生物化學(xué)第01章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能臨床5年制第7版

1、目錄目錄第一篇：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能第一篇：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能 生物大分子生物大分子：由某些基本：由某些基本結(jié)構(gòu)單位結(jié)構(gòu)單位按一按一定定順序和連接順序和連接方式所形成的多聚體。方式所形成的多聚體。 蛋白質(zhì)：氨基酸蛋白質(zhì)：氨基酸 核酸：核苷酸核酸：核苷酸 酶酶：（：（蛋白質(zhì)）蛋白質(zhì)） 糖復(fù)合物：?jiǎn)翁翘菑?fù)合物：?jiǎn)翁?目錄目錄蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第一章第一章structure and function of protein目錄目錄分布廣：分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；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)。細(xì)胞的各個(gè)部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：含量高：占人

2、體干重的占人體干重的45， 某些組織，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)某些組織，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80。蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性1. 蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分(結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白)protein derives from greek protos，meaning “first” or “foremost”.目錄目錄1 1）作為生物催化劑（酶）作為生物催化劑（酶）2 2）代謝調(diào)節(jié)作用）代謝調(diào)節(jié)作用3 3）免疫保護(hù)作用）免疫保護(hù)作用4 4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)5 5）運(yùn)動(dòng)與支持作用）運(yùn)動(dòng)與支持作用6 6）參與細(xì)胞間信息傳遞）參與細(xì)胞間信息傳遞2

3、. 蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能(功能蛋白功能蛋白)3. 氧化供能氧化供能目錄目錄病例：老年癡呆癥病例：老年癡呆癥 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化引起疾病蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化引起疾病記憶力明顯減退記憶力明顯減退，經(jīng)常忘，經(jīng)常忘記剛剛說過的話或做過的記剛剛說過的話或做過的事，對(duì)于熟悉的人或物品，事，對(duì)于熟悉的人或物品，不能回憶其名稱。不能回憶其名稱。語言不流暢語言不流暢，經(jīng)常間斷，經(jīng)常間斷，與人交流困難。與人交流困難。睡眠欠佳睡眠欠佳，表情淡漠表情淡漠，反反應(yīng)遲鈍。應(yīng)遲鈍。里根里根撒切爾撒切爾目錄目錄目錄目錄什么是蛋白質(zhì)什么是蛋白質(zhì)? ? 蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（protein）是由許多是由許多氨基酸

4、氨基酸通通過過肽鍵肽鍵相連形成的高分子含氮化合物。相連形成的高分子含氮化合物。目錄目錄蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)的分子組成the molecular component of protein第一節(jié)第一節(jié)目錄目錄組成蛋白質(zhì)的元素：組成蛋白質(zhì)的元素：主要有主要有c、h、o、n和和s。有些蛋白質(zhì)含有少量有些蛋白質(zhì)含有少量磷磷或金屬元素或金屬元素鐵、銅、鋅、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘碘 。蛋白質(zhì)分子組成蛋白質(zhì)分子組成：目錄目錄 蛋白質(zhì)的含氮量平均為蛋白質(zhì)的含氮量平均為1616。 體內(nèi)含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，測(cè)定生物樣品體內(nèi)含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，測(cè)定生物樣品含氮量，

5、可根據(jù)以下公式推算蛋白質(zhì)大致含量：含氮量，可根據(jù)以下公式推算蛋白質(zhì)大致含量：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量克樣品中蛋白質(zhì)的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數(shù)每克樣品含氮克數(shù) 6.251001/16%蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)：蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)：三氯氫胺事件三氯氫胺事件目錄目錄一、組成人體蛋白質(zhì)的一、組成人體蛋白質(zhì)的2020種氨基酸均屬于種氨基酸均屬于 l-l-氨基酸氨基酸自然界中氨基酸自然界中氨基酸300余種，余種，人體蛋白質(zhì)氨基酸人體蛋白質(zhì)氨基酸20種，均屬種，均屬 l-氨基酸氨基酸（甘氨（甘氨酸除外）。酸除外）。 cooh cooh h2nch hcnh2 r r l- l- -氨基酸氨基

6、酸 d-d- -氨基酸氨基酸目錄目錄h甘氨酸甘氨酸ch3丙氨酸丙氨酸l-l-氨基酸的通式氨基酸的通式rc+nh3coo-h目錄目錄非極性脂肪族氨基酸非極性脂肪族氨基酸極性中性氨基酸極性中性氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸堿性氨基酸二、氨基酸二、氨基酸根據(jù)根據(jù)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)側(cè)鏈結(jié)構(gòu)和和理化性質(zhì)理化性質(zhì)進(jìn)行分類進(jìn)行分類目錄目錄( (一一) )側(cè)鏈含側(cè)鏈含烴鏈烴鏈的氨基酸屬于的氨基酸屬于 非極性脂肪族氨基酸非極性脂肪族氨基酸目錄目錄n幾種特殊氨基酸幾種特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸（亞氨基酸）（亞氨基酸）ch2chcoo-nh2+ch2ch2ch2chcoo-nh2+ch2ch2目錄

7、目錄( (二二) )側(cè)鏈有側(cè)鏈有極性但不帶電荷極性但不帶電荷的氨基酸是的氨基酸是 極性中性氨基酸極性中性氨基酸 (-oh(-oh、-sh-sh、n n2 2h h）目錄目錄半胱氨酸半胱氨酸 +胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-hh-ooc-ch-ch2-s+nh3s-ch2-ch-coo-+nh3-ooc-ch-ch2-s+nh3s-ch2-ch-coo-+nh3-ooc-ch-ch2-sh+nh3-ooc-ch-ch2-sh+nh3hs-ch2-ch-coo-+nh3hs-ch2-ch-coo-+nh3目錄目錄( (三三) )側(cè)鏈含側(cè)鏈含芳香基團(tuán)芳香基團(tuán)的氨基酸是的氨基酸是 芳香族氨基酸芳香族氨基酸

8、tyrtrp目錄目錄( (四四) )側(cè)鏈含側(cè)鏈含負(fù)性解離基團(tuán)負(fù)性解離基團(tuán)的氨基酸是的氨基酸是酸性氨基酸酸性氨基酸目錄目錄( (五五) )側(cè)鏈含側(cè)鏈含正性解離基團(tuán)正性解離基團(tuán)的氨基酸屬于的氨基酸屬于 堿性氨基酸堿性氨基酸 ( (五五) )側(cè)鏈含側(cè)鏈含正性解離基團(tuán)正性解離基團(tuán)的氨基酸是的氨基酸是 堿性氨基酸堿性氨基酸目錄目錄三、三、20種氨基酸具有共同或特異的理化性質(zhì)種氨基酸具有共同或特異的理化性質(zhì)兩性解離及等電點(diǎn)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。處溶液的酸堿度。 等電點(diǎn)等電點(diǎn)(isoelectric point, pi)

9、在某一在某一ph的溶液中，氨基酸解離成陽離子和的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為兼性離子，呈電陰離子的趨勢(shì)及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時(shí)溶液的中性。此時(shí)溶液的ph值值稱為該氨基酸的稱為該氨基酸的等電點(diǎn)等電點(diǎn)。（一）氨基酸具有兩性解離的性質(zhì)（一）氨基酸具有兩性解離的性質(zhì)目錄目錄ph=piphpiphpi -h+h+ -h+h+ph25%25%。分類分類序列相似程度序列相似程度相同蛋白相同蛋白95 %亞家族亞家族8095 %家族家族5080%超家族超家族2550%蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的分類目錄目錄n根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分:單純蛋白質(zhì)單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)

10、結(jié)合蛋白質(zhì) = = 蛋白質(zhì)部分蛋白質(zhì)部分 + + 非蛋白質(zhì)部分非蛋白質(zhì)部分n根據(jù)蛋白質(zhì)形狀根據(jù)蛋白質(zhì)形狀:纖維狀蛋白質(zhì)纖維狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)目錄目錄（三）（三）氨基酸序列提供重要的生物化學(xué)信息氨基酸序列提供重要的生物化學(xué)信息細(xì)胞色素細(xì)胞色素(cytochrome c)，比較一級(jí)結(jié)構(gòu)，比較一級(jí)結(jié)構(gòu)，可以幫助了解物種可以幫助了解物種進(jìn)化間的關(guān)系。進(jìn)化間的關(guān)系。 目錄目錄（四）重要蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變可引起疾?。ㄋ模┲匾鞍踪|(zhì)的氨基酸序列改變可引起疾病n例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血 glu: gta val:gaa n-val his leu thr pro glu glu

11、c(146)hbs 肽鏈肽鏈hba 肽肽 鏈鏈 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(dǎo)致的疾病，這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為稱為“分子病分子病”。目錄目錄目錄目錄二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1 1、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)功能需要功能需要完整完整的空間結(jié)構(gòu)。的空間結(jié)構(gòu)。 單亞基單亞基蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)( (單聚體單聚體): ): 結(jié)構(gòu)域沒有完整的功能。結(jié)構(gòu)域沒有完整的功能。 多亞基蛋白質(zhì)多亞基蛋白質(zhì)( (寡聚體寡聚體): ): 三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)沒有完整沒有完整功能。功能。2、空間結(jié)構(gòu)改變（變構(gòu)）、空間結(jié)

12、構(gòu)改變（變構(gòu)）, 功能改變。功能改變。3、空間結(jié)構(gòu)破壞（變性）、空間結(jié)構(gòu)破壞（變性）, 功能喪失。功能喪失。目錄目錄n肌紅蛋白（肌紅蛋白（mbmb） / /血紅蛋白（血紅蛋白（hbhb）血紅素結(jié)構(gòu)血紅素結(jié)構(gòu): : 鐵卟啉化合物鐵卟啉化合物 4個(gè)吡咯環(huán)、個(gè)吡咯環(huán)、 4個(gè)甲炔基、個(gè)甲炔基、 2個(gè)丙酸基與個(gè)丙酸基與aa連接連接fe2+ 6個(gè)配位鍵：個(gè)配位鍵： 4n、組、組aa、o2（一）（一）血紅蛋白亞基與肌紅蛋白結(jié)構(gòu)相似血紅蛋白亞基與肌紅蛋白結(jié)構(gòu)相似目錄目錄 肌紅蛋白（肌紅蛋白（mb）一條肽鏈，含一條肽鏈，含1個(gè)血紅素，個(gè)血紅素，可結(jié)合可結(jié)合1個(gè)個(gè)o2血紅蛋白（血紅蛋白（hb）4個(gè)亞基，亞基結(jié)構(gòu)與

13、個(gè)亞基，亞基結(jié)構(gòu)與mb相相似似含含4個(gè)血紅素，各結(jié)合個(gè)血紅素，各結(jié)合4個(gè)個(gè)o2亞基之間亞基之間8對(duì)鹽鍵對(duì)鹽鍵。目錄目錄氧合氧合hb（mb）：）：與與o2結(jié)結(jié)合后的合后的hb （mb） 百分飽和度：百分飽和度：氧合氧合hb(mb)占總占總hb(mb)的百分?jǐn)?shù)。的百分?jǐn)?shù)。氧解離曲線：氧解離曲線：氧分壓與氧氧分壓與氧百分飽和度的關(guān)系曲線。百分飽和度的關(guān)系曲線。血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧的功能血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧的功能 目錄目錄肌紅蛋白肌紅蛋白(mb)和血紅蛋白和血紅蛋白(hb)的氧解離曲線的氧解離曲線mb: 呈直角雙曲線呈直角雙曲線 mb易與易與o2結(jié)合結(jié)合 hb: 呈呈s狀曲線狀曲線 o2分

14、壓低時(shí)：分壓低時(shí)：hb不易與不易與o2結(jié)合；結(jié)合； o2分壓升高：逐漸分壓升高：逐漸增強(qiáng)結(jié)合力。增強(qiáng)結(jié)合力。目錄目錄緊密型（緊密型（t態(tài)）態(tài)）： 鹽鍵連接，亞基緊密結(jié)合，鹽鍵連接，亞基緊密結(jié)合，o2親合力低。親合力低。松弛型（松弛型（r態(tài)）：態(tài)）： 鹽鍵斷裂，亞基松弛結(jié)合，鹽鍵斷裂，亞基松弛結(jié)合，o2親合力高。親合力高。（二）血紅蛋白亞基構(gòu)象變化影響亞基與氧結(jié)合（二）血紅蛋白亞基構(gòu)象變化影響亞基與氧結(jié)合亞基之間亞基之間8對(duì)鹽鍵對(duì)鹽鍵，使，使hb形成形成2種空間結(jié)構(gòu)。種空間結(jié)構(gòu)。目錄目錄 缺缺o2 時(shí)，時(shí)，hb呈呈t態(tài)；態(tài)； o2升高與升高與亞基結(jié)合，鹽鍵斷裂；亞基結(jié)合，鹽鍵斷裂； hb由由t態(tài)

15、轉(zhuǎn)變?yōu)閼B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閞態(tài)；態(tài)； r態(tài)態(tài)hb與與o2親合力提高。親合力提高。目錄目錄o2血紅素與血紅素與o2結(jié)合結(jié)合；鐵原子半徑變小，進(jìn)鐵原子半徑變小，進(jìn)入卟啉環(huán)小孔中；入卟啉環(huán)小孔中；肽鏈位置變動(dòng)肽鏈位置變動(dòng),影響亞影響亞基的構(gòu)象；基的構(gòu)象；鹽鍵斷裂，鹽鍵斷裂，t態(tài)轉(zhuǎn)變態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闉閞態(tài)；態(tài)；亞基結(jié)合亞基結(jié)合o2能力增強(qiáng)。能力增強(qiáng)。目錄目錄協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)(cooperativity) 一個(gè)多聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與配體結(jié)合，一個(gè)多聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與配體結(jié)合，能影響此多聚體的另一個(gè)亞基與配體結(jié)合，這種能影響此多聚體的另一個(gè)亞基與配體結(jié)合，這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效

16、應(yīng)。 如果是促進(jìn)作用則稱為如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng) (positive cooperativity)如果是抑制作用則稱為如果是抑制作用則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng) (negative cooperativity)hb的第一個(gè)亞基與的第一個(gè)亞基與o2結(jié)合結(jié)合，促進(jìn)第二個(gè)亞基與促進(jìn)第二個(gè)亞基與o2結(jié)合。結(jié)合。目錄目錄別構(gòu)效應(yīng)別構(gòu)效應(yīng)(allosteric effect)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）的改變伴隨其蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）的改變伴隨其功能的變化，稱為功能的變化，稱為別構(gòu)效應(yīng)（別構(gòu)效應(yīng)（變構(gòu)效應(yīng)）變構(gòu)效應(yīng)）。hb的第一個(gè)亞基與的第一個(gè)亞基與o2結(jié)合結(jié)合，引起，引起hbhb的空間結(jié)的空

17、間結(jié)構(gòu)改變構(gòu)改變，從，從t態(tài)變構(gòu)為態(tài)變構(gòu)為r態(tài)，態(tài)，o2結(jié)合力改變。結(jié)合力改變。目錄目錄（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變可引起疾病可引起疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病：蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。?蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生改變，影響蛋白質(zhì)功能，蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生改變，影響蛋白質(zhì)功能，所導(dǎo)致的疾病，稱之。所導(dǎo)致的疾病，稱之。 蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤，一級(jí)結(jié)構(gòu)不變。蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤，一級(jí)結(jié)構(gòu)不變。 人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。目錄目錄蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)制：蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)制： 蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚

18、集， 聚集蛋白抵抗蛋白水解酶，聚集蛋白抵抗蛋白水解酶， 產(chǎn)生淀粉樣纖維沉淀，而致病。產(chǎn)生淀粉樣纖維沉淀，而致病。病理改變病理改變：蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀目錄目錄瘋牛病：瘋牛?。河呻貌《镜鞍子呻貌《镜鞍?prion protein, prp) 引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。朊病毒蛋白的分型：朊病毒蛋白的分型： 正常細(xì)胞型正常細(xì)胞型prp：prpc 異常致病型異常致病型prp：prpsc朊病毒蛋白的特點(diǎn)：朊病毒蛋白的特點(diǎn)： 同一同一基因編碼，氨基酸順序和共價(jià)修飾相同?；蚓幋a，氨基酸順序和共價(jià)修飾相同。 prpc：螺旋構(gòu)成、螺旋構(gòu)成、 蛋白酶

19、敏感型蛋白酶敏感型 prpsc：折疊構(gòu)成、折疊構(gòu)成、抗抗蛋白酶消化型。蛋白酶消化型。瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變目錄目錄在某種未知蛋白質(zhì)的作用下，在某種未知蛋白質(zhì)的作用下，prpc轉(zhuǎn)變成為轉(zhuǎn)變成為-折疊的折疊的prpsc，從而致病。，從而致病。prpc-螺旋螺旋prpsc-折疊折疊正常正常瘋牛病瘋牛病 以外源或新生的以外源或新生的prpsc為模板，使為模板，使prpc轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)閜rpsc。 prpsc經(jīng)蛋白酶消化后剩下的核心部分分子量約經(jīng)蛋白酶消化后剩下的核心部分分子量約2730kd(prp2730)仍具感染性。仍具感染性。目錄目錄目錄目錄第四節(jié)第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白

20、質(zhì)的理化性質(zhì)the physical and chemical characters of protein目錄目錄一、一、蛋白質(zhì)兩性電離的性質(zhì)蛋白質(zhì)兩性電離的性質(zhì)n蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)( isoelectric point, pi)蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，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)，在一定的溶液氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團(tuán)，在一定的溶液phph條條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一ph時(shí)，蛋白質(zhì)解離成時(shí)，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，凈電正

21、、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的荷為零，此時(shí)溶液的ph稱為稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。目錄目錄phpi目錄目錄利用電荷性質(zhì)差異進(jìn)行蛋白質(zhì)分離利用電荷性質(zhì)差異進(jìn)行蛋白質(zhì)分離蛋白質(zhì)在高于或低于其蛋白質(zhì)在高于或低于其pi的溶液中為帶電的溶液中為帶電的顆粒，在電場(chǎng)中能向正極或負(fù)極移動(dòng)。這的顆粒，在電場(chǎng)中能向正極或負(fù)極移動(dòng)。這種通過蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)而達(dá)到分離各種種通過蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中泳動(dòng)而達(dá)到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù)蛋白質(zhì)的技術(shù), 稱為稱為電泳電泳(elctrophoresis)(elctrophoresis) 。目錄目錄 二、蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)二、蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子量蛋白

22、質(zhì)分子量1 1萬至萬至100100萬之間，分子萬之間，分子的直徑的直徑1 1100nm100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。，為膠粒范圍之內(nèi)。 蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素: :水化膜：水化膜：表面極性基團(tuán)吸附表面極性基團(tuán)吸附h2o分子。分子。顆粒表面電荷：顆粒表面電荷：靜電斥力，靜電斥力，使蛋白質(zhì)顆粒使蛋白質(zhì)顆粒不易聚集。不易聚集。 目錄目錄+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)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)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)水化膜水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)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)顆粒不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用

23、脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉溶液中蛋白質(zhì)的聚沉目錄目錄蛋白質(zhì)沉淀：蛋白質(zhì)沉淀：蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)破壞，或疏水基蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)破壞，或疏水基團(tuán)暴露，使蛋白質(zhì)分子聚集，而從溶液中析團(tuán)暴露，使蛋白質(zhì)分子聚集，而從溶液中析出的現(xiàn)象。出的現(xiàn)象。使蛋白質(zhì)沉淀的因素：使蛋白質(zhì)沉淀的因素： 中和電荷：中和電荷：ph=pi 破壞水化膜：破壞水化膜：脫水劑脫水劑 破壞空間結(jié)構(gòu)：破壞空間結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)變性 結(jié)構(gòu)改變，疏水基團(tuán)暴露。結(jié)構(gòu)改變，疏水基團(tuán)暴露。 目錄目錄 在物理和化學(xué)因素作用下，在物理和化學(xué)因素作用下，蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)特定特定空間構(gòu)象被破壞空間構(gòu)象被破壞，即有序的空間結(jié)即有序的空間結(jié)

24、構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理理化性質(zhì)改變和生物學(xué)活性的喪失化性質(zhì)改變和生物學(xué)活性的喪失。蛋白質(zhì)變性蛋白質(zhì)變性(denaturation)三、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞而引起變性三、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞而引起變性目錄目錄引起引起變性的因素：變性的因素：加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)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酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑等 變性的本質(zhì)：變性的本質(zhì)：破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵， 不改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。不改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。 變性的結(jié)果：變性的結(jié)果： 理化性質(zhì)改變：理化性質(zhì)改變：溶解度降低，粘度提高。溶解度降

25、低，粘度提高。 生物學(xué)功能喪失，生物學(xué)功能喪失，稱為失活。稱為失活。目錄目錄應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例: : 使蛋白質(zhì)變性：使蛋白質(zhì)變性：臨床醫(yī)學(xué)上，變性因臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。 防止蛋白質(zhì)變性：防止蛋白質(zhì)變性：有效保存蛋白質(zhì)制有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。劑（如疫苗等）的必要條件。 目錄目錄若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其因素后，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，稱為原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性復(fù)性 。蛋白質(zhì)的復(fù)性蛋白質(zhì)的復(fù)性(renaturation) 目錄目錄 天然狀態(tài)，天

26、然狀態(tài)，有催化活性有催化活性 尿素、尿素、 -巰基乙醇巰基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性非折疊狀態(tài)，無活性目錄目錄變性的蛋白質(zhì)易于沉淀：變性的蛋白質(zhì)易于沉淀：疏水側(cè)鏈暴露，水化膜破壞，疏水側(cè)鏈暴露，水化膜破壞，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)ph，蛋白質(zhì)容易從溶液中沉淀。，蛋白質(zhì)容易從溶液中沉淀。沉淀的蛋白質(zhì)并不都變性。沉淀的蛋白質(zhì)并不都變性。 蛋白質(zhì)變性與沉淀蛋白質(zhì)變性與沉淀目錄目錄四、蛋白質(zhì)四、蛋白質(zhì)在紫外光譜區(qū)有特征性吸收峰在紫外光譜區(qū)有特征性吸收峰由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在和色氨酸，因此在280nm波長(zhǎng)處有特征性吸收

27、波長(zhǎng)處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的峰。蛋白質(zhì)的od280與其濃度呈正比關(guān)系，因與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。目錄目錄蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。三酮反應(yīng)。 蛋白質(zhì)和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與蛋白質(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)稱為硫酸銅共熱，呈現(xiàn)紫色或紅色，此反應(yīng)稱為雙雙縮脲反應(yīng)縮脲反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)可用來檢測(cè)蛋白質(zhì)水解，雙縮脲反應(yīng)可用來檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。程度。五、應(yīng)用蛋白質(zhì)呈色反應(yīng)可測(cè)定蛋白質(zhì)五、應(yīng)用蛋白質(zhì)呈色反應(yīng)可測(cè)定蛋白質(zhì)溶液含量溶液含量1. 茚三酮反應(yīng)茚三酮反應(yīng)(n

28、inhydrin reaction)2. 雙縮脲反應(yīng)雙縮脲反應(yīng)(biuret reaction)目錄目錄六、蛋白質(zhì)組學(xué)六、蛋白質(zhì)組學(xué)（一）蛋白質(zhì)組學(xué)基本概念（一）蛋白質(zhì)組學(xué)基本概念蛋白質(zhì)組蛋白質(zhì)組（proteome):proteome):是指一種細(xì)胞或一種生物所表達(dá)的全部蛋白是指一種細(xì)胞或一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，即質(zhì)，即“一個(gè)基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)一個(gè)基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”。 蛋白表達(dá)譜蛋白表達(dá)譜蛋白質(zhì)翻譯后修飾譜蛋白質(zhì)翻譯后修飾譜目錄目錄（二）蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)平臺(tái)（二）蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)平臺(tái) 蛋白質(zhì)組學(xué)是高通量，高效率的研究蛋白質(zhì)組學(xué)是高通量，高效率的研究: :雙向電泳雙向電泳分

29、離樣品蛋白質(zhì)分離樣品蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)點(diǎn)的定位、切取蛋白質(zhì)點(diǎn)的定位、切取 蛋白質(zhì)點(diǎn)的蛋白質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)譜分析質(zhì)譜分析 （三）蛋白質(zhì)組學(xué)研究的科學(xué)意義（三）蛋白質(zhì)組學(xué)研究的科學(xué)意義反映蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能全貌。反映蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能全貌。比較蛋白質(zhì)組學(xué)，尋找疾病特異性蛋白質(zhì)分子。比較蛋白質(zhì)組學(xué)，尋找疾病特異性蛋白質(zhì)分子。目錄目錄第五節(jié)第五節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)分析the separation and purification and structure analysis of protein目錄目錄一、一、透析及超濾法透析及超濾法: 清除蛋白質(zhì)溶液中的小分子化合物。清除蛋白質(zhì)溶液

30、中的小分子化合物。二、二、蛋白質(zhì)沉淀：蛋白質(zhì)沉淀：丙酮沉淀、鹽析、免疫沉淀丙酮沉淀、鹽析、免疫沉淀三、三、電荷性質(zhì)電荷性質(zhì): 電泳法電泳法四、四、相分配或親和結(jié)合相分配或親和結(jié)合: 層析方法層析方法五、五、蛋白質(zhì)顆粒沉降蛋白質(zhì)顆粒沉降: 超速離心分離超速離心分離目錄目錄六、應(yīng)用化學(xué)或反向遺傳學(xué)方法六、應(yīng)用化學(xué)或反向遺傳學(xué)方法分析多肽鏈氨基酸序列分析多肽鏈氨基酸序列分析已純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成分析已純化蛋白質(zhì)的氨基酸殘基組成測(cè)定多肽鏈的氨基末端與羧基末端為何種氨基酸殘基測(cè)定多肽鏈的氨基末端與羧基末端為何種氨基酸殘基把肽鏈水解成片段，分別進(jìn)行分析把肽鏈水解成片段，分別進(jìn)行分析測(cè)定各肽段的氨基酸

31、排列順序，一般采用測(cè)定各肽段的氨基酸排列順序，一般采用edman降解法降解法一般需用數(shù)種水解法，并分析出各肽段中的氨基酸一般需用數(shù)種水解法，并分析出各肽段中的氨基酸順序，然后經(jīng)過組合排列對(duì)比，最終得出完整肽鏈中氨順序，然后經(jīng)過組合排列對(duì)比，最終得出完整肽鏈中氨基酸順序的結(jié)果?；犴樞虻慕Y(jié)果。目錄目錄按照三聯(lián)密碼的原則推演出氨基酸的序列按照三聯(lián)密碼的原則推演出氨基酸的序列通過核酸來推演蛋白質(zhì)中的氨基酸序列通過核酸來推演蛋白質(zhì)中的氨基酸序列測(cè)定蛋白質(zhì)末端氨基酸序列測(cè)定蛋白質(zhì)末端氨基酸序列測(cè)定測(cè)定cdna序列序列排列出排列出mrna序列序列根據(jù)末端氨基酸序列設(shè)計(jì)根據(jù)末端氨基酸序列設(shè)計(jì)rt-pcr引物引物rt-pcr擴(kuò)增擴(kuò)增cdna目錄目錄七、應(yīng)用物理學(xué)、生物信息