第02章 多肽與蛋白質(過健俐)

1、目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)多肽與蛋白質多肽與蛋白質第二章第二章Peptides and Proteins目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 1833年年，Payen和和Persoz分離出淀粉酶。分離出淀粉酶。1864年年，Hoppe-Seyler從血液分離出血紅蛋白，從血液分離出血紅蛋白，并將其制成結晶并將其制成結晶。19世紀末世紀末，Fischer證明蛋白質是由氨基酸組成的，證明蛋白質是由氨基酸組成的，并將氨基酸合成了多種短肽并將氨基酸合成了多種短肽 。 1938年年，德國化學家，德國化學家Gerardus J. Mulder引用引用“Protein” 一詞來

2、描述蛋白質。一詞來描述蛋白質。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)1951年年, Pauling采用采用X（射）線晶體衍射發(fā)現了蛋（射）線晶體衍射發(fā)現了蛋白質的二級結構白質的二級結構-螺旋螺旋(-helix)。 1953年，年，Frederick Sanger完成胰島素一級序列測定。完成胰島素一級序列測定。 1962年年，John Kendrew和和Max Perutz確定了血紅蛋確定了血紅蛋白的四級結構。白的四級結構。20世紀世紀90年代以后年代以后，后基因組計劃。，后基因組計劃。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)w什么是蛋白質什么是蛋白質? 蛋白質（蛋白質（prot

3、ein）是由許多氨基酸是由許多氨基酸（amino acids）通過肽鍵（）通過肽鍵（peptide bond） 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。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)分布廣：分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質；細胞的所有器官、組織都含有蛋白質；細胞的各個部分都含有蛋白質。各個部分都含有蛋白質。含量高：含量高：蛋白質是細胞內最豐富的有機分子，占蛋白質是細胞內最豐富的有機分子，占人體干重的人體干重的45，某些組織含量更高，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達例如脾、肺及橫紋肌等高達80。w蛋白質的生物學重要性蛋白質的生物學重要性1. 蛋白質是生

4、物蛋白質是生物 體重要組成成分體重要組成成分目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)1 1）作為生物催化劑（酶）作為生物催化劑（酶）2 2）代謝調節(jié)作用）代謝調節(jié)作用3 3）免疫保護作用）免疫保護作用4 4）物質的轉運和存儲）物質的轉運和存儲5 5）運動與支持作用）運動與支持作用6 6）參與細胞間信息傳遞）參與細胞間信息傳遞2. 蛋白質具有重要的生物學功能蛋白質具有重要的生物學功能3. 氧化供能氧化供能目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)肽和蛋白質的一級結構肽和蛋白質的一級結構第一節(jié)第一節(jié)Primary Structure of Peptides and Proteins 目目

5、 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（一）氨基酸通過肽鍵相連形成肽（一）氨基酸通過肽鍵相連形成肽/蛋白質蛋白質存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有300余種，組余種，組成體內蛋白質的成體內蛋白質的氨基酸（氨基酸（amino acid）有）有20種，均為種，均為L-氨基酸氨基酸（除甘氨酸外）（除甘氨酸外） 。、肽和蛋白質是由氨基酸組成的多聚、肽和蛋白質是由氨基酸組成的多聚體體目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)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-HC+NH3COO-HC+NH3COO-H目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一

6、節(jié)第六節(jié)肽鍵是由一個氨基酸的肽鍵是由一個氨基酸的 -羧基與另一個氨羧基與另一個氨基酸的基酸的 -氨基脫水縮合而形成的化學鍵。氨基脫水縮合而形成的化學鍵。氨基酸通過氨基酸通過肽鍵肽鍵(peptide bond) 相互連接相互連接而形成多肽和蛋白質。而形成多肽和蛋白質。肽肽/蛋白質分子中的氨基酸通過脫水生成的共價鍵蛋白質分子中的氨基酸通過脫水生成的共價鍵被稱為被稱為肽鍵肽鍵(peptide bond)，肽鍵是一種酰胺鍵，具，肽鍵是一種酰胺鍵，具有部分雙鍵的性質。有部分雙鍵的性質。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)* * 一分子氨基酸與另一分子氨基酸脫去一分子水縮一分子氨基酸與另一分子

7、氨基酸脫去一分子水縮合成二肽。合成二肽。 * * 二肽通過肽鍵與另一分子氨基酸縮合生成三肽二肽通過肽鍵與另一分子氨基酸縮合生成三肽 * 一般來說，由數個、十數個氨基酸組成的肽習慣稱一般來說，由數個、十數個氨基酸組成的肽習慣稱為為寡肽寡肽(oligopeptide)，而很多氨基酸組成的肽稱為，而很多氨基酸組成的肽稱為多多肽（肽（polypeptide）。）。通常，多肽分子質量通常，多肽分子質量10 kD；而而蛋白質蛋白質則是由一條或多條肽鏈組成的更大分子，則是由一條或多條肽鏈組成的更大分子，但兩者兩者經常通用。但兩者兩者經常通用。 肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而基團不全，肽鏈中的氨基酸分子因脫水

8、縮合而基團不全，被稱為被稱為氨基酸殘基氨基酸殘基(residue)。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)氨基末端（氨基末端（amino terminal）或）或 N 末端末端：多肽鏈中有多肽鏈中有游離氨基的一端稱游離氨基的一端稱氨基末氨基末端端(amino terminal)或或N-端。端。羧基末端（羧基末端（carboxyl terminal）或）或C 末端：末端：多肽鏈中多肽鏈中有游離羧基的一端稱為有游離羧基的一端稱為羧基羧基末端末端(carboxyl terminal)或或C-端。端。 多肽鏈具有方向性：多肽鏈具有方向性：多肽鏈從氨基末端走向羧基末端。多肽鏈從氨基末端走向羧基

9、末端。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽鍵NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO肽是根據由肽是根據由N-端至端至C-端參與其組成的氨基酸殘基命名的端參與其組成的氨基酸殘基命名的 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（二）（二）體內存在多種重要的生物活性肽體內存在多種重要的生物活性肽 1.谷

10、胱甘肽是體內重要的還原劑谷胱甘肽是體內重要的還原劑 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)GSH過氧過氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH還原酶還原酶NADPH+H+ NADP+ 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)2.體內有許多激素屬寡肽或多肽體內有許多激素屬寡肽或多肽目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)3. 神經肽是腦內一類重要的肽神經肽是腦內一類重要的肽 在神經傳導過程中起重要作用的肽類稱為在神經傳導過程中起重要作用的肽類稱為神經肽神經肽(neuropeptide)。較早發(fā)現的有腦啡肽

11、較早發(fā)現的有腦啡肽(5肽肽)、-內啡肽內啡肽(31肽肽)和和強啡肽強啡肽(17肽肽)等。等。 近年發(fā)現的孤啡肽近年發(fā)現的孤啡肽(17肽肽)，其一級結構類似于，其一級結構類似于強啡肽。強啡肽。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 組成蛋白質的元素：組成蛋白質的元素：主要有主要有C、H、O、N和和S。有些蛋白質含有少量有些蛋白質含有少量磷磷或金屬元素或金屬元素鐵、銅、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質還含有，個別蛋白質還含有碘碘 。二、蛋白質的分子組成和結構極其復雜二、蛋白質的分子組成和結構極其復雜目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 各種蛋白質的含氮量很接近，

12、平均為各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16。 由于體內的含氮物質以蛋白質為主，因此，由于體內的含氮物質以蛋白質為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據以只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據以下公式推算出蛋白質的大致含量：下公式推算出蛋白質的大致含量：100克樣品中蛋白質的含量克樣品中蛋白質的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數每克樣品含氮克數 6.251001/16% 蛋白質元素組成的特點：蛋白質元素組成的特點：目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)( (一一) )蛋白質的分子組成與結構特征是其分蛋白質的分子組成與結構特征是其分類的基礎類的基礎1. 蛋白質根據分子組成分

13、為單純蛋白質和結合蛋蛋白質根據分子組成分為單純蛋白質和結合蛋白質兩類白質兩類： 單純蛋白質（單純蛋白質（simple protein）結合蛋白質結合蛋白質 = = 蛋白質部分蛋白質部分 + + 非蛋白質部分非蛋白質部分（conjugated protein）輔基輔基（prosthetic group）目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)分類分類輔基輔基舉例舉例脂蛋白脂蛋白脂類脂類血漿脂蛋白（血漿脂蛋白（VLDL、LDL、HDL等）等）糖蛋白糖蛋白糖基或糖鏈糖基或糖鏈膠原蛋白、纖連蛋白等膠原蛋白、纖連蛋白等核蛋白核蛋白核酸核酸核糖體核糖體磷蛋白磷蛋白磷酸基團磷酸基團酪蛋白（酪蛋白（ca

14、sein）血紅素蛋白血紅素蛋白血紅素（鐵卟啉）血紅素（鐵卟啉）血紅蛋白、細胞色素血紅蛋白、細胞色素c黃素蛋白黃素蛋白黃素核苷酸（黃素核苷酸（FAD、FMN）琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶金屬蛋白金屬蛋白鐵鐵鐵蛋白鐵蛋白鋅鋅乙醇脫氫酶乙醇脫氫酶鈣鈣鈣調蛋白鈣調蛋白錳錳丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶銅銅細胞色素氧化酶細胞色素氧化酶結合蛋白質及其輔基結合蛋白質及其輔基 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)3. 蛋白質根據其形狀分為纖維狀蛋白質和球狀蛋白質根據其形狀分為纖維狀蛋白質和球狀蛋白質兩類蛋白質兩類 ，可分為：，可分為：纖維狀蛋白質纖維狀蛋白質球狀蛋白質球狀蛋白質2. 蛋白質根據結構特點進行分類

15、蛋白質根據結構特點進行分類 ，可分為：，可分為：超家族（超家族（super family）家族（家族（family）亞家族（亞家族（subfamily）目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)( (二二) )蛋白質分子結構可區(qū)分為蛋白質分子結構可區(qū)分為4 4個層次個層次高級結構高級結構或或空間構象空間構象(conformation)一級結構一級結構(primary structure)二級結構二級結構(secondary structure)三級結構三級結構(tertiary structure)四級結構四級結構(quaternary structure)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五

16、節(jié)第一節(jié)第六節(jié)三、三、氨基酸殘基的排列順序決定蛋白氨基酸殘基的排列順序決定蛋白質的一級結構質的一級結構肽鍵（主要化學鍵）肽鍵（主要化學鍵）二硫鍵二硫鍵蛋白質一級結構蛋白質一級結構(primary structure)是指蛋白是指蛋白質分子中，從質分子中，從N端到端到C端的氨基酸排列順序。端的氨基酸排列順序。形成一級結構的化學鍵：形成一級結構的化學鍵：一級結構是蛋白質空間構象和特異生物學一級結構是蛋白質空間構象和特異生物學功能功能的基礎，的基礎，但不是決定蛋白質空間構象的但不是決定蛋白質空間構象的唯一因素。唯一因素。目目 錄錄目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)四、多肽鏈中的局部特殊構

17、象是蛋白四、多肽鏈中的局部特殊構象是蛋白質的二級結構質的二級結構蛋白質二級結構蛋白質二級結構(secondary structure)是指蛋是指蛋白質分子中某一段肽鏈的局部空間結構，即該白質分子中某一段肽鏈的局部空間結構，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉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鏈的構象及氨基酸殘基側鏈的構象 。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)五、五、蛋白質一級結構比對可用于同源蛋白質一級結構比對可用于同源 蛋白質分析蛋白質分析蛋白質一級結構（氨基酸序列）比對常被用來預蛋白質一級結構（氨基酸序列）比對常被用來預測蛋白質之間結構與功能的相似性

18、。測蛋白質之間結構與功能的相似性。 序列比對方法（序列比對方法（sequence-comparison method）關鍵在于將關鍵在于將2個序列準確地對齊，使之達到相同序列個序列準確地對齊，使之達到相同序列最大化，插入或刪除序列最小化的目的，然后計算最大化，插入或刪除序列最小化的目的，然后計算相同的氨基酸數。相同的氨基酸數。 同源蛋白質同源蛋白質僅指同一基因進化而來的蛋白質。僅指同一基因進化而來的蛋白質。 序列相似但非進化相關的序列相似但非進化相關的2個蛋白質的序列，常個蛋白質的序列，常被稱為被稱為相似（相似（analogy）序列）序列 。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 第二

19、節(jié)第二節(jié) 肽、蛋白質的高級結構肽、蛋白質的高級結構Three Dimentional Structure of Peptides and Proteins目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)蛋白質的蛋白質的二級結構二級結構(secondary structure)是指組是指組成蛋白質的肽鏈的主鏈的空間結構，也就是肽鏈主成蛋白質的肽鏈的主鏈的空間結構，也就是肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，不涉及氨基酸殘基側鏈骨架原子的相對空間位置，不涉及氨基酸殘基側鏈的構象。鏈的構象。一、多肽鏈中的局部特殊構象是蛋白質一、多肽鏈中的局部特殊構象是蛋白質 的二級結構的二級結構 肽鏈主鏈骨架原子肽鏈主鏈骨

20、架原子包括包括N（氨基氮）、（氨基氮）、C（-碳原子）和碳原子）和CO（羰基碳）（羰基碳）3個原子依次重復排列。個原子依次重復排列。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) -螺旋螺旋 ( -helix ) -折疊折疊 ( -pleated sheet )-環(huán)環(huán) -轉角轉角 ( -turn ) 無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 ( random coil ) 蛋白質二級結構的主要形式：蛋白質二級結構的主要形式：維系二級結構的主要化學鍵：維系二級結構的主要化學鍵：氫鍵氫鍵目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（一）（一）肽鍵是一個剛性的平面肽鍵是一個剛性的平面參與肽鍵的參與肽鍵的6個原子個原子C

21、 1、C、O、N、H、C 2位于同一位于同一平面，平面，C 1和和C 2在平面上所處在平面上所處的位置為反式的位置為反式(trans)構型，此構型，此同一平面上的同一平面上的6個原子構成了個原子構成了所謂的所謂的肽單元肽單元 (peptide unit) 。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（二）（二） - -螺旋螺旋是常見的蛋白質二級結構是常見的蛋白質二級結構目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（三）（三） - -折疊折疊使多肽鏈形成片層結構使多肽鏈形成片層結構目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（四）（四） -轉角和無規(guī)卷曲轉角和無規(guī)卷曲在蛋白質分子中在蛋白

22、質分子中普遍存在普遍存在 - -轉角轉角無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結構。部分肽鏈結構。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（五）模體（五）模體是蛋白質的超二級結構是蛋白質的超二級結構在許多蛋白質分子中，在許多蛋白質分子中，由幾個具有二級結由幾個具有二級結構的肽段，在空間上相互接近、相互作用，所構的肽段，在空間上相互接近、相互作用，所形成的折疊模樣，稱為形成的折疊模樣，稱為超二級結構超二級結構（supersecondary structure），），又稱又稱折疊（折疊（fold）或或模體（模體（motif）。）。超二級結構形式有超

23、二級結構形式有3 3種：種：， 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)鈣結合蛋白中結鈣結合蛋白中結合鈣離子的模體合鈣離子的模體 鋅指結構鋅指結構 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（六）（六）氨基酸殘基的側鏈可影響二級結構的形成氨基酸殘基的側鏈可影響二級結構的形成蛋白質二級結構是以一級結構為基礎的。蛋白質二級結構是以一級結構為基礎的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側鏈適合形成一段肽鏈其氨基酸殘基的側鏈適合形成 - -螺旋螺旋或或-折疊，它就會出現相應的二級結構。折疊，它就會出現相應的二級結構。這是氨基酸殘基的側鏈的相互作用可穩(wěn)定這是氨基酸殘基的側鏈的相互作用可穩(wěn)定或去穩(wěn)定相應的二級

24、結構的原因?；蛉シ€(wěn)定相應的二級結構的原因。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)一段肽鏈有多個一段肽鏈有多個谷氨酸或天冬氨酸殘基谷氨酸或天冬氨酸殘基相鄰，則在相鄰，則在pH7.0時，這些殘基的游離羧基都帶負電荷，彼此相斥，時，這些殘基的游離羧基都帶負電荷，彼此相斥，妨礙妨礙-螺旋的形成。同樣，多個堿性氨基酸殘基在一肽段螺旋的形成。同樣，多個堿性氨基酸殘基在一肽段內，由于正電荷相斥，也妨礙內，由于正電荷相斥，也妨礙-螺旋的形成。螺旋的形成。天冬酰胺、亮氨酸的側鏈很大，也會影響天冬酰胺、亮氨酸的側鏈很大，也會影響-螺旋螺旋形成。形成。脯氨酸的結構不利于形成脯氨酸的結構不利于形成- -螺旋

25、。螺旋。形成形成-折疊的肽段要求氨基酸殘基的側鏈較小，才折疊的肽段要求氨基酸殘基的側鏈較小，才能容許兩條肽段彼此靠近。能容許兩條肽段彼此靠近。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)二、二、多肽鏈在二級結構基礎上進一步折疊多肽鏈在二級結構基礎上進一步折疊形成蛋白質三級結構形成蛋白質三級結構蛋白質的三級結構蛋白質的三級結構(tertiary structure)是指整條是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽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，鏈中所有原子在三維空間的排布位置，包括一包括一級結構中相距甚遠的肽段的空間位置關系。級結構中相距甚遠的

26、肽段的空間位置關系。（一）三級結構是指整條多肽鏈的空間分布（一）三級結構是指整條多肽鏈的空間分布目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 肌紅蛋白肌紅蛋白 (Mb) N 端端 C端端肌紅蛋白（肌紅蛋白（myoglobin）是一個單個肽鏈的球狀蛋白質，由是一個單個肽鏈的球狀蛋白質，由153個氨基酸殘基構成，含有個氨基酸殘基構成，含有1個個血紅素（血紅素（heme）輔基。）輔基。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)( (二二) ) 維持三級結構穩(wěn)定主要依靠非共價鍵維持三級結構穩(wěn)定主要依靠非共價鍵蛋白質三級結構的形成和穩(wěn)定主要靠弱的相互蛋白質三級結構的形成和穩(wěn)定主要靠弱的相互作用力

27、或稱非共價鍵、次級鍵，主要有氫鍵、作用力或稱非共價鍵、次級鍵，主要有氫鍵、范德華力（范德華力（Van der Waals force）、）、疏水作用疏水作用（hydrophobic interactin）和）和鹽鍵（鹽鍵（salting bond）（又稱離子鍵）等。）（又稱離子鍵）等。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)纖連蛋白分子的結構域纖連蛋白分子的結構域 （三）（三）三級結構可含有功能各異的三級結構可含有功能各異的結構域結構域在二級結構或超二級結構的基礎上，多肽鏈在二級結構或超二級結構的基礎上，多肽鏈可形成在三級結構層次上的局部折

28、疊區(qū)，稱為可形成在三級結構層次上的局部折疊區(qū)，稱為結結構域構域(domain)。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（四）根據結構域可對蛋白質進行分類：（四）根據結構域可對蛋白質進行分類：根據結構域可將球狀蛋白質分為根據結構域可將球狀蛋白質分為4類：類：反平行反平行螺旋結構域（全螺旋結構域（全-結構）結構）平行或混合型平行或混合型折疊片結構域（折疊片結構域（，-結構）結構）反平行反平行折疊片結構域折疊片結構域(全全-結構結構)富含金屬或二硫鍵結構域（不規(guī)則小蛋白質結構）富含金屬或二硫鍵結構域（不規(guī)則小蛋白質結構）目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)A. A. 全全- -結

29、構域結構域 B. B. 平行或混合型平行或混合型 折疊片結構域折疊片結構域C. C. 全全-結構域結構域 D. D. 富含二硫鍵結構域富含二硫鍵結構域目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（五）分子伴侶（五）分子伴侶參與蛋白質的折疊參與蛋白質的折疊分子伴侶分子伴侶(chaperon)通過提供一個保護環(huán)境從通過提供一個保護環(huán)境從而加速蛋白質折疊成天然構象或形成四級結構。而加速蛋白質折疊成天然構象或形成四級結構。* * 分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結合隨分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結合隨后松開，如此重復進行可防止錯誤的聚集發(fā)生，后松開，如此重復進行可防止錯誤的聚集發(fā)生，使肽

30、鏈正確折疊。使肽鏈正確折疊。 * * 分子伴侶也可與錯誤聚集的肽段結合，使之解聚后，分子伴侶也可與錯誤聚集的肽段結合，使之解聚后，再誘導其正確折疊。再誘導其正確折疊。 * * 分子伴侶在蛋白質分子折疊過程中二硫鍵的正確分子伴侶在蛋白質分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。形成起了重要的作用。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)目前已知參與蛋白質折疊的分子伴侶可分為目前已知參與蛋白質折疊的分子伴侶可分為3類：類：熱激蛋白熱激蛋白70(Hsp70)：Hsp70在真核和原核生物中高度保守，在真核和原核生物中高度保守，它可部分逆轉變性或聚集的蛋白質它可部分逆轉變性或聚集的蛋白質 。

31、伴侶蛋白伴侶蛋白(chaperonin)：伴侶蛋白普遍存在于細菌、線粒體、伴侶蛋白普遍存在于細菌、線粒體、葉綠體和真核生物，主要有葉綠體和真核生物，主要有2個家族：個家族：Hsp60（在大腸桿菌（在大腸桿菌中又稱為中又稱為GroEL）和）和Hsp10。 核質蛋白核質蛋白(nucleoplasmin) 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)伴侶蛋白在蛋白質折疊中的作用伴侶蛋白在蛋白質折疊中的作用 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)各亞基間的結合力主要是氫鍵和離子鍵各亞基間的結合力主要是氫鍵和離子鍵。 三、三、多亞基的蛋白質具有四級結構形式多亞基的蛋白質具有四級結構形式蛋白質分

32、子中各亞基的空間排布及亞基蛋白質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，稱為接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質的蛋白質的四級結構四級結構。體內有許多蛋白質分子含有二條或多條多體內有許多蛋白質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構，稱肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結構，稱為蛋白質的為蛋白質的亞基亞基 (subunit)(subunit)。（一）具有四級結構形式的蛋白質由多亞基組成（一）具有四級結構形式的蛋白質由多亞基組成目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)血紅蛋白血紅蛋白的四級結構的四級結構（二）（二）亞基通過亞基間的相互作用聯系在一起亞基通過亞基間

33、的相互作用聯系在一起由由2個亞基組成個亞基組成的蛋白質四級結構中，的蛋白質四級結構中，若亞基分子結構相同，若亞基分子結構相同，稱 之 為稱 之 為 同 二 聚 體同 二 聚 體(homodimer)，若亞基若亞基分子結構不同，則稱分子結構不同，則稱之 為之 為 異 二 聚 體異 二 聚 體(heterodimer)。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（三）生物體內有很多由多亞基組成的蛋白質（三）生物體內有很多由多亞基組成的蛋白質生物體內許多蛋白質往生物體內許多蛋白質往往由多個亞基組成，亞基之往由多個亞基組成，亞基之間憑借次級鍵形成蛋白質四間憑借次級鍵形成蛋白質四級結構。級結構。

34、胰島素受體：胰島素受體：由由4個亞基個亞基組成組成(22) ，亞基與亞基與亞基形亞基形成單體成單體(monomer)，2個單體個單體形成二聚體形成二聚體(dimer)。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)血紅蛋白的一、二、三、四級結構血紅蛋白的一、二、三、四級結構目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)蛋白質結構與功能的關系蛋白質結構與功能的關系Structure and Function of Proteins第三節(jié)第三節(jié)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（一）一級結構是空間構象的基礎（一）一級結構是空間構象的基礎一、蛋白質一級結構是高級結構與功能一、蛋白質一級

35、結構是高級結構與功能的基礎的基礎牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶的一級結構的一級結構二二硫硫鍵鍵目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 天然狀態(tài)，天然狀態(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)，無活性目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（二）一級結構相似的蛋白質具有相似的（二）一級結構相似的蛋白質具有相似的高級結構與功能高級結構與功能 氨基酸殘基序號氨基酸殘基序號胰島素胰島素 A8 A9 A10 B30A8 A9 A10 B30 人人 Thr Ser Ile ThrThr Ser Ile Thr 牛

36、牛 Ala Ser Val AlaAla Ser Val Ala 豬豬 Thr Ser Ile AlaThr Ser Ile Ala 羊羊 Ala Gly Val AlaAla Gly Val Ala 馬馬 Thr Gly Ile AlaThr Gly Ile Ala 狗狗 Thr Ser Ile AlaThr Ser Ile Ala目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)促腎上腺皮質激素促腎上腺皮質激素(ACTH)和促黑激素和促黑激素(-MSH, -MSH)共有一段相同的氨基酸序列，因此，共有一段相同的氨基酸序列，因此，ACTH也也可促進皮下黑色素生成，但作用較弱。可促進皮下黑色素生成

37、，但作用較弱。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)( (三三) )氨基酸序列提供氨基酸序列提供重要的生物化學信息重要的生物化學信息一些廣泛存在于生一些廣泛存在于生物界的蛋白質如細胞色物界的蛋白質如細胞色素素(cytochrome C)，比，比較它們的一級結構，可較它們的一級結構，可以幫助了解物種進化間以幫助了解物種進化間的關系。的關系。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（四）（四）重要蛋白質氨基酸序列的改變可引起疾病重要蛋白質氨基酸序列的改變可引起疾病例：鐮刀形紅細胞貧血例：鐮刀形紅細胞貧血N-val his leu thr pro glu glu C(146) Hb

38、S 肽鏈肽鏈HbA 肽肽 鏈鏈N-val his leu thr pro val glu C(146) 這種由蛋白質分子發(fā)生變異所導致的疾病，這種由蛋白質分子發(fā)生變異所導致的疾病，稱為稱為“分子病分子病”。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)1. 肌紅蛋白肌紅蛋白/血紅蛋白血紅蛋白含有血紅素輔基含有血紅素輔基 二、蛋白質空間結構表現功能二、蛋白質空間結構表現功能血紅素結構血紅素結構 ( (一一) )血紅蛋白構象改變引起功能變化血紅蛋白構象改變引起功能變化目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)肌紅蛋白肌紅蛋白(myoglobin，Mb) 肌紅蛋白是一個只有肌紅蛋白是一個只有三級

39、結構的單鏈蛋白質，三級結構的單鏈蛋白質，有有8 8段段 - -螺旋結構。螺旋結構。血紅素分子中的兩個血紅素分子中的兩個丙酸側鏈以離子鍵形式與丙酸側鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個堿性氨基酸肽鏈中的兩個堿性氨基酸側鏈上的正電荷相連，加側鏈上的正電荷相連，加之肽鏈中的之肽鏈中的F F8 8組氨酸殘基組氨酸殘基還與還與FeFe2+2+形成配位結合，形成配位結合，所以血紅素輔基與蛋白質所以血紅素輔基與蛋白質部分穩(wěn)定結合。部分穩(wěn)定結合。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)血紅蛋白血紅蛋白( (hemoglobin，Hb) )血紅蛋白具有血紅蛋白具有4個亞個亞基組成的四級結構基組成的四級結構。Hb

40、各亞基的三級結各亞基的三級結構與構與Mb極為相似。極為相似。Hb亞基之間通過亞基之間通過8對鹽鍵，對鹽鍵，使使4個亞基緊密結合而形個亞基緊密結合而形成親水的球狀蛋白。成親水的球狀蛋白。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)Hb與與Mb一樣能可逆地與一樣能可逆地與O2結合，結合， Hb與與O2結合后稱為結合后稱為氧合氧合Hb。氧合。氧合Hb占總占總Hb的百分的百分數（稱數（稱百分飽和度百分飽和度）隨）隨O2濃度變化而改變。濃度變化而改變。2. 血紅蛋白的構象變化影響結合氧的能力血紅蛋白的構象變化影響結合氧的能力 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)肌紅蛋白肌紅蛋白(Mb)和血

41、紅蛋白和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線的氧解離曲線目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)協(xié)同效應協(xié)同效應(cooperativity) 一個寡聚體蛋白質的一個亞基與其配體結合一個寡聚體蛋白質的一個亞基與其配體結合后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結合能后，能影響此寡聚體中另一個亞基與配體結合能力的現象，稱為力的現象，稱為協(xié)同效應協(xié)同效應。 如果是促進作用則稱為如果是促進作用則稱為正協(xié)同效應正協(xié)同效應 (positive cooperativity)如果是抑制作用則稱為如果是抑制作用則稱為負協(xié)同效應負協(xié)同效應 (negative cooperativity)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第

42、五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)O2血紅素與氧結血紅素與氧結合后，鐵原子半徑合后，鐵原子半徑變小，就能進入卟變小，就能進入卟啉環(huán)的小孔中，繼啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的而引起肽鏈位置的變動。變動。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)別構效應別構效應(allosteric effect)蛋白質空間結構的改變伴隨其功能的蛋白質空間結構的改變伴隨其功能的變化，稱為變化，稱為別構效應別構效應。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（二）蛋白質構象改變可導致（二）蛋白質構象改變可導致構象病構象病蛋白質構象疾病蛋白質構象疾?。≒rotein Confor

43、mational Diseases） ：若蛋白質的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級若蛋白質的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結構不變，但蛋白質的構象發(fā)生改變，仍可影響其結構不變，但蛋白質的構象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴重時可導致疾病發(fā)生。功能，嚴重時可導致疾病發(fā)生。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)蛋白質構象改變導致疾病的機制蛋白質構象改變導致疾病的機制：有些蛋：有些蛋白質錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解白質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，產生毒性而致病，表現酶的淀粉樣纖維沉淀，產生毒性而致病，表現為蛋白質淀粉樣纖維沉淀的病理改變。為蛋白質淀粉樣纖維沉淀的病理改變。這

44、類疾病包括這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨丁頓舞蹈病、瘋牛病等。年癡呆癥、亨丁頓舞蹈病、瘋牛病等。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)瘋牛病是由朊病毒蛋白瘋牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一組人和動物神經退行性病變。引起的一組人和動物神經退行性病變。正常的正常的PrP富含富含-螺旋，稱為螺旋，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質的作用下可轉變成全在某種未知蛋白質的作用下可轉變成全為為-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瘋牛病瘋牛病目目 錄錄第

45、二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)三、蛋白質的化學修飾、相互作用可改變其功能三、蛋白質的化學修飾、相互作用可改變其功能最初基因表達的產物最初基因表達的產物蛋白質，并不一定為蛋白質，并不一定為具有生物學功能的成熟蛋白質，新生蛋白質通常還具有生物學功能的成熟蛋白質，新生蛋白質通常還需要進行蛋白質翻譯后的化學修飾（第十八章）。需要進行蛋白質翻譯后的化學修飾（第十八章）。 四、生物信息學探討蛋白質的結構與功能關系四、生物信息學探討蛋白質的結構與功能關系 生物信息學（生物信息學（bioinformatics）是一門基于信息學）是一門基于信息學和計算的新興交叉學科，應用計算機程序法將復雜的和計算的新興交叉

46、學科，應用計算機程序法將復雜的生物學數據進行整合與分析，從而闡明生命現象中難生物學數據進行整合與分析，從而闡明生命現象中難以解釋的復雜分子機制。以解釋的復雜分子機制。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)第四節(jié)第四節(jié)蛋白質的理化性質蛋白質的理化性質Chemical and Physical Properties of Proteins目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 一、一、蛋白質具有兩性電離性質蛋白質具有兩性電離性質蛋白質分子除兩端的氨基和羧基可解離外，蛋白質分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側鏈中某些基團，在一定的溶液氨基酸殘基側鏈中某些基團，在一定的溶液pH

47、pH條條件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。件下都可解離成帶負電荷或正電荷的基團。當蛋白質溶液處于某一當蛋白質溶液處于某一pH時，蛋白質解離成時，蛋白質解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的荷為零，此時溶液的pH稱為稱為蛋白質的等電點。蛋白質的等電點。蛋白質的等電點蛋白質的等電點( isoelectric point, pI) 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 二、蛋白質具有膠體性質二、蛋白質具有膠體性質蛋白質屬于生物大分子之一，分子量蛋白質屬于生物大分子之一，分子量可自可自1萬至萬至100萬之間，其分子的直

48、徑可達萬之間，其分子的直徑可達1100nm，為膠粒范圍之內。，為膠粒范圍之內。 蛋白質膠體穩(wěn)定的因素：蛋白質膠體穩(wěn)定的因素：顆粒表面電荷顆粒表面電荷水化膜水化膜目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)+帶正電荷的蛋白質帶正電荷的蛋白質帶負電荷的蛋白質帶負電荷的蛋白質在等電點的蛋白質在等電點的蛋白質水化膜水化膜+帶正電荷的蛋白質帶正電荷的蛋白質帶負電荷的蛋白質帶負電荷的蛋白質不穩(wěn)定的蛋白質顆粒不穩(wěn)定的蛋白質顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質的聚集和沉淀溶液中蛋白質的聚集和沉淀目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)三、很多因素可引

49、起蛋白質變性三、很多因素可引起蛋白質變性在某些物理和化學因素作用下，其特定在某些物理和化學因素作用下，其特定的空間構象被破壞，也即有序的空間結構變的空間構象被破壞，也即有序的空間結構變成無序的空間結構，從而導致其理化性質改成無序的空間結構，從而導致其理化性質改變和生物活性的喪失。變和生物活性的喪失。蛋白質的變性蛋白質的變性(denaturation)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 造成變性的因素造成變性的因素 變性的本質變性的本質 破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質的一級結構。白質的一級結構。如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強如加熱、乙醇等有機溶劑、

50、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等堿、重金屬離子及生物堿試劑等 。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 應用舉例應用舉例臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消毒及臨床醫(yī)學上，變性因素常被應用來消毒及滅菌。滅菌。此外此外, , 防止蛋白質變性也是有效保存蛋白質防止蛋白質變性也是有效保存蛋白質制劑（如疫苗等）的必要條件。制劑（如疫苗等）的必要條件。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)若蛋白質變性程度較輕，去除變性因素若蛋白質變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質仍可恢復或部分恢復其原有的構后，蛋白質仍可恢復或部分恢復其原有的構象和功能，稱為象和功能，稱為復性復性 。蛋白質的復性蛋

51、白質的復性(renaturation) 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié) 天然狀態(tài)，天然狀態(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)，無活性目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)在一定條件下，蛋白疏水側鏈暴露在外，肽在一定條件下，蛋白疏水側鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質易于沉淀，有時蛋白質發(fā)生沉變性的蛋白質易于沉淀，有時蛋白質發(fā)生沉淀，但并不變性。淀，但并不變性。 蛋白質變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固蛋白質變

52、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。的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。 蛋白質沉淀蛋白質沉淀蛋白質的凝固作用蛋白質的凝固作用(protein coagulation) 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)四四、蛋白質在紫外光譜區(qū)有特征性、蛋白質在紫外光譜區(qū)有特征性吸收峰吸收峰由于蛋白質分子中含有共軛雙鍵的酪氨由于蛋白質分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在酸和色氨酸，因此在280nm波長處有特征性波長處有特征性吸收峰。蛋白質的吸收峰。蛋白質的OD280與其濃度呈正比關系，與其濃度呈正比關系，因此可作蛋白質定量測定。因此可作蛋白質定量測定。目目

53、錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)五、蛋白質呈色反應可用于溶液五、蛋白質呈色反應可用于溶液蛋白質測定蛋白質測定（一）蛋白質經水解后產生茚三酮反應（一）蛋白質經水解后產生茚三酮反應蛋白質經水解后產生的氨基酸也可發(fā)生蛋白質經水解后產生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應茚三酮反應(ninhydrin reaction) 。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)（二）肽鏈中的肽鍵可與雙縮脲試劑反應（二）肽鏈中的肽鍵可與雙縮脲試劑反應蛋白質和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與蛋白質和多肽分子中肽鍵在稀堿溶液中與硫酸銅共熱，呈現紫色或紅色，此反應稱硫酸銅共熱，呈現紫色或紅色，此反應稱為為雙縮脲反應雙縮脲反

54、應(biuret reaction) 。雙縮脲反應可用來檢測蛋白質水解程度。雙縮脲反應可用來檢測蛋白質水解程度。目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)蛋白質的分離、純化、鑒定蛋白質的分離、純化、鑒定和結構分析和結構分析Isolation, Purification, Identificationand Structural Analysis of Proteins第五節(jié)第五節(jié)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)一、一、透析及超濾法可清除蛋白質溶液透析及超濾法可清除蛋白質溶液中的小分子化合物中的小分子化合物利用透析袋把大分子蛋白質與小分子利用透析袋把大分子蛋白質與小分子化合物分

55、開的方法?；衔锓珠_的方法。應用正壓或離心力使蛋白質溶液透過有應用正壓或離心力使蛋白質溶液透過有一定截留分子量的超濾膜，達到濃縮蛋白質一定截留分子量的超濾膜，達到濃縮蛋白質溶液的目的。溶液的目的。超濾法超濾法 透析透析(dialysis)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)二二、丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀是、丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀是常用的蛋白質沉淀方法常用的蛋白質沉淀方法使用使用丙酮沉淀丙酮沉淀時，必須在時，必須在04低溫下進低溫下進行，丙酮用量一般行，丙酮用量一般10倍于蛋白質溶液體積。倍于蛋白質溶液體積。蛋白質被丙酮沉淀后，應立即分離。除了蛋白質被丙酮沉淀后，應立即分離。除了丙酮

56、以外，也可用乙醇沉淀。丙酮以外，也可用乙醇沉淀。 鹽析鹽析(salt precipitation)是將硫酸銨、硫酸鈉是將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質溶液，使蛋白質表面或氯化鈉等加入蛋白質溶液，使蛋白質表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導致蛋白質電荷被中和以及水化膜被破壞，導致蛋白質沉淀。沉淀。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)將某一純化蛋白質免疫動物可獲得抗該蛋將某一純化蛋白質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的抗原白的特異抗體。利用特異抗體識別相應的抗原蛋白，并形成抗原抗體復合物的性質，可從蛋蛋白，并形成抗原抗體復合物的性質，可從蛋白質混合溶液中分離獲得

57、抗原蛋白。白質混合溶液中分離獲得抗原蛋白。 免疫沉淀法（免疫沉淀法（immunoprecipitation）目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)三三、電泳是蛋白質分離與鑒定的常、電泳是蛋白質分離與鑒定的常用方法用方法蛋白質在高于或低于其蛋白質在高于或低于其pI的溶液中為帶電的溶液中為帶電的顆粒，在電場中能向正極或負極移動。這種的顆粒，在電場中能向正極或負極移動。這種通過蛋白質在電場中泳動而達到分離各種蛋白通過蛋白質在電場中泳動而達到分離各種蛋白質的技術質的技術, 稱為稱為電泳電泳(elctrophoresis) 。根據支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝根據支撐物的不同，可分為薄膜電泳、

58、凝膠電泳等。膠電泳等。 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳聚丙烯酰胺凝膠電泳，常用于蛋白質分子量，常用于蛋白質分子量的測定。的測定。等電聚焦電泳等電聚焦電泳，通過蛋白質等電點的差異而分離，通過蛋白質等電點的差異而分離蛋白質的電泳方法。蛋白質的電泳方法。雙向凝膠電泳雙向凝膠電泳，蛋白質組學研究的重要技術。，蛋白質組學研究的重要技術。幾種重要的蛋白質電泳：幾種重要的蛋白質電泳：目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)四四、應用相分配或親和原理可將、應用相分配或親和原理可將蛋白質進行層析分離蛋白質進行層析分離待分離蛋白質溶液（流動相）經過一個固待分離蛋白質

59、溶液（流動相）經過一個固態(tài)物質（固定相）時，根據溶液中待分離的蛋態(tài)物質（固定相）時，根據溶液中待分離的蛋白質顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分白質顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分離的蛋白質組分在兩相中反復分配，并以不同離的蛋白質組分在兩相中反復分配，并以不同速度流經固定相而達到分離蛋白質的目的速度流經固定相而達到分離蛋白質的目的 。層析層析(chromatography) 目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)離子交換層析：離子交換層析：利用各蛋白質的電荷量及利用各蛋白質的電荷量及性質不同進行分離。性質不同進行分離。凝膠過濾凝膠過濾(gel filtration)又稱分子篩層析，

60、又稱分子篩層析，利用各蛋白質分子大小不同分離。利用各蛋白質分子大小不同分離。蛋白質分離常用的層析方法蛋白質分離常用的層析方法目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)目目 錄錄第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第一節(jié)第六節(jié)五五、利用蛋白質顆粒沉降行為不同、利用蛋白質顆粒沉降行為不同可進行超速離心分離可進行超速離心分離超速離心法超速離心法(ultracentrifugation)既可以用既可以用來分離純化蛋白質也可以用作測定蛋白質來分離純化蛋白質也可以用作測定蛋白質的分子量。的分子量。 蛋白質在離心場中的行為用蛋白質在離心場中的行為用沉降系數沉降系數(se