現(xiàn)代生物化學(xué).資料講解

現(xiàn)代生物化學(xué).二、蛋白質(zhì)的組成單位——氨基酸編碼氨基酸：參與組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸，共20種通式：NH2—CH—COOH┃R氨基酸具有旋光異構(gòu)性，其中人和動(dòng)物能夠利用的統(tǒng)統(tǒng)為L(zhǎng)型20種氨基酸英文縮寫以及中文名GLY—甘氨酸ALA—丙氨酸VAL—頡氨酸LEU—亮氨酸ILE—異亮氨酸SER—絲氨酸THR—蘇氨酸CYS—半胱氨酸MET—蛋氨酸ASP—天門冬氨酸ASR—天冬酰胺GLU—谷氨酸GLN—谷氨酰胺LYS—賴氨酸ARG—精氨酸HIS—組氨酸PHE—苯丙氨酸TYR—酪氨酸TRP—色氨酸PRO—脯氨酸氨基酸的性質(zhì)無色結(jié)晶或粉末狀，結(jié)晶形狀可用于鑒定；兩性性質(zhì)：由于氨基酸分子中同時(shí)含有氨基和羧基，所以氨基酸具有兩性性質(zhì)等電點(diǎn)：當(dāng)氨基酸處于比較酸的環(huán)境中時(shí)，其中的氨基會(huì)與環(huán)境中的質(zhì)子結(jié)合，使氨基酸帶正電；處于堿性環(huán)境中時(shí)，其中的羧基會(huì)失去一個(gè)質(zhì)子，使氨基酸帶負(fù)電。當(dāng)環(huán)境的pH恰好達(dá)到某一個(gè)值時(shí)，氨基酸既不與質(zhì)子結(jié)合，又不失去質(zhì)子，則此時(shí)的pH值稱為等電點(diǎn)（pI）注意：等電點(diǎn)是一個(gè)特定的pH值，不同的氨基酸等電點(diǎn)不同。茚三酮反應(yīng)大多數(shù)氨基酸會(huì)與茚三酮乙醇溶液反應(yīng)形成藍(lán)紫色化合物，可用于定量測(cè)定。三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1.一級(jí)結(jié)構(gòu)即肽鏈中各個(gè)氨基酸殘基的排列順序。它是蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)氨基酸殘基：組成多肽鏈的氨基酸在相互結(jié)合時(shí)，失去了一分子水，因此把多肽中的氨基酸單位稱為氨基酸殘基。肽鍵：蛋白質(zhì)中氨基酸的主要連接方式，即一個(gè)氨基酸的α-羧基與另一個(gè)氨基酸的α-氨基之間脫去一分子水相互連接形成肽鍵。肽鍵中-C-N-鍵的性質(zhì)介于單、雙鍵間，具有部分雙鍵的性質(zhì)，因而不能旋轉(zhuǎn)，這就將固定在一個(gè)平面之內(nèi)

每一條肽鏈都有N端和C端。氨基酸形成肽鏈時(shí)，位于肽鏈兩端的氨基酸會(huì)有一個(gè)氨基或者羧基沒有參與形成肽鏈而遺留下來。氨基的一端稱為氨基末端（N端），另一端成為羧基末端（C端）肽鍵的形成氨基酸分子通過肽鍵連接后成為肽鏈，經(jīng)過修飾后即成為蛋白質(zhì)肽鏈命名：有兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，三個(gè)氨基酸組成的肽稱為三肽……多個(gè)氨基酸組成的肽稱為多肽。肽鏈表達(dá)式用氨基酸中文名稱字頭表示，中間用“·”隔開。通常把N端寫在左邊例：甘·丙·絲·谷·亮……用英文名稱的三字母縮寫名或單字符號(hào)，中間用“-”隔開例：Gly-Ala-Ser-Val-Leu……G-A-S-V-L……2.二級(jí)結(jié)構(gòu)，主要靠氫鍵維持，包括α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角三種結(jié)構(gòu)⑴α-螺旋，是一種類似棒狀的結(jié)構(gòu)，多肽鏈構(gòu)成聯(lián)的中心部分，側(cè)鏈R深處到螺旋外面。每3.6個(gè)氨基酸殘基完成一個(gè)螺旋，上下螺旋之間靠氫鍵維持，氫鍵環(huán)內(nèi)包含13個(gè)原子，也叫3.6（13）螺旋天然存在的蛋白質(zhì)大多數(shù)為右手螺旋α-螺旋⑵β-折疊，呈扇面狀折疊。需要兩條或以上肽鏈參與形成。兩段肽鏈可以是平行的，也可以是反平行的。即前者兩條鏈從“N端”到“C端”是同方向的，后者是反方向的。

平行與反平行⑶β-轉(zhuǎn)角多肽鏈出現(xiàn)180°回折的情況，一般由四個(gè)氨基酸組成，第一個(gè)氨基酸與第四個(gè)氨基酸形成氫鍵連接此外，蛋白質(zhì)還有三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的水合作用和透析球狀蛋白質(zhì)的表面多親水基團(tuán)，具有強(qiáng)烈地吸引水分子作用，使蛋白質(zhì)分子表面常為多層水分子所包圍，稱水化膜，從而阻止蛋白質(zhì)顆粒的相互聚集。與低分子物質(zhì)比較，蛋白質(zhì)分子擴(kuò)散速度慢，不易透過半透膜，粘度大，在分離提純蛋白質(zhì)過程中，我們可利用蛋白質(zhì)的這一性質(zhì)，將混有小分子雜質(zhì)的蛋白質(zhì)溶液放于半透膜制成的囊內(nèi)，置于流動(dòng)水或適宜的緩沖液中，小分子雜質(zhì)皆易從囊中透出，保留了比較純化的囊內(nèi)蛋白質(zhì)，這種方法稱為透析。二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)和等電點(diǎn)蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，除了肽鏈兩端的氨基和羧基外，R基團(tuán)也可能帶各種不同的電荷。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時(shí)，蛋白質(zhì)游離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，此時(shí)溶液的pH值稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（類似于氨基酸的等電點(diǎn)）。各種蛋白質(zhì)分子由于所含的堿性氨基酸和酸性氨基酸的數(shù)目不同，因而有各自的等電點(diǎn)。

三、蛋白質(zhì)的變性作用與復(fù)性蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)在某些物理或化學(xué)因素作用下，其特定的空間結(jié)構(gòu)被破壞，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)的變性作用。一般認(rèn)為蛋白質(zhì)變性本質(zhì)是二級(jí)以上結(jié)構(gòu)的破壞，并不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。引起蛋白質(zhì)變性的原因可分為物理和化學(xué)因素兩類?；瘜W(xué)因素有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽等；物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波的作用等變性后的蛋白質(zhì)在特定條件下還可以恢復(fù)原來的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性，成為復(fù)性四、蛋白質(zhì)的沉淀作用蛋白質(zhì)分子凝聚從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的沉淀作用。分為可逆的和不可逆的兩種。1.可逆的沉淀作用（鹽析）在蛋白質(zhì)溶液中加入大量的中性鹽以破壞蛋白質(zhì)的膠體穩(wěn)定性而使其析出，這種方法稱為鹽析。常用的中性鹽有硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等。各種蛋白質(zhì)鹽析時(shí)所需的鹽濃度及pH不同。經(jīng)透析除鹽，仍保證蛋白質(zhì)的活性。2.不可逆的沉淀作用（重金屬鹽沉淀、生物堿試劑沉淀）堿性條件下，蛋白質(zhì)可以與重金屬離子如汞、鉛等結(jié)合成鹽沉淀。蛋白質(zhì)又可與生物堿試劑結(jié)合成不溶性的鹽沉淀

五、蛋白質(zhì)的分離純化1.凝膠過濾法使用一種叫做“Sephadex”的凝膠，將凝膠裝入一根很細(xì)的玻璃管中，使蛋白質(zhì)混合液從柱頂流下，使大小不同的蛋白質(zhì)由于阻力不同而無法同時(shí)從底部留出，從而達(dá)到分離的目的。2.離子交換纖維素柱色譜法離子交換纖維素是人工合成的纖維素衍生物，其中帶有許多帶電基團(tuán)，可對(duì)帶相反電荷的蛋白質(zhì)產(chǎn)生阻礙作用，使帶有不同電荷的蛋白質(zhì)通過時(shí)由于阻力不同而流速不同，從而達(dá)到分離的目的3.SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳法在外加電場(chǎng)下，帶點(diǎn)顆粒向著與其所帶電荷相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)象，稱為電泳將蛋白質(zhì)中加入十二烷基硫酸鈉（SDS）使蛋白質(zhì)變性