cp2蛋白質(zhì)學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1cp 2 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)23l可以看出，可以看出， 第一，第一，蛋白體是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)；蛋白體是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)； 第二，第二，生命是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的特殊形式，是生命是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的特殊形式，是蛋白體的存在方式；蛋白體的存在方式； 第三，第三，這種存在方式的本質(zhì)就是蛋白這種存在方式的本質(zhì)就是蛋白體與其外部自然界不斷的新陳代謝。體與其外部自然界不斷的新陳代謝。l現(xiàn)代生物化學(xué)的實(shí)踐完全證實(shí)并發(fā)展了恩格斯的論現(xiàn)代生物化學(xué)的實(shí)踐完全證實(shí)并發(fā)展了恩格斯的論斷斷。41、酶的催化作用、酶的催化作用2、運(yùn)輸功能、運(yùn)輸功能細(xì)胞色素C： 傳遞電子鈉鉀離子泵：運(yùn)輸K+和Na+血紅蛋白：向全身各組織細(xì)胞運(yùn)輸氧血漿脂蛋白：運(yùn)

2、輸各種脂類。運(yùn)鐵蛋白： 運(yùn)輸鐵離子, 每分子運(yùn)鐵蛋白可以結(jié)合兩個(gè)鐵離子清蛋白： 可與多種微溶物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物后有助于微溶物質(zhì)的運(yùn)輸，這些微溶物質(zhì)包括：雌激素，腎上腺素，雄酮，黃體酮，三碘甲腺原氨酸，甲狀腺素，膽紅素，尿酸，抗壞血酸，乙酰膽堿，膽堿酯酶，腺嘌呤核苷，脂肪酸，組胺，金霉素，青霉素蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能53、免疫功能、免疫功能 抗體與抗原4、機(jī)械支持、機(jī)械支持如膠原蛋白、彈性蛋白和角蛋白5、調(diào)節(jié)作用、調(diào)節(jié)作用如：胰島素6、接受和傳遞信息、接受和傳遞信息6l 碳碳 50l 氫氫 7l 氧氧 23l 氮氮 16%l 硫硫 03l 其他其他 微量微量78910l某些蛋白質(zhì)是由兩個(gè)或更多

3、個(gè)某些蛋白質(zhì)是由兩個(gè)或更多個(gè)蛋白質(zhì)亞基蛋白質(zhì)亞基( (多肽鏈多肽鏈) )通過非共價(jià)通過非共價(jià)結(jié)合而成的，稱寡聚蛋白質(zhì)。結(jié)合而成的，稱寡聚蛋白質(zhì)。有些寡聚蛋白質(zhì)的分子量可高有些寡聚蛋白質(zhì)的分子量可高達(dá)數(shù)百萬甚至數(shù)千萬。達(dá)數(shù)百萬甚至數(shù)千萬。111213L-L-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式氨基酸的結(jié)構(gòu)通式14The a-amino carboxylic acids (amino acids) can be of two stereoisomers甘氨酸是唯一一個(gè)沒有不對甘氨酸是唯一一個(gè)沒有不對稱碳原子的氨基酸！稱碳原子的氨基酸！1516人體必需氨基酸有八種：人體必需氨基酸有八種： Met Trp Lys Val

4、 Ile Leu Phe Thr “假假 設(shè)設(shè) 來來 借借 一一 兩兩 本本 書書”17NHHOCOOH4-羥基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH2CHCOOHOHNH25-羥基賴氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基賴氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 18除甘氨酸外，氨基酸除甘氨酸外，氨基酸均含有一個(gè)手性均含有一個(gè)手性a a- -碳原子，因此都具碳原子，因此都具有旋光性有旋光性。比旋光度是氨基酸比旋光度是氨基酸的重要物理常數(shù)之的重要物理常數(shù)之一，是鑒別各種氨一，是鑒別各種氨基酸的重要依據(jù)基酸的重要依據(jù) 甘氨酸是唯一一個(gè)沒有旋光性的氨基甘氨酸是唯

5、一一個(gè)沒有旋光性的氨基酸！酸！19B22 氨基酸的光吸收氨基酸的光吸收酸有吸收光的酸有吸收光的能力能力。2021 OH- OH- RCHCOOH RCHCOO- RCHCOO- H+ H+ NH3+ NH3+ NH2 pH pI B23 B23 兩性解離及等電點(diǎn)兩性解離及等電點(diǎn)22The charge of an amino acid depends on pH 23COO-CHH3N+R-pK1+H+H+COOHCHH3N+RH+H+pK2-COO-CHH2NRPH 1 7 10凈電荷 +1 0 -1 正離子 兩性離子 負(fù)離子 等電點(diǎn)PI24252627l由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)

6、氨基酸由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個(gè)氨基酸(10(10個(gè)以上個(gè)以上) )組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。酸單元稱為氨基酸殘基。2829CCNCCNCCNCCNCC H2C HC H2C H2C H2C O O-O HC O2HC H2C O N H2O HC H3H3N+OOOOHHHHHHHHHSerValTyrAspGlnC H3N-端C-端肽鍵30個(gè)以下，且無特定空間結(jié)構(gòu)者個(gè)以下，且無特定空間結(jié)構(gòu)者稱多肽。稱多肽。313233343536 Glu-Cys-Gly Glu-Cys-Gly SH S S Glu-Cys-Gly

7、37用。用。38CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催產(chǎn)素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加壓素 +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO- +H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO- Met-腦啡肽腦啡肽 Leu-腦啡肽腦啡肽3940NHCOCH2NHCOCHNHCOCH3CHCHOHCH2OHCHHNCNHCHCNHCH2CCOCHNHHOCH2NHNHCHCHCH3CH2CH3COOOOCH2CH2SOOH鵝膏覃堿的化學(xué)結(jié)構(gòu)-Amanitin(鵝膏覃堿)：是來自毒蘑菇Amanita phall

8、oides 二環(huán)八肽，能抑制真核RNA聚合酶，特別是聚合酶II 轉(zhuǎn)錄41D1 D1 依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類4243444546不溶性不溶性(硬蛋白硬蛋白)可溶性可溶性角蛋白角蛋白膠原蛋白膠原蛋白彈性蛋白彈性蛋白肌球蛋白肌球蛋白纖維蛋白原纖維蛋白原47稱為稱為 -角蛋白。角蛋白。48的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。大原纖維微纖維49二聚物原細(xì)絲5051是當(dāng)外力解除后使肽鏈恢復(fù)原是當(dāng)外力解除后使肽鏈恢復(fù)原狀狀(a a螺旋構(gòu)象螺旋構(gòu)象)的重要力量。的重要力量。52很相似很相似(0.65nm周期周期)。絲心蛋。絲心蛋白是典型的反平白是典型的反平行式疊片。行式疊片。53n-5455肌纖維膜微管肌漿腱橫

9、小管5657單體肌動(dòng)蛋白微管蛋白二聚物纖維亞組58度度(tensile strength)，約為，約為20-30kgmm2， 相當(dāng)于相當(dāng)于12號冷拉號冷拉鋼絲的拉力。鋼絲的拉力。59606162636465物關(guān)系愈遠(yuǎn)，則產(chǎn)生抗體所物關(guān)系愈遠(yuǎn)，則產(chǎn)生抗體所需的時(shí)間愈短，抗體反應(yīng)也需的時(shí)間愈短，抗體反應(yīng)也愈強(qiáng)。愈強(qiáng)。6667686970l示例示例71木瓜蛋白酶（組織蛋白酶）木瓜蛋白酶（組織蛋白酶）72蝦紅素7374蛋白質(zhì)分子中氫鍵的形成蛋白質(zhì)分子中氫鍵的形成757677蛋白質(zhì)分子中離子鍵的形成蛋白質(zhì)分子中離子鍵的形成7879808182比較不同生物細(xì)胞色素比較不同生物細(xì)胞色素C C的一級結(jié)構(gòu)可以幫

10、助了解物種間的進(jìn)化關(guān)系，物種間越接近，則細(xì)胞色素的一級結(jié)構(gòu)可以幫助了解物種間的進(jìn)化關(guān)系，物種間越接近，則細(xì)胞色素C C的一級結(jié)構(gòu)越相似。的一級結(jié)構(gòu)越相似。83細(xì)胞色素細(xì)胞色素c c的一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化的關(guān)系的一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化的關(guān)系84角。角。85868788肽鍵平面肽鍵平面由于肽鍵具有部分由于肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，使參雙鍵的性質(zhì)，使參與肽鍵構(gòu)成的六個(gè)與肽鍵構(gòu)成的六個(gè)原子被束縛在同一原子被束縛在同一平面上，這一平面平面上，這一平面稱為稱為肽鍵平面或肽肽鍵平面或肽單元單元。899091929394 9596-折迭包括平行式和反平行式兩種類型折迭包括平行式和反平行式兩種類型979899100-N

11、H氫鍵來維系。氫鍵來維系。101102RNase的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)-螺旋螺旋-折迭折迭-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲103104105二硫鍵二硫鍵等。等。106107108域域, ,有的有多個(gè)，如纖連蛋白含有的有多個(gè)，如纖連蛋白含有有6 6 個(gè)結(jié)構(gòu)域。個(gè)結(jié)構(gòu)域。109110111112113114n維系蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的是維系蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的是氫鍵、氫鍵、鹽鍵、范氏引力、疏水鍵鹽鍵、范氏引力、疏水鍵等非等非共價(jià)鍵。共價(jià)鍵。亞基亞基(subunit)就是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的、就是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的、每條具有每條具有三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。的多肽鏈。115116117118蛋白質(zhì)的一級

12、結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 一級結(jié)構(gòu)指肽鏈中氨基酸的排列順序，它決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能。如核糖核酸酶是一條肽鍵124個(gè)氨基酸殘基，內(nèi)有4個(gè)二硫鍵；牛胰島素兩條肽鍵分別含21和30個(gè)氨基酸殘基，二肽鏈通過兩個(gè)鏈間二硫鍵連接。血紅蛋白是由4條肽鏈組成。細(xì)胞色素C存在于許多動(dòng)植物體內(nèi)，執(zhí)行著相同的功能即：在真核細(xì)胞的生物氧化過程中起傳遞電子作用。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)是指多肽借助氫鍵排列成沿一維方向具有周期性結(jié)構(gòu)的構(gòu)象。119蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指有二級結(jié)構(gòu)的多肽鏈借助各種次級鍵（非共價(jià)鍵）盤繞、折疊成具有特定肽鏈走向的緊密球狀構(gòu)象維持三級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素有：二硫鍵、

13、氫鍵、疏水力、鹽鍵等以及范德華力。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)由兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合成特定構(gòu)象的蛋白質(zhì)分子，又稱為寡聚蛋白，其中每一條多肽鏈稱為亞基，亞基單獨(dú)存在時(shí)無活力性.維持四級結(jié)構(gòu)的主要力量是疏水力，還有范德華力、氫鍵、鹽鍵、二硫鍵等。氨基酸序列決定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定其功能。120121一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)構(gòu)E4. E4. 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能122123124(HbO2)。125126127128COO2換出來。換出來。1292、種屬差異130Section F Character of Protein1311321331

14、34NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)胰蛋白酶胰蛋白酶135NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)糜蛋白酶糜蛋白酶136NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)胃蛋白酶胃蛋白酶137NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)嗜熱菌蛋白酶嗜熱菌蛋白酶138NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1肽鏈水解位點(diǎn)水解位點(diǎn)羧肽酶和氨肽酶羧肽酶和氨肽酶139F2 蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的兩性解離

15、與等電點(diǎn)140極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)電泳電泳( (ElectrophoresisElectrophoresis) )。141蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分進(jìn)行分離純化。離純化。142用透析法將非蛋白的小分子用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。雜質(zhì)除去。143144145屬于不可逆沉淀。屬于不可逆沉淀。146147148l變性蛋白質(zhì)通常都是固體狀態(tài)物質(zhì)，不溶于水變性蛋白質(zhì)通常都是固體狀態(tài)物質(zhì)，不溶于水和其它溶劑，也不可能恢復(fù)原有蛋白質(zhì)所具有的和其它溶劑，也不可能恢復(fù)原有蛋白質(zhì)所具有的性質(zhì)。所以，蛋白質(zhì)的變性通常都伴隨著不可逆性質(zhì)。所以，蛋白質(zhì)的變性通常都伴隨著不可逆沉淀。引起變性

16、的主要因素是熱、紫外光、激烈沉淀。引起變性的主要因素是熱、紫外光、激烈的攪拌以及強(qiáng)酸和強(qiáng)堿等。的攪拌以及強(qiáng)酸和強(qiáng)堿等。l蛋白質(zhì)變性的可逆性：蛋白質(zhì)變性的可逆性：a)蛋白質(zhì)在體外變性后，絕大多數(shù)情況下是不蛋白質(zhì)在體外變性后，絕大多數(shù)情況下是不能復(fù)性的；能復(fù)性的；b)如變性程度淺，蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象未被嚴(yán)重破壞如變性程度淺，蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象未被嚴(yán)重破壞；或者蛋白質(zhì)具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，并經(jīng)特殊處理；或者蛋白質(zhì)具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，并經(jīng)特殊處理則可以復(fù)性。則可以復(fù)性。149150151進(jìn)行定性鑒定。進(jìn)行定性鑒定。152一種或多種糖以共價(jià)鍵連接到肽鏈上的一種或多種糖以共價(jià)鍵連接到肽鏈上的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 糖

17、蛋白和脂蛋白糖蛋白和脂蛋白蛋白質(zhì)含量較多蛋白質(zhì)含量較多，糖所占比例變動(dòng)大，糖所占比例變動(dòng)大，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。表現(xiàn)為蛋白質(zhì)的特性。細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液細(xì)胞膜、溶酶體、細(xì)胞外液153血漿脂蛋白包括：血漿脂蛋白包括：乳糜微粒乳糜微粒(CM)。乳糜微粒。乳糜微粒90是甘油三酯，其余為磷脂、蛋白質(zhì)和膽固醇。乳糜微粒是一種食物來源的脂肪顆粒，主要含外源甘油三脂大約是甘油三酯，其余為磷脂、蛋白質(zhì)和膽固醇。乳糜微粒是一種食物來源的脂肪顆粒，主要含外源甘油三脂大約90，在幾種脂蛋白中顆粒最大，密度最低。，在幾種脂蛋白中顆粒最大，密度最低。 脂蛋白：脂類分子與蛋白質(zhì)結(jié)合成的化合物，其中脂類占有不同的比例，

18、典型的如血漿脂蛋白。 糖蛋白和脂蛋白糖蛋白和脂蛋白154血脂與血漿脂蛋白血脂與血漿脂蛋白(lipoprotein ,(lipoprotein ,LPLP) )血脂血脂 血漿中所含脂類的總稱，主要包括甘油三酯、磷脂、血漿中所含脂類的總稱，主要包括甘油三酯、磷脂、膽固醇、膽固醇酯及游離脂肪酸等。血脂與血漿中的蛋白膽固醇、膽固醇酯及游離脂肪酸等。血脂與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合形成水溶性復(fù)合物質(zhì)結(jié)合形成水溶性復(fù)合物-LPLP形式存在和運(yùn)輸形式存在和運(yùn)輸。按密度大小依次為：按密度大小依次為： 乳糜微粒（乳糜微粒（CMCM）極低密度脂蛋白（極低密度脂蛋白（VLDL) )低密度脂蛋白低密度脂蛋白 ( (LDL)

19、) 高密度脂蛋白高密度脂蛋白 ( (HDL）密密度度血漿脂蛋白的分類血漿脂蛋白的分類顆顆粒粒155蛋白質(zhì)磷脂甘油三酯膽固醇Chylo：乳糜微粒156極低密度脂蛋白極低密度脂蛋白(VLDL)。主要成分是甘油三酯，磷脂和膽固醇含量比乳糜微粒多。主要由肝臟合成，其中內(nèi)源性甘油三脂約占。主要成分是甘油三酯，磷脂和膽固醇含量比乳糜微粒多。主要由肝臟合成，其中內(nèi)源性甘油三脂約占60，顆粒比乳糜微粒小，密度比乳糜微粒略高。與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病有關(guān)。，顆粒比乳糜微粒小，密度比乳糜微粒略高。與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病有關(guān)。 肥胖、高脂血癥、高血壓、糖尿病、吸煙等是動(dòng)脈粥樣硬肥胖、高脂血癥、高血壓、糖尿病、吸煙等是動(dòng)脈粥樣

20、硬化形成的危險(xiǎn)因素化形成的危險(xiǎn)因素!157低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDL)。低密度脂蛋白中膽固醇酯增多，甘油三酯顯著下降。低密度脂蛋白是極低密度脂蛋白降解產(chǎn)物，顆粒比極低密度脂蛋白小，密度比它高，與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病有密切關(guān)系。故也有人把極低密度脂蛋白和低密度脂蛋白稱為致動(dòng)脈粥樣硬化脂蛋白。低密度脂蛋白中膽固醇酯增多，甘油三酯顯著下降。低密度脂蛋白是極低密度脂蛋白降解產(chǎn)物，顆粒比極低密度脂蛋白小，密度比它高，與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病有密切關(guān)系。故也有人把極低密度脂蛋白和低密度脂蛋白稱為致動(dòng)脈粥樣硬化脂蛋白。 158Isolation一般的機(jī)械方法不能破壞細(xì)胞。常用的方法有研磨法、超聲波法、凍融法和酶

21、解法等。超聲細(xì)胞破碎儀 細(xì)胞破碎系統(tǒng) 水溶性蛋白質(zhì)用中性緩沖溶液抽提；酸（堿）性蛋白質(zhì)用稀堿（酸）溶液抽提；脂溶性蛋白質(zhì)用有機(jī)溶劑抽提。再經(jīng)離心或鹽析、等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀等方法制得蛋白質(zhì)粗制品。159G1 G1 鹽析鹽析160半飽和硫酸銨離心球蛋白沉淀血清血清離心飽和硫酸銨白蛋白沉淀161凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可用于沉淀蛋白質(zhì)。丙酮等，均可用于沉淀蛋白質(zhì)。沉淀原理沉淀原理： 脫水作用脫水作用 使水的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)溶解度降低。使水的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)溶解度降低。 G2 有機(jī)溶劑沉淀有機(jī)溶劑沉淀162透析與超濾透析與超濾 透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質(zhì)分開。超濾法是利用高壓力或離心力，強(qiáng)使水和其他小的溶質(zhì)分子通過半透膜，而蛋白質(zhì)留在膜上，可選擇不同孔徑的濾膜截留不同分子量的蛋白質(zhì)。 163不移動(dòng)。不移動(dòng)。164等電聚焦電泳等電聚焦電泳（見清華軟件）聚丙烯酰胺凝膠中的緩