生物化學(xué)重點(diǎn)整理

1、本章作業(yè) 1、糖的概念。、糖的概念。 2、如何判斷單糖構(gòu)型；如何判斷、如何判斷單糖構(gòu)型；如何判斷、異頭異頭物？物？ 3、糖苷鍵的形成及分類。、糖苷鍵的形成及分類。糖類是多羥基的醛或多羥基酮及糖類是多羥基的醛或多羥基酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱。其縮聚物和某些衍生物的總稱。2 2、糖類的概念、糖類的概念葡萄糖葡萄糖果糖果糖 D-D-、L-L-是人為規(guī)定的單糖的構(gòu)型。是以是人為規(guī)定的單糖的構(gòu)型。是以D-D-，L-L-甘油醛為甘油醛為參照物，以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱碳原子為準(zhǔn)，羥基在參照物，以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱碳原子為準(zhǔn)，羥基在左左面的為面的為L(zhǎng) L構(gòu)型構(gòu)型，羥基在，羥基在右的為右的為D D構(gòu)型構(gòu)型。

2、 天然存在的單糖是天然存在的單糖是D-D-型的，天然氨基酸是型的，天然氨基酸是L-L-型。型。 構(gòu)型劃分原則（以甘油醛分子為基準(zhǔn)）構(gòu)型劃分原則（以甘油醛分子為基準(zhǔn)）和和異頭物異頭物 C C1 1上的醛基成環(huán)后形成一個(gè)新的羥基，即半縮醛羥基，此時(shí)上的醛基成環(huán)后形成一個(gè)新的羥基，即半縮醛羥基，此時(shí)C C1 1原子變成了不對(duì)稱原子變成了不對(duì)稱C C原子，有兩種不同構(gòu)型的異構(gòu)體，即原子，有兩種不同構(gòu)型的異構(gòu)體，即-型，型，-型。型。規(guī)定如下：半縮醛羥基與決定構(gòu)型的醇羥基規(guī)定如下：半縮醛羥基與決定構(gòu)型的醇羥基處于同側(cè)者，即為處于同側(cè)者，即為-型；互為相反側(cè)者即為型；互為相反側(cè)者即為-型。型。 C C1

3、1稱為稱為異頭碳原子，異頭碳原子，-和和-兩種不同形式的異構(gòu)體稱為兩種不同形式的異構(gòu)體稱為異頭物異頭物（anomeranomer）。）。3 3）糖的成苷作用）糖的成苷作用 糖苷：糖苷：?jiǎn)翁欠肿又械陌肟s醛羥基易與醇或酚的羥基脫水縮合生單糖分子中的半縮醛羥基易與醇或酚的羥基脫水縮合生成縮醛，在糖化學(xué)中稱這種縮醛為糖苷。成縮醛，在糖化學(xué)中稱這種縮醛為糖苷。 苷元：苷元：糖苷分子中的非糖部分叫苷元。糖苷分子中的非糖部分叫苷元。 O-O-糖苷鍵糖苷鍵：糖：糖+ +醇（或酚）醇（或酚）O-CO-C糖苷鍵；糖苷鍵； N-N-糖苷鍵糖苷鍵：堿基：堿基+ +核糖（核糖（N-CN-C糖苷鍵）；糖苷鍵）； C-C-

4、糖苷鍵：糖苷鍵：假尿苷假尿苷C-CC-C糖苷鍵。糖苷鍵。 寡糖和多糖都是單糖通過糖苷鍵連接而成。寡糖和多糖都是單糖通過糖苷鍵連接而成。 問答題問答題1、簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)、簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)a-螺旋和螺旋和B-折疊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。折疊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2、按照、按照R基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)將基團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)將20種常見氨基酸分類并寫出其結(jié)構(gòu)式。種常見氨基酸分類并寫出其結(jié)構(gòu)式。3、簡(jiǎn)述肌紅蛋百和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以此為例試述蛋白質(zhì)空、簡(jiǎn)述肌紅蛋百和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以此為例試述蛋白質(zhì)空 間結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。間結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。4、試述、試述5種蛋白質(zhì)分離純化的方法及原理。種蛋白質(zhì)分離純化的方法及原理。5、試述、試述5種測(cè)定蛋白

5、質(zhì)含量的方法及原理。種測(cè)定蛋白質(zhì)含量的方法及原理。 名詞解釋名詞解釋等電點(diǎn)（等電點(diǎn)（pI）、）、 肽、肽、 一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu) 四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu) 超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)變性與復(fù)性 第七節(jié)第七節(jié) 蛋白質(zhì)的分離、純化（蛋白質(zhì)的分離、純化（P300P300） 是蛋白質(zhì)工程和基因工程重組蛋白純化的主要內(nèi)容之一是蛋白質(zhì)工程和基因工程重組蛋白純化的主要內(nèi)容之一，是蛋白質(zhì)生物活性物質(zhì)的生產(chǎn)、應(yīng)用及研究領(lǐng)域不可缺失，是蛋白質(zhì)生物活性物質(zhì)的生產(chǎn)、應(yīng)用及研究領(lǐng)域不可缺失的重要環(huán)節(jié)。的重要環(huán)節(jié)。 蛋白質(zhì)分離、純化指：將蛋白質(zhì)從混合物、生物體、培蛋

6、白質(zhì)分離、純化指：將蛋白質(zhì)從混合物、生物體、培養(yǎng)基或包涵體中取出，再與雜質(zhì)分開，獲得與預(yù)定目的要求養(yǎng)基或包涵體中取出，再與雜質(zhì)分開，獲得與預(yù)定目的要求相適應(yīng)有一定純度的蛋白質(zhì)產(chǎn)品過程。相適應(yīng)有一定純度的蛋白質(zhì)產(chǎn)品過程。一、蛋白質(zhì)分離、純化的一、蛋白質(zhì)分離、純化的一般步驟一般步驟 二、蛋白質(zhì)二、蛋白質(zhì)分離方法分離方法 三、三、蛋白質(zhì)含量的測(cè)定與純度的鑒定蛋白質(zhì)含量的測(cè)定與純度的鑒定蛋白質(zhì)分離、純化的一般步驟蛋白質(zhì)分離、純化的一般步驟 1 1、選擇一種目的蛋白含量豐富、穩(wěn)定性好的樣品材料。、選擇一種目的蛋白含量豐富、穩(wěn)定性好的樣品材料。 2 2、將蛋白質(zhì)從原來的組織或細(xì)胞中以溶解的狀態(tài)釋放出、將蛋

7、白質(zhì)從原來的組織或細(xì)胞中以溶解的狀態(tài)釋放出來來 3 3、確定分離純化的方法，使粗品的純度達(dá)到預(yù)定要求。、確定分離純化的方法，使粗品的純度達(dá)到預(yù)定要求。 4 4、建立靈敏、特異、精確的檢測(cè)方法，分步測(cè)定蛋白質(zhì)、建立靈敏、特異、精確的檢測(cè)方法，分步測(cè)定蛋白質(zhì)的含量，檢測(cè)蛋白的純度。的含量，檢測(cè)蛋白的純度。 5 5、在操作、分析過程中注意保持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，防止、在操作、分析過程中注意保持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，防止蛋白變性。蛋白變性。蛋白質(zhì)分離方法蛋白質(zhì)分離方法1 1、根據(jù)分子大小、根據(jù)分子大?。? 1）透析透析 （2 2）密度梯度離心密度梯度離心 （3 3）凝膠過濾凝膠過濾2 2、利用溶解度差別、利用溶

8、解度差別（1 1）蛋白質(zhì)的）蛋白質(zhì)的鹽溶和鹽析法鹽溶和鹽析法 （2 2）有機(jī)溶劑沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法（3 3）等電沉淀法等電沉淀法 （4 4）溫度對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響溫度對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響3 3、根據(jù)電荷不同的純化方法、根據(jù)電荷不同的純化方法 （1 1）電泳電泳 （2 2）離子交換層析離子交換層析4 4、利用、利用選擇性吸附選擇性吸附的純化方法的純化方法5 5、利用、利用對(duì)配體的特異性對(duì)配體的特異性生物學(xué)親和力生物學(xué)親和力 透析：透析：利用蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜，而一些小分子可以利用蛋白質(zhì)分子不能透過半透膜，而一些小分子可以自由透過的性質(zhì)，將蛋白質(zhì)和小分子物質(zhì)分離開來。自由透過的性質(zhì)，將蛋

9、白質(zhì)和小分子物質(zhì)分離開來。 超濾超濾：利用壓力或離心力，借助于超濾膜將不同分子量的物：利用壓力或離心力，借助于超濾膜將不同分子量的物質(zhì)進(jìn)行分離的技術(shù)。質(zhì)進(jìn)行分離的技術(shù)。密度梯度離心密度梯度離心 蛋白質(zhì)顆粒在具有密度梯度的溶液（蔗糖密度梯度）中蛋白質(zhì)顆粒在具有密度梯度的溶液（蔗糖密度梯度）中離心時(shí)，可以根據(jù)其分子量和密度的大小不同離心，每種蛋離心時(shí)，可以根據(jù)其分子量和密度的大小不同離心，每種蛋白質(zhì)顆粒沉降到與本身密度相等的溶液中即停止不前，最后白質(zhì)顆粒沉降到與本身密度相等的溶液中即停止不前，最后各種蛋白質(zhì)在離心管中被分離成各自獨(dú)立的區(qū)帶。各種蛋白質(zhì)在離心管中被分離成各自獨(dú)立的區(qū)帶。 分成區(qū)帶的蛋

10、白質(zhì)可以在管底開一小孔，將離心分層的分成區(qū)帶的蛋白質(zhì)可以在管底開一小孔，將離心分層的蛋白質(zhì)分部收集。蛋白質(zhì)分部收集。蛋白質(zhì)的鹽溶和鹽析法蛋白質(zhì)的鹽溶和鹽析法 在稀鹽溶液中，蛋白質(zhì)的溶解度隨鹽濃度的增加而升高，這種現(xiàn)象在稀鹽溶液中，蛋白質(zhì)的溶解度隨鹽濃度的增加而升高，這種現(xiàn)象稱為稱為鹽溶（鹽溶（salting in).).但是當(dāng)鹽溶液上升到一定濃度時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解但是當(dāng)鹽溶液上升到一定濃度時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度又會(huì)逐漸下降，直到某一濃度時(shí)便從溶液中析出的現(xiàn)象稱為度又會(huì)逐漸下降，直到某一濃度時(shí)便從溶液中析出的現(xiàn)象稱為鹽析鹽析( (salting out) )?；旌蠞舛鹊牡鞍踪|(zhì)可用不同濃度的鹽溶液使其分

11、別沉淀，混合濃度的蛋白質(zhì)可用不同濃度的鹽溶液使其分別沉淀，這種分級(jí)沉淀的方法稱為這種分級(jí)沉淀的方法稱為分段鹽析分段鹽析。鹽溶與鹽析的原理鹽溶與鹽析的原理 鹽溶鹽溶：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子吸附某種鹽離子后，其帶電表層使蛋白質(zhì)分子：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子吸附某種鹽離子后，其帶電表層使蛋白質(zhì)分子彼此排斥，而蛋白質(zhì)分子與水分子之間的作用加強(qiáng)，因而溶解度增加。彼此排斥，而蛋白質(zhì)分子與水分子之間的作用加強(qiáng)，因而溶解度增加。 鹽析：鹽析：當(dāng)大量的中性鹽加入到溶液中，使水的活度降低，導(dǎo)致蛋白當(dāng)大量的中性鹽加入到溶液中，使水的活度降低，導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子表面電荷被中和，水化膜逐漸被破壞。最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間相質(zhì)分子表面電荷被中和，水化

12、膜逐漸被破壞。最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子間相互凝結(jié)沉淀?；ツY(jié)沉淀。 注：注：鹽析法沉淀蛋白質(zhì)并未破壞天然構(gòu)象，不引起蛋白質(zhì)的變性，鹽析法沉淀蛋白質(zhì)并未破壞天然構(gòu)象，不引起蛋白質(zhì)的變性，因此鹽析法是制備、分離蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)制劑的常用方法。例如：飽和因此鹽析法是制備、分離蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)制劑的常用方法。例如：飽和的硫酸銨可以使血漿中的清蛋白沉淀出來，而半不飽和的硫酸銨可以將的硫酸銨可以使血漿中的清蛋白沉淀出來，而半不飽和的硫酸銨可以將球蛋白析出。球蛋白析出。有機(jī)溶劑沉淀法有機(jī)溶劑沉淀法 有機(jī)溶劑的加入，使水溶液的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)分子表有機(jī)溶劑的加入，使水溶液的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)分子表面可解離基團(tuán)的離

13、子化程度減弱，造成蛋白凝結(jié)沉淀。另外，面可解離基團(tuán)的離子化程度減弱，造成蛋白凝結(jié)沉淀。另外，有機(jī)溶劑也可以和蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水膜，引起蛋白沉淀。有機(jī)溶劑也可以和蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水膜，引起蛋白沉淀。 有機(jī)溶劑易引起蛋白質(zhì)的變性，使用時(shí)應(yīng)將有機(jī)溶劑預(yù)冷有機(jī)溶劑易引起蛋白質(zhì)的變性，使用時(shí)應(yīng)將有機(jī)溶劑預(yù)冷（-40-60），盡量減少有機(jī)溶劑的含量，并加快分離、），盡量減少有機(jī)溶劑的含量，并加快分離、操作速度。操作速度。等電沉淀法等電沉淀法 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的pHpH偏離等電點(diǎn)時(shí)，由于帶有大量的同種電荷偏離等電點(diǎn)時(shí)，由于帶有大量的同種電荷而相互排斥，溶解度較大。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的而相互排斥，溶解度較大。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)

14、溶液的pHpH等于等電點(diǎn)時(shí)，等于等電點(diǎn)時(shí)，靜電荷為零，相鄰蛋白質(zhì)分子間沒有靜電斥力而相互凝結(jié)沉靜電荷為零，相鄰蛋白質(zhì)分子間沒有靜電斥力而相互凝結(jié)沉淀，溶解度最低，可以利用這一性質(zhì)將蛋白質(zhì)分離。淀，溶解度最低，可以利用這一性質(zhì)將蛋白質(zhì)分離。 在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，由于蛋白表面的水膜仍存在，水溶液中在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，由于蛋白表面的水膜仍存在，水溶液中仍然有一定濃度的蛋白質(zhì)溶解。仍然有一定濃度的蛋白質(zhì)溶解。 所以在實(shí)際運(yùn)用中將等電沉淀法與其它方法相結(jié)合使用效果所以在實(shí)際運(yùn)用中將等電沉淀法與其它方法相結(jié)合使用效果較好。較好。溫度對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響溫度對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響 在一定溫度范圍內(nèi)（在一定溫度范圍

15、內(nèi)（0-400-40）溶解度隨溫）溶解度隨溫度升高而增加，在度升高而增加，在40405050度時(shí)，大部分變度時(shí)，大部分變的不穩(wěn)定，且容易變性。的不穩(wěn)定，且容易變性。根據(jù)電荷不同的純化方法根據(jù)電荷不同的純化方法電泳電泳 電泳：電泳：帶電顆粒在電場(chǎng)中向著與其電性相反的方向移動(dòng)的現(xiàn)帶電顆粒在電場(chǎng)中向著與其電性相反的方向移動(dòng)的現(xiàn)象。根據(jù)分子大小不同及所帶凈電荷數(shù)不同，進(jìn)行電泳分離。象。根據(jù)分子大小不同及所帶凈電荷數(shù)不同，進(jìn)行電泳分離。 分類：分類：1 1、移動(dòng)界面電泳：蛋白質(zhì)溶于緩沖液中進(jìn)行電泳。、移動(dòng)界面電泳：蛋白質(zhì)溶于緩沖液中進(jìn)行電泳。 2 2、 區(qū)帶電泳：將蛋白質(zhì)溶液點(diǎn)在浸了緩沖液的支持物上區(qū)帶

16、電泳：將蛋白質(zhì)溶液點(diǎn)在浸了緩沖液的支持物上進(jìn)行電泳，不同組分形成帶狀區(qū)域。進(jìn)行電泳，不同組分形成帶狀區(qū)域。 （1 1）紙上電泳：用纖維薄膜作支持物。）紙上電泳：用纖維薄膜作支持物。 （2 2）凝膠電泳凝膠電泳 （3 3）等電聚焦電泳等電聚焦電泳 凝膠電泳：用凝膠（瓊脂糖、聚丙烯酰胺）作支持物。凝膠電泳：用凝膠（瓊脂糖、聚丙烯酰胺）作支持物。 a a 、圓盤電泳：玻璃管中進(jìn)行的凝膠電泳。、圓盤電泳：玻璃管中進(jìn)行的凝膠電泳。 b b 、平板電泳：鋪有凝膠的玻板上進(jìn)行的電泳。、平板電泳：鋪有凝膠的玻板上進(jìn)行的電泳。-+ 等電聚焦電泳：在具有等電聚焦電泳：在具有pH梯度的介質(zhì)（濃蔗糖溶液）中，在梯度的

17、介質(zhì)（濃蔗糖溶液）中，在外電場(chǎng)作用下各種蛋白質(zhì)將移向并停留在等于其等電點(diǎn)的外電場(chǎng)作用下各種蛋白質(zhì)將移向并停留在等于其等電點(diǎn)的pH梯度處。梯度處。+5.06.07.0穩(wěn)定穩(wěn)定pHpH梯度梯度通電5.06.07.0穩(wěn)定pH梯度+應(yīng)用此電泳法：分離各種蛋白質(zhì)；鑒定蛋白質(zhì)的應(yīng)用此電泳法：分離各種蛋白質(zhì)；鑒定蛋白質(zhì)的純度；測(cè)定蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。此多用于科研、生純度；測(cè)定蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。此多用于科研、生產(chǎn)、臨床診斷等。產(chǎn)、臨床診斷等。利用選擇性吸附的純化方法利用選擇性吸附的純化方法 某些固體物質(zhì)具有吸附能力，能夠?qū)⑵渌N某些固體物質(zhì)具有吸附能力，能夠?qū)⑵渌N類的分子吸附在自己的表面，吸附能力的強(qiáng)弱因類的分子

18、吸附在自己的表面，吸附能力的強(qiáng)弱因被吸收物質(zhì)的性質(zhì)而異。被吸收物質(zhì)的性質(zhì)而異。 典型的吸附劑有硅膠、氧化鋁、活性炭等。典型的吸附劑有硅膠、氧化鋁、活性炭等。三、蛋白質(zhì)含量的測(cè)定與純度的鑒定三、蛋白質(zhì)含量的測(cè)定與純度的鑒定1 1、蛋白質(zhì)含量的測(cè)定方法、蛋白質(zhì)含量的測(cè)定方法（自學(xué)）（自學(xué)）凱氏定氮法、雙縮脲法、凱氏定氮法、雙縮脲法、Folin-Folin-酚試劑法（酚試劑法（LowryLowry法法) )、紫外吸收法、考馬斯亮蘭法、膠體金法。、紫外吸收法、考馬斯亮蘭法、膠體金法。2 2、蛋白質(zhì)純度的測(cè)定、蛋白質(zhì)純度的測(cè)定（自學(xué)）（自學(xué)）通常采用的物理方法：電泳、沉降、通常采用的物理方法：電泳、沉降

19、、HPLCHPLC和溶解度和溶解度分析。另外還有氮端分析法。分析。另外還有氮端分析法。 蛋白質(zhì)變性與復(fù)性蛋白質(zhì)變性與復(fù)性（P233P233） 蛋白質(zhì)各自所特有的高級(jí)結(jié)構(gòu)，是表現(xiàn)其物理性質(zhì)和化學(xué)特性以蛋白質(zhì)各自所特有的高級(jí)結(jié)構(gòu)，是表現(xiàn)其物理性質(zhì)和化學(xué)特性以及生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。當(dāng)天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影及生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。當(dāng)天然蛋白質(zhì)受到某些物理因素和化學(xué)因素的影響，使其分子內(nèi)部原有的高級(jí)構(gòu)象發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生響，使其分子內(nèi)部原有的高級(jí)構(gòu)象發(fā)生變化時(shí)，蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致其一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，這種現(xiàn)象物學(xué)功能都隨之改變或喪失，但并未導(dǎo)致

20、其一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化，這種現(xiàn)象稱為變性作用（稱為變性作用（denaturation）。）。 表征表征：生物活性喪失；物理性質(zhì)（溶解度：生物活性喪失；物理性質(zhì)（溶解度 、結(jié)晶能力喪失、對(duì)稱性、結(jié)晶能力喪失、對(duì)稱性 等）和等）和化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)基團(tuán)化學(xué)性質(zhì)（化學(xué)反應(yīng)基團(tuán) ，被酶解性，被酶解性 ）改變）改變 應(yīng)用應(yīng)用：變性滅菌、消毒；變性制食品；抗衰老：變性滅菌、消毒；變性制食品；抗衰老 蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于劇烈，則是一種可逆過程，變性蛋白蛋白質(zhì)的變性作用如果不過于劇烈，則是一種可逆過程，變性蛋白質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自發(fā)折疊成原來的構(gòu)象，恢復(fù)質(zhì)通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自

21、發(fā)折疊成原來的構(gòu)象，恢復(fù)原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為原有的理化性質(zhì)和生物活性，這種現(xiàn)象成為復(fù)性復(fù)性（renaturation）。）。五、亞基締合與四級(jí)結(jié)構(gòu)五、亞基締合與四級(jí)結(jié)構(gòu)(p242)(p242) 四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)(quarternary structure)指由相同或不同的稱作指由相同或不同的稱作亞基亞基（subunitsubunit）的亞單位按照一定排布方式締合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的）的亞單位按照一定排布方式締合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力。作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力。 亞基亞基本身都具有球狀三級(jí)結(jié)構(gòu)，一

22、般只包含一條多肽鏈，也有的由二條本身都具有球狀三級(jí)結(jié)構(gòu)，一般只包含一條多肽鏈，也有的由二條或二條以上由二硫鍵連接的肽鏈組成?；蚨l以上由二硫鍵連接的肽鏈組成。 蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指亞基的種類、數(shù)量以及各個(gè)亞基在寡聚蛋白質(zhì)中是指亞基的種類、數(shù)量以及各個(gè)亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布和亞基間的相互作用的空間排布和亞基間的相互作用. . 對(duì)稱性是四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)最重要的性質(zhì)之一。對(duì)稱性是四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)最重要的性質(zhì)之一。 四級(jí)締合在結(jié)構(gòu)和功能上有很多優(yōu)越性：增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；提高遺傳經(jīng)四級(jí)締合在結(jié)構(gòu)和功能上有很多優(yōu)越性：增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；提高遺傳經(jīng)濟(jì)性和效率；使催化劑基團(tuán)匯集在一起；具有協(xié)同性

23、和別構(gòu)效應(yīng)濟(jì)性和效率；使催化劑基團(tuán)匯集在一起；具有協(xié)同性和別構(gòu)效應(yīng)。 實(shí)例：血紅蛋白實(shí)例：血紅蛋白 煙草花葉病毒的外殼蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)煙草花葉病毒的外殼蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu) 四、肌紅蛋白（四、肌紅蛋白（Myoglobin）和血紅）和血紅蛋白（蛋白（Hemoglobin）的結(jié)構(gòu)與功能）的結(jié)構(gòu)與功能 1Mb和和Hb的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輔基血紅素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及輔基血紅素2、氧與、氧與Mb的結(jié)合及的結(jié)合及Mb和和Hb的氧合曲線及比較的氧合曲線及比較 Hb的變構(gòu)效應(yīng)與的變構(gòu)效應(yīng)與O2的運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸4、H+、CO2 (Bohr效應(yīng)效應(yīng))和和2,3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸(BPG) 對(duì)對(duì) 血紅蛋白結(jié)合氧的影響血紅蛋白結(jié)合氧的影響5、

24、小結(jié)小結(jié)血紅蛋白:球狀蛋白，寡聚蛋白.含四個(gè)亞基，2個(gè)亞基和2個(gè)亞基。鏈：141個(gè)殘基；鏈：146個(gè)殘基。分子量65000。含四個(gè)血紅素輔基。親水性側(cè)鏈基團(tuán)在分子表面，疏水性基團(tuán)在分子內(nèi)部球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征：球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征：含多種二級(jí)結(jié)構(gòu)單元；含多種二級(jí)結(jié)構(gòu)單元；有明顯的折疊層次；有明顯的折疊層次；是緊密的球狀或橢球狀實(shí)體；是緊密的球狀或橢球狀實(shí)體；分子表面有一空穴分子表面有一空穴( (活性部位活性部位) )；疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面。親水側(cè)鏈暴露在分子表面。 實(shí)例：肌紅蛋白實(shí)例：肌紅蛋白二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)(

25、()螺旋（螺旋（helix）() 折疊折疊（-pleated sheet）() 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角（-turn）() 無規(guī)則卷曲（無規(guī)則卷曲（nonregular coil）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（secondary structure）指肽鏈主）指肽鏈主鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元。元。 形成蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是形成蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是肽單元肽單元；維持二級(jí)結(jié)構(gòu)；維持二級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵是穩(wěn)定的化學(xué)鍵是氫鍵氫鍵。主要

26、有以下主要有以下類型：類型：超二級(jí)結(jié)構(gòu)超二級(jí)結(jié)構(gòu)(p220) (super-secondary structure) 蛋白質(zhì)分子中，特別是球狀蛋白質(zhì)中，由若干相鄰的二級(jí)蛋白質(zhì)分子中，特別是球狀蛋白質(zhì)中，由若干相鄰的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元（即結(jié)構(gòu)單元（即螺旋、螺旋、折疊片和折疊片和轉(zhuǎn)角等）彼此相互作轉(zhuǎn)角等）彼此相互作用組合在一起，形成有規(guī)則、在空間上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合用組合在一起，形成有規(guī)則、在空間上能辨認(rèn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合體，充當(dāng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，體，充當(dāng)三級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元，稱超二級(jí)結(jié)構(gòu)稱超二級(jí)結(jié)構(gòu)。類型：類型：； 單元；單元； 單元；單元； -迂回；回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)迂回；回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 (st

27、ructure domail) 類型：類型： -螺旋域；螺旋域； -折疊域；折疊域； +域；域； 無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲+-回折域；回折域； 無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲+-螺旋結(jié)構(gòu)域螺旋結(jié)構(gòu)域 對(duì)于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基，多肽鏈往往由兩個(gè)或?qū)τ谳^大的蛋白質(zhì)分子或亞基，多肽鏈往往由兩個(gè)或兩個(gè)以上相對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體締合而成三級(jí)結(jié)構(gòu)，這種相兩個(gè)以上相對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體締合而成三級(jí)結(jié)構(gòu)，這種相對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體稱對(duì)獨(dú)立的三維實(shí)體稱結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域。 結(jié)構(gòu)域的概念有三種不同而又相互聯(lián)系的涵義結(jié)構(gòu)域的概念有三種不同而又相互聯(lián)系的涵義: :即獨(dú)立即獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單位、獨(dú)立的功能單位和獨(dú)立的折疊單位。的結(jié)構(gòu)單位、獨(dú)立的功能單位和

28、獨(dú)立的折疊單位。 結(jié)構(gòu)域的特征結(jié)構(gòu)域的特征四、四、 球狀蛋白質(zhì)與三級(jí)結(jié)構(gòu)球狀蛋白質(zhì)與三級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)（三級(jí)結(jié)構(gòu)（tertiary structure）是指球狀蛋白質(zhì)的多肽鍵在二級(jí)結(jié)構(gòu)的是指球狀蛋白質(zhì)的多肽鍵在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級(jí)鍵維系使基礎(chǔ)上，通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級(jí)鍵維系使二二級(jí)結(jié)構(gòu)相互配置而級(jí)結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象形成特定的構(gòu)象, ,三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的重新排布都達(dá)到空間上的重新排布。 球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征-螺旋螺旋-折疊折疊-轉(zhuǎn)角

29、轉(zhuǎn)角無規(guī)則卷曲無規(guī)則卷曲空穴空穴較小蛋白質(zhì)分子：較小蛋白質(zhì)分子：多為單結(jié)構(gòu)域，即三級(jí)結(jié)構(gòu)；多為單結(jié)構(gòu)域，即三級(jí)結(jié)構(gòu)；較大蛋白質(zhì)分子：較大蛋白質(zhì)分子：由由2或或2個(gè)以上結(jié)構(gòu)域結(jié)合成三級(jí)結(jié)構(gòu)個(gè)以上結(jié)構(gòu)域結(jié)合成三級(jí)結(jié)構(gòu)。肽肽肽鍵肽鍵(peptide bond)：為一個(gè)氨基酸的為一個(gè)氨基酸的-氨基和另一氨基酸的氨基和另一氨基酸的-羧基之羧基之間脫水后形成的共價(jià)鍵，即酰胺鍵。此為蛋白質(zhì)中氨基酸連接的基本方間脫水后形成的共價(jià)鍵，即酰胺鍵。此為蛋白質(zhì)中氨基酸連接的基本方式。式。肽肽（peptide)：多個(gè)氨基酸殘基以肽鍵形式連接的線性聚合物。多個(gè)氨基酸殘基以肽鍵形式連接的線性聚合物。氨基酸殘基氨基酸殘基（r

30、esidue)：組成多肽的氨基酸單元稱為組成多肽的氨基酸單元稱為- -寡肽寡肽（oligopeptide):1010個(gè)以內(nèi)氨基酸相連接形成的肽。個(gè)以內(nèi)氨基酸相連接形成的肽。多肽多肽（polypeptide)：多個(gè)氨基酸相連接形成的肽鏈（超過：多個(gè)氨基酸相連接形成的肽鏈（超過1010個(gè)氨基酸殘個(gè)氨基酸殘基）基）肽鍵肽鍵蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu) 多肽鏈中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置稱為多肽鏈中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)( (primary structure) )，這是蛋白質(zhì)最基本的，這是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)，它內(nèi)含著決定蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)和生物

31、功能的信息。結(jié)構(gòu)，它內(nèi)含著決定蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)和生物功能的信息。 一級(jí)結(jié)構(gòu)中包含的共價(jià)鍵（一級(jí)結(jié)構(gòu)中包含的共價(jià)鍵（covalent bonds）主要指肽鍵）主要指肽鍵（peptide bond）和二硫鍵（）和二硫鍵（-S-S-S-S-）（）（disulfide bond）。因）。因?yàn)楣矁r(jià)鍵的鍵能大，故蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)。為共價(jià)鍵的鍵能大，故蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)。Eg.Eg.牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu) 氨基酸的等電點(diǎn)氨基酸的等電點(diǎn)（pI）pH = pI 凈電荷凈電荷=0 pH pI凈電荷為負(fù)凈電荷為負(fù)CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+ + H+ OH-

32、 + H+ OH- 當(dāng)氨基酸溶液在某一定當(dāng)氨基酸溶液在某一定pH值時(shí)，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)值時(shí)，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)電荷相等，既電荷相等，既aa凈電荷為零時(shí)，在電場(chǎng)中既不向陽極也不向陰極移凈電荷為零時(shí)，在電場(chǎng)中既不向陽極也不向陰極移動(dòng)，此時(shí)溶液的動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值即為該氨基酸的值即為該氨基酸的等電點(diǎn)等電點(diǎn),簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱pI 。二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號(hào)不帶電荷不帶電荷（種）（種）帶電荷帶電荷：正電荷（種）負(fù)電荷（種）：正電荷（種）負(fù)電荷（種）極性極性R基團(tuán)基團(tuán)AA據(jù)據(jù)R基團(tuán)基團(tuán)極性分類極性分類（ph=7）非極性非極性R

33、基團(tuán)基團(tuán)AA（種）（種）芳香族芳香族A A （3 3種）種）雜環(huán)雜環(huán) （2 2種）種）脂肪族脂肪族A A （中性、含羥基或硫、酸性、堿性）（中性、含羥基或硫、酸性、堿性）1515種種據(jù)側(cè)鏈據(jù)側(cè)鏈R基基團(tuán)的化學(xué)結(jié)團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類構(gòu)分類 據(jù)營(yíng)養(yǎng)據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)分類學(xué)分類 必需必需非必需非必需一氨基二羧基一氨基二羧基(Glu(Glu、Asp)Asp)二氨基一羧基二氨基一羧基(Lys(Lys、 HisHis、 Arg)Arg)據(jù)氨基、羧據(jù)氨基、羧基數(shù)分類基數(shù)分類一氨基一羧基一氨基一羧基甘氨酸甘氨酸 （Gly,G）丙氨酸丙氨酸 （Ala,A）纈氨酸纈氨酸 （Val,V）亮氨酸亮氨酸 （Leu,L）異亮氨酸異亮氨酸 （Ile,I）中性脂肪族氨基酸中性脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸含羥基或硫脂肪族氨基酸絲氨酸絲氨酸 （Ser,S）蘇氨酸蘇氨酸 （Thr,T）半胱氨酸半胱氨酸 （Cys,C）甲硫氨酸甲硫氨酸 （Met,M）酸性氨基酸及酰胺酸性氨基酸及酰胺天冬氨酸天冬氨酸 （Asp,D）谷氨酸谷氨酸 （Glu,E）天冬酰胺天冬酰胺 （Asn,N）谷氨酰胺谷氨酰胺 （Gln,Q）堿性氨基酸堿性氨基酸賴氨酸賴氨酸 （Lys,K）精氨酸精氨酸 （胍基）（胍基） （Arg,R）雜環(huán)氨基酸雜環(huán)氨基酸組氨酸（咪唑基）組氨酸（咪唑基） （Hi