蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第1章StructureandFunctionofProtein生物化學與分子生物學系重點內(nèi)容氨基酸與多肽1)氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類2)肽鍵與肽鏈4.蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)變性3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2)蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)1)一級結(jié)構(gòu)概念2)二級結(jié)構(gòu)—

螺旋3)三級和四級結(jié)構(gòu)概念什么是蛋白質(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。蛋白質(zhì)的生物學重要性1.蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分作為生物催化劑（酶）；代謝調(diào)節(jié)作用；免疫保護作用；物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲；運動與支持作用；參與細胞間信息傳遞2.蛋白質(zhì)具有重要的生物學功能3.氧化供能分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：蛋白質(zhì)是細胞內(nèi)最豐富的有機分子，占人體固體成分的45%，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等，高達80%第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第五節(jié)蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)的分子組成第一節(jié)TheMolecularComponentofProtein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)×6.25×100蛋白質(zhì)元素組成的特點凱氏定氮法已知一蛋白溶液，測得該溶液中氮含量為4%，則該溶液中蛋白質(zhì)的濃度為？一、20種氨基酸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）。與—COOH相連的碳為

碳，依次為

碳……-氨基酸：即—COOH與—NH2連接于同一個C原子上

654321CH2—CH2—CH2—CH2—CH—COO-︳︳+NH3+NH3賴氨酸

HOCHOCHCH2OH

OHCHCOHCH2OH

-OOCH3N+CHCH3

OO-CHCNH3+CH3L-甘油醛L-丙氨酸D-甘油醛D-丙氨酸旋光性——L型、D型醛基在上，醇在下，如果羥基在左側(cè)，為L型，羥基在右側(cè)，為D型，兩者鏡面對稱。將

-COOH畫在頂端，垂直畫一個氨基酸，然后與立體化學參考化合物甘油醛相比較，

-氨基位于

-碳左邊的為L-異構(gòu)體，位于右邊的為D-異構(gòu)體。鏡面氨基酸的通式

COO-︳H3N+—C—H︳R

-羧基

-氨基

-碳原子側(cè)鏈非極性脂肪族氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸芳香族氨基酸二、氨基酸的分類（一）非極性脂肪族氨基酸雜環(huán)氨基酸，是唯一的一個亞氨基酸結(jié)構(gòu)式中文名英文名縮寫甘氨酸glycineGlyG丙氨酸alanineAlaA纈氨酸valineValV亮氨酸leucineLeuL異亮氨酸isoleucineIleI脯氨酸prolineProPH—CHCOO-︱+NH3CH3—CHCOO-︱+NH3CH3—CH—CHCOO-︱︱CH3+NH3CH3—CH—CH2—CHCOO-︱︱CH3+NH3CH3—CH2—CH—CHCOO-︱︱CH3+NH3

CH2CHCOO-CH2NH2+CH3易溶于水，有的教材也將其歸為極性中性氨基酸（二）極性中性氨基酸結(jié)構(gòu)式中文名英文名縮寫絲氨酸serineSerS半胱氨酸cysteineCysC蛋氨酸(甲硫氨酸)methionineMetM天冬酰胺asparagineAsnN谷氨酰胺glutamineGlnQ蘇氨酸t(yī)hreonineThrTHO—CH2—CHCOO-︱+NH3HS—CH2—CHCOO-︱+NH3CH3SCH2CH2—CHCOO-︱+NH3

CH3︱HO—CH—CHCOO-︱+NH3CCH2CH2—CHCOO-︱+NH3OH2NC—CH2—CHCOO-︱+NH3OH2N（三）酸性氨基酸結(jié)構(gòu)式中文名英文名縮寫天冬氨酸asparticacidAspD谷氨酸glutamicacidGluEHOOCCH2—CHCOO-︱+NH3HOOCCH2CH2—CHCOO-︱+NH3（四）堿性氨基酸結(jié)構(gòu)式中文名英文名縮寫賴氨酸lysineLysK精氨酸arginineArgR組氨酸histidineHisHNH2CH2CH2CH2CH2—CHCOO-︱+NH3

NH‖NH2CNHCH2CH2CH2—CHCOO-︱+NH3HC＝C—CH2—CHCOO-︱︱︱NNH+NH3CH（五）芳香族氨基酸結(jié)構(gòu)式中文名英文名縮寫苯丙氨酸phenylalaninePheF色氨酸t(yī)ryptophanTrpW酪氨酸t(yī)yrosineTyrY—CH2—CHCOO-︱+NH3CH2—CHCOO-︱+NH3HO—CH2—CHCOO-︱+NH3幾種特殊氨基酸脯氨酸（亞氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2半胱氨酸胱氨酸-HH-OOC-CH-CH2-SH︳+NH3HS-CH2-CH-COO-︳+NH3+-OOC-CH-CH2-S—S-CH2-CH-COO-︳︳+NH3

+NH3二硫鍵三、氨基酸的理化性質(zhì)兩性解離及等電點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。（一）氨基酸具有兩性解離的性質(zhì)等電點(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。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點兼性離子H3N+—CH—COOH︳RpH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI陽離子陰離子pH<pI，想象成將氨基酸扔入鹽酸中；pH>pI，想象成將氨基酸扔入NaOH中H2N—CH—COOH︳RH3N+—CH—COO-︳RH2N—CH—COO-︳R（二）含共軛雙鍵的氨基酸具有紫外吸收性質(zhì)色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。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只有含共軛雙鍵的芳香族氨基酸才具有紫外吸收性質(zhì)。（三）氨基酸與茚三酮反應(yīng)生成藍紫色化合物氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍紫色化合物，于570nm處有吸收峰。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，因此可作為氨基酸定量分析方法。

COOH︱H—C—NH2+︱ROHOHO‖‖O

O

‖H—C—R+NH3+CO2+HOHO‖‖O氨基酸茚三酮還原型茚三酮HOHO‖‖O+NH3+OHOHO‖‖OO‖‖OO‖‖O—N＝+3H2O藍紫色化合物△四、多肽鏈肽鍵(peptidebond)：是由一個氨基酸的

-羧基與另一個氨基酸的

-氨基脫水縮合而形成的化學鍵。（一）氨基酸通過肽鍵連接而形成肽(peptide)

O

O‖

‖NH2—CH—C—N—CH—C︳

︳︳

＼

R1HR2OH+-HOH

O‖NH2—CH—C︳＼

R1OH氨基酸1

O‖NH—CH—C︳︳＼HR2OH氨基酸2

O‖—N—CH—C︳︳＼HR3OHO

‖NH—CH—C︳︳＼HR3OH氨基酸3+R1、R2、R3……可以是相同或不同的基團肽鍵HOOCCHCH2COOH︱

NH2HCHCOOH︱

NH2HOOCCHCH2—C—N—CH2COOH︱‖︱NH2OHHOOCCH2CH—C—N—CH2COOH︱‖︱NH2OHAB肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。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……肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為氨基酸殘基(residue)。由十個以內(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)。ACTH（促腎上腺皮質(zhì)激素）由39個氨基酸殘基構(gòu)成，Insulin（胰島素）由51個氨基酸殘基構(gòu)成，CaSR（鈣敏感蛋白）由1088個氨基酸殘基構(gòu)成。多肽鏈有兩端：N-端（氨基末端）多肽鏈中有游離

-氨基的一端；C-端（羧基末端）多肽鏈中有游離

-羧基的一端。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)。方向：蛋白質(zhì)的生物合成方向一定是從N-端向C-端，人工合成則隨意。牛核糖核酸酶C末端N末端1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)巰基

肽鍵作用：氧化自由基，副產(chǎn)物：H2O2、O2-人體的細胞都處于還原環(huán)境消除ROS

H2C

︳H2C

︳H—C—NH2

︳HOOC

O‖

CN︳HSH︳CH2︳CH

C‖

ONHCH2︳COO-谷氨酸半胱氨酸甘氨酸（二）體內(nèi)存在多種重要的生物活性肽GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+GSH與GSSG間的轉(zhuǎn)換2個半胱氨酸→胱氨酸還原型氧化型二硫鍵體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽促甲狀腺素釋放激素(TRH)2.多肽類激素及神經(jīng)肽三肽

OO

‖‖NC——N——CH——C——N︱︱H︱CH2︱︱︱O=NHN︱︱C=O︱︱NH2焦谷氨酸組氨酸脯氨酰胺HOOCCH2CH2—CHCOO-︱+NH3蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第二節(jié)TheMolecularStructureofProtein蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括:高級結(jié)構(gòu)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)定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)指蛋白質(zhì)分子從N-端至C-端的氨基酸排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的化學鍵：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。二、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)定義：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)是指蛋白質(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。主要的結(jié)構(gòu)單位：肽單元(peptideunit)主要的化學鍵：氫鍵(hydrogenbond)（一）參與肽鍵形成的6個原子在同一平面上參與肽鍵的6個原子C

1、C、O、N、H、C

2位于同一平面，C

1和C

2在平面上所處的位置為反式(trans)構(gòu)型，此同一平面上的6個原子構(gòu)成了所謂的肽單元(peptideunit)。23

-螺旋(

-helix)

-折疊(

-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(

-turn)無規(guī)卷曲(randomcoil)常見的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)（二）

-螺旋是最常見的二級結(jié)構(gòu)右手螺旋；氨基酸側(cè)鏈伸在外側(cè)（三）

-折疊使多肽鏈形成片層結(jié)構(gòu)肽鏈充分伸展（四）

-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲

-轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲：沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。（五）模體是具有特殊功能的超二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)組合形式有3種：

，

，

。兩個或兩個以上具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合，稱為超二級結(jié)構(gòu)。鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體鋅指結(jié)構(gòu)

-螺旋-

轉(zhuǎn)角/環(huán)-

-螺旋模體鏈-

轉(zhuǎn)角-鏈模體鏈-

轉(zhuǎn)角-

-螺旋-

轉(zhuǎn)角-鏈模體模體常見的形式模體(motif)：是具有特殊功能的超二級結(jié)構(gòu)，是由兩個或三個具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個特殊的空間構(gòu)象。（六）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

-折疊，它就會出現(xiàn)相應(yīng)的二級結(jié)構(gòu)。三、蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)主要的化學鍵：疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。定義：蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即整條肽鏈所有原子在三維空間的排布位置。（一）三級結(jié)構(gòu)肌紅蛋白(Mb)N端

C端纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域（二）結(jié)構(gòu)域分子量較大的蛋白質(zhì)常可折疊成多個結(jié)構(gòu)較為緊密的區(qū)域，并各行其功能，稱為結(jié)構(gòu)域(domain)。（三）分子伴侶分子伴侶

(chaperon)通過提供一個保護環(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)。分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開，如此重復進行可防止錯誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。分子伴侶也可與錯誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導其正確折疊。分子伴侶在蛋白質(zhì)分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。現(xiàn)已鑒定出來的分子伴侶中研究最清楚的是熱休克蛋白。熱休克蛋白HeatShockProteins(HSPs)是在從細菌到哺乳動物中廣泛存在的一類熱應(yīng)激蛋白質(zhì)。當機體暴露于高溫的時候，就會由熱激發(fā)合成此種蛋白，來保護機體自身。許多熱休克蛋白具有分子伴侶活性，為Hsp100，Hsp90，Hsp70，Hsp60以及小分子熱休克蛋白(sHSPs)。Hsp60PGroE系統(tǒng)由GroES蛋白和GroEL蛋白組成，作為分子伴侶，它們能指導新生蛋白質(zhì)的正確折疊和組裝，并能使變性蛋白質(zhì)恢復。伴侶蛋白在蛋白質(zhì)折疊中的作用亞基之間的結(jié)合主要是氫鍵和離子鍵。四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)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)(quaternarystructure)。有些蛋白質(zhì)分子含有兩條或多條多肽鏈，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(subunit)。由2個亞基組成的蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中，若亞基分子結(jié)構(gòu)相同，稱之為同二聚體(homodimer)，若亞基分子結(jié)構(gòu)不同，則稱之為異二聚體(heterodimer)。血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)五、蛋白質(zhì)的分類根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分:單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分根據(jù)蛋白質(zhì)形狀:纖維狀蛋白質(zhì)：長軸/短軸>10球狀蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)家族（proteinfamily）：氨基酸序列相似而且空間結(jié)構(gòu)與功能也十分相近的蛋白質(zhì)。屬于同一蛋白質(zhì)家族的成員，稱為同源蛋白質(zhì)（homologousprotein）。蛋白質(zhì)超家族（superfamily）：2個或2個以上的蛋白質(zhì)家族之間，其氨基酸序列的相似性并不高，但含有發(fā)揮相似作用的同一模體結(jié)構(gòu)。自學六、蛋白質(zhì)組學（一）蛋白質(zhì)組學基本概念蛋白質(zhì)組是指一種細胞或一種生物所表達的全部蛋白質(zhì)，即“一種基因組所表達的全套蛋白質(zhì)”。自學（二）蛋白質(zhì)組學研究技術(shù)平臺蛋白質(zhì)組學是高通量，高效率的研究:雙向電泳分離樣品蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)點的定位、切取蛋白質(zhì)點的質(zhì)譜分析（三）蛋白質(zhì)組學研究的科學意義自學蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第三節(jié)TheRelationofStructureandFunctionofProtein一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)二、蛋白質(zhì)功能依賴特定空間結(jié)構(gòu)（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)一、一級結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵（二）一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級結(jié)構(gòu)與功能胰島素氨基酸殘基序號A5A6A10B30人ThrSerIleThr豬ThrSerIleAla狗ThrSerIleAla兔ThrGlyIleSer牛AlaGlyValAla羊AlaSerValAla馬ThrSerIleAla（三）氨基酸序列提供重要的生物化學信息一些廣泛存在于生物界的蛋白質(zhì)如細胞色素(cytochromeC)，比較它們的一級結(jié)構(gòu)，可以幫助了解物種進化間的關(guān)系。（四）重要蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變可引起疾病例：鐮刀形紅細胞貧血（常染色體隱性遺傳）N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbS

肽鏈HbA

肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·val·glu·····C(146)這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導致的疾病，稱為“分子病”。肌紅蛋白/血紅蛋白含有血紅素輔基血紅素結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的功能依賴特定空間結(jié)構(gòu)（一）血紅蛋白亞基與肌紅蛋白結(jié)構(gòu)相似肌紅蛋白(myoglobin,Mb)肌紅蛋白是一個只有三級結(jié)構(gòu)的單鏈蛋白質(zhì)，有8段

-螺旋結(jié)構(gòu)（A~H）。血紅素分子中的兩個丙酸側(cè)鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個堿性氨基酸側(cè)鏈上的正電荷相連，加之肽鏈中的F8組氨酸殘基還與Fe2+形成配位結(jié)合，所以血紅素輔基與蛋白質(zhì)部分穩(wěn)定結(jié)合。血紅蛋白(hemoglobin,Hb)血紅蛋白具有4個亞基組成的四級結(jié)構(gòu)，每個亞基可結(jié)合1個血紅素并攜帶1分子氧。Hb亞基之間通過8對鹽鍵，使4個亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀蛋白。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的百分數(shù)（百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。（二）血紅蛋白亞基構(gòu)象變化可影響與氧結(jié)合1分子Hb可以結(jié)合4分子O2。正常人體動脈血的血氧飽和度為98%，靜脈血為75%。HbO2呈鮮紅色，去氧Hb呈紫藍色，當體表表淺毛細血管床血液中去氧Hb含量達5g/100ml血液以上時，皮膚、粘膜呈淺藍色，稱為紫紺。氧解離曲線血紅蛋白(Hb)肌紅蛋白(Mb)協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)一個寡聚體蛋白質(zhì)的一個亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱為協(xié)同效應(yīng)。如果是促進作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)；如果是抑制作用則稱為負協(xié)同效應(yīng)(negativecooperativity)。血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑變小，就能進入卟啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的變動。別構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變伴隨其功能的變化，稱為別構(gòu)效應(yīng)。（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變可引起疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病：若蛋白質(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，嚴重時可導致疾病發(fā)生。蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導致疾病的機理：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。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

-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

-折疊的PrPsc，從而致病。瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變PrPc

-螺旋PrPsc

-折疊正常瘋牛病第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofProtein一、蛋白質(zhì)的兩性電離性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)三、蛋白質(zhì)的變性四、蛋白質(zhì)的特征性吸收峰五、蛋白質(zhì)呈色反應(yīng)一、蛋白質(zhì)的兩性電離性質(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，在一定的溶液pH條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。當?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點。蛋白質(zhì)的等電點(isoelectricpoint,pI)pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI兼性離子陽離子陰離子pH<pI，想象成將氨基酸扔入鹽酸中pH>pI，想象成將氨基酸扔入NaOH中NH3+—……—COO-NH3+—……—COOHNH2—……—COO-NH2—……—COOH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kD，其分子的直徑可達1~100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷水化膜+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)水化膜++++++++帶正電荷的蛋白質(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)的聚沉三、蛋白質(zhì)的變性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)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。蛋白質(zhì)的變性(denaturation)造成變性的因素：如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等。變性的本質(zhì)：破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。應(yīng)用：臨床醫(yī)學上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。防止蛋白質(zhì)變性是有效保存蛋白質(zhì)制劑的必要條件。天然狀態(tài)有催化活性尿素

-巰基乙醇去除尿素

-巰基乙醇非折疊狀態(tài)無活性若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復或部分恢復其原有的構(gòu)象和功能，稱為復性(renaturation)。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，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)的凝固作用(proteincoagulation)四、蛋白質(zhì)的紫外吸收峰由于蛋白質(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。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)。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。五、蛋白質(zhì)呈色反應(yīng)茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)雙縮脲反應(yīng)(biuretreaction)測定蛋白質(zhì)含量的方法1、凱氏定氮法2、紫外吸收法（280nm）3、呈色反應(yīng)第五節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)分析TheSeparationandPurificationandStructureAnalysisofProtein一、透析及超濾法二、丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀三、電泳法四、層析分離五、超速離心分離六、分析多肽鏈的氨基酸序列七、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)測定一、透析及超濾法應(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，達到濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。透析(dialysis)超濾法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。自學二、蛋白質(zhì)沉淀方法使用丙酮沉淀時，必須在0~4℃低溫下進行，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，導致蛋白質(zhì)沉淀。自學免疫沉淀法：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。自學三、電泳法分離蛋白質(zhì)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極移動。