蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能級(jí)臨床、麻醉、檢驗(yàn)等專(zhuān)業(yè)(曾)下學(xué)期

本章教學(xué)重點(diǎn)蛋白質(zhì)元素組成特點(diǎn)，氨基酸結(jié)構(gòu)通式，氨基酸分類(lèi)、三字英文縮寫(xiě)符號(hào)；肽、肽鍵的概念；蛋白質(zhì)一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)的概念及其穩(wěn)定的主要化學(xué)鍵；二級(jí)結(jié)構(gòu)主要形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；變構(gòu)效應(yīng)的概念；蛋白質(zhì)兩性電離，膠體性質(zhì)，蛋白質(zhì)變性概念和意義，紫外吸收和呈色反應(yīng)；模體、結(jié)構(gòu)域、分子伴侶的概念；鹽析、電泳和分子篩效應(yīng)的原理。當(dāng)前第1頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)概述1.什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過(guò)肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。當(dāng)前第2頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2.蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性2-1.蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分分布廣：所有器官、組織、細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：占人體干重的45％；脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80％。當(dāng)前第3頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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2-2.蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能2-3.氧化供能當(dāng)前第4頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)第1節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成Section1theMolecularComponentofProtein當(dāng)前第5頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近且恒定，平均為16％。

通過(guò)測(cè)定生物樣品中的含氮量，再根據(jù)以下公式推算蛋白質(zhì)的大致含量：主要有C、H、O、N和S。有些蛋白質(zhì)含有少量磷或鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘。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%當(dāng)前第6頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1.氨基酸氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且多屬L-氨基酸（僅甘氨酸除外）。L-glyceraldehyde(anL-sugar)L-serine(anL-AA)當(dāng)前第7頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式H甘氨酸CH3丙氨酸氨基酸的通式R當(dāng)前第8頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-1氨基酸的分類(lèi)1）非極性脂肪族氨基酸2）極性中性氨基酸3）芳香族氨基酸4）酸性氨基酸5）堿性氨基酸*20種氨基酸的英文名稱(chēng)、縮寫(xiě)符號(hào)及分類(lèi)如下:｝當(dāng)前第9頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-1-1非極性脂肪族氨基酸(側(cè)鏈含烴鏈)當(dāng)前第10頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-1-2極性中性氨基酸(側(cè)鏈有極性但不帶電荷)當(dāng)前第11頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-1-3芳香族氨基酸(側(cè)鏈含芳香基團(tuán))當(dāng)前第12頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-1-4酸性氨基酸(側(cè)鏈含負(fù)性解離基團(tuán))當(dāng)前第13頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-1-5堿性氨基酸(側(cè)鏈含正性解離基團(tuán))當(dāng)前第14頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)幾種特殊氨基酸脯氨酸（亞氨基酸）半胱氨酸(含巰基)

當(dāng)前第15頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)+胱氨酸二硫鍵-HH當(dāng)前第16頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-2氨基酸的理化性質(zhì)1-2-1.兩性解離及等電點(diǎn)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(chēng)為該氨基酸的等電點(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。當(dāng)前第17頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽(yáng)離子陰離子當(dāng)前第18頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)怎樣確定氨基酸pI酸堿滴定根據(jù)酸堿基團(tuán)pKa計(jì)算中性氨基酸pI酸性氨基酸pI堿性氨基酸pI當(dāng)前第19頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-2-2.紫外吸收芳香族氨基酸的紫外吸收Trp、Tyr(含共軛雙鍵)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。當(dāng)前第20頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-2-3茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，大多可生成藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由于此峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，可作為氨基酸定量分析方法。(氧化脫羧脫氨)當(dāng)前第21頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2.肽2-1肽(peptide)*肽是由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物。*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。當(dāng)前第22頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵當(dāng)前第23頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)*

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(chēng)為氨基酸殘基(residue)。*

由十個(gè)以?xún)?nèi)氨基酸相連而成的肽稱(chēng)為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱(chēng)多肽(polypeptide)。當(dāng)前第24頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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)。當(dāng)前第25頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)N末端C末端牛核糖核酸酶當(dāng)前第26頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-2幾種重要的生物活性肽2-2-1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)當(dāng)前第27頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)GSH過(guò)氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH與GSSG間的轉(zhuǎn)換當(dāng)前第28頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽神經(jīng)肽(neuropeptide)2-2-2.多肽類(lèi)激素及神經(jīng)肽當(dāng)前第29頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)第2節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)Section2theMolecularStructureofProtein當(dāng)前第30頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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)當(dāng)前第31頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中氨基酸的排列順序。穩(wěn)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)，但不是唯一的因素。當(dāng)前第32頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)當(dāng)前第33頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2.蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中某個(gè)肽段的主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置。主鏈骨架原子包括N(H)，C(O)和相鄰的2個(gè)C。穩(wěn)定蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵。當(dāng)前第34頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-1肽單元或肽單位(peptideunit)57°47°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。當(dāng)前第35頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-2二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)無(wú)規(guī)卷曲(randomcoil)

當(dāng)前第36頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-2-1-螺旋肽段主鏈圍繞中心軸做有規(guī)律的螺旋式上升,螺旋走向?yàn)轫槙r(shí)針(右手螺旋).肽單位(肽平面)圍繞N-Cα鍵旋轉(zhuǎn)57°(Phi角)或繞C-Cα鍵旋轉(zhuǎn)47°(Psi角).氨基酸側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè).每3.6個(gè)氨基酸殘基上升一圈(360°),螺距為0.54nm.每個(gè)肽鍵的N-H和第四個(gè)肽鍵的C=O形成與長(zhǎng)軸平行的氫鍵.2Cα間距0.15nm。當(dāng)前第37頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)當(dāng)前第38頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)影響-螺旋形成的因素氨基酸結(jié)構(gòu)剛性(Pro)氨基酸形成離子鍵或靜電斥力

(Glu/Asp/His/Lys/Arg)氨基酸側(cè)鏈大小(Val/Ile)當(dāng)前第39頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-2-2-折疊

伸展(2C間的距離達(dá)0.35nm)

瘦長(zhǎng)/彎曲/桶狀，兩鏈同向或反向在不同鏈或同一條鏈不同片段形成氫鍵側(cè)鏈突出在折疊的上方或下方強(qiáng)度大,有剛性當(dāng)前第40頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-2-3-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)。

常由4個(gè)AA殘基組成

1stAA-C=O與4thAA-N-H形成氫鍵

2ndAA是Pro或Gly/Asp/Asn/Trp

形似發(fā)夾反向常見(jiàn)于反向平行末端當(dāng)前第41頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-3超二級(jí)結(jié)構(gòu)(模體/模序，motif)二級(jí)結(jié)構(gòu)組合形式如：

，β

β，ββ。在許多蛋白質(zhì)分子中，二個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近所形成的有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合，被稱(chēng)為模體(motif)。模體是賦予功能含義的超二級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第42頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)

當(dāng)前第43頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體鋅指結(jié)構(gòu)當(dāng)前第44頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-4側(cè)鏈對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的影響蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)是以一級(jí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成-螺旋或β-折疊，它就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第45頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)theconformationalpreferencesofthe20AAsforthe

-helixGlu、Met、Ala、LeuLys、Phe、Gln、Trp、Ile、ValAsp、HisCys、Ser、Thr、ArgAsn、TyrGly、ProStrongWeakWeak(usuallyfoundinthebeta-reverseturn)當(dāng)前第46頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)3.蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)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。在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步折疊形成天然結(jié)構(gòu)/功能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素：疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。當(dāng)前第47頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)當(dāng)前第48頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)肌紅蛋白(Mb)三級(jí)結(jié)構(gòu)N端

C端當(dāng)前第49頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)3-1結(jié)構(gòu)域(domain)較大的蛋白質(zhì)分子中折疊形成的

結(jié)構(gòu)較為緊密的具獨(dú)特空間構(gòu)象的并各行其功能的局部區(qū)域稱(chēng)之纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域當(dāng)前第50頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)3-2分子伴侶(chaperon)*熱休克蛋白70(Hsp70)*伴侶蛋白(chaperonin)(如Hsp60/GroEL、GroES)*核質(zhì)蛋白(nucleoplasmin)是為加速蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象或形成四級(jí)結(jié)構(gòu)提供合適微環(huán)境的一類(lèi)蛋白質(zhì)。當(dāng)前第51頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)*分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開(kāi)，如此重復(fù)進(jìn)行可防止錯(cuò)誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。*分子伴侶也可與錯(cuò)誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導(dǎo)其正確折疊。*分子伴侶在蛋白質(zhì)分子折疊過(guò)程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。當(dāng)前第52頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)當(dāng)前第53頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)4.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(chēng)為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。含有二條或多條多肽鏈的蛋白質(zhì)分子中，每條具有完整三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱(chēng)為蛋白質(zhì)的亞基(subunit)。亞基間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次是氫鍵和離子鍵。由2個(gè)亞基組成的蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)中，若亞基分子結(jié)構(gòu)相同，稱(chēng)之為同二聚體(homodimer)，若亞基分子結(jié)構(gòu)不同，則稱(chēng)之為異二聚體(heterodimer)。當(dāng)前第54頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)當(dāng)前第55頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)5.蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白質(zhì)組是指一種細(xì)胞或一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，即“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”。蛋白質(zhì)組學(xué)是研究細(xì)胞或機(jī)體全部蛋白質(zhì)的表達(dá)及其活動(dòng)方式(包括翻譯后修飾、轉(zhuǎn)運(yùn)定位、結(jié)構(gòu)變化、蛋白質(zhì)間相互作用等)，揭示蛋白質(zhì)功能與生命活動(dòng)規(guī)律的一個(gè)新的研究領(lǐng)域。當(dāng)前第56頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)蛋白質(zhì)組學(xué)是高通量，高效率的研究，其研究技術(shù)平臺(tái)：雙向電泳分離樣品蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)點(diǎn)的定位、切取蛋白質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)譜分析蛋白質(zhì)組學(xué)研究的科學(xué)意義闡明生命在生理或病理狀態(tài)下的變化規(guī)律疾病診斷、新藥篩選、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等當(dāng)前第57頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)第3節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系Section3TheRelationofStructure&FunctionofProtein當(dāng)前第58頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1.蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1-1一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)牛核糖核酸酶的一級(jí)結(jié)構(gòu)二硫鍵當(dāng)前第59頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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)活性牛核糖核酸酶當(dāng)前第60頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-2一級(jí)結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級(jí)結(jié)構(gòu)和功能胰島素氨基酸殘基序號(hào)A5A6A10B30人ThrSerIleThr豬ThrSerIleAla狗ThrSerIleAla兔ThrGlyIleSer牛AlaGlyValAla羊AlaSerValAla馬ThrSerIleAla當(dāng)前第61頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-3一級(jí)結(jié)構(gòu)提供重要的生物進(jìn)化信息細(xì)胞色素(cytochromeC)的進(jìn)化樹(shù)當(dāng)前第62頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)表：細(xì)胞色素C的種屬差異量（以人CytC為參照）生物名稱(chēng)黑猩猩恒河猴兔袋鼠鯨牛豬羊狗騾馬殘基差異數(shù)0191010

10

101112生物名稱(chēng)雞、火雞響尾蛇烏龜狗、魚(yú)蛾小麥面包霉酵母殘基差異數(shù)1314153131354345同一種蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)差異愈小，物種間進(jìn)化愈接近當(dāng)前第63頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1-4一級(jí)結(jié)構(gòu)改變可引起疾病例如：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·val·glu·····C(146)由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱(chēng)為“分子病”。當(dāng)前第64頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2-1Hb亞基與Mb空間結(jié)構(gòu)相似，都具有運(yùn)輸氧氣的功能MbHbαHbβHbA當(dāng)前第65頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-2Hb亞基構(gòu)象變化可影響亞基與氧結(jié)合Hb與O2結(jié)合后稱(chēng)為氧合Hb。氧合Hb占總Hb的百分?jǐn)?shù)（稱(chēng)百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。O2saturationpO2(mmHg)P50P50Hb和Mb的氧結(jié)合/解離曲線(xiàn)S型矩型當(dāng)前第66頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)變構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)又稱(chēng)別構(gòu)效應(yīng)。是指寡聚體蛋白質(zhì)與其配體結(jié)合后，引起該蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象變化，而導(dǎo)致其活性改變的現(xiàn)象。當(dāng)前第67頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)*協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)寡聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中其他亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱(chēng)之。如果是促進(jìn)作用則稱(chēng)為正協(xié)同效應(yīng)

(positivecooperativity)如果是抑制作用則稱(chēng)為負(fù)協(xié)同效應(yīng)

(negativecooperativity)當(dāng)前第68頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)Deoxy-HbOxy-Hb當(dāng)前第69頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)O2血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑變小，就能進(jìn)入卟啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的變動(dòng)。當(dāng)前第70頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2-3蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病

若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤，盡管其一級(jí)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(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生。這類(lèi)疾病如：人紋狀體脊髓變性病、腦退行性疾病、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。有些蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。當(dāng)前第71頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病當(dāng)前第72頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)第4節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)Section4ThePhysical&ChemicalCharactersofProtein當(dāng)前第73頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1.蛋白質(zhì)的兩性解離蛋白質(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條件下可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。

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(chēng)為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)

。當(dāng)前第74頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2.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)至數(shù)百萬(wàn)kD，其分子的直徑可達(dá)1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。

穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體的因素：顆粒表面電荷、水化膜。當(dāng)前第75頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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)的聚沉當(dāng)前第76頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)3.蛋白質(zhì)的變性、凝固和沉淀蛋白質(zhì)的變性(denaturation)是在某些物理和化學(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。

變性蛋白質(zhì)的特征：（二硫鍵、非共價(jià)鍵破壞，溶解度降低，

黏度增加，不易結(jié)晶，易沉淀，易被蛋白酶水解，生物學(xué)活性喪失）當(dāng)前第77頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)造成變性的因素如加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

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)。當(dāng)前第78頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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。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。

當(dāng)前第79頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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(chēng)為復(fù)性(renaturation)

。天然狀態(tài)，有催化活性非折疊狀態(tài)，無(wú)活性尿素、β-巰基乙醇去除尿素、β-巰基乙醇當(dāng)前第80頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11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，肽鏈融合相互纏繞繼而聚集，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。

當(dāng)前第81頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)4.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。當(dāng)前第82頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)5.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(chēng)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。當(dāng)前第83頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)△當(dāng)前第84頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)Peptidesandproteins(long-chainpolypeptides)reactwithCu2+inalkalinitytocreateablueviolet/redcolor.Thepeptidemusthaveatleast2peptidebonds.So,aminoacids…當(dāng)前第85頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)第5節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)分析Section5Separation,Purification&AnalysisofProtein（自學(xué)）當(dāng)前第86頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)1.透析及超濾*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。當(dāng)前第87頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)2.丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀

*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。當(dāng)前第88頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)*免疫沉淀法：將某一純化蛋白質(zhì)免疫動(dòng)物可獲得抗該蛋白的特異抗體。利用特異抗體識(shí)別相應(yīng)的抗原蛋白，并形成抗原抗體復(fù)合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶液中分離獲得抗原蛋白。當(dāng)前第89頁(yè)\共有100頁(yè)\編于星期六\11點(diǎn)3.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