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文檔簡介

生物化學實用技術章宇寧項目二蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的研究歷史18世紀初,人們認識到一類“動物物質(zhì)”的存在,認為這一類的物質(zhì)組成了動物(包括人)的身體中柔軟的部分18世紀末,科學家證明這類物質(zhì)中含有氮1838年,科學家正式將這類物質(zhì)定名為“protein”該詞來自希臘語,有“最重要”的意義蛋白質(zhì)的研究歷史科學家對蛋白質(zhì)的直觀認識早于氨基酸1806年第一個氨基酸被發(fā)現(xiàn),但直到1920年,科學家才區(qū)別了必需氨基酸和非必需氨基酸,揭示了氨基酸和蛋白質(zhì)之間的關系:蛋白質(zhì)是由氨基酸構成的凱氏定氮法在有催化劑的條件下,用濃硫酸消化樣品將有機氮都轉變成無機銨鹽,然后在堿性條件下將銨鹽轉化為氨,隨水蒸氣餾出并為過量的酸液吸收,再以標準堿滴定,就可計算出樣品中的氮量。三聚氰胺奶和“皮革奶”三聚氰胺(Melamine)(化學式:C3H6N6),俗稱蛋白精,IUPAC命名為“1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基”,被用作化工原料。它無色,幾乎無味,微溶于水(3.1g/L常溫),可溶于甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等,不溶于丙酮、醚類。對身體有害,不可用于食品加工或食品添加物。三聚氰胺中的氮不是來自于蛋白質(zhì),可以通過其他技術檢測“非蛋白氮”進行定量。三聚氰胺奶和“皮革奶”在皮革行業(yè)中,會有一些下腳料。它們是沒有用的廢料,但含有大量膠原蛋白。用這樣的廢料來生產(chǎn)“水解膠原蛋白”,成本非常低由于加工過程的衛(wèi)生條件差、有毒重金屬殘留,造成嚴重危害,“皮革奶”的檢測并不困難。膠原蛋白中有大量的羥基脯氨酸,而牛奶蛋白中并不含有;牛奶蛋白中有一定量的色氨酸,而膠原蛋白中并不含有。蛋白質(zhì)的分類簡單蛋白按溶解度分類蛋白質(zhì)的分類結合蛋白按輔基分類氨基酸如何形成蛋白質(zhì)?如何“串起”氨基酸?氨基酸如何形成蛋白質(zhì)?肽鍵:不能自由旋轉,C、N、O、H及兩邊的C原子6個原子共平面,稱為“酰胺面”,影響蛋白質(zhì)結構兩個氨基酸相連就叫做二肽二肽的兩端可以繼續(xù)和其他氨基酸反應,形成三肽、四肽、五肽……少于10個氨基酸的肽叫寡肽,

多于10個氨基酸的肽叫多肽某些小肽具有特別的生物活性肽及肽鍵氨基酸殘基蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

兩性性質(zhì)及等電點膠體性質(zhì)

沉淀作用

顏色反應紫外吸收性質(zhì)

蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)及等電點

★蛋白質(zhì)的等電點:蛋白質(zhì)所帶凈電荷為零時,所處溶液的pH值即為該蛋白質(zhì)的等電點。等電點與等離子點中性鹽的存在常導致蛋白質(zhì)的等電點發(fā)生明顯的改變實際測得的等電點與介質(zhì)的離子組成有關在不含任何鹽的純水中測得的等電點稱為蛋白質(zhì)的等離子點,是蛋白質(zhì)的特征常數(shù)★穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體溶液的主要因素:①蛋白質(zhì)表面極性基團形成的水膜(水化層)將蛋白質(zhì)顆粒彼此隔開,阻止其相互聚集而沉淀②蛋白質(zhì)顆粒在非等電狀態(tài)下,帶同種電荷,互相排斥,不致聚集而沉淀蛋白質(zhì)的沉淀作用1、定義:

蛋白質(zhì)的水膜或電荷一旦除去,蛋白質(zhì)就會從溶液中沉淀下來2、分類:可逆沉淀:在沉淀過程中,蛋白質(zhì)的結構和性質(zhì)都沒有發(fā)生變化,在適當?shù)臈l件下,可以重新溶解形成溶液。不可逆沉淀:在沉淀過程中,蛋白質(zhì)的結構和性質(zhì)都發(fā)生了變化,沉淀不可能再重新溶解于水作業(yè)二:使蛋白質(zhì)可逆沉淀和不可逆沉淀的常用方法都有哪些?可逆沉淀蛋白質(zhì)的常用方法:①鹽析法(中性鹽沉淀法)②有機溶劑沉淀法:常用與水互溶的有機溶劑如甲醇、乙醇、丙酮等,破壞水膜,使其沉淀。①重金屬鹽沉淀法常用重金屬鹽有Hg2+鹽、Pb2+鹽、Cu2+鹽等②生物堿試劑沉淀法常用生物堿試劑如單寧酸、苦味酸、鎢酸等

不可逆沉淀蛋白質(zhì)的常用方法:蛋白質(zhì)的紫外吸收大部分蛋白質(zhì)均含有芳香族氨基酸。_______、_______、_________芳香族氨基酸在280nm附近有最大吸收,絕大多數(shù)蛋白質(zhì)也有同樣的性質(zhì)??梢詫Φ鞍踪|(zhì)進行定性定量測定。蛋白質(zhì)的結構蛋白質(zhì)的結構基本結構:一級結構三維結構:高級結構二級結構超二級結構結構域三級結構四級結構一級結構決定高級結構,高級結構決定功能蛋白質(zhì)的結構蛋白質(zhì)的一級結構1、定義:

指蛋白質(zhì)分子中氨基酸的排列順序和連接方式,它是實現(xiàn)蛋白質(zhì)空間結構及其功能的基礎,又稱為蛋白質(zhì)的化學結構、共價結構、初級結構作業(yè)三:蛋白質(zhì)一級結構的定義是什么?蛋白質(zhì)一級結構舉例牛胰核糖核酸酶50年代末Moore等牛胰島素1953年sanger等確定蛋白質(zhì)一級結構的方法將肽鏈部分水解,生成的碎片(二肽、三肽等)用末端殘基分析法加以測定。當有足夠的小碎片被鑒定后,就有可能求出整個鏈中殘基的順序了。★1.4.3蛋白質(zhì)的二級結構1、定義:指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈的空間走向(折疊和盤繞方式)2、四種二級結構單元

α-螺旋β-折疊β-轉角

不規(guī)則卷曲作業(yè)四:常見的蛋白質(zhì)二級結構有哪幾種?Ⅰα-螺旋俯視圖側視圖α-螺旋的特征要點:①有右手螺旋及左手螺旋兩種,天然蛋白質(zhì)中的α-螺旋幾乎都是右手螺旋,右手螺旋比左手的穩(wěn)定②穩(wěn)定性是靠鏈內(nèi)氫鍵維持的,肽鏈上C=O氧與它后面第4個殘基上的N-H氫之間形成氫鍵,氫鍵的取向幾乎與中心軸平行③每圈螺旋高度為0.54nm,含3.6個氨基酸殘基;每個氨基酸殘基繞軸旋轉100°,沿軸上升0.15nm④氨基酸殘基的R側鏈在螺旋的外側,其形狀、大小及電荷等均影響α-螺旋的形成Ⅱβ-折疊定義:兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈側向聚集在一起,靠鏈間氫鍵聯(lián)結的片層結構β-折疊的特征要點:①相鄰肽鏈走向可平行也可反平行。肽鏈的N-端在同側為平行式,不在同側為反平行式。從能量角度考慮反平行式更為穩(wěn)定②

穩(wěn)定性是靠鏈間氫鍵維持的,氫鍵是由相鄰肽鏈主鏈上的N-H和C=O之間形成的③氨基酸殘基的R側鏈交替分布在片層的上下兩側Ⅲβ-轉角(β-回折、β-彎曲、發(fā)夾結構)定義:是蛋白質(zhì)分子中出現(xiàn)的180°回折。β-轉角的特征要點:①主鏈骨架以180°返回折疊②由多肽鏈上4個連續(xù)的氨基酸殘基組成,第1個氨基酸殘基的C=O與第4個氨基酸殘基的N-H之間生成氫鍵④廣泛存在于球狀蛋白質(zhì)中,多數(shù)由親水氨基酸殘基組成

Ⅳ無規(guī)則卷曲定義:沒有規(guī)律的多肽鏈主鏈骨架構象此結構看來雜亂無章,但對一種特定蛋白又是確定的,而不是隨意的。酶的活性中心往往在無規(guī)則卷曲中。

1.4.4超二級結構:若干相鄰的二級結構單元組合在一起,彼此相互作用,形成有規(guī)則,在空間上能辨認的二級結構組合體。1.4.5結構域:多肽鏈上由相鄰的超二級結構單元聯(lián)系而成的局部性區(qū)域

,多肽鏈折疊成近乎球狀的高級結構。補充:1.4.6蛋白質(zhì)的三級結構定義:建立在二級結構、超二級結構乃至結構域的基礎上,一條多肽鏈中所有氨基酸殘基的空間關系(構象)。

舉例:

肌紅蛋白肌紅蛋白=1條多肽鏈+1個血紅素輔基結構域=三級結構?對于小分子蛋白質(zhì)來說,結構域就是其三級結構;大分子蛋白質(zhì)則是由兩個或兩個以上相對獨立的三維實體(結構域)締合而成的。典型例子:免疫球蛋白木瓜蛋白酶內(nèi)的2個結構域彼此很不相同彈性蛋白酶的二個結構域彼此非常相似1.4.7蛋白質(zhì)的四級結構1、定義:由兩條或兩條以上各自獨立具有三級結構的多肽鏈通過次級鍵相互締合而成的蛋白質(zhì)結構,四級結構只存在于具有兩條或以上肽鏈組成的蛋白質(zhì)中。亞基(亞單位):四級結構的蛋白質(zhì)中每一個球狀蛋白。

-單體蛋白質(zhì):只有一個亞基(三級結構)

-寡聚蛋白質(zhì):由少量亞基組成的蛋白質(zhì),如四聚體血紅蛋白

-多聚蛋白質(zhì):由大量亞基組成的蛋白質(zhì)舉例:

血紅蛋白★1.4.8維系蛋白質(zhì)分子結構的作用力共價鍵:肽鍵、二硫鍵非共價鍵:氫鍵、離子鍵、疏水鍵、范德華力Ⅰ二硫鍵(二硫橋)是由兩個半胱氨酸側鏈的巰基-SH脫氫而形成的。二硫鍵用于穩(wěn)定蛋白質(zhì)的三、四級高級構象。Ⅱ氫鍵多肽鏈中側鏈間或側鏈與主鏈骨架間所生成的氫鍵是維持蛋白質(zhì)三、四級結構所需的多肽鏈中主鏈骨架中的氫鍵是維持蛋白質(zhì)二級結構主要的次級鍵

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