第18章蛋白質(zhì)PPT課件

1、本章具體應(yīng)掌握的內(nèi)容提要1.蛋白質(zhì)的元素組成與分類蛋白質(zhì)是生物高分子，天然蛋白質(zhì)經(jīng)元素分析，其主要元素百分組成為：C5055%，H68%，O2023%，N1517%，S04%；生物樣品中常用蛋白質(zhì)內(nèi)含氮量的平均值16%來作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，即每克氮相當(dāng)于6.25g的蛋白質(zhì)。2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)為了認(rèn)識(shí)和說明上的方便，通常將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分為幾個(gè)不同的級(jí)別加以研究。蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基在肽鏈中的排列順序稱為一級(jí)結(jié)構(gòu)，肽鍵是一級(jí)經(jīng)過中連接氨基酸殘基地化學(xué)鍵。不同有機(jī)體中實(shí)現(xiàn)同一功能的蛋白質(zhì)，其一級(jí)結(jié)構(gòu)也可能是不同的，說明蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與生命的種族特異性有直接關(guān)系。第1頁/共35頁蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是肽鏈

2、按一定的方式盤繞、折疊而形成的空間構(gòu)象，它是由一級(jí)結(jié)構(gòu)決定的，主要包括 -螺旋、 -折疊、 -轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲四種形式，氫鍵是二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要副鍵。一條具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈可進(jìn)一步按一定的方式盤曲折疊形成更復(fù)雜三維空間的伸展排布，即形成三級(jí)結(jié)構(gòu)。三級(jí)結(jié)構(gòu)是通過側(cè)鏈之間形成的副鍵維系，副鍵包括鹽鍵、氫鍵、二硫鍵、酯鍵、疏水作用力。蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)是由兩條或多條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈組成更大、更復(fù)雜的分子，每一條三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為一個(gè)亞基，幾個(gè)亞基通過副鍵締合而構(gòu)成一定的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為初級(jí)結(jié)構(gòu)和基本結(jié)構(gòu)，二級(jí)以上的結(jié)構(gòu)屬于構(gòu)象范疇，稱為高級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物功能決定于它的高級(jí)結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)

3、構(gòu)是由一級(jí)結(jié)構(gòu)即氨基酸順序決定的，蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象所具有的性質(zhì)。第2頁/共35頁3.蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)取決于蛋白質(zhì)的分子組成和結(jié)構(gòu)特征，一方面具有與某些氨基酸相似的性質(zhì)，另外又具有一些高分子化合物的性質(zhì)。(1)兩性解離和等電點(diǎn)蛋白質(zhì)是由氨基酸組成，在蛋白質(zhì)分子鏈中同樣存在游離的堿性基團(tuán)和酸性基團(tuán)，如氨基、羧基、胍基、咪唑基等，因此同樣存在兩性解離和等電點(diǎn)。(2)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量很大，其分子大小已達(dá)到1100nm的膠粒范圍，其溶液屬于膠體分散系。由于蛋白質(zhì)分子表面有許多極性基團(tuán)，如COO 、NH3+、OH、SH、CONH2等，天然蛋白質(zhì)常以穩(wěn)定的親水膠體

4、溶液形式存在，蛋白質(zhì)分子周圍的雙電層和水化層是穩(wěn)定蛋白質(zhì)膠體系統(tǒng)的主要因素。第3頁/共35頁(3)蛋白質(zhì)的沉淀蛋白質(zhì)的沉淀是指破壞其水化膜和消除電荷后，蛋白質(zhì)在溶液中下沉析出，常采用鹽析、加脫水劑、加重金屬離子和加有機(jī)酸等使蛋白質(zhì)沉淀。(4)蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)受到某些物理或化學(xué)因素作用時(shí)，引起生物活性喪失及其它理化性質(zhì)的改變，這種變化稱為蛋白質(zhì)的變性。變性的本質(zhì)是副鍵被破壞引起蛋白質(zhì)天然構(gòu)象的解體而導(dǎo)致生物功能喪失，并未涉及共價(jià)鍵的破裂。變性有可逆變性和不可逆變性之分。蛋白質(zhì)變性和沉淀反應(yīng)的概念不同，但又互相聯(lián)系，沉淀時(shí)可變性，也可不變性；變性可表現(xiàn)為沉淀，也可表現(xiàn)為溶解狀態(tài)。(5)蛋白質(zhì)的顏

5、色反應(yīng)蛋白質(zhì)與某些試劑作用可發(fā)生顏色反應(yīng)，常用來做蛋白質(zhì)的定性和定量分析，如縮二脲反應(yīng)、茚三酮反應(yīng)等。第4頁/共35頁三、建議學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)左右(因生物化學(xué)中會(huì)詳細(xì)講解)四、具體講授內(nèi)容第5頁/共35頁第18 章 蛋白質(zhì) 18.1蛋白質(zhì)的元素組成與分類18.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)18.3蛋白質(zhì)的性質(zhì) 第6頁/共35頁 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(protein)存在于所有的生物細(xì)胞中，存在于所有的生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，它參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過程。乎所有的生命活動(dòng)過程。蛋白質(zhì)和多肽都

6、是由20種L-氨基酸以肽鍵結(jié)合而成的高聚物，通常將分子量在1萬以上的稱蛋白質(zhì)，1萬以下的稱多肽。 人體內(nèi)約有10萬種以上的蛋白質(zhì)，其質(zhì)量約占人體干重的45。第7頁/共35頁18.1蛋白質(zhì)的元素組成與分類 1、蛋白質(zhì)的元素組成、蛋白質(zhì)的元素組成 v蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物蛋白質(zhì)是一類含氮有機(jī)化合物，除了含有碳、氫、氧、氮以外，大多數(shù)含有S，少數(shù)含有P、Fe、Cu、Mn、Zn，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有I或其它元素。還含有少量的硫。氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因此，可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質(zhì)的含氮量。v由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16%16%，所以，可

7、以根據(jù)生物樣品中的含氮量來計(jì)算蛋白質(zhì)的大概含量：v蛋白質(zhì)含量（克蛋白質(zhì)含量（克% %）= = 每克生物樣品中含氮每克生物樣品中含氮的克數(shù)的克數(shù) 6.256.25第8頁/共35頁2、蛋白質(zhì)的分類、蛋白質(zhì)的分類 l（1）依據(jù)蛋白質(zhì)的分子形狀分類）依據(jù)蛋白質(zhì)的分子形狀分類l按照蛋白質(zhì)的外形可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。l球狀蛋白質(zhì)：球狀蛋白質(zhì)：globularprotein外形接近球形或不規(guī)則橢圓形，往往溶于水和稀鹽酸，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。如血紅蛋白、肌紅蛋白、卵清蛋白和大多數(shù)的酶。 l纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)：fibrousprotein分子類似細(xì)棒狀纖維。根據(jù)其在水中溶解度的不同，可分為可

8、溶可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。許多肌肉的結(jié)構(gòu)和血纖維蛋白原等屬于可溶性纖維狀蛋白質(zhì)，不溶性纖維狀蛋白質(zhì)包括彈性蛋白、膠原蛋白、角蛋白和絲心蛋白等。第9頁/共35頁（2）依據(jù)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成分類 按照蛋白質(zhì)的化學(xué)組成，可以分為按照蛋白質(zhì)的化學(xué)組成，可以分為 簡單蛋白簡單蛋白(simple protein) 和結(jié)合蛋白和結(jié)合蛋白(conjugated protein) 。第10頁/共35頁簡單蛋白 又稱為單純蛋白質(zhì)；又稱為單純蛋白質(zhì)；這類蛋白質(zhì)只含由這類蛋白質(zhì)只含由 -氨基酸組氨基酸組成的肽鏈成的肽鏈，不含其它成分。，不含其它成分。 1.清蛋白和球蛋白

9、：清蛋白和球蛋白：albumin and globulin廣泛廣泛存在于動(dòng)物組織中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶存在于動(dòng)物組織中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。于水，易溶于稀酸中。 2.谷蛋白谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白和醇溶谷蛋白(prolamin)：植：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀堿中，后者可物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀堿中，后者可溶于溶于7080乙醇中。乙醇中。 3.精蛋白和組蛋白：堿性蛋白質(zhì)，存在與細(xì)胞核中。精蛋白和組蛋白：堿性蛋白質(zhì)，存在與細(xì)胞核中。 4.硬蛋白：存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組硬蛋白：存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中，分為角

10、蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。織中，分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。第11頁/共35頁l由由簡單蛋白簡單蛋白與其它與其它非蛋白成分非蛋白成分結(jié)合而成，非蛋結(jié)合而成，非蛋白部分稱為白部分稱為輔基輔基。l色蛋白：輔基為色素，色蛋白：輔基為色素，如血紅蛋白、葉綠蛋白和細(xì)胞色素等。l糖蛋白：輔基為糖，糖蛋白：輔基為糖，如細(xì)胞膜中的糖蛋白、免疫球蛋白等。l脂蛋白：輔基為脂類，脂蛋白：輔基為脂類， 如血清-，-脂蛋白、乳糜蛋白等。l核蛋白：輔基為核酸，核蛋白：輔基為核酸，如細(xì)胞核中的核糖核蛋白等。l金屬蛋白金屬蛋白：輔基為金屬離子，輔基為金屬離子，如鐵蛋白、銅蛋白、激素等第12頁/共35頁l按

11、照蛋白質(zhì)的功能，可以分為按照蛋白質(zhì)的功能，可以分為l活性蛋白質(zhì)活性蛋白質(zhì)(activeprotein)：在生命運(yùn)動(dòng)中具有在生命運(yùn)動(dòng)中具有生物活性的蛋白質(zhì)和它們的前體，如酶蛋白、生物活性的蛋白質(zhì)和它們的前體，如酶蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、保護(hù)和防御蛋白、激素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、保護(hù)和防御蛋白、激素蛋白、受體蛋白、營養(yǎng)和儲(chǔ)存蛋白和毒蛋白等蛋白、受體蛋白、營養(yǎng)和儲(chǔ)存蛋白和毒蛋白等l結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)(structuralprotein)：擔(dān)負(fù)著生物保擔(dān)負(fù)著生物保護(hù)或支持作用的蛋白質(zhì)，如角蛋白、彈性蛋白護(hù)或支持作用的蛋白質(zhì)，如角蛋白、彈性蛋白和膠原蛋白等和膠原蛋白等第13頁/共35頁任何一種蛋白質(zhì)分

12、子在天然狀態(tài)下均具有獨(dú)特而穩(wěn)定的構(gòu)象，這是蛋白質(zhì)分子在結(jié)構(gòu)上最顯著的特點(diǎn)。為了表示蛋白質(zhì)分子不同層次的結(jié)構(gòu)，常將蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)。一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為初級(jí)結(jié)構(gòu)或基本結(jié)構(gòu)，二級(jí)結(jié)構(gòu)以上屬于構(gòu)象范疇，稱為高級(jí)結(jié)構(gòu)。并非所有的蛋白質(zhì)均具有四級(jí)結(jié)構(gòu)。由一條多肽鏈形成的蛋白質(zhì)只有二、三級(jí)結(jié)構(gòu)。由兩條以上肽鏈形成的蛋白質(zhì)才可能有四級(jí)結(jié)構(gòu)。18.2蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第14頁/共35頁1. 一級(jí)結(jié)構(gòu)（一級(jí)結(jié)構(gòu)（primary structure） 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)包括組成蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)包括組成蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目多肽鏈數(shù)目 多肽鏈的氨基酸順序多肽鏈的氨基酸順序 以及多肽鏈內(nèi)或鏈間以及多肽鏈

13、內(nèi)或鏈間二硫鍵的數(shù)目和位置二硫鍵的數(shù)目和位置 肽鍵肽鍵是一級(jí)結(jié)構(gòu)中連接氨基酸殘基的主要化學(xué)鍵，任何特定的蛋白質(zhì)都有其穩(wěn)定是一級(jí)結(jié)構(gòu)中連接氨基酸殘基的主要化學(xué)鍵，任何特定的蛋白質(zhì)都有其穩(wěn)定的氨基酸排列順序它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。的氨基酸排列順序它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎(chǔ)。第15頁/共35頁牛胰島素分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)牛胰島素分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)甘-異亮-纈-谷-谷-半胱-半胱-丙-絲-纈-半胱-絲-亮-酪-谷-亮-谷-天-酪-半胱-天苯丙-纈-天-谷-組-亮-半胱-甘-絲-組-亮-纈-谷-丙-亮-酪-亮-纈-半胱-甘-谷-精-甘-苯丙-苯丙-酪-蘇-脯-賴-丙123456789101112131415161

14、71819202112345678910111213 1415161718192021222324252627282930NH2NH2NH2NH2H2N NH2SSSSA鏈B鏈SS 牛胰島素由A和B兩條多肽鏈共51個(gè)氨基酸殘基組成。A鏈含有11種共21個(gè)氨基酸殘基，N-端為甘氨酸，C-端為天冬酰胺；B鏈含有16種共30個(gè)氨基酸殘基，N-端為苯丙氨酸，C-端為丙氨酸。A鏈內(nèi)有一鏈內(nèi)二硫鍵，A鏈和B鏈之間借兩條鏈間二硫鍵相互連接。 第16頁/共35頁(1) (1) 氫鍵 蛋白質(zhì)分子中存在兩種氫鍵，一種是在主鏈之間形成的氫鍵，另一種是在側(cè)鏈R R基團(tuán)間形成的氫鍵 (4)疏水作用力R上的非極性基團(tuán)為避

15、開水相而聚積在一起的聚合力(5)鹽鍵COO與NH3依靠靜電引力形成(6)范德華力 偶極力、取向力、色散力(7)配位鍵 金屬離子通過配位鍵與肽鍵結(jié)合2、維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的化學(xué)鍵、維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的化學(xué)鍵 (2)二硫鍵為共價(jià)鍵，鍵較牢固，它可將不同的肽鏈或同一肽鏈的不同肽段連接起來(3)酯鍵一般由氨基酸殘基的羥基與二羧酸的 -或 -羧基脫水而成第17頁/共35頁氫鍵、鹽鍵、疏水作用力、VanderWaals力等分子間作用力比共價(jià)鍵弱得多，但數(shù)量多，故在維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象中起著重要作用。圖18-2蛋白質(zhì)分子中維持構(gòu)象的次級(jí)鍵 a. a. 鹽鍵；b.氫鍵；c.二硫鍵；d.疏水作用力 第18頁/共3

16、5頁指多肽鏈的主鏈骨架在空間盤曲折疊形成的方式，并不涉及側(cè)鏈R的構(gòu)象。各種蛋白質(zhì)的主鏈骨架均相同，但連接在-C上的R結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都不同，它們與主鏈各原子間的相互影響使肽鏈平面的相對(duì)旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)不同角度，從而導(dǎo)致主鏈骨架在空間形成不同的構(gòu)象，包括-螺旋、-折疊層、-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲等幾種類型。3、二級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondarystructure)第19頁/共35頁 多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，同一軸旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋一周，沿軸上升的距離螺旋一周，沿軸上升的距離即螺距為即螺距為0.54nm,含含3.6個(gè)個(gè)氨基酸殘基；兩個(gè)氨基酸之氨基酸殘基；兩個(gè)氨

17、基酸之間的距離為間的距離為0.15nm; 肽鏈內(nèi)形成肽鏈內(nèi)形成氫鍵氫鍵，氫鍵的取，氫鍵的取向幾乎與軸平行，第一個(gè)氨向幾乎與軸平行，第一個(gè)氨基酸殘基的酰胺基團(tuán)的基酸殘基的酰胺基團(tuán)的CO基與第四個(gè)氨基酸殘基基與第四個(gè)氨基酸殘基酰胺基團(tuán)的酰胺基團(tuán)的 NH基形成氫基形成氫鍵。鍵。 蛋白質(zhì)分子為蛋白質(zhì)分子為右手右手 -螺旋螺旋。第20頁/共35頁 - -折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列，通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構(gòu)過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構(gòu)象象 - -折疊結(jié)構(gòu)的折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵氫鍵主要是由兩條肽鏈之

18、間形成的；也可以主要是由兩條肽鏈之間形成的；也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。內(nèi)氫鍵的交聯(lián)，氫鍵與鏈的長軸接近垂直。 - -折疊有兩種類型。一種為折疊有兩種類型。一種為平行式平行式，即所有肽鏈的，即所有肽鏈的N-N-端都端都在同一邊。另一種為在同一邊。另一種為反平行式反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。反。第21頁/共35頁 多肽鏈的主鏈骨架呈180o 回折而呈發(fā)夾狀 在 -轉(zhuǎn)角部分，由四個(gè)氨基酸殘基組成 彎曲處的第一個(gè)氨基酸殘基的 -C=O 和第四個(gè)殘基的 N

19、-H 之間形成氫鍵，形成一個(gè)不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。 這類結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中。CHR1CONHCHCONHCHR3CONHCHR4CONH1234R2第22頁/共35頁多肽鏈中的某些肽段，由于氨基酸殘基的相互影響，使肽鍵平面不規(guī)則排列以致形成無一定規(guī)律的構(gòu)象，稱為“無規(guī)卷曲”。在蛋白質(zhì)分子中，可以同時(shí)存在上述幾種二級(jí)結(jié)構(gòu)或以某種二級(jí)結(jié)構(gòu)為主的結(jié)構(gòu)形式，這取決于各種殘基在形成二級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)具有的不同傾向或能力。如谷、蛋、丙殘基易形成-螺旋；纈、異亮殘基最有可能形成-折疊層；脯、甘、絲、天酰殘基常見于-轉(zhuǎn)角。無規(guī)卷曲(random coil)第23頁/共35頁4、三級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertia

20、rystructure) 蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，肽鏈的不同區(qū)段的側(cè)鏈基團(tuán)相互作用在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括作用在空間進(jìn)一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有維系這種特定結(jié)構(gòu)的力主要有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。尤其是。尤其是疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起著重要作用。疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)中起著重要作用。第24頁/共35頁肌紅蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)肌紅蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)肌 紅 蛋 白含有153個(gè)氨基酸殘基和

21、一個(gè)血紅素輔基，它的主鏈?zhǔn)怯?個(gè)比較直的長短不等肽段組成，分子中幾乎80%的氨基酸殘基處于 -螺旋區(qū)內(nèi)，在拐彎處 -螺旋受到破壞形成松散肽鏈。第25頁/共35頁5、四級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)(quaternarystructure) 蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指由多條各自具有一、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指由多條各自具有一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價(jià)鍵連接起來二、三級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈通過非共價(jià)鍵連接起來的結(jié)構(gòu)形式；各個(gè)亞基在這些蛋白質(zhì)中的空的結(jié)構(gòu)形式；各個(gè)亞基在這些蛋白質(zhì)中的空間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系間排列方式及亞基之間的相互作用關(guān)系 這種蛋白質(zhì)分子中，最小的單位通常稱為這種蛋白質(zhì)分子中，最小的單位通常稱為亞亞

22、基基(Subunit)，它一般由一條肽鏈構(gòu)成，無，它一般由一條肽鏈構(gòu)成，無生理活性生理活性 維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是維持亞基之間的化學(xué)鍵主要是疏水作用力疏水作用力 由多個(gè)亞基聚集而成的蛋白質(zhì)常常稱為寡聚由多個(gè)亞基聚集而成的蛋白質(zhì)常常稱為寡聚蛋白蛋白第26頁/共35頁血紅蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖由4個(gè)亞基組成，其中2條鏈、2條鏈。每條肽鏈都卷曲成球狀，都有一空穴容納1個(gè)血紅素。4個(gè)亞基通過側(cè)鏈間次級(jí)鍵兩兩交叉緊密鑲嵌形成一個(gè)具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的球狀血紅蛋白分子.第27頁/共35頁1 1、蛋白質(zhì)的、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子直徑一般在1100nm，屬膠體分散系，蛋白質(zhì)溶液是一種比較穩(wěn)定的親水膠體溶液

23、，具有膠體溶液的特性(如布朗運(yùn)動(dòng)、丁達(dá)爾效應(yīng)、不能透過半透膜等)。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子表面帶有許多極性基(如-NH3 、 COO、OH、SH等)，可吸引水分子在它的表面定向排列形成一層水化膜。水化膜的形成使蛋白質(zhì)顆粒均勻分散在水中難以聚集沉淀。蛋白質(zhì)溶液在非等電狀態(tài)時(shí)，其分子表面總是帶有一定的同種電荷，與周圍的反離子構(gòu)成穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu)，而使蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定。18.3蛋白質(zhì)的性質(zhì)第28頁/共35頁蛋白質(zhì)分子末端仍有-NH3和-COO，同時(shí)組成肽鏈的氨基酸殘基側(cè)鏈R上還有不同數(shù)量可解離的基團(tuán)，因此蛋白質(zhì)和氨基酸一樣，也具有兩性解離和等電點(diǎn)的性質(zhì)。COOPrNH3+OH-H+OH-H+COOPrNH2pHpI陰離子pHpI兩性離子pHpI陽離子陽離子2 2、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)、蛋白質(zhì)的兩性解離和等電點(diǎn)COOHPrNH3+第29頁/共35頁3 3、蛋白質(zhì)的沉淀、蛋白質(zhì)的沉淀若用物理或化學(xué)方法破壞蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和所帶電荷，則蛋白質(zhì)分子將凝聚而沉淀，其方法有： (1)鹽析鹽析：向蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度的中性鹽，使之沉淀。常用(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl、MgSO4等. 機(jī)理：破壞蛋白質(zhì)表面的水