《植物生理學(xué)1》ppt課件

1、目目 錄錄生物化學(xué)課件生物化學(xué)課件(供臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)運(yùn)用供臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)運(yùn)用)2021，3目目 錄錄蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能第第 一一 章章Structure and Function of Protein目目 錄錄一、什么是蛋白質(zhì)一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸是由許多氨基酸(amino acids)經(jīng)過(guò)肽鍵經(jīng)過(guò)肽鍵(peptide bond)相連相連構(gòu)成的高分子含氮化合物。構(gòu)成的高分子含氮化合物。概述概述目目 錄錄二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性1. 蛋白質(zhì)是生物蛋白質(zhì)是生物 體重要組成成分體重要組成成分分布廣：一切器官、組織都含有蛋白

2、質(zhì)；細(xì)分布廣：一切器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，占人體干重的占人體干重的45，某些組織含量更高，例，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80。目目 錄錄1 1作為生物催化劑酶作為生物催化劑酶2 2代謝調(diào)理作用代謝調(diào)理作用3 3免疫維護(hù)作用免疫維護(hù)作用4 4物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)5 5運(yùn)動(dòng)與支持作用運(yùn)動(dòng)與支持作用6 6參與細(xì)胞間信息傳送參與細(xì)胞間信息傳送2. 蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能3. 氧化供能氧化供能

3、目目 錄錄蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 的的 分分 子子 組組 成成The Molecular Component of The Molecular Component of ProteinProtein第第 一一 節(jié)節(jié)目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄二、蛋白質(zhì)的根本單位二、蛋白質(zhì)的根本單位- -氨基酸氨基酸( (一一) )氨基酸的構(gòu)造氨基酸的構(gòu)造( (通式通式) ) 存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種種(20-22)，且均屬，且均屬 L-氨氨基酸甘氨酸除外如圖示?；岣拾彼岢馊鐖D示。目目 錄錄H甘氨酸甘氨酸CH3丙

4、氨酸丙氨酸RC+NH3COO-H目目 錄錄 C H COOH RR:H 甘AA; R:CH3 丙AAR:CH-OH 蘇AA CH3目目 錄錄 非極性側(cè)鏈氨基酸非極性側(cè)鏈氨基酸 非電離極性側(cè)鏈氨基酸非電離極性側(cè)鏈氨基酸 酸性氨基酸酸性氨基酸 堿性氨基酸堿性氨基酸( (二氨基酸的分類二氨基酸的分類* * 20 20種氨基酸的英文稱號(hào)、縮寫符號(hào)及分類如下種氨基酸的英文稱號(hào)、縮寫符號(hào)及分類如下: :目目 錄錄甘氨酸甘氨酸 glycine Gly G 5.97丙氨酸丙氨酸 alanine Ala A 6.00纈氨酸纈氨酸 valine Val V 5.96亮氨酸亮氨酸 leucine Leu L 5.9

5、8leucine Leu L 5.98 異亮氨酸異亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02 苯丙氨酸苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48脯氨酸脯氨酸 proline Pro P 6.30非極性側(cè)鏈氨基酸非極性側(cè)鏈氨基酸目目 錄錄目目 錄錄色氨酸色氨酸 tryptophan Try W 5.89絲氨酸絲氨酸 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 5.4

6、1 谷氨酰胺谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65 蘇氨酸蘇氨酸 threonine Thr T 5.602. 非電離極性側(cè)鏈氨基非電離極性側(cè)鏈氨基酸酸目目 錄錄目目 錄錄天冬氨酸天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97谷氨酸谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22賴氨酸賴氨酸 lysine Lys K 9.74精氨酸精氨酸 arginine Arg R 10.76組氨酸組氨酸 histidine His H 7.593. 酸性氨基酸酸性氨基酸4. 堿性氨基酸堿性氨基酸目目 錄錄目目 錄錄幾種特殊氨基酸幾種特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸亞氨基酸亞氨基酸C

7、H2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2目目 錄錄-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3目目 錄錄* 以肽鍵相銜接以肽鍵相銜接,肽鍵肽鍵(peptide bond)是由一是由一個(gè)氨基酸的個(gè)氨基酸的-羧基上的羥基與另一個(gè)氨羧基上的羥基與另一個(gè)氨基酸的基酸的-氨基上的氫原子脫

8、水縮合而構(gòu)氨基上的氫原子脫水縮合而構(gòu)成的化學(xué)鍵成的化學(xué)鍵,如圖示如圖示:三三. 氨基酸在蛋白質(zhì)中的銜接氨基酸在蛋白質(zhì)中的銜接方式方式目目 錄錄NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽鍵NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO目目 錄錄 R2目目 錄錄* * 肽是由氨基酸經(jīng)過(guò)肽鍵縮合而構(gòu)成的化肽是由氨基酸經(jīng)過(guò)肽鍵縮合而構(gòu)成的化合物。合物。* * 兩分子氨基酸縮合構(gòu)成二肽，三分子氨兩分子氨基酸縮合構(gòu)成二肽，三分子氨基酸縮合那么構(gòu)成三肽基酸縮合那

9、么構(gòu)成三肽* * 肽鏈中的氨基酸分子由于脫水縮合而基肽鏈中的氨基酸分子由于脫水縮合而基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基(residue)(residue)。* * 由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽肽(oligopeptide)(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連構(gòu)，由更多的氨基酸相連構(gòu)成的肽稱多肽成的肽稱多肽(polypeptide)(polypeptide)。目目 錄錄N 末端：多肽鏈中有自在氨基的一端末端：多肽鏈中有自在氨基的一端C 末端：多肽鏈中有自在羧基的一端末端：多肽鏈中有自在羧基的一端多肽鏈有兩端多肽鏈有兩端* 多肽

10、鏈多肽鏈(polypeptide chain)是指許多氨基是指許多氨基酸之間以肽鍵銜接而成的一種構(gòu)造。酸之間以肽鍵銜接而成的一種構(gòu)造。目目 錄錄N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶目目 錄錄. . 幾種生物活性肽幾種生物活性肽 1. 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)目目 錄錄GSH過(guò)氧過(guò)氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH GSH復(fù)原酶復(fù)原酶NADPH+H+ NADP+ 目目 錄錄 體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽 神經(jīng)肽神經(jīng)肽(neuropeptide)2. 多肽類激素及活性肽多肽類激素及活性肽目目 錄錄抗利尿素與催產(chǎn)素抗利尿素與催產(chǎn)素(9肽肽)、

11、胰高血糖素、胰高血糖素29肽、腦啡肽肽、腦啡肽5肽、肽、降鈣素降鈣素32肽、肽、 ACTH39肽、肽、胰島素胰島素51肽肌肽肽肌肽2肽、肽、P物質(zhì)物質(zhì)10肽、屬神經(jīng)肽類、肽、屬神經(jīng)肽類、內(nèi)啡內(nèi)啡肽肽31肽肽目目 錄錄蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 的的 分分 子子 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)The Molecular Structure of Protein 第第 二二 節(jié)節(jié)目目 錄錄蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造包括蛋白質(zhì)的分子構(gòu)造包括 一級(jí)構(gòu)造一級(jí)構(gòu)造(primary structure)二級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造(secondary structure)三級(jí)構(gòu)造三級(jí)構(gòu)造(tertiary structure)四級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造(quatern

12、ary structure)高級(jí)高級(jí)構(gòu)造構(gòu)造目目 錄錄. .概念：概念：蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造指多肽鏈中氨基酸的蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造指多肽鏈中氨基酸的陳列順序。陳列順序。一、蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造一、蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造.主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵(主鍵主鍵)肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。 . .提示：一級(jí)構(gòu)造是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異提示：一級(jí)構(gòu)造是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的根底。它由遺傳密碼決議生物學(xué)功能的根底。它由遺傳密碼決議, ,其上有其上有酶切位點(diǎn)酶切位點(diǎn), ,一級(jí)構(gòu)造可測(cè)定一級(jí)構(gòu)造可測(cè)定, ,并不同種屬間有同并不同種屬間有同源性源性. .目目 錄錄目目 錄錄二、蛋白質(zhì)的空

13、間構(gòu)造二、蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造指蛋白質(zhì)分子空間的三維構(gòu)造指蛋白質(zhì)分子空間的三維構(gòu)造, ,即立體即立體, ,空間的構(gòu)象，在蛋白質(zhì)分子中各元素圍繞空間的構(gòu)象，在蛋白質(zhì)分子中各元素圍繞某些化學(xué)鍵進(jìn)展旋轉(zhuǎn)某些化學(xué)鍵進(jìn)展旋轉(zhuǎn), ,從而構(gòu)成各種空間排從而構(gòu)成各種空間排布及相互關(guān)系布及相互關(guān)系( (一一). ).蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的二級(jí)構(gòu)造1. 1.肽鍵平面肽鍵平面( (肽單元肽單元, ,肽平面肽平面, ,酰胺平面酰胺平面) )是蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單位是蛋白質(zhì)的根本構(gòu)造單位. .如圖如圖: :目目 錄錄參 與 肽 鍵 的參 與 肽 鍵 的 6 個(gè) 原 子個(gè) 原 子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，此同一

14、平面位于同一平面，此同一平面上的上的6個(gè)原子構(gòu)成了所謂的肽單個(gè)原子構(gòu)成了所謂的肽單元元 (peptide unit) 。目目 錄錄有關(guān)對(duì)肽鍵平面的描畫？有關(guān)對(duì)肽鍵平面的描畫？目目 錄錄 2. 2.二級(jí)構(gòu)造的概念與根本方式二級(jí)構(gòu)造的概念與根本方式A.A.概念概念: :一條多肽鏈中部分原子一條多肽鏈中部分原子的空間排佈的空間排佈B.B.二級(jí)構(gòu)造的根本方式二級(jí)構(gòu)造的根本方式1 1 - -螺旋螺旋 ( ( -helix ) -helix ) 2 2 - -折疊折疊 ( ( -pleated -pleated sheet )sheet )3 3 - -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ( ( -turn )-turn )4 4

15、不規(guī)那么卷曲不規(guī)那么卷曲 ( random ( random coil ) coil ) 目目 錄錄1、螺旋特點(diǎn)螺旋特點(diǎn) 、2、折疊特點(diǎn)折疊特點(diǎn) 、3、 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角4、無(wú)規(guī)那么卷曲、無(wú)規(guī)那么卷曲 - -螺旋螺旋目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄 - -折疊折疊目目 錄錄 -折疊折疊目目 錄錄NCNN目目 錄錄目目 錄錄 -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 - -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角目目 錄錄轉(zhuǎn)角,含4個(gè)AA,3個(gè)肽鍵平面?目目 錄錄-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 180的轉(zhuǎn)角部位由的轉(zhuǎn)角部位由4個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成由第一個(gè)殘基的羰基氧殘基構(gòu)成由第一個(gè)殘基的羰基氧O與第四個(gè)殘基的氨基氫與第四個(gè)殘基的氨基氫H可構(gòu)成氫鍵多含脯氨酸和甘氨酸可構(gòu)成氫

16、鍵多含脯氨酸和甘氨酸目目 錄錄環(huán)或卷曲構(gòu)造環(huán)或卷曲構(gòu)造 ：無(wú)規(guī)卷曲是用來(lái)論述沒(méi)：無(wú)規(guī)卷曲是用來(lái)論述沒(méi)有確定規(guī)律性的那部分肽鏈構(gòu)造。有確定規(guī)律性的那部分肽鏈構(gòu)造。 相對(duì)沒(méi)有規(guī)律性的排布，但是其同樣表相對(duì)沒(méi)有規(guī)律性的排布，但是其同樣表現(xiàn)重要生物學(xué)功用?，F(xiàn)重要生物學(xué)功用。 C.二級(jí)構(gòu)造的維系力二級(jí)構(gòu)造的維系力:氫鍵氫鍵目目 錄錄. .模體模體在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個(gè)或在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)構(gòu)造的肽段，在空間上相互三個(gè)具有二級(jí)構(gòu)造的肽段，在空間上相互接近，構(gòu)成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象，被稱為接近，構(gòu)成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象，被稱為模體模體(motif)(motif)。目目 錄錄鈣結(jié)合

17、蛋白中結(jié)鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體合鈣離子的模體 鋅指構(gòu)造鋅指構(gòu)造 目目 錄錄C目目 錄錄.氨基酸殘基的側(cè)鏈對(duì)二級(jí)構(gòu)造構(gòu)成的影響氨基酸殘基的側(cè)鏈對(duì)二級(jí)構(gòu)造構(gòu)成的影響蛋白質(zhì)二級(jí)構(gòu)造是以一級(jí)構(gòu)造為根底的。蛋白質(zhì)二級(jí)構(gòu)造是以一級(jí)構(gòu)造為根底的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適宜構(gòu)成一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適宜構(gòu)成- -螺旋螺旋或或-折疊，它就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的二級(jí)構(gòu)造。折疊，它就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的二級(jí)構(gòu)造。 目目 錄錄(二二)、蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造、蛋白質(zhì)的三級(jí)構(gòu)造氫鍵、離子鍵、疏水鍵、氫鍵、離子鍵、疏水鍵、Van der Waals力等。力等。 2.主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵維系力維系力一條多肽鏈中全部氨基酸殘基一條

18、多肽鏈中全部氨基酸殘基(全部元素全部元素)的的相對(duì)空間位置。即肽鏈中一切原子在三維空間的相對(duì)空間位置。即肽鏈中一切原子在三維空間的排布位置。包括主鏈，側(cè)鏈的全部?jī)?nèi)容排布位置。包括主鏈，側(cè)鏈的全部?jī)?nèi)容1. 概念概念 目目 錄錄目目 錄錄 肌紅蛋白肌紅蛋白 (Mb) 肌紅蛋白為單肽鏈肌紅蛋白為單肽鏈蛋白質(zhì)，含蛋白質(zhì)，含153個(gè)個(gè)氨基酸殘基，它含氨基酸殘基，它含有有8個(gè)個(gè)螺旋區(qū)，依螺旋區(qū)，依次稱為次稱為A到到H螺旋，螺旋，并含有并含有轉(zhuǎn)角及環(huán)轉(zhuǎn)角及環(huán)-卷曲等二級(jí)構(gòu)造。卷曲等二級(jí)構(gòu)造。 目目 錄錄2. 2.維系力維系力 亞基之間的結(jié)合力有疏水作用，亞基之間的結(jié)合力有疏水作用， Van der Waal

19、sVan der Waals力以及氫鍵和離子鍵力以及氫鍵和離子鍵, ,還有二硫鍵。還有二硫鍵。三蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造三蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造( (或蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞或蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的規(guī)劃和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的基接觸部位的規(guī)劃和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造。四級(jí)構(gòu)造。) )1. 1.概念概念 有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完好的三級(jí)構(gòu)造，稱肽鏈，每一條多肽鏈都有完好的三級(jí)構(gòu)造，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造為蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造. .而每條多肽鏈被稱為亞基而每條多肽鏈被稱為亞基 (subunit)(subunit)。目目

20、 錄錄.蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的四級(jí)構(gòu)造w具有四級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)具有四級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)目目 錄錄review目目 錄錄Summary目目 錄錄三、三、 蛋白質(zhì)構(gòu)造與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)構(gòu)造與功能的關(guān)系(一一)、蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造與功能的關(guān)系 (二二)、蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)的空間構(gòu)造與功能的關(guān)系目目 錄錄.一級(jí)構(gòu)造是空間構(gòu)象的根底一級(jí)構(gòu)造是空間構(gòu)象的根底 (一一)、蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造與功能的關(guān)系 牛核糖核酸酶的牛核糖核酸酶的一級(jí)構(gòu)造一級(jí)構(gòu)造二二硫硫鍵鍵目目 錄錄. .一級(jí)構(gòu)造與功能的關(guān)系一級(jí)構(gòu)造與功能的關(guān)系例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血例：鐮刀形紅細(xì)

21、胞貧血N-val his leu thr pro glu glu C(146) HbS 肽鏈肽鏈HbA 肽肽 鏈鏈N-val his leu thr pro val glu C(146) 這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為稱為“分子病。分子病。目目 錄錄S S S S S S目目 錄錄.肌紅蛋白與血紅蛋白的構(gòu)造肌紅蛋白與血紅蛋白的構(gòu)造 (二二)、蛋白質(zhì)空間構(gòu)造與功能的關(guān)系、蛋白質(zhì)空間構(gòu)造與功能的關(guān)系 目目 錄錄目目 錄錄Hb與與Mb一樣能可逆地與一樣能可逆地與O2結(jié)合，結(jié)合， Hb與與O2結(jié)合后稱為氧合結(jié)合后稱為氧合Hb。氧合。氧合Hb占總占總Hb

22、的的百分?jǐn)?shù)稱百分飽和度隨百分?jǐn)?shù)稱百分飽和度隨O2濃度變化而改濃度變化而改動(dòng)。動(dòng)。.血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧 目目 錄錄肌紅蛋白肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線的氧解離曲線目目 錄錄* 協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)(cooperativity) 一個(gè)寡聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與其配體結(jié)合一個(gè)寡聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個(gè)亞基與配體結(jié)合才后，能影響此寡聚體中另一個(gè)亞基與配體結(jié)合才干的景象，稱為協(xié)同效應(yīng)。干的景象，稱為協(xié)同效應(yīng)。 假設(shè)是促進(jìn)作用那么稱為正協(xié)同效應(yīng)假設(shè)是促進(jìn)作用那么稱為正協(xié)同效應(yīng) (positive cooperativ

23、ity)(positive cooperativity)假設(shè)是抑制造用那么稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)假設(shè)是抑制造用那么稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng) (negative cooperativity)(negative cooperativity)目目 錄錄目目 錄錄O2血紅素與氧結(jié)血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑合后，鐵原子半徑變小，就能進(jìn)入卟變小，就能進(jìn)入卟啉環(huán)的小孔中，繼啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的而引起肽鏈位置的變動(dòng)。變動(dòng)。目目 錄錄變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)(allosteric effect)蛋白質(zhì)空間構(gòu)造的改動(dòng)伴隨其功蛋白質(zhì)空間構(gòu)造的改動(dòng)伴隨其功能的變化，稱為變構(gòu)效應(yīng)。能的變化，稱為變構(gòu)效應(yīng)。目目 錄錄 天然形狀，天然

24、形狀，有催化活性有催化活性 尿素、尿素、 -巰基乙醇巰基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊形狀，無(wú)活性非折疊形狀，無(wú)活性目目 錄錄.蛋白質(zhì)構(gòu)象改動(dòng)與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象改動(dòng)與疾病 蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。杭僭O(shè)蛋白質(zhì)的折疊發(fā)蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病：假設(shè)蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤，雖然其一級(jí)構(gòu)造不變，但蛋白質(zhì)的生錯(cuò)誤，雖然其一級(jí)構(gòu)造不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改動(dòng)，仍可影響其功能，嚴(yán)重時(shí)可構(gòu)象發(fā)生改動(dòng)，仍可影響其功能，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生。導(dǎo)致疾病發(fā)生。目目 錄錄蛋白質(zhì)構(gòu)象改動(dòng)導(dǎo)致疾病的機(jī)理：有些蛋蛋白質(zhì)構(gòu)象改動(dòng)導(dǎo)致疾病的機(jī)理：有些蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，常構(gòu)成抗蛋白水解白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，常構(gòu)成抗蛋白水解

25、酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改動(dòng)。為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改動(dòng)。這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。目目 錄錄瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改動(dòng)瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改動(dòng)瘋牛病是由朊病毒蛋白瘋牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。正常的正常的PrP富含富含-螺旋，稱為螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成在某種未

26、知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為全為-折疊的折疊的PrPsc，從而致病。，從而致病。PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折疊折疊正常正常瘋牛病瘋牛病目目 錄錄第三節(jié)第三節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)The Physical and Chemical Characters of Protein目目 錄錄蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團(tuán)，在一定的溶液氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團(tuán)，在一定的溶液pHpH條條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。 * 蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)( isoelectric p

27、oint, pI) 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時(shí)，蛋白質(zhì)解離成時(shí)，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，凈電正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的荷為零，此時(shí)溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。一、蛋白質(zhì)兩性解離和等電點(diǎn)一、蛋白質(zhì)兩性解離和等電點(diǎn)目目 錄錄 PrNH3+NH3+目目 錄錄蛋白質(zhì)等電點(diǎn)Protein pIPepsin 1.0Serum albumin 4.9Urease 5.0Hemoglobin 6.8Myoglobin 7.0Chymotrypsinogen 9.5Lysozyme 11.0目目 錄錄二二. .

28、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬(wàn)至萬(wàn)至100萬(wàn)之巨，其分子的直徑可達(dá)萬(wàn)之巨，其分子的直徑可達(dá)1100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。，為膠粒范圍之內(nèi)。 * * 蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的要素蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的要素顆粒外表電荷顆粒外表電荷水化膜水化膜目目 錄錄+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)水化膜水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用溶

29、液中蛋白質(zhì)的聚合沉淀溶液中蛋白質(zhì)的聚合沉淀目目 錄錄三三. .蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固 * 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學(xué)要素作用下，其特定的在某些物理和化學(xué)要素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間構(gòu)造變成無(wú)空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間構(gòu)造變成無(wú)序的空間構(gòu)造，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改動(dòng)和生序的空間構(gòu)造，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改動(dòng)和生物活性的喪失。物活性的喪失。目目 錄錄 引起變性的要素引起變性的要素: :物理、化學(xué)與生物學(xué)要素如物理、化學(xué)與生物學(xué)要素如如加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金如加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重

30、金屬離子及生物堿試劑等屬離子及生物堿試劑等 。 變性的本質(zhì)變性的本質(zhì) 破壞非共價(jià)鍵次級(jí)鍵和二硫鍵，破壞非共價(jià)鍵次級(jí)鍵和二硫鍵，不改動(dòng)蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造。不改動(dòng)蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造。目目 錄錄變性蛋白質(zhì)的特點(diǎn): 粘度添加，溶解度降低，易沉淀,易被蛋白酶降解,喪失生物學(xué)活性.目目 錄錄 運(yùn)用舉例運(yùn)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性要素常被運(yùn)用來(lái)消毒及滅菌。臨床醫(yī)學(xué)上，變性要素常被運(yùn)用來(lái)消毒及滅菌。此外此外, , 防止蛋白量變性也是有效保管蛋白質(zhì)制防止蛋白量變性也是有效保管蛋白質(zhì)制劑如疫苗等的必要條件。劑如疫苗等的必要條件。 目目 錄錄假設(shè)蛋白量變性程度較輕，去除變性要假設(shè)蛋白量變性程度較輕，去除變性要素后，蛋白質(zhì)仍

31、可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性(renaturation) 。目目 錄錄 天然形狀，天然形狀，有催化活性有催化活性 尿素、尿素、 -巰基乙醇巰基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊形狀，無(wú)活性非折疊形狀，無(wú)活性目目 錄錄* * 蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會(huì)相互纏繞繼而聚集，因此從溶液中析出。鏈融會(huì)相互纏繞繼而聚集，因此從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。淀，但并不變性

32、。 * 蛋白質(zhì)的凝固作用蛋白質(zhì)的凝固作用(protein coagulation) 蛋白量變性后的絮狀物加熱可變成比較鞏固蛋白量變性后的絮狀物加熱可變成比較鞏固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。 目目 錄錄四、蛋白質(zhì)的紫外吸收四、蛋白質(zhì)的紫外吸收由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在和色氨酸，因此在280nm波優(yōu)點(diǎn)有特征性吸收波優(yōu)點(diǎn)有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關(guān)系，因與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。與此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。與Trp Tyr有關(guān)有關(guān)目目 錄錄五、

33、五、 蛋白質(zhì)的呈色反響蛋白質(zhì)的呈色反響茚三酮反響茚三酮反響(ninhydrin reaction) 蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反響。三酮反響。 雙縮脲反響雙縮脲反響(biuret reaction)蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反響稱硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反響稱為雙縮脲反響，雙縮脲反響可用來(lái)檢測(cè)蛋為雙縮脲反響，雙縮脲反響可用來(lái)檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。白質(zhì)水解程度。目目 錄錄A、蛋白質(zhì)的分別和純化、蛋白質(zhì)的分別和純化一透析及超濾法一透析及超濾法* 透析透析(dialysi

34、s)利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開(kāi)的方法。分開(kāi)的方法。* * 超濾法超濾法 運(yùn)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過(guò)有一定運(yùn)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過(guò)有一定截留分子量的超濾膜，到達(dá)濃縮蛋白質(zhì)溶液截留分子量的超濾膜，到達(dá)濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。的目的。生物化學(xué)技術(shù)：生物化學(xué)技術(shù)：目目 錄錄&.透析透析目目 錄錄二丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀二丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀 *運(yùn)用丙酮沉淀時(shí)，必需在運(yùn)用丙酮沉淀時(shí)，必需在04低溫下進(jìn)展，低溫下進(jìn)展，丙酮用量普通丙酮用量普通10倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被丙酮沉淀后，應(yīng)立刻分別。除了丙

35、酮以質(zhì)被丙酮沉淀后，應(yīng)立刻分別。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。外，也可用乙醇沉淀。 *鹽析鹽析(salt precipitation)是將硫酸銨、硫酸鈉是將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等參與蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)外表或氯化鈉等參與蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)外表電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。沉淀。 目目 錄錄* * 免疫沉淀法：將某一純化蛋白質(zhì)免疫動(dòng)物免疫沉淀法：將某一純化蛋白質(zhì)免疫動(dòng)物可獲得抗該蛋白的特異抗體。利用特異抗可獲得抗該蛋白的特異抗體。利用特異抗體識(shí)別相應(yīng)的抗原蛋白，并構(gòu)成抗原抗體體識(shí)別相應(yīng)的抗原蛋白，并構(gòu)成抗原抗體復(fù)合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶

36、液中分復(fù)合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶液中分別獲得抗原蛋白。別獲得抗原蛋白。 目目 錄錄bindingwashelution免疫沉淀免疫沉淀抗體Protein A-agarose目目 錄錄三電泳三電泳蛋白質(zhì)在高于或低于其蛋白質(zhì)在高于或低于其pIpI的溶液中為帶電的溶液中為帶電的顆粒，在電場(chǎng)中能向正極或負(fù)極挪動(dòng)。這種的顆粒，在電場(chǎng)中能向正極或負(fù)極挪動(dòng)。這種經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)而到達(dá)分別各種蛋白經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)而到達(dá)分別各種蛋白質(zhì)的技術(shù)質(zhì)的技術(shù), , 稱為電泳稱為電泳(elctrophoresis) (elctrophoresis) 。根據(jù)支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝根據(jù)支撐物的不同，可

37、分為薄膜電泳、凝膠電泳等。膠電泳等。 目目 錄錄幾種重要的蛋白質(zhì)電泳幾種重要的蛋白質(zhì)電泳*SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，常用于蛋白聚丙烯酰胺凝膠電泳，常用于蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定。質(zhì)分子量的測(cè)定。*等電聚焦電泳，經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的差別等電聚焦電泳，經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的差別而分別蛋白質(zhì)的電泳方法。而分別蛋白質(zhì)的電泳方法。*雙向凝膠電泳是蛋白質(zhì)組學(xué)研討的重要技雙向凝膠電泳是蛋白質(zhì)組學(xué)研討的重要技術(shù)。術(shù)。目目 錄錄SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳聚丙烯酰胺凝膠電泳目目 錄錄四層析四層析層析層析(chromatography)(chromatography)分別蛋白質(zhì)的原理分別蛋白質(zhì)的原理待分別蛋白質(zhì)溶液流動(dòng)相經(jīng)過(guò)

38、一個(gè)固態(tài)物待分別蛋白質(zhì)溶液流動(dòng)相經(jīng)過(guò)一個(gè)固態(tài)物質(zhì)固定相時(shí)，根據(jù)溶液中待分別的蛋白質(zhì)質(zhì)固定相時(shí)，根據(jù)溶液中待分別的蛋白質(zhì)顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分別的顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分別的蛋白質(zhì)組分在兩相中反復(fù)分配，并以不同速度蛋白質(zhì)組分在兩相中反復(fù)分配，并以不同速度流經(jīng)固定相而到達(dá)分別蛋白質(zhì)的目的流經(jīng)固定相而到達(dá)分別蛋白質(zhì)的目的 。目目 錄錄蛋白質(zhì)分別常用的層析方法蛋白質(zhì)分別常用的層析方法* * 離子交換層析：利用各蛋白質(zhì)的電荷量及性離子交換層析：利用各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同進(jìn)展分別。質(zhì)不同進(jìn)展分別。* * 凝膠過(guò)濾凝膠過(guò)濾(gel filtration)(gel filtration)又稱分子篩層析，利用又稱分子篩層析，利用各蛋白質(zhì)分子大小不同分別。各蛋白質(zhì)分子大小不同分別。目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄五超速離心五超速離心* * 超速離心法超速離心法(ultracentrifugation)(ultracentrifugation)既可以用來(lái)既可以用來(lái)分別純化