蛋白質(zhì)的性質(zhì)5課件

1、生物化學(xué)教學(xué)課件蛋白質(zhì)第一章新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Protien第一節(jié) 蛋白質(zhì)通論第二節(jié) 氨基酸的分類特點(diǎn)及理化性質(zhì)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的分類及化學(xué)結(jié)構(gòu)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第五節(jié) 蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第六節(jié) 蛋白質(zhì)的分離純化 第一章 蛋 白 質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)一、 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、 兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)三、 蛋白的變性與復(fù)性四、 蛋白質(zhì)的沉淀五、 蛋白質(zhì)的紫外吸收六、 蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)七、 最低分子量法測(cè)蛋白質(zhì)分子量一. 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子量很大，在水溶液中形成1-100nm的顆粒，具有膠體溶液的特征。膠體溶液具有布朗運(yùn)動(dòng)、光散射現(xiàn)象、電泳現(xiàn)象、不能透過(guò)半透膜以及具有吸附能

2、力等特性。提問：蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定的原因是什么？第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì) 可溶性蛋白質(zhì)分子表面分布著大量極性基團(tuán)，對(duì)水有很高的親和性，通過(guò)水合作用在蛋白質(zhì)顆粒外形成一層水化層。蛋白質(zhì)分子表面的可解離基團(tuán)，在一定的pH條件下，帶有相同的凈電荷，這些電荷與環(huán)境中的反離子形成穩(wěn)定的雙電層。答案：1.蛋白質(zhì)帶有同種電荷的雙電層的相互排斥2.水膜一. 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)-+Pr-+Pr-+Pr相互排斥一. 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì) 膠體性質(zhì)的應(yīng)用鹽溶 蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)，易聚集沉淀，加入低濃度的鹽，使分子分散。 加入高濃度的鹽，鹽離子奪取蛋白質(zhì)表面的水分子，破壞了水化膜，并中和了電荷，蛋白質(zhì)沉淀。

3、鹽析第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)二、 蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)及等電點(diǎn) 蛋白質(zhì)和氨基酸一樣，是兩性電解質(zhì)。在蛋白質(zhì)分子中，可解離基團(tuán)除了肽鏈末端的-氨基和-羧基外，還有肽鏈上R基上的側(cè)鏈基團(tuán)，如NH2、COOH、-COOH、咪唑基、胍基、OH等。 蛋白質(zhì)分子是一個(gè)多價(jià)離子，所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)目是由蛋白質(zhì)中的可解離基的種類和數(shù)目以及溶液的pH值所決定的。 第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影響，使其分子內(nèi)部原有的高級(jí)構(gòu)象發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致其一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，這種現(xiàn)象稱為變性作用（denaturation）。1.

4、變性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)天然的RNA酶分子變性的RNA酶分子三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性1. 變性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)2. 變性因素及作用機(jī)制 物理因素： 加熱、紫外線、X-射線、劇烈攪拌等，這些因素能造成空間結(jié)構(gòu)破壞，使蛋白質(zhì)變性。 化學(xué)因素: 酸堿變性 加酸加堿可破壞蛋白質(zhì)的鹽鍵,導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì) 尿素和鹽酸胍變性 8M脲和5M鹽酸胍使寡聚蛋白質(zhì)解離成亞單位，以高度伸展的構(gòu)象存在。它們破壞蛋白質(zhì)的疏水鍵，使疏水基團(tuán)暴露，還能與多肽鏈上主鏈競(jìng)爭(zhēng)氫鍵，破壞蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)2. 變性因素及作用機(jī)制 三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)氫鍵

5、(NH)脲(或胍) 重金屬鹽變性 在pHpI時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電，更易與重金屬離子（Hg2、Pb2+、Cu2+）結(jié)合形成沉淀，導(dǎo)致變性。 應(yīng)用：變性滅菌、消毒；變性食品；大豆蛋白加熱加鹽制成豆腐；重金屬鹽中毒急救可給患者吃大量的乳制品或蛋清；抗衰老第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)2. 變性因素及作用機(jī)制 三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 生物化學(xué)性質(zhì)改變：蛋白質(zhì)變性后，分子結(jié)構(gòu)伸展松散，易為蛋白質(zhì)水解酶所分解。 化學(xué)性質(zhì)改變：蛋白質(zhì)變性時(shí)，有些原來(lái)埋藏在分子內(nèi)部不易與化學(xué)試劑起反應(yīng)的側(cè)鏈活性基團(tuán)，由于結(jié)構(gòu)的伸展松散而暴露，易與化學(xué)試劑反應(yīng)。（如-SH、咪唑基、-OH）。3. 變性蛋白質(zhì)的特性 第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三

6、. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 1931年，我國(guó)生物化學(xué)前輩吳憲提出了“蛋白質(zhì)變性后，其肽鏈由原來(lái)緊密有序的構(gòu)象變成了松散無(wú)序的構(gòu)象”。這就是變性作用，并且認(rèn)為天然蛋白質(zhì)的緊密構(gòu)造及晶體結(jié)構(gòu)是由分子中的次級(jí)鍵互相聯(lián)系而形成的，所以容易被物理的和化學(xué)因素所破壞，這個(gè)觀點(diǎn)反映了蛋白質(zhì)變性本質(zhì)。3. 變性蛋白質(zhì)的特性 變性理論第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 可逆變性：除去變性因素，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)可以恢復(fù)原狀。 不可逆變性：除去變性因素，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不能恢復(fù)原狀。 3. 變性蛋白質(zhì)的特性 變性的可逆性 第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 蛋白質(zhì)的變性作用如果不過(guò)于劇烈，則是一種可逆過(guò)程

7、，變性蛋白質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自發(fā)折疊成原來(lái)的構(gòu)象，恢復(fù)原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為復(fù)性(renaturation）。4. 復(fù)性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性4. 復(fù)性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性8 M urea and -mercapotoethanolDenative reduced ribonucleaseNative ribonucleaseNative ribonucleaseDialysis變性復(fù)性核糖核酸酶變性與復(fù)性作用 在一定的環(huán)境條件下，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)能夠決定二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。變性蛋白質(zhì)的二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)雖然遭到破壞，

8、但是一級(jí)結(jié)構(gòu)仍然保持不變，因此除去變性劑后，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下，蛋白質(zhì)能卷曲折疊成為能量最低的構(gòu)象，一般天然蛋白質(zhì)正是具有這種能量最低的構(gòu)象。 第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三. 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性4. 復(fù)性 變性蛋白質(zhì)為什么能復(fù)性？ 加入一定量的中性鹽（硫酸胺、氯化鈉等），使蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀作用的現(xiàn)象稱為鹽析，蛋白質(zhì)為什么會(huì)發(fā)生鹽析？3. 有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì) 向蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑（如甲醇、乙醇、丙酮）會(huì)使蛋白質(zhì)沉淀，為什么？2. 鹽析法四、沉淀作用第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì) 加入有機(jī)溶劑（丙酮、乙醇等），這些溶劑與水的親和力大，能奪取蛋白質(zhì)顆粒上的水化膜，同時(shí)有機(jī)溶劑的介電常數(shù)低，分子間引力加大，蛋白

9、質(zhì)溶解度降低而沉淀。3. 有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)四、沉淀作用第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)-+Pr調(diào)pIPr有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑酸性溶液+PrPrPrPrPr-+PrPr-+Pr-堿性溶液有機(jī)溶劑-Pr-PrPrPr調(diào)pI調(diào)pI聚集聚集聚集PrPrPr沉淀沉淀沉淀蛋白質(zhì)的沉淀作用水溶液五. 蛋白質(zhì)的紫外吸收光譜 蛋白質(zhì)在遠(yuǎn)紫外光區(qū)（200-230nm）有較大的吸收，在280nm有一特征吸收峰，可利用這一特性對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行定性定量鑒定。蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度/（mg/ml）=1.55A1cm - 0.76A1cm280 260測(cè)定范圍：0.10.5mg/ml第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)200220240260280300波長(zhǎng)（

10、nm)光吸收稀較濃六蛋白質(zhì)主要呈色反應(yīng) 雙縮脲反應(yīng) 酚試劑反應(yīng) 茚三酮反應(yīng)蛋白質(zhì)定量、定性測(cè)定常用方法第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)雙縮脲反應(yīng) 蛋白質(zhì)在堿性溶液中能與硫酸銅發(fā)生相同反應(yīng)，產(chǎn)生紅紫色絡(luò)合物。紅紫色絡(luò)合物(堿性溶液)Cu2+加熱+六蛋白質(zhì)主要呈色反應(yīng)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)七.最低分子量法測(cè)蛋白質(zhì)分子量 根據(jù)化學(xué)組成測(cè)分子量 用化學(xué)分析方法測(cè)出蛋白質(zhì)中某一微量元素的含量。并假設(shè)蛋白質(zhì)分子中含有一個(gè)被測(cè)元素的原子，則可由此計(jì)算出蛋白質(zhì)的最低分子量。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)例1：豬心細(xì)胞色素C含鐵量0.43，求其最低分子量。其它方法測(cè)CytcMw也是13000，說(shuō)明Cytc只含一個(gè)Fe。55.85

11、Cytc Mw = = 130000.43%解：Mw =元素的原子量元素在蛋白質(zhì)中的百分含量七.最低分子量法測(cè)蛋白質(zhì)分子量第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)例2 ：Hb含鐵量0.34，求其最低分子量。其它方法測(cè)得Mw是68000，說(shuō)明Hb中含4個(gè)Fe. 如果蛋白質(zhì)中存在含量特少的氨基酸，也可以用同樣的原理計(jì)算蛋白質(zhì)的最低分子量。55.85解： Hb Mw = = 167000.34%七.最低分子量法測(cè)蛋白質(zhì)分子量第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)一、 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、 兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)三、 蛋白的變性與復(fù)性四、 蛋白質(zhì)的沉淀五、 蛋白質(zhì)的紫外吸收六、 蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)七、 最低分子量法測(cè)蛋白質(zhì)分子量 習(xí) 題1、為什么說(shuō)