生物化學(xué)第一蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

關(guān)于生物化學(xué)第一蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第1頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三Protein——來自希臘字母，意思是“頭等重要的，原始的”蛋白質(zhì)——來源于對蛋清（清蛋白）的研究

分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，占人體干重的45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80％。第2頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

1833年

Payen和Persoz分離出淀粉酶。1864年

Hoppe-Seyler從血液分離出血紅蛋白，并將其制成結(jié)晶。19世紀(jì)末

Fischer證明蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，并將氨基酸合成了多種短肽

。1938年德國化學(xué)家GerardusJ.Mulder引用“Protein”一詞來描述蛋白質(zhì)。

大事記：第3頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三1951年

Pauling采用X（射）線晶體衍射發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)——α-螺旋(α-helix)。

1953年FrederickSanger完成胰島素一級序列測定。1962年

JohnKendrew和MaxPerutz確定了血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代以后后基因組計(jì)劃。第4頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。第5頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三1）酶的生物催化作用二、蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能第6頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三2）調(diào)控作用參與基因調(diào)控：組蛋白、非組蛋白等參與代謝調(diào)控：如激素或生長因子等第7頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三3）運(yùn)動與支持機(jī)體的結(jié)構(gòu)蛋白：頭發(fā)、骨骼、牙齒、肌肉等第8頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三4）參與運(yùn)輸貯存的作用血紅蛋白——運(yùn)輸氧銅藍(lán)蛋白——運(yùn)輸銅鐵蛋白——貯存鐵第9頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三5）免疫保護(hù)作用抗原抗體反應(yīng)凝血機(jī)制第10頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三6）參與細(xì)胞間信息傳遞信號傳導(dǎo)中的受體、信息分子等7）氧化供能第11頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)的分子組成

TheMolecularComponentofProtein第一節(jié)第12頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三組成蛋白質(zhì)的元素

有些蛋白質(zhì)還含有少量的P、Fe、Cu、Mn、Zn、Se、I等。

C50~55%H6~7%O19~24%N13~19%S0~4%主要元素組成第13頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

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：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×1001/16%蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)凱氏定氮法：第14頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三一、氨基酸

——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)的基本氨基酸僅有20種第15頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R第16頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

基本氨基酸中，除脯氨酸和甘氨酸外其余均屬于L-α-氨基酸。例外：Pro——亞氨基酸Gly——沒有手性第17頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸（一）氨基酸的分類分類依據(jù)：R側(cè)鏈基團(tuán)的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)的不同第18頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00纈氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98

異亮氨酸

isoleucineIleI

6.02

苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30非極性疏水性氨基酸第19頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三色氨酸

tryptophanTryW

5.89絲氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

蘇氨酸

threonineThrT5.602.極性中性氨基酸第20頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三——側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷。3.酸性氨基酸Glu，Asp天冬氨酸asparticacidAspD2.97谷氨酸glutamicacidGluE3.22第21頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三4.堿性氨基酸His，Arg，Lys——側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶正電荷。組氨酸

His（H）

7.59賴氨酸Lys（K）

9.74精氨酸

Arg（R）

10.76第22頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三另外：1、蛋白質(zhì)中的很多氨基酸是經(jīng)過加工修飾的——修飾氨基酸如：脯氨酸羥基化成羥脯氨酸

賴氨酸羥基化成羥賴氨酸2、半胱氨酸Cys常以胱氨酸的形式存在第23頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH第24頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（二）氨基酸的理化性質(zhì)1.兩性解離及等電點(diǎn)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。+OH-+H++OH-+H+pH<pI陽離子pH=pI氨基酸的兼性離子

pH>pI陰離子第25頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)

在某一pH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，呈電中性。此時(shí)溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。第26頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三2.紫外吸收

色氨酸和酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。第27頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三紫外分分光度法：

大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收第28頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三3．顯色反應(yīng)

茚三酮反應(yīng)：氨基酸可與茚三酮縮合產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物，最大吸收峰在570nm。該反應(yīng)可作為蛋白質(zhì)定性、定量分析的基礎(chǔ)。第29頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三二、肽（一）肽(peptide)

肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。第30頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵第31頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三肽鍵(peptidebond)：是由一個(gè)氨基酸的-羧基與另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵，本質(zhì)為酰胺鍵。氨基酸殘基(residue):肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，被稱為氨基酸殘基。第32頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三*兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……*由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽(polypeptide)。*多肽鏈(polypeptidechain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。第33頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三N末端：多肽鏈中有自由氨基的一端C末端：多肽鏈中有自由羧基的一端多肽鏈有方向性：Ala-Tyr-Asp-GlyNCN端C端第34頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三N末端C末端牛核糖核酸酶第35頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（二）幾種生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)第36頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH有抗氧化劑的作用，可還原細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的過氧化氫第37頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三谷胱甘肽的生理功用：解毒作用：參與氧化還原反應(yīng)：保護(hù)巰基酶的活性：抗氧化劑作用，維持紅細(xì)胞膜的穩(wěn)定：

第38頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽

神經(jīng)肽(neuropeptide)2.多肽類激素及神經(jīng)肽第39頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三三、蛋白質(zhì)的分類

*根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分單純蛋白質(zhì)：如，血清清蛋白結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分如：糖蛋白、脂蛋白、磷蛋白、金屬蛋白等*根據(jù)蛋白質(zhì)形狀纖維狀蛋白質(zhì)：多為結(jié)構(gòu)蛋白，難溶于水球狀蛋白質(zhì)：多數(shù)具有生理活性，多數(shù)可溶如酶、免疫球蛋白等等第40頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三分類輔基舉例脂蛋白脂類血漿脂蛋白（VLDL、LDL、HDL等）糖蛋白糖基或糖鏈膠原蛋白、纖連蛋白等核蛋白核酸核糖體磷蛋白磷酸基團(tuán)酪蛋白（casein）血紅素蛋白血紅素（鐵卟啉）血紅蛋白、細(xì)胞色素c黃素蛋白黃素核苷酸（FAD、FMN）琥珀酸脫氫酶金屬蛋白鐵鐵蛋白鋅乙醇脫氫酶鈣鈣調(diào)蛋白錳丙酮酸羧化酶銅細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合蛋白質(zhì)及其輔基第41頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

TheMolecularStructureofProtein

第二節(jié)第42頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)是由許多氨基酸單位通過肽鍵連接起來的，具有特定分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物。構(gòu)象是由于有機(jī)分子中單鍵的旋轉(zhuǎn)所形成的。蛋白質(zhì)的構(gòu)象通常由非共價(jià)鍵（次級鍵）來維系第43頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括（人為劃分）

一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)高級結(jié)構(gòu)第44頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。(包括蛋白質(zhì)分子中所有的二硫鍵的位置）二、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的維系鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。

一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素第45頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三三、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象

。定義

主要的維系鍵：

氫鍵

第46頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

由于C=O雙鍵中的π電子云與N原子上的未共用電子對發(fā)生“電子共振”，使肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)原則第47頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三肽鍵平面——由于肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，使參與肽鍵構(gòu)成的六個(gè)原子被束縛在同一平面上，這一平面稱為肽鍵平面或肽單元。（一）肽單元第48頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三由于α-碳原子與其他原子之間均形成單鍵，因此兩相鄰的肽鍵平面可以作相對旋轉(zhuǎn)第49頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三(二）蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)

第50頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三1.α-螺旋：α-螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象第51頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

結(jié)構(gòu)特征：⑴為一右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)⑵螺旋每圈包含3.6個(gè)氨基酸殘基,螺距0.54nm；⑶螺旋以氫鍵維系（氨基酸的N-H和相鄰第四個(gè)氨基酸的羰基氧C=O之間。氫鍵方向與螺旋軸基本平行）

第52頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三2.-折疊β-折疊是由若干肽段或肽鏈排列起來所形成的扇面狀片層構(gòu)象第53頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三β-折疊包括平行式和反平行式兩種類型第54頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三結(jié)構(gòu)特征：⑴由若干條肽段或肽鏈平行或反平行排列組成片狀結(jié)構(gòu)；⑵主鏈骨架伸展呈鋸齒狀；⑶涉及的肽段較短，一般為5～10個(gè)氨基酸殘基；⑷借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。第55頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三3.-轉(zhuǎn)角

是多肽鏈180°回折部分所形成的一種二級結(jié)構(gòu)無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。

4.無規(guī)卷曲第56頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（三）模體(motif)在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個(gè)或三個(gè)具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象，被稱為模體

鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體第57頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三螺旋－折疊－折疊2個(gè)His和2個(gè)Cys與Zn離子結(jié)合螺旋區(qū)與DNA結(jié)合鋅指結(jié)構(gòu)第58頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（四）氨基酸殘基的側(cè)鏈對二級結(jié)構(gòu)形成的影響蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是以一級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成-螺旋或β-折疊，它就會出現(xiàn)相應(yīng)的二級結(jié)構(gòu)。

第59頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三四、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。主要的維系鍵：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。（一）定義第60頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三第61頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

肌紅蛋白(Mb)

N端C端

為單肽蛋白質(zhì)，含有153個(gè)氨基酸，有8個(gè)螺旋區(qū)第62頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三三級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)對于單一多肽鏈的蛋白質(zhì)，三級結(jié)構(gòu)是它的最高級結(jié)構(gòu)，只有具有完整的三級結(jié)構(gòu)，才具有全部的生物學(xué)功能第63頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（二）結(jié)構(gòu)域大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)常可分割成一個(gè)或數(shù)個(gè)球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能，稱為結(jié)構(gòu)域(domain)。第64頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（三）分子伴侶(chaperon)分子伴侶通過提供一個(gè)保護(hù)環(huán)境從而加速蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象或形成四級結(jié)構(gòu).*可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開，如此重復(fù)進(jìn)行可防止錯誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。*可與錯誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導(dǎo)其正確折疊。*在蛋白質(zhì)分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。第65頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三伴侶蛋白在蛋白質(zhì)折疊中的作用第66頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三五、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)亞基(subunit)

有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基。

胰島素受體：由4個(gè)亞基組成(α2β2)，α亞基與β亞基形成單體(monomer)，2個(gè)單體形成二聚體(dimer)。

第67頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用，其次是氫鍵和離子鍵。蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。第68頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)

第69頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三血紅蛋白的四個(gè)亞基緊密結(jié)合，亞基之間的維系鍵是亞基之間的8個(gè)鹽鍵第70頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三第71頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系TheRelationofStructureandFunctionofProtein第三節(jié)第72頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵第73頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

天然狀態(tài)，有催化活性

尿素、β-巰基乙醇

去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性第74頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三從細(xì)胞色素c的一級結(jié)構(gòu)看生物進(jìn)化物種進(jìn)化過程中越接近的生物，細(xì)胞色素的一級結(jié)構(gòu)越相似一級結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間構(gòu)象以及功能也相似。

（二）一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第75頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·val

·glu·····C(146)由于單個(gè)氨基酸的變化引起血紅蛋白的親水性明顯下降，從而發(fā)生聚集，使紅細(xì)胞變?yōu)殓牭稜?/p>

這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為“分子病”。重要蛋白質(zhì)氨基酸序列的改變可引起疾病第76頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

肌紅蛋白Mb血紅蛋白Hb第77頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三Hb與Mb一樣能可逆地與O2結(jié)合，Hb與O2結(jié)合后稱為氧合Hb。氧合Hb占總Hb的百分?jǐn)?shù)（稱百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。（二）血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧第78頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線第79頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三*協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)一個(gè)寡聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個(gè)亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱為協(xié)同效應(yīng)。如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)如果是抑制作用則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)

(negativecooperativity)第80頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三血紅蛋白的四個(gè)亞基緊密結(jié)合，亞基之間的維系鍵是亞基之間的8個(gè)鹽鍵第81頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三第82頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三Hb未與O2結(jié)合的時(shí)候，F(xiàn)e2+位于卟啉環(huán)平面外側(cè)，與F8His連接，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)O2與Fe2+結(jié)合后，被拉到平面中，使得牽動F8螺旋片段，導(dǎo)致亞基之間鹽鍵斷裂、結(jié)合變松弛，使易于與第二個(gè)亞基結(jié)合第83頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三O2血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑變小，就能進(jìn)入卟啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的變動。第84頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三第85頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三變構(gòu)效應(yīng)與協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)亞基與其配體（O2）結(jié)合后，可影響寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力的現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)起促進(jìn)作用的，為正協(xié)同效應(yīng)起抑制作用的，為負(fù)協(xié)同效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)：由于小分子（O2）與大分子（Hb）亞基結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變及功能變化的現(xiàn)象稱為別構(gòu)效應(yīng)。小分子物質(zhì)，稱為別構(gòu)效應(yīng)劑第86頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。喝舻鞍踪|(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生。第87頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理：有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。第88頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一組人和動物神經(jīng)退行性病變。正常的PrP富含α-螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病第89頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與分離純化ThePhysicalandChemicalCharactersandSeparationandPurificationofProtein第90頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（一）蛋白質(zhì)的兩性電離一、理化性質(zhì)蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團(tuán)，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。*蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)第91頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時(shí)，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)第92頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（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1萬至100萬之巨，其分子的直徑可達(dá)1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。*蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷(電荷層）水化膜第93頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)水化膜++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉第94頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固*蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學(xué)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)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。第95頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

造成變性的因素如加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

變性的本質(zhì)——破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。第96頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。此外,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。

第97頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變：①物理性質(zhì)：旋光性改變，溶解度下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等；②化學(xué)性質(zhì)：官能團(tuán)反應(yīng)性增加，易被蛋白酶水解。③生物學(xué)性質(zhì)：原有生物學(xué)活性喪失，抗原性改變。第98頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三若蛋白質(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)象和功能，稱為復(fù)性(renaturation)。第99頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三

天然狀態(tài)，有催化活性

尿素、β-巰基乙醇

去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性第100頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三*蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。*蛋白質(zhì)的凝固作用(proteincoagulation)蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。

第101頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（四）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酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定。第102頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（五）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)⒈茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)

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)。⒉雙縮脲反應(yīng)(biuretreaction)蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱，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)可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。第103頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三二、蛋白質(zhì)的分離和純化（一）透析及超濾法*透析(dialysis)利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法。*超濾法

應(yīng)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過有一定截留分子量的超濾膜，達(dá)到濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。第104頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（二）丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀*使用丙酮沉淀時(shí)，必須在0～4℃低溫下進(jìn)行，丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被丙酮沉淀后，應(yīng)立即分離。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。*鹽析(saltprecipitation)是將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。第105頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三*

免疫沉淀法：將某一純化蛋白質(zhì)免疫動物可獲得抗該蛋白的特異抗體。利用特異抗體識別相應(yīng)的抗原蛋白，并形成抗原抗體復(fù)合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶液中分離獲得抗原蛋白。第106頁，講稿共121頁，2023年5月2日，星期三（三）電泳蛋白質(zhì)在高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒，在電場中能向正極或負(fù)極移動。這種通過蛋白質(zhì)在電場中泳動而達(dá)到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù),稱為電泳(elctrophoresis)。根據(jù)支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝膠電泳等。

第107頁，講稿共121