蛋白質(zhì)的性質(zhì)5

生物化學(xué)教學(xué)課件蛋白質(zhì)第一章新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院Protien第一節(jié)蛋白質(zhì)通論第二節(jié)氨基酸的分類特點(diǎn)及理化性質(zhì)第三節(jié)蛋白質(zhì)的分類及化學(xué)結(jié)構(gòu)第四節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第六節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化第一章蛋白質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)三、蛋白的變性與復(fù)性四、蛋白質(zhì)的沉淀五、蛋白質(zhì)的紫外吸收六、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)七、最低分子量法測蛋白質(zhì)分子量一.蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子量很大，在水溶液中形成1-100nm的顆粒，具有膠體溶液的特征。膠體溶液具有布朗運(yùn)動(dòng)、光散射現(xiàn)象、電泳現(xiàn)象、不能透過半透膜以及具有吸附能力等特性。提問：蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定的原因是什么？第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)可溶性蛋白質(zhì)分子表面分布著大量極性基團(tuán)，對(duì)水有很高的親和性，通過水合作用在蛋白質(zhì)顆粒外形成一層水化層。蛋白質(zhì)分子表面的可解離基團(tuán)，在一定的pH條件下，帶有相同的凈電荷，這些電荷與環(huán)境中的反離子形成穩(wěn)定的雙電層。答案：1.蛋白質(zhì)帶有同種電荷的雙電層的相互排斥2.水膜一.蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)------++++++Pr------++++++Pr------++++++Pr相互排斥透析法:在透析袋中加入蛋白質(zhì)溶液進(jìn)行透析，蛋白質(zhì)溶液中的小分子雜質(zhì)被透析出，大分子蛋白質(zhì)留在袋中，這種方法稱為透析（dialysis）。一.蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)——膠體性質(zhì)的應(yīng)用第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)動(dòng)畫一.蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)——

膠體性質(zhì)的應(yīng)用

鹽溶蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)，易聚集沉淀，加入低濃度的鹽，使分子分散。加入高濃度的鹽，鹽離子奪取蛋白質(zhì)表面的水分子，破壞了水化膜，并中和了電荷，蛋白質(zhì)沉淀。鹽析第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)蛋白質(zhì)和氨基酸一樣，是兩性電解質(zhì)。在蛋白質(zhì)分子中，可解離基團(tuán)除了肽鏈末端的α-氨基和α-羧基外，還有肽鏈上R基上的側(cè)鏈基團(tuán)，如ε－NH2、γ－COOH、β-COOH、咪唑基、胍基、－OH等。蛋白質(zhì)分子是一個(gè)多價(jià)離子，所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)目是由蛋白質(zhì)中的可解離基的種類和數(shù)目以及溶液的pH值所決定的。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)pH=pI凈電荷=0

pH<pI凈電荷為正pH>pI凈電荷為負(fù)PrCOOHNH3+

+H++OH-

+H++OH-PrCOO-NH2PrCOO-NH3+三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性

天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影響，使其分子內(nèi)部原有的高級(jí)構(gòu)象發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致其一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，這種現(xiàn)象稱為變性作用（denaturation）。1.變性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)天然的RNA酶分子變性的RNA酶分子三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性1.變性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)2.變性因素及作用機(jī)制物理因素：加熱、紫外線、X-射線、劇烈攪拌等，這些因素能造成空間結(jié)構(gòu)破壞，使蛋白質(zhì)變性?；瘜W(xué)因素:

酸堿變性加酸加堿可破壞蛋白質(zhì)的鹽鍵,導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)有機(jī)溶劑變性有機(jī)溶劑能降低蛋白質(zhì)溶液的介電常數(shù)，蛋白質(zhì)內(nèi)部的疏水基團(tuán)暴露，肽鏈內(nèi)靜電斥力增加，導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)生物堿試劑變性

三氯醋酸、磷鎢酸、水楊酸等在pH＜pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶正電，與有機(jī)酸根離子易結(jié)合形成沉淀，導(dǎo)致變性。2.變性因素及作用機(jī)制三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性

尿素和鹽酸胍變性

8M脲和5M鹽酸胍使寡聚蛋白質(zhì)解離成亞單位，以高度伸展的構(gòu)象存在。它們破壞蛋白質(zhì)的疏水鍵，使疏水基團(tuán)暴露，還能與多肽鏈上主鏈競爭氫鍵，破壞蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)2.變性因素及作用機(jī)制三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)氫鍵(NH)脲(或胍)重金屬鹽變性

在pH＞pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶負(fù)電，更易與重金屬離子（Hg2＋、Pb2+、Cu2+）結(jié)合形成沉淀，導(dǎo)致變性。應(yīng)用：變性滅菌、消毒；變性食品；大豆蛋白加熱加鹽制成豆腐；重金屬鹽中毒急救可給患者吃大量的乳制品或蛋清；抗衰老……第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)2.變性因素及作用機(jī)制三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性3.變性蛋白質(zhì)的特性生物活性喪失或者降低，如：Hb變性不能輸送O2,酶變性失去催化作用。物理性質(zhì)改變，如：溶解度降低，粘度升高，失去結(jié)晶能力，旋光值改變。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性生物化學(xué)性質(zhì)改變：蛋白質(zhì)變性后，分子結(jié)構(gòu)伸展松散，易為蛋白質(zhì)水解酶所分解?；瘜W(xué)性質(zhì)改變：蛋白質(zhì)變性時(shí)，有些原來埋藏在分子內(nèi)部不易與化學(xué)試劑起反應(yīng)的側(cè)鏈活性基團(tuán)，由于結(jié)構(gòu)的伸展松散而暴露，易與化學(xué)試劑反應(yīng)。（如-SH、咪唑基、-OH）。3.變性蛋白質(zhì)的特性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性

1931年，我國生物化學(xué)前輩吳憲提出了“蛋白質(zhì)變性后，其肽鏈由原來緊密有序的構(gòu)象變成了松散無序的構(gòu)象”。這就是變性作用，并且認(rèn)為天然蛋白質(zhì)的緊密構(gòu)造及晶體結(jié)構(gòu)是由分子中的次級(jí)鍵互相聯(lián)系而形成的，所以容易被物理的和化學(xué)因素所破壞，這個(gè)觀點(diǎn)反映了蛋白質(zhì)變性本質(zhì)。3.變性蛋白質(zhì)的特性——

變性理論第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性可逆變性：除去變性因素，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)可以恢復(fù)原狀。

不可逆變性：除去變性因素，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)不能恢復(fù)原狀。3.變性蛋白質(zhì)的特性——

變性的可逆性

第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于劇烈，則是一種可逆過程，變性蛋白質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自發(fā)折疊成原來的構(gòu)象，恢復(fù)原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為復(fù)性(renaturation）。4.復(fù)性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性4.復(fù)性第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性8Mureaand-mercapotoethanolDenativereducedribonucleaseNativeribonucleaseNativeribonucleaseDialysis變性復(fù)性核糖核酸酶變性與復(fù)性作用在一定的環(huán)境條件下，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)能夠決定二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。變性蛋白質(zhì)的二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)雖然遭到破壞，但是一級(jí)結(jié)構(gòu)仍然保持不變，因此除去變性劑后，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下，蛋白質(zhì)能卷曲折疊成為能量最低的構(gòu)象，一般天然蛋白質(zhì)正是具有這種能量最低的構(gòu)象。第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)三.蛋白質(zhì)變性與復(fù)性4.復(fù)性—

變性蛋白質(zhì)為什么能復(fù)性？

四、沉淀作用

加入適當(dāng)?shù)脑噭┦沟鞍踪|(zhì)分子處于等電點(diǎn)狀態(tài)或失去水化層（消除相同電荷，除去水膜），蛋白質(zhì)膠體溶液就不再穩(wěn)定，并產(chǎn)生沉淀。1.調(diào)pI值加酸加堿，調(diào)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，使蛋白質(zhì)分子沉淀，為什么？第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)加入一定量的中性鹽（硫酸胺、氯化鈉等），使蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀作用的現(xiàn)象稱為鹽析，蛋白質(zhì)為什么會(huì)發(fā)生鹽析？3.有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)向蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑（如甲醇、乙醇、丙酮）會(huì)使蛋白質(zhì)沉淀，為什么？2.鹽析法四、沉淀作用第五節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)加入有機(jī)溶劑