第02章蛋白质的结构与功能.pptx

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1、n什么是蛋白质?蛋蛋白白质质(protein)是是由由许许多多氨氨基基酸酸(amino acids)构构成成的的具具有有特特定定空空间结构的高分子有机物。间结构的高分子有机物。第1页/共136页蛋白质在生命活动中的重要作用1.生物催化作用2.免疫保护作用3.运动与支持作用4.运输和储存作用5.代谢调节作用6.控制生长和分化7.接收和传递信息生物膜高等动物记忆和识别氧化供能第2页/共136页抗冻蛋白（antifreeze protein）荧光抗冻蛋白装饰的冰晶体 抗冻蛋白，附着在冰晶体表面，抑制冰晶体生长，防止有机体冻伤。第3页/共136页蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成The Molecula

2、r Component of Protein第一节第一节第4页/共136页n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磷或金属元素铁、有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘有碘 。第5页/共136页 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量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中

3、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%n蛋白质元素组成的特点第6页/共136页举例：一个生物样品的含氮量为5%，它的蛋白质含量为：（）第7页/共136页三聚氰胺事件第8页/共136页一、氨基酸 存在自然界中的氨基酸有300300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有2020种，且均属 L-L-氨基酸 （甘氨酸除外）。第9页/共136页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RC+NH3COO-H(一)氨基酸的结构特点第10页/共136页氨基酸的共同特点：（1）两性电解质（2）除甘氨酸外都是L 型氨基酸（3）侧链R

4、基团结构和性质不同第11页/共136页非极性疏水性氨基酸极性中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸(二)氨基酸的分类1.1.依侧链R R基团的结构和理化性质分:第12页/共136页非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基酸第13页/共136页第14页/共136页 极性中性氨基酸极性中性氨基酸第15页/共136页带正电荷的碱性氨基酸带正电荷的碱性氨基酸第16页/共136页带负电荷的酸性氨基酸带负电荷的酸性氨基酸第17页/共136页n几种特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2第18页/共136页 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨

5、酸二硫键二硫键-HH-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3第19页/共136页2.营养学分类必需氨基酸：赖、色、苯丙、甲硫、苏、亮、异亮、缬非必需氨基酸：12种第20页/共136页3.根据氨基酸结构分类 （1）脂肪族氨基酸：甘、丙、丝、苏、半胱、甲硫、天冬酰胺、谷氨酰胺、天冬、谷、精、赖。（2）支链氨基酸：缬、亮、异亮。（3）芳香族氨基酸：苯丙、酪、色。（

6、4）杂环氨基酸：组、色。（5）杂环亚氨基酸：脯第21页/共136页(三)氨基酸的理化性质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，其解离程度取决于所氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。处溶液的酸碱度。等电点等电点(isoelectric point,pI)在在某某一一pH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，呈呈电电中性。此时溶液的中性。此时溶液的pH值值称为该氨基酸的称为该氨基酸的等电点等电点。第22页/共136页pH=pIpHpI+H+pHpI氨基酸的兼性离子氨基酸的

7、兼性离子 阳离子阳离子阴离子阴离子H+第23页/共136页2.2.紫外吸收性质色氨酸、酪氨酸的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在最大吸收峰在 280 nm 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280nm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量的的快速简便的方法。快速简便的方法。第24页/共136页3.3.氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物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合物，其最大吸收峰在化合物，其最大吸收峰在570nm处。处。由由于于此此吸

8、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，因此可作为氨基酸定量分析方法。系，因此可作为氨基酸定量分析方法。第25页/共136页第26页/共136页二、肽肽肽键键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-氨氨基基脱脱水水缩缩合合而而形形成成的的化学键。化学键。（一）肽 (peptide)(peptide)与肽键(peptide bond)(peptide bond)第27页/共136页+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键第28页/共136页肽肽是是由由氨氨基基酸酸通通过过肽肽键键缩缩合合而而形形成成的的化化合物。合物。两两分分子子氨氨基

9、基酸酸缩缩合合形形成成二二肽肽，三三分分子子氨氨基基酸缩合则形成三肽酸缩合则形成三肽肽肽链链中中的的氨氨基基酸酸分分子子因因为为脱脱水水缩缩合合而而基基团团不全，被称为氨基酸残基不全，被称为氨基酸残基(residue)。由由十十个个以以内内氨氨基基酸酸相相连连而而成成的的肽肽称称为为寡寡肽肽(oligopeptide)，由由更更多多的的氨氨基基酸酸相相连连形形成成的的肽肽称多肽称多肽(polypeptide)。第29页/共136页N N 末端：多肽链中有游离-氨基端C C 末端：多肽链中有游离-羧基端n多肽链有两端：第30页/共136页丙氨酰酪氨酰天冬氨酰甘氨酸第31页/共136页（二）生物活

10、性肽 1.谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)第32页/共136页氧化型谷胱甘肽（GSSG）第33页/共136页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+nGSH与与GSSG间的转换间的转换 第34页/共136页 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(neuropeptide)2.多肽类激素及神经肽多肽类激素及神经肽第35页/共136页蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构The Molecular Structure of Protein 第二节第二节第36页/共136页n蛋白质的分子结构包

11、括蛋白质的分子结构包括:高级高级结构结构一级结构一级结构(primary structure)二级结构二级结构(secondary structure)三级结构三级结构(tertiary structure)四级结构四级结构(quaternary structure)第37页/共136页第38页/共136页n定义:蛋白质的一级结构指在蛋白质中氨基酸的数蛋白质的一级结构指在蛋白质中氨基酸的数目、排列顺序及共价连接。目、排列顺序及共价连接。氨基酸排列顺序从氨基酸排列顺序从N-端至端至C-端的端的。一、蛋白质的一级结构n主要的化学键:肽键肽键，有些蛋白质还包括，有些蛋白质还包括二硫键。二硫键。第39

12、页/共136页一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能功能的基础的基础。第40页/共136页二、蛋白质的空间结构 蛋白质构象又分为主链构象和侧链构象，主链构象指多肽链上各原子的排布及相互关系；侧链构象是指各氨基酸侧链基团中原子的排布及彼此关系。主链构象决定侧链基团的排布，侧链构象影响主链构象的卷曲和折叠，二者相互依存，相互影响。第41页/共136页第42页/共136页（一）蛋白质的二级结构（一）蛋白质的二级结构 (secondary structure)(secondary structure)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

13、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基侧侧链链的的构构象象。n定义:n主要的化学键：氢键氢键 第43页/共136页肽单元参与肽键的6个原子C 1、C、O、N、H、C 2位于同一平面，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元(peptide unit)。第44页/共136页第45页/共136页 -螺旋螺旋 (-helix)-折叠折叠 (-pleated sheet)-转角转角 (-turn)无规卷曲无规卷曲 (random coil)n蛋白质二级结构第46页/共136页蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链其

14、氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或-折叠，它就会出现相应的二级结构。第47页/共136页1.-螺旋(-helix)第48页/共136页Linus Pauling Robert Corey第49页/共136页-螺旋的结构特点:(1)为一右手螺旋，螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm，每个氨基酸残基向上平移0.15nm，直径0.23nm。(2)相邻2圈螺旋间第1个肽单位的C=O与第4个肽单位的N-H形成氢键，氢键方向与螺旋纵轴平行。(3)肽链中氨基酸残基的R基团均伸向螺旋的外侧，其空间形状、大小及电荷对-螺旋的形成和稳定有重要的影响。第50页/共136页2.2.-折叠（sheet)sh

15、eet)Tu第51页/共136页-折叠的结构特点(1)多肽链充分伸展，由若干条肽段或肽链平行或反平行排列组成片状结构。相邻肽平面呈110夹角，主链骨架伸展呈锯齿状。(2)相邻主链之间靠氢键维系。氢键的方向与肽链长轴垂直。肽链中氨基酸的残基的R侧链分布在片层上下。(3)两端肽链可以是平行的，也可以是反平行的。反平行式更为稳定。第52页/共136页第53页/共136页第54页/共136页-转角转角 第一个氨基酸残基的C=O与第四个残基的NH形成氢键3.3.-转角（转角（-turn)-turn)第55页/共136页无规卷曲（random coil）无规卷曲是用来阐述没有确定规律性无规卷曲是用来阐述没

16、有确定规律性的那部分肽链结构。的那部分肽链结构。第56页/共136页蛋白质分子中各种二级结构第57页/共136页（二）超二级结构(supersecondary structure)超二级结构又称模体（超二级结构又称模体（motifmotif），是指在多），是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。结构聚集体。第58页/共136页n模体常见的形式第59页/共136页钙结合蛋白中结合钙结合蛋白中结合钙离子的模体钙离子的模体锌指结构锌指结构第60页/共136页（三

17、）蛋白质三级结构(tertiary structure)(tertiary structure)整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。n定义:第61页/共136页磷酸甘油酸激酶的结构域 结构域(domain)(domain)：是蛋白质构象中特定空间区域。在较大蛋白质分子中，由多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，形成独立的结构单位。第62页/共136页主要的化学键(次级键):1.氢键2.离子键3.疏水相互作用 又称疏水键，是稳定三级结构最主要的作用力4.范德华力5.二硫键（共价键）

18、第63页/共136页A氢键；B.二硫键；C.疏水作用；D.盐键；E.范德华力第64页/共136页第65页/共136页 肌红蛋白肌红蛋白(Mb)一级结构:153:153个氨基酸的排列顺序二级结构:A-H:A-H 共8 8个-螺旋,之间以无规卷曲相连三级结构:球状分子,亲水R R基位于表面,疏水R R基位于分子内部,形成疏水口袋,血红素位于口袋中第66页/共136页亚基之间的结合主要是疏水作用亚基之间的结合主要是疏水作用,氢键和离氢键和离子键。子键。四、四、蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接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，称为触部位的布

19、局和相互作用，称为蛋白质的四级蛋白质的四级结构结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，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，称为蛋白每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的质的亚基亚基 (subunit)。第67页/共136页由由2个个亚亚基基组组成成的的蛋蛋白白质质四四级级结结构构中中，若若亚亚基基分分子子结结构构相相同同，称称之之为为同同二二聚聚体体(homodimer)，若若亚亚基基分分子结构不同，则称之为子结构不同，则称之为异二聚体异二聚体(heterodimer)。血红蛋白的血红蛋白的四级结构四级结构第68页/共136页 某些蛋白质分子可进一步聚合

20、成聚合体(polymer)。聚合体中的重复单位称为单体（monomer)，聚合体可按其中所含单体的数量不同而分为二聚体、三聚体寡聚体（oligomer)和多聚体（polymer)。第69页/共136页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第三节第三节第70页/共136页（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牛核糖核酸酶的牛核糖核酸酶的一级结构一级结构二二硫硫键键第71页/共136页 天然状态，天然状态，有催化活性有催化活性 尿素、尿素、-巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素、去除

21、尿素、痕量痕量-巯基乙醇巯基乙醇非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性第72页/共136页分子伴侣(molecular chaperon)1.防止新生肽链的错误折叠和聚合2.肽链快速折叠成正确的维构型并成熟为具有完整结构和功能的蛋白质HSP(heat shock protein)第73页/共136页伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用第74页/共136页（二）一级结构是功能的基础 一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能胰岛素胰岛素氨基酸残基序号氨基酸残基序号A5A6A10B30人人ThrSerIleThr猪猪ThrSerIleAla狗狗ThrSerIleAla兔兔Thr

22、GlyIleSer牛牛AlaGlyValAla羊羊AlaSerValAla马马ThrSerIleAla第75页/共136页对一级结构的比较对一级结构的比较,可以反应分子进化可以反应分子进化一些广泛存在于生物界的蛋白质如细胞色素(cytochrome(cytochrome C)C)，比较它们的一级结构，可以帮助了解物种进化间的关系。第76页/共136页 分子病:蛋白质一级结构改变引起疾病称为“分子病”。因为蛋白质一级结构中氨基酸排列顺序是由于遗传密码所决定，氨基酸的改变最根本原因是DNA碱基顺序的改变所致，因此了解一级结构的就能从分子水平诊断和治疗遗传病。第77页/共136页镰状红细胞贫血第78

23、页/共136页第79页/共136页n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)第80页/共136页关键部位氨基酸变换，严重影响蛋白质功能关键部位氨基酸变换，严重影响蛋白质功能第81页/共136页第82页/共136页二、蛋白质空间结构与功能的关系（一）蛋白质的空间结构决定其生物学功能（一）蛋白质的空间结构决定其生物学功能 蛋白质的功能不仅与一级结构有关，更重要的依赖于蛋白质的空间构象。例：各种蛋白质前体的加工与激活 酶原的激活 激素前体的激活

24、第83页/共136页赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝S SS SS SS S4646183183甘甘异异缬缬组组丝丝S SS SS SS S肠激酶肠激酶肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶活性中心活性中心活性中心活性中心胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程第84页/共136页 蛋白质分子可与某些小分子物质相互作用，致使构象发生轻微的改变，生物学效应随之发生较大的改变。这种作用称为变构作用或别构效应。（二）蛋白质的空间构象变化与功能第85页/共136页n肌红蛋白肌红蛋白/血红蛋白血红蛋白含有血红素辅基含有血红

25、素辅基血红素结构血红素结构 第86页/共136页血血红红素素与与蛋蛋白白质质稳稳定定结结合合主主要要靠靠两两种种作作用用：一一是是血血红红素素分分子子中中丙丙氨氨酸酸侧侧链链与与肽肽链链中中氨氨基基酸酸侧侧链链相相连连，另另一一种种作作用用肽肽链链中中组组氨氨酸酸残残基基还还与与FeFe2+2+形形成成配配位结合。位结合。第87页/共136页n血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4 4个亚基组成的四级结构，每个亚基可结合1 1个血红素并携带1 1分子氧。HbHb亚基之间通过8 8对盐键，使4 4个亚基紧密结合而形成亲水的球状蛋白。第88页/共136页HbHb与MbMb一样能可逆地

26、与O O2 2结合，HbHb与O O2 2结合后称为氧合HbHb。氧合HbHb占总HbHb的百分数（称百分饱和度）随O O2 2浓度变化而改变。血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合第89页/共136页肌红蛋白肌红蛋白(Mb)和血红蛋白和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线的氧解离曲线第90页/共136页n协同效应(cooperativity)(cooperativity)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与配体结合能力的现象，称为协同效应。如果是促进作用则称为正协同效应(positive cooperativity)如果是抑制作用则称为负协同效应(negative

27、cooperativity)第91页/共136页第92页/共136页第93页/共136页n变构效应(allosteric effect)(allosteric effect)蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为变构效应。nHbHb与与MbMb在空间结构上的不同在空间结构上的不同,决定决定 它们在体内发它们在体内发挥不同的生理功能挥不同的生理功能第94页/共136页蛋白质构象改变蛋白质构象改变可引起疾病可引起疾病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。第95页/共136页蛋白质构象改变导致疾病的机理蛋白质构象

28、改变导致疾病的机理：有些蛋：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解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，产生毒性而致病，表现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纤维沉淀的病理改变。为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。这类疾病包括这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、克年痴呆症、亨停顿舞蹈病、克-雅病、疯牛病等。雅病、疯牛病等。第96页/共136页疯牛病是由朊病毒蛋白疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein,PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。引起的一组人和动物神经退行性病变。正常的正常的P

29、rP富含富含-螺旋，称为螺旋，称为PrPcPrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为为-折叠的折叠的PrPsc，从而致病。，从而致病。PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折叠折叠细胞型细胞型致病型致病型n疯牛病中的蛋白质构象改变第97页/共136页1982,the Prion Theory第98页/共136页第99页/共136页库鲁病(kuru)(kuru)第100页/共136页第四节第四节蛋白质的理化性质及其分离纯化蛋白质的理化性质及其分离纯化第101页/共136页一、蛋白质的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

30、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。当当蛋蛋白白质质溶溶液液处处于于某某一一pH时时，蛋蛋白白质质解解离离成成正正、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，净净电电荷为零，此时溶液的荷为零，此时溶液的pH称为称为蛋白质的等电点。蛋白质的等电点。n蛋白质的等电点(isoelectric point,pI)（一）两性解离及等电点第102页/共136页第103页/共136页（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

31、自自1万万至至100万万之之巨巨，其其分分子子的的直直径径可可达达1100nm，为胶粒范围之内。，为胶粒范围之内。颗粒表面电荷颗粒表面电荷水化膜水化膜n蛋白质胶体稳定的因素:第104页/共136页第105页/共136页（三）蛋白质的变性与凝固在在某某些些理理化化因因素素的的作作用用下下，蛋蛋白白质质中中维维系系其其空空间间结结构构的的次次级级键键（甚甚至至二二硫硫键键）断断裂裂，使使其其空空间间结结构构遭遭受受破破坏坏，造造成成其其理理化化性性质质的的改变和生物学活性的丧失。改变和生物学活性的丧失。蛋白质的变性(denaturation)第106页/共136页n造成变性的因素造成变性的因素:如

32、如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等强碱、重金属离子及生物碱试剂等。n变性的本质变性的本质:破坏非共价键和二硫键，不改变破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。蛋白质的一级结构。第107页/共136页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(renaturation)。第108页/共136页 天然状态，天然状态，有催化活性有催化活性 尿素、尿素、-巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素、去除尿素、

33、-巯基乙醇巯基乙醇非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性第109页/共136页蛋白质从溶液中析出的现象。蛋白质从溶液中析出的现象。蛋白质沉淀中性盐有机溶剂生物碱试剂重金属离子第110页/共136页蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较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坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。中。蛋白质的凝固作用蛋白质的凝固作用(protein coagulation)(protein coagulation)凝固是蛋白质变性后进一步发展的结构。第111页/共136页变性的蛋白质容易沉淀，变性的蛋白质不一定沉淀，沉淀的蛋白质不一定变性，凝固的蛋白

34、质均已变性而且不再溶解。第112页/共136页n 应用举例应用举例:临床医学上，变性因素常被应用来消临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。毒及灭菌。此外此外,防止蛋白质变性也是有效保存蛋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。白质制剂（如疫苗等）的必要条件。第113页/共136页（四）蛋白质的呈色反应1.茚三酮反应 2.双缩脲反应 蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。第114页/共136页3酚试剂反应 蛋白质分子中酪氨酸的酚基与酚试剂作用，生成蓝色络合物,该蓝色物质在650nm下有强吸

35、收。在一定范围内，蛋白质浓度与A650光吸收成正相关，因此可以用来进行蛋白质定量 第115页/共136页（五）蛋白质的紫外吸收光谱特性 蛋白质分子中酪氨酸、色氨酸等芳香族氨基酸含有共轭双键，在280nm紫外光谱处，有特征性的最大吸收峰。280nm的吸收值常用于蛋白质的定量测定。蛋白质浓度估算公式 C=1.45A2800.74A260来。第116页/共136页二、蛋白质的分离和纯化二、蛋白质的分离和纯化 破碎组织和细胞，将蛋白质溶解于溶液中的过程称为蛋白质的提取。将溶液中蛋白质相互分离而取得单一蛋白组分的过程称为蛋白质的纯化。第117页/共136页（一）改变蛋白质的溶解度盐析盐析(salt pr

36、ecipitation)是用高浓度的中性盐是用高浓度的中性盐将蛋白质从溶液中析出的方法。将蛋白质从溶液中析出的方法。盐析、有机溶剂沉淀、调节pHpH值、改变温度硫酸铵、硫酸钠、氯化钠 对不同的蛋白质进行盐析时，需要采用不同的盐浓度和不同的pHpH第118页/共136页有机溶剂沉淀法：酒精、甲醇、丙酮等能破坏蛋白质的水化膜使蛋白质沉淀，在等电点时沉淀的效果更好。为防止蛋白质的变性，常需在低温条件下快速进行第119页/共136页（二）根据蛋白质分子大小不同的分离方法1.离心(centrifugation)利用机械的快速旋转所产生的离心力，将不同密度的物质分离开的方法。蛋白质溶液在高速离心时，由于离

37、心力的作用，蛋白质会下沉，这就是蛋白质的沉降现象。蛋白质分子在单位力场的沉降速度称沉降系数（S）。通常情况下，分子愈大，沉降愈快，沉降系数愈高。第120页/共136页2.透析与超滤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，达到浓缩蛋白质溶液定截留分子量的超滤膜，达到浓缩蛋白质溶液的目的。的目的。n透析(dialysis)n超滤法（ultrafiltration）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。第121页/共136页透析法分离蛋白质和脱盐 第122页/共136页超滤膜针头过滤器第

38、123页/共136页3.3.凝胶过滤层析 凝胶过滤(gel-filtration chromatography)(gel-filtration chromatography)是按照天然蛋白质相对分子量大小进行分离的技术，又称为分子筛层析或排阻层析。第124页/共136页第125页/共136页凝胶过滤分离蛋白质第126页/共136页(三)根据蛋白质电荷性质的分离方法1.1.离子交换层析离子交换层析(ion exchange chromatography)(ion exchange chromatography)利用蛋白质两性解离特性和等电点作为分离依利用蛋白质两性解离特性和等电点作为分离依据的方

39、法。据的方法。填充料：带电荷的交联葡聚糖、纤维素或树脂第127页/共136页第128页/共136页2.2.电泳(electrophoresis)(electrophoresis)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分离离各各种种蛋蛋白白质质的的技技术术,称为称为电泳电泳(elctrophoresis)。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、凝凝胶胶电电泳等。泳等。琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶第129页/

40、共136页第130页/共136页3.3.等电聚焦 (isoelectric focusing electrophoresis,(isoelectric focusing electrophoresis,IFE)IFE)在具有pHpH梯度的电场中进行电泳，蛋白质按pIpI不同予以分离第131页/共136页4.4.双向电泳双向电泳 (two-dimensional electrophoresis)(two-dimensional electrophoresis)利用不同蛋白质所带电荷和质量的差异，用两种利用不同蛋白质所带电荷和质量的差异，用两种方法，分两步进行的蛋白质电泳。方法，分两步进行的蛋白质

41、电泳。第132页/共136页三、多肽链中氨基酸序列分析1测序前的准备工作 测定蛋白质的氨基酸组成 2多肽链氨基末端与羧基末端分析 3多肽链的氨基酸序列测定和重叠组合 第133页/共136页四、蛋白质空间结构测定 测定晶体中的蛋白质分子构象可采用经典的X线晶体衍射法和中子衍射法。溶液中的蛋白质分子构象的测定，常采用磁共振法、圆二色性光谱法、激光拉曼光谱法、荧光光谱法等。第134页/共136页第五节 蛋白质的分类n根据蛋白质分子组成进行分类:单纯蛋白质（单纯蛋白质（simple protein)simple protein)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n根据蛋白质形状和空间构象进行分类:纤维状蛋白质（纤维状蛋白质（fibrous protein)球状蛋白质球状蛋白质(globular protein)(conjugated protein)辅基第135页/共136页感谢您的观看！第136页/共136页