八第一章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能

1、八第一章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能八第一章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)的分子組成一、一、蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成二、二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位三、三、蛋白質(zhì)的輔基蛋白質(zhì)的輔基四、肽鍵和肽四、肽鍵和肽（一）（一）肽鍵與肽鍵平面肽鍵與肽鍵平面（二）（二）肽肽（三）（三）生物活性肽生物活性肽第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、一、一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二、二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三、三、三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四、四、四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)五、五、維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵第三節(jié)第三節(jié) 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)系一、一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功

2、能的關(guān)系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系二、二、蛋白質(zhì)構(gòu)象與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)構(gòu)象與功能的關(guān)系第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、一、一般性質(zhì)一般性質(zhì)二、二、大分子性質(zhì)大分子性質(zhì)第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)分析分析蛋白質(zhì)化學(xué)與中藥蛋白質(zhì)化學(xué)與中藥2022-3-32第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成 蛋白質(zhì)(Protein)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是生物體的基本組成成分，幾乎所有的細(xì)胞和組織都含蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)是組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分，并參與幾乎所有的生命活動。蛋白質(zhì)在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、物質(zhì)代謝、遺傳信息控制、損傷修復(fù)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫防御等以及高等動物的識別與記憶、感覺與思維等方面都

3、起著重要的作用。2022-3-33一、蛋白質(zhì)的元素組成 蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N四種元素組成，還含有少量的S。 N元素是蛋白質(zhì)的特征元素，在蛋白質(zhì)分子中的含量比較恒定，約占16%。因此，可通過測定樣品中的含N量來計(jì)算出蛋白質(zhì)的含量。樣品蛋白質(zhì)含量 = 樣品含氮量2022-3-34二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位（一）氨基酸的結(jié)構(gòu) 合成天然的蛋白質(zhì)的氨基酸共有20種，稱為標(biāo)準(zhǔn)氨基酸，它們具有相應(yīng)的遺傳密碼。 20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸中，脯氨酸是-亞氨基酸，其余都是-氨基酸。 20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸中，除甘氨酸以外，其余19種氨基酸的-碳原子都是手性碳原子，均為L-氨基酸。2022-3-35氨基酸的結(jié)構(gòu)2022-3-36

4、（二）氨基酸的分類2022-3-371.非極性脂肪族R基氨基酸2022-3-382.極性脂肪族不帶電荷R基氨基酸2022-3-393.芳香族R基氨基酸 其中酪氨酸的R基含酚羥基，具有極性。苯丙氨酸（R基為苯環(huán)）、色氨酸（R基為吲哚基）為非極性氨基酸。2022-3-3104.帶正電荷R基氨基酸2022-3-3115.帶負(fù)電荷R基氨基酸2022-3-312（三）氨基酸的性質(zhì)1.紫外吸收特征 色氨酸和酪氨酸對280nm的紫外線有一吸收峰，由于大多蛋白質(zhì)含色氨酸和酪氨酸，測定樣品溶液280nm的吸光度，用于蛋白質(zhì)定量分析。2022-3-3132.茚三酮反應(yīng) -氨基酸可與茚三酮水合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生

5、成藍(lán)紫色化合物。該化合物在570nm處有一個吸收峰，可用于氨基酸的定量分析。 2022-3-3143.兩性電離和等電點(diǎn) 氨基酸含有呈酸式電離的羧基和呈堿式電離的氨基，因此氨基酸是兩性電解質(zhì)，電離以后可以既帶正電荷又帶負(fù)電荷，稱為兼性離子。 在某一pH條件下，氨基酸解離成陽離子和陰離子的傾向相等，溶液中的氨基酸以兼性離子形式存在，且凈電荷為零，此時溶液的pH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)（isoelectric point, pI）。 2022-3-315氨基酸的兩性電離2022-3-316三、蛋白質(zhì)的輔基2022-3-317（一）肽鍵與肽鍵平面 1.肽鍵 ：一個氨基酸的-羧基和另一個氨基酸的-氨基縮合失

6、去一分子水形成。2022-3-3182.肽鍵平面 肽鍵屬于單鍵，但具有部分雙鍵剛性的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。與肽鍵相連的原子始終處在同一個平面，稱為“肽鍵平面”（amide plane）。 2022-3-319肽鍵平面肽鍵平面肽鍵平面肽鍵平面肽鍵肽鍵肽鍵平面2022-3-320（二）肽1.肽是氨基酸的鏈狀縮合物 多個氨基酸通過肽鍵連接起來的分子稱為肽。2-10個稱寡肽（oligopeptide），10個以上稱多肽（polypeptide）。2.蛋白質(zhì)是大分子肽 在蛋白質(zhì)分子中，當(dāng)很多氨基酸通過肽鍵連接起來成為一條很長的鏈狀結(jié)構(gòu)時，稱為多肽鏈（polypeptide chain）。2022-3-32

7、1一些蛋白質(zhì)的分子量2022-3-322多肽鏈的結(jié)構(gòu) 2022-3-323側(cè)鏈側(cè)鏈N端端C端端主鏈骨架主鏈骨架HOH（三）生物活性肽2022-3-324谷胱甘肽2022-3-325第二節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)2022-3-326一、一級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（primary structure）是指多肽鏈中氨基酸組成與排列順序。一級結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)，它包括氨基酸所有的共價連接，尤其是肽鍵和二硫鍵。 氨基酸的排列順序是由遺傳密碼決定的，通過肽鍵連接起來，故肽鍵是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主鍵。 2022-3-327胰島素的一級結(jié)構(gòu)2022-3-328二、二級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性和理化性質(zhì)主要由其空間

8、結(jié)構(gòu)的完整性決定，空間結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)的二、三、四級結(jié)構(gòu)，又稱為高級結(jié)構(gòu)。 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（secondary structure）是指蛋白質(zhì)分子中由于主鏈原子肽鍵平面的相對旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成的有規(guī)則的局部空間構(gòu)象，如螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角等。 蛋白質(zhì)多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步聚集、折疊形成超二級結(jié)構(gòu)。2022-3-329螺旋 -螺旋（-helix）是指肽鍵平面通過-碳原子的旋轉(zhuǎn)，主鏈原子盤繞成右手螺旋結(jié)構(gòu)。 螺旋上升一圈大約需要個氨基酸殘基，螺距為，螺旋直徑為，R基分布在螺旋的外側(cè)。相鄰兩個螺旋之間肽鍵的C=O與HN形成氫鍵，從而使-螺旋能夠穩(wěn)定。 2022-3-330-螺旋（-helix）結(jié)構(gòu)示意圖

9、2022-3-3310.50nm0.54nm氫鍵氫鍵-碳原子碳原子側(cè)鏈側(cè)鏈2. -折疊 -折疊（-pleated sheet）是蛋白質(zhì)分子中肽鏈相對伸展的一種結(jié)構(gòu)形式，其主鏈通過肽鍵平面折疊成鋸齒狀。一個折疊單位含兩個氨基酸，R基交替排列在-折疊兩側(cè)。 同一條肽鏈內(nèi)的若干肽段或不同肽鏈之間所形成的數(shù)段-折疊可以平行結(jié)合，形成裙褶樣結(jié)構(gòu)。相鄰-折疊主鏈骨架的C=O和HN之間形成氫鍵，使其構(gòu)象穩(wěn)定。 數(shù)段結(jié)合的-折疊可以是同相平行，也可以是反向平行。2022-3-332-折疊（-pleated sheet）結(jié)構(gòu)示意圖2022-3-333轉(zhuǎn)角 -轉(zhuǎn)角（-turn）是指蛋白質(zhì)分子中，肽鏈形成180的回

10、折，構(gòu)成一個轉(zhuǎn)角。 一個-轉(zhuǎn)角由4個氨基酸構(gòu)成，其中第1個氨基酸殘基的C=O與第4個氨基酸殘基的HN之間形成氫鍵，使構(gòu)象穩(wěn)定。第2個氨基酸常為脯氨酸。2022-3-334-轉(zhuǎn)角（ -turn）結(jié)構(gòu)示意圖 2022-3-3354.無規(guī)卷曲 無規(guī)卷曲（random coil）是指蛋白質(zhì)分子中的某些肽段，其走向沒有規(guī)律可循，肽鏈的肽鍵平面不規(guī)則排列，形成較為松散的二級空間結(jié)構(gòu)。 2022-3-3365.超二級結(jié)構(gòu) 超二級結(jié)構(gòu)（super secondary structure）又叫模體（motif）或基序，是指二級結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步聚集和結(jié)合形成的特定構(gòu)象單元，如、等。 超二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)從二級結(jié)構(gòu)延伸

11、到三級結(jié)構(gòu)的一個新的結(jié)構(gòu)層次，如螺旋-環(huán)-螺旋（HLH）、亮氨酸拉鏈和鋅指結(jié)構(gòu)。2022-3-337超二級結(jié)構(gòu)2022-3-338亮氨酸拉鏈2022-3-339鋅指結(jié)構(gòu)2022-3-340HisHisCysZn 三、三級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)（tertiary structure）是指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，多肽鏈中相距較遠(yuǎn)的側(cè)鏈R基通過相互作用進(jìn)一步盤繞成特定的、不規(guī)則的空間構(gòu)象，其包括了主鏈和側(cè)鏈所有原子的空間排布。 維系三級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要有疏水鍵、氫鍵、離子鍵和范德華力等非共價鍵及二硫鍵等少量共價鍵。 蛋白質(zhì)的多肽鏈在形成三級結(jié)構(gòu)時，其非極性的疏水側(cè)鏈形成疏水核，而大多數(shù)極性基團(tuán)則分布在分子的表面，

12、形成親水區(qū)。 2022-3-3411.部分蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu) 人肌紅蛋白：153個氨基酸構(gòu)成，包括8段-螺旋（78%）及無規(guī)卷曲和-折疊。整個分子呈球形，內(nèi)部幾乎都是疏水基團(tuán)，極性基團(tuán)位于表面。分子結(jié)構(gòu)有一凹陷的口袋區(qū)，結(jié)合有一個血紅素輔基。 牛胰核糖核酸酶：124個氨基酸構(gòu)成，4個二硫鍵，3段較短-螺旋和3段較長-折疊。2022-3-342肌紅蛋白2022-3-343牛胰核糖核酸酶2022-3-3442.結(jié)構(gòu)域 許多較大蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)中存在一個或多個穩(wěn)定的、相對緊密的且在構(gòu)象上常明顯可區(qū)分的球狀區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)稱為結(jié)構(gòu)域（domain）。 結(jié)構(gòu)域與結(jié)構(gòu)域之間常由無規(guī)卷曲的松散肽段相連，可通過適

13、當(dāng)酶切與分子其他部分分開。 一個結(jié)構(gòu)域常常由一個外顯子編碼，可有幾十個至幾百個氨基酸殘基組成。 同一蛋白質(zhì)分子中的各結(jié)構(gòu)域相對獨(dú)立，并且具有不同的生理功能。2022-3-345Src結(jié)構(gòu)域 （為蛋白酪氨酸激酶）2022-3-346四、四級結(jié)構(gòu) 由兩條或更多的多肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)分子，還要具備四級結(jié)構(gòu)（quaternary structre）才具有活性。 在四級結(jié)構(gòu)中，每一條肽鏈都有特定且相對獨(dú)立的三級結(jié)構(gòu)，稱為該蛋白質(zhì)的一個亞基。 多個亞基之間按照特定的方式以非共價鍵結(jié)合，形成特定的空間結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。 在四級結(jié)構(gòu)中，亞基與亞基之間通過疏水鍵、氫鍵、離子鍵和范德華力等非共價鍵相互作用

14、而聚合在一起。 2022-3-347血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)示意圖 血紅蛋白由4個亞基構(gòu)成的異四聚體，包括兩個-亞基，兩個-亞基。2022-3-348 蛋白質(zhì)一、二、三、四級結(jié)構(gòu)示意圖2022-3-349（B）二級結(jié)構(gòu)（）二級結(jié)構(gòu)（-螺旋）螺旋） （A）一級結(jié)構(gòu)）一級結(jié)構(gòu) （C）三級結(jié)構(gòu)）三級結(jié)構(gòu) （B）二級結(jié)構(gòu)（）二級結(jié)構(gòu)（-折疊）折疊） （D）四級結(jié)構(gòu)）四級結(jié)構(gòu) 血紅素輔基血紅素輔基 五、維持蛋白質(zhì)分子空間構(gòu)象的主要化學(xué)鍵 1.氫鍵 氫鍵（hydrogen bond）是蛋白質(zhì)分子中最多的非共價鍵。是指當(dāng)氫原子與電負(fù)性很強(qiáng)的原子相連時，會帶上部分正電荷，與另一帶部分負(fù)電荷的原子產(chǎn)生靜電引力。2.離子

15、鍵 離子鍵（ionic interaction or ionic bond）又稱鹽鍵（salt bridge），是帶正電荷的基團(tuán)與帶負(fù)電荷的基團(tuán)之間所產(chǎn)生的靜電引力。 2022-3-350五、維持蛋白質(zhì)分子空間構(gòu)象的主要化學(xué)鍵 3.疏水鍵 疏水鍵（hydrophobic interaction）是指兩個疏水基團(tuán)為了避開水相而相互聚集在一起的作用力。 4.范德華力 范德華力（Van der Waals interactions）是指任何兩個原子間的距離保持范德華半徑時的一種靜電引力。 5.二硫鍵 二硫鍵（disulfide bond or disulfide bridge）由蛋白質(zhì)分子中兩個半胱

16、氨酸殘基側(cè)鏈上的巰基（SH）氧化脫氫產(chǎn)生。 2022-3-351二硫鍵2022-3-352蛋白質(zhì)分子中的主要次級鍵 2022-3-353 第三節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)與功能均有密切的關(guān)系。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其高級結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)含有其空間構(gòu)象的全部信息，而蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象決定蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能。 通過對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)：功能不同蛋白質(zhì)其氨基酸序列一定不同；已經(jīng)闡明的數(shù)千種遺傳病都存在蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)異常；不同物種具有相似功能的蛋白質(zhì)其一級結(jié)構(gòu)和構(gòu)象也相似。2022-3-354一、一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其構(gòu)象 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)相似則其功

17、能也一致 改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)可以直接影響其功能2022-3-3551.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其構(gòu)象2022-3-3562.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)相似則其功能也一致2022-3-3573.改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)可以直接影響其功能2022-3-358 二、空間構(gòu)象與功能的關(guān)系 1.構(gòu)象決定性質(zhì)和功能 蛋白質(zhì)根據(jù)構(gòu)象可分為纖維狀蛋白質(zhì)和球狀蛋白質(zhì)： 纖維狀蛋白質(zhì)多為結(jié)構(gòu)蛋白； 球狀蛋白質(zhì)主要是酶、調(diào)節(jié)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和免疫球蛋白等。2022-3-3592.變構(gòu)改變活性（1）血紅蛋白變構(gòu) 血紅蛋白的主要功能是對O2和CO2的運(yùn)輸。當(dāng)血紅蛋白結(jié)合氧之前叫脫氧血紅蛋白，分子構(gòu)象為緊張態(tài)（T態(tài)），當(dāng)血紅蛋白結(jié)合氧以后

18、，11與22兩個二聚體彼此滑動15，其構(gòu)象由T（tense）態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗沙趹B(tài)（R態(tài)），稱為氧合血紅蛋白。 T態(tài)：亞基之間結(jié)合力強(qiáng)，氧合力弱 R態(tài)：亞基之間結(jié)合力弱，氧合力強(qiáng)2022-3-360血紅蛋白結(jié)合氧前后構(gòu)象的變化 2022-3-361Hb (T態(tài)態(tài))HbO2 (R態(tài)態(tài))112215（2）血紅蛋白氧解離曲線2022-3-362（3）血紅蛋白運(yùn)氧能力影響因素 PCO2、2,3-二磷酸甘油酸（2,3-BPG）、體溫升高，pH降低時，血紅蛋白氧合力減弱，氧解離曲線右移。 2,3-BPG是糖酵解2,3-BPG支路中間產(chǎn)物，糖酵解加強(qiáng)，其含量增加，使血紅蛋白氧合力減弱，促進(jìn)氧分子釋放，氧解離曲線右移

19、。 CO使血紅蛋白氧合力增強(qiáng)，氧解離曲線左移。2022-3-363（4）變構(gòu)蛋白與變構(gòu)效應(yīng) 一些物質(zhì)能與蛋白質(zhì)相互作用，稱為蛋白質(zhì)的配體。蛋白質(zhì)分子中與配體結(jié)合的部位稱為配體結(jié)合位點(diǎn)或配體結(jié)合域。 變構(gòu)蛋白常有兩個或多個配體結(jié)合位點(diǎn)，他們可結(jié)合相同或不同的配體。其中能使蛋白質(zhì)變構(gòu)的配體叫變構(gòu)劑，變構(gòu)劑結(jié)合的位點(diǎn)又叫調(diào)節(jié)部位。 變構(gòu)效應(yīng)分異促效應(yīng)（變構(gòu)劑與配體是不同物質(zhì)）和同促效應(yīng)（即協(xié)同效應(yīng)，變構(gòu)劑與配體是相同物質(zhì)）；協(xié)同效應(yīng)又分為正協(xié)同效應(yīng)和負(fù)協(xié)同效應(yīng)。2022-3-3643.蛋白質(zhì)構(gòu)象病2022-3-365一、一般性質(zhì)1.蛋白質(zhì)的紫外吸收特征 蛋白質(zhì)分子中的肽鍵吸收220nm紫外線； 蛋白

20、質(zhì)分子中的酪氨酸和色氨酸殘基的吸收280nm紫外線。蛋白質(zhì)溶液對280nm紫外線的的吸光度與濃度成正比，用于蛋白質(zhì)定量分析。2022-3-3662.蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng) 蛋白質(zhì)能與某些試劑產(chǎn)生特殊的顏色反應(yīng)，可以用于對蛋白質(zhì)的定量分析。 茚三酮反應(yīng)：蛋白質(zhì)分子游離氨基與茚三酮反應(yīng)，呈藍(lán)紫色。 雙縮脲反應(yīng)：2分子尿素脫氨縮合成雙縮脲，堿性條件下與Cu2+螯合成紫紅色。蛋白質(zhì)分子中肽鍵可發(fā)生雙縮脲反應(yīng)。 酚試劑反應(yīng)：含磷鉬酸-磷鎢酸，堿性條件下與蛋白質(zhì)生成深藍(lán)色（磷鉬藍(lán)和磷鎢藍(lán)混合物）。 米倫試劑反應(yīng)、考馬斯亮籃顏色反應(yīng)2022-3-3673.氨基端反應(yīng) 2,4-二硝基氟苯、丹磺酰氯、異硫氰酸苯酯可與

21、肽鏈氨基端的-氨基反應(yīng)，水解后得到相應(yīng)的衍生物，通過層析鑒定?？捎糜诜治龅鞍踪|(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。2022-3-3684.蛋白質(zhì)的兩性電離和等電點(diǎn) 蛋白質(zhì)分子的-氨基和-羧基雖然都參與形成肽鍵，但是在蛋白質(zhì)的側(cè)鏈上仍然存在一些可電離的基團(tuán)，如天冬氨酸和谷氨酸殘基的-羧基和-羧基，賴氨酸的-氨基、精氨酸的胍基和組氨酸的咪唑基等，它們有的呈酸式電離，有的呈堿式電離，因此，蛋白質(zhì)和氨基酸一樣可以電離成兼性離子。 在某一pH條件下，蛋白質(zhì)的凈電荷為零，則該pH值為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）。2022-3-369蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)2022-3-370二、大分子特性1.蛋白質(zhì)溶液是膠體溶液 蛋白質(zhì)的分子量在一萬到百萬之間

22、，分子的直徑在膠體顆粒的范圍（1100nm）。因此，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶于水中，可以形成膠體溶液。 由于蛋白質(zhì)表面分布有很多親水的基團(tuán)，會結(jié)合很多水分子，形成水化膜，使蛋白質(zhì)顆粒不容易聚集起來。另一方面，蛋白質(zhì)分子在溶液pH值不等于pI時，往往帶有同種電荷而相互排斥。因此，蛋白質(zhì)溶液是穩(wěn)定親水膠體溶液。 2022-3-3712.沉降與沉降系數(shù) 在離心力的作用下，蛋白質(zhì)顆粒發(fā)生沉降，對于某一特定蛋白質(zhì)顆粒，其沉降速度在單位離心力場強(qiáng)度下為一常數(shù)，稱為蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)，用S（Svedberg，1S=10-13秒）表示。 蛋白質(zhì)的沉降速度與蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量和分子形狀有關(guān)，用沉降系數(shù)可以粗略地反映蛋白質(zhì)分子的大

23、小。 2022-3-3723.變性與復(fù)性 天然蛋白質(zhì)在某些物理或化學(xué)因素作用下，其特定的天然空間構(gòu)象部分或全部改變，從而導(dǎo)致理化性質(zhì)改變和生物學(xué)活性的喪失，稱之為蛋白質(zhì)變性(denaturation)。 變性蛋白質(zhì)表現(xiàn)為結(jié)晶性喪失、擴(kuò)散系數(shù)減小、溶解度降低、黏度增大、280nm吸光度增加、易被蛋白酶水解。2022-3-3733.變性與復(fù)性 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的pH值接近其等電點(diǎn)，則加熱可以使蛋白質(zhì)形成較堅(jiān)固的凝塊，該凝塊不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，稱為蛋白質(zhì)凝固（coagulation）。 有些蛋白質(zhì)變性是可逆的，當(dāng)變性程度較輕，去除使其變性的因素，能恢復(fù)或部分恢復(fù)其原來的空間構(gòu)象，并恢復(fù)其生物學(xué)活性，稱為蛋

24、白質(zhì)復(fù)性（renaturation）。2022-3-374核糖核酸酶的變性與復(fù)性示意圖2022-3-3758M尿素或尿素或-巰基乙醇巰基乙醇透析透析第五節(jié)蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)分析一、蛋白質(zhì)沉淀 蛋白質(zhì)分子相互聚集從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)沉淀(precipitation)。 使蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的因素主要有兩個：同種電荷和水化膜。如果破壞使蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的兩個因素（如調(diào)節(jié)溶液pH值至等電點(diǎn)或加入脫水劑），蛋白質(zhì)則會相互聚集而從溶液中析出沉淀。2022-3-376蛋白質(zhì)的沉淀示意圖2022-3-3771.鹽析法 鹽析法（salting out）是指向蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的中性鹽破壞蛋白質(zhì)的膠體穩(wěn)定性（中和電荷、破壞水化膜），從而使蛋白質(zhì)從溶液中析出沉淀的方法。 常用的中性鹽：(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4等。 沉淀下來的蛋白質(zhì)，一般不變性。2022-3-3782.有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì) 有機(jī)溶劑（如乙醇、丙酮等）沉淀蛋白質(zhì)，是利用它們的強(qiáng)親水性破壞水化膜，由于它們不能中和蛋白質(zhì)所帶電荷，因此，需要在等電點(diǎn)附近沉淀蛋白質(zhì)。 在常溫下一般會發(fā)生變性，但是在低溫條件下，變性則發(fā)生得緩慢。 2022-3-3793.重金屬離子沉淀蛋白質(zhì) 帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)可與重金屬離子（如鉛、汞、銅、銀等）