生物化學課件資料

1、普通生物化學 第一章導論重點:生物化學的概念、研究內(nèi)容；生物化學與其他學科的關(guān)系.第一節(jié)生命、細胞和生物分子一、生物分子生物分子是含碳化合物一一碳能形成四個共價鍵1 .與自身形成共價鍵2 .與H、O、N形成共價鍵3 .被鍵合碳原子周圍四個共價鍵的四面體性質(zhì)-便于碳形成線性、有分支的或環(huán)狀的化合物,H、O、N的參與更擴大其多樣性.生物分子是分級的1 .代謝物和大分子前體物：水、二氧化碳和三種無機氮化合物代謝物：簡單有機物一細胞能量轉(zhuǎn)化和合成大分子的構(gòu)件時的中間物構(gòu)件：小分子化合物大分子：構(gòu)件分子通過共價鍵構(gòu)成超分子復合物：一類或幾類大分子中不同成員相互作用聚集形成具重要亞細胞 功能的特殊裝配體.

2、2 .細胞器3 .膜二、細胞是生命的根本單位三、生物分子的特性方向性某些生物大分子是信息分子具特征性結(jié)構(gòu)非共價作用力維持生物大分子的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)互補性影響生物分子的相互作用和生命狀態(tài)六生命活動限制在窄小環(huán)境范圍內(nèi)第三節(jié)生物化學與其他學科的關(guān)系一生物化學的概念、研究內(nèi)容1 .概念：生物化學Biochemistry研究生命現(xiàn)象化學根底的一門科學.2 .研究內(nèi)容：靜態(tài)生物化學：構(gòu)成生物體的根本物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系.動態(tài)生物化學：生物體根本化學成分在生命活動過程中的化學變化規(guī)律.信息生物化學：核酸生物合成,蛋白質(zhì)生物合成,物質(zhì)代謝與基因表達的調(diào)控 等.現(xiàn)代生物化學與分子生物學研究的重點和熱

3、點：功能基因組學functional genomiCs；蛋白質(zhì)組學proteomicS ;細胞信號轉(zhuǎn)導signal transductio n等.二生物化學的研究開展簡史1 .準備和醞釀階段18c中期-20c初：研究生物體的化學組成2 .建立與開展階段20c初-20c中葉：重要分子的發(fā)現(xiàn)和物質(zhì)代謝途徑確實定3 .深入開展階段20c中葉-20c末：分子生物學時期4 .黃金時期本世紀初一：后基因組時期我國科學家的奉獻：1965年,結(jié)晶牛胰島素：1981年,酵母丙氨酰tRNA人類 基因組方案1%等等.三生物化學與其他學科的關(guān)系1 .化學是學習生物化學的根底課程.隨著生物學研究深入,物理學、數(shù)學及信息

4、學也滲透到生物化學中.2 .生物化學是生物學各學科的最根底的學科,生物化學的進步極大地推動了生物 學各學科的開展.分子生物學(Molecular Biology:從分子水平熟悉和研究生命現(xiàn)象的科學,是生 物化學學科的重要組成局部.3 .生物化學是醫(yī)學的一門重要根底課程,為其提供必要的理論根底4 .生物化學是食品學的一門根底課程,為其提供必要的理論根底.(四)學習內(nèi)容1 .靜態(tài)生物化學：蛋白質(zhì)、酶、維生素、核酸2 .動態(tài)生物化學：糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸代謝3 .信息生物化學：核酸生物合成,蛋白質(zhì)生物合成,物質(zhì)代謝與基因表達調(diào)控小結(jié)：生物化學的概念、研究內(nèi)容；生物化學與其他學科的關(guān)系.第二章、第

5、三章蛋白質(zhì)化學重點：蛋白質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；蛋白質(zhì)的別離、 純化和鑒定.蛋白質(zhì)重要性：是構(gòu)成生物體的根本成分,生命活動的執(zhí)行者 ,生命的物質(zhì)根底c 蛋白質(zhì)的生物學功能：生物催化；代謝調(diào)節(jié)；免疫保護；物質(zhì)轉(zhuǎn)運和貯存等.蛋白質(zhì)的分類：按組成分類：單純蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)按肽鏈數(shù)目分類：單體蛋白質(zhì)和寡聚或多體蛋白質(zhì)按功能分類：非活性蛋白和活性蛋白按溶解度分類：可溶性蛋白質(zhì)、醇溶性蛋白質(zhì)和不溶性蛋白質(zhì)按分子形狀分類：纖維狀蛋白質(zhì)、球狀蛋白質(zhì)和膜蛋白.(一)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的元素組成：C (5055%、H (68%)、O (2023%、N (1518%、S (04%、P、I

6、、Se等,特點：氮元素的含量平均約 16%凱氏(KjadehJ定氮法二、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位氨基酸(amino acid)蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸標準或根本氨基酸：20種和非編碼氨基酸1、氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：結(jié)構(gòu)特點：（1） Ca結(jié)合-NH3+、-COOH、H原子和各種側(cè)鏈R Pro除外；（2） Ca是不對稱C,具有手性Gly除外,蛋白質(zhì)氨基酸都是L邛.2、氨基酸的分類：來源；營養(yǎng)學；側(cè)鏈R.根據(jù)R的化學結(jié)構(gòu)：1脂肪族氨基酸：GlyAlaVal、LeuIle、Met、Cy&Arg>Lys、Asp>Glu>AsnGln、Ser、Thr；2芳香族氨基酸：PhaTyr；3雜環(huán)氨基

7、酸：TrpHis；4雜環(huán)亞氨基酸：Prd根據(jù)R的極性：1非極性、疏水性氨基酸：R為燒基、苯甲基等；2極性、 中性氨基酸：R為羥基、琉基、酰胺基等；3極性、酸性氨基酸；4極性、 堿性氨基酸.胱氨酸和二硫鍵3.氨基酸的理化性質(zhì).一般物理性質(zhì)：無色或白色結(jié)晶,熔點>200C,不同味道；均可溶于強酸、強 堿和水,不溶于有機溶劑.2.兩性電離性質(zhì)：氨基酸分子帶有能解離出質(zhì)子的 一NH3+E離子和能接受質(zhì)子 的一COO負離子.結(jié)合或釋放質(zhì)子取決于環(huán)境 pH.等電點pI： Isoelectric point在一定pH環(huán)境下,氨基酸游離成陰、陽離子的程 度及趨勢相等或為兼性離子Zwitterion氨基酸

8、溶液的凈電荷為零在電場中既不向 陽極也不向陰極遷移時的pH值. 等電點確實定：酸堿滴定滴定曲線； 根據(jù)pK值等電點等于兩性離子兩側(cè) pK值的算術(shù)平均數(shù).側(cè)鏈不含離解基團的中性氨基酸：pI = pK '1 + pK ' 2 /2側(cè)鏈含有可解離 團的氨基酸：酸性氨基酸：pl = pK ' 1 +-pKO-R/2堿性氨基酸：pl = pK ' 2 +-NH2 /2紫外吸收性質(zhì)：20種氨基酸可見光區(qū)：都沒有光吸收遠紫外區(qū)<220nm均有光吸收近紫外區(qū)220-300nm酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有光吸收Tp Tyr和Phe含共腕雙鍵苯環(huán),280nm處有最大吸收峰.分光

9、光度法：測定蛋 白質(zhì)的含量,也可粗略估計核酸中蛋白質(zhì)污染程度 A260/A280 <1.7 4化學性質(zhì)：-NH2 eCOOM口 R側(cè)鏈的活性基團可發(fā)生相關(guān)化學反響.1） 0-NH2發(fā)生的化學反響與甲醛反響：-NH2與甲醛反響生成二羥甲基氨基酸.甲醛滴定法與2,4二硝基氟苯DNFBE FDNB反響：Sange攸應,0-NH2的H原子被姓:基取 代生成黃色DNP氨基酸二硝基苯基氨基酸.姓:基化反響,用于N端分析.與5-二甲氨基蔡磺酰氯DNS-CJ反響：eNH2的H原子被酰基取代生成5-二 甲氨基蔡磺酰氨基酸DNS氨基酸：熒光.酰基化反響,取代 DNFB測定蛋白 質(zhì)N端氨基酸,用于多肽分析.與

10、異硫氟酸苯酯PITC反響：Edmarf竄解,-NH2的H原子被姓:基取代生成苯 氨基硫甲酰氨基酸PTC氨基酸,無水HF中生成苯乙內(nèi)酰硫月尿衍生物PTH- 氨基酸：無色.氨基酸自動分析的根底.脫氨基反響：生物體內(nèi)氨基酸分解代謝的重要方式之一.2） o-COO儂生的化學反響成酯和成鹽反響：竣基的化學性質(zhì)被掩蔽,氨基的化學性質(zhì)突出地顯示出來.成酰氯反響：氨基酸的竣基活化,易與另一氨基酸的氨基結(jié)合.成酰胺反響：Asp (Glu)轉(zhuǎn)化成Asn (Gln).脫竣反響：生物體內(nèi)氨基酸分解代謝的重要方式之一.3） 0-NH2和eCOO伙同參與的化學反響與西三酮反響：氨基酸與西三酮在弱酸性溶液中加熱可產(chǎn)生有色化

11、合物,含游離e氨基的氨基酸和肽類生成藍紫色化合物,脯氨酸(Pro注成黃色化合物.成肽反響4） R側(cè)鏈的活性基團發(fā)生的化學反響氨基酸以肽鍵共價連接形成線性序列一一多肽鏈,多肽鏈折疊形成特殊的構(gòu)象成熟蛋白質(zhì).蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次： 一級結(jié)構(gòu)(primary structure ；二級結(jié)構(gòu)(secondary structure ；三級結(jié)構(gòu)(tertiary structure ;四級結(jié)構(gòu)(quaternary structure .三、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中氨基酸的線性序列.1 .肽：(1)概念：氨基酸通過肽鍵相連而形成的化合物.肽鍵：一個氨基酸的 華竣基與另一氨基酸的 優(yōu)氨基脫水縮合形成的鍵

12、.多肽鏈結(jié)構(gòu)共性：N端：肽鏈有游離氨基一端C端：肽鏈有游離竣基一端氨基酸殘基(amino acid residues)肽鏈中的每個氨基酸局部多肽鏈主鏈(main chain of polypeptide chain：由肽鍵連接各氨基酸殘基形成的長鏈骨架多肽鏈結(jié)構(gòu)差異性：多肽鏈側(cè)鏈de chain)多肽鏈中各氨基酸側(cè)鏈基團寡肽(oligopeptide) 20個以下氨基酸殘基)多肽(polypeptide )多于20個氨基酸殘基)蛋白質(zhì)：由一條或幾條多肽鏈組成的生物大分子(2)肽的書寫格式及化學名稱：游離o-氨基在左,游離華竣基在右,氨基酸之間用要1示肽鍵.化學名稱：某氨酰某氨酰 某氨酰某氨酰某

13、氨酸(3)肽的理化性質(zhì)：酸堿性質(zhì)肽的酸堿性質(zhì)決定于游離末端 o-NH2 o-COOH及側(cè)鏈R基上的可解離基團,肽 鍵的酰氨氫不解離；可解離基團具特征性pKa值,末端優(yōu)竣基的pKa值比游離氨 基酸的大,末端 優(yōu)氨基的pKa值比游離氨基酸的??；環(huán)境pH值決定其電荷變化, pH>pKa 共腕堿形式(-COO - NH2), pH<pKa 共腕酸形式(-COOH +NH3); 具等電點(pI),由滴定曲線可確定.旋光性蛋白質(zhì)局部水解后所得的肽假設(shè)不發(fā)生消旋,具有旋光性,短肽的旋光度約等于組成氨基酸的旋光度之和,較長的肽的旋光度那么不是簡單加和.化學反響游離的為氨基、e竣基和R基可發(fā)生與氨基

14、酸中相應的類似反響.(4)重要的多肽一一生物活性肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)谷氨酰-半胱氨酰-甘氨酸(三肽：結(jié)構(gòu))多肽類激素多肽類抗生素等等.2 .一級結(jié)構(gòu)(primary structure)氨基酸的線性序列蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的排列順序.化學結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)中的共價鍵：肽鍵和二硫鍵(disulfide bond.一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)的根本結(jié)構(gòu),決定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu).3 . 一級結(jié)構(gòu)測定步驟(1)純化樣品,N端或C端末端分析,測定由幾條肽鏈組成.N-末端氨基酸的分析：Sange袪：Sange位應生成二硝基苯衍生物,酸水解得到黃色DNP氨基酸,可用乙醴抽提再進行色譜分析；丹磺酰氯法：

15、有很強熒光,靈敏度高；Edmanfe:苯異硫月青(PITC療a氨基反響生成PTC多肽,酸水解后得到PTH氨基酸, 用乙酸乙酯抽提后進行鑒定； 氨肽酶法：外肽酶肽鏈外切酶C-末端氨基酸的分析：竣肽酶法：竣肽酶A水解脂肪或芳香族氨基酸的C次端,竣肽酶B水解堿性氨基酸的C-末端；與苯甲醛沉淀等.(2)拆分二硫鍵：復原法：含琉基化合物(-SHD如2一林基乙醇使-SS-復原產(chǎn)生兩個半胱氨酸殘基(Cys-SH,烷化劑(如碘乙酸)修飾-SH,阻止二硫鍵再生成；氧化法：過甲酸使-SS-氧化斷裂,生成半胱氨磺酸.(3)氨基酸組成分析：水解樣品,氨基酸自動分析儀測定.酸水解法：6mol/L HCl110力口熱回流

16、1624h,完全水解,Trp被破壞,Gln,Asn酰胺 基水解變成Glu,Asp(Glx,A瀏年來用甲基磺酸代替鹽酸.堿水解法：6mol/L NaOHf沸6h先全水解,消旋,Ser； Thr； Arg> Lys和Cys破 壞.(4)多肽鏈的局部斷裂和肽段別離：將蛋白質(zhì)分解為假設(shè)干個一定長度的小片段.酶水解法：內(nèi)肽酶(肽鏈內(nèi)切酶)胰蛋白酶法：水解Lys或Arg的竣基形成的肽鍵 糜蛋白酶胰凝乳蛋白酶法：水解 Phe、Trp和Tyr等疏水氨基酸的竣基形成 的肽鍵胃蛋白酶法：被斷裂鍵兩側(cè)的殘基都是疏水性氨基酸如：-Phe-Phe-化學法一一CNBr法：裂解由Met竣基形成的肽鍵.5測定每條小肽片

17、段中的氨基酸排列順序：Edman降解法6推斷蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序：重疊肽拼湊7確定二硫鍵和酰胺基的位置.四、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)構(gòu)象：conformation ：高級結(jié)構(gòu),蛋白質(zhì)分子中所有原子在三維空間的排列分布和肽鏈的走向.構(gòu)象決定著蛋白質(zhì)的分子形狀、理化性質(zhì)和生物學活性.1、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)secondary structure肽鏈本身的折疊和盤繞方式,空間結(jié) 構(gòu)單元.1、肽鍵平面：與肽鍵相關(guān)的6個原子肽鍵-CO-NH中的4個原子和它相鄰的兩個a破原子形成一個剛性平面.N-Ca鍵小和 Ca-C鍵巾：一180° + 180° 旋轉(zhuǎn).二面角小,巾決定了相鄰肽平面的相對空間位置

18、.蛋白質(zhì)的構(gòu)象取決于肽單位繞 N-Ca鍵和Ca-N鍵的旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)受到肽鏈的主鏈和相鄰殘基的側(cè)鏈原子之間的立體干擾的限制.2、二級結(jié)構(gòu)的型式1、a -螺旋a-helix肽平面通過a碳原子旋轉(zhuǎn),使碳鏈主鏈沿中央軸盤曲成穩(wěn)定的右手螺旋構(gòu)象.許多纖維蛋白和球蛋白存在.結(jié)構(gòu)要點：一般右手螺旋,小=57° ,巾=47°.每個螺旋圈：3.6個氨基酸殘基,每個殘基沿軸旋轉(zhuǎn) 100° ,上升0.15nm螺距0.54nm螺旋圈之間通過氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：第N個氨基酸殘基的好基氧與第 N+4個氨基酸殘基的氨基氫形成氫鍵,氫鍵的走向平行于螺旋軸；R側(cè)鏈基團伸向螺旋的外側(cè),其大小、形狀及電荷

19、等是影響此結(jié)構(gòu)形成的主要因 素.表示：3.613螺旋.ns螺旋：310螺旋,4.416螺旋一一九-螺旋.2、B -折疊片層B -pleated sheet肽鏈按層排列,以肽鍵平面為單位折疊成鋸 齒狀的較伸展片層結(jié)構(gòu).許多纖維蛋白和球蛋白存在.結(jié)構(gòu)要點：每個殘基大約占0.320.34nm肽鍵平面遇C a發(fā)生折疊,形成鋸齒狀 結(jié)構(gòu),R側(cè)鏈交錯位于折疊片的上面和下面,兩個殘基形成一個重復單位；肽鏈 按層排列,兩條或多條肽鏈片段平行排列,形成片層結(jié)構(gòu),相鄰多肽鏈的走向順 向或反向平行；相鄰肽鏈上所有的好基氧和氨基氫形成鏈間氫鍵維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 性.平行Parallel小=119° ,巾=+11

20、3° ;重復單位0.65nm 反平行 Anti-parallel小=140° ,巾=+135° ;重復單位 0.70nm3、B-轉(zhuǎn)角B -turn多肽鏈反轉(zhuǎn)方向180.的回折形成發(fā)夾形狀.球蛋白存在.結(jié)構(gòu)要點：常位于三維結(jié)構(gòu)的外表；一般四個氨基酸組成；氫鍵維持穩(wěn)定：第 1 個氨基酸殘基的C=O與第4個殘基的N-H之間形成氫鍵.4、不規(guī)那么卷曲random coil沒有確定規(guī)律性的松散肽鏈結(jié)構(gòu).2、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)tertiary structure1、超二級結(jié)構(gòu)super-secondary struct"re三級結(jié)構(gòu)的“建筑模塊1、模體或模序moti力

21、：在空間上靠近的二級結(jié)構(gòu)單元彼此相互作用,形成 的有規(guī)那么的、在空間上能識別的二級結(jié)構(gòu)組合體.常見類型：aa、BBB、BaB等2、結(jié)構(gòu)域domain :球狀蛋白質(zhì)的折疊單位.在模體或模序的根底上進一 步繞曲折疊形成的具有局部生物功能的緊密的近似球形的空間結(jié)構(gòu)區(qū)域.對于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基,多肽鏈往往由兩個以上結(jié)構(gòu)域締合而成三級結(jié)構(gòu).2蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)tertiary structure修肽鏈上的所有原子包括主鏈和側(cè)鏈 在三維空間的分布.結(jié)構(gòu)特點：大多數(shù)可離子化的殘基都位于分子外表,疏水氨基酸殘基大局部埋藏 在分子內(nèi)部特別是一些疏水性強的氨基酸,多肽鏈高度折疊成緊密球形或橢球形結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定維系三

22、級結(jié)構(gòu)的作用力有：氫鍵、離子鍵、疏水鍵、二硫鍵和配 位鍵.三級結(jié)構(gòu)對于蛋白質(zhì)的分子形狀和生物學活性非常重要.肌紅蛋白Myoglobin,丙糖磷酸異構(gòu)酶等.3、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)quaternary structure兩個以上多肽亞基subunit 非共價 鍵連接在蛋白質(zhì)分子內(nèi)的空間排布和相互關(guān)系.亞基或亞單位subunit :每一條具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈.血紅蛋白Hemoglobin五、蛋白質(zhì)分子中的共價鍵與次級鍵1、共價鍵：肽鍵,二硫鍵2、次級鍵：氫鍵,疏水鍵,鹽鍵,范德華力維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的化學鍵：氫鍵,疏水鍵,鹽鍵,范德華力,二硫鍵,配位鍵.六、蛋白質(zhì)的折疊protein foldin

23、g :伸展的肽鏈形成特定的三維結(jié)構(gòu),使無活性的分子成為具有特定生物學功能的蛋白質(zhì).參與體內(nèi)多肽鏈折疊的蛋白質(zhì)分子伴侶molecular chaperone：幫助其他含多肽結(jié)構(gòu)的物質(zhì)在體內(nèi)進行正確的 非共價的組裝的蛋白質(zhì).酶：蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶,肽基脯氨酸順-反異構(gòu)酶等.七、膠原蛋白collagen :原膠原蛋白分子頭尾相連,交錯排列,分子間共價交連,形成特征性的帶狀纖維束.原膠原蛋白：3條左手螺旋多肽鏈相互纏繞形成右手超螺旋分子,長 300nm直 徑為1.5nm靠鏈間氫鍵以及螺旋和超螺旋的反向盤繞維持超螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性.膠原鏈：每一圈螺旋含3個氨基酸殘基,每一個氨基酸殘基軸向距離為0.31nm螺

24、距為0.94nrg三聯(lián)體序列-Gly-Pro-Hy南重復出現(xiàn).二蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與構(gòu)象和功能的關(guān)系1、一級結(jié)構(gòu)不同,生物學功能各異：加壓素和催產(chǎn)素2、一級結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵局部相同,其功能也相同：同源蛋白3、一級結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵局部變化,生物學活性改變或喪失4、一級結(jié)構(gòu)的變化與疾病的關(guān)系：鐮刀狀紅細胞性貧血Sickle cell anemia二、蛋白質(zhì)構(gòu)象與功能的關(guān)系1、酶原的激活一空間構(gòu)象的改變2、蛋白質(zhì)的變構(gòu)現(xiàn)象一別構(gòu)效應allosterism別變構(gòu)作用：含亞基的蛋白質(zhì)由于一個亞基的構(gòu)象改變而引起其余亞基和整個分子構(gòu)象、性質(zhì)和功能發(fā)生改變的作用.別構(gòu)效應allosterism因別

25、構(gòu)而產(chǎn)生的效應稱別構(gòu)效應.別構(gòu)蛋白：具有別構(gòu)效應的蛋白質(zhì).血紅蛋白正協(xié)同效應positive cooperativity：第一個氧分子與一個亞基結(jié)合,使余下的3個亞基的血紅素更容易與其它的氧分子結(jié)合.結(jié)合每一氧分子都會使血紅蛋白對氧的親和性增加,這種互相作用的結(jié)合現(xiàn)象稱之結(jié)合的正協(xié)同性.波爾效應Bohr effect ： CO2濃度的增加降低細胞內(nèi)的pH,血紅蛋白結(jié)合H+和CO2使得血紅蛋白對氧親和力下降,血紅蛋白的P50升高.三蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其別離純化一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1、蛋白質(zhì)兩性解離特性：蛋白質(zhì)具有可解離H+勺酸性基團和結(jié)合H+的堿性基團, 具有兩性解離特性,在溶液中起酸堿緩沖作用

26、.1等電點pI:使某一蛋白質(zhì)所帶正負電荷相等時的溶液pH值稱為該蛋白質(zhì)的等電點.pH<pI,蛋白質(zhì)帶正電；pH>pI蛋白質(zhì)帶負電,體內(nèi)蛋白質(zhì)的pl多5左右,生理條件下 一般負離子；等電點pH時為兩性離子.2各蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)不同,pl不同,荷電種類和數(shù)量也不同.3應用：等電點沉淀、離子交換層析和電泳.電泳：帶電顆粒在電場中移動的現(xiàn)象.離子交換層析Ion Exchange Chromatograph麻為IEC:是依據(jù)流動相中的組 別離子與離子交換劑固定相上的平衡離子進行可逆交換時的結(jié)合力大小的差 別而進行別離的一種層析方法.陰離子交換層析根本別離過程：陰離子交換劑裝柱平衡R-X+YJ

27、加樣待別離溶液：可能有正電基團、負電基團和中性基團 ：負電基團A- 與平衡離子Y-進行可逆置換,結(jié)合到離子交換劑上RX+A-.正電基 團和中性基團不能與離子交換劑結(jié)合,隨流動相流出而被去除.洗脫；洗脫液中的離子與結(jié)合在離子交換劑上的各種負電基團A-進行置換,各種負電基團A-按其與離子交換劑結(jié)合力從小到大的順序逐步被洗脫下來, 隨洗脫液流出.2、蛋白質(zhì)的親水特性1、球狀的水溶性蛋白親水基團分布于分子外表,疏水基團由疏水作用聚合 在分子內(nèi)部.2、分子外表的親水基團與周圍水分子結(jié)合形成水化層 水膜.3、分子外表的親水基團可結(jié)合或釋放 H+帶一定電荷,水溶液中蛋白質(zhì)顆粒 帶相同電荷.3、蛋白質(zhì)的膠體性

28、質(zhì)：蛋白質(zhì)水溶液是穩(wěn)定的膠體溶液,具有膠體溶液的特點.蛋白質(zhì)膠體溶液穩(wěn)定的原因：1膠體顆粒直徑；2外表形成水膜水化層；3帶相同電荷.4、蛋白質(zhì)的沉淀反響：破壞膠體溶液穩(wěn)定的因素.(1)、中性鹽沉淀反響：高鹽破壞水膜、中和電荷,蛋白質(zhì)聚集沉淀一鹽析,蛋 白質(zhì)不變性.鹽溶作用：稀鹽使蛋白質(zhì)外表同性電荷增加,增加蛋白質(zhì)分子間的排斥,同時與水分子間的作用增強,而增加溶解性.分級(段)鹽析：不同蛋白質(zhì)鹽析的鹽濃度不同,用不同鹽濃度分級沉淀蛋白質(zhì).(2)、有機溶劑沉淀反響：用與水互溶的乙醇、丙酮等奪取水膜,等電點時參加更易沉淀,易引起變性(與有機溶劑濃度、作用時間和沉淀溫度有關(guān)).(3)、重金屬鹽沉淀反響

29、：蛋白質(zhì)在體內(nèi)一般為負離子 ,可與Cu2+ Hg2+, Ag+ 和Pb2咻結(jié)合為不溶性蛋白鹽而沉淀.(4)、生物堿試劑的沉淀反響：蛋白質(zhì)在 pH<pI時帶正電荷,可與苦味酸、磷鴇 酸、糅酸、三氯醋酸、磺基水楊酸等結(jié)合沉淀.(5)、加熱沉淀反響：蛋白質(zhì)熱變性沉淀,等電點時最易沉淀.凝固：變性蛋白質(zhì)分子互相凝集為固體的現(xiàn)象.5、蛋白質(zhì)的變性與復性(1)、蛋白質(zhì)變性：概念：在理化因素作用下,蛋白質(zhì)分子內(nèi)的二硫鍵和非共價鍵被破壞,分子內(nèi)部原 有的高度規(guī)律性的空間排列發(fā)生變化,天然構(gòu)象發(fā)生變化,引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)和活性的改變(原有性質(zhì)發(fā)生局部或全部喪失).變性本質(zhì):空間構(gòu)象的改變或破壞.變性特征：

30、1)生物活性喪失(主要標志).2)理化性質(zhì)改變：分子形狀改變,肽鏈松散伸展,反響基團增加,易被水解,易被酶消化.蛋白質(zhì)變性后親水基團被掩埋,溶解度降低、失去水膜,易形成沉淀析出；但假設(shè) 溶液pH與蛋白質(zhì)的pl差異較大,蛋白質(zhì)仍不易沉淀.球狀蛋白質(zhì)的不對稱性增加、粘度增加、擴散系數(shù)降低,某些蛋白質(zhì)結(jié)晶水平喪失.2、蛋白質(zhì)復性：有些蛋白質(zhì)的變性作用是可逆的,其變性如不超過一定限 度,經(jīng)適當處理后,可重新變?yōu)樘烊坏鞍踪|(zhì).6、蛋白質(zhì)的其它特性1、紫外吸收特性：Tp Tyr； Phe等氨基酸殘基可特異地吸收紫外光：入 max=280nm2、顏色反響雙縮月尿反響：肽鍵與堿性銅溶液產(chǎn)生蘭色絡合物, 肽鍵越多

31、顏色越深.用于蛋白 質(zhì)定性定量和檢測蛋白質(zhì)水解程度.酚試劑反響：堿性條件下,Tyr和Trp可與含磷鴇酸磷鋁酸的酚試劑化合物生成蘭 色物,蘭色強度與蛋白質(zhì)量成正比,測定蛋白質(zhì)常用方法.米倫反響、黃色反響、乙醛酸反響Hopking-Col反響、坂口反響Sakaguch反響、 西三酮反響等.二、蛋白質(zhì)的別離純化蛋白質(zhì)研究根本步驟：一般溫和物理方法鹽析、透析、電泳、層析和超速離心等提取和純化蛋白質(zhì)；測定氨基酸組成,分析氨基酸順序；確定空間結(jié)構(gòu) X 射線衍射法、NMR或生物學軟件推測并進行生物學活性的鑒定.1、生物大分子的制備1、生物大分子制備的特點與化學產(chǎn)品的別離制備比擬1許多生物大分子含量微,耗用生物材料多；2別離純化的步驟多,流程長；3別離純化方法差異大,沒有標準方法；4生物大分子極易失活,別離純化時 要選用最適宜的環(huán)境和條件預防失活；5制備中各種參數(shù)的綜合影響,很難準 確估計和判斷,實驗的重復性較差；6制備過程復雜困難,更需百折不撓的鉆 研精神.2、生物大分子制備的根本步驟1確定制備目的和要求