蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

1、LOGO上節(jié)課內(nèi)容回顧上節(jié)課內(nèi)容回顧1.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu) 四級(jí)結(jié)構(gòu)2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)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)（一）蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點(diǎn)1 1. . 蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)一、一、蛋白質(zhì)分子中可解離的基團(tuán)蛋白質(zhì)分子中可解離的基團(tuán) 多肽兩端游離的多肽兩端游離的-氨基和氨基和-羧基羧基 多肽多肽側(cè)鏈側(cè)鏈R R上解離的基團(tuán)上解離的基團(tuán)二、決定蛋白質(zhì)解離成正負(fù)離子的因素二、決定蛋白質(zhì)解離成正負(fù)離子的因素 蛋白質(zhì)所含酸性和堿性基團(tuán)的數(shù)目蛋白質(zhì)所含酸性和堿性基團(tuán)的數(shù)目 蛋白質(zhì)所在溶液的蛋白質(zhì)所在溶液的P

2、HPH值值2 2. .蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)（pI） 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一 pHpH 時(shí)，蛋白質(zhì)解時(shí)，蛋白質(zhì)解離離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，即成為兼性離子，凈電荷為零凈電荷為零，此時(shí)溶液的，此時(shí)溶液的pHpH稱為蛋白質(zhì)的稱為蛋白質(zhì)的等電等電點(diǎn)。點(diǎn)。 PrPrNHNH2 2COOCOO- -PrPrNHNH3 3+ +COOHCOOHPrPrNHNH3 3+ +COOCOO- -OHOH- -H H+ +(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)OHOH- -H H+ +蛋白質(zhì)的陽(yáng)離子蛋白質(zhì)的陽(yáng)離子蛋

3、白質(zhì)的兼性離子蛋白質(zhì)的兼性離子蛋白質(zhì)的陰離子蛋白質(zhì)的陰離子練習(xí) 下列哪種蛋白質(zhì)在pH5.0的溶液中帶負(fù)電荷？ ApI為5.5的蛋白質(zhì) BpI為4.0的蛋白質(zhì)CpI為7.0的蛋白質(zhì) DpI為5.0的蛋白質(zhì) 體內(nèi)大多數(shù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在體內(nèi)大多數(shù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在pH5.0左右，左右，因而在生理?xiàng)l件下以因而在生理?xiàng)l件下以陰離子陰離子形式存在形式存在 。 3 3. .電泳電泳定義：定義：帶電粒子在帶電粒子在電場(chǎng)中電場(chǎng)中向電性相反的電極向電性相反的電極移動(dòng)移動(dòng)的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 蛋白質(zhì)在帶電場(chǎng)中泳動(dòng)的蛋白質(zhì)在帶電場(chǎng)中泳動(dòng)的速度和方向速度和方向與其所與其所帶電荷的性質(zhì)帶電荷的性質(zhì)、數(shù)量數(shù)量及及分子的大小分子的

4、大小、形狀形狀有關(guān)。有關(guān)。帶電荷多，分子小的泳動(dòng)速度較快；反之則泳動(dòng)帶電荷多，分子小的泳動(dòng)速度較快；反之則泳動(dòng)較慢，較慢，從而達(dá)到分離蛋白質(zhì)的目的。從而達(dá)到分離蛋白質(zhì)的目的。 血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳可將血清蛋白血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳可將血清蛋白分為清蛋白、分為清蛋白、1 1球蛋白、球蛋白、2 2球蛋白、球蛋白、球蛋白球蛋白、球蛋白。球蛋白。 A：染色后顯示的蛋白質(zhì)區(qū)帶：染色后顯示的蛋白質(zhì)區(qū)帶 B：光密度掃描定量分析：光密度掃描定量分析正常正常肝硬化肝硬化二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 1 1. .蛋白質(zhì)有膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)有膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)是生物大分子，分子量在蛋白質(zhì)是生物大分子

5、，分子量在1 1萬(wàn)萬(wàn)1010萬(wàn)萬(wàn)kDkD（千道爾頓）（千道爾頓）之間，分子直徑在膠體顆粒的之間，分子直徑在膠體顆粒的范圍（范圍（11001100nmnm）因此，蛋白質(zhì)具有膠體的性質(zhì)。因此，蛋白質(zhì)具有膠體的性質(zhì)。 2 2. .蛋白質(zhì)親水膠體穩(wěn)定的因素蛋白質(zhì)親水膠體穩(wěn)定的因素 蛋白質(zhì)分子表面的蛋白質(zhì)分子表面的水化膜水化膜和和同種電荷同種電荷。去掉兩個(gè)穩(wěn)定因素，則蛋白質(zhì)從溶液中析去掉兩個(gè)穩(wěn)定因素，則蛋白質(zhì)從溶液中析出而產(chǎn)生沉淀。出而產(chǎn)生沉淀。 練習(xí) 鹽析法分離蛋白質(zhì)的原理是： A破壞蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) B破壞水化膜及中和電荷 C破壞蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) D使蛋白質(zhì)變性沉淀 3 3. .蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)的應(yīng)用

6、蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)的應(yīng)用 透析：透析： 用于分離純化蛋白質(zhì)用于分離純化蛋白質(zhì) 超速離心：超速離心： 用于蛋白質(zhì)的分離純化及分子量的測(cè)定。用于蛋白質(zhì)的分離純化及分子量的測(cè)定。沉降系數(shù)（沉降系數(shù)（sedimentation coefficient,S) 指單位力場(chǎng)中的沉降速度指單位力場(chǎng)中的沉降速度 沉降系數(shù)與物質(zhì)的分子量的大小、形狀、密沉降系數(shù)與物質(zhì)的分子量的大小、形狀、密度及溶劑的密度高低有關(guān)。度及溶劑的密度高低有關(guān)。 分子量越大，顆粒越緊密，沉降系數(shù)越大。分子量越大，顆粒越緊密，沉降系數(shù)越大。變性的概念變性的概念 在某些物理或化學(xué)因素的作用下，蛋白質(zhì)在某些物理或化學(xué)因素的作用下，蛋白質(zhì)特定的空間構(gòu)

7、象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改特定的空間構(gòu)象被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性喪失，稱為蛋白質(zhì)的變和生物活性喪失，稱為蛋白質(zhì)的變性變性。變性的實(shí)質(zhì)變性的實(shí)質(zhì) 二硫鍵或非共價(jià)鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞二硫鍵或非共價(jià)鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)破壞 ，不涉及一，不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。級(jí)結(jié)構(gòu)的改變。 三、蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固三、蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固變性蛋白質(zhì)的特點(diǎn)變性蛋白質(zhì)的特點(diǎn) A. A.生物學(xué)活性喪失生物學(xué)活性喪失 B. B.溶解度降低，易于沉淀溶解度降低，易于沉淀 （變性不一定沉淀）變性不一定沉淀） C.C.黏度增加黏度增加 D.D.結(jié)晶能力消失結(jié)晶能力消失 E.E.易被蛋白酶水解易被蛋白酶水解

8、引起變性的因素引起變性的因素 物理因素物理因素 高溫高溫、高壓、紫外線、電離輻射、超聲波等。、高壓、紫外線、電離輻射、超聲波等。 化學(xué)因素化學(xué)因素 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、尿素、重金屬鹽強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、尿素、重金屬鹽等。等。練習(xí) 變性蛋白質(zhì)的主要特點(diǎn)是：A黏度下降 B溶解度增加 C不易被蛋白酶水解 D生物學(xué)活性喪失 蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用 應(yīng)用變性的因素進(jìn)行消毒、滅菌。應(yīng)用變性的因素進(jìn)行消毒、滅菌。 保存生物制劑則要防止蛋白質(zhì)變性。保存生物制劑則要防止蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)的復(fù)性蛋白質(zhì)的復(fù)性 大多數(shù)蛋白質(zhì)變性后，空間構(gòu)象嚴(yán)重破壞，大多數(shù)蛋白質(zhì)變性后，空間構(gòu)象嚴(yán)重破壞，不能恢復(fù)其天然狀

9、態(tài)，稱為不可逆性變性；不能恢復(fù)其天然狀態(tài)，稱為不可逆性變性； 若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素，有若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素，有些可恢復(fù)其天然構(gòu)象和生物活性些可恢復(fù)其天然構(gòu)象和生物活性, ,稱為蛋白質(zhì)的稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性復(fù)性。 8M尿素或尿素或-巰基乙醇巰基乙醇透析透析核糖核酸酶的變性核糖核酸酶的變性過(guò)程過(guò)程（五）、變性與復(fù)性（五）、變性與復(fù)性蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀概念概念 蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀沉淀。方法方法 鹽析法鹽析法、有機(jī)溶劑的沉淀、重金屬鹽沉淀、有機(jī)溶劑的沉淀、重金屬鹽沉淀、生物堿試劑沉淀。生物堿試劑沉淀。 變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，但沉淀的蛋

10、白質(zhì)并變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，但沉淀的蛋白質(zhì)并不一定都變性。不一定都變性。 如如鹽析鹽析。 練習(xí) 鹽析法分離蛋白質(zhì)的原理是： A破壞蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) B破壞水化膜及中和電荷 C破壞蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) D使蛋白質(zhì)變性沉淀練習(xí) 使蛋白質(zhì)沉淀但不變性的方法有：A中性鹽沉淀蛋白質(zhì) B酸沉淀蛋白質(zhì)C乙醇沉淀蛋白質(zhì) D重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)的凝固蛋白質(zhì)的凝固 加熱使蛋白質(zhì)變性并凝聚成塊狀稱為加熱使蛋白質(zhì)變性并凝聚成塊狀稱為凝凝固固。 此凝塊不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中。此凝塊不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中。 凝固實(shí)際上是蛋白質(zhì)變性后進(jìn)一步發(fā)展凝固實(shí)際上是蛋白質(zhì)變性后進(jìn)一步發(fā)展的不可逆的結(jié)果。的不可逆的結(jié)果。因此，凡凝固的蛋白質(zhì)

11、一定發(fā)生變性。因此，凡凝固的蛋白質(zhì)一定發(fā)生變性。變性和沉淀的區(qū)別變性和沉淀的區(qū)別 變性不一定沉淀變性不一定沉淀 沉淀也不一定變性沉淀也不一定變性 凝固一定變性凝固一定變性四、蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)四、蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子中含有酪氨酸和色氨酸等殘蛋白質(zhì)分子中含有酪氨酸和色氨酸等殘基，具有紫外吸收能力。基，具有紫外吸收能力。在在280280nmnm處有最大處有最大吸收峰吸收峰。此特性常用于蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。此特性常用于蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。10,000100010010 200 250 300波長(zhǎng)（波長(zhǎng)（nm）TrpPheTyr摩爾吸光度（摩爾吸光度（M-1cm-1）五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)一、雙縮脲反應(yīng)：一、雙縮脲反應(yīng)： 含有多個(gè)含有多個(gè)肽鍵肽鍵的蛋白質(zhì)和肽在堿性溶液中加熱的蛋白質(zhì)和肽在堿性溶液中加熱可與可與CuCu離子作用生成離子作用生成紫紅色紫紅色內(nèi)絡(luò)鹽。內(nèi)絡(luò)鹽?？捎糜诘鞍踪|(zhì)、多肽的定量測(cè)定。可用于蛋白質(zhì)、多肽的定量測(cè)定。氨基酸無(wú)此反應(yīng)氨基酸無(wú)此反應(yīng)，可用于檢查蛋白質(zhì)的水解程，可用于檢查蛋白質(zhì)的水解程度。度。紫紅色絡(luò)合物紫紅色絡(luò)合物(堿性溶液堿性溶液)Cu2+五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)五、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)二、茚三酮反應(yīng)二、茚三酮反應(yīng)三、三、FolinFolin酚試劑反應(yīng)酚試劑反