物质基础，是生物体的基本的物质基础，是生物体的基本组成成分之一，普遍存在于一组成成分之一，普遍存在于一切生物体中，占人体干重的切生物体中，占人体干重的45%，含量丰富、分布广泛、，含量丰富、分布广泛、种类繁多。种类繁多。第4页，讲稿共103张，创作于星期三蛋白质（protein）的功能n n生物体的

3、基本组成成分（占干重生物体的基本组成成分（占干重45%）n n参与物质代谢（酶的催化作用）参与物质代谢（酶的催化作用）n n参与机体防御（免疫球蛋白）参与机体防御（免疫球蛋白）n n参与调节与控制（激素、生长因子）参与调节与控制（激素、生长因子）n n参与凝血（凝血因子、纤维蛋白原）参与凝血（凝血因子、纤维蛋白原）n n参与转运和贮存（铁蛋白、运铁蛋白）参与转运和贮存（铁蛋白、运铁蛋白）n n参与肌肉收缩（肌动球蛋白）参与肌肉收缩（肌动球蛋白）n n参与信号传导（受体）参与信号传导（受体）n n第5页，讲稿共103张，创作于星期三 第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成第6页，讲稿共1

4、03张，创作于星期三1.组成元素：组成元素：C(50-55%)H(6-7%)O(19-24%)N(13-19%)S(0-4%)P Fe Cu Zn Mn Co Mo I 2.特征性元素：特征性元素：氮：氮：16%每克样品含氮克数每克样品含氮克数6.25100=100克样品中蛋白质含量克样品中蛋白质含量(g)一、蛋白质的元素组成一、蛋白质的元素组成第7页，讲稿共103张，创作于星期三二、蛋白质的组成单位二、蛋白质的组成单位 -氨基酸氨基酸(amino acid,AA)2.1 结构结构 2.2 分类分类 2.3 理化性质理化性质第8页，讲稿共103张，创作于星期三H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通

5、式R2.1 氨基酸的结构氨基酸的结构第9页，讲稿共103张，创作于星期三 R|H2N-C-COOH|H 氨基酸结构通式氨基酸结构通式第10页，讲稿共103张，创作于星期三一些特殊结构的氨基酸n n-碳为非手性碳的氨基酸：碳为非手性碳的氨基酸：Glyn n芳香氨基酸：芳香氨基酸：PheTyrTrpn n含含-SH的氨基酸：的氨基酸：Cysn n含含-OH的氨基酸：的氨基酸：SerThrTyrn n含活性含活性-CH3的氨基酸：的氨基酸：Metn n含咪唑基的氨基酸：含咪唑基的氨基酸：Hisn n亚氨基酸：亚氨基酸：Pro第11页，讲稿共103张，创作于星期三 2.2 2.2 氨基酸的分类氨基酸的

6、分类 根据带电性质分：根据带电性质分：按酸碱性质，按酸碱性质，AAAA可分为：可分为：A.A.极性中性氨基酸极性中性氨基酸 B.B.酸性氨基酸酸性氨基酸 C.C.碱性氨基酸碱性氨基酸第12页，讲稿共103张，创作于星期三甘氨酸甘氨酸 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 P 5.48脯氨酸脯氨酸 proline Pro P 6.301、非

7、极性疏水性氨基酸、非极性疏水性氨基酸第13页，讲稿共103张，创作于星期三色氨酸色氨酸 tryptophan Try W 5.89丝氨酸丝氨酸 serine Ser S 5.68酪氨酸酪氨酸 tyrosine Try 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 5.60 2、极性中性氨基酸、极性中性氨基酸第14页，讲稿共103张，创作于星期三天冬

8、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、酸性氨基酸、酸性氨基酸4、碱性氨基酸碱性氨基酸第15页，讲稿共103张，创作于星期三 2.3 AA的理化性质的理化性质 2.3.1 两性解离及等电点两性解离及等电点 2.3.2 紫外吸收性质紫外吸收性质 2.3.3 茚三酮反应茚三酮反应第16页，讲稿共103张，创作于星期三 2.3.1 两性解离两性解离 氨基酸既可

9、解离成阳离子也可解氨基酸既可解离成阳离子也可解 离成阴离子的性质。离成阴离子的性质。两性解离的结构基础为所有两性解离的结构基础为所有AA 都含有碱性（都含有碱性（a-氨基）和酸性（氨基）和酸性（a-羧基）基团。羧基）基团。第17页，讲稿共103张，创作于星期三 等电点等电点（Isoelectric point，pI）在某一在某一pHpH时，氨基酸所带正负电荷相等，即时，氨基酸所带正负电荷相等，即正负电荷为零，此时的正负电荷为零，此时的pHpH称为该氨基酸的等电点称为该氨基酸的等电点或等离子点。用或等离子点。用pIpI表示表示氨基酸在等电点时氨基酸在等电点时 偶极离子存在偶极离子存在特点：静电荷

10、为零，电场中不移动；溶解度最小特点：静电荷为零，电场中不移动；溶解度最小第18页，讲稿共103张，创作于星期三n n*如何判断氨基酸在如何判断氨基酸在pHpH一定一定的溶液中所带的电荷？的溶液中所带的电荷？如何计算氨基酸的等电点？如何计算氨基酸的等电点？pI=pI=（pK1+pK2pK1+pK2）第19页，讲稿共103张，创作于星期三n n吸收峰：吸收峰：n n =280nmn n原因：原因：n n TrpTyrn n用途：用途：n n 测定蛋白质含量测定蛋白质含量 2.3.2 紫外吸收性质紫外吸收性质第20页，讲稿共103张，创作于星期三n n原理：原理：氨基酸与茚三酮水合物共热，生成兰氨基

11、酸与茚三酮水合物共热，生成兰紫色化合物，吸收峰在紫色化合物，吸收峰在570nm。n n用途：用途：2.3.3 茚三酮反应茚三酮反应 作为氨基酸定量分析的方法。作为氨基酸定量分析的方法。第21页，讲稿共103张，创作于星期三 2.1 组成成分：组成成分：单纯蛋白质单纯蛋白质 结合蛋白质：辅基（共价结合）结合蛋白质：辅基（共价结合）细胞色素、寡糖、脂类、磷酸、金属离子、核酸细胞色素、寡糖、脂类、磷酸、金属离子、核酸 2.2 分子形状：分子形状：纤维状蛋白质：胶原蛋白纤维状蛋白质：胶原蛋白 球状蛋白质：酶、免疫球蛋白、激素等球状蛋白质：酶、免疫球蛋白、激素等二、蛋白质的分类二、蛋白质的分类第22页，

12、讲稿共103张，创作于星期三 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-基本结构（平面结构）基本结构（平面结构）二级结构二级结构 三级结构三级结构 高级结构或空间构象高级结构或空间构象 四级结构四级结构 （Conformation）第三节第三节 蛋白质的结构蛋白质的结构第23页，讲稿共103张，创作于星期三n n一、蛋白质的一级结构 又称为共价结构、化学结构。指蛋白质中氨基酸的排列顺序。化学键：肽键和二硫键n n特点：特点：n n 1 1）多样性）多样性n n 2 2）是空间结构和生物学功能的）是空间结构和生物学功能的基础，基础，但并不是决定空间构象的但并不是决定空间构象的

13、唯一因素唯一因素第24页，讲稿共103张，创作于星期三 1.1 肽键肽键（Peptide bond）1.2 肽肽（Peptide）1.3 多肽链多肽链（Polypeptide chain）1.4 生物活性肽生物活性肽 第25页，讲稿共103张，创作于星期三 1.1 肽键肽键（Peptide bond）一种氨基酸的一种氨基酸的-氨基与另一种氨基酸氨基与另一种氨基酸的的-羧基脱水缩合形成的酰胺键。羧基脱水缩合形成的酰胺键。第26页，讲稿共103张，创作于星期三+-HOHNH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-CHOOH甘氨酸 NH-CH-CHOOHH甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键第27页

14、，讲稿共103张，创作于星期三 肽键肽键（peptide bond）：）：由一个氨由一个氨基酸的基酸的羧基羧基与另一个氨基酸的与另一个氨基酸的氨基氨基脱水缩合形成的化学键。脱水缩合形成的化学键。第28页，讲稿共103张，创作于星期三 特点：特点：A.由由C H O N 四个原子构成四个原子构成 B.共价键共价键 C.蛋白质分子的主键蛋白质分子的主键第29页，讲稿共103张，创作于星期三 肽键的键长为肽键的键长为0.132nm,0.132nm,介于介于单单键键（键长（键长 0.149nm0.149nm）与）与双键双键（键（键长长0.127 nm0.127 nm）之间。）之间。具双键的性质，即不能

15、自由旋转具双键的性质，即不能自由旋转。第30页，讲稿共103张，创作于星期三 1.2 肽肽（Peptide）氨基酸通过肽键相连而成的化合物。氨基酸通过肽键相连而成的化合物。分别称为二肽、三肽、四肽分别称为二肽、三肽、四肽，依此类推。，依此类推。寡肽寡肽（oligopeotide）：10个氨基酸个氨基酸 多肽多肽（polypeptide）：10个氨基酸个氨基酸 氨基酸残基氨基酸残基（AA residue）：肽链中氨基酸肽链中氨基酸分子因脱水缩合而基团不全。分子因脱水缩合而基团不全。第31页，讲稿共103张，创作于星期三 1.3 多肽链多肽链（polypeptide chain）由由10个或个或1

16、0个以上氨基酸通过肽键连接而成个以上氨基酸通过肽键连接而成的链状化合物。的链状化合物。特点：特点：A.无分支无分支 B.两个末端：氨基末端（两个末端：氨基末端（N-端）端）羧基末端（羧基末端（C-端）端）书写时，书写时，N-端在左侧，端在左侧，C-端在右侧端在右侧 C.主链和侧链主链和侧链 D.是蛋白质的结构基础是蛋白质的结构基础 E.蛋白质和多肽的区别蛋白质和多肽的区别第32页，讲稿共103张，创作于星期三 R1O R2 OO R3 OO Rn H2N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-C-COO-H H H H H H H H H H H H H H 肽肽 链链第33页，讲稿共103张，

17、创作于星期三 1 1.4 生物活性肽（生物活性肽（生物体内有调节功能的肽）生物体内有调节功能的肽）生物体内有调节功能的肽）生物体内有调节功能的肽）A.谷胱甘肽谷胱甘肽（glutathione,GSH）由由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸组成的的三肽，功能基团为巯基。三肽，功能基团为巯基。生理功能生理功能 还原剂还原剂 保护机体免遭毒物损害保护机体免遭毒物损害第34页，讲稿共103张，创作于星期三二二.蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构n n构型（构型（configurationconfiguration）是指在一个不对是指在一个不对称性的化合物中不对称中心上的几个原称性的化合

18、物中不对称中心上的几个原子或基团的空间排布方式。这种排列方子或基团的空间排布方式。这种排列方式的改变会牵涉到共价键的形成或破坏，式的改变会牵涉到共价键的形成或破坏，而与氢键无关，是一种两维的变化。例而与氢键无关，是一种两维的变化。例如单糖的如单糖的-、-型，氨基酸的型，氨基酸的L-L-、D-D-型型都是构型。都是构型。第35页，讲稿共103张，创作于星期三n构象（构象（conformationconformation）是表示一是表示一个分子结构中一切原子沿共价键个分子结构中一切原子沿共价键（单键）转动时而产生的不同空间（单键）转动时而产生的不同空间排列，它通常与分子的不对称性无排列，它通常与分

19、子的不对称性无关。这种排列的变化会涉及到氢键关。这种排列的变化会涉及到氢键等次级键的形成和破坏，而不改变等次级键的形成和破坏，而不改变共价键，这是三维空间的变化，如共价键，这是三维空间的变化，如多肽及蛋白质的高级结构即属于构多肽及蛋白质的高级结构即属于构象。象。第36页，讲稿共103张，创作于星期三共价键共价键次级键次级键化学键化学键 肽键肽键一级结构一级结构氢键氢键二硫键二硫键二、三、四级结构二、三、四级结构疏水键疏水键盐键盐键范德华力范德华力三、四级结构三、四级结构 维持蛋白质空间构象的化学键维持蛋白质空间构象的化学键二硫键二硫键第37页，讲稿共103张，创作于星期三 （一）蛋白质的二级结

20、构一）蛋白质的二级结构 Secondary structure 1.1 概念概念 1.2 肽单元肽单元（peptide unit）1.4 主要化学键主要化学键 1.3 主要形式主要形式氢键氢键第38页，讲稿共103张，创作于星期三 1.1 蛋白质二级结构的概念蛋白质二级结构的概念 指蛋白质分子内某一段肽链中的局指蛋白质分子内某一段肽链中的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，不含氨基酸残基侧链的相对空间位置，不含氨基酸残基侧链的构象。的构象。第39页，讲稿共103张，创作于星期三 1.2 肽单位肽单位 肽键中肽键中C-N的键长较短的键长较短(0.

21、132nm)，具，具有部分双键性质，不能旋转，从而使参与肽键有部分双键性质，不能旋转，从而使参与肽键构成的构成的6个原子位于同一平面内，称为肽单位。个原子位于同一平面内，称为肽单位。第40页，讲稿共103张，创作于星期三肽平面肽平面第41页，讲稿共103张，创作于星期三第42页，讲稿共103张，创作于星期三 1.3 蛋白质二级结构的蛋白质二级结构的主要形式主要形式 1.3.1 -螺旋螺旋（-helix）1.3.2 -折叠折叠（-pleated sheet）1.3.3 -转角转角（-turn）1.3.4 无规卷曲无规卷曲（random coil）注：二级结构的形成是以一级结构为基础的注：二级结构

22、的形成是以一级结构为基础的 第43页，讲稿共103张，创作于星期三 1.3.1 -螺旋螺旋（-helix）A、右手螺旋、右手螺旋 B、侧链伸向螺旋外侧、侧链伸向螺旋外侧 C、螺距、螺距0.54nm，每，每3.6个氨基酸残基上升个氨基酸残基上升 一圈，每个氨基酸残基绕轴旋转一圈，每个氨基酸残基绕轴旋转100 D、每个肽键的亚氨基氢（、每个肽键的亚氨基氢（N-H）与前面第）与前面第 四个肽键的羰基氧（四个肽键的羰基氧（C=O）之间形成链）之间形成链 内内氢键氢键，氢键与螺旋长轴基本平行。，氢键与螺旋长轴基本平行。第44页，讲稿共103张，创作于星期三helix示意图示意图第45页，讲稿共103张，

23、创作于星期三-螺旋（螺旋（-helix)-helix)模型图模型图0.54nm3.6残基残基第46页，讲稿共103张，创作于星期三第47页，讲稿共103张，创作于星期三 1.3.2 -折叠折叠（-pleated sheet）A、锯齿状、充分伸展、锯齿状、充分伸展 B、侧链位于锯齿结构的上下方、侧链位于锯齿结构的上下方 C、多条、多条(段段)肽链平行排列，走向可相同也可肽链平行排列，走向可相同也可 相反相反 D、不同的肽链间（同一肽链的不同肽段间）的不同的肽链间（同一肽链的不同肽段间）的 N-H与与C=O形成形成氢键氢键。这些肽链的长轴互。这些肽链的长轴互 相平行，而氢键与长轴近似垂直。相平行，

24、而氢键与长轴近似垂直。第48页，讲稿共103张，创作于星期三氢键-pleated sheet第49页，讲稿共103张，创作于星期三1.3.3 -转角转角 (-turn)A、180o转角转角B、4个个AA残基残基C、氢键、氢键D、第二个残基、第二个残基 常为常为Pro第50页，讲稿共103张，创作于星期三1.3.3 无规则卷曲无规则卷曲 第51页，讲稿共103张，创作于星期三（二）（二）超二级结构和结构域超二级结构和结构域超二级结构超二级结构是指若干相邻的二级结指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认形成有规则的，在空间上能辨认的二级

25、结构组合体。是蛋白质二的二级结构组合体。是蛋白质二级结构至三级结构层次的一种级结构至三级结构层次的一种过过渡态构象层次渡态构象层次。第52页，讲稿共103张，创作于星期三n超二级结构常分为超二级结构常分为组合组合（组合由一个环连接两个连组合由一个环连接两个连续的反平行续的反平行-螺旋缠绕构成）螺旋缠绕构成）（二段平行的（二段平行的-折叠链和折叠链和-螺旋右手交连）、螺旋右手交连）、组合组合（三条反平行（三条反平行-折叠片构成）、折叠片构成）、-桶状桶状（持续的（持续的-折叠片构成）折叠片构成）等几种类型。等几种类型。第53页，讲稿共103张，创作于星期三第54页，讲稿共103张，创作于星期三结

26、构域结构域（domain）是球状蛋白质的折叠是球状蛋白质的折叠单位。多肽链在超二级结构的基础上单位。多肽链在超二级结构的基础上进一步绕曲折叠成紧密的近似球行的进一步绕曲折叠成紧密的近似球行的结构，具有部分生物功能。对于较大结构，具有部分生物功能。对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个以上结构域缔合而成三级结构。两个以上结构域缔合而成三级结构。免疫球蛋白G轻链的两个结构域第55页，讲稿共103张，创作于星期三 (三）蛋白质的三级结构三）蛋白质的三级结构 Tertiary structure 3.1 概念概念：蛋白质的蛋白质的三级结构三级结构(Tertiary

27、 Structure)是指在二级结构基础上，肽是指在二级结构基础上，肽链的不同链的不同区段区段的侧链基团相互作用在的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结主链和侧链构象在内的特征三维结构。构。第56页，讲稿共103张，创作于星期三n3.2 维系这种特定结构的力主要维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水相互作德华力等。尤其是疏水相互作用，在蛋白质三级结构中起着用，在蛋白质三级结构中起着重要作用。重要作用。3.3 特点特点：亲水面、疏水核、疏水：亲水面、疏水核、疏水区、生

28、物学活性区、生物学活性第57页，讲稿共103张，创作于星期三（四）、蛋白质的四级结构（四）、蛋白质的四级结构 Quaternary structure 4.1 4.1 亚基亚基（subunitsubunit）：蛋白质四级结构中每一条具有完蛋白质四级结构中每一条具有完整三级结构的多肽链称为一个亚基。整三级结构的多肽链称为一个亚基。4.2 4.2 概念：概念：指蛋白质分子中各亚基之间特定的三维空指蛋白质分子中各亚基之间特定的三维空间排布，并以非共价键相连。间排布，并以非共价键相连。4.3 4.3 主要化学键：主要化学键：疏水作用、氢键、离子键疏水作用、氢键、离子键 4.4 4.4 特点：特点：不是

29、所有蛋白质都有四级结构不是所有蛋白质都有四级结构第58页，讲稿共103张，创作于星期三血红蛋白的结构第59页，讲稿共103张，创作于星期三蛋白质的四个结构水平第60页，讲稿共103张，创作于星期三第五节 蛋白质结构与功能的关系蛋白质分子具有多样的生物学蛋白质分子具有多样的生物学功能，需要一定的化学结构，功能，需要一定的化学结构，还需要一定的空间构象。还需要一定的空间构象。第61页，讲稿共103张，创作于星期三一、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 1.1 一级结构是空间构象的基础一级结构是空间构象的基础 1.2 一级结构与功能的关系一级结构与功能的关系第62页，讲稿共10

30、3张，创作于星期三1.1 一级结构是空间构象的基础一级结构是空间构象的基础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第63页，讲稿共103张，创作于星期三 1.2 一级结构与功能的关系一级结构与功能的关系 A、一级结构相似的多肽或蛋白质，其、一级结构相似的多肽或蛋白质，其 空间结构及功能也相似空间结构及功能也相似 根据蛋白质结构上的差异，可以断定它们在根据蛋白质结构上的差异，可以断定它们在 亲缘关系上的远近。亲缘关系上的远近。第64页，讲稿共103张，创作于星期三第65页，讲稿共103张，创作于星期三 狗狗人人猴猴 马马骡骡 鲸鲸 兔兔猪猪袋鼠袋鼠企鹅企鹅鸡鸡 鸭鸭响尾蛇响尾蛇龟

31、龟苍蝇苍蝇 蛾蛾脉孢菌属脉孢菌属念珠菌属念珠菌属面包酵母菌面包酵母菌小麦小麦牛牛 蛙蛙金枪鱼金枪鱼动动 物物爬行动物爬行动物两栖动物两栖动物鱼鱼哺乳动物哺乳动物鸟鸟昆昆 虫虫植植 物物脊椎动物脊椎动物从细胞色素从细胞色素C C的一级结构看生物进化的一级结构看生物进化第66页，讲稿共103张，创作于星期三B、不同的氨基酸与蛋白质功能的、不同的氨基酸与蛋白质功能的关系关系 不同不同 a、有些氨基酸与蛋白质的功能不密切：、有些氨基酸与蛋白质的功能不密切：如：胰岛素如：胰岛素B链第链第28-30位位AA（Pro-Lys-Ala）去掉后，活性仅下降）去掉后，活性仅下降10%。b、有些氨基酸与蛋白质的功能

32、密切：、有些氨基酸与蛋白质的功能密切：如：胰岛素如：胰岛素A链第链第1位位AA（Gly）去掉后，活）去掉后，活性下降性下降90%。第67页，讲稿共103张，创作于星期三第68页，讲稿共103张，创作于星期三例：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)分子病：分子病：蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序与正常有所不同的遗传病。与正常有所不同的遗传病。第69页，讲稿共103张，创作于星期三镰状细胞贫血中脱氧血红蛋白

33、分子凝聚的分子基础第70页，讲稿共103张，创作于星期三二、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 -特殊的空间结构决定特定的功能特殊的空间结构决定特定的功能 -举例：举例：肌红蛋白肌红蛋白（myoglobin,Mb）血红蛋白血红蛋白（hemoglobin,Hb）的特殊结构及其与氧的结合的特殊结构及其与氧的结合第71页，讲稿共103张，创作于星期三别（变）构效应：在寡聚蛋白分子中，一个别（变）构效应：在寡聚蛋白分子中，一个亚基由于与配体的结合而发生的构象改变，亚基由于与配体的结合而发生的构象改变，引起相邻其它亚基的构象和与配体结合的引起相邻其它亚基的构象和与配体结合的能力亦发

34、生改变的现象。能力亦发生改变的现象。肌红蛋白肌红蛋白血红蛋白血红蛋白在肺部在肺部O2的压力的压力在毛细血管中在毛细血管中O2的压力的压力饱饱和和度度00.5120406080100120O2压力压力第72页，讲稿共103张，创作于星期三第五节 蛋白质的性质第73页，讲稿共103张，创作于星期三一一 、蛋白质的相对分子量、蛋白质的相对分子量n n(一一)根据化学组成测定最低相对分根据化学组成测定最低相对分子质量子质量n n用化学分析定量测定蛋白质中某一用化学分析定量测定蛋白质中某一特殊元素的含量，并且假定蛋白质特殊元素的含量，并且假定蛋白质分子中只含有一个这种元素的原子，分子中只含有一个这种元素

35、的原子，即可计算蛋白质的最低相对分子质即可计算蛋白质的最低相对分子质量。量。第74页，讲稿共103张，创作于星期三(二)用物理化学方法来测定蛋白质的相对分子质量 n n这类方法是目前用来测定蛋白质相对分子质量的常用方法，主要包括渗透压、光散射、沉降超离心与凝胶过滤、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法等。这些方法各自有其优缺点。如渗透压测定法最为简便，但准确度较差。第75页，讲稿共103张，创作于星期三二、蛋白质的两性解离及等电点二、蛋白质的两性解离及等电点n n A A、两性电离：、两性电离：蛋白质与氨基酸相似，蛋白质与氨基酸相似，也是两性电解质，所以，两性性质是氨也是两性电解质，所以，两性性质是氨

36、基酸和蛋白质都具有的性质，但蛋白质基酸和蛋白质都具有的性质，但蛋白质的解离情况比氨基酸复杂，在一定的解离情况比氨基酸复杂，在一定pHpH条件下可发生多价解离。因此，蛋白质条件下可发生多价解离。因此，蛋白质分子所带电荷的性质和数量是由蛋白质分子所带电荷的性质和数量是由蛋白质分子中可解离基团的种类和数量以及溶分子中可解离基团的种类和数量以及溶液的液的pHpH所确定的。所确定的。第76页，讲稿共103张，创作于星期三 B B、蛋白质的等电点（、蛋白质的等电点（pIpI）：）：当蛋白质溶液处于某一当蛋白质溶液处于某一pHpH时，蛋时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，白质解离成正、负离子的趋势相等，即

37、成为兼性即成为兼性 离子，净电荷为零，离子，净电荷为零，此时溶液的此时溶液的pHpH即为该蛋白质的即为该蛋白质的pIpI。第77页，讲稿共103张，创作于星期三第78页，讲稿共103张，创作于星期三 C、蛋白质的胶体性质蛋白质的胶体性质 分子量：分子量：1-100万，万，分子直径：分子直径：1-100nm 维持蛋白质胶体稳定的因素：维持蛋白质胶体稳定的因素：水化膜、同种电荷水化膜、同种电荷第79页，讲稿共103张，创作于星期三三、蛋白质的沉淀作用n n蛋白质溶液的稳定性既然与电荷和水蛋白质溶液的稳定性既然与电荷和水化作用有关，那么任何影响这些条件化作用有关，那么任何影响这些条件的因素都会破坏蛋

38、白质溶液的稳定性，的因素都会破坏蛋白质溶液的稳定性，从而使蛋白质沉淀。从而使蛋白质沉淀。第80页，讲稿共103张，创作于星期三(一)可逆的沉淀作用n蛋白质发生沉淀后，若用透析等方法除去使蛋白质沉淀的因素，可使蛋白质恢复原来的溶解状态。这种沉淀作用称为可逆的沉淀作用。如中性盐对蛋白质的溶解度有显著的影响，这种影响具有双重性。第81页，讲稿共103张，创作于星期三n在稀盐溶液中，大多数蛋白质的溶解度增加，这种现象称为盐溶作用。如果向蛋白质溶液中加入大量的盐类，如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，蛋白质的溶解度反而下降，以致从溶液中析出，这称为盐析作用。第82页，讲稿共103张，创作于星期三分段盐析：分段盐

39、析：调节盐浓度，可使混调节盐浓度，可使混合蛋白质溶液中的几种蛋白质合蛋白质溶液中的几种蛋白质分段析出。血清球蛋白分段析出。血清球蛋白（50%(NH4)2SO450%(NH4)2SO4饱和度），清饱和度），清蛋白（饱和蛋白（饱和(NH4)2SO4)(NH4)2SO4)。第83页，讲稿共103张，创作于星期三(二二)不可逆沉淀作用不可逆沉淀作用n n蛋白质发生沉淀后，且不能用透析等方法除去沉淀蛋白质发生沉淀后，且不能用透析等方法除去沉淀剂而使蛋白质重新溶解于原来的溶剂中，这种沉淀剂而使蛋白质重新溶解于原来的溶剂中，这种沉淀作用称为不可逆沉淀作用，如重金属盐类、有机溶作用称为不可逆沉淀作用，如重金属

40、盐类、有机溶剂、生物碱试剂等。剂、生物碱试剂等。n n在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质蛋白质的结构和性质蛋白质的结构和性质蛋白质的结构和性质，产生，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。n n由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所以又称为以又称为以又称为以又称为变性沉淀变性沉淀变性沉淀变性沉淀。n n如如

41、如如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀等都属于不可逆沉淀等都属于不可逆沉淀等都属于不可逆沉淀第84页，讲稿共103张，创作于星期三四、蛋白质的变性作用四、蛋白质的变性作用n na a）概念：）概念：在某些理化因素的作用下，蛋在某些理化因素的作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，从而导致其白质特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失，称为蛋白理化性质改变和生物活性丧失，称为蛋白质变性。质变性。n n b b）特点：

42、）特点：一级结构不变（肽键未破坏）一级结构不变（肽键未破坏）n nc c）表现：）表现：溶解度降低（部分）、粘度增加、溶解度降低（部分）、粘度增加、生物活性丧失、易被蛋白酶水解生物活性丧失、易被蛋白酶水解第85页，讲稿共103张，创作于星期三 d）致变因素：）致变因素：物理：高温、高压、紫外线、物理：高温、高压、紫外线、X-ray 化学：强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐化学：强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐e）复性）复性（renaturation）：变性了的蛋白质在一定条变性了的蛋白质在一定条件下可以重建其天然构象，恢复其生物活性的现象件下可以重建其天然构象，恢复其生物活性的现象称为蛋白质的复性。

43、称为蛋白质的复性。第86页，讲稿共103张，创作于星期三 蛋白质的沉淀和凝固 蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链融汇相互缠绕继而聚集，并从溶液中析出的融汇相互缠绕继而聚集，并从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀。现象称为蛋白质沉淀。注意：变性的蛋白质不一定沉淀、沉淀的蛋白注意：变性的蛋白质不一定沉淀、沉淀的蛋白质也不一定变性。质也不一定变性。蛋白质经加热变成比较坚固的凝块，不再溶于蛋白质经加热变成比较坚固的凝块，不再溶于强酸和强碱中的现象称为蛋白质凝固。强酸和强碱中的现象称为蛋白质凝固。第87页，讲稿共103张，创作于星期三蛋白质变性作用的意义蛋白质变性作用的

44、意义n变性有利的一面：在医学临床上用煮沸高压蒸汽、乙醇、紫外线照射等方法使菌体蛋白质变性，达到杀灭细菌和病毒的作用。第88页，讲稿共103张，创作于星期三n不利的一面：很多生物活性物质如酶制剂、抗体蛋白、激素、血清等生物制品的分离提取的过程里，尽量避免蛋白质的变性。n n生物体的衰老等一系列的变化都与蛋白质的变性有关：老年人的皮肤粗糙干燥等（亲水性降低）白内障（紫外线照射）等第89页，讲稿共103张，创作于星期三 五、蛋白质的紫外吸收五、蛋白质的紫外吸收 吸收峰：吸收峰：280nm，原因：，原因：TyrTrp六、蛋白质的呈色反应六、蛋白质的呈色反应 茚三酮反应茚三酮反应（ninhydrin r

45、eaction）：双缩脲反应双缩脲反应（biuret reaction）：肽键肽键+CuSO4（碱性）（碱性）紫红色紫红色第90页，讲稿共103张，创作于星期三第六节 蛋白质的分离和纯化 1 丙酮沉淀及盐析丙酮沉淀及盐析2 电泳电泳3 透析透析4 层析层析5 分子筛分子筛6 超速离心超速离心第91页，讲稿共103张，创作于星期三1 丙酮沉淀与盐析 A、丙酮（乙醇）沉淀：、丙酮（乙醇）沉淀：低温、低温、10、立即分离、立即分离 原理：争夺水化膜原理：争夺水化膜 B、盐析、盐析（salt precipitation）：在蛋白质溶液中加入硫酸铵、硫酸钠在蛋白质溶液中加入硫酸铵、硫酸钠 和氯化钠等中性

46、盐，使蛋白质从溶液中析和氯化钠等中性盐，使蛋白质从溶液中析 出的现象。出的现象。原理：争夺水化膜、中和电荷原理：争夺水化膜、中和电荷 应用：分段盐析法应用：分段盐析法第92页，讲稿共103张，创作于星期三2 电泳（electrophoresis）A、概念：、概念：通过蛋白质在电场中泳动速率不同而通过蛋白质在电场中泳动速率不同而 分离各种不同蛋白质的技术。分离各种不同蛋白质的技术。B、影响蛋白质电泳的因素：、影响蛋白质电泳的因素：内因：所带电性及内因：所带电性及 电量、分子量、分子形状；外因电量、分子量、分子形状；外因:C、电泳分类：、电泳分类：薄膜电泳薄膜电泳-醋酸纤维素薄膜电泳醋酸纤维素薄膜

47、电泳 凝胶电泳凝胶电泳-琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶 聚丙烯酰胺凝胶聚丙烯酰胺凝胶第93页，讲稿共103张，创作于星期三3 3 透析透析透析透析(dialysis)(dialysis)：利用透析袋利用透析袋利用透析袋利用透析袋将大分子蛋白质将大分子蛋白质将大分子蛋白质将大分子蛋白质与小分子化合物与小分子化合物与小分子化合物与小分子化合物分开的方法。分开的方法。分开的方法。分开的方法。应用：血液透析应用：血液透析应用：血液透析应用：血液透析4 层析层析层析层析(chromatography)(chromatography)离子交换层析离子交换层析离子交换层析离子交换层析亲和层析。亲和层析。亲和层析。亲和

48、层析。第94页，讲稿共103张，创作于星期三5 5 分子筛分子筛分子筛分子筛 (gel filtration)(gel filtration)：利用葡聚糖利用葡聚糖利用葡聚糖利用葡聚糖等将分子量大小不等将分子量大小不等将分子量大小不等将分子量大小不等的蛋白质分开的等的蛋白质分开的等的蛋白质分开的等的蛋白质分开的方法。方法。方法。方法。6 超速离心(ultracentrifugation)(ultracentrifugation)离心力离心力5050万g g 可分离纯化蛋白可分离纯化蛋白质，也可测蛋白质的质，也可测蛋白质的分子量分子量第95页，讲稿共103张，创作于星期三五 蛋白质含量的测定n

49、n对于已分离纯化的蛋白质样品，必须知道它对于已分离纯化的蛋白质样品，必须知道它的纯度和含量，即蛋白质的定性定量测定。的纯度和含量，即蛋白质的定性定量测定。这里介绍常用测定方法的基本原理。这里介绍常用测定方法的基本原理。n n(一一)蛋白质含量的测定蛋白质含量的测定n n蛋白质含量的测定是分离纯化工作中的重要蛋白质含量的测定是分离纯化工作中的重要部分。蛋白质含量测定的方法很多，具体采部分。蛋白质含量测定的方法很多，具体采用哪种方法，要根据不同的实验目的而定。用哪种方法，要根据不同的实验目的而定。第96页，讲稿共103张，创作于星期三n n(1)凯氏定氮法凯氏定氮法 这是这是这是这是19世纪丹麦化

50、学家凯道尔所世纪丹麦化学家凯道尔所创造的方法，继之又出现了一系列改良的凯氏法。创造的方法，继之又出现了一系列改良的凯氏法。定氮法是根据氮元素在蛋白质分子中含量恒定定氮法是根据氮元素在蛋白质分子中含量恒定（平均占（平均占16%)，因此测出样品中氮的含量后，即可，因此测出样品中氮的含量后，即可，因此测出样品中氮的含量后，即可，因此测出样品中氮的含量后，即可求得样品中的蛋白质含量（每克样品中含氮的克数求得样品中的蛋白质含量（每克样品中含氮的克数求得样品中的蛋白质含量（每克样品中含氮的克数求得样品中的蛋白质含量（每克样品中含氮的克数6.25）。将蛋白质样品用浓硫酸消化分解，使）。将蛋白质样品用浓硫酸消