第三節(jié)蛋白質(zhì)ppt

1、 第 三 節(jié) 蛋白質(zhì)Structure and Function of Protein20082008年年，8 8省發(fā)現(xiàn)腎結(jié)石患兒已達省發(fā)現(xiàn)腎結(jié)石患兒已達62446244例例腎結(jié)石腎結(jié)石，都曾，都曾服用服用“三鹿三鹿”牌嬰兒奶粉，死亡牌嬰兒奶粉，死亡1 1例。有超過五萬名嬰例。有超過五萬名嬰兒受到影響兒受到影響 。案例案例1 1：v 三聚氰胺（N6H6)v 為什么要添加三聚氰胺這要從蛋白質(zhì)的元素組成以及蛋白這要從蛋白質(zhì)的元素組成以及蛋白質(zhì)含量檢測標準談起質(zhì)含量檢測標準談起（荒謬的標準：實際檢測奶粉中的蛋白質(zhì)含（荒謬的標準：實際檢測奶粉中的蛋白質(zhì)含量較困難，就來檢測量較困難，就來檢測氮元素的含量

2、氮元素的含量。）。）而蛋白質(zhì)中而蛋白質(zhì)中N N的含量較為穩(wěn)定，約為的含量較為穩(wěn)定，約為16%16%，怎樣讓，怎樣讓“磚家磚家”在檢測時在檢測時認定認定自己的產(chǎn)品含氮量（含蛋自己的產(chǎn)品含氮量（含蛋白質(zhì)多）呢？顯然，白質(zhì)多）呢？顯然，三聚氰胺是最佳選擇！三聚氰胺是最佳選擇！2003安徽阜陽劣質(zhì)奶粉安徽阜陽劣質(zhì)奶粉( (蛋白質(zhì)含量少蛋白質(zhì)含量少) )害死嬰兒害死嬰兒 表現(xiàn)為表現(xiàn)為四肢短四肢短小身體腫大身體腫大由于嚴重缺乏蛋白質(zhì)而造成發(fā)育由于嚴重缺乏蛋白質(zhì)而造成發(fā)育不良和組織水腫不良和組織水腫v由于天天吃蛋白質(zhì)含量極低的奶粉導(dǎo)致發(fā)育不良，身體嚴重浮腫，腦袋大 很顯然缺乏蛋白質(zhì)對小孩子的生長發(fā)育造成很大

3、傷害，蛋白質(zhì)起到很大的作用，那蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)到底起著什么作用呢底起著什么作用呢？想一想想一想:哪些食品富含蛋白質(zhì)哪些食品富含蛋白質(zhì)?主要有：主要有：肉類、魚蝦、蛋類、奶制品、豆制品。肉類、魚蝦、蛋類、奶制品、豆制品。一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸是由許多氨基酸(amino acids)通過肽鍵通過肽鍵(peptide bond)相連形成的高分相連形成的高分子含氮化合物。子含氮化合物。概述概述 蛋白質(zhì)是生物體的基本組成成份。蛋白質(zhì)英文一詞“protein”，是荷蘭化學家Mulder首先使用的，來自于希臘語,意為“第一”和“最重要的”。在機體內(nèi)蛋白質(zhì)的含量很多，約占

4、機體固體成分的45%，它的分布很廣，幾乎所有的器官組織都含蛋白質(zhì)，并且它又與所有的生命活動密切聯(lián)系。 1965年我國第一次用人工方法合成了具有生理活性和蛋白質(zhì)-胰島素。動物的肌肉、皮膚、發(fā)、毛、蹄、角、指動物的肌肉、皮膚、發(fā)、毛、蹄、角、指甲、蠶絲、乳汁的主要成分甲、蠶絲、乳汁的主要成分植物的種子（大豆、花生、小麥、稻谷）也含有植物的種子（大豆、花生、小麥、稻谷）也含有酶、激素、血液、病毒、抗體、細菌都是蛋白質(zhì)酶、激素、血液、病毒、抗體、細菌都是蛋白質(zhì)存在存在二、蛋白質(zhì)的生物學重要性1. 蛋白質(zhì)是生物蛋白質(zhì)是生物 體重要組成成分體重要組成成分分布廣：分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；所有器官

5、、組織都含有蛋白質(zhì)；細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：含量高：蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人體干重的分子，占人體干重的45，某些組織含量更，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達高，例如脾、肺及橫紋肌等高達80。概述概述2. 蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能(1)催化作用：催化作用：細胞內(nèi)的細胞內(nèi)的化學反應(yīng)離不開酶化學反應(yīng)離不開酶的催化。的催化。絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)。概述概述(2)、結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白：許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細：許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)重要物質(zhì)。如

6、如羽毛、羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋肌肉、頭發(fā)、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)白質(zhì)。（3）、）、運輸作用：運輸作用：有有些蛋白質(zhì)具有運輸載體些蛋白質(zhì)具有運輸載體的功能。如的功能。如血紅蛋白、血紅蛋白、載體蛋白載體蛋白。血紅蛋白血紅蛋白 （4）免疫作用：免疫作用： 抗體抗體（5）調(diào)節(jié)生命調(diào)節(jié)生命活動：活動：有些蛋白有些蛋白質(zhì)起信息傳遞的質(zhì)起信息傳遞的作用，能夠調(diào)節(jié)作用，能夠調(diào)節(jié)機體的生命活動，機體的生命活動，如如胰島素、生長胰島素、生長激素激素。圖中央淺色區(qū)域的部分圖中央淺色區(qū)域的部分細胞分泌胰島素細胞分泌胰島素蛋白質(zhì)的分子組成The Molecular Component of Prote

7、in 組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N和S。有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質(zhì)還含有碘 。 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16。 由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：樣品中蛋白質(zhì)中：樣品中蛋白質(zhì)中： 1克氮克氮6.25克蛋白質(zhì)克蛋白質(zhì)1/16% 蛋白質(zhì)元素組成的特點組成蛋白質(zhì)的基本單位存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬 L-氨基酸（甘氨酸除外）。一、氨基酸一、氨基酸 (amino acid, aa /AA)氨基酸氨

8、基酸標準氨基酸標準氨基酸 標準氨基酸通式標準氨基酸通式手性碳原子手性碳原子H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H氨基酸氨基酸1. 1.均為均為- -氨基酸，其中脯氨酸為亞氨酸；氨基酸，其中脯氨酸為亞氨酸；2. 2.均為均為L-L-構(gòu)型（甘氨酸例外）；構(gòu)型（甘氨酸例外）；3. 3.區(qū)別在于區(qū)別在于R R基團的不同?；鶊F的不同。標準氨基酸的共同結(jié)構(gòu)特點標準氨基酸的共同結(jié)構(gòu)特點 非極性脂肪族氨基酸非極性脂肪族氨基酸極性中性氨基酸極性中性氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸堿性氨基酸（一）氨基酸的分類（一）氨基酸的分類* * 20

9、 20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下: :氨基酸氨基酸( (一一) )側(cè)鏈含烴鏈的氨基酸屬于非極性脂肪族氨基酸側(cè)鏈含烴鏈的氨基酸屬于非極性脂肪族氨基酸( (二二) )側(cè)鏈有極性但不帶電荷的氨基酸是極性中性氨基酸側(cè)鏈有極性但不帶電荷的氨基酸是極性中性氨基酸( (三三) )側(cè)鏈含芳香基團的氨基酸是芳香族氨基酸側(cè)鏈含芳香基團的氨基酸是芳香族氨基酸TrpTyr( (四四) )側(cè)鏈含負性解離基團的氨基酸是酸性氨基酸側(cè)鏈含負性解離基團的氨基酸是酸性氨基酸( (五五) )側(cè)鏈含正性解離基團的氨基酸屬于堿性氨基酸側(cè)鏈含正性解離基團的氨基酸屬于堿性氨基酸幾種特殊氨基

10、酸幾種特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亞氨基酸）（亞氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2氨基酸氨基酸-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3 半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3氨基酸氨基酸（二）氨基酸的理化性質(zhì)（二）氨基酸的理化性質(zhì)1. 1. 兩性解離及等電點兩性解離及等電點氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離

11、程度取決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。于所處溶液的酸堿度。 等電點等電點(isoelectric point, pI) 在某一在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的中性。此時溶液的pH值值稱為該氨基酸的稱為該氨基酸的等電點等電點。氨基酸氨基酸pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI+H+OH-+H+pHpI兼性離子兼性離子 陽離子陽離子陰離子陰離子NH2COOHPNH2COOHNH3+COO-3-PNH+COONH2COO-R2

12、-PNHCOORCOOHNH3+PCOOHNH3+（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬至萬至100萬之巨，其分子的直徑可達萬之巨，其分子的直徑可達1100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。，為膠粒范圍之內(nèi)。 蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷顆粒表面電荷水化膜水化膜蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)水化膜水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒不穩(wěn)定的蛋白

13、質(zhì)顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚溶液中蛋白質(zhì)的聚沉沉蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)思考題：思考題：日常生活中常見的殺菌消毒的方法有哪些？日常生活中常見的殺菌消毒的方法有哪些？高錳酸鉀、雙氧水、過氧化鈉、臭氧、高錳酸鉀、雙氧水、過氧化鈉、臭氧、 84消毒液、消毒液、酒精、碘酒、乙酸、紫外線、高溫蒸煮等等酒精、碘酒、乙酸、紫外線、高溫蒸煮等等（三）蛋白質(zhì)的變性（三）蛋白質(zhì)的變性 蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學因素作用下，其特定的在某些物理和化學因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)

14、變成無空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。物活性的喪失。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 造成變性的因素造成變性的因素如如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等重金屬離子及生物堿試劑等 。 變性的本質(zhì)變性的本質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 變性后變性后溶解度降低，粘度增加，結(jié)晶能力消失，溶解度降低，粘度增加，結(jié)晶能力消失，生物活性喪失，易被蛋白酶水解生物活性喪失，易被蛋白酶水解 。 破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的破壞非共價鍵和二硫鍵，

15、不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。一級結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅臨床醫(yī)學上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。菌。雞蛋、肉類等經(jīng)加溫后蛋白質(zhì)變性，熟后更雞蛋、肉類等經(jīng)加溫后蛋白質(zhì)變性，熟后更 易消化。易消化。此外此外, , 防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)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。低溫預(yù)防變性。制劑（如疫苗等）的必要條件。低溫預(yù)防變性。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素若蛋白質(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)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，稱為象和功能，稱為復(fù)

16、性復(fù)性(renaturation) 。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（四）（四） 蛋白質(zhì)鹽析蛋白質(zhì)鹽析蛋白質(zhì)溶液中加濃的無機鹽溶液如Na2SO4、(NH4)2SO4等,可使蛋白質(zhì)的溶解度減小, 而從溶液中析出。 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 鹽析是一個可逆的過程，故不影響蛋白質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用：應(yīng)用：利用多次鹽析的方法分離、提純蛋白質(zhì)。（五）蛋白質(zhì)的紫外吸收（五）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由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸酪氨酸和色氨酸和色氨酸，因此在因此在280nm280nm波長處有特征性吸收波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的峰。蛋白質(zhì)的ODOD280280與其濃度呈正比關(guān)

17、系，因此與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定?？勺鞯鞍踪|(zhì)定量測定。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)消光系數(shù)消光系數(shù)()波長(nm) 氨基酸的紫外吸收光譜氨基酸的紫外吸收光譜波長波長（六）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)（六）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)(ninhydrin reaction)(ninhydrin reaction) 蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。茚三酮反應(yīng)。 雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)(biuret reaction)(biuret reaction) 蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸

18、銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反應(yīng)稱為熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反應(yīng)稱為雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)，雙縮脲，雙縮脲反應(yīng)可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。反應(yīng)可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)3 3、黃蛋白反應(yīng)、黃蛋白反應(yīng) 如某些蛋白質(zhì)跟濃硝酸作用會產(chǎn)生黃色，稱“黃蛋白反應(yīng)” 用于區(qū)別合成纖維與蛋白質(zhì)(如真絲、蠶絲、純毛、毛線等)（七）（七）燃燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味燃燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味歸納：歸納：檢驗蛋白質(zhì)的方法 (1)燃燒；(2)顏色反應(yīng)。 鑒別織物成分是蠶絲還是鑒別織物成分是蠶絲還是“人造絲人造絲”，在，在如下各方法中正確的是如下各方法中正確的是( )滴加濃滴加濃HNO3, 滴加濃硫酸滴加濃硫

19、酸, 滴加酒精滴加酒精, 灼燒灼燒 A. B. C. D. 蛋白質(zhì)的用途蛋白質(zhì)的用途蛋白質(zhì)是人類必須的營養(yǎng)物質(zhì)作為紡織原料；制造皮革制粘膠劑、膠卷和照相紙作為藥材(阿膠)和其他食品制造紐扣、梳子等生活用品 概念：具有催化特性的特殊的蛋白質(zhì)概念：具有催化特性的特殊的蛋白質(zhì) 性質(zhì)：具有蛋白質(zhì)的通性（鹽析、變性、顏色反應(yīng)）性質(zhì)：具有蛋白質(zhì)的通性（鹽析、變性、顏色反應(yīng)） 問題問題1、唾液淀粉酶消化淀粉，胃蛋白酶只能消化蛋唾液淀粉酶消化淀粉，胃蛋白酶只能消化蛋 白質(zhì)。這是酶的什么性質(zhì)的體現(xiàn)？白質(zhì)。這是酶的什么性質(zhì)的體現(xiàn)？專一性專一性問題問題2、酶催化最適宜溫度為酶催化最適宜溫度為30 50 ， 說明說明

20、 酶催化反應(yīng)的又一特點是什么？酶催化反應(yīng)的又一特點是什么？條件溫和條件溫和酶酶酶催化作用的特點酶催化作用的特點（1）條件溫和、不需加熱。條件溫和、不需加熱。 （2）具有高度專一性。具有高度專一性。 （3）具有高效催化作用。具有高效催化作用。應(yīng)用：應(yīng)用： 淀粉酶淀粉酶: : 食品、發(fā)酵、紡織、制藥食品、發(fā)酵、紡織、制藥等；等； 蛋白酶蛋白酶 : : 醫(yī)藥、制革等醫(yī)藥、制革等 脂肪酶脂肪酶 : :脂肪水解、羊毛脫脂等脂肪水解、羊毛脫脂等 其它：疾病的診斷、加酶洗衣粉等其它：疾病的診斷、加酶洗衣粉等三、生活中的蛋白質(zhì)三、生活中的蛋白質(zhì)1.1.動物蛋白動物蛋白2.2.植物蛋白植物蛋白黑黑大大豆豆植植物物蛋蛋白白粉粉SARS病毒的電子圖片病毒的電子圖片v 非典型性肺炎的兇手非典型性肺炎的兇手冠狀冠狀病毒，究竟有多可怕？其實，病毒，究竟有多可怕？其實，冠狀冠狀病毒是引起人類上呼吸病毒是引起人類上呼吸道感染的常見病原之一，可道感染的常見病原之一，可引起成人的普通感冒，占成引起成人的普通感冒，占成人呼吸道感染的人呼吸道感染的10%-24%，主要發(fā)生在冬季和，主要發(fā)生在冬季和春季。春季。禽流感病毒禽流感病毒禽流感病毒正在侵蝕健康的肌體禽流感病毒正在侵蝕健康的肌體 (藍色的為禽流感病毒藍色的為禽流感病毒)問題討論：問題討論：1、夏天沾有汗