蛋白質(zhì)的化學(xué)

關(guān)于蛋白質(zhì)的化學(xué)第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

StructureandFunctionofProtein蛋白質(zhì)(protein)是由氨基酸為單位組成的一類重要的生物大分子，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第2頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)幾乎參與了生命活動(dòng)的全部過(guò)程其功能包括①酶的生物催化作用

②調(diào)控作用

③協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)作用

④參與運(yùn)輸、貯存作用

⑤免疫保護(hù)作用

⑥其他作用

第3頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月

第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)分子中主要的元素組成是：C、H、O、N、S等。其中N元素的含量相對(duì)穩(wěn)定，約為16%，故每克氮相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì)。

第4頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月一、氨基酸(aminoacid)組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如將天然的蛋白質(zhì)完全水解，產(chǎn)物為氨基酸。被遺傳密碼編碼的氨基酸約二十種。除脯氨酸和甘氨酸外，其余均屬于L-α-氨基酸。第5頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月L-α-氨基酸的基本結(jié)構(gòu)CHH2NCOOHRα碳原子,不對(duì)稱碳原子側(cè)鏈二十種氨基酸除Gly外全是L-型。Pro呢？殘基：在肽鏈中每個(gè)氨基酸都脫去一個(gè)水分子，脫水后的殘余部分叫殘基（residue),因此蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸統(tǒng)統(tǒng)是殘基形式。氨基酸的基本結(jié)構(gòu)第6頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月“黃氏”判斷法

（看CAR的走向）

將H原子靠近自己，觀察CAR的走向，逆時(shí)針（左轉(zhuǎn)）為L(zhǎng)型，順時(shí)針（右轉(zhuǎn)）為D型。

D：dextro

右C：carboxylgroup;

L：

levo

左A：aminogroup;

R：residue;CCARRAL型D型L和D型氨基酸的判斷拉丁語(yǔ)中第7頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（一）氨基酸的分類：根據(jù)R側(cè)鏈基團(tuán)解離性質(zhì)的不同，將氨基酸進(jìn)行分類：1.酸性氨基酸——Glu，Asp；側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷的氨基酸。2.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的氨基酸。3.中性氨基酸——側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中不發(fā)生解離，因而不帶電荷的氨基酸。可分為：（a）極性氨基酸：Tyr，Cys，Ser，Thr，Asn，Gln，Met，

Trp；（b）非極性氨基酸：Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Pro，Phe。第8頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）氨基酸的理化性質(zhì)：1．兩性解離及等電點(diǎn)：氨基酸分子是一種兩性電解質(zhì)。通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H可使氨基酸分子的解離狀態(tài)發(fā)生改變。氨基酸分子帶有相等正、負(fù)電荷時(shí)，溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)（pI）。第9頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算氨基酸a碳上的氨基及羧基各是一帶電基團(tuán)，故有兩個(gè)pK，這兩個(gè)pK平均值即為該氨基酸的pI(等電點(diǎn))，即(pK1+pK2)÷2=pI。第10頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算若一個(gè)氨基酸有3個(gè)可解離的基團(tuán)，寫(xiě)出它們的電離式后取兼性離子兩邊的pK值的平均值，即為此氨基酸的等電點(diǎn)。如天冬氨酸的pI計(jì)算如下：其中Asp±為兼性離子,因而其等電點(diǎn)的計(jì)算取其兩側(cè)的pK值的平均值,即(pK1+pK3)÷2=pI（2.09+3.86）÷2=2.97即天冬氨酸的pI為2.97。第11頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月氨基酸等電點(diǎn)的計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)計(jì)算第12頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月2．紫外吸收性質(zhì)：組成天然蛋白質(zhì)分子的20種氨基酸中，只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸對(duì)紫外光有光吸收。其吸收峰在280nm左右，以色氨酸吸收最強(qiáng)。可利用此性質(zhì)采用紫外分分光度法測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。（二）氨基酸的理化性質(zhì)：第13頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月3．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，其最大吸收峰在570nm。可利用此性質(zhì)測(cè)定氨基酸的含量。（二）氨基酸的理化性質(zhì)：第14頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月二、肽(peptide)

（一）肽鍵與肽鏈：蛋白質(zhì)是由若干氨基酸的氨基與羧基經(jīng)脫水縮合而連接起來(lái)形成的長(zhǎng)鏈化合物。一個(gè)氨基酸分子的α-羧基與另一個(gè)氨基酸分子的α-氨基在適當(dāng)?shù)臈l件下經(jīng)脫水縮合即生成肽。第15頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月兩氨基酸單位之間的酰胺鍵，稱為肽鍵。多肽鏈中的氨基酸單位稱為氨基酸殘基。多肽鏈具有方向性，頭端為氨基端（N端），尾端為羧基端（C端）。第16頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）生物活性肽：生物體內(nèi)具有一定生物學(xué)活性的肽類物質(zhì)稱生物活性肽。重要的有谷胱甘肽、神經(jīng)肽、肽類激素等。第17頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月全稱為γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。其巰基可氧化、還原，故有還原型（GSH）與氧化型（GSSG）兩種存在形式。

谷胱甘肽的生理功用：解毒作用：與毒物或藥物結(jié)合，消除其毒性作用；參與氧化還原反應(yīng)：作為重要的還原劑，參與體內(nèi)多種氧化還原反應(yīng)；保護(hù)巰基酶的活性：使巰基酶的活性基團(tuán)-SH維持還原狀態(tài)；維持紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定：消除氧化劑對(duì)紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞作用。谷胱甘肽（GSH）：第18頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第19頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由許多氨基酸單位通過(guò)肽鍵連接起來(lái)的，具有特定分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可人為劃分為一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。除一級(jí)結(jié)構(gòu)外，蛋白質(zhì)的二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)均屬于空間結(jié)構(gòu)，即構(gòu)象。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(jí)鍵）來(lái)維系。第20頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)分子中的非共價(jià)鍵(次級(jí)鍵)1.氫鍵：氫鍵(hydrogenbond)的形成常見(jiàn)于連接在一電負(fù)性很強(qiáng)的原子上的氫原子，與另一電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間。2.疏水鍵：非極性物質(zhì)在含水的極性環(huán)境中存在時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種相互聚集的力，這種力稱為疏水鍵或疏水作用力。3.離子鍵（鹽鍵）：離子鍵(saltbond)是由帶正電荷基團(tuán)與帶負(fù)電荷基團(tuán)之間相互吸引而形成的化學(xué)鍵。4．范德華氏（vanderWaals)引力：原子之間存在的相互作用力。第21頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中通過(guò)肽鍵連接起來(lái)的氨基酸的排列順序及二硫鍵的連接方式，即多肽鏈的線狀結(jié)構(gòu)。維系蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵為肽鍵。牛胰島素一級(jí)結(jié)構(gòu)第22頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈原子局部的空間結(jié)構(gòu)，但不包括與其他肽段的相互關(guān)系及側(cè)鏈構(gòu)象的內(nèi)容。維系蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵。第23頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（一）蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)原則：1.

由于C=O雙鍵中的π電子云與N原子上的未共用電子對(duì)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)。2.與肽鍵相連的六個(gè)原子構(gòu)成剛性平面結(jié)構(gòu)，稱為肽單元或肽鍵平面。但由于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(duì)旋轉(zhuǎn)。第24頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第25頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的類型：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括：α-螺旋，β-折迭，β-轉(zhuǎn)角及無(wú)規(guī)卷曲等幾種類型。第26頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月α-螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤(pán)繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特征為：⑴為一右手螺旋；⑵螺旋每圈包含3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為5.44埃；⑶螺旋以氫鍵維系。α-螺旋第27頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月肌紅蛋白第28頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月α螺旋特性氫鍵取向與主軸基本平行右旋，3.6個(gè)氨基酸一個(gè)周期，螺距0.54nm第n個(gè)AA(NH)與第n-4個(gè)AA(CO)形成氫鍵，環(huán)內(nèi)原子數(shù)13。α螺旋的特性第29頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月影響α-螺旋穩(wěn)定的因素有：⑴極大的側(cè)鏈基團(tuán)（存在空間位阻）；⑵連續(xù)存在的側(cè)鏈帶有相同電荷的氨基酸殘基（同種電荷的互斥效應(yīng)）；⑶有Pro等亞氨基酸存在（不能形成氫鍵）。α-螺旋第30頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月β-折迭β-折迭是由若干肽段或肽鏈排列起來(lái)以α－C為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，形成的扇面狀片層構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特征為：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借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。第31頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第32頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第33頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月β-轉(zhuǎn)角β-轉(zhuǎn)角是多肽鏈180°回折部分所形成的一種二級(jí)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征為：⑴主鏈骨架本身以大約180°回折;⑵回折部分通常由四個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成;⑶構(gòu)象依靠第一殘基的-CO基與第四殘基的-NH基之間形成氫鍵來(lái)維系。第34頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月兩種常見(jiàn)的β—轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)

第35頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月無(wú)規(guī)卷曲無(wú)規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形成的無(wú)規(guī)律的卷曲構(gòu)象。第36頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月

RNase的分子二級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)

第37頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月在蛋白質(zhì)分子中，若干具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段在空間上相互接近，形成具有特殊功能的結(jié)構(gòu)區(qū)域，稱模體（序）（motif)或超二級(jí)結(jié)構(gòu)。模體（序）（motif）第38頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月鋅指結(jié)構(gòu)(螺旋-折迭-折迭模序)鋅指結(jié)構(gòu)第39頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月βαβ在蛋白質(zhì)中(Rossmann折疊)βαβ在蛋白質(zhì)中第40頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月螺旋-環(huán)-螺旋模序螺旋-環(huán)-螺旋模序第41頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次

一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸序列

二級(jí)結(jié)構(gòu)：α螺旋，β折疊

超二級(jí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域（domain）

三級(jí)結(jié)構(gòu)：所有原子空間位置

四級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)多聚體蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次第42頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月三、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子或亞基內(nèi)所有原子的空間排布，也就是一條多肽鏈的完整的三維結(jié)構(gòu)。維系三級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要是非共價(jià)鍵（次級(jí)鍵），如疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、范氏引力等，但也有共價(jià)鍵，如二硫鍵等。第43頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月磷酸丙糖異構(gòu)酶和丙酮酸激酶的三級(jí)結(jié)構(gòu)第44頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月結(jié)構(gòu)域：在一級(jí)結(jié)構(gòu)上相距較遠(yuǎn)的氨基酸殘基，通過(guò)三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，多肽鏈的彎折，彼此聚集在一起，從而形成一些在功能上相對(duì)獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)較為緊湊的區(qū)域，稱為結(jié)構(gòu)域（domain）。

蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)第45頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月結(jié)構(gòu)域(domain)在空間上相對(duì)獨(dú)立免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域第46頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月分子伴侶有些蛋白質(zhì)被合成以后，自己不能獨(dú)立形成自由能最低的立體結(jié)構(gòu)，而需要一類蛋白質(zhì)來(lái)催化，這類蛋白質(zhì)稱為分子伴侶（molecularchaperone）。它們普遍存在于真核生物和原核生物中，一般使用ATP的能量幫助其它蛋白質(zhì)形成自由能最低的立體結(jié)構(gòu)，但不改變自己。一大部分被稱為熱休克蛋白（heatshockprotein）。第47頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月作用機(jī)制可逆與蛋白質(zhì)結(jié)合，使其松散,形成正確空間結(jié)構(gòu)。1.防止新合成的蛋白質(zhì)由于疏水基團(tuán)的暴露而產(chǎn)生的聚集；2.打開(kāi)已聚集的蛋白質(zhì)；3.形成正確的二硫鍵。第48頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月四、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)（quaternarystructure)就是指蛋白質(zhì)分子中亞基的立體排布，亞基間的相互作用與接觸部位的布局。亞基(subunit)就是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的、每條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈。維系蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的是氫鍵、鹽鍵、范氏引力、疏水鍵等非共價(jià)鍵。第49頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月血紅蛋白(Hemoglobin)的四級(jí)結(jié)構(gòu)第50頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月DNA和蛋白質(zhì)的相互作用也是四級(jí)結(jié)構(gòu)DNA和蛋白質(zhì)的結(jié)合第51頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（三）蛋白質(zhì)的分類

（1）按組成成分：?jiǎn)渭兊鞍祝▋H含氨基酸）結(jié)合蛋白（單純蛋白+輔基）（2）按形狀分：纖維蛋白球蛋白第52頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第三節(jié)

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）一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)蛋白質(zhì)特定的三級(jí)結(jié)構(gòu)是以氨基酸順序?yàn)榛A(chǔ)的。第53頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其高級(jí)結(jié)構(gòu)。換言之，蛋白質(zhì)的三維立體結(jié)構(gòu)完全取決于其氨基酸的序列。蛋白質(zhì)的天然立體結(jié)構(gòu)一般是自由能最低的狀態(tài)。Anfinsen（諾貝爾獎(jiǎng)獲得者）用極其簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明了蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其高級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)決定立體結(jié)構(gòu)第54頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月牛核糖核酸酶一級(jí)結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系第55頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（二）一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1、一級(jí)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。2、蛋白質(zhì)分子中起關(guān)鍵作用的氨基酸殘基缺失或被替代，都會(huì)嚴(yán)重影響空間構(gòu)象乃至生理功能，如分子病。第56頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)第57頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（二）血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧協(xié)同效應(yīng)：一個(gè)亞基與其配體（Hb中的配體為O2）結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力。如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)（positivecooperativity）；反之則為負(fù)協(xié)同效應(yīng)（negativecooperativity）。當(dāng)血紅蛋白的一個(gè)α亞基與氧分子結(jié)合以后，可引起其他亞基的構(gòu)象發(fā)生改變，對(duì)氧的親和力增加，從而導(dǎo)致整個(gè)分子的氧結(jié)合力迅速增高，使血紅蛋白的氧飽和曲線呈“S”形。這種由于蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為變構(gòu)效應(yīng)。第58頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月血紅蛋白與結(jié)合氧的機(jī)制

1.未與O2結(jié)合的4個(gè)亞基靠彼此形成鹽鍵而緊密結(jié)合——緊張肽（T態(tài)tensestate).此時(shí)的血紅蛋白與O2結(jié)合能力?。划?dāng)?shù)谝粋€(gè)亞基與O2結(jié)合而破壞了該亞基與其相鄰亞基間的鹽鍵，結(jié)構(gòu)開(kāi)始松散，便于第二個(gè)亞基與O2結(jié)合，使結(jié)構(gòu)更松散……由T態(tài)轉(zhuǎn)變未R態(tài)。2.脫氧Hb的Fe2+半徑大，結(jié)合氧后其半徑變小，引起相關(guān)肽段的一系列微小的變化，使得亞基間鹽鍵斷裂，Hb結(jié)構(gòu)變松散。第59頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月肌紅蛋白（Mb）與血紅蛋白（Hb）的氧解離曲線第60頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病由于蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變而引起的疾病稱為蛋白質(zhì)構(gòu)象病。如：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)由于折疊錯(cuò)誤而相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀?？蓪?dǎo)致人類紋狀體脊髓變形病、老年癡呆、亨丁頓舞蹈病（Huntingtondisease）、瘋牛病……第61頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月瘋牛病瘋牛病是阮病毒蛋白（prionprotein,PrP）引起的人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。這類疾病具有傳染性、遺傳性或散在發(fā)病的特點(diǎn)。PrPc為基因正常編碼產(chǎn)物。PrPsc為致病蛋白。PrPc與PrPsc一級(jí)結(jié)構(gòu)完全相同。第62頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月一條肽鏈對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的空間結(jié)構(gòu)這條法則的破壞是災(zāi)難性的。瘋牛病的prion就是一個(gè)例子。正常prion異常prion蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)的特定和唯一的第63頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能：

永遠(yuǎn)的課題結(jié)構(gòu)與功能第64頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月第四節(jié)

蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及分離純化一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點(diǎn)：由于蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的側(cè)鏈上存在游離的氨基和游離的羧基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性解離的性質(zhì)，因而也具有特定的等電點(diǎn)。第65頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的溶解度最小蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的溶解度最小第66頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)：

蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達(dá)1～100nm，處于膠體顆粒的范圍。因此，蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第67頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月疏水區(qū)域蛋白質(zhì)分子上的電荷與疏水區(qū)蛋白質(zhì)分子上的電荷與疏水區(qū)第68頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固：

在某些物理或化學(xué)因素的作用下，蛋白質(zhì)嚴(yán)格的空間結(jié)構(gòu)被破壞（不包括肽鍵的斷裂），從而引起蛋白質(zhì)若干理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的改變，稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第69頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月引起蛋白質(zhì)變性的因素有：①物理因素：高溫、高壓、紫外線、電離輻射、超聲波等；②化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽等。蛋白質(zhì)的變性變性蛋白質(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70頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)變性的可逆性：蛋白質(zhì)在體外變性后，絕大多數(shù)情況下是不能復(fù)性的；如變性程度淺，蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象未被嚴(yán)重破壞；或者蛋白質(zhì)具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，在去除變性因素后，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）。蛋白質(zhì)的變性第71頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性第72頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月

蛋白質(zhì)分子相互聚集而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。變性后的蛋白質(zhì)由于疏水基團(tuán)的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白質(zhì)不一定都是變性后的蛋白質(zhì)。加熱使蛋白質(zhì)變性并凝聚成塊狀稱為凝固。因此，凡凝固的蛋白質(zhì)一定發(fā)生變性。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第73頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的紫外吸收蛋白質(zhì)在紫外光波長(zhǎng)280nm處有最大吸收，這是因?yàn)榉枷阕灏被釟埢?色氨酸及酪氨酸殘基)內(nèi)存在共軛雙鍵引起的，可以280nm光吸收值的檢測(cè)用于蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。

第74頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)某些試劑可對(duì)蛋白質(zhì)分子中肽鍵或特殊氨基酸殘基發(fā)生顯色反應(yīng)，且產(chǎn)生的有色物質(zhì)量與蛋白質(zhì)濃度相關(guān)，可用于蛋白質(zhì)定性、定量檢測(cè)。如雙縮脲反應(yīng)，酚試劑、考馬斯亮藍(lán)、茚三酮等顯色反應(yīng)。

第75頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月二、蛋白質(zhì)的分離與純化（一）鹽析與有機(jī)溶劑沉淀：1.鹽析：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時(shí)，溶液的pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。鹽析沉淀蛋白質(zhì)時(shí)，通常不會(huì)引起蛋白質(zhì)的變性。第76頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月2.有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)：凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可用于沉淀蛋白質(zhì)。沉淀原理是：①脫水作用；②使水的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)溶解度降低。

蛋白質(zhì)的分離與純化第77頁(yè),共90頁(yè)，星期六，2024年，5月帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳（electrophoresis)

。蛋白質(zhì)分子在溶液中可帶凈的負(fù)電荷或帶凈的正電荷，故可在電場(chǎng)中發(fā)生移動(dòng)。不同的蛋白質(zhì)分子所帶電荷量不同，且分子大小也不同，故在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度也不同，據(jù)此可互相分離。

（二）電泳：蛋白質(zhì)的分離與純化第78頁(yè),共