蛋白質(zhì)化學(xué)之三結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

1、1.4 1.4 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1.5 1.5 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1.6 1.6 蛋白質(zhì)的分離、純化與測(cè)定蛋白質(zhì)的分離、純化與測(cè)定1.4 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ) RNase是由是由124氨基酸殘基組成的單肽鏈，分子中氨基酸殘基組成的單肽鏈，分子中8個(gè)個(gè)Cys的的-SH構(gòu)成構(gòu)成4對(duì)二硫鍵對(duì)二硫鍵，形成具有一定空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)分子。，形成具有一定空間構(gòu)象的蛋白質(zhì)分子。在蛋白質(zhì)變性劑（如在蛋白質(zhì)變性劑（如8mol/L的尿素）和一些還原劑（如巰基的尿素）和一些還原劑（如巰基乙醇）存在

2、下，酶分子中的二硫鍵全部被還原，酶的空間結(jié)乙醇）存在下，酶分子中的二硫鍵全部被還原，酶的空間結(jié)構(gòu)破壞，肽鏈完全伸展，酶的催化活性完全喪失。當(dāng)用構(gòu)破壞，肽鏈完全伸展，酶的催化活性完全喪失。當(dāng)用透析透析的方法除去變性劑和巰基乙醇后，發(fā)現(xiàn)酶大部分活性恢復(fù)，的方法除去變性劑和巰基乙醇后，發(fā)現(xiàn)酶大部分活性恢復(fù)，所有的二硫鍵準(zhǔn)確無(wú)誤地恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。若用其他的方法改所有的二硫鍵準(zhǔn)確無(wú)誤地恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。若用其他的方法改變分子中二硫鍵的配對(duì)方式，酶完全喪失活性。這個(gè)變分子中二硫鍵的配對(duì)方式，酶完全喪失活性。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表實(shí)驗(yàn)表明，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定它的空間結(jié)構(gòu)，而特定的空間結(jié)明，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定它的空間結(jié)構(gòu)，

3、而特定的空間結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)具有生物活性的保證。構(gòu)是蛋白質(zhì)具有生物活性的保證。如下圖：如下圖：2. 2. 前體與活性蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的關(guān)系前體與活性蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的關(guān)系 由由108個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的前胰島素原前胰島素原(pre-proinsulin），），在合成的時(shí)候完全沒(méi)有活性，當(dāng)切去在合成的時(shí)候完全沒(méi)有活性，當(dāng)切去N-端端的的24個(gè)氨基酸信號(hào)個(gè)氨基酸信號(hào)肽，形成肽，形成84個(gè)氨基酸的個(gè)氨基酸的胰島素原胰島素原（proinsulin），胰島素原也），胰島素原也沒(méi)活性，在包裝分泌時(shí)，沒(méi)活性，在包裝分泌時(shí)，A、B鏈之間的鏈之間的33個(gè)氨基酸殘基被切個(gè)氨基酸殘基被切除，才形成具有活性的

4、胰島素。除，才形成具有活性的胰島素。如圖所示如圖所示:胰島素：胰島素：AB兩條鏈構(gòu)成，兩條鏈構(gòu)成，A鏈含鏈含21個(gè)氨基酸殘基，個(gè)氨基酸殘基，B鏈含鏈含30個(gè)氨基酸殘基，鏈間有兩對(duì)二硫鍵，個(gè)氨基酸殘基，鏈間有兩對(duì)二硫鍵，A鏈上有一對(duì)二硫鍵。鏈上有一對(duì)二硫鍵。3.同源蛋白質(zhì)有順序同源性：同源蛋白質(zhì)有順序同源性：比較不同來(lái)源的細(xì)胞色素比較不同來(lái)源的細(xì)胞色素C C發(fā)現(xiàn)，與功能密切相關(guān)的氨基酸殘基是高度保發(fā)現(xiàn)，與功能密切相關(guān)的氨基酸殘基是高度保守的，這說(shuō)明守的，這說(shuō)明不同種屬具有同一功能的蛋白質(zhì)不同種屬具有同一功能的蛋白質(zhì)，在進(jìn)化上來(lái)自相同的祖先，在進(jìn)化上來(lái)自相同的祖先，但存在種屬差異。不同種屬間的同源

5、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上相對(duì)應(yīng)的氨基酸差別但存在種屬差異。不同種屬間的同源蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)上相對(duì)應(yīng)的氨基酸差別越大，其親緣關(guān)系愈遠(yuǎn)，反之，其親緣關(guān)系愈近。越大，其親緣關(guān)系愈遠(yuǎn)，反之，其親緣關(guān)系愈近。血紅蛋白的亞基與肌紅蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)中的保守氨基酸殘基血紅蛋白的亞基與肌紅蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)中的保守氨基酸殘基 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與分子病蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與分子?。? 1）分子?。┓肿硬≈傅鞍踪|(zhì)分子中由于指蛋白質(zhì)分子中由于AAAA排列順序與正常蛋白質(zhì)排列順序與正常蛋白質(zhì)不同而發(fā)生的一種遺傳病不同而發(fā)生的一種遺傳病( (基因突變?cè)斐傻幕蛲蛔冊(cè)斐傻? )。鐮刀狀細(xì)胞貧血?。虹牭稜罴?xì)胞貧血?。翰∪梭w內(nèi)病人體內(nèi)血紅蛋白血紅蛋白

6、的含量乃至紅細(xì)的含量乃至紅細(xì)胞的量都較正常人少，且紅細(xì)胞的形狀為新月形，即胞的量都較正常人少，且紅細(xì)胞的形狀為新月形，即鐮鐮刀狀刀狀。此種細(xì)胞壁薄，而且脆性大，極易漲破而發(fā)生溶。此種細(xì)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(xì)胞粘滯加大，易栓塞血管；由血；再者，發(fā)生鐮變的細(xì)胞粘滯加大，易栓塞血管；由于流速較慢，輸氧機(jī)能降低，使臟器官供血出現(xiàn)障礙，于流速較慢，輸氧機(jī)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。從而引起頭昏、胸悶而導(dǎo)致死亡。病因：血紅蛋白病因：血紅蛋白AAAA順序的細(xì)微變化順序的細(xì)微變化 正常人正常人HbAHbA N6N6GluGlu 病人病人 Hb

7、SHbS N6N6ValVal蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一定的結(jié)構(gòu)一定的結(jié)構(gòu)執(zhí)行執(zhí)行一定的功能一定的功能。 功能不同的蛋白質(zhì)總是有著不同的序列；功能不同的蛋白質(zhì)總是有著不同的序列； 種屬來(lái)源不同而功能相同的蛋白質(zhì)的一級(jí)種屬來(lái)源不同而功能相同的蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，可能有某些差異，但與結(jié)構(gòu)，可能有某些差異，但與功能相關(guān)的功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)也總是相同結(jié)構(gòu)也總是相同。 若一級(jí)結(jié)構(gòu)變化，蛋白質(zhì)的功能可能發(fā)生若一級(jí)結(jié)構(gòu)變化，蛋白質(zhì)的功能可能發(fā)生很大的變化。很大的變化。 二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 （一）肌紅蛋白（一）肌紅蛋白（MusclglobinMb）與血紅蛋白）與血紅蛋白(HemoglobinHb)的結(jié)構(gòu)與功能：的

8、結(jié)構(gòu)與功能：3.3.肌肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（1）肌紅蛋白的功能：哺乳動(dòng)物肌肉中）肌紅蛋白的功能：哺乳動(dòng)物肌肉中儲(chǔ)存氧并運(yùn)輸儲(chǔ)存氧并運(yùn)輸氧的蛋白。氧的蛋白。（2）肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：）肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1963年，年，Kendrew a.一條多肽鏈一條多肽鏈，153個(gè)氨基酸殘基個(gè)氨基酸殘基(一個(gè)血紅素輔基，一個(gè)血紅素輔基，17600)。b.肌肌紅蛋白的整個(gè)分子具有外圓中空的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，肽鏈共折紅蛋白的整個(gè)分子具有外圓中空的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，肽鏈共折疊成疊成8段較直的段較直的 -螺旋體（螺旋體（A-H），最長(zhǎng)的有），最長(zhǎng)的有23個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸殘基，殘基，最短的有最短的有7個(gè)氨基酸

9、個(gè)氨基酸殘基。拐彎處多由殘基。拐彎處多由Pro、Ser、Ile、Thr等等組成。組成。c.具有具有極極性側(cè)鏈的氨基酸殘基分布于分子表面，而帶非極性側(cè)性側(cè)鏈的氨基酸殘基分布于分子表面，而帶非極性側(cè)鏈的氨基酸殘基多分布于分子內(nèi)部，使鏈的氨基酸殘基多分布于分子內(nèi)部，使肌紅蛋白成為肌紅蛋白成為可溶可溶性性蛋白。蛋白。肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)血紅素血紅素（鐵卟啉（鐵卟啉 ）輔基的結(jié)構(gòu)及其氧合部位輔基的結(jié)構(gòu)及其氧合部位9393煤氣中毒的機(jī)制煤氣中毒的機(jī)制 一氧化碳（一氧化碳（CO）也能與血紅素）也能與血紅素Fe原子結(jié)原子結(jié)合。由于合。由于CO與血紅素的結(jié)合能力是與血紅素的結(jié)合能力是O2的的2500倍倍

10、。 人體吸入少量的人體吸入少量的CO即可完全抑制肌紅蛋即可完全抑制肌紅蛋白或血紅蛋白與白或血紅蛋白與O2的結(jié)合，從而造成缺的結(jié)合，從而造成缺氧死亡。氧死亡。 急救方法是盡快將病人轉(zhuǎn)移到富含急救方法是盡快將病人轉(zhuǎn)移到富含O2的的環(huán)境中（如新鮮空氣、純氧氣或高壓氧環(huán)境中（如新鮮空氣、純氧氣或高壓氧氣），使與血紅素結(jié)合的氣），使與血紅素結(jié)合的CO被被O2置換出置換出來(lái)。來(lái)。 肌紅蛋白的氧合曲線肌紅蛋白的氧合曲線3.血紅蛋白血紅蛋白Hb的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能（1）血紅蛋白的功能：）血紅蛋白的功能：存在動(dòng)物血液的紅細(xì)胞中，存在動(dòng)物血液的紅細(xì)胞中，具有運(yùn)輸具有運(yùn)輸O2和和CO2的功能；血紅蛋白還能和的功

11、能；血紅蛋白還能和H+結(jié)結(jié)合，從而可以維持體內(nèi)合，從而可以維持體內(nèi)pH.（2）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：a.是四個(gè)亞基的寡聚蛋白，是四個(gè)亞基的寡聚蛋白，574個(gè)個(gè)AA殘基殘基(65000)b.成人的血紅蛋白為成人的血紅蛋白為 2 2（HbA-96%）、）、 2 2（HbA2-2%）胎兒的血紅蛋白為胎兒的血紅蛋白為 2 2（HbF）c. 鏈由鏈由141AA殘基組成，殘基組成， 鏈由鏈由146AA殘基組成。殘基組成。四種肽鏈的三級(jí)結(jié)構(gòu)與肌紅蛋白相似，各自內(nèi)部有四種肽鏈的三級(jí)結(jié)構(gòu)與肌紅蛋白相似，各自內(nèi)部有一個(gè)血紅素輔基。一個(gè)血紅素輔基。 Hb由由4條肽鏈條肽鏈組成：組成：2、2，功能

12、是運(yùn)載，功能是運(yùn)載O2。在去氧在去氧Hb亞基中有下列幾對(duì)離子鍵：亞基中有下列幾對(duì)離子鍵： 由于血紅蛋白由于血紅蛋白亞基亞基之間存在大量離子鍵，使其構(gòu)象之間存在大量離子鍵，使其構(gòu)象呈呈緊張態(tài)緊張態(tài)(Ttensestate)，對(duì)氧的親和力很低，第一個(gè)亞基與，對(duì)氧的親和力很低，第一個(gè)亞基與O2結(jié)合時(shí)，離子鍵的破壞較難，所需要的能量較多。結(jié)合時(shí)，離子鍵的破壞較難，所需要的能量較多。當(dāng)血紅蛋白的一個(gè)亞基結(jié)合氧之后引起它的構(gòu)象當(dāng)血紅蛋白的一個(gè)亞基結(jié)合氧之后引起它的構(gòu)象從緊張從緊張態(tài)變成松弛態(tài)態(tài)變成松弛態(tài)(Rrelaxedstate)，其它的離子鍵也依次破壞，其它的離子鍵也依次破壞，此時(shí)破壞離子鍵所需要的能

13、量也少，構(gòu)象的變化導(dǎo)致血紅此時(shí)破壞離子鍵所需要的能量也少，構(gòu)象的變化導(dǎo)致血紅蛋白對(duì)氧的親和力大大增強(qiáng)，因此第四個(gè)亞基結(jié)合氧的能蛋白對(duì)氧的親和力大大增強(qiáng)，因此第四個(gè)亞基結(jié)合氧的能力比第一個(gè)大幾百倍。力比第一個(gè)大幾百倍。氧合引起血紅蛋白的構(gòu)象變化氧合引起血紅蛋白的構(gòu)象變化 別構(gòu)蛋白別構(gòu)蛋白：蛋白質(zhì)分子中不止有：蛋白質(zhì)分子中不止有一個(gè)配基一個(gè)配基的結(jié)的結(jié) 合部位合部位（活性部位），（活性部位），還有別的配還有別的配基的結(jié)合部位基的結(jié)合部位（別構(gòu)部位）（別構(gòu)部位）。別構(gòu)。別構(gòu)蛋白都有蛋白都有別構(gòu)效應(yīng)。別構(gòu)效應(yīng)。A. A. 幾個(gè)概念幾個(gè)概念別構(gòu)效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)：蛋白質(zhì)與配基結(jié)合后改變蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)與配基結(jié)合

14、后改變蛋白質(zhì)的 構(gòu)象，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的生物活性構(gòu)象，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的生物活性 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。血紅蛋白是一個(gè)血紅蛋白是一個(gè)別構(gòu)蛋白別構(gòu)蛋白別構(gòu)蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)別構(gòu)蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)都是寡聚蛋白質(zhì)，有都是寡聚蛋白質(zhì)，有四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu). .分子中每個(gè)亞基上都有分子中每個(gè)亞基上都有活性部位活性部位，或者還有別，或者還有別 構(gòu)部位；某些蛋白質(zhì)的活性部位和別構(gòu)部位分構(gòu)部位；某些蛋白質(zhì)的活性部位和別構(gòu)部位分屬不同的亞基。屬不同的亞基。不同亞基各部位之間存在相互作用，部位之間不同亞基各部位之間存在相互作用，部位之間的影響是通過(guò)構(gòu)象變化傳遞的的影響是通過(guò)構(gòu)象變化傳遞的. . 同種效應(yīng)同種效應(yīng)不同亞基之間發(fā)生作用的

15、部位是相同的，不同亞基之間發(fā)生作用的部位是相同的，如都是活性部位，則產(chǎn)生如都是活性部位，則產(chǎn)生同種效應(yīng)同種效應(yīng). . 同種效應(yīng)同種效應(yīng) （homotropic effecthomotropic effect）正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng)S S形曲線形曲線類似雙曲線類似雙曲線（血紅蛋白）（血紅蛋白）上述上述Hb與與O2結(jié)合后，結(jié)合后，Hb的構(gòu)象發(fā)生變化，這類變化的構(gòu)象發(fā)生變化，這類變化稱為稱為變構(gòu)效應(yīng)，變構(gòu)效應(yīng)，即通過(guò)構(gòu)象變化影響蛋白質(zhì)的功能。像即通過(guò)構(gòu)象變化影響蛋白質(zhì)的功能。像血紅蛋白這種具有變構(gòu)效應(yīng)的蛋白質(zhì)稱為血紅蛋白這種具有變構(gòu)效應(yīng)的蛋白質(zhì)稱為變構(gòu)蛋白變構(gòu)蛋白（alloster

16、icprotein）。血紅蛋白的這種變構(gòu)效應(yīng)）。血紅蛋白的這種變構(gòu)效應(yīng)能更有能更有效地行使其運(yùn)氧的生物學(xué)功能。效地行使其運(yùn)氧的生物學(xué)功能。（接血液運(yùn)輸課件）（接血液運(yùn)輸課件）血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)使其有利于氧的運(yùn)輸血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)使其有利于氧的運(yùn)輸二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（BPG）結(jié)合于四個(gè)亞基的中央空穴處）結(jié)合于四個(gè)亞基的中央空穴處二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸（BPG）：BPGBPG降低血紅蛋白親氧能力的重要生理意義：降低血紅蛋白親氧能力的重要生理意義： vBPG是紅細(xì)胞中存在的糖代謝中間產(chǎn)物。是紅細(xì)胞中存在的糖代謝中間產(chǎn)物。v當(dāng)血液流經(jīng)當(dāng)血液流經(jīng)O2分壓較低分壓較低的組織時(shí)，的組織時(shí)，紅細(xì)胞中

17、的紅細(xì)胞中的BPG可促進(jìn)氧合血紅蛋白釋放氧，以滿足組織對(duì)可促進(jìn)氧合血紅蛋白釋放氧，以滿足組織對(duì)O2需要。需要。vBPG濃度越大，濃度越大，O2的釋放量越多。的釋放量越多。紅細(xì)胞中紅細(xì)胞中DPG濃濃度的變化是調(diào)節(jié)血紅蛋白對(duì)氧親和力的重要因素。度的變化是調(diào)節(jié)血紅蛋白對(duì)氧親和力的重要因素。實(shí)例：實(shí)例：在高山上；肺氣腫病人；儲(chǔ)藏血液。在高山上；肺氣腫病人；儲(chǔ)藏血液。p266BPG和和O2對(duì)血紅對(duì)血紅蛋白的結(jié)合蛋白的結(jié)合是排斥的是排斥的1.01.0 0.50.5PoPo2 2Y Y有有DPGDPG二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（BPG）降低血紅蛋白對(duì)氧的親和力）降低血紅蛋白對(duì)氧的親和力H H+ +、COCO

18、2 2和和BPG BPG 對(duì)血紅蛋白結(jié)合氧的影響對(duì)血紅蛋白結(jié)合氧的影響 氧親和力：氧親和力：指血紅蛋白對(duì)于氧的結(jié)合牢固程度，表示為指血紅蛋白對(duì)于氧的結(jié)合牢固程度，表示為PO（P50）。（在一定氧分壓下，氧親和力越高，即氧結(jié)合越牢固。（在一定氧分壓下，氧親和力越高，即氧結(jié)合越牢固。相反，氧親和力越低，組織就能得到更多的氧供應(yīng)）相反，氧親和力越低，組織就能得到更多的氧供應(yīng)） p263p263H H+ +、COCO2 2的影響的影響19141914年，年，C.BohrC.Bohr發(fā)現(xiàn)，高濃度的發(fā)現(xiàn)，高濃度的H H+ +和和COCO2 2促使氧合血紅蛋白分子釋放促使氧合血紅蛋白分子釋放O O2 2，而

19、，而高濃度的高濃度的O O2 2促使脫氧血紅蛋白分子釋放促使脫氧血紅蛋白分子釋放H H+ +和和COCO2 2。血紅蛋白對(duì)血紅蛋白對(duì)O O2 2、 H H+ +和和COCO2 2結(jié)合的這結(jié)合的這種相互關(guān)系叫種相互關(guān)系叫波耳效應(yīng)波耳效應(yīng)p263p263HbOHbO2 2 +H +H+ + +CO +CO2 2肌肉肌肉pH7.2pH7.2肺泡肺泡pH7.6pH7.6HbHbH H+ +COCO2 2+ O+ O2 2波耳效應(yīng)的生理意義波耳效應(yīng)的生理意義波爾（波爾（Bohr）效應(yīng)有利于血紅蛋白對(duì)氧的運(yùn)輸）效應(yīng)有利于血紅蛋白對(duì)氧的運(yùn)輸胎兒血紅蛋白的氧合能力大于胎兒血紅蛋白的氧合能力大于HbAHbA 胎

20、兒血紅蛋白（胎兒血紅蛋白（HbF）為）為 2 2，而成人血紅蛋白，而成人血紅蛋白(HbA)為為 2 2， 與與 的區(qū)別為：的區(qū)別為： 143His, 143Ser，(DPG與與 亞基的結(jié)合部位：亞基的結(jié)合部位：Val1- -NH3+Lys82- -NH3+His143-咪唑基咪唑基) 143Ser，使，使HbF與與BPG的結(jié)合能力減弱，因而增的結(jié)合能力減弱，因而增加了加了HbF對(duì)氧的親和力。其意義在于胎兒血液流經(jīng)對(duì)氧的親和力。其意義在于胎兒血液流經(jīng)胎盤時(shí)胎盤時(shí)HbF可以從母體可以從母體HbA獲得獲得O2。由于基因水平的突變導(dǎo)致的血紅蛋白的分子病由于基因水平的突變導(dǎo)致的血紅蛋白的分子病要明白地中

21、海貧血，需要知道一些關(guān)于正常血液和貧血的知識(shí)要明白地中海貧血，需要知道一些關(guān)于正常血液和貧血的知識(shí) 。 血液由紅血球、白血球、血液由紅血球、白血球、 血小板和血漿所組成的。血小板和血漿所組成的。每一粒紅血球細(xì)胞只有四個(gè)月的生命期，然后它會(huì)漸漸分解。新的紅血每一粒紅血球細(xì)胞只有四個(gè)月的生命期，然后它會(huì)漸漸分解。新的紅血球是由骨髓中不斷地制造出來(lái)。這樣的新舊紅血球交替非常頻密，所以球是由骨髓中不斷地制造出來(lái)。這樣的新舊紅血球交替非常頻密，所以捐血而不影響我們的健康捐血而不影響我們的健康 。 血液因紅血球中含有血液因紅血球中含有血紅蛋白血紅蛋白。它能把氧氣從肺部送至身體各部份需要。它能把氧氣從肺部送

22、至身體各部份需要氧氣的組織。氧氣的組織。 血紅蛋白含有大量鐵質(zhì)。當(dāng)紅血球分解后，這些鐵質(zhì)便血紅蛋白含有大量鐵質(zhì)。當(dāng)紅血球分解后，這些鐵質(zhì)便會(huì)用來(lái)制造新的血紅蛋白。每日身體都會(huì)流失一定份量的鐵質(zhì)，這些可會(huì)用來(lái)制造新的血紅蛋白。每日身體都會(huì)流失一定份量的鐵質(zhì)，這些可由食物中得到適當(dāng)補(bǔ)充由食物中得到適當(dāng)補(bǔ)充 。當(dāng)血液中的血紅蛋白不足時(shí)當(dāng)血液中的血紅蛋白不足時(shí) - - 貧血。貧血有很多種類。最普遍貧血就貧血。貧血有很多種類。最普遍貧血就是缺乏鐵質(zhì)的貧血。其主因是由于人體得不到足夠的鐵質(zhì)來(lái)制造血紅蛋是缺乏鐵質(zhì)的貧血。其主因是由于人體得不到足夠的鐵質(zhì)來(lái)制造血紅蛋白。白。重型地中海貧血是另一種貧血，其主因是

23、血紅蛋白不足，與鐵質(zhì)吸收是重型地中海貧血是另一種貧血，其主因是血紅蛋白不足，與鐵質(zhì)吸收是完全無(wú)關(guān)的，重型地中海貧血是一種遺傳病。完全無(wú)關(guān)的，重型地中海貧血是一種遺傳病。 連接血液課件連接血液課件免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能p270了解了解（一）抗原與抗體的一般概念（一）抗原與抗體的一般概念抗體（抗體（antibody）就是）就是免疫球蛋白免疫球蛋白(immunoglobulin-Ig)，是一類血漿糖蛋白。脊椎動(dòng)物在，是一類血漿糖蛋白。脊椎動(dòng)物在遭遇一類異己物質(zhì)如：多糖、核酸和蛋白質(zhì)等被稱為遭遇一類異己物質(zhì)如：多糖、核酸和蛋白質(zhì)等被稱為抗原（抗原（antigen）的物質(zhì)侵入時(shí)，自

24、身便產(chǎn)生抗體，這）的物質(zhì)侵入時(shí)，自身便產(chǎn)生抗體，這即為免疫反應(yīng)。即為免疫反應(yīng)?？贵w的特點(diǎn)：抗體的特點(diǎn)：高度特異性和多樣性高度特異性和多樣性半抗原：半抗原：某些低分子量物質(zhì)可以與抗體結(jié)合，但本身某些低分子量物質(zhì)可以與抗體結(jié)合，但本身并不能刺激抗體產(chǎn)生，當(dāng)它們與大分子物質(zhì)結(jié)合后也并不能刺激抗體產(chǎn)生，當(dāng)它們與大分子物質(zhì)結(jié)合后也能刺激抗體產(chǎn)生，這些小分子物質(zhì)被稱為能刺激抗體產(chǎn)生，這些小分子物質(zhì)被稱為半抗原半抗原(hapten)。（二）免疫系統(tǒng)與免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（二）免疫系統(tǒng)與免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能p271連接免疫反應(yīng)課件連接免疫反應(yīng)課件 總之，各種蛋白質(zhì)都有特定的空間構(gòu)總之，各種蛋白質(zhì)都有特定的

25、空間構(gòu)象，而特定的空間構(gòu)象又與它們特定的生象，而特定的空間構(gòu)象又與它們特定的生物學(xué)功能相適應(yīng)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能是物學(xué)功能相適應(yīng)，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能是高度統(tǒng)一的。高度統(tǒng)一的。1.5 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及分離純化一、蛋白質(zhì)的兩性電離和等電點(diǎn) p291 掌握 蛋白質(zhì)與氨基酸相似，也具有蛋白質(zhì)與氨基酸相似，也具有兩性電離兩性電離的性質(zhì)。蛋的性質(zhì)。蛋白質(zhì)的多肽鏈含有末端白質(zhì)的多肽鏈含有末端氨基氨基和和羧基羧基，一些側(cè)鏈上含有可，一些側(cè)鏈上含有可解離的基團(tuán)，有的可以接受氫離子，有的可以電離出氫解離的基團(tuán)，有的可以接受氫離子，有的可以電離出氫離子，因此蛋白質(zhì)具有酸堿兩性電離的性質(zhì)。它的離子，因此蛋白質(zhì)具有酸

26、堿兩性電離的性質(zhì)。它的兩性兩性電離比氨基酸復(fù)雜電離比氨基酸復(fù)雜。 對(duì)某一蛋白質(zhì)而言，在某一對(duì)某一蛋白質(zhì)而言，在某一pHpH下，當(dāng)它所帶正負(fù)電下，當(dāng)它所帶正負(fù)電荷相等的時(shí)候，該溶液的荷相等的時(shí)候，該溶液的pHpH就稱為該就稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。 蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)的大小與蛋白質(zhì)的氨基酸組成有關(guān)。蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)的大小與蛋白質(zhì)的氨基酸組成有關(guān)。 二、蛋白質(zhì)的高分子性質(zhì) 蛋白質(zhì)溶液有許多高分子溶液的性質(zhì)，蛋白質(zhì)溶液有許多高分子溶液的性質(zhì)，如：如：擴(kuò)散慢、易沉降、擴(kuò)散慢、易沉降、 粘度大、不能透過(guò)半透膜，粘度大、不能透過(guò)半透膜，在水溶液中可形成親水的膠體。在水溶液中可形成親水的膠體。蛋白質(zhì)膠體

27、溶液的穩(wěn)定因素：蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定因素：水化膜、帶水化膜、帶電荷。電荷。當(dāng)破壞這兩個(gè)因素時(shí)，蛋白質(zhì)中從溶液當(dāng)破壞這兩個(gè)因素時(shí)，蛋白質(zhì)中從溶液中析出而產(chǎn)生沉淀。中析出而產(chǎn)生沉淀。三、蛋白質(zhì)的沉淀作用使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀，方法有：使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀，方法有：1.鹽析：鹽析：在蛋白質(zhì)的水溶液中，加入大量高濃度的強(qiáng)在蛋白質(zhì)的水溶液中，加入大量高濃度的強(qiáng)電解質(zhì)鹽如硫酸胺、氯化鈉、硫酸鈉等，使蛋白質(zhì)從電解質(zhì)鹽如硫酸胺、氯化鈉、硫酸鈉等，使蛋白質(zhì)從溶液中析出，稱為溶液中析出，稱為蛋白質(zhì)的鹽析蛋白質(zhì)的鹽析。而低濃度的鹽溶液。而低濃度的鹽溶液加入蛋白質(zhì)溶液中，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解度

28、增加，該加入蛋白質(zhì)溶液中，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解度增加，該現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為鹽溶鹽溶。鹽析的機(jī)理：鹽析的機(jī)理：破壞蛋白質(zhì)的水化膜，中和表面的凈破壞蛋白質(zhì)的水化膜，中和表面的凈電荷。電荷。鹽析法是最常用的鹽析法是最常用的蛋白質(zhì)沉淀方法蛋白質(zhì)沉淀方法，該方法，該方法不會(huì)使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性。不會(huì)使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性。4.4.生物堿試劑沉淀法生物堿試劑沉淀法（條件：（條件：pHpH稍小于稍小于pIpI） 生物堿是植物組織中具有顯著生理作用的一類含氮的堿性物質(zhì)。能生物堿是植物組織中具有顯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夠沉淀生物堿的試劑稱為生物堿試劑生物堿試劑。生物堿試劑一般為弱酸性物。生物

29、堿試劑一般為弱酸性物質(zhì)，如單寧酸、苦味酸、三氯乙酸等。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)的生物堿試劑沉淀蛋白質(zhì)的機(jī)理機(jī)理：在酸性條件下，蛋白質(zhì)帶正電，可：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。以與生物堿試劑的酸根離子結(jié)合而產(chǎn)生沉淀。 “柿石癥柿石癥”的產(chǎn)生的產(chǎn)生就是由于空腹吃了大量的柿子，柿子中含有大量就是由于空腹吃了大量的柿子，柿子中含有大量的單寧酸，使腸胃中的蛋白質(zhì)凝固變性而成為不能被消化的的單寧酸，使腸胃中的蛋白質(zhì)凝固變性而成為不能被消化的“柿柿石石”。5.5.弱酸或弱堿沉淀法弱酸或弱堿沉淀法：用弱酸或弱堿調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液的：用弱酸或弱

30、堿調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)溶液的pHpH處處于等電點(diǎn)處，使蛋白質(zhì)沉淀。于等電點(diǎn)處，使蛋白質(zhì)沉淀。 弱酸或弱堿沉淀法弱酸或弱堿沉淀法機(jī)理機(jī)理：破壞蛋白質(zhì)表面凈電荷。：破壞蛋白質(zhì)表面凈電荷。2.2.有機(jī)溶劑沉淀法：有機(jī)溶劑沉淀法：在蛋白質(zhì)溶液中，加入能與水互溶的有機(jī)溶在蛋白質(zhì)溶液中，加入能與水互溶的有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等，蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀。劑如乙醇、丙酮等，蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀。 有機(jī)溶劑沉淀法的有機(jī)溶劑沉淀法的機(jī)理機(jī)理：破壞蛋白質(zhì)的水化膜。破壞蛋白質(zhì)的水化膜。 有機(jī)溶液沉淀蛋白質(zhì)通常在有機(jī)溶液沉淀蛋白質(zhì)通常在低溫低溫條件下進(jìn)行，否則有機(jī)條件下進(jìn)行，否則有機(jī)溶劑與水互溶產(chǎn)生的溶解熱會(huì)使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性。溶劑與水互溶產(chǎn)生的

31、溶解熱會(huì)使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性。3.3.重金屬鹽沉淀重金屬鹽沉淀（條件：（條件：pH pH 稍大于稍大于pIpI為宜）：為宜）：在蛋白質(zhì)溶液在蛋白質(zhì)溶液中加入重金屬鹽溶液，會(huì)使蛋白質(zhì)沉淀。中加入重金屬鹽溶液，會(huì)使蛋白質(zhì)沉淀。 重金屬沉淀法的重金屬沉淀法的機(jī)理機(jī)理：重金屬鹽加入之后，與帶負(fù)電的羧基結(jié)重金屬鹽加入之后，與帶負(fù)電的羧基結(jié)合。合。 重金屬沉淀蛋白質(zhì)會(huì)使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性，重金屬沉淀蛋白質(zhì)會(huì)使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性，長(zhǎng)期從事重金屬作業(yè)的人應(yīng)長(zhǎng)期從事重金屬作業(yè)的人應(yīng)多吃高蛋白食品，多吃高蛋白食品，以防止重金屬離子被機(jī)體吸收后造成對(duì)機(jī)體的損以防止重金屬離子被機(jī)體吸收后造成對(duì)機(jī)體的損害。害。 四、蛋白質(zhì)的變性作

32、用、結(jié)絮和凝固1.1.蛋白質(zhì)變性的概念：蛋白質(zhì)變性的概念：天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響后，使其失去原有的生物活性，并伴隨著物理化學(xué)影響后，使其失去原有的生物活性，并伴隨著物理化學(xué)性質(zhì)的改變，這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。性質(zhì)的改變，這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。2.2.使蛋白質(zhì)變性的因素使蛋白質(zhì)變性的因素1 1）物理因素：高溫、高壓、射線等）物理因素：高溫、高壓、射線等 2 2）化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽等）化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽等3.3.變性的本質(zhì)：變性的本質(zhì)： 分子中各種次級(jí)鍵斷裂，使其空間構(gòu)象從緊密有序的分子中各種次級(jí)鍵斷裂，使其空間構(gòu)象從緊密有序的

33、狀態(tài)變成松散無(wú)序的狀態(tài)，狀態(tài)變成松散無(wú)序的狀態(tài)，一級(jí)結(jié)構(gòu)不破壞。一級(jí)結(jié)構(gòu)不破壞。4.4. 蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)：蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)：v生物活性喪失；生物活性喪失；v溶解度降低，對(duì)于球狀蛋白粘度增加；溶解度降低，對(duì)于球狀蛋白粘度增加；v生化反應(yīng)易進(jìn)行；生化反應(yīng)易進(jìn)行；v光吸收系數(shù)增大；光吸收系數(shù)增大；v組分和分子量不變。組分和分子量不變。五、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng) 蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)主要與其定性、定量測(cè)定有關(guān)：蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)主要與其定性、定量測(cè)定有關(guān)： 1.1.茚三酮反應(yīng)：茚三酮反應(yīng)：多肽與蛋白質(zhì)都能與之反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。多肽與蛋白質(zhì)都能與之反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。2.2.雙縮脲反應(yīng)：雙縮脲反應(yīng)：多肽與蛋白質(zhì)都能和雙縮脲試劑反應(yīng)，隨著肽多肽與蛋白質(zhì)都能和雙縮脲試劑反應(yīng)，隨著肽 鍵的數(shù)目越多，顏色依次為粉紅、紫紅、紫、藍(lán)。鍵的數(shù)目越多，顏色依