蛋白质的理化性质及分离分析.ppt
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1、蛋白质的理化性质及分离分析现在学习的是第1页,共47页蛋白质的理化性质一、两性性质及等电点一、两性性质及等电点二、胶体性质二、胶体性质三、变性与复性作用三、变性与复性作用四、蛋白质的沉淀作用四、蛋白质的沉淀作用五、沉降作用五、沉降作用六、蛋白质的颜色反应六、蛋白质的颜色反应七、蛋白质的紫外吸收性质七、蛋白质的紫外吸收性质现在学习的是第2页,共47页一、蛋白质的两性解离与等电点蛋白质的两性解离与等电点蛋白质分子中氨基酸残基的蛋白质分子中氨基酸残基的侧链侧链上存在游离的上存在游离的氨基氨基和和羧基羧基,因此蛋白质与氨基酸一样具有两,因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离性质,具有特定的性解离性质,具有
2、特定的等电点等电点(pIpI)。溶液溶液pHpHpIpI时时,蛋白质所带正负电荷相等;,蛋白质所带正负电荷相等;pHpHpIpI时时,蛋白质带净负电荷;,蛋白质带净负电荷;pHpHpIpI时时,蛋白质带净正电荷。,蛋白质带净正电荷。现在学习的是第3页,共47页 等电点时特点等电点时特点:(1)净电荷为零)净电荷为零(2)一定离子强度的缓冲液:)一定离子强度的缓冲液:等离子点特征常数等离子点特征常数(3)多数蛋白质在水中等电点偏酸)多数蛋白质在水中等电点偏酸 碱性碱性AA/AA/酸性酸性AA AA 等电点等电点 胃蛋白酶胃蛋白酶 0.2 1.00.2 1.0 血红蛋白血红蛋白 1.7 6.71.
3、7 6.7 细胞色素细胞色素C 2.9 10.7C 2.9 10.7 菊糖酶菊糖酶 0.34 8.20.34 8.2(4)导电性、溶解度、黏度及渗透压都最小。)导电性、溶解度、黏度及渗透压都最小。等电沉淀和蛋白电泳等电沉淀和蛋白电泳:迁移率与净电荷量、分子大小、分子形状等有关迁移率与净电荷量、分子大小、分子形状等有关现在学习的是第4页,共47页带电粒子在电场中移动的现象称为带电粒子在电场中移动的现象称为电泳电泳(electrophoresiselectrophoresis)。电泳:电泳:Whats electrophoresis?Whats electrophoresis?一、蛋白质的两性解离
4、与等电点蛋白质的两性解离与等电点现在学习的是第5页,共47页蛋白质分子在一定蛋白质分子在一定pH的溶液中可带净的的溶液中可带净的负负电电荷或荷或正正电荷,故可在电场中发生移动。电荷,故可在电场中发生移动。不同蛋白质分子所带不同蛋白质分子所带电荷量电荷量不同,且不同,且分子大分子大小小也不同,故在电场中的移动速度也不同,也不同,故在电场中的移动速度也不同,据此可互相分离。据此可互相分离。一、蛋白质的两性解离与等电点蛋白质的两性解离与等电点现在学习的是第6页,共47页二、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的胶体性质蛋白质分子的颗粒直径已蛋白质分子的颗粒直径已达达1100nm1100nm,处于胶,处于胶体颗
5、粒的范围。(亲水胶体)体颗粒的范围。(亲水胶体)蛋白质具有胶体溶液的性质:布朗运动、丁道蛋白质具有胶体溶液的性质:布朗运动、丁道尔现象、不能透过半透膜、具有吸附力等。尔现象、不能透过半透膜、具有吸附力等。1 1、蛋白质具有胶体溶液的性质、蛋白质具有胶体溶液的性质现在学习的是第7页,共47页二、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的胶体性质2 2、稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素:、稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素:|水化膜水化膜 -通过通过氢键氢键与水结合与水结合|表面电荷表面电荷-在非等电点状态下,在非等电点状态下,双电层双电层,带,带 同性电荷蛋白质分子互相排斥。同性电荷蛋白质分子互相排斥。现在学习
6、的是第8页,共47页蛋白质颗粒的表面电荷和水化膜蛋白质颗粒的表面电荷和水化膜+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在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质+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脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用现在学习的是第9页,共47页3.3.蛋白质凝胶蛋白质凝胶&凝胶作用凝胶作用:蛋白质颗粒周围的水膜是不均匀蛋白质颗粒周围的水膜是不均匀,使它们以一定的部位使它们以一定的部位结合形成长链。这些长链又彼此结合成为复杂的网状结构结合形成长链。这些长链又彼此结合成为复杂
7、的网状结构的凝胶体。的凝胶体。溶胶溶胶:蛋白质作为分散相,水为连续相形成的溶液。蛋白质作为分散相,水为连续相形成的溶液。凝胶凝胶:蛋白质为连续相,水为分散相形成的网状凝胶体。蛋白质为连续相,水为分散相形成的网状凝胶体。二、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的胶体性质现在学习的是第10页,共47页3.3.蛋白质凝胶蛋白质凝胶凝胶具有胀润作用:凝胶具有胀润作用:分类:分类:(1 1)可逆性凝胶可逆性凝胶 (2 2)不可逆性凝胶)不可逆性凝胶部分破坏水化膜、适当加热和远离等电点部分破坏水化膜、适当加热和远离等电点4.4.蛋白质胶体性质的应用蛋白质胶体性质的应用u渗析(透析)渗析(透析)u超滤超滤二、蛋白质的
8、胶体性质二、蛋白质的胶体性质现在学习的是第11页,共47页三、蛋白质的变性、复性与凝固作用三、蛋白质的变性、复性与凝固作用&在某些物理或化学因素的作用下,蛋白质严格的在某些物理或化学因素的作用下,蛋白质严格的空间结构被破坏空间结构被破坏(肽键不断裂,一级结构不变),(肽键不断裂,一级结构不变),从而引起蛋白质若干从而引起蛋白质若干理化性质和生物学性质的改理化性质和生物学性质的改变变,称为蛋白质的变性,称为蛋白质的变性(denaturationdenaturation)。Whats denaturation of protein?Whats denaturation of protein?现在学
9、习的是第12页,共47页1 1、变性理论、变性理论 蛋白质的变性就是天然蛋白质分子中肽链的高度规则的紧密蛋白质的变性就是天然蛋白质分子中肽链的高度规则的紧密排列方式因氢键及其他次级键的破坏而变成不规则的松散排排列方式因氢键及其他次级键的破坏而变成不规则的松散排列方式。列方式。2 2、引起蛋白质变性的因素、引起蛋白质变性的因素:物理因素物理因素:高温、高压、紫外线、电离辐射、超声波、机械搅拌高温、高压、紫外线、电离辐射、超声波、机械搅拌 化学因素化学因素:强酸、强碱、有机溶剂、尿素、胍、重金属盐等。强酸、强碱、有机溶剂、尿素、胍、重金属盐等。变性的因素及作用机制变性的因素及作用机制现在学习的是第
10、13页,共47页 物理性质物理性质:旋旋光光性性改改变变,溶溶解解度度下下降降,结结晶晶能能力力下下降降,沉沉降降率率升升高高,粘粘度度升升高,光吸收度增加等;高,光吸收度增加等;化学性质:化学性质:官能团反应性增加,呈色反应增强,易被蛋白酶水解。官能团反应性增加,呈色反应增强,易被蛋白酶水解。生物学性质:生物学性质:原有生物学活性丧失,抗原性改变。原有生物学活性丧失,抗原性改变。变性蛋白质的性质改变变性蛋白质的性质改变现在学习的是第14页,共47页&蛋白质变性的可逆性复性蛋白质变性的可逆性复性:某些蛋白质变性后可以在一定的条件下重新形成原来的空间结构,并某些蛋白质变性后可以在一定的条件下重新
11、形成原来的空间结构,并恢复原来部分理化特性和生物学活性,这个过程称为恢复原来部分理化特性和生物学活性,这个过程称为蛋白质的复蛋白质的复性性(renaturationrenaturation)。蛋白质变性的可逆性与复性蛋白质变性的可逆性与复性 蛋白质在体外变性后,绝大多数情况下不能复性;蛋白质在体外变性后,绝大多数情况下不能复性;如变性程度浅,蛋白质分子的构象未被严重破坏;或蛋如变性程度浅,蛋白质分子的构象未被严重破坏;或蛋 白质具有特殊的分子结构白质具有特殊的分子结构,并经特殊处理则可以复性。并经特殊处理则可以复性。现在学习的是第15页,共47页核糖核酸酶的变性与复性核糖核酸酶的变性与复性去除
12、变性剂去除变性剂并缓慢氧化并缓慢氧化天然构象天然构象尿素,尿素,-巯基乙巯基乙醇醇变性状态变性状态现在学习的是第16页,共47页蛋白质变性的可逆性与复性蛋白质变性的可逆性与复性 可逆变性:可逆变性:变性条件除去后仍可恢复天然状态的变性。变性条件除去后仍可恢复天然状态的变性。不可逆变性:不可逆变性:变性条件除去后不能恢复天然状态的变性。变性条件除去后不能恢复天然状态的变性。现在学习的是第17页,共47页蛋白质的热变性与蛋白质的热变性与凝固作用凝固作用1、热变性、热变性 热变性的定义热变性的定义 热变性三个阶段热变性三个阶段 影响热变性的因素影响热变性的因素:温度、砂糖、温度、砂糖、H H+浓度、
13、蛋白质含水量、电解质;浓度、蛋白质含水量、电解质;现在学习的是第18页,共47页蛋白质的热变性与蛋白质的热变性与凝固作用凝固作用2、蛋白质的凝固作用、蛋白质的凝固作用 天然蛋白质变性后,变性蛋白质天然蛋白质变性后,变性蛋白质分子互相凝集或相互穿插缠绕在一起分子互相凝集或相互穿插缠绕在一起的现象成为蛋白质的凝固的现象成为蛋白质的凝固(coagulation)。凝固作用分两个阶段:凝固作用分两个阶段:首先是变性;首先是变性;其次失去规律性的肽链聚集缠绕在一起而凝固或结絮其次失去规律性的肽链聚集缠绕在一起而凝固或结絮;现在学习的是第19页,共47页蛋白质变性的应用蛋白质变性的应用 理论上:理论上:研
14、究蛋白质分子结构与功能研究蛋白质分子结构与功能,分子量测定分子量测定,亚单位拆分;亚单位拆分;生产生活中有利的一面:生产生活中有利的一面:食品加工,消毒灭菌等;食品加工,消毒灭菌等;非蛋白生物物质提取纯化,终止酶促反应;非蛋白生物物质提取纯化,终止酶促反应;生产生活中不利的一面:生产生活中不利的一面:活性蛋白制品(酶、抗体)的分离提取和保存;活性蛋白制品(酶、抗体)的分离提取和保存;现在学习的是第20页,共47页&外加一些因素去除蛋白质胶体的稳定因素后,使蛋白外加一些因素去除蛋白质胶体的稳定因素后,使蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出的现象称为质分子相互聚集而从溶液中析出的现象称为沉淀沉淀(pr
15、ecipitationprecipitation)。1.Whats precipitation of protein?1.Whats precipitation of protein?变性后的蛋白质由于疏水基变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易于沉淀,但团的暴露而易于沉淀,但沉沉淀的蛋白质不一定都是变性淀的蛋白质不一定都是变性后的蛋白质后的蛋白质。四、蛋白质的沉淀作用四、蛋白质的沉淀作用现在学习的是第21页,共47页2.2.沉淀种类:沉淀种类:可逆与不可逆可逆与不可逆四、蛋白质的沉淀作用四、蛋白质的沉淀作用3.3.沉淀方法:沉淀方法:n 沉淀后蛋白质仍能保持生物活性的沉淀方法沉淀后蛋白质仍能保
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