五、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能ppt課件

1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第第 五五 章章Structure and Function of Protein蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)proteinprotein）是生物體含量最多的生物大分子，由多是生物體含量最多的生物大分子，由多個氨基酸通過肽鍵相連而成的一類含氮個氨基酸通過肽鍵相連而成的一類含氮化合物。化合物。人體含蛋白質(zhì)種類多達人體含蛋白質(zhì)種類多達10萬余種，是細萬余種，是細胞中含量最豐富的高分子化合物。胞中含量最豐富的高分子化合物。 二、蛋白質(zhì)的生物學重要性二、蛋白質(zhì)的生物學重要性1. 蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；分布廣：所有器官

2、、組織都含有蛋白質(zhì)；細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分含量高：蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人體干重的子，占人體干重的45，某些組織含量更，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達高，例如脾、肺及橫紋肌等高達80。1 1作為生物催化劑酶）作為生物催化劑酶）2 2代謝調(diào)節(jié)作用代謝調(diào)節(jié)作用3 3免疫保護作用免疫保護作用4 4物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲5 5運動與支持作用運動與支持作用6 6參與細胞間信息傳遞參與細胞間信息傳遞2. 2. 蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能3. 3. 氧化供能氧化供能本章內(nèi)容本章內(nèi)

3、容v蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成v蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)v蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系v蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第第 一一 節(jié)節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)的分子組成 The Molecular Component of Protein一、蛋白質(zhì)的元素組成一、蛋白質(zhì)的元素組成主要有主要有C C、H H、O O、N N和和S S。特征性元素：特征性元素：N N平均為平均為16，即每，即每100g蛋白質(zhì)含蛋白質(zhì)含16g氮氮樣品中蛋白質(zhì)含量樣品中蛋白質(zhì)含量 樣品中樣品中 含氮克數(shù)含氮克數(shù)6.251/16%案例分析：案例分析：08年三聚氰胺奶粉事件年三聚氰胺奶粉事件1

4、、為什么奶制品生產(chǎn)公司在生產(chǎn)奶、為什么奶制品生產(chǎn)公司在生產(chǎn)奶粉的過程中加入三聚氰胺？粉的過程中加入三聚氰胺？2、三聚氰胺在分子組成上與蛋白質(zhì)、三聚氰胺在分子組成上與蛋白質(zhì)有何相似之處？有何相似之處？二、蛋白質(zhì)的基本組成單位二、蛋白質(zhì)的基本組成單位 氨基酸氨基酸amino acid） （一氨基酸的結(jié)構(gòu)特點（一氨基酸的結(jié)構(gòu)特點組成蛋白質(zhì)的氨基酸，其結(jié)構(gòu)有共同的特點組成蛋白質(zhì)的氨基酸，其結(jié)構(gòu)有共同的特點 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甘氨酸甘氨酸特殊氨基酸特殊氨基酸COOHH2N C HH其它氨基酸與其它氨基酸與碳原子相連的四個原子碳原子相連的

5、四個原子或基團各不相同或基團各不相同 - -氨基酸的立體異構(gòu)體一）氨基酸的立體異構(gòu)體一）組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸均為組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸均為L-型型 非極性疏水性氨基酸非極性疏水性氨基酸 極性中性氨基酸極性中性氨基酸 酸性氨基酸酸性氨基酸 堿性氨基酸堿性氨基酸* * 20 20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下: :根據(jù)側(cè)鏈根據(jù)側(cè)鏈R基團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可將基團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可將20種種氨基酸分為氨基酸分為4類：類：（二氨基酸的分類（二氨基酸的分類氨基酸實用的分類氨基酸實用的分類v芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：v含硫氨基酸：含硫氨基酸：v帶羥基氨基酸：帶羥基氨

6、基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸蛋氨酸、半胱氨酸蛋氨酸、半胱氨酸v1.肽鍵肽鍵(peptide bond)v 一分子氨基酸的一分子氨基酸的a-羧基與另一分子羧基與另一分子氨基酸的氨基酸的a-氨基脫水縮合形成的酰胺鍵。氨基脫水縮合形成的酰胺鍵。 NH2CHR1OHHH2OCOOHCHCNHOR2?+-OCR1CHNH2R2HNCHCOOH肽鍵肽鍵（三肽鍵（三肽鍵-氨基酸在蛋白質(zhì)分子中氨基酸在蛋白質(zhì)分子中的連接方式的連接方式2.肽肽(peptide)v氨基酸通過氨基酸通過肽鍵相連而形成的化合物稱肽鍵相連而形成的化合物稱為肽。為肽。v三個氨基酸縮合三個氨基酸縮合三肽三肽v 兩個

7、氨基酸縮合兩個氨基酸縮合二肽二肽v 十個以內(nèi)氨基酸相連十個以內(nèi)氨基酸相連寡肽寡肽v 多個氨基酸縮合多個氨基酸縮合多肽。多肽。v多肽呈鏈狀，因此稱多肽鏈多肽呈鏈狀，因此稱多肽鏈主鏈和側(cè)鏈主鏈和側(cè)鏈CCNCCNCCNCCNCCH2CHCH2CH2CH2COO-OHCO2HCH2CONH2OHCH3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnCH3N-端C-端肽鍵* 肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基。團不全，被稱為氨基酸殘基。N 末端：多肽鏈中有自由氨基的一端末端：多肽鏈中有自由氨基的一端C 末端：多肽鏈中有自由羧基的一

8、端末端：多肽鏈中有自由羧基的一端多肽鏈有兩端方向性）多肽鏈有兩端方向性）N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶（四體內(nèi)重要的生物活性肽（四體內(nèi)重要的生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) 體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽 神經(jīng)肽神經(jīng)肽2.激素及神經(jīng)肽激素及神經(jīng)肽學習重點學習重點v1蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成v2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位v3 肽、肽鍵的概念。肽、肽鍵的概念。第第 二二 節(jié)節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu) The Molecular Structure of Protein蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)分成一級、二級、三蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)分成一級、二級、三級、四

9、級結(jié)構(gòu)四個層次級、四級結(jié)構(gòu)四個層次 二級、三級、四級結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱高級結(jié)二級、三級、四級結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱高級結(jié)構(gòu)或空間構(gòu)象構(gòu)或空間構(gòu)象定義定義蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的化學鍵主要的化學鍵肽鍵，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。 n一級結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：一級結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：20n .多樣多樣n一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎.特異特異n一級結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵主要）、二硫鍵一級結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵主要）、二硫鍵 蛋白質(zhì)的分子形狀、理化特性和生物學蛋白

10、質(zhì)的分子形狀、理化特性和生物學活性主要取決于它特定的空間結(jié)構(gòu)?；钚灾饕Q于它特定的空間結(jié)構(gòu)。 定義定義 主要的化學鍵：主要的化學鍵： 氫鍵氫鍵 （一蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（一蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架中原子的蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架中原子的局部空間排列，不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象，也就是該局部空間排列，不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象，也就是該肽段主鏈骨架原子的相對空間位置。肽段主鏈骨架原子的相對空間位置。二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中氫鍵的形成蛋白質(zhì)分子中氫鍵的形成H二級結(jié)構(gòu)的基本形式二級結(jié)構(gòu)的基本形式 v蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要包括蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要包括- -螺旋，螺旋，-

11、 -折疊，折疊，- -轉(zhuǎn)角及無規(guī)卷曲等幾種轉(zhuǎn)角及無規(guī)卷曲等幾種類型。類型。（1 1-螺旋螺旋左手和右手螺旋左手和右手螺旋 -螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特征為：征為： 為一右手螺旋；為一右手螺旋； (2) 螺旋以氫鍵維系；螺旋以氫鍵維系； - -螺旋的結(jié)構(gòu)特征螺旋的結(jié)構(gòu)特征（2-折疊折疊為一種比較伸展、呈鋸齒狀的肽鏈結(jié)構(gòu)為一種比較伸展、呈鋸齒狀的肽鏈結(jié)構(gòu) 。由若干肽段或肽鏈排列起來所形成的扇面狀片層構(gòu)象。由若干肽段或肽鏈排列起來所形成的扇面狀片層構(gòu)象。 由若干條肽段或肽鏈平行或反平行排

12、列組成由若干條肽段或肽鏈平行或反平行排列組成片狀結(jié)構(gòu)；片狀結(jié)構(gòu)； 主鏈骨架伸展呈鋸齒狀；主鏈骨架伸展呈鋸齒狀； 借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。 - -折疊的結(jié)構(gòu)特征折疊的結(jié)構(gòu)特征v -轉(zhuǎn)角是多肽鏈轉(zhuǎn)角是多肽鏈180回折部分所形成的一回折部分所形成的一種二級結(jié)構(gòu)種二級結(jié)構(gòu)(3) (3) - -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角(4). (4). 無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲v無規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形成的無規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形成的無規(guī)律的卷曲構(gòu)象。無規(guī)律的卷曲構(gòu)象。核糖核酸酶分子中的二級結(jié)構(gòu)核糖核酸酶分子中的二級結(jié)構(gòu)-螺旋螺旋-折疊折疊-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 在所有已測定的蛋白質(zhì)中均有二級在所有已測

13、定的蛋白質(zhì)中均有二級結(jié)構(gòu)的存在。結(jié)構(gòu)的存在。 （二蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)（二蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中所蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中所有原子的三維空間排布包括主鏈、有原子的三維空間排布包括主鏈、側(cè)鏈構(gòu)象）。既在主鏈構(gòu)象二級結(jié)構(gòu)側(cè)鏈構(gòu)象）。既在主鏈構(gòu)象二級結(jié)構(gòu)的基礎上，由于側(cè)鏈的基礎上，由于側(cè)鏈R基團相互作用，基團相互作用，進一步折疊盤曲構(gòu)成的。進一步折疊盤曲構(gòu)成的。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定三級結(jié)構(gòu)的因素穩(wěn)定三級結(jié)構(gòu)的因素 ：主要是主要是R基團之間相互作用形成的各種非基團之間相互作用形成的各種非共價鍵包括疏水作用力、氫鍵、鹽鍵等。共價鍵包括疏水作用力、氫鍵、鹽鍵等。 其中疏

14、水作用力是維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)最其中疏水作用力是維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)最主要的。主要的。 穩(wěn)定和維系蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的化學鍵穩(wěn)定和維系蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的化學鍵 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域是三級結(jié)構(gòu)層次上的局部折疊區(qū)結(jié)構(gòu)域是三級結(jié)構(gòu)層次上的局部折疊區(qū)分子量較大的蛋白質(zhì)在形成三級結(jié)構(gòu)時，肽鏈中分子量較大的蛋白質(zhì)在形成三級結(jié)構(gòu)時，肽鏈中某些局部的二級結(jié)構(gòu)匯集在一起，形成能發(fā)揮生物學某些局部的二級結(jié)構(gòu)匯集在一起，形成能發(fā)揮生物學功能的特定區(qū)域，稱為結(jié)構(gòu)域功能的特定區(qū)域，稱為結(jié)構(gòu)域 (domain) (domain) 。v血紅蛋白分子血紅蛋白分子的結(jié)構(gòu)域中有的結(jié)構(gòu)域中有血紅素鑲嵌。血紅素鑲嵌。由一條多

15、肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，具由一條多肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，具有三級結(jié)構(gòu)才具有生物學活性，有三級結(jié)構(gòu)才具有生物學活性，三級結(jié)構(gòu)一旦破壞，生物學活性三級結(jié)構(gòu)一旦破壞，生物學活性便喪失。便喪失。 （三蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)（三蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)亞基亞基許多有生物活性的蛋白質(zhì)分子由兩條或許多有生物活性的蛋白質(zhì)分子由兩條或兩條以上具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈組兩條以上具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈組成，其中每條具有完整三級結(jié)構(gòu)的多肽成，其中每條具有完整三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈被稱為一個亞基鏈被稱為一個亞基 。 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指各亞基間通過蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指各亞基間通過非共價鍵形成的特定的三維空間排布非共價鍵形成的特定的三維空間排布和相

16、互作用。和相互作用。血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu) 血紅蛋白是由含有血紅素的血紅蛋白是由含有血紅素的2個個亞基和亞基和2個個亞基組成的四聚體。亞基組成的四聚體。維系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力維系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的作用力離子鍵離子鍵氫鍵氫鍵范德華力范德華力 疏水相互作用力疏水相互作用力蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)層次v蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)和生物功能蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)和生物功能的基礎，一級結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)。空間的基礎，一級結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)是生物活性的直接體現(xiàn)結(jié)構(gòu)是生物活性的直接體現(xiàn)三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系例：鐮刀狀紅細胞貧血例：鐮刀狀紅細胞貧血N-v

17、al his leu thr pro glu glu C(146) N-val his leu thr pro val glu C(146)61. 一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)與功能的基礎一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)與功能的基礎（一一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系病人病人正常正常v由于基因突變導致血由于基因突變導致血紅蛋白紅蛋白- -鏈第六位氨鏈第六位氨基酸殘基由谷氨酸改基酸殘基由谷氨酸改變?yōu)槔i氨酸，血紅蛋變?yōu)槔i氨酸，血紅蛋白的親水性明顯下降，白的親水性明顯下降，從而發(fā)生聚集，使紅從而發(fā)生聚集，使紅細胞變?yōu)殓牭稜?。細胞變?yōu)殓牭稜睢?這種由蛋白質(zhì)分子這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導致的發(fā)生變異所導致的疾病，

18、稱為疾病，稱為“分子分子病病”。2.胰島素一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系胰島素一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系n肌紅蛋白肌紅蛋白/ /血紅蛋白血紅蛋白含有血紅素輔基含有血紅素輔基二、蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu)（一血紅蛋白亞基與肌紅蛋白的構(gòu)象相似（一血紅蛋白亞基與肌紅蛋白的構(gòu)象相似（二血紅蛋白亞基構(gòu)象變化可影響亞基（二血紅蛋白亞基構(gòu)象變化可影響亞基與氧結(jié)合與氧結(jié)合Hb：四亞基，運輸：四亞基，運輸O2Mb：單亞基，儲存：單亞基，儲存O2 , 亞基與亞基與Mb的三級結(jié)構(gòu)相似，結(jié)合的三級結(jié)構(gòu)相似，結(jié)合O2。n肌紅蛋白肌紅蛋白(myoglobin(myoglobin，Mb) Mb) 肌紅蛋白

19、是一個只有三級肌紅蛋白是一個只有三級結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，有結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，有8 8段段-螺螺旋結(jié)構(gòu)。旋結(jié)構(gòu)。n血紅蛋白血紅蛋白(hemoglobin(hemoglobin，Hb)Hb)血紅蛋白具有血紅蛋白具有4個亞個亞基組成的四級結(jié)構(gòu)，每基組成的四級結(jié)構(gòu)，每個亞基可結(jié)合個亞基可結(jié)合1個血紅素個血紅素并攜帶并攜帶1分子氧。分子氧。Hb亞基之間通過亞基之間通過8對鹽鍵，使對鹽鍵，使4個亞基緊密個亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀結(jié)合而形成親水的球狀蛋白。蛋白。 2.蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病 蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。喝舻鞍踪|(zhì)的折疊發(fā)蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。喝舻鞍踪|(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白

20、質(zhì)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴重的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴重時可導致疾病發(fā)生。時可導致疾病發(fā)生。這類疾病包括：老年癡呆癥、亨停頓這類疾病包括：老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。舞蹈病、瘋牛病等。瘋牛病是由朊病毒蛋白瘋牛病是由朊病毒蛋白(PrP)引起的一組人引起的一組人和動物神經(jīng)退行性病變。和動物神經(jīng)退行性病變。PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折疊折疊正常正常瘋牛病瘋牛病n瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變v一級結(jié)構(gòu)決定構(gòu)象，空間構(gòu)象決定功能一級結(jié)構(gòu)決定構(gòu)象，空間構(gòu)象決定功能v相似的結(jié)構(gòu)具有相似的功能相似的結(jié)構(gòu)具有相似的功能v結(jié)構(gòu)改

21、變可導致功能改變或喪失結(jié)構(gòu)改變可導致功能改變或喪失蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系學習目標學習目標1 1掌握蛋白質(zhì)一級、二級、三級和四級掌握蛋白質(zhì)一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)的概念及其主要的化學鍵。二級結(jié)結(jié)構(gòu)的概念及其主要的化學鍵。二級結(jié)構(gòu)的類型。構(gòu)的類型。-螺旋、螺旋、-折疊的結(jié)構(gòu)特折疊的結(jié)構(gòu)特點。點。2 2理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系理解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系3 3熟悉結(jié)構(gòu)域、亞基的概念。熟悉結(jié)構(gòu)域、亞基的概念。 第 三 節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)The Physical and Chemical Characters of Protein一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一蛋白

22、質(zhì)的兩性解離：（一蛋白質(zhì)的兩性解離：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，在一定的溶液氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pHpH條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。 當?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一當?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pHpH時，蛋白質(zhì)解離時，蛋白質(zhì)解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的凈電荷為零，此時溶液的pHpH稱為蛋白質(zhì)的等電稱為蛋白質(zhì)的等電點。點。n蛋白質(zhì)的等電點蛋白質(zhì)的等電點( isoelectric point, p

23、I)NH3+PPPCOO- NH3+NH2COOHCOO-H+OH-蛋白質(zhì)正離子蛋白質(zhì)正離子蛋白質(zhì)兼性離子蛋白質(zhì)兼性離子蛋白質(zhì)負離子蛋白質(zhì)負離子(pHpI)(pH=pI)(pH pI)PNH2COOH（二蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：（二蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：v蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達1100nm1100nm，處，處于膠體顆粒的范圍。因此，蛋白質(zhì)具有親于膠體顆粒的范圍。因此，蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)膠體能穩(wěn)定存在的主要因素：蛋白質(zhì)膠體能穩(wěn)定存在的主要因素：顆粒表面的電荷顆粒表面的電荷顆粒表面的水化膜顆粒表面的水化膜蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)顆粒的表面

24、電荷和水化膜蛋白質(zhì)顆粒的表面電荷和水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(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)帶負電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(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液中蛋白質(zhì)的聚沉溶液中蛋白質(zhì)的聚沉1. 鹽析：鹽析：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析。鹽析。常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。

25、常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析沉淀蛋白質(zhì)時，通常不會引起蛋白質(zhì)的變性。鹽析沉淀蛋白質(zhì)時，通常不會引起蛋白質(zhì)的變性。蛋白質(zhì)的沉淀：蛋白質(zhì)的沉淀：透析透析* * 透析透析利用透析袋把大分利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法?；衔锓珠_的方法。透析裝置透析裝置（三蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固：（三蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固： 在某些物理和化學因素作用下，其特在某些物理和化學因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。致其理化性質(zhì)改

26、變和生物活性的喪失。變性定義：變性定義： 天然狀態(tài)，天然狀態(tài)，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狀態(tài)，無活性非折疊狀態(tài)，無活性 二硫鍵破壞二硫鍵破壞后，生物學活性后，生物學活性喪失。喪失。例：核糖核酸酶的變性與復性例：核糖核酸酶的變性與復性 造成變性的因素造成變性的因素物理因素如加熱、高壓、紫外線照射等物理因素如加熱、高壓、紫外線照射等化學因素如乙醇等有機溶劑、強酸、化學因素如乙醇等有機溶劑、強酸、 強堿、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等重金屬離子及生物堿試劑等 。 變性的本質(zhì)：變性的本質(zhì)： 破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白破壞非

27、共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。v變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變：變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變：v 物理性質(zhì)：溶解度下降；物理性質(zhì)：溶解度下降；v 化學性質(zhì)：易被蛋白酶水解化學性質(zhì)：易被蛋白酶水解; ;v 生物學性質(zhì)：原有生物學活性喪失生物學性質(zhì)：原有生物學活性喪失. .v變性作用的意義變性作用的意義 應用舉例應用舉例v 臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消毒及滅菌。毒及滅菌。此外此外, , 防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑如疫苗等的必要條件。蛋白質(zhì)制劑如疫苗等的必要條件。 v蛋白質(zhì)變性的可逆性：蛋白質(zhì)變性的可逆性：若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后