氨基酸多肽與蛋白質(zhì)學習教案

1、會計學1氨基酸多肽與蛋白質(zhì)氨基酸多肽與蛋白質(zhì)第一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)Proteins 核酸核酸Nuclear Acids酶酶 Enzyme第1頁/共118頁第二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第一章第一章Structure and Function of Proteins第2頁/共118頁第三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。1833年年，Payen和和Persoz分離出淀粉酶分離出淀粉酶(diastase) 。1864年年，Hoppe-Seyler從血液分離出血紅蛋白從血液分離出血紅蛋白(hemoglubin, Hb) ，

2、并將其制成結(jié)晶。，并將其制成結(jié)晶。19世紀末世紀末，F(xiàn)ischer證明蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，并證明蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，并將氨基酸合成了多種短肽將氨基酸合成了多種短肽 。 1938年年，德國化學家，德國化學家Gerardus J. Mulder引用引用“Protein” 一詞來描述蛋白質(zhì)。一詞來描述蛋白質(zhì)。 第3頁/共118頁第四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。1951年年, Pauling采用采用X（射）線晶體衍射發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的（射）線晶體衍射發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)-螺旋螺旋(-helix)。 1953年年，F(xiàn)rederick Sanger完成胰島素一級序列測定。完成胰島素一

3、級序列測定。 1962年年，John Kendrew和和Max Perutz確定了血紅蛋白確定了血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)。的四級結(jié)構(gòu)。20世紀世紀90年代以后年代以后，后基因組計劃，后基因組計劃(Post-Human Genome Project) 。21世紀世紀，蛋白質(zhì)組學，蛋白質(zhì)組學 (Proteomic) 。 第4頁/共118頁第五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。分布廣：分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細胞的各個部所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。分都含有蛋白質(zhì)。含量高：含量高：蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人體干重的體干重

4、的45，某些組織含量更高，例，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達如脾、肺及橫紋肌等高達80。w一、蛋白質(zhì)的生物學重要性一、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第5頁/共118頁第六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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. 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第6頁/共118頁第七頁，編輯于星

5、期日：十六點 四十五分。w什么是蛋白質(zhì)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）通過肽鍵（）通過肽鍵（peptide bond） 相相連形成的高分子含氮化合物。連形成的高分子含氮化合物。第7頁/共118頁第八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 組成蛋白質(zhì)的元素：組成蛋白質(zhì)的元素：主要有主要有C、H、O、N和和S。有些蛋白質(zhì)含有少量有些蛋白質(zhì)含有少量磷磷或金屬元素或金屬元素鐵、銅、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質(zhì)還含有，個別蛋白質(zhì)還含有碘碘 。二、蛋白質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)極其復雜二、蛋白質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)極其復雜第8頁/

6、共118頁第九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16。 由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數(shù)每克樣品含氮克數(shù) 6.251001/16% 蛋白質(zhì)元素組成的特點：蛋白質(zhì)元素組成的特點：第9頁/共118頁第十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。氨基酸氨基酸第一節(jié)第一節(jié)Amin

7、o Acids第10頁/共118頁第十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。一、一、組成人體的組成人體的20種氨基酸均屬于種氨基酸均屬于L-氨基酸氨基酸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，但余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬種，且均屬 L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。第11頁/共118頁第十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式 （R R為側(cè)鏈）為側(cè)鏈）RC+NH3COO-H第12頁/共118頁第十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。二二、2020種氨基酸的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)及極性迥然不同種氨基

8、酸的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)及極性迥然不同第13頁/共118頁第十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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氨基酸的分類氨基酸的分類* * 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: :第14頁/共118頁第十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。甘氨酸甘氨酸 glycine Gly G 丙氨酸丙氨酸 alanine Ala A 纈氨酸纈氨酸 valine Val V 亮氨酸亮氨酸 leucine Leu L 異亮氨酸異亮氨酸 isoleucine Ile I 苯丙

9、氨酸苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 脯氨酸脯氨酸 proline Pro P 非極性疏水性氨基酸非極性疏水性氨基酸目目 錄錄第15頁/共118頁第十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。色氨酸色氨酸 tryptophan Try W 絲氨酸絲氨酸 serine Ser S 酪氨酸酪氨酸 tyrosine Try Y 半胱氨酸半胱氨酸 cysteine Cys C 蛋氨酸蛋氨酸 methionine Met M 天冬酰胺天冬酰胺 asparagine Asn N 谷氨酰胺谷氨酰胺 glutamine Gln Q 蘇氨酸蘇氨酸 threonine Thr T 2. 極性中性氨基酸

10、極性中性氨基酸目目 錄錄第16頁/共118頁第十七頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。天冬氨酸天冬氨酸 aspartic acid Asp D 谷氨酸谷氨酸 glutamic acid Glu E 賴氨酸賴氨酸 lysine Lys K 精氨酸精氨酸 arginine Arg R 組氨酸組氨酸 histidine His H 3. 酸性氨基酸酸性氨基酸4. 堿性氨基酸堿性氨基酸目目 錄錄第17頁/共118頁第十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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）第18頁/共118頁第十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 半胱氨酸半胱氨酸

11、+胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-HH第19頁/共118頁第二十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。三三、2020種氨基酸具有共同或特異的理種氨基酸具有共同或特異的理化性質(zhì)化性質(zhì)（一）（一）氨基酸具有兩性解離性質(zhì)氨基酸具有兩性解離性質(zhì)氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。處溶液的酸堿度。在某一在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的，呈電中性。此時溶液的pH值值稱為該氨基酸的稱為該氨基酸的等電點等電點。等電點等電點 (iso

12、electric point, pI)第20頁/共118頁第二十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI氨基酸的兼性離子氨基酸的兼性離子 陽離子陽離子陰離子陰離子CH COOHRNH3+CH COOHRNH3+第21頁/共118頁第二十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（二）含共軛雙鍵的氨（二）含共軛雙鍵的氨基酸具有紫外吸收性質(zhì)基酸具有紫外吸收性質(zhì) 色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在 280nm 附近。附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280n

13、m的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收芳香族氨基酸的紫外吸收第22頁/共118頁第二十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（三）氨基酸的（三）氨基酸的-氨基與氨基與-羧基共同參與茚羧基共同參與茚三酮反應三酮反應(ninhydrin reaction) (ninhydrin reaction) 氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍紫色藍紫色化合物，其最大吸收峰在化合物，其最大吸收峰在570nm處。處。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關系，因此

14、可作為氨基酸定量分析方比關系，因此可作為氨基酸定量分析方法。法。第23頁/共118頁第二十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（四）一個氨基酸的羧基可與另一個氨基酸的氨（四）一個氨基酸的羧基可與另一個氨基酸的氨基反應成肽基反應成肽第24頁/共118頁第二十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。多肽和蛋白質(zhì)多肽和蛋白質(zhì)Polypeptides and Proteins第二節(jié)第二節(jié)第25頁/共118頁第二十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。一、一、多肽和蛋白質(zhì)是氨基酸的多聚體多肽和蛋白質(zhì)是氨基酸的多聚體（一）（一）氨基酸是多肽與蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸是多肽與蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸通過

15、氨基酸通過肽鍵肽鍵(peptide bond) 相互連接而形相互連接而形成多肽和蛋白質(zhì)。成多肽和蛋白質(zhì)。肽鍵是由一個氨基酸的肽鍵是由一個氨基酸的 -羧基與另一個氨基羧基與另一個氨基酸的酸的 -氨基脫水縮合而形成的化學鍵。氨基脫水縮合而形成的化學鍵。第26頁/共118頁第二十七頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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第27頁/共118頁第二十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。* * 肽肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。* * 兩分子氨基酸縮合形成兩分子氨基酸縮合形成二肽二肽，三

16、分子氨基酸，三分子氨基酸縮合則形成縮合則形成三肽三肽* 肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為不全，被稱為氨基酸殘基氨基酸殘基(residue)。* 由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的由更多的氨基酸相連形成的肽稱肽稱多肽多肽(polypeptide)。第28頁/共118頁第二十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。氨基末端（氨基末端（amino terminal）或）或 N 末端末端：多肽：多肽鏈中有鏈中有自由氨基自由氨基的一端的一端羧基末端（羧基末端（ca

17、rboxyl terminal）或）或C 末端：末端：多肽鏈中有多肽鏈中有自由羧基自由羧基的一端的一端多肽鏈有方向性：多肽鏈有方向性：* 多肽鏈多肽鏈(polypeptide chain)是指許多氨基酸之是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。多肽鏈從氨基末端走向羧基末端。多肽鏈從氨基末端走向羧基末端。第29頁/共118頁第三十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（二）（二）體內(nèi)存在多種重要的生物活性肽體內(nèi)存在多種重要的生物活性肽 1.谷胱甘肽是體內(nèi)重要的還原劑谷胱甘肽是體內(nèi)重要的還原劑 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)第30頁/共118頁第

18、三十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。GSH過氧化物酶過氧化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH還原酶還原酶NADPH+H+ NADP+ 第31頁/共118頁第三十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。2.體內(nèi)有許多激素屬寡肽或多肽體內(nèi)有許多激素屬寡肽或多肽第32頁/共118頁第三十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。3. 神經(jīng)肽是腦內(nèi)一類重要的肽神經(jīng)肽是腦內(nèi)一類重要的肽 在神經(jīng)傳導過程中起重要作用的肽類稱為在神經(jīng)傳導過程中起重要作用的肽類稱為神神經(jīng)肽經(jīng)肽(neuropeptide)。 腦啡肽腦啡肽(5)、b b-內(nèi)啡肽內(nèi)啡肽(31)、強啡肽、強啡肽(17)、孤啡、孤啡肽肽

19、(17)第33頁/共118頁第三十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)可區(qū)分為蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)可區(qū)分為4 4個層次（個層次（Linderstrom-Lang 1952 Linderstrom-Lang 1952 ）高級結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu)或或空間構(gòu)象空間構(gòu)象(conformation)一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)(primary structure)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)(secondary structure)三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)(tertiary structure)四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)(quaternary structure)第34頁/共118頁第三十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。二、二、氨基酸殘

20、基的排列順序決定氨基酸殘基的排列順序決定蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)肽鍵（主要化學鍵）肽鍵（主要化學鍵）二硫鍵二硫鍵蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)(primary structure)是指蛋白質(zhì)分是指蛋白質(zhì)分子中，從子中，從N端到端到C端的氨基酸排列順序。端的氨基酸排列順序。形成一級結(jié)構(gòu)的化學鍵：形成一級結(jié)構(gòu)的化學鍵：第35頁/共118頁第三十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學功能的功能的基礎，基礎，但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素。唯一因素。目目 錄錄第36頁/共118頁第三十七頁，編輯

21、于星期日：十六點 四十五分。三、多肽鏈中的局部特殊構(gòu)象是三、多肽鏈中的局部特殊構(gòu)象是蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)(secondary structure)是指蛋是指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象 。第37頁/共118頁第三十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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第38頁/共1

22、18頁第三十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（一）（一）肽鍵是一個剛性的平面肽鍵是一個剛性的平面參與肽鍵的參與肽鍵的6個原子個原子C 1、C、O、N、H、C 2位于同一平面，位于同一平面，C 1和和C 2在平面上所處的位置為反式在平面上所處的位置為反式(trans)構(gòu)型，此同一平面上的構(gòu)型，此同一平面上的6個原子構(gòu)成了所謂的個原子構(gòu)成了所謂的肽單元肽單元 (peptide unit) 。第39頁/共118頁第四十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 -螺旋螺旋 ( -helix ) b b-折疊折疊 ( b b-pleated sheet ) b b-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ( b b-turn )

23、無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 ( random coil ) 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式：蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式：維系二級結(jié)構(gòu)的主要化學鍵：維系二級結(jié)構(gòu)的主要化學鍵： 氫鍵氫鍵第40頁/共118頁第四十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（二）（二） - -螺旋螺旋是常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)第41頁/共118頁第四十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（三）（三）b b- -折疊折疊使多肽鏈形成片層結(jié)構(gòu)使多肽鏈形成片層結(jié)構(gòu)第42頁/共118頁第四十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（四）（四）b b-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲在蛋白質(zhì)分子中在蛋白質(zhì)分子中普遍存在普遍存在 b b

24、- -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。鏈結(jié)構(gòu)。 第43頁/共118頁第四十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（五）模體（五）模體是蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個或三個在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個或三個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個特殊的空間構(gòu)象一個特殊的空間構(gòu)象，并發(fā)揮專一的功能并發(fā)揮專一的功能 ，被，被稱為稱為模體模體(motif)。第44頁/共118頁第四十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模

25、體鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體 鋅指結(jié)構(gòu)鋅指結(jié)構(gòu) 第45頁/共118頁第四十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（六）（六）氨基酸殘基的側(cè)鏈可影響二級結(jié)構(gòu)的形成氨基酸殘基的側(cè)鏈可影響二級結(jié)構(gòu)的形成蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是以一級結(jié)構(gòu)為基礎的。一段蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是以一級結(jié)構(gòu)為基礎的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成 - -螺旋或螺旋或-折疊，折疊，它就會出現(xiàn)相應的二級結(jié)構(gòu)。它就會出現(xiàn)相應的二級結(jié)構(gòu)。這是氨基酸殘基的側(cè)鏈的相互作用可穩(wěn)定這是氨基酸殘基的側(cè)鏈的相互作用可穩(wěn)定或去穩(wěn)定相應的二級結(jié)構(gòu)的原因?；蛉シ€(wěn)定相應的二級結(jié)構(gòu)的原因。 第46頁/共118頁第四十七頁，編輯于星期

26、日：十六點 四十五分。一段肽鏈有多個酸性氨基酸殘基相鄰，則在時這些殘基的游離羧基都帶負電荷，彼此相斥，妨礙一段肽鏈有多個酸性氨基酸殘基相鄰，則在時這些殘基的游離羧基都帶負電荷，彼此相斥，妨礙-螺旋的形成。同樣，多個堿性氨基酸殘基在一肽段內(nèi)，由于正電荷相斥，也妨礙螺旋的形成。同樣，多個堿性氨基酸殘基在一肽段內(nèi)，由于正電荷相斥，也妨礙-螺旋的形成。螺旋的形成。天冬酰胺、亮氨酸的側(cè)鏈很大，也會影響天冬酰胺、亮氨酸的側(cè)鏈很大，也會影響-螺旋形成。螺旋形成。脯氨酸的結(jié)構(gòu)不利于形成脯氨酸的結(jié)構(gòu)不利于形成-螺旋。螺旋。形成形成-折疊的肽段要求氨基酸殘基的側(cè)鏈較小，才能容許兩條肽段彼此靠近。折疊的肽段要求氨基

27、酸殘基的側(cè)鏈較小，才能容許兩條肽段彼此靠近。第47頁/共118頁第四十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。四、四、多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)基礎上進一步折疊形成多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)基礎上進一步折疊形成蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(tertiary structure)是指整是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。（一）三級結(jié)構(gòu)是指整條多肽鏈的空間分布（一）三級結(jié)構(gòu)是指整條多肽鏈的空間分布第48頁/共118頁第四十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 肌紅蛋

28、白肌紅蛋白 (Mb) 的三級結(jié)構(gòu)的三級結(jié)構(gòu) N 端端 C端端第49頁/共118頁第五十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。( (二二) ) 維持三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定主要依靠非共價鍵維持三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定主要依靠非共價鍵蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定主要靠弱的相互蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定主要靠弱的相互作用力或稱非共價鍵、次級鍵，主要有氫鍵、作用力或稱非共價鍵、次級鍵，主要有氫鍵、 Van der Waals力、疏水作用、和離子鍵力、疏水作用、和離子鍵（electrovalent bond）等。等。第50頁/共118頁第五十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。第51頁/共118頁第五十二頁，編輯于星期日：十六點

29、 四十五分。纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域 （三）（三）三級結(jié)構(gòu)可含有功能各異的三級結(jié)構(gòu)可含有功能各異的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)?？煞指畛梢粋€或數(shù)個大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)常可分割成一個或數(shù)個球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能，稱為，稱為結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域(domain) 。第52頁/共118頁第五十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu) 三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)就主鏈原子而言就主鏈原子而言就全體原子而言就全體原子而言疏水基團位于分子外部疏水基團位于分子外部疏水基團位于分子內(nèi)部親水基疏水基團位于分子內(nèi)部親水基團

30、位于分子外部團位于分子外部維系鍵主要為氫鍵等維系鍵主要為氫鍵等維系鍵主要為疏水力等維系鍵主要為疏水力等第53頁/共118頁第五十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（四）分子伴侶（四）分子伴侶參與蛋白質(zhì)的折疊參與蛋白質(zhì)的折疊分子伴侶分子伴侶(chaperone)通過提供一個保護環(huán)境從而加速通過提供一個保護環(huán)境從而加速蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象或形成四級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象或形成四級結(jié)構(gòu)。* * 分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開，如此重復進行可防止錯誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開，如此重復進行可防止錯誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。

31、 * * 分子伴侶也可與錯誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導其正確折疊。分子伴侶也可與錯誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導其正確折疊。 * * 分子伴侶在蛋白質(zhì)分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。分子伴侶在蛋白質(zhì)分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。 第54頁/共118頁第五十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次是氫鍵和離子鍵。次是氫鍵和離子鍵。五、五、某些蛋白質(zhì)具有四級結(jié)構(gòu)形式某些蛋白質(zhì)具有四級結(jié)構(gòu)形式蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，

32、稱為部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞亞基基 (subunit)。第55頁/共118頁第五十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。血紅蛋白血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)的四級結(jié)構(gòu)（二）（二）亞基通過亞基間的相互作用聯(lián)系在一起亞基通過亞基間的相互作用聯(lián)系在一起由由2個亞基組 成 的 蛋 白 質(zhì) 四 級 結(jié) 構(gòu) 中 ， 若 亞 基 分 子 結(jié) 構(gòu) 相 同 ， 稱 之 為個亞基組 成 的 蛋 白 質(zhì) 四 級 結(jié) 構(gòu) 中 ， 若

33、 亞 基 分 子 結(jié) 構(gòu) 相 同 ， 稱 之 為 同 二 聚 體同 二 聚 體(homodimer)，若亞基分子結(jié)構(gòu)不同，則稱之為若亞基分子結(jié)構(gòu)不同，則稱之為異二聚體異二聚體(heterodimer)。 第56頁/共118頁第五十七頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu) 亞基的排列方式亞基的排列方式三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu) 所有原子的排列所有原子的排列 完整的三維結(jié)構(gòu)完整的三維結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu) 主鏈骨架的折疊，主鏈骨架的折疊， 不考慮側(cè)鏈原子的排列不考慮側(cè)鏈原子的排列一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu) 氨基酸殘基排列順序氨基酸殘基排列順序第57頁/共118頁第五十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。

34、血紅蛋白的一、二、三、四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白的一、二、三、四級結(jié)構(gòu)第58頁/共118頁第五十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系Structure and Function of Proteins第三節(jié)第三節(jié)第59頁/共118頁第六十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)與功能的一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)與功能的基礎基礎牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵二硫鍵第60頁/共118頁第六十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 天然狀態(tài)，天然狀態(tài)，有催化活

35、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)，無活性第61頁/共118頁第六十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（二）一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的（二）一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級結(jié)構(gòu)與功能高級結(jié)構(gòu)與功能一級結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間一級結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間構(gòu)象以及功能也相似。構(gòu)象以及功能也相似。 第62頁/共118頁第六十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 氨基酸殘基序號氨基酸殘基序號 胰島素胰島素 A5 A6 A10 B30 人人 Thr Ser Ile Thr 豬豬 Thr Ser Ile

36、 Ala 狗狗 Thr Ser Ile Ala 兔兔 Thr Gly Ile Ser 牛牛 Ala Gly Val Ala 羊羊 Ala Ser Val Ala 馬馬 Thr Ser Ile Ala第63頁/共118頁第六十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。促腎上腺皮質(zhì)激素促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)和促黑激素和促黑激素(-MSH, -MSH)共有一段相同的氨基酸序列，因此，共有一段相同的氨基酸序列，因此，ACTH也可促進皮下黑色素生成但作用較弱。也可促進皮下黑色素生成但作用較弱。 第64頁/共118頁第六十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 ( (三三) )氨基酸序列提供重要的生物化

37、氨基酸序列提供重要的生物化學信息學信息一些廣泛存在于生物界的蛋白質(zhì)如細胞色素一些廣泛存在于生物界的蛋白質(zhì)如細胞色素c(cytochrome c)c(cytochrome c)，比較它們的一級結(jié)構(gòu)，可以幫助了解物種進化間的關系。，比較它們的一級結(jié)構(gòu)，可以幫助了解物種進化間的關系。 第65頁/共118頁第六十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。從細胞色素從細胞色素c的一級結(jié)構(gòu)看生物進化的一級結(jié)構(gòu)看生物進化物種進化過程中越接近的生物，細胞色素的一級結(jié)構(gòu)越相似物種進化過程中越接近的生物，細胞色素的一級結(jié)構(gòu)越相似第66頁/共118頁第六十七頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（四）（四）重要蛋白質(zhì)氨基

38、酸序列的改變可引起疾病重要蛋白質(zhì)氨基酸序列的改變可引起疾病例：鐮刀形紅細胞貧血例：鐮刀形紅細胞貧血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)生變異所導致的疾病，這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導致的疾病，稱為稱為“分子病分子病”。第67頁/共118頁第六十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。1. 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 （haemachrome） 二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)功能二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)功能血紅

39、素結(jié)構(gòu)血紅素結(jié)構(gòu) ( (一一) )血紅蛋白構(gòu)象改變引起功能變化血紅蛋白構(gòu)象改變引起功能變化第68頁/共118頁第六十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。肌紅蛋白肌紅蛋白(myoglobin，Mb) 肌紅蛋白是一個只有三級結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，有肌紅蛋白是一個只有三級結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，有8 8段段-螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋結(jié)構(gòu)。血紅素分子中的兩個丙酸側(cè)鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個堿性氨基酸側(cè)鏈上的正電荷相連，加之肽鏈中的血紅素分子中的兩個丙酸側(cè)鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個堿性氨基酸側(cè)鏈上的正電荷相連，加之肽鏈中的F8F8組氨酸殘基還與組氨酸殘基還與FeFe2+2+形成配位結(jié)合，所以血紅素輔基與蛋白質(zhì)部分穩(wěn)定

40、結(jié)合。形成配位結(jié)合，所以血紅素輔基與蛋白質(zhì)部分穩(wěn)定結(jié)合。 第69頁/共118頁第七十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。血紅蛋白血紅蛋白( (hemoglobin，Hb) )血紅蛋白具有血紅蛋白具有4個亞基組成的四級結(jié)構(gòu)個亞基組成的四級結(jié)構(gòu)。Hb各亞基的三級結(jié)構(gòu)與各亞基的三級結(jié)構(gòu)與Mb極為相似。極為相似。Hb亞基之間通過亞基之間通過8對鹽鍵，使對鹽鍵，使4個亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀蛋白。個亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀蛋白。 第70頁/共118頁第七十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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)合后稱為結(jié)合后稱為氧合氧合Hb。

41、氧合。氧合Hb占總占總Hb的百分數(shù)的百分數(shù)（稱（稱百分飽和度百分飽和度）隨）隨O2濃度變化而改變。濃度變化而改變。2. 血紅蛋白的構(gòu)象變化影響結(jié)合氧的能力血紅蛋白的構(gòu)象變化影響結(jié)合氧的能力 第71頁/共118頁第七十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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第72頁/共118頁第七十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。協(xié)同效應協(xié)同效應(cooperativity) 一個寡聚體蛋白質(zhì)的一個亞基與其配體結(jié)合后，一個寡聚體蛋白質(zhì)的一個亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，能影響此寡聚體中另一個亞基

42、與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱為稱為協(xié)同效應協(xié)同效應。 如果是促進作用則稱為如果是促進作用則稱為正協(xié)同效應正協(xié)同效應 (positive cooperativity)如果是抑制作用則稱為如果是抑制作用則稱為負協(xié)同效應負協(xié)同效應 (negative cooperativity)第73頁/共118頁第七十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。第74頁/共118頁第七十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。O2血紅素與氧結(jié)血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑變合后，鐵原子半徑變小，就能進入卟啉環(huán)小，就能進入卟啉環(huán)的小孔中，繼而引起的小孔中，繼而引起肽鏈位置的變動。肽鏈位置的變動。第75頁/共118頁第七十六頁，編

43、輯于星期日：十六點 四十五分。別構(gòu)效應別構(gòu)效應(allosteric effect)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變伴隨其功能蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變伴隨其功能的變化，稱為的變化，稱為別構(gòu)效應別構(gòu)效應。第76頁/共118頁第七十七頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（二）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變可導致（二）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變可導致構(gòu)象病構(gòu)象病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病：若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯：若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)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，嚴重時可導致疾病發(fā)生。變，仍可影響其功能，嚴重時可導致疾病發(fā)生。第77頁/共118頁第七十八頁，編輯于星期

44、日：十六點 四十五分。蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導致疾病的機制蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導致疾病的機制：有些蛋白：有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解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變。纖維沉淀的病理改變。這類疾病包括這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老年：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨丁頓舞蹈病、瘋牛病等。癡呆癥、亨丁頓舞蹈病、瘋牛病等。第78頁/共118頁第七十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。瘋牛病是由朊病毒蛋白瘋牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, P

45、rP)引起引起的一組人和動物神經(jīng)退行性病變。的一組人和動物神經(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)變成全為在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為-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瘋牛病瘋牛病第79頁/共118頁第八十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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)Chemical and Physical Properties of Proteins第80頁/共118頁第八十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 一、一、蛋

46、白質(zhì)具有兩性電離性質(zhì)蛋白質(zhì)具有兩性電離性質(zhì)蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基蛋白質(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，在一定的溶液酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pHpH條件下都可條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。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pH時，蛋白質(zhì)解離成時，蛋白質(zhì)解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的零，此時溶液的pH稱為稱為蛋白質(zhì)的等電點。蛋白質(zhì)的等電點。蛋白質(zhì)的等電點蛋白質(zhì)的等電點( isoelectric point, pI)

47、第81頁/共118頁第八十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 二、蛋白質(zhì)具有膠體二、蛋白質(zhì)具有膠體(colloid)性質(zhì)性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自自1萬至萬至100萬之間，其分子的直徑可達萬之間，其分子的直徑可達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)定的因素：蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷顆粒表面電荷水化膜水化膜第82頁/共118頁第八十三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。+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

48、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)的聚沉第83頁/共118頁第八十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。三、很多因素可引起蛋白質(zhì)變性三、很多因素可引起蛋白質(zhì)變性在某些物理和化學因素作用下，其特定的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，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無空間構(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)，從而導致其理化性質(zhì)改變和生序的空間結(jié)構(gòu)，從而導致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。物活性的喪失。蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性(denatura

49、tion)第84頁/共118頁第八十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。第85頁/共118頁第八十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 造成變性的因素造成變性的因素 變性的本質(zhì)變性的本質(zhì) 破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等強堿、重金屬離子及生物堿試劑等 。 第86頁/共118頁第八十七頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 應用舉例應用舉例 臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消毒及臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消毒及滅菌。滅菌。 此外此外, , 防止

50、蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。（如疫苗等）的必要條件。 第87頁/共118頁第八十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復或部分恢復其原有的構(gòu)象和功能，蛋白質(zhì)仍可恢復或部分恢復其原有的構(gòu)象和功能，稱為稱為復性復性 。蛋白質(zhì)的復性蛋白質(zhì)的復性(renaturation) 第88頁/共118頁第八十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。 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

51、非折疊狀態(tài)，無活性非折疊狀態(tài)，無活性牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶第89頁/共118頁第九十頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。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，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。但并不變性。 蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。 蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀 蛋白質(zhì)的凝固作用蛋白質(zhì)的凝固作用

52、(protein coagulation) 第90頁/共118頁第九十一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。加熱加熱鹽析鹽析沉淀沉淀變性變性凝固凝固第91頁/共118頁第九十二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。四四、蛋白質(zhì)在紫外光譜區(qū)有特征性、蛋白質(zhì)在紫外光譜區(qū)有特征性吸收峰吸收峰由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在氨酸和色氨酸，因此在280nm波長處有特征性波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的吸收峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關系，與其濃度呈正比關系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定。因此可作蛋白質(zhì)定量測定。第92頁/共118頁第九十三頁，編輯于星期日

53、：十六點 四十五分。五、蛋白質(zhì)呈色反應可用于溶液蛋白五、蛋白質(zhì)呈色反應可用于溶液蛋白質(zhì)測定質(zhì)測定（一）蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生茚三酮反應（一）蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生茚三酮反應蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚茚三酮反應三酮反應(ninhydrin reaction) 。第93頁/共118頁第九十四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。（二）肽鏈中的肽鍵可與雙縮脲試劑反應（二）肽鏈中的肽鍵可與雙縮脲試劑反應蛋白質(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，此反應稱硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反應稱為為雙縮脲反應雙縮脲反應

54、(biuret reaction) 。雙縮脲反應可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。雙縮脲反應可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。第94頁/共118頁第九十五頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。3、雙縮脲反應雙縮脲反應 含兩個含兩個/以上肽鍵（紫色以上肽鍵（紫色/紫紅色）紫紅色）4、茚三酮反應茚三酮反應 藍紫色藍紫色藍色化合物藍色化合物磷鎢酸磷鎢酸- -磷鉬酸磷鉬酸 酪、色氨酸酪、色氨酸 第95頁/共118頁第九十六頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。蛋白質(zhì)的分離與純化蛋白質(zhì)的分離與純化Isolation and Purification of Proteins第五節(jié)第五節(jié)第96頁/共118頁第九十七頁，編輯于星

55、期日：十六點 四十五分。一、一、透析及超濾法可清除蛋白質(zhì)溶液中透析及超濾法可清除蛋白質(zhì)溶液中的小分子化合物的小分子化合物 利用透析袋把大分子蛋白利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法。質(zhì)與小分子化合物分開的方法。應用正壓或應用正壓或離心力離心力使蛋白質(zhì)溶液透過有使蛋白質(zhì)溶液透過有一定截留分子量的超濾膜，達到濃縮蛋白質(zhì)溶一定截留分子量的超濾膜，達到濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。液的目的。超濾法超濾法 (ultrafiltration) 透析透析(dialysis)第97頁/共118頁第九十八頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。二二、鹽析、丙酮沉淀及免疫沉淀是、鹽析、丙酮沉淀及免疫沉淀是常用的蛋

56、白質(zhì)沉淀方法常用的蛋白質(zhì)沉淀方法 鹽析鹽析(salt precipitation)是將硫酸銨、硫酸鈉或氯是將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電荷被化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導致蛋白質(zhì)沉淀。中和以及水化膜被破壞，導致蛋白質(zhì)沉淀。 第98頁/共118頁第九十九頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。去除水化膜去除水化膜中和電荷中和電荷蛋白質(zhì)凝聚、析出蛋白質(zhì)凝聚、析出第99頁/共118頁第一百頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。鹽析法鹽析法分段鹽析分段鹽析蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)溶解度溶解度鹽析鹽析鹽濃度鹽濃度(NH(NH4 4) )2 2SO4SO4第100

57、頁/共118頁第一百零一頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。二二、丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀是、丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀是常用的蛋白質(zhì)沉淀方法常用的蛋白質(zhì)沉淀方法 使用使用丙酮沉淀丙酮沉淀時，必須在時，必須在04低溫下進行，低溫下進行，丙酮用量一般丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被丙酮沉淀后，應立即分離。除了丙酮以外，也可丙酮沉淀后，應立即分離。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。用乙醇沉淀。 第101頁/共118頁第一百零二頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。破壞蛋白質(zhì)的水化膜破壞蛋白質(zhì)的水化膜蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀第102頁/共118頁第一百零三頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。將某一純化蛋白質(zhì)免疫動物可獲得抗該蛋白將某一純化蛋白質(zhì)免疫動物可獲得抗該蛋白的特異抗體。利用特異抗體識別相應的抗原蛋白，的特異抗體。利用特異抗體識別相應的抗原蛋白，并形成抗原抗體復合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶并形成抗原抗體復合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶液中分離獲得抗原蛋白。液中分離獲得抗原蛋白。 免疫沉淀法（免疫沉淀法（immunoprecipitation）第103頁/共118頁第一百零四頁，編輯于星期日：十六點 四十五分。Binding of mAb