生物化學-蛋白質

1、一、氨基酸一、氨基酸 分子中含有氨基的羧酸均稱為氨基酸。作分子中含有氨基的羧酸均稱為氨基酸。作 為蛋白質結構單元的氨基酸均為為蛋白質結構單元的氨基酸均為L-L- - -氨基氨基 酸。酸。 天然蛋白質由天然蛋白質由2020種基本氨基酸組成，有少種基本氨基酸組成，有少 數蛋白質還含有若干種不常見的氨基酸，數蛋白質還含有若干種不常見的氨基酸， 它們都是基本氨基酸的衍生物。它們都是基本氨基酸的衍生物。 第一節(jié)第一節(jié)蛋白質的結構組成蛋白質的結構組成 1 1，氨基酸的結構和分類，氨基酸的結構和分類 從蛋白質水解產從蛋白質水解產 物中分離得到的物中分離得到的 基本氨基酸中，基本氨基酸中， 除不含手性碳原除不

2、含手性碳原 子的甘氨酸和含子的甘氨酸和含 有環(huán)狀二級氨基有環(huán)狀二級氨基 的脯氨酸外，其的脯氨酸外，其 他均具有如下結他均具有如下結 構通式構通式。 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸 含羥基、含硫氨基酸、環(huán)氨基酸含羥基、含硫氨基酸、環(huán)氨基酸 芳香族氨基酸、堿性氨基酸芳香族氨基酸、堿性氨基酸 酸性氨基酸及其酰胺酸性氨基酸及其酰胺 2 2，幾種重要的不常見氨基酸，幾種重要的不常見氨基酸 在少數蛋白質中分離出一些不常見的氨基酸，通常在少數蛋白質中分離出一些不常見的氨基酸，通常 稱為不常見蛋白質氨基酸。稱為不常見蛋白質氨基酸。 這些氨基酸都是由相應的基本氨基酸衍生而來的。這些氨基酸都是由相應的基本氨基酸衍生而來

3、的。 其中重要的不常見蛋白質氨基酸的結構如下。其中重要的不常見蛋白質氨基酸的結構如下。 N H HO COOH 4-羥基脯氨酸 H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH OHNH2 5-羥基賴氨酸 NH2 CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH 6-N-甲基賴氨酸 HO I I CH2CHCOOH NH2 3,5-二碘酪氨酸 3 3，非蛋白氨基酸，非蛋白氨基酸 除了上述構成蛋白質的氨基酸以外，自除了上述構成蛋白質的氨基酸以外，自 然界還存在一些并不是蛋白質組分的氨然界還存在一些并不是蛋白質組分的氨 基酸，這些氨基酸通常被稱為非蛋白氨基酸，這些氨基酸通常被稱為非蛋白氨 基酸，至今已經發(fā)現基

4、酸，至今已經發(fā)現200200多種以上，它們多種以上，它們 具有不同的功能。具有不同的功能。 某些非蛋白氨基酸的結構與功能某些非蛋白氨基酸的結構與功能 - -丙氨酸：泛酸及輔酶丙氨酸：泛酸及輔酶A A的組成的組成 成分成分 - -氨基丁酸：存在與腦組織中的氨基丁酸：存在與腦組織中的 神經遞質神經遞質 高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成高半胱氨酸：甲硫氨酸生物合成 的中間產物的中間產物 高絲氨酸：氨基酸代謝的中間產高絲氨酸：氨基酸代謝的中間產 物物 鳥氨酸：尿素生成過程的中間產鳥氨酸：尿素生成過程的中間產 物物 瓜氨酸：瓜氨酸： 苯甘氨酸：抗菌素構成成分苯甘氨酸：抗菌素構成成分 (Micakgcin B

5、) (Micakgcin B) CH2CH2COOHH2N H2NCH2CH2CH2COOH HSCH2CH2CH NH2 COOH HOCH2CH2CH NH2 COOH CH2CH2CH NH2 COOHCH2H2N H2NCNH O CH2CH2CH2CHCOOH NH2 CHCOOH NH2 二、氨基酸的性質二、氨基酸的性質 除甘氨酸外，氨基酸除甘氨酸外，氨基酸 均含有一個手性均含有一個手性 - -碳碳 原子，因此都具有旋原子，因此都具有旋 光性光性。 比旋光度是氨基酸的比旋光度是氨基酸的 重要物理常數之一，重要物理常數之一， 是鑒別各種氨基酸的是鑒別各種氨基酸的 重要依據重要依據 2

6、，氨基酸的光吸收，氨基酸的光吸收 構成蛋白質的構成蛋白質的2020種氨基種氨基 酸在可見光區(qū)都沒有光酸在可見光區(qū)都沒有光 吸收，但在遠紫外區(qū)吸收，但在遠紫外區(qū) (220nm)(220nm)均有光吸收。均有光吸收。 在近紫外區(qū)在近紫外區(qū)(220-300(220-300nm)nm) 只有酪氨酸、苯丙氨酸只有酪氨酸、苯丙氨酸 和色氨酸有吸收光的能和色氨酸有吸收光的能 力。力。 酪氨酸的酪氨酸的 maxmax275nm275nm， 275 275=1.4x10 =1.4x103 3; ; 苯丙氨酸的苯丙氨酸的 maxmax 257nm257nm， 257 257=2.0 x10 =2.0 x102 2

7、; ; 色氨酸的色氨酸的 maxmax280nm280nm， 280 280=5.6x10 =5.6x103 3; ; 3 3，氨基酸的離解性質，氨基酸的離解性質 氨基酸在結晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧氨基酸在結晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧 基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離 子中，氨基是以質子化子中，氨基是以質子化(-NH(-NH3 3+ +) )形式存在，羧基是以離形式存在，羧基是以離 解狀態(tài)解狀態(tài)(-COO(-COO- -) )存在。存在。 在不同的在不同的pHpH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。條件下，兩性

8、離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。 COO- CHH3N+ R - pK1 + H+ H+ COOH CHH3N+ RH+ H+ + pK2 -COO- CHH2N R PH 1 7 10 凈電荷 +1 0 -1 正離子 兩性離子 負離子 等電點PI 甘甘 氨氨 酸酸 的的 酸酸 堿堿 滴滴 定定 曲曲 線線 4，氨基酸的等電點，氨基酸的等電點 當溶液濃度為某一當溶液濃度為某一pHpH值時，氨基酸分子中所含的值時，氨基酸分子中所含的- - NHNH3 3+ +和和-COO-COO- -數目正好相等，凈電荷為數目正好相等，凈電荷為0 0。這一。這一pHpH值即為值即為 氨基酸的等電點，簡稱氨基酸的等電點

9、，簡稱p pI I。在等電點時，氨基酸既不。在等電點時，氨基酸既不 向正極也不向負極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。向正極也不向負極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。 側鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的側鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的 p pK K1 1和和p pK K2 2的算術平均值：的算術平均值：p pI I = (p = (pK K1 1 + p + pK K2 2 )/2 )/2 同樣，對于側鏈含有可解離基團的氨基酸，其同樣，對于側鏈含有可解離基團的氨基酸，其p pI I 值也決定于兩性離子兩邊的值也決定于兩性離子兩邊的p pK K值的算術平均值。值的算術平均值。

10、 酸性氨基酸：酸性氨基酸：p pI I = (p = (pK K1 1 + p + pK KR-COO R-COO- - )/2 )/2 鹼性氨基酸：鹼性氨基酸：p pI I = (p = (pK K2 2 + p + pK KR-NH2 R-NH2 )/2 )/2 第二節(jié)第二節(jié) 多肽多肽 一個氨基酸的氨基與一個氨基酸的氨基與 另一個氨基酸的羧基另一個氨基酸的羧基 之間失水形成的酰胺之間失水形成的酰胺 鍵稱為肽鍵，所形成鍵稱為肽鍵，所形成 的化合物稱為肽。的化合物稱為肽。 l由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸組成的由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸組成的 肽則稱為多肽。組成多肽

11、的氨基酸單元稱為氨基酸殘基肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。 多多 肽肽 的的 形形 成成 與與 結結 構構 CCNCCNCCNCCNC CH2CHCH2CH2CH2 COO- OHCO2HCH2 CONH2 OH CH3 H3N+ OOOO HHHHH HHHH SerValTyrAsp Gln CH3 N-端 C-端 肽鍵 在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排 列順序稱為氨基酸順序列順序稱為氨基酸順序 通常在多肽鏈的一端含有一個游離的通常在多肽鏈的一端含有一個游離的 - -氨基，稱為氨氨基，稱為氨 基端或基端或N-N-

12、端；在另一端含有一個游離的端；在另一端含有一個游離的 - -羧基，稱為羧基，稱為 羧基端或羧基端或C-C-端。端。 氨基酸的順序是從氨基酸的順序是從N-N-端的氨基酸殘基開始，以端的氨基酸殘基開始，以C-C-端氨端氨 基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為：基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為： Ser-Val-Tyr-Asp-GlnSer-Val-Tyr-Asp-Gln 二、肽鍵二、肽鍵 肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有 明顯的共軛作用。明顯的共軛作用。 組成肽鍵的原子處于同一平面。組成肽鍵的原子處于同一平面。 肽鍵肽鍵 肽鍵中的

13、肽鍵中的C-NC-N鍵具有部分鍵具有部分 雙鍵性質，不能自由旋雙鍵性質，不能自由旋 轉。轉。 在大多數情況下，以反在大多數情況下，以反 式結構存在。式結構存在。 四肽的結構四肽的結構 三、多肽的性質三、多肽的性質 多肽分子中含有游離的末端氨基和羧基，氨基多肽分子中含有游離的末端氨基和羧基，氨基 酸殘基的側鏈上也含有可離解基團，因此，多酸殘基的側鏈上也含有可離解基團，因此，多 肽可以看成是一個肽可以看成是一個“大氨基酸大氨基酸”。 多肽在水溶液中也以兩性離子的形式存在，有多肽在水溶液中也以兩性離子的形式存在，有 等電點。等電點。 在等電點時，正離子數目與負離子數目相等，在等電點時，正離子數目與負

14、離子數目相等， 凈電荷為零。等電點的高低，主要取決于側鏈凈電荷為零。等電點的高低，主要取決于側鏈 上的堿性和酸性基團的相對數目。上的堿性和酸性基團的相對數目。 1 1，多肽的兩性離解，多肽的兩性離解 2 2，多肽鏈的水解，多肽鏈的水解 多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣，可以多肽的肽鍵與一般的酰胺鍵一樣，可以 被酸或堿水解，也可以被酶水解。被酸或堿水解，也可以被酶水解。 根據多肽水解程度的不同可以分為完全根據多肽水解程度的不同可以分為完全 水解和部分水解。水解和部分水解。 完全水解得到各種氨基酸的混合物，部完全水解得到各種氨基酸的混合物，部 分水解通常得到多肽片段。分水解通常得到多肽片段。 酸或堿能

15、夠將多肽完全水解，酶水解一酸或堿能夠將多肽完全水解，酶水解一 般是部分水解。般是部分水解。 （1 1）酸水解）酸水解 常用常用6 mol/L6 mol/L的鹽酸或的鹽酸或4 mol/L4 mol/L的硫酸在的硫酸在 105-110105-110條件下進行水解，反應時間約條件下進行水解，反應時間約 2020小時。小時。 此法的優(yōu)點是不容易引起水解產物的消此法的優(yōu)點是不容易引起水解產物的消 旋化。缺點是旋化。缺點是色氨酸色氨酸被沸酸完全破壞；被沸酸完全破壞； 含有羥基的氨基酸如絲氨酸或蘇氨酸有含有羥基的氨基酸如絲氨酸或蘇氨酸有 一小部分被分解；一小部分被分解；門冬酰胺和谷氨酰胺門冬酰胺和谷氨酰胺

16、側鏈的酰胺基被水解成了羧基。側鏈的酰胺基被水解成了羧基。 （2 2）堿水解）堿水解 一般用一般用5 mol/L5 mol/L氫氧化鈉煮沸氫氧化鈉煮沸10-2010-20小時。小時。 由于水解過程中許多氨基酸都受到不同由于水解過程中許多氨基酸都受到不同 程度的破壞，產率不高。程度的破壞，產率不高。 部分的水解部分的水解產物發(fā)生消旋化產物發(fā)生消旋化。 該法的優(yōu)點是該法的優(yōu)點是色氨酸色氨酸在水解中不受破壞。在水解中不受破壞。 （3 3）酶水解）酶水解 目前用于蛋白質肽鏈斷裂的蛋白水解酶目前用于蛋白質肽鏈斷裂的蛋白水解酶 （proteolytic enzymeproteolytic enzyme）或稱

17、蛋白酶）或稱蛋白酶 （proteinaseproteinase）已有十多種。）已有十多種。 應用酶水解多肽不會破壞氨基酸，也不應用酶水解多肽不會破壞氨基酸，也不 會發(fā)生消旋化。水解的產物為較小的會發(fā)生消旋化。水解的產物為較小的肽肽 段。段。 四、天然存在的重要多肽四、天然存在的重要多肽 在生物體中，多肽最重要的存在形式是在生物體中，多肽最重要的存在形式是 作為蛋白質的亞單位。作為蛋白質的亞單位。 但是，也有許多分子量比較小的多肽以但是，也有許多分子量比較小的多肽以 游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特 殊的生理功能，常稱為活性肽。殊的生理功能，常稱為活性肽。 如

18、：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多如：腦啡肽；激素類多肽；抗生素類多 肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。 N H C O CH2NHC O CHNHC O CH3 CH CH OH CH2OH CHHNCNHCHCNHCH2C CO CH N H HO CH2NH NH CHCH CH3 CH2CH3 CO O OO CH2 CH2 SO OH 鵝膏覃堿的化學結構 Met-Met-腦啡肽腦啡肽 Leu-Leu-腦啡肽腦啡肽 牛催產素（九肽牛催產素（九肽） 短桿菌肽短桿菌肽S(S(環(huán)十肽環(huán)十肽) ) 谷胱甘肽谷胱甘肽 - -谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，簡寫為谷氨酰半胱氨酰甘氨酸，簡寫為

19、GSHGSH，是廣泛存在于，是廣泛存在于 動物和植物細胞中的一種三肽，在生物體內發(fā)生的氧化動物和植物細胞中的一種三肽，在生物體內發(fā)生的氧化 還原反應中起重要作用。它有兩種存在形式，即還原型還原反應中起重要作用。它有兩種存在形式，即還原型 和氧化型：和氧化型： 第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質的結構蛋白質的結構 蛋白質是由一條或多條多肽鏈以特殊方蛋白質是由一條或多條多肽鏈以特殊方 式結合而成的生物大分子。式結合而成的生物大分子。 蛋白質與多肽并無嚴格的界線，通常是蛋白質與多肽并無嚴格的界線，通常是 將分子量在將分子量在60006000道爾頓以上的多肽稱為道爾頓以上的多肽稱為 蛋白質。蛋白質。 蛋白質分子量變

20、化范圍很大蛋白質分子量變化范圍很大, , 從大約從大約 60006000到到10000001000000道爾頓甚至更大。道爾頓甚至更大。 蛋白質結構層次的界定蛋白質結構層次的界定 蛋白質結構非常復雜，蛋白質結構非常復雜，19691969年國際純化學年國際純化學 與應用化學聯合會（與應用化學聯合會（IUPACIUPAC）對蛋白質高）對蛋白質高 級結構的不同層次作了界定級結構的不同層次作了界定 主要包括以肽鏈線性結構為基礎的一級結主要包括以肽鏈線性結構為基礎的一級結 構，以及由肽鏈卷曲、折疊而形成的三維構，以及由肽鏈卷曲、折疊而形成的三維 結構結構- -蛋白質的二級、三級和四級結構。蛋白質的二級、

21、三級和四級結構。 一級結構二級結構 三級結構四級結構 氨基酸的 排列順序 由肽段折疊產生， 規(guī)則的幾何走向， 限于主鏈原子的局 部空間排列 肽段折疊產生的多 肽鏈的進一步盤繞 折疊形成，即肽鏈 所有原子的空間排 列 由具有球狀結構的 肽鏈裝配而成，指 寡聚蛋白中亞基的 種類、數目、空間 排列及亞基間的相 互作用 超二級結構-結構域 一、蛋白質的一級結構一、蛋白質的一級結構 蛋白質的一級結構蛋白質的一級結構 (Primary structure)(Primary structure) 包括組成蛋白質的多包括組成蛋白質的多 肽鏈數目肽鏈數目. . 多肽鏈的氨基酸順序，多肽鏈的氨基酸順序， 以及多肽

22、鏈內或鏈間以及多肽鏈內或鏈間 二硫鍵的數目和位置。二硫鍵的數目和位置。 其中最重要的是多肽其中最重要的是多肽 鏈的氨基酸順序，它鏈的氨基酸順序，它 是蛋白質生物功能的是蛋白質生物功能的 基礎?；A。 牛胰核糖核酸酶的一級結構牛胰核糖核酸酶的一級結構 蛋白質一級結構的測定蛋白質一級結構的測定 蛋白質氨基酸順序的測定是蛋白質化學研究的基蛋白質氨基酸順序的測定是蛋白質化學研究的基 礎。自從礎。自從19531953年年F.SangerF.Sanger測定了胰島素的一級結測定了胰島素的一級結 構以來，現在已經有上千種不同蛋白質的一級結構以來，現在已經有上千種不同蛋白質的一級結 構被測定。構被測定。 胰島

23、素是由動物胰島分泌出來的一種蛋白質激素。胰島素是由動物胰島分泌出來的一種蛋白質激素。 蛋白質一級結構的測定的步驟蛋白質一級結構的測定的步驟 （1 1）測定蛋白質氨基酸殘基組成，根據蛋白質分）測定蛋白質氨基酸殘基組成，根據蛋白質分 子量，計算出構成蛋白質的各種氨基酸的數量。子量，計算出構成蛋白質的各種氨基酸的數量。 （2 2）測定蛋白質分子中多肽鏈的數目。）測定蛋白質分子中多肽鏈的數目。 （3 3）二硫鍵的斷裂及多肽鏈的拆分。）二硫鍵的斷裂及多肽鏈的拆分。 （4 4）多肽鏈的選擇性降解及肽段的氨基酸組成和）多肽鏈的選擇性降解及肽段的氨基酸組成和 順序的測定。順序的測定。 （5 5）利用酶選擇性降

24、解和溴化氰選擇性降解得到）利用酶選擇性降解和溴化氰選擇性降解得到 的各肽段的氨基酸順序彼此間的交錯重疊，拼湊的各肽段的氨基酸順序彼此間的交錯重疊，拼湊 出整條多肽鏈的氨基酸順序，并確定多肽鏈中二出整條多肽鏈的氨基酸順序，并確定多肽鏈中二 硫鍵的位置。硫鍵的位置。 二、蛋白質的二、蛋白質的結構結構 蛋白質的二級結構是指肽鏈的主鏈在空間的排蛋白質的二級結構是指肽鏈的主鏈在空間的排 列。它只涉及肽鏈主鏈的構象及鏈內或鏈間形列。它只涉及肽鏈主鏈的構象及鏈內或鏈間形 成的氫鍵。成的氫鍵。 肽鏈主鏈的構象是由肽鍵的特殊結構決定的。肽鏈主鏈的構象是由肽鍵的特殊結構決定的。 組成肽鍵的原子都處于同一平面。在肽

25、鏈中，組成肽鍵的原子都處于同一平面。在肽鏈中， 兩個相鄰的肽鍵通過一個共同的兩個相鄰的肽鍵通過一個共同的 - -碳原子相碳原子相 連接。由于連接。由于C C -N -N 和和 C C -C-C鍵可以自由旋轉，因鍵可以自由旋轉，因 此，在保持肽鍵平面結構不變的條件下，能夠此，在保持肽鍵平面結構不變的條件下，能夠 形成不同的空間排列。形成不同的空間排列。 二面角（二面角（，） 一個肽平面圍繞一個肽平面圍繞N N1 1- C- C 旋轉的角度用旋轉的角度用表示；表示； 另一個肽平面圍繞另一個肽平面圍繞C C -C-C2 2旋轉的角度，用旋轉的角度，用表示。表示。 這兩個旋轉角度叫二面角。一對二面角（

26、這兩個旋轉角度叫二面角。一對二面角（， ）決定了與一個）決定了與一個 - -碳原子相連的兩個肽平面碳原子相連的兩個肽平面 的相對位置的相對位置 肽平面的幾種不同的構象類型肽平面的幾種不同的構象類型 蛋白質二級結構的類型蛋白質二級結構的類型 維持主鏈空間排列的另一個重要因素是維持主鏈空間排列的另一個重要因素是 氫鍵。主鏈中的氫鍵。主鏈中的 -C=O -C=O 和和 -N-H -N-H 能夠相能夠相 互形成鏈內或鏈間的氫鍵。在各種可能互形成鏈內或鏈間的氫鍵。在各種可能 的構象中，能夠形成氫鍵最多的構象最的構象中，能夠形成氫鍵最多的構象最 穩(wěn)定。穩(wěn)定。 蛋白質二級結構主要有蛋白質二級結構主要有 -

27、-螺旋、螺旋、 - -折疊、折疊、 - -轉角和無規(guī)則卷曲。轉角和無規(guī)則卷曲。 多肽鏈中的各個肽平面圍繞多肽鏈中的各個肽平面圍繞 同一軸旋轉，形成螺旋結構，同一軸旋轉，形成螺旋結構， 螺旋一周，沿軸上升的距離螺旋一周，沿軸上升的距離 即螺距為即螺距為0.54nm,0.54nm,含含3.63.6個氨個氨 基酸殘基；兩個氨基酸之間基酸殘基；兩個氨基酸之間 的距離為的距離為0.15nm;0.15nm; 肽鏈內形成氫鍵，氫鍵的取肽鏈內形成氫鍵，氫鍵的取 向幾乎與軸平行，第一個氨向幾乎與軸平行，第一個氨 基酸殘基的酰胺基團的基酸殘基的酰胺基團的-CO-CO 基與第四個氨基酸殘基酰胺基與第四個氨基酸殘基酰

28、胺 基團的基團的- -NHNH基形成氫鍵?；纬蓺滏I。 蛋白質分子為右手蛋白質分子為右手 - -螺旋。螺旋。 （1 1） - -螺旋螺旋 肽鏈肽鏈 - -螺旋結構的四種表示方法螺旋結構的四種表示方法 - -螺旋螺旋 （2 2） - -折疊折疊 - -折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽 鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯而形成的。鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯而形成的。 肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構象肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構象 在在 - -折疊中，折疊中， - -碳原子總是處于折疊的角碳原子總是處于折疊的角 上，氨基酸的上，氨基酸的R R基團處于折疊的棱角上并與基團處于

29、折疊的棱角上并與 棱角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為棱角垂直，兩個氨基酸之間的軸心距為 0.350.35nmnm； 蛋白質的蛋白質的 - -折疊結構折疊結構 - -折疊結構的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的；折疊結構的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的； 也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所 有肽鍵都參與鏈內氫鍵的交聯，氫鍵與鏈的長軸有肽鍵都參與鏈內氫鍵的交聯，氫鍵與鏈的長軸 接近垂直。接近垂直。 - -折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈折疊有兩種類型。一種為平行式，即所有肽鏈 的的N-N-端都在同一邊。另一種為反平行式，即相鄰端都在同一邊。另一

30、種為反平行式，即相鄰 兩條肽鏈的方向相反。兩條肽鏈的方向相反。 （2 2） - -折疊折疊 蛋白質蛋白質 - -折疊結構的順反形式折疊結構的順反形式 （3 3） - -轉角轉角 -turn-turn 在在 - -轉角部分，由四個轉角部分，由四個 氨基酸殘基組成氨基酸殘基組成; ; 彎曲處的第一個氨基酸彎曲處的第一個氨基酸 殘基的殘基的 -C=O -C=O 和第四個和第四個 殘基的殘基的 N-H N-H 之間形成之間形成 氫鍵，形成一個不很穩(wěn)氫鍵，形成一個不很穩(wěn) 定的環(huán)狀結構。定的環(huán)狀結構。 這類結構主要存在于球這類結構主要存在于球 狀蛋白分子中。狀蛋白分子中。 蛋白質的兩種主要蛋白質的兩種主要

31、 - -轉角結構轉角結構 由于甘氨酸和脯氨酸結構的特殊性，常常出現由于甘氨酸和脯氨酸結構的特殊性，常常出現 在在 - -轉角結構中。轉角結構中。 a a： I I( (普通轉角普通轉角) )；b b： II II( (甘氨酸轉角 甘氨酸轉角) ) （4 4）無規(guī)則卷曲）無規(guī)則卷曲 指沒有明確規(guī)律性的肽鏈構象，但仍然指沒有明確規(guī)律性的肽鏈構象，但仍然 是緊密有序的穩(wěn)定結構，可以通過主鏈是緊密有序的穩(wěn)定結構，可以通過主鏈 間氫鍵，甚至在主鏈與側鏈間形成氫鍵間氫鍵，甚至在主鏈與側鏈間形成氫鍵 而維持其構象。而維持其構象。 無規(guī)則卷曲的類型大體上可以分為兩大無規(guī)則卷曲的類型大體上可以分為兩大 類。類。

32、 緊密環(huán)（緊密環(huán)（compact loopcompact loop） 肽鏈片段的主體結構形成一端開放的環(huán)狀，其主鏈卷曲成希臘字母肽鏈片段的主體結構形成一端開放的環(huán)狀，其主鏈卷曲成希臘字母 ， 所以又稱所以又稱 環(huán)。環(huán)。 此肽鏈片段由此肽鏈片段由6 6 1616個氨基酸殘基組成，其殘基側鏈可堆積在環(huán)內，個氨基酸殘基組成，其殘基側鏈可堆積在環(huán)內， 通過疏水作用或形成氫鍵等成為緊密結構，肽鏈片段兩末端間距離通過疏水作用或形成氫鍵等成為緊密結構，肽鏈片段兩末端間距離 較小，從第一個較小，從第一個C C 到最后一個到最后一個C C 之間為之間為0.370.37 1.0nm1.0nm。 環(huán)可能與蛋白質的識

33、別功能有關，并參與催化作用。環(huán)可能與蛋白質的識別功能有關，并參與催化作用。 連接條帶連接條帶 伸展的肽鏈條帶構成二級結構單元之間的連接，伸展的肽鏈條帶構成二級結構單元之間的連接， 有以下幾種類型：有以下幾種類型：S S型的型的 - - 連接；長度和連接；長度和 構象不一的構象不一的 - - 和和 - - 連接；連接； 弓連接了不相弓連接了不相 鄰的鄰的 鏈，形成希臘花邊連接。鏈，形成希臘花邊連接。 三、三、蛋白質的三級結構蛋白質的三級結構 蛋白質的三級結構蛋白質的三級結構( (Tertiary Structure) ) 是指在二級結構基礎上，肽鏈的不同區(qū)是指在二級結構基礎上，肽鏈的不同區(qū) 段的

34、側鏈基團相互作用在空間進一步盤段的側鏈基團相互作用在空間進一步盤 繞、折疊形成的包括主鏈和側鏈構象在繞、折疊形成的包括主鏈和側鏈構象在 內的特征三維結構。內的特征三維結構。 維系這種特定結構的力主要有氫鍵、疏維系這種特定結構的力主要有氫鍵、疏 水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是疏 水鍵，在蛋白質三級結構中起著重要作水鍵，在蛋白質三級結構中起著重要作 用。用。 1 1，超二級結構，超二級結構 在某些具有特殊功能的球狀蛋白質分子中，常在某些具有特殊功能的球狀蛋白質分子中，常 常出現許多相鄰的二級結構單元按照一定規(guī)律、常出現許多相鄰的二級結構單元按照一定規(guī)律、 規(guī)則地

35、組合在一起，彼此相互作用，形成在空規(guī)則地組合在一起，彼此相互作用，形成在空 間構象上有區(qū)別的二級結構組合單位，稱為超間構象上有區(qū)別的二級結構組合單位，稱為超 二級結構。二級結構。 它可以作為構成三級結構的元件。超二級結構它可以作為構成三級結構的元件。超二級結構 有有（兩個（兩個 - -螺旋互相纏繞構成）、螺旋互相纏繞構成）、（兩（兩 個個 - -折疊通過一段肽鏈連接）、折疊通過一段肽鏈連接）、（三段（三段 - - 折疊鏈和兩段折疊鏈和兩段 - -螺旋組成）和螺旋組成）和（三條反平（三條反平 - -折疊通過折疊通過 - -轉角連接）等幾種類型。轉角連接）等幾種類型。 蛋白質中的幾種超二級結構 結

36、構域（結構域（structural domainstructural domain） 對于一些相當大的蛋白質分子，一條長的多肽對于一些相當大的蛋白質分子，一條長的多肽 鏈，有時要先分別折疊成幾個相對獨立的區(qū)域，鏈，有時要先分別折疊成幾個相對獨立的區(qū)域， 再組裝成球狀或顆粒狀的復雜構象（三級結再組裝成球狀或顆粒狀的復雜構象（三級結 構）。構）。 這種在二級結構或超二級結構基礎上形成的特這種在二級結構或超二級結構基礎上形成的特 定區(qū)域稱為結構域（定區(qū)域稱為結構域（structural domainstructural domain）。）。 每個結構域自身都是緊密裝配的，但結構域之每個結構域自身都是

37、緊密裝配的，但結構域之 間的聯系是比較松散的，因此在兩個結構域間間的聯系是比較松散的，因此在兩個結構域間 常常形成空穴。不同的蛋白質，其結構域的數常常形成空穴。不同的蛋白質，其結構域的數 目各不相同。蛋白質分子分成幾個結構域的現目各不相同。蛋白質分子分成幾個結構域的現 象，通常與蛋白質的功能有關。象，通常與蛋白質的功能有關。 2 2，三級結構的折疊類型，三級結構的折疊類型 以結構域為單位，根據二級結構的類型、以結構域為單位，根據二級結構的類型、 數量、組合方式等，三級結構主要有以數量、組合方式等，三級結構主要有以 下幾種類型。下幾種類型。 （1 1）全）全 類型類型 蛋白質結構中的二級結構以蛋

38、白質結構中的二級結構以 - -螺旋為主，螺旋為主， 各段各段 - -螺旋通過反平行或近于相互垂直螺旋通過反平行或近于相互垂直 的狀態(tài)連接，排列成層，再平行疊起，的狀態(tài)連接，排列成層，再平行疊起， 從而形成三級結構的構象基礎。從而形成三級結構的構象基礎。 全全 類型有升降螺旋捆和希臘花邊螺旋捆類型有升降螺旋捆和希臘花邊螺旋捆 等幾個亞型。升降螺旋捆由各鄰近的等幾個亞型。升降螺旋捆由各鄰近的 - - 螺旋頭尾相連，反向排列成桶狀，常為螺旋頭尾相連，反向排列成桶狀，常為 四螺旋捆四螺旋捆 。 蛋白質的全蛋白質的全 類型三級結構類型三級結構 蚯蚓肌紅蛋白蚯蚓肌紅蛋白 煙草花葉病毒外殼蛋白煙草花葉病毒外

39、殼蛋白 血紅蛋白血紅蛋白 亞基亞基 （2 2）平行）平行 / / 類型類型 整個肽鏈中整個肽鏈中 - -螺旋與螺旋與 - -折疊交替存在，卷曲組成多層，折疊交替存在，卷曲組成多層， 一般平行的一般平行的 - -折疊片層在結構域的內部，折疊片層在結構域的內部， - -螺旋覆蓋螺旋覆蓋 在外部，實際上是超二級結構在外部，實際上是超二級結構的進一步連接擴充，的進一步連接擴充， 大多數卷曲成右手交叉連接。大多數卷曲成右手交叉連接。 丙丙 酮酮 酸酸 激激 酶酶 己己 糖糖 激激 酶酶 （3 3）反平行）反平行 類型類型 主要由主要由 - -折疊片層反平行排列形成，折疊片層反平行排列形成， 鏈之間以鏈之

40、間以 - -轉角轉角 連接，或者以跳過相鄰連接，或者以跳過相鄰 鏈的條帶而進行連接。常見的鏈的條帶而進行連接。常見的 希臘花邊希臘花邊 桶的桶的 鏈呈反時針方向盤繞，桶的相對兩邊鏈呈反時針方向盤繞，桶的相對兩邊 鏈呈右手交叉連接鏈呈右手交叉連接 前前 血血 清清 白白 蛋蛋 白白 免免 疫疫 球球 蛋蛋 白白 （4 4）不規(guī)則結構類型）不規(guī)則結構類型 許多小蛋白質立體結構不規(guī)則，其中正規(guī)的二級結構許多小蛋白質立體結構不規(guī)則，其中正規(guī)的二級結構 單元較少，沒有上述幾種結構類型。有些蛋白質富含單元較少，沒有上述幾種結構類型。有些蛋白質富含 金屬元素，有些富含二硫鍵。金屬元素，有些富含二硫鍵。 3

41、3，多結構域蛋白質，多結構域蛋白質 大分子的蛋白質往往具有多個結構域，其三級結構是大分子的蛋白質往往具有多個結構域，其三級結構是 在結構域構象的基礎上通過肽鏈連接形成的。在結構域構象的基礎上通過肽鏈連接形成的。 四四、蛋白質的四級結構蛋白質的四級結構 蛋白質的四級結構蛋白質的四級結構(Quaternary Structure)(Quaternary Structure)是是 指由多條各自具有一、二、三級結構的肽鏈通指由多條各自具有一、二、三級結構的肽鏈通 過非共價鍵連接起來的結構形式；各個亞基在過非共價鍵連接起來的結構形式；各個亞基在 這些蛋白質中的空間排列方式及亞基之間的相這些蛋白質中的空間

42、排列方式及亞基之間的相 互作用關系?；プ饔藐P系。 蛋白質的四級結構主要涉及具有三級結構的多蛋白質的四級結構主要涉及具有三級結構的多 肽鏈聚合形成蛋白質時的空間排列方式和相互肽鏈聚合形成蛋白質時的空間排列方式和相互 作用。許多天然球狀蛋白質多是由兩條或多條作用。許多天然球狀蛋白質多是由兩條或多條 肽鏈構成的，在這些蛋白質分子中，肽鏈之間肽鏈構成的，在這些蛋白質分子中，肽鏈之間 沒有共價鍵連接，每條肽鏈各自具有一、二、沒有共價鍵連接，每條肽鏈各自具有一、二、 三級結構。三級結構。 1 1，寡聚蛋白的亞基數目，寡聚蛋白的亞基數目 這種蛋白質分子這種蛋白質分子 中，最小的單位中，最小的單位 通常稱為亞

43、基或通常稱為亞基或 亞單位亞單位 （SubunitSubunit），）， 它一般由一條肽它一般由一條肽 鏈構成，無生理鏈構成，無生理 活性；維持亞基活性；維持亞基 之間的化學鍵主之間的化學鍵主 要是疏水力。由要是疏水力。由 多個亞基聚集而多個亞基聚集而 成的蛋白質常常成的蛋白質常常 稱為寡聚蛋白。稱為寡聚蛋白。 蛋白質蛋白質亞基數目亞基數目 醇脫氫酶醇脫氫酶2 2 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶2 2 醛縮酶醛縮酶3 3 3-3-磷酸甘油醛脫氫酶磷酸甘油醛脫氫酶4 4 乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶4 4 血紅蛋白血紅蛋白4 4 谷氨酸合成酶谷氨酸合成酶1212 蕃茄株低矮病毒外殼蛋白蕃茄株低矮病毒外殼蛋白1

44、80180 2 2， 寡寡 聚聚 蛋蛋 白白 亞亞 基基 的的 排排 列列 方方 式式 兩個亞基的結構兩個亞基的結構 第四節(jié)第四節(jié) 化學物質與蛋白質的相互作用化學物質與蛋白質的相互作用 在生物體內，蛋白質（包括酶）占細胞干重的在生物體內，蛋白質（包括酶）占細胞干重的70%70% 以上，種類繁多，在生命活動過程中起著發(fā)揮各以上，種類繁多，在生命活動過程中起著發(fā)揮各 種各樣的作用。隨著人們對環(huán)境保護和生活質量種各樣的作用。隨著人們對環(huán)境保護和生活質量 要求的提高，蛋白質在食品、醫(yī)藥（生化藥物、要求的提高，蛋白質在食品、醫(yī)藥（生化藥物、 臨床檢驗、藥物篩選等）、環(huán)保（環(huán)境分析）、臨床檢驗、藥物篩選等

45、）、環(huán)保（環(huán)境分析）、 農業(yè)、日用化工（化妝品）、精細化工（酶催化農業(yè)、日用化工（化妝品）、精細化工（酶催化 合成）等領域的應用日益廣泛。合成）等領域的應用日益廣泛。 在蛋白質體外的應用中，一般涉及到分離純化、在蛋白質體外的應用中，一般涉及到分離純化、 儲存、含量檢測等過程，其中常常發(fā)生化學物質儲存、含量檢測等過程，其中常常發(fā)生化學物質 與蛋白質非專一性的相互作用，如沉淀作用、變與蛋白質非專一性的相互作用，如沉淀作用、變 性作用、穩(wěn)定作用以及化學修飾作用等。性作用、穩(wěn)定作用以及化學修飾作用等。 一、化學物質對蛋白質的沉淀作用一、化學物質對蛋白質的沉淀作用 由于蛋白質的分子量很大，它在水中能夠形

46、成膠由于蛋白質的分子量很大，它在水中能夠形成膠 體溶液。蛋白質溶液具有膠體溶液的典型性質，體溶液。蛋白質溶液具有膠體溶液的典型性質， 如丁達爾現象、布郎運動等。由于膠體溶液中的如丁達爾現象、布郎運動等。由于膠體溶液中的 蛋白質不能通過半透膜，因此可以應用透析法將蛋白質不能通過半透膜，因此可以應用透析法將 非蛋白的小分子雜質除去。非蛋白的小分子雜質除去。 根據蛋白質的親水膠體性質，當其環(huán)境發(fā)生改變根據蛋白質的親水膠體性質，當其環(huán)境發(fā)生改變 時，蛋白質會發(fā)生沉淀作用。時，蛋白質會發(fā)生沉淀作用。 蛋白質膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子量大小、所蛋白質膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子量大小、所 帶的電荷和水化作用

47、有關。改變溶液的條件，將帶的電荷和水化作用有關。改變溶液的條件，將 影響蛋白質的溶解性質。在適當的條件下，蛋白影響蛋白質的溶解性質。在適當的條件下，蛋白 質能夠從溶液中沉淀出來。質能夠從溶液中沉淀出來。 沉沉 淀淀 作作 用用 的的 類類 型型 可逆沉淀可逆沉淀 不可逆沉淀不可逆沉淀 抗體抗體- -抗原沉淀抗原沉淀 在溫和條件下，通過改變溶液的在溫和條件下，通過改變溶液的pHpH 或電荷狀況，使蛋白質從膠體溶液或電荷狀況，使蛋白質從膠體溶液 中沉淀分離。蛋白質在沉淀過程中中沉淀分離。蛋白質在沉淀過程中 結構和性質都沒有發(fā)生變化，在適結構和性質都沒有發(fā)生變化，在適 當的條件下，可以重新溶解形成溶

48、當的條件下，可以重新溶解形成溶 液，又稱為非變性沉淀。液，又稱為非變性沉淀。 在強烈沉淀條件下，不僅破壞了蛋在強烈沉淀條件下，不僅破壞了蛋 白質膠體溶液的穩(wěn)定性，而且也破白質膠體溶液的穩(wěn)定性，而且也破 壞了蛋白質的結構和性質，產生的壞了蛋白質的結構和性質，產生的 蛋白質沉淀不可能再重新溶解于水蛋白質沉淀不可能再重新溶解于水 由于沉淀過程發(fā)生了蛋白質的結構由于沉淀過程發(fā)生了蛋白質的結構 和性質的變化，又稱為變性沉淀。和性質的變化，又稱為變性沉淀。 抗體和抗原蛋白通過相互識別抗體和抗原蛋白通過相互識別 和結合而發(fā)生的沉淀現象。這和結合而發(fā)生的沉淀現象。這 種特殊的沉淀作用是生物體免種特殊的沉淀作用

49、是生物體免 疫功能的基礎。疫功能的基礎。 沉淀劑的類型沉淀劑的類型 無機物沉淀無機物沉淀等電點沉淀等電點沉淀有機物沉淀有機物沉淀聚合物沉淀聚合物沉淀 鹽析鹽析 最常用最常用 的鹽析的鹽析 劑是硫劑是硫 酸銨、酸銨、 硫酸鈉硫酸鈉 磷酸鉀磷酸鉀 磷酸鈉磷酸鈉 金屬離子金屬離子 應用較應用較 廣的是廣的是 ZnZn2+ 2+， ， CaCa2+ 2+， ， MgMg2+ 2+， ， BaBa2+ 2+， MnMn2+ 2+ 在等電點在等電點 時，蛋白時，蛋白 質的溶解質的溶解 度最小，度最小， 在電場中在電場中 不移動。不移動。 主要缺點主要缺點 是酸化時是酸化時 易使蛋白易使蛋白 質失活，質失活

50、， 有機有機 溶劑溶劑 水互溶水互溶 的有機的有機 溶劑使溶劑使 蛋白質蛋白質 沉淀。沉淀。 20-50%20-50% 乙醇，乙醇， 丙酮丙酮 有機有機 物物 包括鞣酸包括鞣酸 苦味酸（苦味酸（ 即即2,4,6-2,4,6- 三硝基苯三硝基苯 酚）、三酚）、三 氯乙酸、氯乙酸、 磺基水楊磺基水楊 酸等。酸等。 非離非離 子型子型 聚乙二聚乙二 醇等能醇等能 降低水降低水 化度，化度， 使蛋白使蛋白 質沉淀質沉淀 常用的常用的 是是60006000 聚電聚電 解質解質 如羧甲如羧甲 基纖維基纖維 素，海素，海 藻酸鹽藻酸鹽 聚丙烯聚丙烯 酸，聚酸，聚 乙烯亞乙烯亞 胺等。胺等。 二、化學物質對蛋

51、白質的穩(wěn)定作用二、化學物質對蛋白質的穩(wěn)定作用 許多蛋白質在一般緩沖溶液中的穩(wěn)定性許多蛋白質在一般緩沖溶液中的穩(wěn)定性 相當低，某些酶蛋白溶液在相當低，某些酶蛋白溶液在37C37C 放置的放置的 半衰期僅幾個小時。半衰期僅幾個小時。 這種穩(wěn)定性降低的原因常常是某些物理這種穩(wěn)定性降低的原因常常是某些物理 或化學因素破壞了維持蛋白質結構的天或化學因素破壞了維持蛋白質結構的天 然狀態(tài)，引起蛋白質理化性質改變并導然狀態(tài)，引起蛋白質理化性質改變并導 致其生理活性喪失，這種現象稱為蛋白致其生理活性喪失，這種現象稱為蛋白 質的變性。質的變性。 蛋白質不可逆失活的化學因素蛋白質不可逆失活的化學因素 強酸和強堿強酸

52、和強堿 強的酸堿可強的酸堿可 以改變蛋白以改變蛋白 質溶液的質溶液的pHpH 引起蛋白質引起蛋白質 表面必需基表面必需基 團的電離，團的電離， 使蛋白質的使蛋白質的 空間結構發(fā)空間結構發(fā) 生變化，造生變化，造 成蛋白質分成蛋白質分 子聚集，導子聚集，導 致變性。致變性。 氧化劑氧化劑 氧化劑甲硫氧化劑甲硫 氨酸、半胱氨酸、半胱 氨酸和胱氨氨酸和胱氨 酸殘基。酪酸殘基。酪 氨酸側鏈的氨酸側鏈的 酚羥基可以酚羥基可以 被氧化成醌被氧化成醌 再與巰基、再與巰基、 氨基發(fā)生邁氨基發(fā)生邁 克爾加成反克爾加成反 應形成交聯應形成交聯 產物。產物。 表面活性劑表面活性劑變性劑變性劑 重金屬離子重金屬離子 去

53、污劑與蛋去污劑與蛋 白質表面的白質表面的 疏水區(qū)域結疏水區(qū)域結 合，導致蛋合，導致蛋 白質伸展，白質伸展， 分子內部的分子內部的 疏水性氨基疏水性氨基 酸殘基暴露酸殘基暴露 從而使蛋白從而使蛋白 質發(fā)生不可質發(fā)生不可 逆變性。逆變性。 脲或鹽酸胍脲或鹽酸胍 與蛋白質多與蛋白質多 肽鏈作用，肽鏈作用， 破壞了蛋白破壞了蛋白 質分子內維質分子內維 持其二級結持其二級結 構和高級結構和高級結 構的氫鍵。構的氫鍵。 有機溶劑也有機溶劑也 會引起蛋白會引起蛋白 質變性失活質變性失活 HgHg2+ 2+、 、CdCd2+ 2+、 、 PbPb2+ 2+能與蛋 能與蛋 白質分子中白質分子中 的半胱氨酸的半胱

54、氨酸 的巰基、組的巰基、組 氨酸的咪唑氨酸的咪唑 基以及色氨基以及色氨 酸的吲哚基酸的吲哚基 反應，使蛋反應，使蛋 白質不可逆白質不可逆 沉淀而變性沉淀而變性 失活。失活。 三、化學物質對蛋白質的穩(wěn)定作用三、化學物質對蛋白質的穩(wěn)定作用 蛋白質的穩(wěn)定性是指蛋白質抵抗各種因蛋白質的穩(wěn)定性是指蛋白質抵抗各種因 素的影響，保持其生物活性的能力。根素的影響，保持其生物活性的能力。根 據生物體內蛋白質等存在的狀態(tài)，可以據生物體內蛋白質等存在的狀態(tài)，可以 利用化學物質或化學方法使蛋白質穩(wěn)定利用化學物質或化學方法使蛋白質穩(wěn)定 化，以有利于蛋白質在體外的應用。化，以有利于蛋白質在體外的應用。 通過研究蛋白質的變

55、性及穩(wěn)定性，可以通過研究蛋白質的變性及穩(wěn)定性，可以 了解蛋白質的結構功能與穩(wěn)定性的關系了解蛋白質的結構功能與穩(wěn)定性的關系 等。等。 在蛋白質（酶）分離、純化、儲藏和應用中，在蛋白質（酶）分離、純化、儲藏和應用中， 可以通過化學方法使蛋白質穩(wěn)定。其中常用的可以通過化學方法使蛋白質穩(wěn)定。其中常用的 方法有以下幾種：方法有以下幾種： 固定化：將酶或蛋白質多點連接于載體上（無固定化：將酶或蛋白質多點連接于載體上（無 機載體、高分子載體）；機載體、高分子載體）； 添加劑：保護蛋白質（酶）不受氧化劑氧化、添加劑：保護蛋白質（酶）不受氧化劑氧化、 不受變性劑變性等不受變性劑變性等 化學修飾：共價交聯，使蛋白

56、質構象固化。化學修飾：共價交聯，使蛋白質構象固化。 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑 共溶劑共溶劑 糖類，醇糖類，醇 氨基酸及氨基酸及 其衍生物其衍生物 無機鹽，無機鹽， 甘油，聚甘油，聚 乙二醇等乙二醇等 常用常用1-4M1-4M 濃度共溶濃度共溶 劑來穩(wěn)定劑來穩(wěn)定 蛋白質和蛋白質和 細胞器。細胞器。 抗氧化劑抗氧化劑 底物、輔酶底物、輔酶金屬離子金屬離子 化學交聯劑化學交聯劑 半胱氨酸，半胱氨酸， 2-2-巰基乙醇巰基乙醇 還原谷胱甘還原谷胱甘 肽，二巰基肽，二巰基 赤蘚醇等巰赤蘚醇等巰 基試劑可防基試劑可防 止巰基氧化止巰基氧化 植物抗氧化植物抗氧化 劑如兒茶酚劑如兒茶酚 黃酮等也具黃酮等也具 有保護作用有

57、保護作用 酶可被底酶可被底 物輔酶、物輔酶、 競爭性抑競爭性抑 制劑及反制劑及反 應產物等應產物等 所穩(wěn)定。所穩(wěn)定。 金屬離子不金屬離子不 僅可以影響僅可以影響 酶的活性，酶的活性， 還可以影響還可以影響 酶的穩(wěn)定性酶的穩(wěn)定性 如如CaCa2+ 2+多位 多位 點結合使得點結合使得 蛋白質分子蛋白質分子 成為緊密的成為緊密的 活性形式?；钚孕问健?交聯劑可在交聯劑可在 相隔較近的相隔較近的 兩個氨基酸兩個氨基酸 殘基之間，殘基之間， 或蛋白質與或蛋白質與 其他分子之其他分子之 間（如固定間（如固定 化載體）發(fā)化載體）發(fā) 生交聯反應生交聯反應 使蛋白質的使蛋白質的 構象穩(wěn)定。構象穩(wěn)定。 四、化學

58、物質的共價修飾作用四、化學物質的共價修飾作用 化學物質與生物大分子的共價作用常常化學物質與生物大分子的共價作用常常 涉及到物質的生理活性（包括藥理、毒涉及到物質的生理活性（包括藥理、毒 理等），如何判斷化合物與蛋白質分子理等），如何判斷化合物與蛋白質分子 中的哪類基團作用，在體外主要用化合中的哪類基團作用，在體外主要用化合 修飾的方法。修飾的方法。 該方法是研究蛋白質結構與功能的一種該方法是研究蛋白質結構與功能的一種 重要的基礎手段。重要的基礎手段。 生物體內蛋白質加合物的形成生物體內蛋白質加合物的形成 許多化學毒物對細胞產生的損害與其親電代謝許多化學毒物對細胞產生的損害與其親電代謝 產物同細

59、胞大分子的親核部位產物同細胞大分子的親核部位( (如蛋白質的巰如蛋白質的巰 基基) )發(fā)生不可逆結合具有密切關系。發(fā)生不可逆結合具有密切關系。 當外源化合物的活性代謝產物與細胞內重要生當外源化合物的活性代謝產物與細胞內重要生 物大分子，如核酸、蛋白質、脂質等共價結合，物大分子，如核酸、蛋白質、脂質等共價結合， 發(fā)生烷基化或芳基化，即導致發(fā)生烷基化或芳基化，即導致DNADNA損傷、蛋白損傷、蛋白 質正常功能喪失，乃至細胞的損傷或死亡、外質正常功能喪失，乃至細胞的損傷或死亡、外 源化合物與生物大分子相互作用主要有兩種方源化合物與生物大分子相互作用主要有兩種方 式：非共價結合和共價結合。式：非共價結

60、合和共價結合。 1 1，可與蛋白質發(fā)生反應的化合物，可與蛋白質發(fā)生反應的化合物 除少數烷化劑外，絕大多數外源化合物除少數烷化劑外，絕大多數外源化合物 需經體內代謝活化，轉變成親電子的活需經體內代謝活化，轉變成親電子的活 性代謝物，再與細胞內生物大分子中的性代謝物，再與細胞內生物大分子中的 親核部位和基團發(fā)生共價結合，例如蛋親核部位和基團發(fā)生共價結合，例如蛋 白質分子中的親核基團、白質分子中的親核基團、DNADNA、RNARNA及一及一 些小分子物質如谷胱甘肽等的親核部位些小分子物質如谷胱甘肽等的親核部位 等。等。 2 2，蛋白質分子中的可反應基團，蛋白質分子中的可反應基團 致癌物分子量的大小不