第四章蛋白質(zhì)中醫(yī)演示文稿

第四章蛋白質(zhì)中醫(yī)演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)優(yōu)選第四章蛋白質(zhì)中醫(yī)目前二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性1.蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)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％。目前三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)1）作為生物催化劑（酶）2）代謝調(diào)節(jié)作用3）免疫保護(hù)作用4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)5）運(yùn)動(dòng)與支持作用6）參與細(xì)胞間信息傳遞2.蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能3.氧化供能目前四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成

TheMolecularComponentofProtein目前五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N和S。

有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘

。目前六頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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(cè)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(diǎn)目前七頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)

——組成蛋白質(zhì)的基本單位存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬L-氨基酸（甘氨酸除外）。二、氨基酸目前八頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R目前九頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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（一）氨基酸的分類*20種氨基酸的英文名稱、縮寫(xiě)符號(hào)及分類如下:目前十頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00纈氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98異亮氨酸

isoleucineIleI

6.02苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30非極性疏水性氨基酸目前十一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)色氨酸

tryptophanTryW

5.89絲氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

蘇氨酸

threonineThrT5.602.極性中性氨基酸目前十二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22賴氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76組氨酸

histidineHisH

7.593.酸性氨基酸4.堿性氨基酸目前十三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH目前十四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)（四）氨基酸的理化性質(zhì)1.兩性解離及等電點(diǎn)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。等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)

在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽(yáng)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)溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。目前十五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽(yáng)離子陰離子目前十六頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)2.紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測(cè)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(jiǎn)便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收目前十七頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)3.茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，因此可作為氨基酸定量分析方法。目前十八頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)三、肽*肽鍵(peptidebond)是由一個(gè)氨基酸的-羧基與另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。（一）肽(peptide)目前十九頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵目前二十頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)*肽是由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物。*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……*肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基(residue)。*由十個(gè)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)。目前二十一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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兩端*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)。目前二十二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)N末端C末端牛核糖核酸酶目前二十三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)（二）幾種生物活性肽

1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)目前二十四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)GSH過(guò)氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH的臨床作用:解毒和抗氧化能力

是臨床上重要的保肝藥物.目前二十五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)

第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

TheMolecularStructureofProtein目前二十六頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括

一級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級(jí)結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)高級(jí)結(jié)構(gòu)目前二十七頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)定義蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)主要的化學(xué)鍵肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。目前二十八頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。目前二十九頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)二、蛋白質(zhì)的空間結(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(duì)空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈(R基團(tuán))的構(gòu)象

。二級(jí)結(jié)構(gòu)定義:

主要的化學(xué)鍵：

氫鍵

(一)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)目前三十頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)肽單元參與肽鍵的6個(gè)原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所處的位置為反式(trans)構(gòu)型，此同一平面上的6個(gè)原子構(gòu)成了所謂的肽單元

(peptideunit)

。目前三十一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的基本形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)

無(wú)規(guī)卷曲(randomcoil)

目前三十二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)（1）-螺旋目前三十三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)目前三十四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)（2）-折疊目前三十五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)（3）-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)卷曲-轉(zhuǎn)角無(wú)規(guī)卷曲是用來(lái)闡述沒(méi)有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。目前三十六頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)(二)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。主要的化學(xué)鍵整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。定義目前三十七頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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。(三)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)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(jí)結(jié)構(gòu)。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(jí)結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基(subunit)。目前三十八頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)

目前三十九頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)目前四十頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)的層次總結(jié)目前四十一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系TheRelationofStructureandFunctionofProtein目前四十二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)鐮形紅細(xì)胞SickleCell一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)（一）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系目前四十三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)牛核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)二硫鍵目前四十四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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(wú)活性二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系目前四十五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)第三節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與分離純化ThePhysicalandChemicalCharactersandSeparationandPurificationofProtein目前四十六頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)一、蛋白質(zhì)的兩性電離蛋白質(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(diǎn)(isoelectricpoint,pI)當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時(shí)，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。目前四十七頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)二蛋白質(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(wàn)至100萬(wàn)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水化膜目前四十八頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)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)的聚沉目前四十九頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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(wú)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。目前五十頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)造成變性的因素變性的本質(zhì)——

破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。引起蛋白質(zhì)變性的原因可分為物理和化學(xué)因素兩類。物理因素可以是加熱、加壓、乙醇、丙酮、紫外線照射、超聲波的作用等；化學(xué)因素有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑十二烷基磺酸鈉(SDS)等。目前五十一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來(lái)消毒及滅菌。1.加熱、加壓。2.75%乙醇。3.紫外燈照射4.重金屬離子中毒的高蛋白洗胃。5.生物堿試劑檢測(cè)蛋白尿。此外,低溫防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。

目前五十二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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)。目前五十三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)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(wú)活性目前五十四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)*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(huì)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(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。*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(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。

目前五十五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)四、蛋白質(zhì)的紫外吸收由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波長(zhǎng)處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。目前五十六頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)⒈茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)

蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。⒉雙縮脲反應(yīng)(biuretreaction)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(yīng)稱為雙縮脲反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)可用來(lái)檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。目前五十七頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)1.丙酮沉淀、鹽析*使用丙酮沉淀時(shí)，必須在0～4℃低溫下進(jìn)行，丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被丙酮沉淀后，應(yīng)立即分離。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。*鹽析(saltprecipitation)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)表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。六、蛋白質(zhì)的分離和純化目前五十八頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)2.電泳蛋白質(zhì)在高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒，在電場(chǎng)中能向正極或負(fù)極移動(dòng)。這種通過(guò)蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)而達(dá)到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù),稱為電泳(elctrophoresis)

。根據(jù)支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝膠電泳等。

目前五十九頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)幾種重要的蛋白質(zhì)電泳*SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，常用于蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定。*等電聚焦電泳，通過(guò)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的差異而分離蛋白質(zhì)的電泳方法。*雙向凝膠電泳是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重要技術(shù)。目前六十頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)3.透析及超濾法*透析(dialysis)利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開(kāi)的方法。*超濾法

應(yīng)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過(guò)有一定截留分子量的超濾膜，達(dá)到濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。目前六十一頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)4.層析層析(chromatography)分離蛋白質(zhì)的原理待分離蛋白質(zhì)溶液（流動(dòng)相）經(jīng)過(guò)一個(gè)固態(tài)物質(zhì)（固定相）時(shí)，根據(jù)溶液中待分離的蛋白質(zhì)顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分離的蛋白質(zhì)組分在兩相中反復(fù)分配，并以不同速度流經(jīng)固定相而達(dá)到分離蛋白質(zhì)的目的。目前六十二頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)蛋白質(zhì)分離常用的層析方法*離子交換層析：利用各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同進(jìn)行分離。*凝膠過(guò)濾(gelfiltration)又稱分子篩層析，利用各蛋白質(zhì)分子大小不同分離。目前六十三頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)目前六十四頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)目前六十五頁(yè)\總數(shù)七十五頁(yè)\編于十一點(diǎn)（五）超速離心*超速離心法(ultrac