大專生物化學新-蛋白質組成性質和結構ppt課件

1、生物化學適用技術 章宇寧蛋白質的研討歷史蛋白質的研討歷史18世紀初，人們認識到一類“動物物質的存在，以為這一類的物質組成了動物包括人的身體中柔軟的部分18世紀末，科學家證明這類物質中含有氮1838年，科學家正式將這類物質定名為“protein該詞來自希臘語，有“最重要的意義蛋白質的研討歷史蛋白質的研討歷史科學家對蛋白質的直觀認識早于氨基酸1806年第一個氨基酸被發(fā)現(xiàn)，但直到1920年，科學家才區(qū)別了必需氨基酸和非必需氨基酸，提示了氨基酸和蛋白質之間的關系：蛋白質是由氨基酸構成的蛋白質的化學組成蛋白質的化學組成蛋白質是由氨基酸構成的氨基酸中都含有_組成蛋白質的主要元素是_，有些蛋白質還含有一定量

2、的_。_元素的含量在各種蛋白質中很接近，平均為_。這是蛋白質元素組成的特點，也是測定蛋白質含量的根據之一。凱氏定氮法凱氏定氮法在有催化劑的條件下，用濃硫酸消化樣品將有機氮都轉變成無機銨鹽，然后在堿性條件下將銨鹽轉化為氨，隨水蒸氣餾出并為過量的酸液吸收，再以規(guī)范堿滴定，就可計算出樣品中的氮量。 三聚氰胺奶和三聚氰胺奶和“皮革奶皮革奶三聚氰胺三聚氰胺MelamineMelamine化學式：化學式：C3H6N6C3H6N6，俗稱，俗稱蛋白精，蛋白精，IUPACIUPAC命名為命名為“1,3,5-“1,3,5-三嗪三嗪-2,4,6-2,4,6-三氨基三氨基，被用作化工原料。它無色，幾乎無味，微溶于，被

3、用作化工原料。它無色，幾乎無味，微溶于水水3.1g/L3.1g/L常溫，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱常溫，可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚類。對身乙二醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚類。對身體有害，不可用于食品加工或食品添加物。體有害，不可用于食品加工或食品添加物。三聚氰胺中的氮不是來自于蛋白三聚氰胺中的氮不是來自于蛋白質，可以經過其他技術檢測質，可以經過其他技術檢測“非非蛋白氮進展定量。蛋白氮進展定量。三聚氰胺奶和三聚氰胺奶和“皮革奶皮革奶在皮革行業(yè)中，會有一些下腳料。它們是沒有用的廢料，但含有大量膠原蛋白。用這樣的廢料來消費“水解膠原蛋白，本錢非常低由于加工過程

4、的衛(wèi)生條件差、有毒重金屬殘留，呵斥嚴重危害，“皮革奶的檢測并不困難。膠原蛋白中有大量的羥基脯氨酸，而牛奶蛋白中并不含有；牛奶蛋白中有一定量的色氨酸，而膠原蛋白中并不含有。 蛋白質的分類蛋白質的分類按分子外形分類按分子外形分類球狀蛋白球狀蛋白纖維狀蛋白纖維狀蛋白按分子組成分類按分子組成分類簡單蛋白：無簡單蛋白：無 非蛋白成分非蛋白成分 可進一步按可進一步按溶解度分類溶解度分類結合蛋白：蛋白質非蛋白成分結合蛋白：蛋白質非蛋白成分 可進可進一步按輔基分類一步按輔基分類蛋白質的分類蛋白質的分類簡單蛋白按溶解度分類蛋白質的分類蛋白質的分類結合蛋白按輔基分類氨基酸如何構成蛋白質？氨基酸如何構成蛋白質？如何

5、“串起氨基酸？氨基酸如何構成蛋白質？氨基酸如何構成蛋白質？氨基酸脫水縮合構成肽氨基酸脫水縮合構成肽作業(yè)一：謄寫作業(yè)一：謄寫氨基酸脫水縮氨基酸脫水縮合構成肽的方合構成肽的方程式程式氨基酸如何構成蛋白質？氨基酸如何構成蛋白質？肽鍵：不能自在旋轉，C、N、O、H及兩邊的C原子6個原子共平面，稱為“酰胺面，影響蛋白質構造兩個氨基酸相連就叫做二肽二肽的兩端可以繼續(xù)和其他氨基酸反響，構成三肽、四肽、五肽少于10個氨基酸的肽叫寡肽， 多于10個氨基酸的肽叫多肽某些小肽具有特別的生物活性肽及肽鍵肽及肽鍵氨基酸殘基氨基酸殘基蛋白質的理化性質蛋白質的理化性質物理性質千差萬別由氨基酸組成，保管了氨基酸的一些化學性質

6、具有本身的獨特性質蛋白質的理化性質蛋白質的理化性質 兩性性質及等電點 膠體性質 沉淀作用 顏色反響 紫外吸收性質 蛋白質的兩性性質及等電點蛋白質的兩性性質及等電點 蛋白質的等電點：蛋白質所帶凈電荷為零時，所處溶液的蛋白質的等電點：蛋白質所帶凈電荷為零時，所處溶液的pH pH 值即為該蛋白質的等電點。值即為該蛋白質的等電點。等電點與等離子點等電點與等離子點中性鹽的存在常導致蛋白質的等電點發(fā)中性鹽的存在常導致蛋白質的等電點發(fā)生明顯的改動生明顯的改動實踐測得的等電點與介質的離子組成有實踐測得的等電點與介質的離子組成有關關在不含任何鹽的純水中測得的等電點稱在不含任何鹽的純水中測得的等電點稱為蛋白質的等

7、離子點，是蛋白質的特征為蛋白質的等離子點，是蛋白質的特征常數(shù)常數(shù)蛋白質的膠體性質蛋白質的膠體性質蛋白質溶液具有膠體溶液的典型性蛋白質溶液具有膠體溶液的典型性質，如不能經過半透膜等。質，如不能經過半透膜等。常用透析法分別純化蛋白質常用透析法分別純化蛋白質穩(wěn)定蛋白質膠體溶液的主要要素：穩(wěn)定蛋白質膠體溶液的主要要素：蛋白質外表極性基團構成的水膜蛋白質外表極性基團構成的水膜( (水水化層化層) )將蛋白質顆粒彼此隔開，阻止將蛋白質顆粒彼此隔開，阻止其相互聚集而沉淀其相互聚集而沉淀蛋白質顆粒在非等電形狀下，帶同蛋白質顆粒在非等電形狀下，帶同種電荷，相互排斥，不致聚集而沉淀種電荷，相互排斥，不致聚集而沉淀

8、蛋白質的沉淀作用蛋白質的沉淀作用1 1、定義：、定義： 蛋白質的水膜或電荷一旦除去，蛋白質蛋白質的水膜或電荷一旦除去，蛋白質就會從溶液中沉淀下來就會從溶液中沉淀下來2 2、分類：、分類：可逆沉淀：在沉淀過程中，蛋白質的構造和性質都可逆沉淀：在沉淀過程中，蛋白質的構造和性質都沒有發(fā)生變化，在適當?shù)臈l件下，可以重新溶解構沒有發(fā)生變化，在適當?shù)臈l件下，可以重新溶解構成溶液。成溶液。不可逆沉淀：在沉淀過程中，蛋白質的構造和性質不可逆沉淀：在沉淀過程中，蛋白質的構造和性質都發(fā)生了變化，沉淀不能夠再重新溶解于水都發(fā)生了變化，沉淀不能夠再重新溶解于水作業(yè)二：使蛋白質可作業(yè)二：使蛋白質可逆沉淀和不可逆沉淀逆沉

9、淀和不可逆沉淀的常用方法都有哪些？的常用方法都有哪些？可逆沉淀蛋白質的常用方法：可逆沉淀蛋白質的常用方法： 鹽析法鹽析法( (中性鹽沉淀法中性鹽沉淀法) )鹽析法鹽析法( (中性鹽沉淀法中性鹽沉淀法) )：向蛋白質溶液中：向蛋白質溶液中參與大量的中性鹽參與大量的中性鹽, ,使蛋白質脫去水化層使蛋白質脫去水化層而聚集沉淀。常用中性鹽有而聚集沉淀。常用中性鹽有(NH4)2SO4(NH4)2SO4、Na2SO4Na2SO4、NaClNaCl等。等。 鹽溶：向蛋白質水溶液中參與少量的中性鹽，添加蛋白質外表的電荷，加強了蛋白質與水的作用，從而導致蛋白質在水中的溶解度增大 有機溶劑沉淀法：有機溶劑沉淀法：

10、常用與水互溶的有機溶劑如甲醇、乙醇、丙常用與水互溶的有機溶劑如甲醇、乙醇、丙酮等，破壞水膜，使其沉淀。酮等，破壞水膜，使其沉淀。重金屬鹽沉淀法重金屬鹽沉淀法常用重金屬鹽有常用重金屬鹽有Hg2+Hg2+鹽、鹽、Pb2+Pb2+鹽、鹽、Cu2+Cu2+鹽鹽等等生物堿試劑沉淀法生物堿試劑沉淀法常用生物堿試劑如單寧酸、苦味酸、鎢酸常用生物堿試劑如單寧酸、苦味酸、鎢酸等等 不可逆沉淀蛋白質的常用方法：蛋白質的顏色反響蛋白質的顏色反響 反響反響 試劑試劑 顏色顏色 反響基團反響基團雙縮脲反響雙縮脲反響 NaOH, NaOH,稀稀CuSO4 CuSO4 紫紅紫紅 2 2個或個或2 2個以上個以上肽鍵肽鍵Fo

11、linFolin酚試劑反響酚試劑反響 CuSO4 CuSO4磷鎢酸磷鎢酸- -鉬酸鉬酸 蘭色蘭色 酚基酚基茚三酮反響茚三酮反響 茚三酮茚三酮 蘭紫色蘭紫色 游游離氨基離氨基 MillonMillon反響反響 Millon Millon試劑試劑 紅色紅色 酚基酚基黃色反響黃色反響 HNO3 HNO3及及NH3 NH3 黃、橘黃黃、橘黃 苯環(huán)苯環(huán)乙醛酸反響乙醛酸反響 乙醛酸，乙醛酸，H2SO4 H2SO4 紫紅紫紅 色氨酸色氨酸吲哚基吲哚基坂口反響坂口反響 次氯酸鈉次氯酸鈉, ,萘酚萘酚,NaOH ,NaOH 紅色紅色 精氨酸的胍精氨酸的胍基基 雙縮脲反響雙縮脲反響 蛋白質也有類似反響蛋白質也有類

12、似反響紅紫色絡合物紅紫色絡合物(堿性溶液堿性溶液)Cu2+蛋白質的紫外吸收蛋白質的紫外吸收大部分蛋白質均含有芳香族氨基酸。大部分蛋白質均含有芳香族氨基酸。_、_、_芳香族氨基酸在芳香族氨基酸在280nm 280nm 附近有最大吸收，附近有最大吸收，絕大多數(shù)蛋白質也有同樣的性質。絕大多數(shù)蛋白質也有同樣的性質。可以對蛋白質進展定性定量測定?？梢詫Φ鞍踪|進展定性定量測定。蛋白質的構造蛋白質的構造蛋白質的構造蛋白質的構造根本構造：一級構造三維構造：高級構造 二級構造 超二級構造 構造域 三級構造 四級構造一級構造決議高級構造，高級構造決議功能蛋白質的構造蛋白質的構造蛋白質的一級構造蛋白質的一級構造 1

13、 1、定義：、定義： 指蛋白質分子中氨基酸的陳指蛋白質分子中氨基酸的陳列順序和銜接方式，它是實現(xiàn)蛋白質列順序和銜接方式，它是實現(xiàn)蛋白質空間構造及其功能的根底，又稱為蛋空間構造及其功能的根底，又稱為蛋白質的化學構造、共價構造、初級構白質的化學構造、共價構造、初級構造造作業(yè)三：蛋白質一級構造作業(yè)三：蛋白質一級構造的定義是什么？的定義是什么？蛋白質一級構造蛋白質一級構造舉例舉例牛胰核糖核牛胰核糖核酸酶酸酶50年代末年代末Moore等等牛胰島素牛胰島素1953年年sanger等等確定蛋白質一級構造的方法確定蛋白質一級構造的方法將肽鏈部分水解，生成的碎片二肽、三肽等用末端殘基分析法加以測定。當有足夠的小

14、碎片被鑒定后，就有能夠求出整個鏈中殘基的順序了。 1.4.31.4.3 蛋白質的二級構造蛋白質的二級構造1 1、 定義：指蛋白質多肽鏈主鏈的空間走向定義：指蛋白質多肽鏈主鏈的空間走向折疊和環(huán)繞方式折疊和環(huán)繞方式2 2、四種二級構造單元、四種二級構造單元-螺旋螺旋-折疊折疊-轉角轉角 不規(guī)那么卷曲不規(guī)那么卷曲作業(yè)四：常見的蛋白質二作業(yè)四：常見的蛋白質二級構造有哪幾種？級構造有哪幾種？-螺旋螺旋俯視圖俯視圖側視圖側視圖-螺旋的特征要點：有右手螺旋及左手螺旋兩種，天然蛋白質有右手螺旋及左手螺旋兩種，天然蛋白質中的中的-螺旋幾乎都是右手螺旋，右手螺旋螺旋幾乎都是右手螺旋，右手螺旋比左手的穩(wěn)定比左手的穩(wěn)

15、定穩(wěn)定性是靠鏈內氫鍵維持的，肽鏈上穩(wěn)定性是靠鏈內氫鍵維持的，肽鏈上C=OC=O氧與它后面第氧與它后面第4 4個殘基上的個殘基上的N-HN-H氫之間構成氫之間構成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與中心軸平行氫鍵，氫鍵的取向幾乎與中心軸平行每圈螺旋高度為每圈螺旋高度為0.54nm0.54nm，含，含3.63.6個氨個氨基酸殘基；每個氨基酸殘基繞軸旋轉基酸殘基；每個氨基酸殘基繞軸旋轉100100，沿軸上升，沿軸上升0.15nm0.15nm氨基酸殘基的氨基酸殘基的R R側鏈在螺旋的外側，側鏈在螺旋的外側，其外形、大小及電荷等均影響其外形、大小及電荷等均影響-螺旋的螺旋的構成構成 -折疊定義：兩條或多條幾乎完全伸展

16、的多肽鏈側向聚集在一同，靠鏈間氫鍵結合的片層構造折疊的特征要點：相鄰肽鏈走向可平行也可反平行。肽鏈相鄰肽鏈走向可平行也可反平行。肽鏈的的N-N-端在同側為平行式，不在同側為反平行端在同側為平行式，不在同側為反平行式。從能量角度思索反平行式更為穩(wěn)定式。從能量角度思索反平行式更為穩(wěn)定 穩(wěn)定性是靠鏈間氫鍵維持的，氫鍵是由相穩(wěn)定性是靠鏈間氫鍵維持的，氫鍵是由相鄰肽鏈主鏈上的鄰肽鏈主鏈上的N-HN-H和和C=OC=O之間構成的之間構成的氨基酸殘基的氨基酸殘基的R R側鏈交替分布在片層的上側鏈交替分布在片層的上下兩側下兩側 -轉角(-回折、-彎曲、發(fā)夾構造 )定義：是蛋白質分子中出現(xiàn)的定義：是蛋白質分子中

17、出現(xiàn)的180180回折。回折。-轉角的特征要點：主鏈骨架以主鏈骨架以180180前往折疊前往折疊由多肽鏈上由多肽鏈上4 4個延續(xù)的氨基酸殘基組成，個延續(xù)的氨基酸殘基組成，第第1 1個氨基酸殘基的個氨基酸殘基的C=OC=O與第與第4 4個氨基酸殘基個氨基酸殘基的的N-HN-H之間生成氫鍵之間生成氫鍵廣泛存在于球狀蛋白質中，多數(shù)由親水氨廣泛存在于球狀蛋白質中，多數(shù)由親水氨基酸殘基組成基酸殘基組成 無規(guī)那么卷曲定義：沒有規(guī)律的多肽鏈主鏈骨架構定義：沒有規(guī)律的多肽鏈主鏈骨架構象象此構造看來雜亂無章，但對一種特定此構造看來雜亂無章，但對一種特定蛋白又是確定的，而不是隨意的。蛋白又是確定的，而不是隨意的。

18、酶的活性中心往往在無規(guī)那么卷曲中。酶的活性中心往往在無規(guī)那么卷曲中。 1.4.4 超二級構造：假設干相鄰的二級構造單元組合在一同，彼此相互作用，構成有規(guī)那么，在空間上能識別的二級構造組合體。1.4.5 構造域：多肽鏈上由相鄰的超二級構造單元聯(lián)絡而成的部分性區(qū)域，多肽鏈折疊成近乎球狀的高級構造。補充：補充：1.4 .6 1.4 .6 蛋白質的三級構造蛋白質的三級構造定義：建立在二級構造、超二級構造乃至構造域的根底上，一條多肽鏈中一切氨基酸殘基的空間關系構象。 舉例：肌紅蛋白肌紅蛋白肌紅蛋白1 1條多肽條多肽鏈鏈1 1個血紅素輔基個血紅素輔基構造域三級構造對于小分子蛋白質來說，構造域就是對于小分子蛋白質來說，構造域就是其三級構造；其三級構造；大分子蛋白質那么是由兩個或兩個以大分子蛋白質那么是由兩個或兩個以上相對獨立的三維實體構造域締上相對獨立的三維實體構造域締合而成的。合而成的。典型例子：免疫球蛋白 木瓜蛋白酶內的2個構造域彼此很不一樣彈性蛋白酶的二個構造域彼此非常類似1.4.7 1.4.7 蛋白質的四級構造蛋白質的四級構造1、定義：由兩條或兩條以上各自獨立具有三級構造的多肽鏈經過次級鍵相互締合而成的蛋白質構造,四級構造只存在于具有兩條或以上肽鏈組成的蛋白質中。亞基亞單位：四級構造的蛋白質中每一個球狀蛋白。 單體蛋白質：只需一個亞基