生物化學第蛋白質(zhì)

關(guān)于生物化學第蛋白質(zhì)第1頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1蛋白質(zhì)的分類2.2蛋白質(zhì)的組成單位—氨基酸2.3肽2.4蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)2.5蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2.6蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離、分析技術(shù)第2頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1蛋白質(zhì)的分類P17蛋白質(zhì)分類方法至少有4種：1.根據(jù)分子形狀分類；2.根據(jù)分子組成分類

；3.根據(jù)功能分類；第3頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.1根據(jù)分子形狀分類（1）球狀蛋白質(zhì)：

分子似球形，較易溶于水；如血液的血紅蛋白、血清球蛋白、豆類的球蛋白等。（2）纖維蛋白質(zhì)：

形狀似纖維，不溶于水；如指甲、羽毛中的角蛋白和蠶絲的絲蛋白等。（3）膜蛋白質(zhì)：

常折疊成近球狀，插入生物膜，或通過非共價鍵、共價鍵結(jié)合在生物膜表面。第4頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.2根據(jù)分子組成分類

P18分簡單蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)：（1）簡單蛋白質(zhì)：組分只有α-氨基酸，自然界的許多蛋白質(zhì)屬于此類。按溶解度差別，可將簡單蛋白質(zhì)分為七類，見表2-1。第5頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

表2-1簡單蛋白質(zhì)分類P18①清蛋白：又稱白蛋白，溶于水，如血清清蛋白、乳清蛋白等；②球蛋白：微溶于水而溶于稀中性鹽溶液，如血清球蛋白、肌球蛋白和大豆球蛋白等；③谷蛋白：不溶于水、醇及稀中性鹽溶液,但溶于稀酸、稀堿，如米、麥蛋白；④醇溶蛋白：不溶于水,溶于70%-80%乙醇，如玉米蛋白；第6頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月表2-1簡單蛋白質(zhì)分類⑤精蛋白：溶于水及酸性溶液，呈堿性，含酸性氨基酸多（如精氨酸、賴氨酸、組氨酸），鮭精蛋白；⑥組蛋白：溶于水及稀酸溶液，含精氨酸、賴氨酸較多，呈堿性，如珠蛋白；⑦硬蛋白：不溶于水、鹽、稀酸、稀堿溶液，如膠原蛋白、毛、發(fā)、蹄、角及甲殼的角蛋白和絲心蛋白以及腱和韌帶中彈性蛋白等；第7頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2根據(jù)分子組成分類（2）結(jié)合蛋白質(zhì)：①核蛋白：蛋白質(zhì)與核酸組成，存在于一切細胞中；②糖蛋白與蛋白聚糖：蛋白質(zhì)與糖類以共價鍵相連而成，如唾液中的粘蛋白等，有很多種類；③脂蛋白：蛋白質(zhì)與脂類以非共價鍵相連而成，存在于生物膜和動物血漿中；④色蛋白：簡單蛋白質(zhì)與其他色素結(jié)合而成，如血紅蛋白、葉綠蛋白和細胞色素等；⑤磷蛋白：蛋白質(zhì)與磷酸結(jié)合而成，如胃蛋白酶；第8頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3根據(jù)功能分類

P191.催化：酶：2.調(diào)節(jié)：如胰島素；3.貯存：提供N素；4.轉(zhuǎn)運：如血紅蛋白；5.運動：如肌動蛋白（肌肉收縮）；6.防御和進攻：免疫球蛋白；7.受體：接受和傳遞信息；8.支架：將多種蛋白質(zhì)裝配成一個復合體，參與應(yīng)答的協(xié)調(diào)和通訊；9.結(jié)構(gòu)成分：如結(jié)構(gòu)蛋白（毛發(fā)、角、甲等）10.異常功能：特殊的功能，如應(yīng)樂果甜蛋白等。第9頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的生物學意義生命是蛋白質(zhì)的存在形式，是重要的生物大分子；蛋白質(zhì)是生物功能的載體，每種細胞活性都依賴于一種或幾種特定的蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)有極其重要的生物學意義（生物學功能）：

第10頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)功能多樣性5-1（閱讀）蛋白質(zhì)是生物功能的載體，每種細胞活性都依賴于一種或幾種特定的蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)的生物學功能有以下幾個方面：（1）催化：作為生物體新陳代謝的催化劑—酶，生物體內(nèi)各種化學反應(yīng)幾乎都是在相應(yīng)酶參與下進行的，催化效率遠大于合成的催化劑；（2）調(diào)節(jié)：許多蛋白質(zhì)能調(diào)節(jié)其他蛋白質(zhì)執(zhí)行其生理功能，這些蛋白質(zhì)稱調(diào)節(jié)蛋白，最著名的例子是胰島素，它是調(diào)節(jié)動物體內(nèi)血糖代謝的一種激素；第11頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)功能多樣性5-2（閱讀）（3）轉(zhuǎn)運：轉(zhuǎn)運特定物質(zhì)，一類轉(zhuǎn)運蛋白如血紅蛋白，將氧氣從肺轉(zhuǎn)運到其他組織；血清清蛋白，將脂肪酸從脂肪組織轉(zhuǎn)運到各器官；（4）貯存：蛋白質(zhì)是氨基酸的聚合物，氮素通常是生長的限制性養(yǎng)分，所以生物體必要時利用蛋白質(zhì)提供氮素，如卵清蛋白為鳥類胚胎發(fā)育提供氮源，乳中的酪蛋白是哺乳類幼子的主要氮源；第12頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)功能多樣性5-3（閱讀）（5）運動：某些蛋白質(zhì)賦予細胞以運動能力，肌肉收縮和細胞游動是細胞具有這種能力的代表。作為運動基礎(chǔ)的收縮和游動蛋白具有共同的性質(zhì)：都是絲狀分子或絲狀聚集體；（6）結(jié)構(gòu)成分：結(jié)構(gòu)蛋白是建造和維持生物體的結(jié)構(gòu)，給細胞和組織提供強度和保護。結(jié)構(gòu)蛋白單體一般是聚合成長的纖維(如毛發(fā))或纖維狀排列的保護層(如牛皮)。這類蛋白多數(shù)是不溶性纖維狀蛋白質(zhì)，如構(gòu)成毛發(fā)、角、蹄的α-角蛋白，存在于骨、鍵、韌帶、皮的膠原蛋白；第13頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)功能多樣性5-4（閱讀）（7）

防御和進攻：保護或開發(fā)蛋白的蛋白質(zhì)在細胞防御、保護和開發(fā)方面起主動作用。保護蛋白中最突出的是脊椎動物體內(nèi)的免疫球蛋白（抗體），是在外來蛋白質(zhì)或其他高分子化合物即抗原影響下由淋巴細胞產(chǎn)生，并能與相應(yīng)抗原結(jié)合而排除外來物質(zhì)對生物體的干擾；另一類保護蛋白是血液凝固蛋白，凝血酶原等；南極魚和北極魚含有抗凍蛋白，防止在深海低于零攝氏度水溫下血液冷凍；蛇毒、蜂毒的溶血蛋白和神經(jīng)毒蛋白以及植物毒蛋白和細菌毒素等。第14頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)功能多樣性5-5（閱讀）（8）支架作用：支架蛋白（adapterprotein）或接頭蛋白在細胞應(yīng)答激素和生長因子的復雜途徑中起作用；（9）異常功能：某些蛋白質(zhì)具有上述以外的功能，如應(yīng)樂果甜蛋白有極高的甜度，昆蟲翅膀的鉸合部存在一種具有特殊彈性的節(jié)肢彈性蛋白，某些海洋生物如貝類分泌一類膠質(zhì)蛋白，能將貝殼牢固地粘在巖石或其他硬表面上；第15頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2蛋白質(zhì)的組成單位--氨基酸

P20蛋白質(zhì)元素組成：碳50-55%；氫6-8%；氧20-23%；氮15-18%；硫0-4%。有些還含有微量的磷、鐵、鋅、銅、鉬、碘等元素。其中氮的含量在各種蛋白質(zhì)中都比較接近，平均為16%，∴一般可由測定生物樣品中的氮粗略計算出其中的蛋白質(zhì)含量：每克氮相當于6.25克的蛋白質(zhì)第16頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸廣義上指分子中既有氨基又有羧基的化合物；蛋白質(zhì)是由20種α-氨基酸組成的生物大分子；蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是氨基酸；蛋白質(zhì)水解成為氨基酸；第17頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的水解酸、堿及蛋白質(zhì)水解酶可破壞蛋白質(zhì)的肽鍵，使蛋白質(zhì)經(jīng)過一系列的中間產(chǎn)物，最后產(chǎn)生氨基酸，這些中間產(chǎn)物中主要是蛋白胨：

蛋白質(zhì)→蛋白胨→小肽→二肽→氨基酸蛋白胨：溶于水，遇熱不凝固，不被飽和的硫酸銨溶液所沉淀，常被用作細菌培養(yǎng)基的成分；第18頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的酸、堿、酶水解第19頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月1.酸水解常用硫酸或鹽酸進行水解，回流煮沸20h左右蛋白質(zhì)完全水解：（1）鹽酸：濃度為6mol/L；（2）硫酸：濃度為4mol/L；優(yōu)點：不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸；缺點：色氨酸完全被沸酸所破環(huán)，羥基氨基酸（絲氨酸及蘇氨酸）有一小部分被分解，天冬酰胺和谷胺酰胺的酰胺基被水解下來；第20頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月與5mol/LNaOH共煮10-20小時，蛋白質(zhì)完全水解；缺點：水解過程中多數(shù)氨基酸遭到不同程度破壞，并產(chǎn)生消旋現(xiàn)象，產(chǎn)物是消旋物（D-型和L型混合物）；引起精氨酸脫氨，生成鳥氨酸和尿素（色氨酸穩(wěn)定）；2.堿水解第21頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月3.酶水解:優(yōu)點：不破壞氨基酸，不產(chǎn)生消旋作用。缺點：使用一種酶常水解不徹底，需幾種酶協(xié)同作用才能使蛋白質(zhì)完全水解；水解所需時間較長；酶法主要用于部分水解；常用的蛋白水解酶：

胰蛋白酶、糜（胰凝乳）蛋白酶、胃蛋白酶等；這些酶的作用點見第6章（酶）表6-3（P148）。第22頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1氨基酸的結(jié)構(gòu)通式

P21氨基酸結(jié)構(gòu)的共同特點:1.與羧基相連的α-碳原子上都有一個氨基;

所以：稱α-氨基酸；2.α-碳原子有一個氫原子和一個可變的側(cè)鏈（R基）；第23頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.2.2氨基酸的分類

P21從各種生物體中發(fā)現(xiàn)的氨基酸已有180多種，但參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸（基本氨基酸）只有20種，稱蛋白質(zhì)氨基酸；不參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸，稱非蛋白氨基酸；見P22表2-2：請將20種氨基酸的類別、中文名稱、縮寫符號（三個英文字母）、化學結(jié)構(gòu)式背下來！第24頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月天然氨基酸的分類、名稱、代號和結(jié)構(gòu)式第25頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月天然氨基酸的分類、名稱、代號和結(jié)構(gòu)式(續(xù))P73第26頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月不同氨基酸其R基不同

R基的結(jié)構(gòu)決定氨基酸的特殊性質(zhì)第27頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月NH第28頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月1.按R基的化學結(jié)構(gòu)，20種常見氨基酸可分三類（1）脂肪族（2）芳香族（3）雜環(huán)族；其中以脂肪族氨基酸為最多；第29頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）脂肪族氨基酸：分四種：①中性脂肪族氨基酸：含一個氨基，一個羧基；分子不帶電荷；沒有極性；第30頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月②含羥基和硫的脂肪族氨基酸分子不帶電荷，但有極性；第31頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月③酸性脂肪族氨基酸及其酰胺

二氨基一羧基；不帶電荷或帶負電荷；有極性；第32頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月④堿性脂肪族氨基酸二氨基一羧基；帶正電荷；有極性；

第33頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）芳香族氨基酸

帶有苯環(huán)；酪氨酸不帶電荷，有極性；第34頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）雜環(huán)氨基酸（His，Pro）組氨酸含咪唑基，帶正電荷；有極性；脯氨酸含吡咯環(huán)，不帶電荷；沒有極性；第35頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.按R基的極性，20種常見氨基酸分兩組P21（1）非極性R基氨基酸：含非極性基團的氨基酸稱非極性氨基酸；（2）極性R基氨基酸含極性基團的氨基酸稱極性氨基酸；（在pH6～7左范圍內(nèi)是否帶電）；①不帶電荷的極性R基氨基酸；②帶正電荷的R基氨基酸；③帶負電荷的R基氨基酸見下頁圖：第36頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

極性氨基酸和非極性氨基酸P22表2-2第37頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月極性氨基酸和非極性氨基酸(續(xù))帶負電荷的極性氨基酸第38頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

氨基酸的構(gòu)型：D型，L型氨基酸分D型和L型：互為異構(gòu)體（存在兩個或多個具有相同數(shù)目和種類的原子并因而具有相同相對分子質(zhì)量的化合物的現(xiàn)象）；表示氨基酸在構(gòu)型上與相應(yīng)甘油醛類似，不表示旋光性；第39頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸具有旋光性氨基酸的α-碳原子是不對稱碳原子：具有旋光性；旋光性表示方法：左旋：（－）；右旋：（＋）；旋光性與構(gòu)型（L、D）無關(guān)；請參考《有機化學》；第40頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月不常見的蛋白質(zhì)氨基酸（閱讀）P24蛋白質(zhì)組成中，除前述20種氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分離出一些不常見的特有的氨基酸，這些氨基酸都是由相應(yīng)的常見氨基酸衍生而來；其中：4-羥脯氨酸和5-羥脯氨酸都可在結(jié)締組織的纖維狀蛋白質(zhì)膠原中找到；N-甲基賴氨酸存在于肌球蛋白，一種行使收縮功能的肌肉蛋白質(zhì)。另一個重要的特有氨基酸：γ-羥基谷氨酸，首先在凝血酶原中發(fā)現(xiàn)，它也存在于某些具有結(jié)合Ca2+離子功能的其它蛋白質(zhì)。第41頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月非蛋白質(zhì)氨基酸（閱讀）P24從甲狀腺蛋白中分離出3,5-二碘酪氨酸和甲狀腺素等，它們都是酪氨酸的衍生物，結(jié)構(gòu)式見“激素”章。除了參與蛋白質(zhì)組成的20多種氨基酸之外，還在各種組織和細胞中找到150多種其他氨基酸，這些氨基酸大多是蛋白質(zhì)中存在的L型α-氨基酸的衍生物。但有一些是β、γ或δ-氨基酸，并且有些是D型氨基酸,如參與細菌細胞壁組成的肽聚糖中發(fā)現(xiàn)有D-谷氨酸和D-丙氨酸；（待續(xù)）第42頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月在一種抗生素短桿菌肽S中含有D-苯丙氨酸。這些氨基酸中有一些是重要的代謝物前體或中間產(chǎn)物。例如β-丙氨酸是遍多酸的前體；瓜氨酸和鳥氨酸是尿素循環(huán)的中間體。有些氨基酸，象γ氨基丁酸是傳遞神經(jīng)沖動的化學介質(zhì)。不少這類氨基酸其生物學意義還不清楚，有待進一些研究。非蛋白質(zhì)氨基酸（閱讀）第43頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3氨基酸的理化性質(zhì)P25第44頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月旋光性：在天然氨基酸中，只有Gly無對稱碳原子，無旋光性；極性：

極性基可同其它相應(yīng)基團形成氫鍵或離子鍵；非極性基團(疏水性基團)相互間的作用對天然蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象和穩(wěn)定性起極大作用；第45頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

光吸收：

20種氨基酸在可見光區(qū)域無光吸收，在遠紫外區(qū)

<220nm均有光吸收，蛋白質(zhì)由氨基酸組成，所以也有紫外吸收能力，一般最大光吸收在280nm；∴可用分光光度法測定蛋白質(zhì)含量；第46頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）氨基酸的兩性解離和等電點P25

氨基酸是一類兩性電解質(zhì)，氨基酸在水中的偶極離子既起酸（質(zhì)子供體）的作用，也起堿（質(zhì)子受體）的作用：第47頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸在水溶液中的帶點狀況氨基酸的帶電狀況與溶液的pH有關(guān)，改變pH可使氨基酸帶上正電荷或負電荷，或處于正負電荷數(shù)相等（凈電荷為零）的兼性離子狀態(tài)；第48頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

氨基酸的等電點：pI氨基酸所帶凈電荷為零時，氨基酸所處溶液的pH值稱該氨基酸的等電點，用pI表示；在等電點pH時：氨基酸在電場中既不向正極也不向負極移動，即處于等電兼性離子（極少數(shù)為中性分子）狀態(tài)，少數(shù)解離成陽離子和陰離子，但解離成陽離子和陰離子的數(shù)目和趨勢相等；第49頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

以谷氨酸為例說明氨基酸的解離情況

P26

谷氨酸分步解離如下：

[Glu2-]極低。第50頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月谷氨酸分步解離常數(shù)為：當溶液中的pH等于氨基酸的pI時，氨基酸多以兩性離子形式存在，少量正負離子數(shù)量相等：兩邊取負對數(shù)：pK1+pK2=2pH第51頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月pI值與該離子濃度無關(guān)，只決定于等電兼性離子兩側(cè)的pK值對側(cè)鏈R基不解離的中性氨基酸來說，其等電點是它的pK1和pK2的算術(shù)平均值：

第52頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月pI

、pH、帶電情況、電泳和溶解度1.在pI以上的任一pH，氨基酸帶凈負電荷,在電場中向正極移動；反之，向負極移動；2.在一定pH范圍內(nèi)，氨基酸溶液的pH離pI愈遠，氨基酸所攜帶的凈電荷愈大；3.電泳：利用氨基酸的帶電性質(zhì)，將混合氨基酸放置在電場中進行分離的方法；由于靜電作用：等電點時，氨基酸的溶解度最?。坏?3頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）氨基酸的化學性質(zhì)P26

第54頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月①與水合茚三酮反應(yīng)P26茚三酮在弱酸性溶液中與a-氨基酸共熱，引起氨基酸氧化、脫氨、脫羧反應(yīng)，最后茚三酮與反應(yīng)產(chǎn)物—氨和還原茚三酮發(fā)生作用，生成紫色物質(zhì)：第55頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩個亞氨基酸：脯氨酸和羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)不釋放NH3，而直接生成亮黃色化合物，最大光吸收在440nm；根據(jù)該性質(zhì)可用分光光度法測定樣品中氨基酸含量；第56頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月在氨基酸的分析化學中

氨基酸與茚三酮的反應(yīng)具有特殊意義

1.用紙層析或柱層析把各種氨基酸分開后，利用茚三酮顯色，可定性鑒定氨基酸；2.可用分光光度法在570nm定量測定各種氨基酸；3.定量釋放的CO2可用測壓法測量，從而計算出參加反應(yīng)的氨基酸量；第57頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗一：氨基酸的分離鑒定——紙層析法

實驗書：P10-13，P37

第58頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸混合物的分析分離為測定蛋白質(zhì)的氨基酸組成或從蛋白質(zhì)水解液中制取氨基酸，需對氨基酸混合物進行分析分離工作；氨基酸混合物分析分離多用紙層析法、柱層析法、薄層層析等；下面介紹分配層析法的一般原理和紙層析法；第59頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月分配層析法一般原理

（參看實驗書P10）層析（色層分析，色譜）（chromatography）：有很多種形式的分配層析，但基本原理一樣；層析系統(tǒng)由2個相組成：1.固定相（靜相）（stationaryphase）；2.流動相（動相）（mobilephase）；第60頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月分配系數(shù)（partition或distributioncoefficient）混合物在層析系統(tǒng)中的分離決定于該混合物的組分在這兩相中的分配情況，用分配系數(shù)

(Kd)和有效分配系數(shù)(Keff)來描述：第61頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月分配系數(shù)和分配定律（partitionlaw）：一種溶質(zhì)在兩種給定的互不相溶的溶劑中分配時，在一定溫度下達到平衡后，溶質(zhì)在兩相中的濃度比值為一常數(shù)，即分配系數(shù)：Kd=cA/cBcA和cB分別代表某一物質(zhì)在互不相溶的兩相：A相（動相）和B相（靜相）中的濃度；分配系數(shù)Kd第62頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月物質(zhì)分配可以在互不相溶的兩種溶劑間發(fā)生：

液相—液相系統(tǒng)、固相—液相系統(tǒng)、固相—液相系統(tǒng)；層析系統(tǒng)中：

靜相：可以是固相、液相或固—液混合相(半液體)；

動相：可以是液相或氣相，它充滿于靜相的空隙中，并能流過靜相；以逆流分配的方法說明分配層析原理：層析系統(tǒng)第63頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月逆流分配原理圖示第64頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

逆流分配原理說明2-1利用層析法分離混合物的先決條件是各種成分的分配系數(shù)要有差異：差異越大，越容易分開；取一系列分溶管，向1#管加入互不相溶的兩種溶劑：1）A溶劑為上相，作為動相；2）B溶劑為下相，作為靜相；假設(shè)上下兩相的體積相等；第65頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月逆流分配原理說明2-2加入物質(zhì)Y(Kd＝1)和物質(zhì)Z(Kd=3)的混合物,假設(shè)總量各為64份；各組分物質(zhì)將按自身特有的分配系數(shù)在上下相中進行分配；達平衡后,將上相轉(zhuǎn)移到2#管內(nèi),其中含有相同體積的新下相。從1#管轉(zhuǎn)移來的樣品將在2#管的上下相中再分配,同時,向1#管內(nèi)加入新上相,這里也將發(fā)生樣品的再分配,完成了第1次轉(zhuǎn)移；第66頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月分溶曲線第67頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月分溶曲線說明從分溶曲線看出：1）分配系數(shù)大的物質(zhì)Z（Kd=3）沿一系列分溶管的“移動”速度比分配系數(shù)小的物質(zhì)Y（Kd=1）快；2）每一種物質(zhì)在一系列分溶管中是相當集中的，分溶曲線呈峰形，因此只要使用足夠數(shù)目的分溶管繼續(xù)進行分配，就可以使兩個峰彼此完全分開；3）一定的某一溶質(zhì)在一定量的溶劑系統(tǒng)中分配時，轉(zhuǎn)移次數(shù)越多，其分溶曲線的峰形越窄而高，有利于混合物中各物質(zhì)的完全分離；

第68頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月紙層析實驗（參看實驗四，P37）[濾]紙層析是分配層析的一種；1.

材料和溶劑：濾紙，擴展劑（是水、正丁醇、冰醋酸的混合物）；（1）濾紙：為惰性支持物；（2）固定相：濾紙纖維素上吸附的水；（3）流動相：溶劑（正丁醇、冰醋酸）；第69頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月第70頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.操作：（1）將氨基酸混合物點在濾紙的一個邊上，稱原點；（2）在密閉的容器中用一個溶劑系統(tǒng)(如丁醇-乙酸)沿濾紙的一個方向進行展層；各種氨基酸在溶劑系統(tǒng)中具有不同Kd值，混合氨基酸在兩相中不斷分配而彼此分開，分布在濾紙不同區(qū)域；（3）烘干濾紙，用茚三酮溶液顯色，得到一個紙層析譜；紙層析是分離、鑒定氨基酸混合物的常用技術(shù)，可用于蛋白質(zhì)的氨基酸成分的定性鑒定和定量測定；第71頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月第72頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）計算相對遷移率Rf：從原點至氨基酸停留點的距離（X）與原點至溶劑前沿的距離（Y）之比，稱Rf值，即相對遷移率；只要溶劑系統(tǒng)、溫度、濕度和濾紙型號等實驗條件確定，則每種氨基酸的Rf值是恒定的；第73頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月②與甲醛反應(yīng)P27

氨基酸不能直接用酸、堿滴定進行定量測定：∵氨基酸的酸、堿滴定的等電點pH過高（12～13）或過低（1～2），沒有適當指示劑可用；加入甲醛后，可使滴定曲線進入指示劑顯色范圍，從而可對氨基酸進行定量測定；氨基酸的甲醛滴定是測定氨基酸的一種常用方法，還可用來測定蛋白質(zhì)的水解程度；第74頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月加甲醛和不加甲醛的谷氨酸滴定曲線

第75頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月甲醛滴定法向氨基酸中加入過量甲醛，用標準NaOH滴定：甲醛與氨基酸的-NH2作用形成羥甲基衍生物：

-NH·CH2OH、-N(CH2OH)2等；羥甲基衍生物：降低氨基堿性，相對增強了-N+H3的酸性解離，使pKa2減少2～3個pH單位,pKa2移至7附近；

NaOH滴定曲線（B段）向pH低的方向轉(zhuǎn)移，滴定終點也移到

pH9附近，進入酚酞指示劑變色區(qū)域；第76頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

甲醛滴定曲線發(fā)生顯著變動的原因2-1（閱讀）

該比值比不存在甲醛的情況下小2～3；甲醛與氨基酸的氨基作用形成羥甲基衍生物加堿第77頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月③α-氨基的烴基化反應(yīng)1—與2,4-二硝基氟苯

（DNFB）的反應(yīng)（蛋白質(zhì)N端分析法之一）第78頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月與2,4-二硝基氟苯的反應(yīng)（蛋白質(zhì)N端分析法之一）在弱堿性溶液中，氨基酸與DNFB發(fā)生親核芳環(huán)取代反應(yīng)，生成黃色的二硝基苯基氨基酸（DNP-氨基酸）；DNP-氨基酸：不被酸水解，在有機溶劑中的溶解度與其他氨基酸不同；∴可將其與其他氨基酸分開；該反應(yīng)首先被英國的Sanger用來鑒定多肽、蛋白質(zhì)的N末端氨基酸；第79頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月④α-氨基的烴基化反應(yīng)2—與苯異硫氰酸酯（PITC）

的反應(yīng)（蛋白質(zhì)N端分析法之二）1）在弱堿性條件下與PITC形成相應(yīng)的苯氨基硫甲酰-氨基酸（PTC-氨基酸）；2）PTC-氨基酸在無水酸（如三氟乙酸）中發(fā)生環(huán)化，生成苯乙內(nèi)酰硫脲-氨基酸（PTH-氨基酸），可用層析法分離鑒定氨基酸；第80頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月該反應(yīng)被Edman用于鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N端氨基酸：

PTH-氨基酸可被鑒定，剩下的肽鏈重復上述反應(yīng)和鑒定，重復多次就可測出肽鏈N端的氨基酸順序；它在多肽和蛋白質(zhì)的氨基酸序列分析方面占有重要地位；

與苯異硫氰酸酯（PITC）的反應(yīng)（蛋白質(zhì)N端分析法之二）第81頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月⑤與HNO2反應(yīng)P29VanSlyke氏氨基氮測定法氨基酸的α-氨基和其他的伯胺一樣，定量地與HNO2作用產(chǎn)生羥酸和N2（生成的氮氣只有一半來自氨基酸）：第82頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月VanSlyke氏氨基氮測定法在標準條件下測定生成的N2體積，可計算出氨基酸的量；ε-氨基與HNO2作用較慢；脯、羥脯氨酸環(huán)中的亞氨基和精氨酸、組氨酸和色氨酸環(huán)中的結(jié)合N皆不與HNO2作用；生產(chǎn)上常用此法測定蛋白質(zhì)水解程度；

第83頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月⑥與熒光胺的反應(yīng)：P29第84頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月⑦與2-硝基苯甲酸的反應(yīng)：P30第85頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸的生理功能1.是蛋白質(zhì)的組成單位；

2.是能量代謝的物質(zhì)；

3.是許多生物體內(nèi)重要含氮化合物的前體。第86頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3肽P30生物界蛋白質(zhì)的種類估計在1010～1012數(shù)量級；造成種類如此眾多的原因：

20種參與蛋白質(zhì)組成的氨基酸在肽鏈中的排列順序不同，根據(jù)排列理論，由20種氨基酸組成的20種肽，其序列異構(gòu)體有：A2020＝20！＝2X1018種；蛋白質(zhì)的序列異構(gòu)現(xiàn)象是蛋白質(zhì)生物功能多樣性和物種特異性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；第87頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸和肽鍵氨基酸同時含有氨基和羧基，它們以首尾相連的方式進行聚合反應(yīng)，除去一分子水，形成一個共價酰胺鍵，（肽鍵）:第88頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.1肽的結(jié)構(gòu)P30

（1）肽鍵（peptidebond）：一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基脫水縮合生成二肽，形成肽鍵；是共價鍵：（2）氨基酸殘基（aminoacideresidue）：肽鏈中的氨基酸由于參加肽鍵的形成已不是原來完整的分子，因此稱～；（3）每形成一個肽鍵丟失一分子水，因此丟失的水分子數(shù)比氨基酸殘基數(shù)少一個；第89頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

肽和肽鍵的結(jié)構(gòu)圖和天然存在的活性肽第90頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈的書寫一條多肽鏈的主鏈：一端含有一個游離的末端氨基，另一端含有一個游離的末端羧基；兩個游離末端基團有時連接成環(huán)狀肽（cyclicpeptide）；書寫:NH2末端氨基酸殘基在左，為NH2末端（N端）；

COOH末端氨基酸殘基在右,為COOH末端（C端）；第91頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈書寫舉例五肽Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu第92頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈的命名命名:

從肽鏈的NH2末端氨基酸殘基開始，稱某氨基酰某氨基?！ぁぁぁぁぁつ嘲被幔?/p>

例:五肽Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu命名為：絲氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨基酸；反過來書寫的Leu-Ala-Tyr-Gly-Ser是一個不同的五肽；第93頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月各種肽的主鏈結(jié)構(gòu)都一樣共價主鏈（mainchain或backbone)

：肽鏈骨干由－N－Cα－C－序列重復排列而成；

N：酰胺氮；Cα：氨基酸殘基的α碳；C：羰基碳；各種肽的主鏈結(jié)構(gòu)都是一樣的，但側(cè)鏈R基的序列(也即氨基酸序列)不同；蛋白質(zhì)的種類和生物活性都與肽鏈中的氨基酸順序有關(guān)；第94頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2生物活性肽的功能P33自己閱讀。第95頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.3活性肽的來源P35自己閱讀。第96頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.4活性肽的應(yīng)用P35自己閱讀。第97頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈（蛋白質(zhì)）的酶水解第98頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈（蛋白質(zhì)）的酶水解舉例第99頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

P36第100頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.1蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)P36指氨基酸如何連接成肽鍵和氨基酸在肽鏈中的排列順序；第101頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)P37研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法——x射線衍射法第102頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月一個特定蛋白質(zhì)行使其功能的能力

常由它的三維結(jié)構(gòu)或構(gòu)象決定正常情況下，蛋白質(zhì)以緊密折疊的結(jié)構(gòu)存在；蛋白質(zhì)的天然折疊結(jié)構(gòu)決定于3個因素：①與溶劑分子（一般是水）的相互作用；②溶劑的pH和離子組成；③蛋白質(zhì)的氨基酸序列（最重要因素）；蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)中有多種力處于精細的平衡中，決定蛋白質(zhì)獨特構(gòu)象；第103頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

肽鏈中相鄰肽鍵的空間結(jié)構(gòu)3-1

P191）肽鍵鍵長0.132nm，介于C-N單鍵（0.147nm）和C=N雙鍵（0.127nm）之間，且更接近于C=N，故肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì),不能自由旋轉(zhuǎn)；2）形成肽鍵的4個原子（C、O、N、H）和與之相連的2個α-碳原子共處在一個平面上，形成酰胺平面；3）在酰胺平面中C=O與N-H呈反式；第104頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈中相鄰肽鍵的空間結(jié)構(gòu)3-2

酰胺平面和兩面角示意圖4）肽鏈的主鏈由許多酰胺平面組成，α-碳原子是兩個相鄰酰胺平面的連接點；5）α-碳原子連接的兩個鍵Cα－

N鍵和Cα－C鍵是單鍵；繞Cα－N鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱φ角；繞Cα－C鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱ψ角；φ=0°ψ=0°時的主鏈構(gòu)象

第105頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月肽鏈中相鄰肽鍵的空間結(jié)構(gòu)

酰胺平面和兩面角示意圖

3-36）從Cα沿鍵軸看：順時針旋轉(zhuǎn)的φ和Ψ角為正值,反之為負值；7）當旋轉(zhuǎn)鍵兩側(cè)的主鏈處于順時構(gòu)型時規(guī)定ψ或φ=0°；完全伸展的主鏈結(jié)構(gòu)第106頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）穩(wěn)定蛋白質(zhì)中空間結(jié)構(gòu)的作用力P37

蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性靠分子中的多種化學鍵維持；蛋白質(zhì)分子如受某些理化等因素影響，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,其性質(zhì)和功能都會發(fā)生改變；第107頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)分子中的化學鍵1）共價鍵：如肽鍵、二硫鍵（存在于兩個半胱氨酸之間）、酯鍵；2）非共價鍵（次級鍵）：如氫鍵、離子鍵(又稱鹽鍵)、疏水鍵、范德華力等；氫鍵、離子鍵和酯鍵存在于極性基團之間；疏水鍵、范德華力存在于非極性基團之間；第108頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的各種作用力圖示P38圖2-6第109頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的力

肽鍵是肽鏈的基本鍵，其他各種化學鍵參加鏈中及鏈間聯(lián)系；1）一級結(jié)構(gòu)的肽鏈是由肽鍵－CO－NH－連接而成，同一肽鏈中不同部位有的還有二硫（－S－S－）橋鍵（如胰島素），有的含有磷酸酯鍵或羧酸酯鍵；2）二級結(jié)構(gòu)的螺旋構(gòu)象靠氫鍵維持；3）三、四級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象主要由次級鍵，包括氫鍵、離子鍵（鹽鍵）、疏水鍵和范德華力等維持；第110頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)P38第111頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月①α-螺旋結(jié)構(gòu)

P38是蛋白質(zhì)中最常見、最典型、含量最豐富的二級結(jié)構(gòu)；1）蛋白質(zhì)中的α螺旋幾乎都是右手的，都是由L-氨基酸殘基構(gòu)成；2）α螺旋是重復性結(jié)構(gòu)，螺旋中每個α-C的φ和ψ分別在－57°和－47°附近；3）每圈螺旋占3.6個氨基酸殘基；每殘基軸向高度為0.15nm；每圈螺旋高度為0.54nm，沿軸旋轉(zhuǎn)100°；4）殘基側(cè)鏈伸向外側(cè)；第112頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月α-螺旋結(jié)構(gòu)模式圖P20圖1-4第113頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)：α-螺旋結(jié)構(gòu)5）同一肽鏈內(nèi)相鄰螺圈之間形成氫鍵，其取向幾乎與中心軸平行；6）氫鍵是由每個肽基的C=O與其前面第3個肽基的N-H之間形成的；7）氫鍵封閉環(huán)內(nèi)原子數(shù)為13；8）α螺旋在某些情況下可伸展，如毛發(fā)纖維濕熱時可拉長到原長的2倍；第114頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月影響α螺旋形成的因素（閱讀）一條肽鏈能否形成α螺旋及形成的螺旋是否穩(wěn)定，與它的氨基酸組成和序列有極大的關(guān)系：1）R基電荷性質(zhì)：R基小并且不帶電荷的多聚丙氨酸，在pH7水溶液中能自發(fā)卷曲成α螺旋；多聚賴氨酸在同樣pH條件下不能形成α螺旋，而是以無規(guī)卷曲形式存在，因為多聚賴氨酸在pH7時R基具有正電荷，彼此間因靜電排斥，不能形成鏈內(nèi)氫鍵；第115頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2）R基大?。憾嗑郛惲涟彼幡?碳原子附近有較大的R基，造成空間阻礙，因而不能形成α螺旋；多聚脯氨酸的α-碳原子參與R基吡咯的形成，環(huán)內(nèi)的Cα-N鍵和C-N肽鍵都不能旋轉(zhuǎn)，且其肽鍵不具酰胺氫,不能形成鏈內(nèi)氫鍵，因此，多肽鏈中只要存在脯氨酸（或羥脯氨酸），α螺旋即被中斷,產(chǎn)生一個結(jié)節(jié)。第116頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月②

β折疊結(jié)構(gòu)P40

蛋白質(zhì)中常見的另一類型的二級結(jié)構(gòu)，稱β折疊片或β結(jié)構(gòu)或β構(gòu)象，在許多蛋白質(zhì)中存在；1）是一種重復性結(jié)構(gòu)，可想象為由折疊的條狀紙片側(cè)向并排而成，每條紙片可看成是一條肽鏈，肽主鏈沿紙條形成鋸齒狀，α-碳原子位于折疊線上；2）肽鏈處于最伸展的構(gòu)象；第117頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)：β折疊結(jié)構(gòu)3）β折疊片上的側(cè)鏈都垂直于折疊片的平面，并交替地從平面上下二側(cè)伸出；4）折疊片有兩種形式：平行式和反平行式；在平行β折疊片中，相鄰肽鏈是同向的（都是N→C或C→N），在反平行β折疊片中，相鄰肽鍵是反向的；5）兩個氨基酸殘基之間的軸心距為0.35nm，氫鍵由鄰近兩條肽鏈中的CO基團與另一條的NH基之間形成；第118頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

β折疊結(jié)構(gòu)圖示P105P40圖2-9第119頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域指二級結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)單位相互聚集，形成有規(guī)律的二級結(jié)構(gòu)的聚集體；現(xiàn)在已知的超二級結(jié)構(gòu)有

3種基本組合形式：

1）αα（α-螺旋聚體）；

2）βαβ（α-螺旋和β-

折疊聚集體）；

3）βββ（β-折疊聚集體）

第120頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月αα（α-螺旋聚集體）是一種α螺旋束，由兩股平行或反平行排列的右手螺旋段互相纏繞而成的左手卷曲螺旋,或稱超螺旋；兩個螺旋靠疏水側(cè)鏈的疏水作用互相結(jié)合，自由能很低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；是纖維狀蛋白質(zhì)，如α-角蛋白（毛發(fā)中主要蛋白質(zhì)）,肌球蛋白和原肌球蛋白（肌肉纖維的主要蛋白質(zhì)）的主要結(jié)構(gòu)元件，也存在于球狀蛋白質(zhì)中；α螺旋束中還發(fā)現(xiàn)有三股和四股螺旋；第121頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月βαβ（α-螺旋和β-折疊聚集體）由兩段平行β折疊股和一段作為連接鏈的α螺旋組成，β股之間還有氫鍵相連；Rossman折疊(βαβαβ):最常見的βαβ組合,由3段平行β股和兩段α螺旋構(gòu)成,相當于兩個βαβ單元組合在一起,存在于許多球蛋白中；βββ（β-折疊聚集體）兩段平行的β-折疊通過一段β-折疊連接而成；第122頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

結(jié)構(gòu)域

P43多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，是相對獨立的緊密球狀實體；結(jié)構(gòu)域：是較大的球狀蛋白的折疊單位，多肽鏈折疊的最后一步是結(jié)構(gòu)域的締合，其三級結(jié)構(gòu)往往由兩個或多個結(jié)構(gòu)域締合而成；在較小的球狀蛋白質(zhì)分子中，結(jié)構(gòu)域和三級結(jié)構(gòu)往往是一個意思，即這些蛋白質(zhì)是單結(jié)構(gòu)域；圖：紅氧還蛋白的三級結(jié)構(gòu)（單結(jié)構(gòu)域）第123頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

（4）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)P43

蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈上所有原子在三維空間的分布；由二級結(jié)構(gòu)元件(α螺旋，β折疊等)構(gòu)建成的三維結(jié)構(gòu)；包括一級結(jié)構(gòu)中相距遠的肽段之間的幾何相互關(guān)系，側(cè)鏈在三維空間中彼此間的相互關(guān)系；第124頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月鯨肌紅蛋白三級結(jié)構(gòu)圖1）三級結(jié)構(gòu)模型圖：圖內(nèi)的圈狀結(jié)構(gòu)代表血紅素；2）三級結(jié)構(gòu)示意圖：一條肽鏈盤繞一個血紅素，單線表示非螺旋段，雙線表示螺旋段；3）高分辨圖。

第125頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

P44具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子亞基按一定方式聚合成蛋白質(zhì)大分子，即蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)；自然界中，很多蛋白質(zhì)以獨立折疊的球狀蛋白質(zhì)聚集體形式存在，通過非共價鍵彼此締合，形成四級結(jié)構(gòu)；第126頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)：蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)亞基：四級結(jié)構(gòu)中的每個球狀蛋白質(zhì)稱亞基；對稱性：蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中的亞基一般都是偶數(shù)，且排列都是對稱性的；對稱性是蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)。第127頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

舉例：卷發(fā)的生化基礎(chǔ)2-1（閱讀）卷發(fā)（燙發(fā)）是一項生物化學工程：毛發(fā)中主要蛋白質(zhì)是α-角蛋白，伸縮性能好。α-角蛋白主要由α-螺旋多肽組成，螺旋多肽鏈間有很多二硫鍵交聯(lián)；在濕熱條件下,α-螺旋各圈間的氫鍵被破壞，可以伸展轉(zhuǎn)變?yōu)棣聵?gòu)象（β角蛋白），因α-角蛋白側(cè)鏈R基一般都較大，不適于處在β構(gòu)象狀態(tài)，所以冷卻干燥時又可自發(fā)恢復原狀，其交聯(lián)鍵是當外力解除后使肽鏈恢復原狀（α螺旋構(gòu)象）的重要力量；第128頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月舉例：卷發(fā)的生化基礎(chǔ)2-21）把頭發(fā)卷成一定的形狀,然后涂上還原劑（含巰基的化合物）并加熱，還原劑打開鏈間二硫鍵，濕熱破壞氫鍵，使頭發(fā)α-角蛋白的螺旋結(jié)構(gòu)伸展成β構(gòu)象；2）除去還原劑,涂上氧化劑以便在相鄰多肽鏈的半胱氨酸殘基對（但不是處理前的殘基對）之間建立新的二硫鍵3）洗滌并冷卻頭發(fā),多肽鏈回到原來的α螺旋構(gòu)象，這時頭發(fā)將以所希望的形式卷曲，因為新的二硫交聯(lián)鍵的形成使得頭發(fā)纖維的α螺旋束發(fā)生扭曲。第129頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系P46-42

請自學。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)；蛋白質(zhì)具有豐富的生物功能，其生物功能以其化學組成和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)；蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)對于蛋白質(zhì)的功能起決定性作用；蛋白質(zhì)變性(構(gòu)象發(fā)生變化)其特定的功能立即喪失；第130頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月閱讀：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的進化2-1自有生命以來，蛋白質(zhì)生物合成程序經(jīng)受了不斷的改變,生物形態(tài)和分子結(jié)構(gòu)在進化過程中向多樣化和專一化方向發(fā)展。如：血紅蛋白是在動物進化到一定階段才出現(xiàn)，在這以前并不存在，某些低等動物體內(nèi)輸送氧氣的物質(zhì)是另一些色素蛋白質(zhì)（例如血藍蛋白），更低等的一些動物可以直接與外界交換氧和CO2，沒有專門蛋白質(zhì)來完成這一功能。蛋白質(zhì)的多樣化和專一化是在生物進化過程中實現(xiàn)的。但現(xiàn)代的蛋白質(zhì)還保存著祖先留下的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系上的痕跡，為我們提供了研究進化過程的線索。第131頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月閱讀：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的進化2-2新蛋白質(zhì)都是在舊蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)上經(jīng)過突變、遺傳和自然選擇的進化過程產(chǎn)生和發(fā)展起來的。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間具有高度的統(tǒng)一性和適應(yīng)性，這是事情的一個方面。另一方面，今天的適應(yīng)性是由過去的不適應(yīng)性轉(zhuǎn)化而來，今天生物體內(nèi)的各種蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)和功能上的適應(yīng)性后面，仍隱藏著不適應(yīng)性，物質(zhì)的運動和發(fā)展永遠不會完結(jié)，也永遠不會停止在一個水平上。第132頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6蛋白質(zhì)的性質(zhì)與分離分析技術(shù)

（一）蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量（二）蛋白質(zhì)的兩性電離及等電點（三）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)（四）蛋白質(zhì)的沉淀反應(yīng)（五）蛋白質(zhì)的變性與凝固（六）蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)第133頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1蛋白質(zhì)的性質(zhì)P49第134頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量略。第135頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）蛋白質(zhì)的兩性電離及等電點

P51蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，能和酸或堿發(fā)生作用；蛋白質(zhì)所含的氨基酸種類和數(shù)目眾多，有支鏈，故可把其看作多價離子，所帶電荷性質(zhì)和數(shù)量由其分子中可解離基團的種類和數(shù)目及溶液的pH所決定，解離情況比氨基酸復雜；第136頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)分子的總解離式第137頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)的等電點P52

蛋白質(zhì)等電點：某一蛋白質(zhì)在某一pH所帶正電荷與負電荷恰好相等（凈電荷為零），這一pH稱～；

蛋白質(zhì)在其等電點偏酸溶液中帶正電荷；在其等電點偏堿溶液中帶負電荷；在等電點pH時為兩性離子；第138頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)在等電點時的特性

P51在水溶液中，蛋白質(zhì)的等電點一般是偏酸的，這是因為這些蛋白質(zhì)的羧基解離度比氨基解離度大；在等電點時蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)如導電性、溶解度、粘度、滲透壓等皆最小；可利用蛋白質(zhì)在等電點時溶解度最小的特性來制備或沉淀蛋白質(zhì)；第139頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)的電泳

P52電泳：帶電膠體顆粒在電場中向電荷相反的電極移動的現(xiàn)象；蛋白質(zhì)是兩性解離物質(zhì)，在溶液中解離成帶電顆粒，帶電荷的蛋白質(zhì)粒子在電場中向帶相反電荷的電極移動，稱蛋白質(zhì)電泳；蛋白質(zhì)在等電點溶液中不呈電泳現(xiàn)象；分子大小不同，帶電量不同的蛋白質(zhì)，遷移率不同（與溶液的pH、粘度和電場強度等也都有關(guān)），電泳時可彼此分開；第140頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

電泳方法簡介（閱讀，參見實驗教材）

1.

自由界面電泳：

將蛋白質(zhì)溶于緩沖液中通電進行電泳；2.

區(qū)帶電泳：將蛋白質(zhì)溶液點在浸含有緩沖液的支持物上電泳，不同組分形成帶狀區(qū)，其中：（1）紙電泳：用濾紙作支持物的稱～；（2）凝膠電泳：用凝膠（如淀粉、瓊膠、聚丙烯酸胺等）作支持物的稱～；（3）圓盤電泳：在玻璃管中進行的凝膠電泳，蛋白質(zhì)的不同組分形成環(huán)狀如圓盤，稱～；（4）平板電泳在鋪有凝膠的玻板上或在其他凝膠膜上進行的電泳稱～；第141頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月3.免疫電泳：將免疫反應(yīng)應(yīng)用于電泳分離的方法，可用來鑒定免疫球蛋白及分離可溶性抗原；原理：將抗原在凝膠板上進行電泳法分離，使與加入的特異性抗體起反應(yīng)，當抗原與其特殊的相應(yīng)抗體在濃度比例合適的部位相遇結(jié)合形成抗原-抗體復合物時，即形成特殊的沉淀弧線，每一抗原與其抗體相遇沉淀時可產(chǎn)生一個獨立的弧線，所用的抗原已知，則從沉淀弧線的位置和數(shù)目可推知免疫球蛋白的種類和數(shù)目，相反亦然；第142頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗二、血清蛋白的醋酸纖維薄膜電泳

P19-21；P66-68：實驗十五；第143頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）蛋白質(zhì)的變性

P52

天然蛋白質(zhì)分子受到某些物理因素如熱、紫外線照射、高壓和表面張力等或化學因素，如有機溶劑、脲、胍、酸、堿等的影響時，生物活性喪失、溶解度降低、不對稱性增高以及其他的物理化學常數(shù)發(fā)生改變，但不導致蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的破壞，這種過程稱～；第144頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)變性的本質(zhì)

蛋白質(zhì)分子中的次級鍵被破壞，引起天然構(gòu)象解體，蛋白質(zhì)分子從原來有秩序的卷曲緊密結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o秩序的松散伸展結(jié)構(gòu)，即二、三級以上的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或破壞，但一級結(jié)構(gòu)仍保持完好；變性不涉及共價鍵（肽鍵和二硫鍵等）的破裂；所以：變性后的蛋白質(zhì)在空間結(jié)構(gòu)上有改變，組成成分和分子量不變；第145頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)變性的可逆性蛋白質(zhì)的變性如不超過一定限度，將導致變性因素除去后或經(jīng)適當處理后，可重新變?yōu)樘烊坏鞍踪|(zhì)，說明蛋白質(zhì)的變性作用是可逆的；變性的可不可逆與導致變性的因素、蛋白質(zhì)的種類和蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的改變程度等都有關(guān)系；第146頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

變性蛋白質(zhì)的表觀特性2-11.生物活性喪失：生物學性質(zhì)的改變是蛋白質(zhì)變性作用最主要的特征；如：酶失去催化能力、血紅蛋白失去運輸氧的功能、胰島素失去調(diào)節(jié)血糖的功能等；第147頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月變性蛋白質(zhì)的表觀特性2-22.各種理化性質(zhì)改變：如溶解度降低、凝固、形成沉淀析出，結(jié)晶能力喪失，球狀蛋白分子形狀發(fā)生改變，等電點提高，粘度增加等；3.生化性質(zhì)改變：易被蛋白水解酶消化，因此認為天然蛋白質(zhì)在體內(nèi)消化的第一步是蛋白質(zhì)的變性；第148頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月變性蛋白質(zhì)溶解度降低的原因（閱讀）由于其高級結(jié)構(gòu)受到破壞發(fā)生松散，使分子表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，親水基團相對減少，原來藏在分子內(nèi)部的疏水基團大量暴露在分子表面，使蛋白質(zhì)顆粒不能與水相溶而失去水膜，容易引起分子間相互碰撞發(fā)生聚集沉淀,或隨二、三級結(jié)構(gòu)的破壞，發(fā)生解離或聚合現(xiàn)象；第149頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月

蛋白質(zhì)變性的實踐意義P531.活細胞的蛋白質(zhì)如果變性和凝固，意味著死亡；利用高溫、高壓、紫外線和化學品消毒，是使病菌蛋白質(zhì)變性而失去致病作用；

2.

豆腐等的制作；3.蛋白質(zhì)的提取過程須防止其變性；第150頁，課件共170頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)P54

蛋白質(zhì)是高分子化合物，在水溶液中形成的顆粒具膠體溶液特征：布郎運動、丁道爾現(xiàn)象、電泳現(xiàn)象、不能透過半透膜等；蛋白質(zhì)溶液是一種分散系統(tǒng)：蛋白質(zhì)分子顆粒是分散相，水是分散介質(zhì)