秋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1秋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)秋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(jigu)與功能與功能第一頁，共134頁。 含量含量(h(hnlinlingng) )大大 分布分布(f(fnbnb) )廣廣 種類(zhngli)多 功能繁雜功能繁雜 蛋白質(zhì)的重要性蛋白質(zhì)的重要性1234第1頁/共134頁第二頁，共134頁。 蛋白質(zhì)的生物(shngw)活性催化作用催化作用調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)作用免疫免疫(miny)作用作用載體載體(zit)作用作用凝血作用凝血作用運(yùn)動(dòng)作用運(yùn)動(dòng)作用組織更新修復(fù)組織更新修復(fù)第2頁/共134頁第三頁，共134頁。 蛋白質(zhì)的分子(fnz)組成 1 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能(gngnng)的關(guān)

2、系 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其分離純化蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其分離純化 2 3 4第3頁/共134頁第四頁，共134頁。第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子(fnz)組成第4頁/共134頁第五頁，共134頁。一、蛋白質(zhì)的元素一、蛋白質(zhì)的元素(yun (yun s)s)組成組成 C、H、O、N （16%）和 S 主要主要( (z zh h y y o o) ) 少量(sholing)磷、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬、碘磷、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬、碘第5頁/共134頁第六頁，共134頁。蛋白質(zhì)的含氮量平均蛋白質(zhì)的含氮量平均(pngjn)(pngjn)為為1616 樣品樣品(yngpn)(yngpn)中蛋白質(zhì)的含量中蛋白質(zhì)的含量 (

3、 g ( g ) )= = 樣品樣品(yngpn)(yngpn)含氮量含氮量 6.25 6.251/16%問題問題1 1樣品中蛋白質(zhì)含量樣品中蛋白質(zhì)含量(hnling)(hnling)的測(cè)定？的測(cè)定？第6頁/共134頁第七頁，共134頁。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成(z chn)單位單位自然界自然界300300余種余種人體人體( (r r n nt t ) )編碼編碼(bin (bin m)AAm)AA：2020種種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)均屬均屬L-L-氨基酸氨基酸甘氨酸除外甘氨酸除外第7頁/共134頁第八頁，共134頁。NH2HRCOOHC氨基酸的一般氨基酸的一般(ybn)結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)（

4、 L-氨基酸氨基酸）中心中心碳原子碳原子羧基羧基氨基氨基氫原氫原子子側(cè)鏈側(cè)鏈第8頁/共134頁第九頁，共134頁。 L-AAL-AA D-AAD-AA 人體人體(rnt)(rnt)蛋白質(zhì)中為蛋白質(zhì)中為L(zhǎng)- L- AAAA第9頁/共134頁第十頁，共134頁。中文名中文名英文名英文名縮寫縮寫pKapI三字符三字符一字符一字符pK1（-COOH）pK2（-NH3+）pKR（R基）基）甘氨酸glycine Gly G2.349.605.97丙氨酸alanine Ala A2.349.696.01脯氨酸prolinePro P1.9910.966.48纈氨酸valineVal V2.329.625.9

5、7亮氨酸leucineLeu L2.369.605.98異亮氨酸isoleucineIle I2.369.686.02蛋氨酸methionineMet M2.289.215.74苯丙氨酸phenylalaninePhe F1.839.135.48酪氨酸t(yī)yrosineTyr Y2.209.1110.075.66色氨酸t(yī)ryptophanTrp W2.389.395.89絲氨酸serineSer S2.219.155.68蘇氨酸t(yī)hreonineThr T2.119.625.87半胱氨酸cysteineCys C1.9610.288.185.07天冬酰胺asparagineAsn N2.028.

6、805.41谷氨酰胺glutamineGln Q2.179.135.65賴氨酸lysineLys K2.188.9510.539.74組氨酸histidineHis H1.829.176.007.59精氨酸arginineArg R2.179.0412.4810.76天冬氨酸aspartic acidAsp D1.889.603.652.77谷氨酸glutamic acidGlu E2.199.674.253.22第10頁/共134頁第十一頁，共134頁。（二）氨基酸的分類（二）氨基酸的分類(fn li)(fn li) 非極性氨基酸非極性氨基酸 1 2 4 5 不帶電荷不帶電荷(dinh)(d

7、inh)的極性的極性氨基酸氨基酸 帶正電荷的堿性帶正電荷的堿性(jin (jin xn)xn)氨基酸氨基酸 帶負(fù)電荷的酸性氨基酸帶負(fù)電荷的酸性氨基酸 3 芳香族氨基酸芳香族氨基酸第11頁/共134頁第十二頁，共134頁。非極性疏水性非極性疏水性(shuxng)氨基酸氨基酸第12頁/共134頁第十三頁，共134頁。不帶電荷不帶電荷(dinh)的極的極性氨基酸性氨基酸第13頁/共134頁第十四頁，共134頁。芳香族氨基酸芳香族氨基酸第14頁/共134頁第十五頁，共134頁。帶正電荷的堿性帶正電荷的堿性(jin xn)氨基酸氨基酸第15頁/共134頁第十六頁，共134頁。酸性酸性(sun xn)氨基

8、酸氨基酸第16頁/共134頁第十七頁，共134頁。+胱氨酸胱氨酸-HH半胱氨酸半胱氨酸二二 硫硫 鍵鍵第17頁/共134頁第十八頁，共134頁。記憶記憶(jy)口訣口訣甘、丙、纈、亮、異，三、四碳烴基甘、丙、纈、亮、異，三、四碳烴基丙、丁羥絲、蘇，（半）胱、蛋含有丙、丁羥絲、蘇，（半）胱、蛋含有(hn yu)硫硫酸有天冬、谷，堿有精、賴、組酸有天冬、谷，堿有精、賴、組苯、酪、色、脯環(huán)，中性苯、酪、色、脯環(huán)，中性(zhngxng)天、谷胺天、谷胺第18頁/共134頁第十九頁，共134頁。要點(diǎn)要點(diǎn)(yodin)編碼編碼(bin m)AA 20種種除除G外均為外均為L(zhǎng)-型型 P為環(huán)狀亞為環(huán)狀亞AA

9、含羥基含羥基(qingj)AA：S、T、Y 含硫含硫AA：C、M 芳香芳香AA：F、Y、W 支鏈支鏈AA：V、L、I 酸性酸性AA：D、E 堿性堿性AA：R、K、H 第19頁/共134頁第二十頁，共134頁。（三）氨基酸的理化（三）氨基酸的理化(lhu)(lhu)性質(zhì)性質(zhì)（1 1） 兩性兩性(lingxng)(lingxng)解解離及等電點(diǎn)離及等電點(diǎn)解離解離(ji l)程度取決于所處溶液的酸堿程度取決于所處溶液的酸堿度度氨基酸是兩性電解質(zhì)氨基酸是兩性電解質(zhì)1 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì): :白色晶體，熔點(diǎn)較高，溶解度白色晶體，熔點(diǎn)較高，溶解度大小不一。大小不一。2 2、化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)第20頁/

10、共134頁第二十一頁，共134頁。pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI兼性離子兼性離子 陽離子陽離子陰離子陰離子第21頁/共134頁第二十二頁，共134頁。等電點(diǎn)等電點(diǎn)(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液(rngy)中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時(shí)溶液(rngy)的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。第22頁/共134頁第二十三頁，共134頁。2.2.紫外吸收紫外吸收(xshu)(xshu)色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸最大吸收最大吸收(xshu)(xshu)峰峰 280 280 nmnm，可用于蛋白，可用于蛋白質(zhì)定

11、量分析。質(zhì)定量分析。第23頁/共134頁第二十四頁，共134頁。3.3.茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)(fnyng) (fnyng) 在氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成(shn chn)藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。氨基酸定量分析氨基酸定量分析(dnglingfnx)方方法法第24頁/共134頁第二十五頁，共134頁。肽鍵肽鍵(peptide bond)(peptide bond)：一個(gè)氨基：一個(gè)氨基(nj)(nj)酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基(nj)(nj)酸的氨基酸的氨基(nj)(nj)脫水縮合而脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。形成的化學(xué)鍵。肽與肽健肽與肽健肽：氨基酸通過肽鍵肽：氨基

12、酸通過肽鍵(ti jin)(ti jin)縮合而縮合而成的化合物成的化合物第25頁/共134頁第二十六頁，共134頁。第26頁/共134頁第二十七頁，共134頁。二肽二肽 兩分子兩分子(fnz)(fnz)氨基酸氨基酸三肽三肽 三分子三分子(fnz)(fnz)氨基酸氨基酸寡肽寡肽(oligopeptide)(oligopeptide)：十個(gè)以內(nèi)：十個(gè)以內(nèi)(y (y ni)ni)氨基酸氨基酸多肽多肽(oligopeptide)：十個(gè)氨基酸以上十個(gè)氨基酸以上肽：肽：氨基酸通過氨基酸通過肽鍵肽鍵縮合而成的化合物縮合而成的化合物第27頁/共134頁第二十八頁，共134頁。+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨

13、酸肽鍵肽鍵(ti jin)第28頁/共134頁第二十九頁，共134頁。多肽鏈多肽鏈(polypeptide chain) (polypeptide chain) 許多氨許多氨基酸之間以肽鍵連接基酸之間以肽鍵連接(linji)(linji)而成的而成的一種結(jié)構(gòu)一種結(jié)構(gòu)氨基酸殘基氨基酸殘基(residue) (residue) 肽鏈中的氨基肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)樗岱肿右驗(yàn)?yn wi)(yn wi)脫水縮合而基團(tuán)脫水縮合而基團(tuán)不全不全氨基末端（氨基末端（N N末端）末端） 自由自由(zyu)(zyu)氨基的一氨基的一端端羧基末端（羧基末端（C C末端）末端） 自由自由(zyu)(zyu)羧基的一羧

14、基的一端端第29頁/共134頁第三十頁，共134頁。 絲氨酰絲氨酰 - - 甘氨酰甘氨酰 - - 酪氨酰酪氨酰 - - 丙氨酰丙氨酰 - - 亮氨酸亮氨酸 (ser-gly-tyr-ala-leu) (ser-gly-tyr-ala-leu) 第30頁/共134頁第三十一頁，共134頁。肽鏈書寫肽鏈書寫(shxi)先寫骨架先寫骨架(gji)N(gji)NC CC C再寫氨羧兩末端再寫氨羧兩末端(m dun)然后配平然后配平酰胺鍵酰胺鍵最后才是最后才是側(cè)鏈上側(cè)鏈上第31頁/共134頁第三十二頁，共134頁。肽鍵肽鍵(C-N)(C-N)具有部分雙鍵具有部分雙鍵(shun jin)(shun jin

15、)的性質(zhì)的性質(zhì)第32頁/共134頁第三十三頁，共134頁。肽單元肽單元(dnyun)（peptide unit） 肽鍵中肽鍵中4 4個(gè)原子個(gè)原子C C、O O、N N、H H和與之相鄰的和與之相鄰的 C C1 1、 C C2 2位于同一位于同一(tngy)(tngy)平平面面第33頁/共134頁第三十四頁，共134頁。第34頁/共134頁第三十五頁，共134頁。第35頁/共134頁第三十六頁，共134頁。順式肽單元順式肽單元(dnyun)(dnyun)反式肽單元反式肽單元(dnyun) (dnyun) 第36頁/共134頁第三十七頁，共134頁。（二）天然（二）天然(tinrn)存在的活性存在

16、的活性肽肽谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)肽類激素肽類激素(j s)(j s)及神經(jīng)肽及神經(jīng)肽抗生素肽抗生素肽第37頁/共134頁第三十八頁，共134頁。谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)第38頁/共134頁第三十九頁，共134頁。還原劑還原劑清除清除(qngch)H2O2(qngch)H2O2結(jié)合結(jié)合(jih)(jih)有害有害物質(zhì)物質(zhì)GSH生物生物(shngw)活性活性第39頁/共134頁第四十頁，共134頁。GSH過氧過氧化物化物(u yn hu w)酶酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH還原酶還原酶NADPH+H+ NADP+ 第40頁

17、/共134頁第四十一頁，共134頁。肽類激素肽類激素(j s)促甲狀腺素釋放促甲狀腺素釋放(shfng)(shfng)激素激素 (TRH)(TRH)第41頁/共134頁第四十二頁，共134頁。第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)第42頁/共134頁第四十三頁，共134頁。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)層次圖層次圖第43頁/共134頁第四十四頁，共134頁。分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u) 一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)（基本結(jié)構(gòu)(jigu)） 高級(jí)(goj)結(jié)構(gòu)（空間結(jié)構(gòu)）三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)-螺旋螺旋-折疊折疊-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角不規(guī)則卷不規(guī)則卷曲曲二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)第

18、44頁/共134頁第四十五頁，共134頁。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu) (primary structure)(jigu) (primary structure)肽鏈中氨基酸的排列順序肽鏈中氨基酸的排列順序(shnx),(shnx),包括氨基酸的種類包括氨基酸的種類、數(shù)量及比例。、數(shù)量及比例。定義定義(dng(dngy)y)主要化學(xué)鍵主要化學(xué)鍵肽鍵肽鍵 有些蛋白質(zhì)有有些蛋白質(zhì)有二硫鍵二硫鍵第45頁/共134頁第四十六頁，共134頁。牛胰核糖核酸牛胰核糖核酸(h tn h sun)酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)二硫二硫鍵鍵第46頁/共134頁第四十七頁，共134頁。牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)牛

19、胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)第47頁/共134頁第四十八頁，共134頁。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu) (secondary (jigu) (secondary structure)structure)蛋白質(zhì)分子中多肽鏈主鏈骨架蛋白質(zhì)分子中多肽鏈主鏈骨架(gji)(gji)原子的局原子的局部空間排列，不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。部空間排列，不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。定義定義(dn(dngy)gy)主要化學(xué)鍵主要化學(xué)鍵氫鍵氫鍵第48頁/共134頁第四十九頁，共134頁。第49頁/共134頁第五十頁，共134頁。-折疊折疊(zhdi)-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角(zhunjio)無規(guī)卷曲

20、無規(guī)卷曲(jun q)(jun q)-螺旋螺旋蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式的主要形式第50頁/共134頁第五十一頁，共134頁。第51頁/共134頁第五十二頁，共134頁。-螺旋螺旋(luxun)(luxun)第52頁/共134頁第五十三頁，共134頁。要點(diǎn)要點(diǎn)(yodin)1一圈一圈3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距個(gè)氨基酸殘基，螺距(luj)0.54nm 2螺旋穩(wěn)定靠氫鍵螺旋穩(wěn)定靠氫鍵(qn jin)，與螺旋長(zhǎng)軸平，與螺旋長(zhǎng)軸平行行呈右手螺旋呈右手螺旋側(cè)鏈影響螺旋的形成和穩(wěn)定側(cè)鏈影響螺旋的形成和穩(wěn)定34第53頁/共134頁第五十四頁，共134頁。第54頁/共134頁第五十五頁，共134頁。

21、要點(diǎn)要點(diǎn)(yodin)1順向順向(shn xin)平行和反向平行平行和反向平行兩種構(gòu)象兩種構(gòu)象2呈伸展呈伸展(shnzhn)、鋸、鋸齒狀結(jié)構(gòu)齒狀結(jié)構(gòu)折疊的穩(wěn)定靠氫鍵折疊的穩(wěn)定靠氫鍵34側(cè)鏈影響折疊的形成和穩(wěn)定側(cè)鏈影響折疊的形成和穩(wěn)定第55頁/共134頁第五十六頁，共134頁。-折疊折疊(zhdi)(zhdi)(反平反平行行) )第56頁/共134頁第五十七頁，共134頁。-折疊折疊(zhdi)(zhdi)(平行平行) )第57頁/共134頁第五十八頁，共134頁。（三）（三） - -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角(zhunjio)(zhunjio)第58頁/共134頁第五十九頁，共134頁。無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲(jun

22、 (jun q)q) 沒有沒有(mi yu)確定規(guī)律性確定規(guī)律性的部分肽鏈構(gòu)象。的部分肽鏈構(gòu)象。第59頁/共134頁第六十頁，共134頁。超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)（模（模體體motifmotif）多肽鏈內(nèi)順序上相互鄰近的多肽鏈內(nèi)順序上相互鄰近的二級(jí)結(jié)構(gòu)常常在空間折疊中二級(jí)結(jié)構(gòu)常常在空間折疊中靠近靠近(kojn)，彼此相互作，彼此相互作用，形成規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)聚用，形成規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)聚集體。集體。第60頁/共134頁第六十一頁，共134頁?；净?jbn)形式形式1 -折疊折疊(zhdi)組合（組合（ ）2-螺旋螺旋(luxun)組合（組合（ ）-螺旋螺旋 -折疊組合（折疊組

23、合（ ）3第61頁/共134頁第六十二頁，共134頁。鈣結(jié)合鈣結(jié)合(jih)(jih)蛋蛋白白鋅指結(jié)構(gòu)鋅指結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)第62頁/共134頁第六十三頁，共134頁。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu) (tertiary structure)(jigu) (tertiary structure)整條肽鏈中全部整條肽鏈中全部(qunb)氨基酸殘基的相氨基酸殘基的相對(duì)空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空對(duì)空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的整體排布。間的整體排布。定義定義(dng(dngy)y)第63頁/共134頁第六十四頁，共134頁。結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域(domain) 蛋白質(zhì)形

24、成蛋白質(zhì)形成(xngchng)(xngchng)三級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，肽鏈中某些局部三級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，肽鏈中某些局部的超二級(jí)結(jié)構(gòu)匯集在一起，形的超二級(jí)結(jié)構(gòu)匯集在一起，形成成(xngchng)(xngchng)的發(fā)揮生物學(xué)的發(fā)揮生物學(xué)功能的區(qū)域；是蛋白質(zhì)構(gòu)象中功能的區(qū)域；是蛋白質(zhì)構(gòu)象中特定的空間區(qū)域。特定的空間區(qū)域。第64頁/共134頁第六十五頁，共134頁。細(xì)胞細(xì)胞(xbo)(xbo)表面蛋白表面蛋白CD4CD4分子分子4 4個(gè)相似結(jié)構(gòu)個(gè)相似結(jié)構(gòu)域域 第65頁/共134頁第六十六頁，共134頁。肌紅蛋白（肌紅蛋白（MbMb）的三級(jí)結(jié)構(gòu)）的三級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)血紅素血紅素鐵原子鐵原子(yunz)第6

25、6頁/共134頁第六十七頁，共134頁。穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng)(wndng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵三級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要主要(zhyo)(zhyo)化學(xué)鍵是次級(jí)化學(xué)鍵是次級(jí)鍵鍵疏水作用疏水作用(zuyng)(zuyng)、離子鍵、氫鍵、離子鍵、氫鍵和和 Van der Waals Van der Waals力力第67頁/共134頁第六十八頁，共134頁。第68頁/共134頁第六十九頁，共134頁。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu) (quaternary structure)(jigu) (quaternary structure)由兩條或兩條以上具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)由兩條或兩條以上具有獨(dú)立三級(jí)

26、結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)的多肽鏈，通過次級(jí)鍵締合而成的多肽鏈，通過次級(jí)鍵締合而成的最高級(jí)結(jié)構(gòu)的最高級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)。定義定義(dn(dngy)gy)化學(xué)鍵化學(xué)鍵疏水作用、氫鍵、離子鍵、范疏水作用、氫鍵、離子鍵、范德華力德華力亞基亞基每條具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈每條具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈第69頁/共134頁第七十頁，共134頁。血紅蛋白血紅蛋白(xuhng dnbi)(xuhng dnbi)（HbHb）的四級(jí)結(jié)構(gòu)的四級(jí)結(jié)構(gòu)鏈鏈鏈鏈血紅素血紅素第70頁/共134頁第七十一頁，共134頁。蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類(fn li)(fn li)根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)組成組成結(jié)合

27、結(jié)合(jih)(jih)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)單純蛋白質(zhì)單純蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)部分蛋白質(zhì)部分非蛋白質(zhì)部分非蛋白質(zhì)部分第71頁/共134頁第七十二頁，共134頁。根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)形狀形狀球狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)第72頁/共134頁第七十三頁，共134頁。根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)功能功能調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)蛋白蛋白酶蛋白酶蛋白(dnbi)(dnbi)運(yùn)輸?shù)鞍走\(yùn)輸?shù)鞍捉Y(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白第73頁/共134頁第七十四頁，共134頁。根據(jù)根據(jù)(gnj)(gnj)分布分布核蛋白質(zhì)核蛋白質(zhì)膜蛋白質(zhì)膜蛋白質(zhì)第74頁/共134頁第七十五頁，共134頁。第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能(gn

28、gnng)的關(guān)系第75頁/共134頁第七十六頁，共134頁。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能(gngnng)(gngnng)的關(guān)系的關(guān)系一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間(kngjin)構(gòu)象的構(gòu)象的基礎(chǔ)基礎(chǔ)一級(jí)結(jié)構(gòu)是功能一級(jí)結(jié)構(gòu)是功能(gngnng)的的基礎(chǔ)基礎(chǔ)一級(jí)結(jié)構(gòu)改變與分子病一級(jí)結(jié)構(gòu)改變與分子病第76頁/共134頁第七十七頁，共134頁。牛胰核糖核酸牛胰核糖核酸(h tn h sun)酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間(kngjin)構(gòu)象構(gòu)象的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)二硫鍵二硫鍵第77頁/共134頁第七十八頁，共134頁。 天然天然(tinrn)(tinrn)狀狀態(tài)，有催化活態(tài)，有

29、催化活性性 尿素尿素(nio (nio s)s)、 -巰基乙醇巰基乙醇 去除去除(q (q ch)ch)尿素、尿素、痕量痕量-巰基巰基乙醇乙醇非折疊狀態(tài)，無活性非折疊狀態(tài)，無活性第78頁/共134頁第七十九頁，共134頁。分子伴侶分子伴侶(chaperon) (chaperon) 是一類幫助新是一類幫助新生生(xnshng)(xnshng)多肽鏈正確折疊的蛋白多肽鏈正確折疊的蛋白質(zhì)質(zhì)第79頁/共134頁第八十頁，共134頁。一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)是功能是功能的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同(b tn)，功能不同，功能不同(b tn)血管血管(xugun)升壓素和升壓素和催產(chǎn)素催產(chǎn)素結(jié)構(gòu)相似，

30、功能相似結(jié)構(gòu)相似，功能相似胰島素胰島素促腎上腺皮質(zhì)激素和促黑激素促腎上腺皮質(zhì)激素和促黑激素第80頁/共134頁第八十一頁，共134頁。一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)改變與分改變與分子病子病分子病分子病由于基因突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)由于基因突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與正常有所不同，表現(xiàn)構(gòu)與正常有所不同，表現(xiàn)(bioxin)出生理功能的異常，而出生理功能的異常，而引起的遺傳性疾病。引起的遺傳性疾病。案案 例例鐮刀狀紅細(xì)胞性貧血鐮刀狀紅細(xì)胞性貧血 第81頁/共134頁第八十二頁，共134頁。（a a）正常）正常(zhngchng)(zhngchng)紅細(xì)紅細(xì)胞胞（ b b）鐮型紅細(xì)胞）鐮型紅細(xì)胞第82頁/共

31、134頁第八十三頁，共134頁。N-val his leu thr pro glu glu C(146) HbS 肽肽 鏈鏈HbA 肽肽 鏈鏈N-val his leu thr pro val glu C(146) 第83頁/共134頁第八十四頁，共134頁。第84頁/共134頁第八十五頁，共134頁。蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能(gngnng)依賴于特定的依賴于特定的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)胰島素原轉(zhuǎn)變成胰島素胰島素原轉(zhuǎn)變成胰島素胰島素原胰島素原（一條肽鏈）（一條肽鏈）胰島素胰島素（兩條肽鏈）（兩條肽鏈）C肽肽二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能(gngnng)(gngnng)的關(guān)系的關(guān)系第

32、85頁/共134頁第八十六頁，共134頁。第86頁/共134頁第八十七頁，共134頁。肌紅蛋白肌紅蛋白血紅蛋白血紅蛋白(xuhng dnbi)血紅蛋白的空間血紅蛋白的空間(kngjin)構(gòu)象變構(gòu)象變化與結(jié)合氧化與結(jié)合氧第87頁/共134頁第八十八頁，共134頁。O2第88頁/共134頁第八十九頁，共134頁。肌紅蛋白肌紅蛋白(Mb)(Mb)和血紅蛋白和血紅蛋白(xuhng dnbi)(Hb)(xuhng dnbi)(Hb)的氧解離曲線的氧解離曲線第89頁/共134頁第九十頁，共134頁。協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響(yngxing)(yngx

33、ing)其其 中另一個(gè)亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象中另一個(gè)亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象 。 協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)( (cooperativity) )正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng)(positive cooperativity) 促進(jìn)作用促進(jìn)作用 負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng)(negative cooperativity) 抑制作用抑制作用第90頁/共134頁第九十一頁，共134頁。 某些小分子物質(zhì)某些小分子物質(zhì)(wzh)作用于蛋白質(zhì)作用于蛋白質(zhì)的非活性部位后，使其發(fā)生構(gòu)象變化，從的非活性部位后，使其發(fā)生構(gòu)象變化，從而影響其功能。而影響其功能。變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)(xioyng)(allosteric (xioyng)(all

34、osteric effect) effect) 第91頁/共134頁第九十二頁，共134頁。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)改變(gibin)(gibin)與疾病與疾病 蛋白質(zhì)構(gòu)象蛋白質(zhì)構(gòu)象(u xin)(u xin)?。ú。╬rotein protein conformational diseasesconformational diseases）因蛋白質(zhì)折疊錯(cuò)誤或折疊不能導(dǎo)致構(gòu)象異常因蛋白質(zhì)折疊錯(cuò)誤或折疊不能導(dǎo)致構(gòu)象異常變化引起變化引起(ynq)的疾病的疾病第92頁/共134頁第九十三頁，共134頁。蛋白質(zhì)構(gòu)象蛋白質(zhì)構(gòu)象(u xin)改變導(dǎo)致疾病的機(jī)改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理理某些某些(mu xi

35、)蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病性而致病第93頁/共134頁第九十四頁，共134頁。朊病毒病朊病毒病 朊病毒蛋白構(gòu)象朊病毒蛋白構(gòu)象(u xin)(u xin)相關(guān)的疾病相關(guān)的疾病人類人類(rnli)(rnli)朊病毒病朊病毒病 庫魯病、腦軟化病、新變異型庫魯病、腦軟化病、新變異型CJDCJD等等動(dòng)物動(dòng)物(dngw)(dngw)的朊病毒病的朊病毒病 瘋牛病、羊騷癢癥等瘋牛病、羊騷癢癥等第94頁/共134頁第九十五頁，共134頁。朊病毒：不含有核酸，對(duì)各種理化作用朊病毒：不含有核酸，對(duì)各種

36、理化作用(zuyng)(zuyng)有有很強(qiáng)的抵抗力、傳染性極強(qiáng)的蛋白質(zhì)顆粒。很強(qiáng)的抵抗力、傳染性極強(qiáng)的蛋白質(zhì)顆粒。PrPc- -螺旋螺旋PrPsc-折疊折疊正常正常致病型致病型朊病毒蛋白朊病毒蛋白(dnbi)(prion (dnbi)(prion protein, PrP)protein, PrP)第95頁/共134頁第九十六頁，共134頁。第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)(xngzh)及其分離純化第96頁/共134頁第九十七頁，共134頁。 蛋白質(zhì)的理化蛋白質(zhì)的理化(lhu)(lhu)性質(zhì)性質(zhì)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)( isoelectric point, pI)( isoelectric po

37、int, 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pHpH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，即成為正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為(chngwi)(chngwi)兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的pHpH稱為稱為pIpI（一）兩性（一）兩性(lingxng)電離電離及等電點(diǎn)及等電點(diǎn)第97頁/共134頁第九十八頁，共134頁。 Pr Pr是兩性是兩性(lingxng)(lingxng)電解質(zhì)。在溶液中的帶電解質(zhì)。在溶液中的帶電狀況主要取決于溶液的電狀況主要取決于溶液的pHpH值。值。PrCOOHNH3+PrCOO-NH3+PrCOO-NH2OH

38、-H+OH-H+pH=pIpHpI利用利用(lyng)(lyng)此性質(zhì)可進(jìn)行此性質(zhì)可進(jìn)行電泳電泳第98頁/共134頁第九十九頁，共134頁。（二）蛋白質(zhì)的膠體（二）蛋白質(zhì)的膠體(jio (jio t)t)性質(zhì)性質(zhì) 膠體膠體(jio t)穩(wěn)定因素穩(wěn)定因素顆粒表面顆粒表面(biomin)電荷電荷水化膜水化膜第99頁/共134頁第一百頁，共134頁。+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

39、脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用第100頁/共134頁第一百零一頁，共134頁。（三）蛋白質(zhì)的變性（三）蛋白質(zhì)的變性(binxng)(binxng)與沉淀與沉淀 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性(binxng)(denaturation)(binxng)(denaturation) 在某些理化因素的作用下，蛋白在某些理化因素的作用下，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或遭受破壞，質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或遭受破壞，造成其理化性質(zhì)的改變和生物活性的造成其理化性質(zhì)的改變和生物活性的喪失。喪失。第101頁/共134頁第一百零二頁，共134頁。變性變性(binxng)(binxng)本本質(zhì)質(zhì)破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變破壞

40、非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變(gibin)(gibin)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)變性變性(binxng)(binxng)因素因素物理因素物理因素：高溫、紫外線、：高溫、紫外線、X X射線、射線、超聲波、劇烈振蕩等。超聲波、劇烈振蕩等?；瘜W(xué)因素化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、尿素、：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、尿素、乙醇等有機(jī)溶劑乙醇等有機(jī)溶劑第102頁/共134頁第一百零三頁，共134頁。理化性質(zhì)理化性質(zhì)(xngzh)(xngzh)變化變化黏度黏度(nind)(nind)增大增大吸收光譜吸收光譜(x shu (x shu un p)un p)改變改變?nèi)芙舛冉档腿芙舛冉档鸵妆坏鞍酌杆庖妆坏鞍?/p>

41、酶水解第103頁/共134頁第一百零四頁，共134頁。 蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)變性(binxng)程度較輕，去程度較輕，去除變性除變性(binxng)因素后，蛋白質(zhì)仍可恢因素后，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。復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能。蛋白質(zhì)的復(fù)性蛋白質(zhì)的復(fù)性(f (f xn)(renaturation)xn)(renaturation)第104頁/共134頁第一百零五頁，共134頁。 天然天然(tinrn)(tinrn)狀態(tài)，有催狀態(tài)，有催化活性化活性 尿素尿素(nio (nio s)s)、 -巰基乙醇巰基乙醇 去除去除(q ch)(q ch)尿素、尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊

42、狀態(tài)，無活性非折疊狀態(tài)，無活性第105頁/共134頁第一百零六頁，共134頁。蛋白質(zhì)變性后，疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈相蛋白質(zhì)變性后，疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈相互纏繞互纏繞(chnro)而聚集，從溶液中析出而聚集，從溶液中析出.蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀(chndin)(chndin)沉淀沉淀(chndin)(chndin)本質(zhì)本質(zhì)破壞水化膜破壞水化膜中和電荷中和電荷第106頁/共134頁第一百零七頁，共134頁。中性鹽中性鹽沉淀沉淀(chndin)(chndin)方法方法有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑生物堿試劑生物堿試劑(shj)重金屬離子重金屬離子(lz)第107頁/共134頁第一百零八頁，共134頁。應(yīng)用應(yīng)用(y

43、ngyng)重金屬中毒口服重金屬中毒口服(kuf)牛奶或生牛奶或生雞蛋雞蛋第108頁/共134頁第一百零九頁，共134頁。 蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱(ji r)可變成比較堅(jiān)固的凝塊，不易再溶于強(qiáng)可變成比較堅(jiān)固的凝塊，不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。酸和強(qiáng)堿中。蛋白質(zhì)的凝固蛋白質(zhì)的凝固(nngg)(nngg)作用作用(protein coagulation) (protein coagulation) 第109頁/共134頁第一百一十頁，共134頁。變性、沉淀、凝固變性、沉淀、凝固(nngg)(nngg)的關(guān)系的關(guān)系變性變性(binxng)沉淀沉淀(chndin)容易容易不一定不

44、一定凝固凝固一定一定一定一定第110頁/共134頁第一百一十一頁，共134頁。應(yīng)用應(yīng)用(yng(yngyng)yng)消毒消毒(xio d)(xio d)雞蛋要煮熟吃雞蛋要煮熟吃疫苗疫苗(ymio)(ymio)保存保存第111頁/共134頁第一百一十二頁，共134頁。（四）蛋白質(zhì)的光譜（四）蛋白質(zhì)的光譜(gungp)(gungp)吸收與呈吸收與呈色反應(yīng)色反應(yīng) 280nm最大吸收最大吸收(xshu)峰峰OD280 ： W 、 Y蛋白質(zhì)的光譜蛋白質(zhì)的光譜(gungp)(gungp)吸收吸收第112頁/共134頁第一百一十三頁，共134頁。雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)(fnyng)蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)蛋白質(zhì)的呈

45、色反應(yīng)酚試劑酚試劑(shj)呈色反呈色反應(yīng)應(yīng)考馬斯亮藍(lán)反應(yīng)考馬斯亮藍(lán)反應(yīng)(fnyng)第113頁/共134頁第一百一十四頁，共134頁。蛋白質(zhì)的分離蛋白質(zhì)的分離(fnl)(fnl)和純化和純化方法方法 鹽析鹽析(yn x)(yn x) 有機(jī)溶劑沉淀有機(jī)溶劑沉淀 （一）改變(gibin)蛋白質(zhì)的溶解度第114頁/共134頁第一百一十五頁，共134頁。 將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電荷被中和以及水化膜被破壞電荷被中和以及水化膜被破壞(phui)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。鹽析鹽析(yn x)(salt (yn

46、x)(salt precipitation)precipitation)第115頁/共134頁第一百一十六頁，共134頁。低溫低溫(dwn)(04 0C)快速快速有機(jī)溶劑沉淀有機(jī)溶劑沉淀(chndin)(chndin)第116頁/共134頁第一百一十七頁，共134頁。方法方法 離心離心(lxn)(lxn) 透析與超濾透析與超濾 凝膠過濾層析凝膠過濾層析（二）根據(jù)蛋白質(zhì)分子大?。ǘ└鶕?jù)蛋白質(zhì)分子大小(dxio)不不同分離同分離第117頁/共134頁第一百一十八頁，共134頁。利用利用(lyng)機(jī)械的快速旋轉(zhuǎn)所機(jī)械的快速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，將不同密度的物產(chǎn)生的離心力，將不同密度的物質(zhì)分離開來的方法。質(zhì)分離開來的方法。離心離心(lxn)(lxn)（centrifugationcentrifugation）第118頁/共134頁第一百一十九頁，共134頁。利用透析袋把大分子利用透析袋把大分子(fnz)蛋白蛋白質(zhì)與小分子質(zhì)與小分子(fnz)化合物分開的化合物分開的方法方法透析透析( (dialysis) )純化純化(chn hu)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)濃縮蛋白質(zhì)濃縮蛋白質(zhì)作用作用(zuyng)(zuyng)第119頁/共134頁第一百二十頁，共134頁。超濾超濾利用超濾膜在一定壓力下利用超濾膜在一定壓力下使大分子蛋白質(zhì)滯留使大分