《生物化學(xué)蛋白質(zhì)》PPT課件

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1、 第 二 章 蛋 白 質(zhì) 一 、 蛋 白 質(zhì) 的 分 類二 、 蛋 白 質(zhì) 的 組 成 單 位 -氨 基 酸三 、 肽四 、 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu)五 、 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能六 、 蛋 白 質(zhì) 的 性 質(zhì) 與 分 離 分 析 技 術(shù)本 章 內(nèi) 容 蛋 白 質(zhì) 是 有 許 多 -氨 基 酸 按 一 定 序 列 通 過 以 酰胺 鍵 (肽 鍵 )縮 合 而 成 的 ,具 有 穩(wěn) 定 的 構(gòu) 象 并 具 有一 定 生 物 功 能 的 生 物 大 分 子 。 蛋 白 質(zhì) 是 一 切 生 物 細 胞 和 組 織 的 主 要 組 成 部 分 ，是 生 命 活 動 所 依 據(jù) 的 物 質(zhì) 基

2、 礎(chǔ) 。 一 、 蛋 白 質(zhì) 的 分 類 C H O N S（ 50%55%） （ 6%8%） （ 20523%） （ 15%17%） （ 0 3%）Others: P、 Cu、 Fe、 Zn、 Mn、 Co、 Se、 I磷 銅 鐵 鋅 錳 鈷 硒 碘 蛋 白 質(zhì) 氮 元 素 的 含 量 都 相 當(dāng) 接 近 ， 一 般 在15%17 ， 平 均 為 16 。 這 是 凱 氏 定 氮 法 測定 蛋 白 質(zhì) 含 量 的 計 算 基 礎(chǔ) 。 蛋 白 質(zhì) 的 元 素 組 成 ： 6 .25 16 的 倒 數(shù) ， 每 測 定 g 氮相 當(dāng) 于 6 .25g的 蛋 白 質(zhì) 。 也 就 是 1 g 氮所 代

3、 表 的 蛋 白 質(zhì) 量 （ 克 數(shù) ）蛋 白 質(zhì) 含 量 蛋 白 氮 6 .25 1.按 分 子 的 形 狀 或 空 間 構(gòu) 象 分 類 A.纖 維 狀 蛋 白 分 子 很 不 對 稱 ， 形 狀 類 似 纖 維 。 一 般 不 溶 于 水 。 典 型 的 有 ： 膠 原 蛋 白 質(zhì) 、 彈 性 蛋白 質(zhì) 、 角 蛋 白 質(zhì) 、 絲 蛋 白 質(zhì) 等B.球 狀 蛋 白 質(zhì) 分 子 的 形 狀 接 近 球 形 ， 空 間 構(gòu) 象 比纖 維 狀 蛋 白 復(fù) 雜 。 球 狀 蛋 白 質(zhì) 的 溶 解 性 較 好 ， 能 結(jié) 晶 ， 生 物 體 內(nèi) 的蛋 白 質(zhì) 大 多 數(shù) 屬 于 這 一 類 。 典

4、型 的 有 ： 胞 質(zhì) 酶 類 等C. 膜 蛋 白 質(zhì) 一 般 折 疊 成 近 球 形 。 生 物 膜 的 多 數(shù) 功能 是 通 過 膜 蛋 白 實 現(xiàn) 的 。 2.按 組 成 成 分 分 類A .簡 單 蛋 白 質(zhì) 單 純 蛋 白 不 含 有 非 蛋 白 質(zhì) 部 分 。這 類 蛋 白 質(zhì) 水 解 后 的 最 終 產(chǎn) 物 只 有 氨 基 酸 。 簡 單 蛋 白 質(zhì) 按 其 溶 解 性 又 可 分 為 :清 蛋 白 、 球 蛋 白 、 醇 溶 蛋 白 、 谷 蛋 白 、 精 蛋 白 、組 蛋 白 以 及 硬 蛋 白 等 參 見 P18 表 2-1 B.結(jié) 合 蛋 白 質(zhì) 結(jié) 合 蛋 白 是 指

5、由 單 純 蛋 白 和 非 蛋 白 成 分 結(jié) 合 而 成 的 蛋 白 質(zhì) 。 按 其 非 氨 基 酸 成 分 又 可 分 為 ： 核 蛋 白 、 糖 蛋 白 與 蛋 白 聚 糖 、 脂 蛋 白 、 色 蛋白 （ 血 紅 素 蛋 白 、 黃 素 蛋 白 ） 、 磷 蛋 白 、 金 屬蛋 白 3. 按 功 能 分 類 酶 （ 催 化 功 能 ） ； 調(diào) 節(jié) 蛋 白 ； 貯 存 蛋 白 質(zhì) ； 轉(zhuǎn) 運蛋 白 質(zhì) ； 運 動 蛋 白 ； 防 御 蛋 白 和 毒 蛋 白 ； 受 體 蛋白 ； 支 架 蛋 白 ； 結(jié) 構(gòu) 蛋 白 ； 異 常 蛋 白 。 （ 一 ） -氨 基 酸 結(jié) 構(gòu) 通 式 HN C

6、 OH O脯 氨 酸 P ro 二 、 蛋 白 質(zhì) 的 組 成 單 位 -氨 基 酸氨 基 酸 是 含 有 氨 基 及 羧 基 的 有 機 化 合 物 。氨 基 酸 是 蛋 白 質(zhì) 的 基 本 組 成 單 位 。 從 細 菌 到 人 類 ，所 有 蛋 白 質(zhì) 都 由 20種 標(biāo) 準(zhǔn) 氨 基 酸 組 成 構(gòu) 型 ： 根 據(jù) 甘 油 醛 構(gòu) 型 確 定 D型 和 L型1.根 據(jù) 甘 油 醛 原 則 確 定 構(gòu) 型2.自 然 界 的 氨 基 酸 有 兩 種 構(gòu) 型 ， 構(gòu) 型 和 旋光 方 向 沒 有 必 然 聯(lián) 系 。3.組 成 蛋 白 質(zhì) 的 氨 基 酸 都 是 L型 ， 除 甘 氨酸 外 都

7、有 旋 光 性 。 LAA 據(jù) 營 養(yǎng)學(xué) 分 類 必 需 非 必 需 據(jù) R基 團 化學(xué) 結(jié) 構(gòu) 分 類 一 氨 基 一 羧 基 （ 中 性 AA、 含 羥 基 或 巰 基AA） Gly、 Ala、 Val、 Leu、 Ile、 Ser、 Thr、Cys、 Met 芳 香 族 A(Phe、 Tyr)雜 環(huán) (His、 Trp);雜 環(huán) 亞 (Pro);據(jù) R基 團極 性 分 類 極 性 R基 團 AA非 極 性 R基 團 AA（ 8種 ） Ala、 Val、 Leu、 Ile、 Phe、 Met、 Pro、 Trp 不 帶 電 荷 （ 7種 ） Gly、 Ser、 Thr、 Asn 、 Gln

8、 、 Tyr、 Cys 帶 電 荷 ： 正 電 荷 （ 種 ） His、 Lys、 Arg 負(fù) 電 荷 （ 種 ） Asp、 Glu 據(jù) 氨 基 、 羧 基 數(shù) 分 類一 氨 基 二 羧 基 (酸 性 AA及 其 酰 胺 ） Glu、 Gln、 Asp、 Asn二 氨 基 一 羧 基 (堿 性 AA） Lys、 Arg 人 的 必 需 氨 基 酸Lys Trp Phe ValMet Leu Ile ThrArg、 His（ 半 必 需 ） (二 ) 氨 基 酸 的 分 類 參 見 表 2-2脂 肪 族 AA 氨 基 酸 的 結(jié) 構(gòu) 、 代 號 pH = pI 凈 電 荷 =0 pH pI凈 電

9、 荷 為 負(fù)CHRCOOHNH3+ CHRCOONH2CHRCOONH3+ + H+ OH- + H+ OH-(pK1) (pK2) 當(dāng) 氨 基 酸 溶 液 在 某 一 定 pH值 時 ， 使 某 特 定 氨 基 酸 分 子 上 所 帶 正 負(fù)電 荷 相 等 ， 成 為 兩 性 離 子 ， 在 電 場 中 既 不 向 陽 極 也 不 向 陰 極 移 動 ， 此時 溶 液 的 pH值 即 為 該 氨 基 酸 的 等 電 點 (isoelectric point， pI)。（ 三 ） 氨 基 酸 的 重 要 理 化 性 質(zhì) 123 45 67 89 101112 13 1.0 0.5 0 0.5

10、1.0 H2NCH2COO H3NCH2COOH2NCH2COO+ H3NCH2COOH3NCH2COOH + +H3NCH2COOH +H 3NCH2COO+ pK1=9.60 pI=5.97 pK1=2.34 A B HCl NaOH pH用 標(biāo) 準(zhǔn) NaOH和 HCI進 行 滴 定 ， 用 NaOH和 HCI的 摩 爾 數(shù) 對 pH值 作 圖規(guī) 律 pH pI aa “ ”pH pI aa “ ”pH=pI aa “0” 表 觀 解 離 常 數(shù)以 丙 氨 酸 為 例 : 參 見 P26 對 側(cè) 鏈 R基 不 解 離 的 中 性 氨 基 酸 來 說 ， 其 等電 點 是 它 的 pKl和

11、pK2的 算 術(shù) 平 均 值 。pI=(pK1+pK2)/2 對 多 氨 基 和 多 羧 基 氨 基 酸 的 解 離 解 離 原 則 ：先 解 離 COOH， 隨 后 其 他 COOH；然 后 解 離 NH3+， 隨 后 其 他 NH3+一 般 pI值 等 于 兩 個 相 近 pK值 之 和 的 一 半 ApK1 pK2pI pIpK3 pK3pK2pK1加 入 的 OH -mL數(shù) 加 入 的 OH-mL數(shù)pH pH一 氨 基 二 羧 基 AA的等 電 點 計 算 ：pI= 2 pK1+pK2 二 氨 基 一 羧 基 AA的等 電 點 計 算 ：pI= 2 pK2+pK3 谷 氨 酸 （ A）

12、 和 賴 氨 酸 （ B） 滴 定 曲 線 和 等 電 點 計 算 中 性 氨 基 酸 ： pK1為 羧 基 的 解 離 常 數(shù) ， pK2為 氨 基 的 解 離 常 數(shù) 。 pI=(pK1+pK2)/2酸 性 氨 基 酸 ： pK1為 羧 基 的 解 離 常 數(shù) ， pK2為 側(cè) 鏈 羧 基 的 解 離 常 數(shù) 。 pI=(pK1+pK2)/2堿 性 氨 基 酸 ： pK2為 氨 基 的 解 離 常 數(shù) ， pK3為 側(cè) 鏈 氨 基 的 解 離 常 數(shù) 。 pI=(pK2+pK3)/2總 結(jié) 1.某 氨 基 酸 的 等 電 點 即 為 該 氨 基 酸 兩 性 離 子兩 邊 的 pK值 和 的

13、 一 半 。2.在 氨 基 酸 等 電 點 以 上 任 何 pH， AA帶 凈 的 負(fù)電 荷 ， 在 電 場 中 向 陽 極 移 動 ； 在 氨 基 酸 等電 點 以 下 任 何 pH， AA帶 凈 的 正 電 荷 ， 在 電場 中 向 陰 極 移 動 。3.在 一 定 pH范 圍 中 ， 溶 液 的 pH離 AA等 電 點 愈遠 ， AA帶 凈 電 荷 愈 多 。小 結(jié) (1)與 茚 三 酮 反 應(yīng) 茚 三 酮 在 弱 酸 性 溶 液 中 與 -氨 基 酸 共 熱 ， 氨 基 酸 被 氧 化脫 氨 、 脫 羧 反 應(yīng) 生 成 醛 、 CO2和 NH3， 最 后 茚 三 酮 與 反 應(yīng) 產(chǎn)物

14、氨 和 還 原 茚 三 酮 發(fā) 生 作 用 ， 生 成 藍 紫 色 化 合 物 。 兩 個 亞 氨 基 酸 脯 氨 酸 和 羥 脯 氨 酸與 茚 三 酮 反 應(yīng) 并 不 釋 放 NH3， 而 直 接 形 成黃 色 化 合 物 。 HN C OH O脯 氨 酸 ProOH羥 2 氨 基 酸 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 茚 三 酮 NH3CO2 RCHO+還 原 茚 三 酮+ (弱 酸 )加 熱 3H 20 氨 基 酸 與 茚 三 酮 反 應(yīng)水 合 茚 三 酮+ NH 3 + 水 合 茚 三 酮還 原 茚 三 酮 藍 紫 色 化 合 物 氨 基 可 以 與 甲 醛 反 應(yīng) ， 生 成 羥 甲 基 化 合

15、物 。 由 于 氨 基 酸 在 溶 液 中 以 偶 極 離 子 形 式 存 在 ， 所 以 不 能 用 酸堿 滴 定 測 定 含 量 。 與 甲 醛 反 應(yīng) 后 ， 氨 基 酸 不 再 是 偶 極 離 子 ，其 滴 定 終 點 可 用 一 般 的 酸 堿 指 示 劑 指 示 ， 因 而 可 以 滴 定 ，這 叫 甲 醛 滴 定 法 ， 可 用 于 測 定 氨 基 酸 。 (3) 與 2， 4-二 硝 基 氟 苯 的 反 應(yīng) (Sanger反 應(yīng) ） 在 弱 堿 性 溶 液 中 ， 氨 基 酸 的 - 氨 基 很 容易 與 2， 4-二 硝 基 氟 苯 （ DNFB） 作 用 ， 生 成穩(wěn) 定

16、的 黃 色 2， 4-二 硝 基 苯 基 氨 基 酸 （ 簡 寫為 DNP-氨 基 酸 ） 。 +DNFB（ dinitrofiuorobenzene） 氨 基 酸弱 堿 中DNP-AA(黃 色 )（ sanger反 應(yīng) ） + HF 與 丹 磺 酰 氯 反 應(yīng) （ DNS） 丹 磺 酰 氯 是 二 甲 氨 基 萘 磺 酰 氯 的 簡 稱 + HCI (4) 與 異 硫 氰 酸 苯 酯 反 應(yīng) （ Edman反 應(yīng) ） 在 弱 堿 性 條 件 下 ， 氨 基 酸 中 的 -氨 基 還可 以 與 異 硫 氰 酸 苯 酯 （ PITC） 反 應(yīng) ， 產(chǎn) 生 相應(yīng) 的 苯 氨 基 硫 甲 酰 氨 基

17、 酸 （ PTC-氨 基 酸 ） 。在 無 水 酸 中 ， PTC-氨 基 酸 即 環(huán) 化 為 苯 硫 乙 內(nèi)酰 脲 （ PTH） ， 后 者 在 酸 中 極 穩(wěn) 定 。 這 個 反 應(yīng) 首 先 被 Edman用 于 鑒 定 多 肽 或蛋 白 質(zhì) 的 N-末 端 氨 基 酸 。 +PITC 弱 堿 中(400 C)(無 水 氫 氟 酸 中 )H + 苯 氨 基 硫 甲 酰 氨 基 酸（ PTC-氨 基 酸 ） （ Edman反 應(yīng) ） 苯 硫 乙 內(nèi) 酰 脲(PTH-AA) 兩 個 相 鄰 氨 基 酸 的 羧 基 和 氨 基 之 間 脫 水 縮 和 形 成 的 酰 胺 鍵 稱為 肽 鍵 。氨

18、基 酸 形 成 肽 鍵 后 ， 稱 為 氨 基 酸 殘 基 。肽 鍵 連 接 氨 基 酸 殘 基 形 成 二 肽 、 寡 肽 、 多 肽 鏈 和 蛋 白 質(zhì) 。三 、 肽 肽 鍵N=C 0.127nm鍵 長 =0.132nmN-C 0.148nm 肽 鍵 中 的 C-N鍵 具 有 部 分 雙 鍵 性 質(zhì) ， 不 能 自由 旋 轉(zhuǎn) 。 在 大 多 數(shù) 情 況 下 ， 以 反 式 結(jié) 構(gòu) 存 在 。 參 見 p32 肽 平 面 或 酰 胺 平 面 ：C NC CO H 組 成 肽 單 位 的 4個 原 子 和 2個 相 鄰 的 碳 原 子 都 處于 同 一 個 平 面 內(nèi) ， 此 剛 性 結(jié) 構(gòu)

19、的 平 面 稱 為 肽 平 面或 酰 胺 平 面 。肽 單 位 ： 實 際 就 是 一 個 肽 平 面 肽 鍵 的 四 個 原 子 和 與 之 相 連 的 兩 個 -碳 原 子 所組 成 的 基 團 。 參 見 p32 二 面 角 兩 相 鄰 酰 胺 平 面 之 間 ， 能 以共 同 的 C 為 定 點 而 旋 轉(zhuǎn) ， 繞C -N鍵 旋 轉(zhuǎn) 的 角 度 稱 角 ， 繞C-C 鍵 旋 轉(zhuǎn) 的 角 度 稱 角 。 和 稱 作 二 面 角 ， 亦 稱 構(gòu) 象 角酰 胺 平 面 與 -碳 原 子 之 間 形 成 的 二 面 角（ 和 ） 通 常 在 多 肽 鏈 的 一 端 含 有 一 個 游 離 的

20、-氨 基 ， 稱 為 氨 基 端 或 N-端 ； 在 另 一 端 含 有一 個 游 離 的 -羧 基 ， 稱 為 羧 基 端 或 C-端 。 氨 基 酸 的 順 序 是 從 N-端 的 氨 基 酸 殘 基 開始 ， 以 C-端 氨 基 酸 殘 基 為 終 點 的 排 列 順 序 。如 下 面 的 五 肽 可 表 示 為 ： Ser-Gly-Tyr-Val-Leu 參 見 p31 肽 鍵 和 肽 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示絲 氨 酰 甘 氨 酰 酪 氨 酰 丙 氨 酰 亮 氨 酸 多 肽 鏈 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 （ 四 ） 天 然 存 在 的 活 性 肽 自 然 界 中 有 自 由 存 在 的

21、活 性 肽 ， 主 要 有 ：1.谷 胱 甘 肽 （ GSH） ： 三 肽 （ GluCysGly） ， 含 有自 由 的 巰 基 ， 具 有 很 強 的 還 原 性 ， 可 作 為 體 內(nèi) 重 要 的還 原 劑 ， 保 護 某 些 蛋 白 質(zhì) 或 酶 分 子 中 的 巰 基 免 遭 氧 化， 使 其 處 于 活 性 狀 態(tài) 。 分 子 中 具 有 一 個 由 谷 氨 酸 的 -羧 基 和 半 胱 氨 酸 的-氨 基 脫 水 縮 合 的 -肽 鍵 2.腦 啡 肽 ： 為 五 肽 ， 具 有 鎮(zhèn) 痛 作 用 ， 它 們 在 中 樞 神 經(jīng)系 統(tǒng) 中 形 成 ， 是 體 內(nèi) 自 己 產(chǎn) 生 的 一

22、 類 鴉 片 劑 。Met-腦 啡 肽 H Tyr Gly Gly PheMetOH Leu-腦 啡 肽 H Tyr Gly Gly phe LeuOH 3.牛 催 產(chǎn) 素 與 加 壓 素 ： 均 為 九 肽 ， 分 子 中 含 有 一 對 二 硫 鍵 ， 兩 者 結(jié) 構(gòu) 類似 。 前 者 第 八 位 為 Leu， 后 者 為 Arg。 前 者 可 刺 激 子 宮的 收 縮 ， 促 進 分 娩 。 后 者 可 促 進 小 動 脈 收 縮 ， 使 血 壓升 高 ， 也 有 抗 利 尿 作 用 ， 參 與 水 、 鹽 代 謝 的 調(diào) 節(jié) 。 牛 催 產(chǎn) 素 S S CysTyrIleGlnAsnC

23、ysProLeuGly-NH2 牛 加 壓 素 S S CysTyrPheGlnAsnCysProArgGly-NH 2 四 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 蛋 白 質(zhì) 與 多 肽 并 無 嚴(yán) 格 的 界 線 ， 通 常 是 將 分 子 量在 6000道 爾 頓 以 上 的 多 肽 稱 為 蛋 白 質(zhì) 。 1.定 義 1969年 ， 國 際 純 化 學(xué) 與 應(yīng) 用 化 學(xué) 委員 會 （ IUPAC） 規(guī) 定 ： 蛋 白 質(zhì) 的 一 級 結(jié) 構(gòu) 指 蛋 白 質(zhì) 多 肽 鏈 中 AA的排 列 順 序 ， 包 括 二 硫 鍵 的 位 置 。 (一 )蛋 白 質(zhì) 的 一 級 結(jié) 構(gòu)2.一 級 結(jié) 構(gòu) 的 意

24、義一 級 結(jié) 構(gòu) 高 級 結(jié) 構(gòu) 功 能決 定 決 定 例 ： 牛 胰 島 素 的 一 級 結(jié) 構(gòu) 蛋 白 質(zhì) 的 空 間 結(jié) 構(gòu) 又 稱 蛋 白 質(zhì) 的 構(gòu) 象 或 高級 結(jié) 構(gòu) ， 是 指 蛋 白 質(zhì) 分 子 中 所 有 原 子 在 三維 空 間 的 分 布 和 肽 鏈 的 走 向 。 蛋 白 質(zhì) 的 高 級 結(jié) 構(gòu) 包 括 二 級 結(jié) 構(gòu) 、 超 二 級結(jié) 構(gòu) 、 結(jié) 構(gòu) 域 、 三 級 結(jié) 構(gòu) 和 四 級 結(jié) 構(gòu) 等 。(二 )蛋 白 質(zhì) 的 空 間 結(jié) 構(gòu) 1 維 持 蛋 白 質(zhì) 構(gòu) 象 的 作 用 力 維 持 蛋 白 質(zhì) 空 間 構(gòu) 象 的 作 用 力 主 要 是 次 級 鍵 ，

25、即 氫 鍵 和 鹽鍵 等 非 共 價 鍵 ， 以 及 疏 水 作 用 力 和 范 德 華 力 等 。 氫 鍵 ： x H y 離 子 鍵 （ 鹽 鍵 ） ： 它 是 由 帶 相 反 電 荷 的 兩 個 基 團 間 的 靜 電 吸 引 所 形 成 的 疏 水 作 用 力 （ 疏 水 鍵 ） ： 是 指 非 極 性 基 團 即 疏 水 基 團 為 了 避 開 水 相 而 群 集 在 一 起 的 集 合 力 范 德 華 力 ： 在 物 質(zhì) 的 聚 集 狀 態(tài) 中 ， 分 子 與 分 子 之 間 存 在 著 一 種 較 弱 的 作 用 力 二 硫 鍵 ： 是 兩 個 硫 原 子 之 間 所 形 成 的

26、 共 價 鍵 蛋 白 質(zhì) 的 二 級 結(jié) 構(gòu) 是 指 多 肽 鏈 的 主 鏈 本 身 通 過氫 鍵 沿 一 定 方 向 盤 繞 、 折 疊 而 形 成 的 構(gòu) 象 . 它 只 涉 及 肽 鏈 主 鏈 的 構(gòu) 象 及 鏈 內(nèi) 或 鏈 間 形 成 的氫 鍵 。 (注 :二 級 結(jié) 構(gòu) 不 涉 及 側(cè) 鏈 的 構(gòu) 象 ) 主 要 有 -螺 旋 、 -折 疊 、 -轉(zhuǎn) 角 、 無 規(guī) 卷 曲 。2 蛋 白 質(zhì) 的 二 級 結(jié) 構(gòu) 多 肽 鏈 中 的 各 個 肽 平 面 圍 繞 同 一 軸 旋 轉(zhuǎn) ，形 成 螺 旋 結(jié) 構(gòu) ， 螺 旋 一 周 ， 沿 軸 上 升 的 距離 即 螺 距 為 0.54nm,

27、含 3.6個 氨 基 酸 殘 基 ；兩 個 氨 基 酸 之 間 的 距 離 為 0.15nm; 每 個 aa殘 基 沿 軸 旋 轉(zhuǎn) 100度 . 肽 鏈 內(nèi) 形 成 氫 鍵 ， 氫 鍵 的 取 向 幾 乎 與 軸 平行 ， 每 個 氨 基 酸 殘 基 的 C=O氧 與 其 后 第 四 個氨 基 酸 殘 基 的 N-H氫 形 成 氫 鍵 。 絕 大 多 數(shù) 天 然 蛋 白 質(zhì) 中 的 -螺 旋 幾 乎 都 是右 手 螺 旋 。 -螺 旋 都 是 由 L-型 氨 基 酸 構(gòu) 成 的 （ Gly除外 ） 。 、 -螺 旋 及 結(jié) 構(gòu) 特 點(1)-螺 旋 結(jié) 構(gòu) 螺 距 0.54nm每 殘 基 的軸

28、 向 高 度0.15nm每 殘 基 繞 軸旋 轉(zhuǎn) 100 o 、 -螺 旋 結(jié) 構(gòu) 形 成 的 限 制 因 素 : 凡 是 有 Pro存 在 的 地 方 ,不 能 形 成 。 因 Pro形 成 的 肽 鍵N原 子 上 沒 有 H,不 可 能 形 成 氫 鍵 。 靜 電 斥 力 。 若 一 段 肽 鏈 有 多 個 Glu或 Asp相 鄰 ,則 因pH=7.0時 都 帶 負(fù) 電 荷 ,防 礙 螺 旋 的 形 成 ;同 樣 多 個 堿性 氨 基 酸 殘 基 在 一 段 肽 段 內(nèi) ,正 電 荷 相 斥 ,也 防 礙 螺旋 的 形 成 。 位 阻 。 如 Asn、 Leu側(cè) 鏈 很 大 ， 防 礙 螺

29、 旋 的 形 成 。 (2) -折 疊 （ -折 疊 或 -折 疊 片 也 稱 -結(jié) 構(gòu) 或 -構(gòu) 象 ， 它是 蛋 白 質(zhì) 中 第 二 種 最 常 見 的 二 級 結(jié) 構(gòu) 。 -折 疊 是 由 兩 條 或 多 條 幾 乎 完 全 伸 展 的 多 肽鏈 平 行 排 列 ， 通 過 鏈 間 的 氫 鍵 進 行 交 聯(lián) 而 形成 的 ， 或 一 條 肽 鏈 內(nèi) 的 不 同 肽 段 間 靠 氫 鍵 而形 成 的 。 肽 鏈 的 主 鏈 呈 鋸 齒 狀 折 疊 構(gòu) 象 -折 疊 結(jié) 構(gòu) 幾 乎 所 有 肽 鍵 都 參 與 鏈 間 氫 鍵 的 形 成 ，氫 鍵 與 鏈 的 長 軸 接 近 垂 直 。-折

30、 疊 有 兩 種 類 型 ： 一 種 為 平 行 式 ， 即 所 有 肽 鏈 的 N-端 都 在 同 一 邊 。 另 一 種 為 反 平 行 式 ， 即 相 鄰 兩 條 肽 鏈 的 方 向 相 反 -折 疊 的 特 點 NNN平 行 式 NCN反 平 行 式 蠶 絲 心 蛋 白 -回 折 （ 或 發(fā) 夾 結(jié) 構(gòu) ） 在 -轉(zhuǎn) 角 部 分 ， 由 四 個氨 基 酸 殘 基 組 成 ;彎 曲 處的 第 一 個 氨 基 酸 殘 基 的 -C=O 和 第 四 個 殘 基 的 N-H 之 間 形 成 氫 鍵 ， 形成 一 個 不 很 穩(wěn) 定 的 環(huán) 狀結(jié) 構(gòu) 。 這 類 結(jié) 構(gòu) 主 要 存 在 于 球狀

31、 蛋 白 分 子 中 。 其 特 點 是 肽 鏈 回 折 180度(3) -轉(zhuǎn) 角 目 前 發(fā) 現(xiàn) 的 -轉(zhuǎn) 角 多 數(shù) 都存 在 蛋 白 質(zhì) 分 子 表 面 ， 它們 的 含 量 相 當(dāng) 豐 富 ， 約 占全 部 AA殘 基 的 1/4。 (4) 無 規(guī) 卷 曲 肽 段 在 空 間 的 不 規(guī) 則 排 布 稱 為 無 規(guī) 則 卷曲 。 在 一 般 球 蛋 白 分 子 中 ， 往 往 含 有 大 量 的無 規(guī) 則 卷 曲 ， 它 使 蛋 白 質(zhì) 肽 鏈 從 整 體 上 形成 球 狀 構(gòu) 象 。 細 胞 色 素 C的 三 級 結(jié) 構(gòu) 無 規(guī) 則 卷 曲 3 超 二 級 結(jié) 構(gòu)（ 1） 超 二 級

32、 結(jié) 構(gòu) 指 蛋 白 質(zhì) 中 相 鄰 的 二 級 結(jié)構(gòu) 單 位 （ -螺 旋 或 -折 疊 或 -轉(zhuǎn) 角 ） 組 合在 一 起 ， 形 成 有 規(guī) 則 的 、 在 空 間 上 能 夠 辨認(rèn) 的 二 級 結(jié) 構(gòu) 組 合 體 。（ 2） 超 二 級 結(jié) 構(gòu) 的 基 本 類 型 ： 、 、 -鏈 希 臘 鑰 匙 構(gòu) 象 超 二 級 結(jié) 構(gòu) 類 型 -曲 折 -螺 旋 定 義 ： 對 于 較 大 的 蛋 白 質(zhì) 分 子 或 亞 基 ， 多 肽 鏈 往往 由 兩 個 或 兩 個 以 上 相 對 獨 立 的 三 維 實 體 締 合 而 成三 級 結(jié) 構(gòu) ， 這 種 相 對 獨 立 的 三 維 實 體 稱

33、結(jié) 構(gòu) 域 。 現(xiàn) 在 ,結(jié) 構(gòu) 域 的 概 念 有 三 種 不 同 而 又 相 互 聯(lián) 系的 涵 義 :即 獨 立 的 結(jié) 構(gòu) 單 位 、 獨 立 的 功 能 單 位 和 獨立 的 折 疊 單 位 。4 結(jié) 構(gòu) 域類 型 ： -螺 旋 域 ； -折 疊 域 ； +域 ； /域 ； 無 規(guī) 則 卷 曲 +-回 折 域 ； 無 規(guī) 則 卷 曲 + -螺 旋 結(jié) 構(gòu) 域 結(jié) 構(gòu) 域 1 結(jié) 構(gòu) 域 2-折 疊-轉(zhuǎn) 角 二 硫 鍵-螺 旋卵 溶 菌 酶 的 三 級 結(jié) 構(gòu) 中 的 兩 個 結(jié) 構(gòu) 域 兩 個 鐵 原 子蚯 蚓 血 紅 蛋 白 中 四 個 -螺 旋組 成 的 結(jié) 構(gòu) 域 -螺 旋 域

34、； 免 疫 球 蛋 白 VL -折 疊 結(jié) 構(gòu) 域 -折 疊 域 ； 丙 酮 酸 激 酶 結(jié) 構(gòu) 域 4 /結(jié) 構(gòu) 域 3-P-甘 油 醛 脫 氫 酶 結(jié) 構(gòu) 域 2+結(jié) 構(gòu) 域木 瓜 蛋 白 酶 結(jié) 構(gòu) 域 1無 規(guī) 則 卷 曲 + -螺 旋 結(jié) 構(gòu) 域 木 瓜 蛋 白 酶 結(jié) 構(gòu) 域 2無 規(guī) 則 卷 曲 +-回 折 結(jié) 構(gòu) 域 定 義 多 肽 鏈 在 二 級 結(jié) 構(gòu) 、 超 二 級 結(jié) 構(gòu) 和 結(jié) 構(gòu) 域的 基 礎(chǔ) 上 ， 主 鏈 構(gòu) 象 和 側(cè) 鏈 構(gòu) 象 相 互 作 用 ， 沿三 維 空 間 多 方 向 卷 曲 ， 進 一 步 盤 曲 折 疊 形 成 特定 的 球 狀 分 子 結(jié) 構(gòu)

35、 。 在 三 級 結(jié) 構(gòu) 中 ， 具 有 極 性 側(cè) 鏈 基 團 的 AA殘 基幾 乎 全 部 在 分 子 的 表 面 ,而 非 極 性 殘 基 則 被 埋于 分 子 內(nèi) 部 ,不 與 水 接 確 .而 形 成 疏 水 的 核 心 。5 蛋 白 質(zhì) 的 三 級 結(jié) 構(gòu) 木 瓜 蛋 白 酶 組 織 蛋 白 酶 B -折 疊 -轉(zhuǎn) 角 無 規(guī) 則 卷曲 空 穴 -螺 旋 維 持 三 級 結(jié) 構(gòu) 的 作 用 力 氫 鍵 范 德 華 力 疏 水 鍵 （ 疏 水 相 互 作 用 ） 離 子 鍵 （ 鹽 鍵 ） 二 硫 鍵 疏 水 鍵 ， 在 蛋 白 質(zhì) 三 級 結(jié) 構(gòu) 中 起 著 重 要 作 用 ，它

36、是 使 蛋 白 質(zhì) 多 肽 鏈 進 行 折 疊 的 主 要 驅(qū) 動 力 。 三 級 結(jié) 構(gòu) 的 特 征 ：含 多 種 二 級 結(jié) 構(gòu) 單 元 ；有 明 顯 的 折 疊 層 次 ；是 緊 密 的 球 狀 或 橢 球 狀 實 體 ；分 子 表 面 有 一 空 穴 (活 性 部 位 )；疏 水 側(cè) 鏈 埋 藏 在 分 子 內(nèi) 部 ，親 水 側(cè) 鏈 暴 露 在 分 子 表 面 。實 例 ： 肌 紅 蛋 白 肌 紅 蛋 白 的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能（ 1） 肌 紅 蛋 白 的 功 能 ： 哺 乳 動 物 肌 肉 中 儲 存 氧 并 運 輸 氧 的 蛋 白 。（ 2） 肌 紅 蛋 白 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 ：

37、 1963年 ， Kendrew a .一 條 多 肽 鏈 ， 153個 氨 基 酸 殘 基 ， 一 個 血 紅 素 輔 基 ， 分子 量 17600道 爾 頓 。 b.肌 紅 蛋 白 的 整 個 分 子 具 有 外 圓 中 空 的 不 對 稱 結(jié) 構(gòu) ， 肽 鏈 共折 疊 成 8段 長 度 不 等 的 -螺 旋 體 （ A-H） ， 最 長 的 有 23個 氨 基酸 殘 基 ， 最 短 的 有 7個 氨 基 酸 殘 基 。 拐 彎 處 多 由 Pro、 Ser、Ile、 Thr等 組 成 。 c.具 有 極 性 側(cè) 鏈 的 氨 基 酸 殘 基 分 布 于 分 子 表 面 ， 而 帶 非 極

38、性側(cè) 鏈 的 氨 基 酸 殘 基 多 分 布 于 分 子 內(nèi) 部 ， 使 肌 紅 蛋 白 成 為 可 溶性 蛋 白 。 肌 紅 蛋 白 血 紅 素 輔 基 抹 香 鯨 肌 紅 蛋 白 （ Myoglobin） 的 三 級 結(jié) 構(gòu) 四 級 結(jié) 構(gòu) 是 指 由 兩 個 或 兩 個 以 上 具 有 三 級 結(jié) 構(gòu)的 多 肽 鏈 按 一 定 方 式 聚 合 而 成 的 特 定 構(gòu) 象 的 蛋 白質(zhì) 分 子 。 其 中 每 條 多 肽 鏈 稱 為 亞 基 。 通 常 亞 基 只 有 一 條 多 肽 鏈 ， 但 有 的 亞 基 由 兩 條或 多 條 多 肽 鏈 組 成 ， 這 些 多 肽 鏈 間 多 以

39、二 硫 鍵 相連 ,亞 基 單 獨 存 在 時 無 生 物 學(xué) 活 性 。 一 般 來 說 具 有 四 級 結(jié) 構(gòu) 的 蛋 白 屬 于 寡 聚 蛋 白 。定 義 維 持 蛋 白 質(zhì) 四 級 結(jié) 構(gòu) 的 主 要 作 用 力 在 蛋 白 質(zhì) 四 級 結(jié) 構(gòu) 中 ， 亞 基 之 間 的 作 用 力主 要 包 括 ： 氫 鍵 、 離 子 鍵 、 范 德 華 力 和 疏水 鍵 。 即 亞 基 之 間 主 要 是 通 過 次 級 鍵 彼 此締 合 在 一 起 。 疏 水 鍵 是 最 主 要 的 作 用 力 。 血 紅 蛋 白 的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能（ 1） 血 紅 蛋 白 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 ：a.是 四

40、 個 亞 基 的 寡 聚 蛋 白 ， 574個 AA殘 基 ， 分 子 量65000b.是 由 相 同 的 兩 條 鏈 和 兩 條 鏈 組 成 四 聚 體 22， 成人 的 血 紅 蛋 白 為 22、 胎 兒 的 血 紅 蛋 白 為 22c. 鏈 由 141AA殘 基 組 成 ， 鏈 由 146AA殘 基 組 成 。 四 條 肽 鏈 的 三 級 結(jié) 構(gòu) 與 肌 紅 蛋 白 相 似 ， 各 自 內(nèi) 部有 一 個 血 紅 素 輔 基 。（ 2） 血 紅 蛋 白 的 功 能 ： 存 在 于 動 物 血 液 的 紅 細 胞 中 ，具 有 運 輸 O 2和 CO2的 功 能 ； 血 紅 蛋 白 還 能

41、和 H+結(jié) 合 ，從 而 可 以 維 持 體 內(nèi) pH. 血 紅 蛋 白 四 級 結(jié) 構(gòu)血 紅 素輔 基 化 學(xué) 鍵 共 價 鍵次 級 鍵 肽 鍵二 硫 鍵氫 鍵疏 水 鍵鹽 鍵范 德 華 力 一 級 結(jié) 構(gòu)二 、 三 、 四 級 結(jié) 構(gòu)三 、 四 級 結(jié) 構(gòu)蛋 白 質(zhì) 分 子 中 的 共 價 鍵 與 次 級 鍵 (一 ) 蛋 白 質(zhì) 一 級 結(jié) 構(gòu) 與 功 能 的 關(guān) 系 1.同 功 蛋 白 質(zhì) 一 級 結(jié) 構(gòu) 的 種 屬 差 異 性 細 胞 色 素 C是 真 核 細 胞 線 粒 體 內(nèi) 膜 上 一 種 含 Fe的蛋 白 質(zhì) ， 在 生 物 氧 化 中 起 傳 遞 電 子 的 作 用 。 通

42、 過 植物 、 動 物 和 微 生 物 等 數(shù) 百 種 生 物 的 細 胞 色 素 C一 級結(jié) 構(gòu) 的 研 究 表 明 ： （ 1） 親 緣 關(guān) 系 越 近 ， AA順 序 的 同 源 性 越 大 。 （ 2） 盡 管 不 同 生 物 間 親 緣 關(guān) 系 差 別 很 大 ， 但 與 細 胞色 素 C功 能 密 切 相 關(guān) 的 AA順 序 卻 有 共 同 之 處 ， 即 保守 順 序 不 變五 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能不 同 生 物 與 人 的 細 胞 色 素 C相 比 較 AA差 異 數(shù) 目 黑 猩 猩 0 雞 、 火 雞 13 牛 豬 羊 10 海 龜 15 狗 驢 11 小 麥

43、35 粗 糙 鏈 孢 霉 43 酵 母 菌 44 生 物 與 人 不 同 的 AA數(shù) 目黑 猩 猩 0恒 河 猴 1兔 9袋 鼠 10牛 、 豬 、 羊 10狗 11馬 12雞 、 火 雞 13響 尾 蛇 14海 龜 15金 槍 魚 21角 餃 23 小 蠅 25蛾 31小 麥 35粗 早 鏈 孢 霉 43酵 母 44 不 同 生 物 與 人 的 Cytc的 AA差 異 數(shù) 目 根 據(jù) 細 胞 色 素 C的順 序 種 屬 差 異 建 立起 來 的 進 化 樹圓 圈 代 表 分 歧 點 2.蛋 白 質(zhì) 一 級 結(jié) 構(gòu) 的 變 異 與 分 子 病 指 蛋 白 質(zhì) 分 子 中 由 于 AA排 列 順

44、 序 與 正 常 蛋白 質(zhì) 不 同 而 發(fā) 生 的 一 種 遺 傳 病 (基 因 突 變 造 成 的 )。 鐮 刀 形 貧 血 病 ： 病 因 ： 血 紅 蛋 白 AA順 序 的 細 微 變 化 -鏈 N端 氨 基 酸 排 列 順 序 1 2 3 4 5 6 7 8 Hb-A（ 正 常 人 ） Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys Hb-S（ 患 者 ） Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys鐮 刀 形 貧 血 病 ： 病 人 體 內(nèi) 血 紅 蛋 白 的 含 量 乃 至 紅 細 胞的 量 都 較 正 常 人 少 ， 且 紅 細 胞 的 形 狀

45、為 新 月 形 ， 即 鐮刀 狀 。 此 種 細 胞 壁 薄 ， 而 且 脆 性 大 ， 極 易 漲 破 而 發(fā) 生溶 血 ； 再 者 ， 發(fā) 生 鐮 變 的 細 胞 粘 滯 加 大 ， 易 栓 塞 血 管 ；由 于 流 速 較 慢 ， 輸 氧 機 能 降 低 ， 使 臟 器 官 供 血 出 現(xiàn) 障礙 ， 從 而 引 起 頭 昏 、 胸 悶 而 導(dǎo) 致 死 亡 。 谷 氨 酸 在 生 理 pH值 下 為 帶 負(fù) 電 荷 R基 氨 基 酸 ，而 纈 氨 酸 卻 是 一 種 非 極 性 R基 氨 基 酸 ， 就 使 得HbS分 子 表 面 的 荷 電 性 發(fā) 生 改 變 ， 引 起 等 電 點 改

46、變 ， 溶 解 度 降 低 ， 使 之 不 正 常 地 聚 集 成 纖 維 狀 血紅 蛋 白 ， 致 使 紅 細 胞 變 形 成 鐮 刀 狀 ,輸 氧 功 能 下 降 ,細 胞 脆 弱 易 溶 血 . 3.一 級 結(jié) 構(gòu) 的 局 部 斷 裂 與 蛋 白 質(zhì) 的 激 活 胰 島 素 原 與 胰 島 素 （ 牛 胰 島 素 原 的 激 活 ） ArgLysArg （ C肽 ） (二 ) 蛋 白 質(zhì) 的 高 級 結(jié) 構(gòu) 與 功 能 的 關(guān) 系 蛋 白 質(zhì) 的 功 能 通 常 取 決 于 它 的 特 定 構(gòu) 象 。 某 些 蛋 白 質(zhì) 表 現(xiàn) 其 生 物 功 能 時 ， 構(gòu) 象 發(fā) 生 改 變 ， 從

47、 而 改 變 整個 分 子 的 性 質(zhì) ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 別 構(gòu) 效 應(yīng) 。 如 血 紅 蛋 白 是 四 個 亞 基 的 寡 聚 蛋 白 ， 其 與 氧 的 結(jié) 合 存 在 別 構(gòu)效 應(yīng) 。 而 肌 紅 蛋 白 只 有 一 個 亞 基 ， 不 存 在 別 構(gòu) 效 應(yīng) 。 6.1 蛋 白 質(zhì) 的 性 質(zhì)（ 一 ） 蛋 白 質(zhì) 的 相 對 分 子 量 （ 自 學(xué) ）（ 二 ） 蛋 白 質(zhì) 的 兩 性 電 離 性 質(zhì) 和 等 電 點（ 三 ） 蛋 白 質(zhì) 的 變 性 與 復(fù) 性（ 四 ） 蛋 白 質(zhì) 膠 體 性 質(zhì) (五 ) 蛋 白 質(zhì) 的 沉 淀 (六 ） 蛋 白 質(zhì) 呈 色 反 應(yīng)（

48、七 ） 蛋 白 質(zhì) 的 測 定6.2 蛋 白 質(zhì) 的 分 離 、 分 析 技 術(shù) （ 自 學(xué) ）六 蛋 白 質(zhì) 的 性 質(zhì) 與 分 離 、 分 析 技 術(shù) 蛋 白 質(zhì) 的 等 電 點 ： 當(dāng) 溶 液 在 某 一 定 pH值 時 ， 使 某 特 定蛋 白 質(zhì) 分 子 上 所 帶 正 負(fù) 電 荷 相 等 ， 成 為 兩 性 離 子 ， 在 電 場中 即 不 向 陽 極 移 動 也 不 向 陰 極 移 動 ， 此 時 溶 液 的 pH值 即為 該 蛋 白 質(zhì) 的 等 電 點 （ pI） 。 在 等 電 點 時 ， 蛋 白 質(zhì) 的 溶解 度 最 小 ， 在 電 場 中 不 移 動 。 在 外 液 pH

49、低 于 等 電 點 的 溶 液 中 ， 蛋 白 質(zhì) 粒 子 帶 正 電 荷 ，在 電 場 中 向 負(fù) 極 移 動 ； 在 外 液 pH高 于 等 電 點 的 溶 液 中 ， 蛋白 質(zhì) 粒 子 帶 負(fù) 電 荷 ， 在 電 場 中 向 正 極 移 動 。 這 種 現(xiàn) 象 稱 為蛋 白 質(zhì) 電 泳 帶 電 粒 子 在 電 場 中 移 動 的 現(xiàn) 象 。參 見 p506.1 蛋 白 質(zhì) 的 性 質(zhì)（ 一 ） 蛋 白 質(zhì) 的 相 對 分 子 量 （ 自 學(xué) ） 參 見 p51 電 泳 蛋 白 質(zhì) 在 等 電 點 pH條 件 下 ， 不 發(fā) 生 電 泳現(xiàn) 象 。 利 用 蛋 白 質(zhì) 的 電 泳現(xiàn) 象 ，

50、可 以 將 不 同 帶電 性 質(zhì) 和 不 同 大 小 、形 狀 的 蛋 白 質(zhì) 分 子 進行 分 離 純 化 。 根 據(jù) 蛋 白 質(zhì) 凈 電 荷的 差 異 來 分 離 蛋 白 質(zhì)的 一 種 方 法 是 電 泳 法 。 (三 ) 蛋 白 質(zhì) 的 變 性 與 復(fù) 性 A、 蛋 白 質(zhì) 的 變 性 定 義 天 然 蛋 白 質(zhì) 因 受 物 理 、 化 學(xué) 因 素 的 影 響 ， 使 蛋 白質(zhì) 分 子 的 構(gòu) 象 發(fā) 生 了 異 常 變 化 ， 從 而 導(dǎo) 致 生 物 活 性的 喪 失 以 及 物 理 、 化 學(xué) 性 質(zhì) 的 異 常 變 化 。 但 一 級 結(jié)構(gòu) 未 遭 破 壞 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱

51、為 蛋 白 質(zhì) 的 變 性 。 參 見 p52 B、 引 起 蛋 白 質(zhì) 變 性 的 主 要 因 素 ：1.物 理 因 素 ： 加 熱 、 高 壓 、 紫 外 線 照 射 、 X-射 線 、 超聲 波 、 劇 烈 振 蕩 和 攪 拌 等2.化 學(xué) 因 素 ： 強 酸 、 強 堿 、 脲 、 去 污 劑 （ 十 二 烷 基 硫酸 鈉 （ SDS） ） 、 重 金 屬 鹽 、 三 氯 醋 酸 、濃 乙 醇 等 。 C、 蛋 白 質(zhì) 的 變 性 后 的 表 現(xiàn) 生 物 活 性 喪 失 ； 溶 解 度 降 低 ， 對 于 球 狀 蛋 白 粘 度增 加 ； 光 吸 收 系 數(shù) 增 大 ； 生 物 化 學(xué)

52、 性 質(zhì) 改 變 。 組 分 和 分 子 量 不 變 。 D、 蛋 白 質(zhì) 變 性 的 本 質(zhì) ： 分 子 中 各 種 次 級 鍵 斷 裂 ， 使 其 空 間 構(gòu) 象從 緊 密 有 序 的 狀 態(tài) 變 成 松 散 無 序 的 狀 態(tài) ， 一級 結(jié) 構(gòu) 不 破 壞 。 變 性 后 的 蛋 白 質(zhì) 在 結(jié) 構(gòu) 上 雖 有 改 變 ， 但 組成 成 分 和 相 對 分 子 質(zhì) 量 不 變 。 E、 蛋 白 質(zhì) 的 復(fù) 性 定 義 ： 如 果 引 起 變 性 的 因 素 比 較 溫 和 ，蛋 白 質(zhì) 構(gòu) 象 僅 僅 是 有 些 松 散 時 ， 當(dāng) 除 去 變性 因 素 后 ， 可 根 據(jù) 熱 力 學(xué)

53、原 理 緩 慢 地 重 新自 發(fā) 折 疊 恢 復(fù) 原 來 的 構(gòu) 象 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 作復(fù) 性 。 核 糖 核 酸 酶 變 性 與 復(fù) 性 作 用天 然 狀 態(tài) ， 有 催 化 活 性 非 折 疊 狀 態(tài) ， 無 活 性8 M 尿 素 -巰 基 乙 醇變 性 天 然 狀 態(tài) S-S-鍵 恢 復(fù) 而 且 是 正 確 配 對 復(fù) 性 去 除 尿 素 及 -巰基 乙 醇 如 ： NH3 、 COO 、 OH、 -SH、 -CONH-等 ，它 們 都 具 有 高 度 的 親 水 性 ， 當(dāng) 與 水 接 確 時 ， 極 易 吸 附水 分 子 ， 使 蛋 白 質(zhì) 顆 粒 外 圍 形 成 一 層 水

54、 化 膜 ， 將 顆 粒彼 此 隔 開 ， 不 致 因 互 相 碰 撞 凝 聚 而 沉 淀 。 由 于 蛋 白 質(zhì) 分 子 量 很 大 ， 在 水 溶 液 中 形 成 直 徑 1-100nm之 間 的 顆 粒 ， 已 達 到 膠 體 顆 粒 范 圍 的 大 小 ，因 而 具 有 膠 體 溶 液 的 通 性 。蛋白質(zhì)的水溶液能形成穩(wěn)定的親水膠體的原因： 、 蛋 白 質(zhì) 多 肽 鏈 上 含 有 許 多 極 性 基 團 。 2、 蛋 白 質(zhì) 是 兩 性 電 解 質(zhì) ， 在 非 等 電 狀 態(tài) 時 ， 相同 蛋 白 質(zhì) 顆 粒 帶 有 同 性 電 荷 ， 與 周 圍 的 反 離 子 構(gòu) 成穩(wěn) 定 的

55、雙 電 層 。 使 蛋 白 質(zhì) 顆 粒 之 間 相 互 排 斥 ， 保 持一 定 距 離 ， 不 致 互 相 凝 聚 而 沉 淀 。 蛋 白 質(zhì) 溶 液 由 于 具 有 水 化 層 與 雙 電 層 兩 方 面 的 穩(wěn)定 因 素 ， 所 以 作 為 膠 體 系 統(tǒng) 是 相 對 穩(wěn) 定 的 。 參 見 p54 蛋 白 質(zhì) 膠 體 性 質(zhì) 的 應(yīng) 用 由 于 膠 體 溶 液 中 的 蛋 白 質(zhì) 不 能 通過 半 透 膜 ， 因 此 可 以 應(yīng) 用 透 析 法 將非 蛋 白 的 小 分 子 雜 質(zhì) 除 去 。透 析 法 ： 以 半 透 膜 提 純 蛋 白 質(zhì) 的 方法 叫 透 析 法半 透 膜 ： 只

56、 允 許 溶 劑 小 分 子 通 過 ，而 溶 質(zhì) 大 分 子 不 能 通 過 ， 如 羊 皮 紙 、火 棉 膠 、 玻 璃 紙 等 (五 )蛋 白 質(zhì) 的 沉 淀 蛋 白 質(zhì) 在 溶 液 中 的 穩(wěn) 定 性 是 有 條 件 的 、相 對 的 。 如 果 加 入 適 當(dāng) 的 試 劑 使 蛋 白 質(zhì) 分 子處 于 等 電 點 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 將 產(chǎn) 生 沉 淀 。定 義 ： 蛋 白 質(zhì) 在 溶 液 中 靠 水 膜 和 電 荷 保 持 其穩(wěn) 定 性 ， 水 膜 和 電 荷 一 旦

57、 除 去 ， 蛋 白 質(zhì) 溶 液的 穩(wěn) 定 性 就 被 破 壞 ， 蛋 白 質(zhì) 就 會 從 溶 液 中 沉淀 下 來 ， 此 現(xiàn) 象 即 為 蛋 白 質(zhì) 的 沉 淀 作 用 。 參 見 p54 n定 義 ： 在 溫 和 條 件 下 ， 通 過 改 變 溶 液 的pH或 電 荷 狀 況 ， 使 蛋 白 質(zhì) 從 膠 體 溶 液 中 沉淀 分 離 。n 在 沉 淀 過 程 中 ， 結(jié) 構(gòu) 和 性 質(zhì) 都 沒 有 發(fā)生 變 化 ， 在 適 當(dāng) 的 條 件 下 ， 可 以 重 新 溶 解形 成 溶 液 ， 所 以 這 種 沉 淀 又 稱 為 非 變 性 沉淀 。n 可 逆 沉 淀 是 分 離 和 純 化

58、 蛋 白 質(zhì) 的 基 本方 法 ， 如 等 電 點 沉 淀 法 、 鹽 析 法 和 有 機 溶劑 沉 淀 法 等 。 (1)鹽 析 在 蛋 白 質(zhì) 的 水 溶 液 中 ， 加 入 大 量 高 濃 度 的 強 電 解質(zhì) 鹽 如 硫 酸 銨 、 氯 化 鈉 、 硫 酸 鈉 等 ， 可 破 壞 蛋 質(zhì) 分子 表 面 的 水 化 層 ， 中 和 它 們 的 電 荷 ， 因 而 使 蛋 白 質(zhì)沉 淀 析 出 ， 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 鹽 析 。 而 低 濃 度 的 鹽 溶 液 加 入 蛋 白 質(zhì) 溶 液 中 ， 會 導(dǎo) 致 蛋白 質(zhì) 的 溶 解 度 增 加 ， 該 現(xiàn) 象 稱 為 鹽 溶 。鹽 析 的

59、 機 理 ： 破 壞 蛋 白 質(zhì) 的 水 化 膜 ， 中 和 表 面 的 凈 電 荷 。鹽 析 法 是 最 常 用 的 蛋 白 質(zhì) 沉 淀 方 法 ， 該 方 法 不 會 使蛋 白 質(zhì) 產(chǎn) 生 變 性 。 各 種 蛋 白 質(zhì) 的 親 水 性 及 荷 電 性 均 有 差 別 ， 因 此 不同 蛋 白 質(zhì) 所 需 中 性 鹽 濃 度 也 有 不 同 ， 只 要 調(diào) 節(jié) 中 性鹽 濃 度 ， 就 可 使 混 合 蛋 白 質(zhì) 溶 液 中 的 幾 種 蛋 白 質(zhì) 分散 沉 淀 析 出 ， 這 種 方 法 稱 為 分 段 鹽 析 。 (2)弱 酸 或 弱 堿 沉 淀 法 (等 電 點 沉 淀 ） 用 弱

60、酸 或 弱 堿 調(diào) 節(jié) 蛋 白 質(zhì) 溶 液 的 pH處于 等 電 點 處 ， 使 蛋 白 質(zhì) 沉 淀 。弱 酸 或 弱 堿 沉 淀 法 機 理 ： 破 壞 蛋 白 質(zhì) 表 面 凈 電 荷 。 酸 酸堿 堿堿 酸溶 液 中 蛋 白 質(zhì) 的 聚 沉 (3)有 機 溶 劑 沉 淀 法 ： 在 蛋 白 質(zhì) 溶 液 中 ， 加 入 能 與 水 互 溶 的有 機 溶 劑 如 乙 醇 、 丙 酮 等 ， 蛋 白 質(zhì) 產(chǎn) 生沉 淀 。有 機 溶 劑 沉 淀 法 的 機 理 ： 破 壞 蛋 白 質(zhì) 的 水 化 膜 。注 意 ： 有 機 溶 液 沉 淀 蛋 白 質(zhì) 通 常 在 低 溫條 件 下 進 行 ， 否 則

61、 有 機 溶 劑 與 水 互 溶 產(chǎn)生 的 溶 解 熱 會 使 蛋 白 質(zhì) 產(chǎn) 生 變 性 。 n定 義 ： 在 強 烈 沉 淀 條 件 下 ， 不 僅 破 壞 了 蛋 白 質(zhì) 膠體 溶 液 的 穩(wěn) 定 性 ， 而 且 也 破 壞 了 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 和性 質(zhì) ， 產(chǎn) 生 的 蛋 白 質(zhì) 沉 淀 不 可 能 再 重 新 溶 解 于 水 。n由 于 沉 淀 過 程 發(fā) 生 了 蛋 白 質(zhì) 的 結(jié) 構(gòu) 和 性 質(zhì) 的 變 化 ，所 以 又 稱 為 變 性 沉 淀 。n如 加 熱 沉 淀 （ 次 級 鍵 ） 、 強 酸 堿 沉 淀 （ 影 響 電荷 ） 、 重 金 屬 鹽 沉 淀 （ Hg2

62、+、 Pb2+ 、 Cu2+、 Ag2+）和 生 物 堿 試 劑 或 某 些 酸 類 沉 淀 等 都 屬 于 不 可 逆 沉淀 。 (1)重 金 屬 鹽 沉 淀 (條 件 ： pH 稍 大 于 pI為 宜 ) 當(dāng) pH 稍 大 于 pI時 ， 蛋 白 質(zhì) 顆 粒 帶 負(fù) 電 荷 這樣 就 容 易 與 重 金 屬 離 子 結(jié) 合 成 不 溶 性 鹽 而 沉淀 。重 金 屬 沉 淀 法 的 機 理 ：重 金 屬 鹽 加 入 之 后 ， 與 帶 負(fù) 電 的 羧 基 結(jié) 合 。 (2)生 物 堿 試 劑 沉 淀 法 （ 條 件 ： pH稍 小 于 pI） 生 物 堿 是 植 物 組 織 中 具 有 顯

63、 著 生 理 作 用 的 一 類含 氮 的 堿 性 物 質(zhì) 。 能 夠 沉 淀 生 物 堿 的 試 劑 稱 為 生 物 堿 試 劑 。 生 物堿 試 劑 一 般 為 弱 酸 性 物 質(zhì) ， 如 單 寧 酸 、 苦 味 酸 、 三氯 乙 酸 等 。 生 物 堿 試 劑 沉 淀 蛋 白 質(zhì) 的 機 理 ： 在 酸 性 條 件 下 ， 蛋 白 質(zhì) 帶 正 電 ， 可 以 與 生 物 堿 試劑 的 酸 根 離 子 結(jié) 合 而 產(chǎn) 生 沉 淀 。 例 如 ： “ 柿 石 癥 ” (3)加 熱 變 性 沉 淀 法 幾 乎 所 有 的 蛋 白 質(zhì) 都 因 加 熱 變 性 而 凝固 。 少 量 鹽 促 進 蛋

64、 白 質(zhì) 加 熱 凝 固 。 當(dāng) 蛋 白 質(zhì) 處 于 等 電 點 時 ， 加 熱 凝 固 最完 全 和 最 迅 速 . 如 ： 煮 雞 蛋 (六 ) 蛋 白 質(zhì) 的 顏 色 反 應(yīng) (自 學(xué) ) 雙 縮 脲 反 應(yīng) 酚 試 劑 反 應(yīng) 蛋 白 質(zhì) 定 量 、 定 性 茚 三 酮 反 應(yīng) 測 定 常 用 方 法 另 外 還 有 ： 蛋 白 黃 色 反 應(yīng) 、 米 倫 氏 反 應(yīng) 、乙 醛 酸 反 應(yīng) 等 。 參 見 p55 雙 縮 尿 在 堿 性 溶 液 中 能 與 硫 酸銅 發(fā) 生 反 應(yīng) ， 產(chǎn) 生 紅 紫 色 絡(luò) 合 物 ，此 反 應(yīng) 稱 為 雙 縮 脲 反 應(yīng) 。 (堿 性 溶 液 )C

65、u2+紅 紫 色 絡(luò) 合 物180 C雙 縮 脲 反 應(yīng) 蛋 白 質(zhì) 在 遠 紫 外光 區(qū) （ 200-230nm）有 較 大 的 吸 收 ， 在280nm有 一 特 征 吸 收峰 ， 可 利 用 這 一 特性 對 蛋 白 質(zhì) 進 行 定性 定 量 鑒 定 。蛋 白 質(zhì) 質(zhì) 量 濃 度 /（ mg/ml） =1.45A1cm - 0.74A1cm280 260測 定 范 圍 ： 0.1 0.5mg/ml (七 ) 蛋 白 質(zhì) 的 含 量 測 定 (自 學(xué) ) 考 馬 斯 亮 藍 染 色 法 、 紫 外 吸 收 法 、 凱 氏 定 氮 法 等參 見 p55-56 1. 蛋 白 質(zhì) 的 分 類 。

66、 蛋 白 質(zhì) 的 功 能2. 蛋 白 質(zhì) 的 組 成 （ 元 素 組 成 、 化 學(xué) 組 成 ） 及 蛋 白 質(zhì) 含 量 的 測 定3. 20種 氨 基 酸 的 結(jié) 構(gòu) 、 分 類 及 名 稱 （ 三 字 縮 寫 符 、 單 字 縮 寫 符 ）4. 氨 基 酸 的 重 要 理 化 性 質(zhì) ： 兩 性 解 離 、 茚 三 酮 顯 色 、 與 2,4-二硝 基 氟 苯 （ DNFB） 反 應(yīng) 、 與 異 硫 氰 酸 苯 酯 （ PITC） 的 反 應(yīng)5. 蛋 白 質(zhì) 的 一 級 結(jié) 構(gòu) ： 肽 、 肽 鍵 、 活 性 多 肽 及 一 級 結(jié) 構(gòu) 的 測 定6. 蛋 白 質(zhì) 的 空 間 結(jié) 構(gòu) ： 二 級 結(jié) 構(gòu) 單 元 （ -螺 旋 、 -折 疊 、 -轉(zhuǎn) 角 、 無 規(guī) 卷 曲 ） 、 三 級 與 四 級 結(jié) 構(gòu) （ 超 二 級 結(jié) 構(gòu) 、 結(jié) 構(gòu) 域 、亞 基 ） 及 結(jié) 構(gòu) 與 功 能 的 關(guān) 系7. 蛋 白 質(zhì) 的 性 質(zhì) ： 大 分 子 性 質(zhì) 、 蛋 白 質(zhì) 分 子 量 的 測 定 （ 離 心 法 、凝 膠 過 濾 法 、 SDS-聚 丙 烯 酰 胺 凝 膠 電 泳 法 ） 、