蛋白質(zhì)化學(xué)（生物化學(xué)課件）

第一章蛋白質(zhì)化學(xué)一.蛋白質(zhì)的重要性1.是生物體的主要組成成分2.是生命功能的主要體現(xiàn)者蛋白質(zhì)占干重人體45%細(xì)菌50%~80%真菌14%~52%酵母菌14%~50%白地菌50%2.是生命功能的主要體現(xiàn)者（1）酶的催化作用（2）調(diào)節(jié)作用（多肽類激素）（3）運(yùn)輸功能（4）運(yùn)動功能（5）免疫保護(hù)作用（干擾素、抗體）（6）接受、傳遞信息的受體（7）血液凝固等如果通過加熱等方法使蛋白質(zhì)普遍變性→機(jī)體的各項生命活動沒法進(jìn)行→死亡加熱等方法殺菌消毒二.蛋白質(zhì)的元素組成（1）主要元素：C、H、O、N（2）不同蛋白質(zhì)的含N量十分接近：16%凱氏定氮法：樣品中蛋白質(zhì)的含量=樣品含氮量×6.25（6.25是16%的倒數(shù)）凱氏定氮法：食品中的N濃H2SO4(NH4)2SO4+OH-NH3↑

+HClNH4ClNH3↑

滴定xmolxmolxmolxmol測得的是樣品中的總N附：①生物組織中，含氮物質(zhì)蛋白質(zhì)核酸血紅素等√蛋白質(zhì)含量：接近干物質(zhì)的50％核酸含量：很少血紅素含量：除血液外，其余組織含量很少（1）因食品中天然地含有非蛋白質(zhì)N，因此通過凱氏定氮法測得的蛋白質(zhì)含量系統(tǒng)偏高，但這種誤差可以接受。食品中的含氮量蛋白質(zhì)的含氮量其它物質(zhì)的含氮量√（2）食品中加入任何含N的非蛋白質(zhì)的物質(zhì)，都會使測得的蛋白質(zhì)含量人為偏高。（3）三聚氰胺（C3H6N6）的N含量達(dá)到66％，被稱為“蛋白精”。第一節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸又稱“編碼氨基酸”20種基本氨基酸表1-1、1-2、1-3、1-4：三字母縮寫甲硫氨酸（Met）：又稱“蛋氨酸”αCH3-S-CH2-CH2-CH-COOHNH220種基本氨基酸——“編碼氨基酸”一.氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類COOHCHRH2NL-α-氨基酸α天然氨基酸絕大多數(shù)為L-型氨基酸20種氨基酸的共同結(jié)構(gòu)側(cè)鏈基團(tuán)也就是與羧基相鄰的α-碳原子上都有一個氨基。（1）結(jié)構(gòu)通式：（2）氨基酸在電中性時可寫成兩種形式：COOHCHRH2NαCOO-CHR+H3Nα分子形式兩性離子形式（3）兩性離子：當(dāng)某個分子同時帶有正、負(fù)兩種電荷，但所帶凈電荷為零，這時分子處于兩性離子狀態(tài)。兩性離子形式分子形式≡

COO-CHR+H3NαCOOHCHRH2Nαp10頂（2）氨基酸在電中性時可寫成兩種形式：COOHCHRH2NαCOO-CHR+H3Nα分子形式兩性離子形式≡

如：天冬基酸在電中性時可寫成兩種形式：COOHCHCH2H2NCOOHα兩性離子形式≡

COO-CHCH2+H3NCOOHα分子形式（4）天冬基酸在非電中性時也可寫成兩種形式：COOHCHCH2H2NCOO-α陰離子形式≡

COO-CHCH2+H3NCOO-α陰離子形式1.按側(cè)鏈R基團(tuán)結(jié)構(gòu)的不同分類20種基本氨基酸可分為7類：①脂肪族氨基酸、②芳香族氨基酸、③含硫氨基酸、④含醇基氨基酸、⑤堿性氨基酸、⑥酸性氨基酸、⑦含酰胺基氨基酸2.按側(cè)鏈R基團(tuán)的極性不同分類COO-CHR+H3NαCOO-CHRNH3+α表1-1、1-2、1-3、1-4的結(jié)構(gòu)式形式示例：表1-1的結(jié)構(gòu)式COO-CH

NH3+αR20種氨基酸的R基團(tuán)不同COO-CH

NH3+αCOO-CH

NH3+αCH3丙氨酸纈氨酸CH3-CHCH3示例：表1-1的結(jié)構(gòu)式COO-CH

NH3+αR20種氨基酸的R基團(tuán)不同COO-CH

NH3+αCOO-CH

NH3+α亮氨酸CH3-CH-CH2CH3異亮氨酸CH3-CH-CH2CH32.按側(cè)鏈R基團(tuán)的極性不同分類非極性疏水氨基酸極性氨基酸中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸天冬氨酸、谷氨酸賴氨酸、精氨酸、組氨酸（1）（2）（3）（4）2.按側(cè)鏈R基團(tuán)的極性不同分類非極性疏水氨基酸極性氨基酸中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸天冬氨酸、谷氨酸賴氨酸、精氨酸、組氨酸表1-1表1-2表1-3表1-4酸性氨基酸、堿性氨基酸分別包括哪些？酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸（Asp,D）谷氨酸（Glu,E）天冬酰胺（Asn,N）谷氨酰胺（Gln,Q）R基團(tuán)含-COOH堿性氨基酸賴氨酸（Lys,K）精氨酸（Arg,R）組氨酸（His,H）雜環(huán)氨基酸R基團(tuán)含-NH2、-NH-等2.按側(cè)鏈R基團(tuán)的極性不同分類非極性疏水氨基酸極性氨基酸中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸天冬氨酸、谷氨酸賴氨酸、精氨酸、組氨酸（1）（2）（3）（4）非極性基團(tuán)：烴基（烷基、烯烴基、芳香烴基等）極性基團(tuán)：醇、醛、酮、羧酸等基團(tuán)甘氨酸（Gly,G）丙氨酸（Ala,A）纈氨酸（Val,V）亮氨酸（Lue,L）異亮氨酸（Ile,I）中性脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸絲氨酸（Ser,S）蘇氨酸（Thr,T）半胱氨酸（Cys,C）甲硫氨酸（Met,M）又稱：蛋氨酸芳香族氨基酸苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Trg,W）巰基半胱氨酸：－SHHS-CH2COOHCHNH2α半胱氨酸S-CH2COOHCHNH2αS-CH2COOHCHNH2α胱氨酸：二硫鍵巰基半胱氨酸：－SH帶芳香環(huán)的氨基酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸每種氨基酸的三字符號3.從營養(yǎng)角度分（1）必需氨基酸：人體不能合成，必須從食物中攝取以滿足機(jī)體營養(yǎng)需要的氨基酸。（2）非必需氨基酸：①共8種，分別是：異亮、蛋、纈、亮、色、苯丙、蘇、賴氨酸②兒童：組氨酸、精氨酸合成不夠→10種蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值：必需氨基酸的種類齊、數(shù)量充足、比例合適，則蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值高。附：蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用大米：富含色氨酸，少賴氨酸大豆：少色氨酸，富含賴氨酸①共8種，分別是：異亮、蛋、纈、亮、色、苯丙、蘇、賴氨酸②兒童：組氨酸、精氨酸合成不夠→10種其它氨基酸再多，也不能合成急需的某蛋白質(zhì)身體急需合成某種蛋白質(zhì)，但缺乏賴氨酸（Lys）→？+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile--Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-LysLysLysLysLysLysLysLys補(bǔ)充了Lys，該急需的蛋白質(zhì)繼續(xù)往前合成。身體急需合成某種蛋白質(zhì)，但缺乏賴氨酸（Lys）→？+H3N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile--Arg-Phe-Phe-Lys-Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-LysLysLysLysLysLysLysLys動植物蛋白質(zhì)混合食用，蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用更為明顯＋10％牛肉干小麥小米大豆可使蛋白質(zhì)的價值超過單獨(dú)食用牛奶或肉類?？梢允荓-α-氨基酸的衍生物，也有一些是β-氨基酸、γ-氨基酸、δ–氨基酸。H2N-CH2-CH2-CH2-COOHγ-氨基丁酸

4.非蛋白質(zhì)氨基酸不參與蛋白質(zhì)的組成。為氨基酸的代謝產(chǎn)物或參與代謝。αβγ

二.氨基酸的理化性質(zhì)1.兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)氨基酸既具有酸性（可解離出H+），又具有堿性（可接受H+）氨基酸可寫成兩種形式：αCOOHCHRH2NCOO-CHR+H3Nα對任何一種氨基酸：氨基酸的兩性離子H+OH-pH=pI陰離子陽離子pH<pIpH>pIH+OH-αCOO-CHNH3+RαCOOHCHNH2RαCOOHCHNH3+RαCOO-CHNH2R（3）等電點(diǎn)（pI）當(dāng)調(diào)節(jié)氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的-NH3+基和-COO-基的解離程度完全相等時，氨基酸所帶凈電荷為零，此時氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)，用pI表示。使氨基酸處于兩性離子狀態(tài)時，其溶液的pH值即為該氨基酸的等電點(diǎn)（pI）。p10等電點(diǎn)6.005.965.986.026.305.465.895.74表1-1等電點(diǎn)5.975.686.165.075.665.415.65表1-2表1-3等電點(diǎn)2.773.22表1-4等電點(diǎn)9.7410.767.59（4）氨基酸的等電點(diǎn)：（1）中性氨基酸：pI≈6.0（2）酸性氨基酸：pI≈3.0（3）堿性氨基酸：pI＞

7.0

每種氨基酸都有它特定的等電點(diǎn)。等電點(diǎn)時氨基酸的溶解度最小，最容易沉淀析出。表1-1表1-2表1-3表1-4（4）氨基酸的等電點(diǎn)：（1）中性氨基酸：pI≈6.0（2）酸性氨基酸：pI≈3.0（3）堿性氨基酸：pI＞

7.0

表1-1表1-2表1-3表1-4在pH7.0的溶液中，谷氨酸帶電荷。pI＜pH即pH＞pI，帶負(fù)電荷負(fù)在pH7.0的溶液中，谷氨酸帶電荷。負(fù)pI＜pH在pH7.0的溶液中，谷氨酸帶電荷。負(fù)即pH＞pI，帶負(fù)電荷pI＜pH在pH7.0的溶液中，谷氨酸帶電荷。負(fù)對任何一種氨基酸：氨基酸的兩性離子H+OH-pH=pI陽離子陰離子pH<pIpH>pIOH-H+αCOO-CHNH3+RαCOOHCHNH2RαCOOHCHNH3+RαCOO-CHNH2Rp21復(fù)習(xí)題二.5對任何一種氨基酸：氨基酸的兩性離子H+OH-pH=pI陽離子陰離子pH<pIpH>pIOH-H+αCOO-CHNH3+RαCOOHCHNH2RαCOOHCHNH3+RαCOO-CHNH2Rp10頂2.紫外吸收性質(zhì)色氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸在280nm有吸收峰。同一種蛋白質(zhì)吸收280nm的光越多，該蛋白質(zhì)的濃度越高。蛋白質(zhì)一般含有上述氨基酸，故在280nm有吸收峰。3.化學(xué)性質(zhì)（1）茚三酮反應(yīng)α-氨基酸與水合茚三酮一起在水溶液中加熱，可生成藍(lán)紫色物質(zhì)?！鶕?jù)顏色深淺定量測定氨基酸的含量氨基酸層析→噴茚三酮溶液→80oC烤箱烤干→藍(lán)紫色印跡+H2OCCC=OOOOHOHCCCOO茚三酮水合茚三酮還原茚三酮HOHCCCOO+RCHO+CO2+NH3水合茚三酮OHOHCCCOOCOOHCHNH2R+HOHCCCOO+2NH3+CCCO=OO還原茚三酮茚三酮+2H2OCCCOOONH4CCCO-N=藍(lán)紫色化合物（2）桑格反應(yīng)氨基末端氨基酸（2）桑格反應(yīng)鑒定黃色的DNP-氨基酸，即知多肽鏈的氨基末端氨基酸氨基末端氨基酸第二節(jié)肽一.肽和肽鍵肽鍵：蛋白質(zhì)分子中氨基酸之間的連接方式。1.氨基酸的連接方式——肽鍵αC-OHCHRH2NOCOOHCHRNH2ααC-OHCHR1H2NOαC-OHCHR2H2NO1分子氨基酸的α-羧基與另一分子氨基酸的α-氨基，脫去一分子水縮合而成的化學(xué)鍵，稱為肽鍵（酰胺鍵）。αC-OHCHR1H2NOαC-OHCHR2H-NOHαC-OHCHR1H2NOαC-OHCHR2H2NO1.氨基酸的連接方式——肽鍵αC-OHCHR1H2NOαC-OHCHR2H-NOHαC-CHR1H2NOαC-OHCHR2NOH1分子氨基酸的α-羧基與另一分子氨基酸的α-氨基，脫去一分子水縮合而成的化學(xué)鍵，稱為肽鍵（酰胺鍵）。肽鍵+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵（1）肽鍵又稱酰胺鍵（2）兩個氨基酸縮合形成的物質(zhì)，稱為二肽。（3）多肽含1個自由氨基、1個自由羧基。（4）多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)，多肽也稱多肽鏈。多肽鏈：αC-CHR1H2NOαNHC-CHR2OαNHC-CHR3OαNHC-CHR4OαNHC-OHCHR5OH2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOHR1R2R3R4R5ααααα（4）多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)，多肽也稱多肽鏈。多肽鏈：H2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOHR1R2R3R4R5ααααα（3）多肽含1個自由氨基、1個自由羧基。N端（氨基末端）C端（羧基末端）書寫：N→C2.多肽鏈的主鏈與側(cè)鏈H2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOHR1R2R3R4Rnααααα（1）多肽鏈的主鏈：α碳原子與肽鍵連成的直鏈。（2）多肽鏈的側(cè)鏈：各個氨基酸殘基的側(cè)鏈。即：R1、R2、R3、R4、…、Rn多肽鏈中的氨基酸稱為氨基酸殘基圖1-2牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)H2N-苯-纈-天-谷-組-亮-半-甘-絲-組-亮-纈-谷-丙-亮-酪-亮-纈-半-甘-谷-精-甘-苯-苯-酪-蘇-脯-賴-丙-COOHH2N-甘-異-纈-谷-谷-半-半-蘇-絲-異-半-絲-亮-酪-谷-亮-谷-天-酪-半-天-COOH123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718192021222324252627282930A鏈B鏈主要化學(xué)鍵：肽鍵二.天然存在的重要活性肽天然存在的游離肽：可具有特殊的生理作用。如：谷胱甘肽、腦啡肽、催產(chǎn)素等α-肽鍵γ-肽鍵α-肽鍵γ-肽鍵谷胱甘肽（GSH）：COOHCHH2NCH2-CH2-C-OHOαβγ谷氨酸COOHCHH2NCH2CH2SHCOOHCH2H2N半胱氨酸甘氨酸ααCOOHCHH2NCH2-CH2-C-Oαβγ谷氨酸CO-CHHNCH2CH2SH半胱氨酸αCOOHCH2HN甘氨酸αα-肽鍵谷胱甘肽（GSH）：γ-肽鍵COOHCHH2NCH2-CH2-C-Oαβγ谷氨酸CO-CHHNCH2CH2SH半胱氨酸αCOOHCH2HN甘氨酸α一般肽鍵都是α-肽鍵性質(zhì)很活潑谷胱甘肽（Glutathione）COOHCHH2NCH2-CH2-C-Oαβγ谷氨酸CO-CHHNCH2CH2SH半胱氨酸αCOOHCH2HN甘氨酸α簡寫為GSH2GSHCOOHCHH2NCH2-CH2-C-OCO-CHHNCH2CH2SHCOOHCH2HNCOOHCHH2NCH2-CH2-C-OCO-CHHNCH2CH2SHCOOHCH2HNGSSG+2H-2HGSHGSHCOOHCHH2NCH2-CH2-C-OCO-CHHNCH2CH2SCOOHCH2HN2GSHCOOHCHH2NCH2-CH2-C-OCO-CHHNCH2CH2SCOOHCH2HNGSSG+2H-2HGSHGSHGSGS二硫鍵SS2H2O+2GSHGSSG+2H-2H谷胱甘肽（GSH）是體內(nèi)重要的抗氧化劑，可保護(hù)蛋白質(zhì)的巰基免遭氧化。H2O2+2GSH2H2O+GSSGH2O2+SHSH蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)第三節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)－－基本結(jié)構(gòu)（初級結(jié)構(gòu)）二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)（高級結(jié)構(gòu)，構(gòu)象）一.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（1）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。包括：蛋白質(zhì)的氨基酸組成、排列順序、二硫鍵的位置、肽鏈數(shù)目、末端氨基酸的種類等圖4-1牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)H2N-苯-纈-天-谷-組-亮-半-甘-絲-組-亮-纈-谷-丙-亮-酪-亮-纈-半-甘-谷-精-甘-苯-苯-酪-蘇-脯-賴-丙-COOHH2N-甘-異-纈-谷-谷-半-半-蘇-絲-異-半-絲-亮-酪-谷-亮-谷-天-酪-半-天-COOH123456789101112131415161718192021123456789101112131415161718192021222324252627282930A鏈B鏈S－SSSSS維持一級結(jié)構(gòu)的作用力：肽鍵二硫鍵的位置屬于一級結(jié)構(gòu)研究范疇。肽鍵平面（酰胺平面）：肽鍵具有雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵的6個原子位于同一剛性平面——酰胺平面肽鍵C-N之間，具有部分雙鍵的性質(zhì)，因而C-N間不能旋轉(zhuǎn)CHC-R1H2NOαNHCHC-R2Oα①單鍵可以旋轉(zhuǎn)。如CH3-CH3②雙鍵不能旋轉(zhuǎn)。如CH2=CH2③肽鍵具有雙鍵性質(zhì)：CHC-R1H2NOαNHCHC-R2Oα肽鍵具有雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵的6個原子位于同一剛性平面——酰胺平面CHC-R1H2NOαNHCHC-R2OαCHC-R1H2NOαNHCHC-R2Oα肽鍵具有雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵的6個原子位于同一剛性平面——酰胺平面CHC-R1H2NOαNHCHC-R2OαCHC-R1H2NOαNHCHC-R2Oα肽鍵具有雙鍵性質(zhì)，參與肽鍵的6個原子位于同一剛性平面——酰胺平面酰胺平面之間可以自由旋轉(zhuǎn)。CHC-R1H2NOαNHCHC-R2Oα酰胺平面之間可以自由旋轉(zhuǎn)。αC-CHR1H2NOαNHC-CHR2OαNHC-CHR3OαNHC-CHR4OαNHC-OHCHR5O多肽鏈的主鏈：αC-CHR1H2NOαNHC-CHR2OαNHC-CHR3OαNHC-CHR4OαNHC-OHCHR5Oα碳原子與肽鍵連成的直鏈H2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOHR1R2R3R4Rnααααα肽鍵平面（酰胺平面）連成的直鏈二.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（1）定義：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈局部的折疊和盤繞方式。注：是主鏈的折疊、盤繞方式，基本上不涉及側(cè)鏈。（2）種類：α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲肽鍵平面所形成的長鏈1.α-螺旋（1）多肽鏈的主鏈或者說酰胺平面圍繞某一中心軸作有規(guī)律的螺旋式上升。圖1-3α-螺旋的結(jié)構(gòu)（1）多肽鏈的主鏈或者說酰胺平面圍繞某一中心軸作有規(guī)律的螺旋式上升。①相鄰酰胺平面之間的夾角為100o→每隔3.6個氨基酸殘基，螺旋上升1圈。②氨基酸殘基的側(cè)鏈伸向螺旋的外側(cè)。R基團(tuán)（紫色）位于螺旋的外側(cè)（2）維持α-螺旋穩(wěn)定的力：氫鍵（第1個酰胺平面的N-H與第4個酰胺平面的O=C之間形成氫鍵）共形成（n-3）個氫鍵左手螺旋螺旋前進(jìn)方向一致；拇指指向與右手螺旋螺旋纏繞方向與四指走向一致。（3）天然蛋白質(zhì)的螺旋多為右手螺旋（4）典型蛋白：α-角蛋白永久燙發(fā)頭發(fā)分區(qū)，分股涂液（還原劑）、卷發(fā)→戴塑料帽沖去燙發(fā)液（還原劑）→涂中和劑（氧化劑）→拆杠沖洗。2.β-折疊（1）多肽鏈中的酰胺平面呈W折紙狀折疊。（2）維持β-折疊穩(wěn)定的鍵：氫鍵兩條（段）肽鏈間的N-H…O=C間形成氫鍵一般多個β-折疊平行排列（3）順向平行排列、反向平行排列圖1-4、1-5β-折疊結(jié)構(gòu)示意圖順向平行排列：N端C端N端C端N端C端反向平行排列：圖1-5N端C端N端C端N端C端R基團(tuán)位于平面的上下方（4）典型蛋白：絲心蛋白燙直發(fā)：α-螺旋→β-折疊由于α-角蛋白的R基團(tuán)較大，互相排斥，使結(jié)構(gòu)傾向于重新卷曲成α-螺旋3.β-轉(zhuǎn)角（1）多肽鏈出現(xiàn)180o轉(zhuǎn)角的部位。（2）通常由4個氨基酸殘基（三個酰胺平面）組成。4.無規(guī)則卷曲沒有確定規(guī)律性的局部肽鏈結(jié)構(gòu)?？偨Y(jié)：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)中，最常見的兩種是α-螺旋和β-折疊。柔軟可塑，往往出現(xiàn)在酶的活性中心蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：指蛋白質(zhì)多肽鏈局部的折疊和盤繞方式。二.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)1.定義：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈局部的折疊和盤繞方式。注：是主鏈的折疊、盤繞方式，基本上不涉及側(cè)鏈。2.種類：α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲肽鍵平面所形成的長鏈三.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)1.定義：一條多肽鏈或以二硫鍵連接的多條多肽鏈中，包括主、側(cè)鏈在內(nèi)的所有原子在三維空間的整體排布。①各個二級結(jié)構(gòu)的空間位置②主鏈與各側(cè)鏈基團(tuán)之間的相對空間位置關(guān)系。肌紅蛋白：圖4-58段α-螺旋＋無規(guī)則卷曲形成球形框架球狀蛋白：長軸/短軸＜10:1肌紅蛋白：圖4-5為球狀分子白色條帶代表主鏈血紅素分子肌紅蛋白：為球狀分子藍(lán)色小球代表疏水性側(cè)鏈基團(tuán)肌紅蛋白：為球狀分子白色球為親水性側(cè)鏈基團(tuán)主、側(cè)鏈在內(nèi)的所有原子在三維空間的排布→蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)肌紅蛋白：親水性側(cè)鏈基團(tuán)排在分子外面，而疏水性側(cè)鏈基團(tuán)排在球形分子里面→球形蛋白質(zhì)分子溶于水。2.形成和維持三級結(jié)構(gòu)的力共價鍵：二硫鍵（鏈內(nèi)、鏈間）次級鍵（非共價鍵）疏水鍵（疏水作用力）離子鍵（鹽鍵）氫鍵范德華力3.疏水作用力（1）定義：蛋白質(zhì)分子中的疏水基團(tuán)（非極性基團(tuán)）具有一種避開水、互相集合而藏于蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的自然趨勢，由此而產(chǎn)生的結(jié)合力稱為疏水作用力，也稱為疏水鍵。磷脂脂質(zhì)體形成和維持“脂質(zhì)體”結(jié)構(gòu)的主要作用力：疏水作用力脂質(zhì)體2.形成和維持三級結(jié)構(gòu)的力共價鍵：二硫鍵（鏈內(nèi)、鏈間）次級鍵（非共價鍵）疏水鍵（疏水作用力）離子鍵（鹽鍵）氫鍵范德華力一級結(jié)構(gòu)包括：二硫鍵的位置二硫鍵是維持蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的作用力。維持蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的作用力：肽鍵二硫鍵越多，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，越不易變性。肌紅蛋白：親水性側(cè)鏈基團(tuán)排在分子外面，而疏水性側(cè)鏈基團(tuán)排在球形分子里面→球形蛋白質(zhì)分子溶于水。與膜相關(guān)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：跨膜蛋白跨膜蛋白錨定蛋白錨定蛋白外周蛋白外周蛋白血紅素：平面分子(三)O2與肌紅蛋白的結(jié)合

平面卟啉環(huán)+Fe2+血紅素：平面分子血紅素分子四.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：1.定義：（1）亞基：具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中每個具有獨(dú)立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。（2）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：各亞基之間的相對空間位置。血紅蛋白的結(jié)構(gòu)：圖4-6亞基：具有獨(dú)立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈四級結(jié)構(gòu)：各亞基之間的相對空間位置。ααββ2.維持蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力：次級鍵（主要為疏水作用力）不是所有蛋白質(zhì)都有四級結(jié)構(gòu)：（2）以二硫鍵連接的2條或多條多肽鏈，沒有四級結(jié)構(gòu)；各條多肽鏈也不能稱為亞基。如：胰島素（1）由一條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)，如肌紅蛋白三.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)1.定義：一條多肽鏈或以二硫鍵連接的多條多肽鏈中，包括主、側(cè)鏈在內(nèi)的所有原子在三維空間的整體排布。①各個二級結(jié)構(gòu)的空間位置②主鏈與各側(cè)鏈基團(tuán)之間的相對空間位置關(guān)系。如：胰島素四.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：1.定義：（1）亞基：具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中每個具有獨(dú)立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。（2）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：各亞基之間的相對空間位置。第四節(jié)蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)1.維持蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的因素：2.蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）3.使蛋白質(zhì)沉淀的方法4.蛋白質(zhì)的變性及其應(yīng)用羧基末端的α-COOH氨基末端的α-NH2一.蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)1.蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)?？呻婋x的基團(tuán)：H2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOHR1R2R3R4Rnααααα①酸性氨基酸的-COOH②堿性氨基酸的-NH2③極性氨基酸的-OH等1.蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)?？呻婋x的基團(tuán)：H2N-甘-谷-丙-賴-天冬-絲-精-…-谷-半-COOH…-COOH…-NH2…-COOH…-NH2…-COOH…-OH…-SH1.蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。可電離的基團(tuán)：+H3N-甘-谷-丙-賴-天冬-絲-精-…-谷-半-COO-…-COO-…-COO-…-COO-…-NH3+…-NH3+在一定的pH條件下，這些基團(tuán)的解離可使蛋白質(zhì)同時帶正電荷和負(fù)電荷。多個多個…-O-…-SHH2N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOHR1R2R3R4Rnααααα一.蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)及等電點(diǎn)1.蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。可電離的基團(tuán)：在一定的pH條件下，這些基團(tuán)的解離可使蛋白質(zhì)同時帶正電荷和負(fù)電荷。多個多個2.蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）：在某一pH條件下，蛋白質(zhì)所帶正、負(fù)電荷相等，即凈電荷為零，此時溶液的pH值稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）。pH=pI代表所有正電荷代表所有負(fù)電荷蛋白質(zhì)的兩性離子形式PrNH3+COO-在某一pH條件下，蛋白質(zhì)所帶正、負(fù)電荷相等，即凈電荷為零，此時溶液的pH值稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）。PrNH3+COOHPrNH3+COO-PrNH2COO-H+OH-OH-H+蛋白質(zhì)的兩性離子pH=pI陽離子pH<pI陰離子pH>pIPrNH2COOH分子形式2.蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）：（1）每種蛋白質(zhì)都有特定的等電點(diǎn)。2.蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI）：（1）每種蛋白質(zhì)都有特定的等電點(diǎn)。蛋白質(zhì)溶解度最小時，該溶液的pH即為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。（2）蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時溶解度最小，容易以沉淀析出。→制備凝固型酸奶3.電泳（1）電泳：帶電粒子在電場中移動的現(xiàn)象。在pH8.6的電泳緩沖液中，血清蛋白質(zhì)帶，在電場中向極泳動。負(fù)電荷正已知：大部分血清蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在4.0～6.0二.蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)蛋白質(zhì)普遍含有酪氨酸、色氨酸等，且各種蛋白質(zhì)中這兩種氨基酸的含量比較接近。蛋白質(zhì)在280nm處有吸收峰，且吸光值與蛋白質(zhì)的含量成正比。三.蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)1.蛋白質(zhì)溶液為膠體溶液分散系類型真溶液膠體溶液粗分散系分散相粒子直徑大?。?nm1～100nm＞100nm蛋白質(zhì)分子直徑約為1～100nmNa+Cl-真溶液粗分散系沙子膠體溶液蛋白質(zhì)Ф＜1nm，穩(wěn)定存在Ф＞100nm

，不能穩(wěn)定存在1nm＜Ф＜100nm

穩(wěn)定存在聚集四.蛋白質(zhì)的沉淀（一）維持蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的因素：水化膜同種電荷外面的親水基團(tuán)結(jié)合一層水，形成水化膜同種蛋白質(zhì)表面帶有相同電荷（一）維持蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的因素：水化膜同種電荷-H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O-（一）維持蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的因素：水化膜同種電荷H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2O------破壞水化膜中和電荷（二）使蛋白質(zhì)沉淀的方法：破壞水化膜中和電荷（二）使蛋白質(zhì)沉淀的方法：聚集體的直徑＞100nm即為不穩(wěn)定的粗分散系++++++++--------++++++++--------蛋白質(zhì)膠體顆粒的沉淀

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)酸酸堿堿脫水脫水脫水不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒（沉淀）帶正電荷的蛋白質(zhì)（疏水膠體）帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)（疏水膠體）堿酸---------------帶負(fù)電荷的Pr溶液H+等電點(diǎn)的Pr溶解度下降H++++++++++++++++帶正電荷的Pr溶液OH-OH-+++++帶正電荷的Pr溶液++++++++++Pr沉淀-----帶負(fù)電荷的Pr溶液----------脫水脫水脫水OH-H+蛋白質(zhì)膠體顆粒的沉淀

（二）使蛋白質(zhì)沉淀的方法：1.調(diào)節(jié)溶液pH至該蛋白質(zhì)等電點(diǎn)中和電荷不完全沉淀等電點(diǎn)的Pr溶解度下降2.鹽析與鹽溶脫去水化膜；中和電荷（1）鹽析：高濃度中性鹽，如硫酸胺Pr沉淀2.鹽析與鹽溶（2）鹽溶：低濃度鹽使蛋白質(zhì)溶解度增大。（1）鹽析：高濃度中性鹽使蛋白質(zhì)溶解度下降；鹽析不會一般使蛋白質(zhì)變性脫去水化膜；中和電荷3.有機(jī)溶劑沉淀等電點(diǎn)附近+有機(jī)溶劑（如乙醇）中和電荷脫去水化膜等電點(diǎn)的Pr溶解度下降Pr沉淀脫水低溫短時作用，蛋白質(zhì)可能沒變性。4.重金屬離子沉淀蛋白質(zhì)PCOO-NH3+蛋白質(zhì)的兩性離子pH=pIPCOO-NH2陰離子pH>pIOH-PCOO-NH2Pb2+Pb2+不溶于水的鹽類5.生物堿試劑沉淀蛋白質(zhì)PCOO-NH3+蛋白質(zhì)的兩性離子pH=pI不溶于水的鹽類H+PCOOHNH3+A-A-陽離子pH<pIPCOOHNH3+6.加熱沉淀等電點(diǎn)附近變性脫去水化膜中和電荷如：打雞蛋湯雞蛋蛋白質(zhì)變性→凝固→沉淀或漂浮不溶于水的固體即沉淀：離心就可使其沉淀而分離五.蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性1.定義：蛋白質(zhì)在某些物理因素或化學(xué)因素的作用下，天然構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致理化性質(zhì)改變，原有生物學(xué)活性喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。變性2.變性蛋白質(zhì)的特性：（1）生物學(xué)活性喪失（2）溶解性顯著降低（3）溶液粘度增加（4）易被酶水解變性疏水基團(tuán)暴露在外面，破壞水化膜分子不對稱性增加空間結(jié)構(gòu)改變大量肽鍵暴露在外面空間結(jié)構(gòu)是生物活性的基礎(chǔ)√空間結(jié)構(gòu)是生物活性的基礎(chǔ)一級結(jié)構(gòu)相同的蛋白質(zhì)正常蛋白質(zhì)形成3個α-螺旋形成3段β-折疊朊病毒空間結(jié)構(gòu)是生物活性的基礎(chǔ)正常蛋白質(zhì)3個α-螺旋3段β-折疊朊病毒朊病毒傳染：3.使蛋白質(zhì)變性的因素：（1）化學(xué)因素：

①強(qiáng)酸、強(qiáng)堿②有機(jī)溶劑：濃乙醇、丙酮③去污劑：洗衣粉等④還原性試劑：破壞二硫鍵⑤重金屬鹽、有機(jī)酸等（2）物理因素：加熱、劇烈振蕩或攪拌、紫外線或X射線照射、超聲波4.變性多為不可逆反應(yīng)變性程度較重時一般不可能復(fù)性五.蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性1.定義：蛋白質(zhì)在某些物理因素或化學(xué)因素的作用下，維系其空間結(jié)構(gòu)的次級鍵斷裂，天然構(gòu)象被破壞，從而引起理化性質(zhì)改變，生物學(xué)活性喪失，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。變性復(fù)性變性程度很輕時有可能復(fù)性4.變性多為不可逆反應(yīng)但：變性劑短時作用，即去除變性劑，可有變性復(fù)性如：有機(jī)溶劑（如乙醇）低溫短時作用：（1）蛋白質(zhì)可能沒變性；（2）輕微變性的蛋白質(zhì)可復(fù)性。5.變性的應(yīng)用：（1）消毒①加熱：煮沸、高壓蒸汽②75％乙醇③紫外線照射：無菌實(shí)驗臺、衣服④醋酸→外科手術(shù)家庭常備：碘伏或聚維酮碘稀釋碘伏（1:3或1:10）用冷開水稀釋特別注意：只在非常必要時沖洗，否則會造成菌群失調(diào)。自然養(yǎng)生：平時注意個人衛(wèi)生（2）食品加工①熱加工②堿（pH≥10）：松花皮蛋③酸（pH≤4）：酸奶、奶酪④酒精：醉蝦、平湖糟蛋⑤攪拌：蛋清起泡（制作糕點(diǎn)等用新鮮蛋）（3）防止蛋白質(zhì)變性①藥品制劑②酶等蛋白制品的制備、運(yùn)輸、保存

(低溫保存，同時防止反復(fù)凍融)③焊接：用玻璃擋住紫外線（1）凝固是蛋白質(zhì)變性后進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。6.蛋白質(zhì)的凝固（形成凝膠）（3）如：煮熟的雞蛋、豆腐、炒熟的肉（2）凝固的蛋白質(zhì)不再溶解。（含Cys的）蛋白質(zhì)之間形成結(jié)實(shí)的二硫鍵，形成不可逆轉(zhuǎn)的凝集物，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的凝固。（4）防止凝固：洗粘有蛋