生物化學(xué)蛋白質(zhì)概論

第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能StructureandFunctionofProtein

1833年

Payen和Persoz分離出淀粉酶。1864年

Hoppe-Seyler從血液分離出血紅蛋白，并將其制成結(jié)晶。19世紀(jì)末

Fischer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

。1938年德國化學(xué)家GerardusJ.Mulder引用“Protein”

一詞來描述蛋白質(zhì)。

大事記1951年P(guān)auling采用X（射）線晶體衍射發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)——α-螺旋(α-helix)。1953年FrederickSanger完成胰島素一級序列測定1962年

JohnKendrew和MaxPerutz確定了血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代以后基因組計劃。第一節(jié)蛋白質(zhì)的重要性和一般組成一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。1、蛋白質(zhì)是生物體重要的組成成分

分布廣——蛋白質(zhì)分布廣泛，幾乎所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；

含量高——蛋白質(zhì)是生物體中含量最豐富的生物大分子。占人體干重的45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80％。二、蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能2、酶的生物催化作用3、調(diào)控作用參與基因調(diào)控：組蛋白、非組蛋白等參與代謝調(diào)控：如激素或生長因子等4、運動與支持機體的結(jié)構(gòu)蛋白：頭發(fā)、骨骼、牙齒、肌肉等5、參與運輸貯存的作用血紅蛋白——運輸氧銅藍(lán)蛋白——運輸銅運鐵蛋白——貯存鐵6、免疫保護(hù)作用抗原抗體反應(yīng)凝血機制7、參與細(xì)胞間信息傳遞信號傳導(dǎo)中的受體、信息分子等8、氧化供能

有些蛋白質(zhì)還含有少量的P、Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I等。

C50~55%H6~7%O19~24%N13~19%S0~4%主要元素組成三、組成蛋白質(zhì)的元素

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：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×1001/16%蛋白質(zhì)元素組成的特點凱氏定氮法：第二節(jié)

氨基酸Aminoacid一、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式

氨基酸——

組成蛋白質(zhì)的基本單位。在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的基本氨基酸僅有20種。H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R

基本氨基酸中，除脯氨酸和甘氨酸外其余均屬于L-α-氨基酸例外：Pro——

亞氨基酸Gly——

沒有手性非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸二、氨基酸的分類分類依據(jù)：R側(cè)鏈基團(tuán)的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)的不同1、非極性疏水性氨基酸2、極性中性氨基酸——側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷。3、酸性氨基酸天冬氨酸asparticacidAsp2.97谷氨酸glutamicacidGlu3.224.堿性氨基酸——側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶正電荷。組氨酸

His（H）

7.59賴氨酸Lys（K）

9.74精氨酸

Arg（R）

10.76另外：1、蛋白質(zhì)中的很多氨基酸是經(jīng)過加工修飾的——修飾氨基酸如：脯氨酸羥基化成羥脯氨酸

賴氨酸羥基化成羥賴氨酸2、半胱氨酸Cys常以胱氨酸的形式存在半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HHHS-CH2-CH-COO-HS-CH2-C-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO--OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH31.紫外吸收苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。三、氨基酸的物理性質(zhì)紫外分分光度法：大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這三種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm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1.兩性離子形式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。氨基酸的兩性離子

四、氨基酸的酸堿性質(zhì)2、兩性解離和等電點+OH-+H++OH-+H+pH<pI陽離子pH=pI氨基酸的兩性離子

pH>pI陰離子等電點(isoelectricpoint,pI)

在某一pH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，使該氨基酸分子上所帶正負(fù)電荷相等，凈電荷為零，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。3、以丙氨酸為例計算等電點

氨基酸等電點的計算

可見，氨基酸的pI值等于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)的基團(tuán)pK′值之和的二分之一。pI=2pK′1+pK′2一氨基一羧基AA的等電點計算：pI=2pK′2+pK′R二氨基一羧基AA的等電點計算：pI=2pK′1+pK′R一氨基二羧基AA的等電點計算：總結(jié)氨基酸帶點狀態(tài)的判定

pI－pH<0帶負(fù)電

pI－pH>0帶正電

pI－pH＝0不帶電等電點的計算①側(cè)鏈為非極性基團(tuán)或雖為極性基團(tuán)但不解離的氨基酸：pI=1/2（pK1+pK2）②酸性氨基酸（Glu、Asp）及Cys：

pI=1/2（pK1+pKR）③堿性氨基酸（賴、精、組）：

pI=1/2（pK2+pKR）五、顯色反應(yīng)

茚三酮反應(yīng)：氨基酸可與茚三酮縮合產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物，最大吸收峰在570nm。

Pro與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)物則呈現(xiàn)黃色。該反應(yīng)可作為蛋白質(zhì)定性、定量分析的基礎(chǔ)。第三節(jié)肽peptide一、肽的結(jié)構(gòu)與命名

肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵肽鍵(peptidebond)：是由一個氨基酸的-羧基與另一個氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵，本質(zhì)為酰胺鍵。氨基酸殘基(residue):肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基。兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽(polypeptide)多肽鏈(polypeptidechain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。

N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端多肽鏈有方向性：Ala-Tyr-Asp-GlyNCN端C端N末端C末端牛核糖核酸酶二、幾種生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH有抗氧化劑的作用，可還原細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過氧化氫

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽

神經(jīng)肽(neuropeptide)2.多肽類激素及神經(jīng)肽第四節(jié)蛋白質(zhì)的分類*根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分單純蛋白質(zhì)：如，血清清蛋白結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分

如：糖蛋白、脂蛋白、金屬蛋白等*根據(jù)蛋白質(zhì)形狀纖維狀蛋白質(zhì)：多為結(jié)構(gòu)蛋白，難溶于水球狀蛋白質(zhì)：多數(shù)具有生理活性，多數(shù)可溶如酶、免疫球蛋白等等第五節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

TheMolecularStructureofProtein蛋白質(zhì)是由許多氨基酸單位通過肽鍵連接起來的，具有特定分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物。構(gòu)象是由于有機分子中單鍵的旋轉(zhuǎn)所形成的。蛋白質(zhì)的構(gòu)象通常由非共價鍵（次級鍵）來維系。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)高級結(jié)構(gòu)定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。(包括蛋白質(zhì)分子中所有的二硫鍵的位置）主要的維系鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定分析已純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成測定多肽鏈的氨基末端與羧基末端為何種氨基酸殘基裂解多肽鏈為較小的片段測定各肽段的氨基酸排列順序，一般采用Edman降解法一般需用數(shù)種水解法，并分析出各肽段中的氨基酸順序，然后經(jīng)過組合排列對比，最終得出完整肽鏈中氨基酸順序的結(jié)果，并確定二硫鍵的位置。（一）蛋白質(zhì)測序的策略（二）氨基酸組成的分析酸水解法：一般采用鹽酸或硫酸進(jìn)行水解。優(yōu)點是不消旋，缺點是色氨酸完全破壞，同時天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下來。堿水解法：采用氫氧化鈉進(jìn)行水解。但是多數(shù)氨基酸被不同程度的破壞，并產(chǎn)生消旋現(xiàn)象。但是堿性條件下，色氨酸穩(wěn)定。（三）N末端和C末端氨基酸殘基的鑒定1、N末端分析二硝基氟苯DNFB法丹磺酰氯DNS苯異硫氰酯PITC法氨肽酶法：從多肽鏈的N末端逐個向里切。氨基酸與2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反應(yīng)

（sanger反應(yīng)）DNFB（dinitrofiuorobenzene）DNP-AA(黃色)++HF弱堿中氨基酸

丹磺酰氯法:在堿性條件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以與N-端氨基酸的游離氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。氨基酸與苯異硫氰酯（PITC）的反應(yīng)（Edman反應(yīng)）PITC（phenylisothiocyanate）+苯乙內(nèi)酰硫脲衍生物(PTH-AA)（phenylisothiohydantion-AA）弱堿中(400C)(硝基甲烷400C)H+2、C末端分析肼解法羧肽酶法肼解法：此法是多肽鏈C-端氨基酸分析法羧肽酶羧肽酶A：釋放除Pro、Arg、Lys之外的所有C末端殘基羧肽酶B：只水解以堿性氨基酸Arg、Lys為C末端殘基的肽鍵羧肽酶A和B的混合物（四）二硫鍵的斷裂使用最普遍的方法是用過量的巰基乙醇處理，使S—S轉(zhuǎn)變?yōu)椤猄H，同時還需要8mol/L尿素同時存在，使蛋白質(zhì)變性。（五）多肽鏈的裂解1、酶裂解法胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶嗜熱菌蛋白酶胃蛋白酶（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）2、化學(xué)裂解法溴化氰斷裂：專一性斷裂由甲硫氨酸殘基的羧基參與形成的肽鍵。羥胺斷裂：在pH9.0情況下專一性斷裂Asn—Gly之間的肽鍵。（六）肽段氨基酸序列的測定Edman化學(xué)降解法①—②—③—④—⑤

—①—②—③—④—⑤

—①+②—③—④—⑤

—②—③—④—⑤

—②+③—④—⑤（七）肽段在多肽鏈中次序的決定第一套：Arg—Cys—Glu；His—Lys—Trp；

Met—Phe第二套：Arg—Cys；Glu—His；Lys—Trp—MetPheArg—Cys—Glu—His—Lys—Trp—Met—Phe例題有人純化了一個未知肽，其氨基酸組成為：Asp1，Ser1，Gly1，Ala1，Met1，Phe1和Lys2，又做了一系列分析，其結(jié)果如下：（1）DNFB與該肽反應(yīng)再用酸水解得DNP-Ala；（2）胰凝乳蛋白酶CT消化后，從產(chǎn)物中分離出一個純四肽，其組成為：Asp1，Gly1，Lys1，Met1，此四肽的DNFB反應(yīng)降解產(chǎn)物為DNP-Gly；（3）胰蛋白酶T消化該肽后又可以得到組分分別為Lys1，Ala1，Ser1及Phe1，Lys1，Gly1的兩個三肽，以及一個二肽，此二肽被CNBr處理后游離出自由天冬氨酸。請列出八肽的全順序并簡述推導(dǎo)過程Ala—Ser—Lys—Phe—Gly—Lys——Met—Asp通過核酸來推演蛋白質(zhì)中的氨基酸序列按照三聯(lián)密碼的原則推演出氨基酸的序列分離編碼蛋白質(zhì)的基因測定DNA序列排列出mRNA序列二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(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，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象

。定義

主要的維系鍵：氫鍵

由于C=O雙鍵中的π電子云與N原子上的未共用電子對發(fā)生“電子共振”，使肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)原則

肽鍵平面——由于肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，使參與肽鍵構(gòu)成的六個原子被束縛在同一平面上，這一平面稱為肽鍵平面或肽單元。（一）肽單元

由于α-碳原子與其他原子之間均形成單鍵，因此兩相鄰的肽鍵平面可以作相對旋轉(zhuǎn)

(二）蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)1.α-螺旋：α-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

結(jié)構(gòu)特征：⑴為一右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)⑵螺旋每圈包含3.6個氨基酸殘基,螺距0.54nm；⑶螺旋以氫鍵維系（氨基酸的N-H和相鄰第四個氨基酸的羰基氧C=O之間。氫鍵方向與螺旋軸基本平行）

影響α－螺旋形成穩(wěn)定的因素（1）側(cè)鏈基團(tuán)（R）（2）在有脯氨酸、羥脯氨酸存在（3）氫鍵的穩(wěn)定性2.-折疊β-折疊是由若干肽段或肽鏈排列起來所形成的扇面狀片層構(gòu)象β-折疊包括平行式和反平行式兩種類型結(jié)構(gòu)特征：⑴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)；⑵主鏈骨架伸展呈鋸齒狀；⑶兩個氨基酸殘基之間的軸心距是0.35nm；⑷借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。3.-轉(zhuǎn)角

多肽鏈中氨基酸殘基n的氮原上的氫與殘基（n+3）羰基上的氧的之間形成氫鍵，肽鍵回折180度。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)。無規(guī)卷曲與其他二級結(jié)構(gòu)一樣，也是明確而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

4.無規(guī)卷曲（三）二級結(jié)構(gòu)測定

通常采用圓二色光譜(circulardichroism，CD)測定溶液狀態(tài)下的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)含量。-螺旋的CD峰有222nm處的負(fù)峰、208nm處的負(fù)峰和198nm處的正峰三個成分；而-折疊的CD譜不很固定。三、蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)中相鄰的二級結(jié)構(gòu)單位（即單個α－螺旋或β－折疊或β－轉(zhuǎn)角）組合在一起，形成有規(guī)則的、在空間上能辯認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)組合體稱為蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)基本組合方式：αα；ββ；βαβ1、超二級結(jié)構(gòu)定義（supersecondarystructure）超二級結(jié)構(gòu)類型ααβββαβ2、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，稱為結(jié)構(gòu)域(domain)。三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和范德華力等。主要的維系鍵：整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。1、定義

肌紅蛋白(Mb)N端C端

為單肽蛋白質(zhì)，含有153個氨基酸，有8個螺旋區(qū)對于單一多肽鏈的蛋白質(zhì)，三級結(jié)構(gòu)是它的最高級結(jié)構(gòu)，只有具有完整的三級結(jié)構(gòu)，才具有全部的生物學(xué)功能。*三級結(jié)構(gòu)測定X射線衍射法(X-raydiffraction)和核磁共振技術(shù)(nuclearmagneticresonance,NMR)是研究蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)最準(zhǔn)確的方法。*用分子力學(xué)、分子動力學(xué)的方法，根據(jù)物理化學(xué)的基本原理，從理論上計算蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)。根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列預(yù)測其三維空間結(jié)構(gòu)*通過對已知空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)進(jìn)行分析，找出一級結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系，總結(jié)出規(guī)律，用于新的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測。四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

亞基(subunit)：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)的亞基

。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，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。亞基之間的結(jié)合力主要是氫鍵和離子鍵。血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)

血紅蛋白的四個亞基緊密結(jié)合，亞基之間的維系鍵是亞基之間的8個鹽鍵第六節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系TheRelationofStructureandFunctionofProtein一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵

天然狀態(tài)，有催化活性

尿素、β-巰基乙醇

去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性（二）一級結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)1、一級結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其功能也相似。ThrIle牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)人胰島素的一級結(jié)構(gòu)ValAla2、一級結(jié)構(gòu)與分子進(jìn)化生物與人不同的AA數(shù)目黑猩猩0恒河猴1兔9袋鼠10牛、豬、羊、狗11馬12雞、火雞13響尾蛇14海龜15金槍魚21角餃23小蠅25蛾31小麥35粗早鏈孢霉43酵母44

細(xì)胞色素C

從細(xì)胞色素c的一級結(jié)構(gòu)看生物進(jìn)化。物種進(jìn)化過程中越接近的生物，細(xì)胞色素的一級結(jié)構(gòu)越相似。例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)血紅蛋白Sβ肽鏈血紅蛋白Aβ肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·val

·glu·····C(146)鐮刀形紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞（三）一級結(jié)構(gòu)改變與分子病二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系肌紅蛋白Mb的結(jié)構(gòu)血紅素的結(jié)構(gòu)（一）肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能○肌紅蛋白與氧結(jié)合

肌紅蛋白的氧飽和曲線1008060402002.65.38.010.613.3kPa靜脈血動脈血氧飽和度(%)（二）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能肌紅蛋白Hb血紅蛋白Mb血紅蛋白T態(tài)與R態(tài)互變

氧牽引亞鐵離子接近卟啉平面變構(gòu)效應(yīng)變構(gòu)效應(yīng)：由于小分子（O2）與大分子（血紅蛋白Hb）亞基結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變及功能變化的現(xiàn)象稱為變構(gòu)效應(yīng)。小分子物質(zhì)，稱為變構(gòu)效應(yīng)劑肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線肌紅蛋白與血紅蛋白的氧合曲線有何不同？2.65.38.010.613.3kPa*協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)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，稱為協(xié)同效應(yīng)。如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)如果是抑制作用則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)

(negativecooperativity)

不同空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)執(zhí)行不同的功能。蛋白質(zhì)執(zhí)行功能時依賴于正確空間構(gòu)象的形成。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病三、蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病：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)生改變，仍可影響其功能，嚴(yán)重時可導(dǎo)致疾病發(fā)生。第七節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofProtein一、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬至100萬之巨，其分子的直徑可達(dá)1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。*蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷(電荷層）水化膜+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)水化膜++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉蛋白質(zhì)的兩性電離二、酸堿性質(zhì)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(tuán)，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。*蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)

當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固*蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學(xué)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)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。

造成變性的因素如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

變性的本質(zhì)——

破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。

變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變：①物理性質(zhì)：旋光性改變，溶解度下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等；②化學(xué)性質(zhì)：官能團(tuán)反應(yīng)性增加，易被蛋白酶水解。③生物學(xué)性質(zhì)：原有生物學(xué)活性喪失，抗原性改變。

應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。此外,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。

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(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性(renaturation)。

天然狀態(tài)，有催化活性

尿素、β-巰基乙醇

去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性*蛋白質(zhì)的凝固作用(proteincoagulation)

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。

四、蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，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。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。鹽析有機溶劑沉淀重金屬鹽沉淀生物堿制劑或某些酸類沉淀加熱變性沉淀