蛋白質(zhì)化學(xué)藥夜專(zhuān)升本

蛋白質(zhì)化學(xué)藥夜專(zhuān)升本第1頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四學(xué)習(xí)內(nèi)容生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能：蛋白質(zhì)化學(xué)、核酸化學(xué)、酶物質(zhì)代謝及其調(diào)節(jié)糖、脂、氨基酸、核苷酸代謝，生物氧化、代謝聯(lián)系與調(diào)節(jié)遺傳信息的傳遞

DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)生物合成、基因表達(dá)調(diào)控、基因重組與基因工程專(zhuān)題篇細(xì)胞信息傳遞、癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子、血液生化、肝膽生化第2頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四學(xué)習(xí)生化基本方法與要求基本概念要清楚重點(diǎn)內(nèi)容要掌握章節(jié)之間會(huì)聯(lián)系課后復(fù)習(xí)很重要第3頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一章蛋白質(zhì)化學(xué)楊笑菡北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部生化與分子生物學(xué)系第4頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)蛋白質(zhì)（protein）在生命活動(dòng)中的重要性第5頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四核蛋白是最簡(jiǎn)單的生命形式煙草花葉病毒阮病毒第6頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四分布廣：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)。含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機(jī)分子，占人體干重的45％，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達(dá)80％。1.蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)第7頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、蛋白質(zhì)的重要生物學(xué)功能3、氧化供能1）生物催化劑：酶2）代謝調(diào)節(jié)作用：激素，受體，G蛋白，等3）防御作用：免疫球蛋白，等4）物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)：血紅蛋白，等5）運(yùn)動(dòng)與支持：肌動(dòng)蛋白，等6）營(yíng)養(yǎng)和存儲(chǔ)：酪蛋白，卵清蛋白，等7）結(jié)構(gòu)蛋白：膠原蛋白，彈性蛋白，角蛋白，等8）其他：毒蛋白，甜味劑，等第8頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成第9頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、元素組成：碳50-55％氫6-8％氧20-23％氮15-17％硫0-3％其他微量第10頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

其中N含量％＝16％蛋白質(zhì)含量＝氮含量/16％＝氮含量×6.25蛋白質(zhì)含量％＝？凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量的理論依據(jù)第11頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、主要元素：碳、氫、氧、氮和硫，有些蛋白質(zhì)還含有少量磷和金屬元素。2、特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均含氮量為16%。3、定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量：蛋白質(zhì)含量＝6.25×樣品含氮量1/16%小結(jié)第12頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、結(jié)構(gòu)單位——氨基酸（aminoacid）（一）氨基酸的一般結(jié)構(gòu)式存在自然界中的氨基酸有300多種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20余種，絕大多數(shù)蛋白質(zhì)只由20種氨基酸組成，且屬L-α-氨基酸（甘氨酸，脯氨酸除外）。

蛋白質(zhì)肽氨基酸水解水解酸/堿/酶第13頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四氫原子氨基羧基側(cè)鏈基團(tuán)α-碳原子氨基酸的基本結(jié)構(gòu)第14頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R第15頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

脯氨酸（亞氨基酸）第16頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

按其側(cè)鏈?的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)分類(lèi)①非極性、疏水氨基酸(非極性R基氨基酸)：

Val,Leu,Ile（支鏈）；Met（含硫）；Phe,Trp（芳香族）；Pro（亞氨基）；Ala（脂肪烴

）②極性、中性氨基酸(不帶電荷的極性R基氨基酸)：

Ser,Thr（含羥基）；Tyr（芳香族）；Cys（含硫）；Gln,Asn（含酰氨）；Gly（無(wú)旋光異構(gòu)）（二）氨基酸的分類(lèi)第17頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四③酸性氨基酸（含有兩個(gè)羧基）：

Glu（含γ羧基）、Asp（含β羧基）④堿性氨基酸（含有兩個(gè)以上氨基）：

Arg（胍基）、His（咪唑基）、Lys（ε氨基）含硫氨基酸：Met、Cys芳香族氨基酸：Phe、Tyr、Trp第18頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四非極性疏水性氨基酸第19頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.極性中性氨基酸第20頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.酸性氨基酸4.堿性氨基酸第21頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位：L－－氨基酸

－氨基酸：脯氨酸（亞氨基酸）除外

L－氨基酸：甘氨酸（無(wú)不對(duì)稱(chēng)C）除外氨基酸結(jié)構(gòu)通式：RCH(NH2)COOH

常見(jiàn)氨基酸種類(lèi)：20種。小結(jié)第22頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(zwitterion)pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽(yáng)離子陰離子三、氨基酸的理化性質(zhì)1、兩性解離第23頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四氨基酸的等電點(diǎn)pH<pIpH=pIpH>pI正電荷兩性離子負(fù)電荷負(fù)極移動(dòng)（電場(chǎng)中）不移動(dòng)正極移動(dòng)等電點(diǎn)（isoelectricpoint,pI）：在某一pH環(huán)境中，氨基酸解離成陽(yáng)性離子及陰性離子的趨勢(shì)相等，所帶凈電荷為零，在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。此時(shí)，氨基酸所處環(huán)境的pH值稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)。第24頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、紫外吸收：Trp、Tyr和Phe在280nm波長(zhǎng)附近具有最大吸收峰，其中Trp的最大吸收最接近280nm第25頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、顯色反應(yīng)：（1）茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，生成藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰為570nm，可用于氨基酸定量分析。例外：Pro黃色；Asn棕色第26頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四等電點(diǎn)（isoelectricpoint,pI）：在某一pH環(huán)境中，氨基酸解離成陽(yáng)性離子及陰性離子的趨勢(shì)相等，所帶凈電荷為零，在電場(chǎng)中不泳動(dòng)。此時(shí)，氨基酸所處環(huán)境的pH值稱(chēng)為該種氨基酸的等電點(diǎn)(pI)。等電點(diǎn)計(jì)算：兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。帶電狀態(tài)判定：

pI-pH（正數(shù)帶正電，負(fù)數(shù)帶負(fù)電）紫外吸收：Trp、Tyr和Phe在280nm波長(zhǎng)附近具有最大吸收峰，其中Trp的最大吸收最接近280nm小結(jié)第27頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

（一）氨基酸的成肽反應(yīng)α-羧基和α-氨基之間脫去一分子水形成的酰胺鍵，是蛋白質(zhì)中氨基酸間最基本的連接方式。三、肽鍵和多肽鏈第28頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

肽分類(lèi)、命名*肽是由氨基酸通過(guò)肽鍵縮合而形成的化合物。*兩分子氨基酸縮合形成二肽，三分子氨基酸縮合則形成三肽……*

肽鏈中的氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全，被稱(chēng)為氨基酸殘基(residue)。*由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱(chēng)為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱(chēng)多肽(polypeptide)。甘氨酰甘氨酸第29頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

多肽鏈——蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)形式多肽鏈(…NHCHCONHCHCO…)多肽鏈的方向性：從N末端指向C末端。第30頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）生物活性肽：谷胱甘肽神經(jīng)肽：腦啡肽、內(nèi)啡肽、強(qiáng)啡肽、P物質(zhì)、Y肽肽類(lèi)激素：催產(chǎn)素、加壓素等其他：生長(zhǎng)因子；短桿菌S；甜味肽等谷胱甘肽(glutathione,GSH)第31頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽第32頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、連接方式：肽鍵肽鍵(peptidebond)：一個(gè)氨基酸的羧基與另一氨基酸的氨基縮水而成的酰胺鍵稱(chēng)為肽鍵。（…CONH…）肽平面(peptideunit)：由肽鍵中的四個(gè)原子（-CO-NH-）和與之相鄰的兩個(gè)碳原子共同構(gòu)成的剛性平面（CαCONHCα）。2、生物活性肽：谷胱甘肽：Glu-Cys-Gly，Glu以γ羧基形成肽鍵3、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)形式：多肽鏈多肽鏈(…NHCHCONHCHCO…)多肽鏈的方向性：從N末端指向C末端。小結(jié)第33頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、蛋白質(zhì)的分類(lèi)1、按照組成分類(lèi)：?jiǎn)渭兊鞍住⒔Y(jié)合蛋白單純蛋白：只有氨基酸組分結(jié)合蛋白：氨基酸組分＋其他組分（輔基）2、按照結(jié)構(gòu)分類(lèi)：?jiǎn)误w蛋白、寡聚蛋白單體蛋白：只有一條多肽鏈寡聚蛋白：數(shù)條多肽鏈非共價(jià)相互作用超家族（super-）、家族（family）、亞家族（sub-）

3、按照生物功能分類(lèi)：酶、調(diào)節(jié)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、運(yùn)動(dòng)蛋白、防御蛋白、營(yíng)養(yǎng)蛋白、儲(chǔ)存蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白、毒蛋白4、根據(jù)形狀分類(lèi)：纖維蛋白、球狀蛋白第34頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第35頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級(jí)結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)纖維狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)第36頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)多肽鏈中氨基酸的排列順序。第37頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH第38頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四N末端C末端牛核糖核酸酶二硫鍵第39頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)的多肽鏈中氨基酸的排列順序一級(jí)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物信息：20n………….多樣一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)及生物活性的基礎(chǔ)…..特異一級(jí)結(jié)構(gòu)的連接鍵：肽鍵（主要）、二硫鍵小結(jié)第40頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四α-螺旋

(α-helix)β-折疊

(β-

pleatedsheet)β-轉(zhuǎn)角(β-turn)無(wú)規(guī)則卷曲（randomcoil）二、二級(jí)結(jié)構(gòu)第41頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四肽鍵具部分雙鍵性，不能自由旋轉(zhuǎn)肽鍵中的四個(gè)原子（-CO-NH-）和與之相鄰的兩個(gè)α碳原子（C1、C2）位于同一剛性平面內(nèi)，稱(chēng)為肽單元。肽鍵上H與O的方向幾乎總是相反，稱(chēng)反式肽單元（trans-peptideunit），該構(gòu)型更穩(wěn)定。CNHHHORRCNHHHORR1.肽單元第42頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.-螺旋存在于纖維狀蛋白質(zhì)（α角蛋白：皮膚、毛發(fā)、指甲、和角）和球狀蛋白質(zhì)中。第43頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第44頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.β-折疊(β-pleatedsheet)存在于纖維狀蛋白質(zhì)（-角蛋白：蠶絲、蜘蛛絲中絲心蛋白）和球蛋白中。第45頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四-轉(zhuǎn)角一般由四個(gè)氨基酸組成，常見(jiàn)氨基酸：Pro,Gly以主鏈間氫鍵維持穩(wěn)定。多肽鏈中180度回折處形成的特定構(gòu)象。第46頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四沒(méi)有確定規(guī)律性的肽鏈結(jié)構(gòu)，存在于球狀蛋白質(zhì)中。（常常是酶的功能部位）4.無(wú)規(guī)卷曲第47頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、α-螺旋(α-helix)右手螺旋：3.6個(gè)AA/圈，螺距0.54nm；氫鍵維系：鏈內(nèi)氫鍵（AA1…AA4），平行長(zhǎng)軸；側(cè)鏈伸出螺旋蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架中原子的局部空間排列，不涉及側(cè)鏈的構(gòu)象，也就是該肽段主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置，主要有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無(wú)規(guī)則卷曲。維持二級(jí)結(jié)構(gòu)的力量為氫鍵。小結(jié)第48頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、β-折疊(β-pleatedsheet)多肽鏈充分伸展，肽平面折疊成鋸齒狀；側(cè)鏈交錯(cuò)位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)的上下方；氫鍵維系：氫鍵的方向垂直長(zhǎng)軸；可有順平行片層和反平行片層結(jié)構(gòu)。3、其它（1）肽鏈主鏈出現(xiàn)的180°回折部分稱(chēng)β-轉(zhuǎn)角。（2）蛋白質(zhì)分子中那些沒(méi)有確定規(guī)律性的部分肽鏈構(gòu)象稱(chēng)為無(wú)規(guī)卷曲。第49頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)次級(jí)鍵介導(dǎo)蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)形成1、疏水鍵2、離子鍵3、范德華力第50頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四疏水作用第51頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在一條多肽鏈中所有原子的整體空間排布，包括主鏈和側(cè)鏈。三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成使得在序列中相隔較遠(yuǎn)的氨基酸側(cè)鏈相互靠近。長(zhǎng)度縮短：球形、橢球形、桿狀，等多數(shù)同時(shí)含有α-螺旋和β-折疊氨基酸位置由側(cè)鏈極性決定：非極性（內(nèi)）、極性（表面，少數(shù)內(nèi)部）、帶電（表面）次級(jí)鍵維系：疏水鍵、鹽鍵、氫鍵、范德華力、二硫鍵功能區(qū)：表面或特定部位小結(jié)第52頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（四）、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)血紅蛋白四聚體亞基(subunit)：寡聚蛋白中的單條獨(dú)立的多肽鏈，具有獨(dú)立的一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)，單獨(dú)存在時(shí)一般無(wú)生物學(xué)活性。亞基之間以非共價(jià)鍵聯(lián)系，亞基可以相同或不同。亞基之間以非共價(jià)鍵聯(lián)系，包括疏水鍵（主要）、鹽鍵、氫鍵、范德華力亞基可以相同或不同第53頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四節(jié) 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)和生物功能的基礎(chǔ)，一級(jí)結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)；但一級(jí)結(jié)構(gòu)并非決定空間結(jié)構(gòu)的唯一因素?？臻g結(jié)構(gòu)是生物活性的直接體現(xiàn)。第54頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)

例如：核糖核酸酶的變性與復(fù)性第55頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

天然狀態(tài)，有催化活性

尿素、β-巰基乙醇

去除尿素、β-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無(wú)活性第56頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一級(jí)結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)娜芤涵h(huán)境分子伴侶（chaperone）酶：蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶，肽基脯氨酸順-反異構(gòu)酶影響多肽鏈折疊的因素第57頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖解：助人為樂(lè)的分子伴侶太太很快出現(xiàn)在需要她盡力而為的場(chǎng)所（新生肽鏈的折疊，越膜，應(yīng)激反應(yīng)等情況），她主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)她應(yīng)該幫助的正在成長(zhǎng)的新生肽姑娘（識(shí)別折疊中間物），熱情地伸出友誼之手（相互作用和結(jié)合），并發(fā)出警戒之言"不！不！別往哪兒走！"，防止她們誤入歧途掉進(jìn)不可自拔的死亡深淵（防止錯(cuò)誤的相互作用導(dǎo)致的無(wú)效折疊和不可逆聚集），從而幫助她們沿著朝向正確目標(biāo)的光明大道前進(jìn)（有利于有效折疊成功能蛋白的正確折疊途徑）。新生肽姑娘健康地成長(zhǎng)（正確折疊）。折疊好的蛋白質(zhì)小姐愉快地，昂首闊步地準(zhǔn)備去做自己的貢獻(xiàn)（折疊成特定的空間構(gòu)并獲得生物活性的功能蛋白)分子伴侶幫助新生肽鏈正確折疊第58頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

生物名稱(chēng)不同氨基酸數(shù)生物名稱(chēng)不同氨基酸數(shù)黑猩猩0恒河猴1豬、牛、羊10馬12雞13海龜15金槍魚(yú)21小蠅25小麥35酵母44不同生物和人的細(xì)胞色素c中氨基酸組成的差異（二）蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的種屬差異與分子進(jìn)化第59頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

狗人猴

馬騾

鯨兔豬袋鼠企鵝雞鴨響尾蛇龜蒼蠅蛾脈孢菌屬念珠菌屬面包酵母菌小麥牛蛙金槍魚(yú)動(dòng)物爬行動(dòng)物兩棲動(dòng)物魚(yú)哺乳動(dòng)物鳥(niǎo)昆蟲(chóng)植物脊椎動(dòng)物從細(xì)胞色素C的一級(jí)結(jié)構(gòu)看生物進(jìn)化第60頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSHbAN-val·his·leu·thr·pro·val

·glu·····C(146)分子病（moleculardisease）：由于蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病。鐮刀形紅細(xì)胞貧血病（三）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與分子?。航Y(jié)構(gòu)改變，功能改變第61頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四正常紅細(xì)胞鐮形紅細(xì)胞第62頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第63頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、一級(jí)結(jié)構(gòu)中的保守序列決定空間結(jié)構(gòu)（1）不同蛋白質(zhì)之間的比較：相似結(jié)構(gòu)相似功能、不同結(jié)構(gòu)不同功能（2）同一蛋白質(zhì)不同狀態(tài)的比較：一級(jí)結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)【經(jīng)典舉例】蛋白變性與復(fù)性（3）保守序列、保守氨基酸改變，功能改變；保守氨基酸不變，功能不變【經(jīng)典舉例】分子病小結(jié)第64頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、一級(jí)結(jié)構(gòu)并非影響空間結(jié)構(gòu)的唯一因素分子伴娘(molecularchaperons，分子伴侶)：在蛋白質(zhì)加工、折疊形成特定空間構(gòu)象及穿膜進(jìn)入細(xì)胞器的轉(zhuǎn)位過(guò)程中起關(guān)鍵作用的一類(lèi)蛋白質(zhì)。與未折疊的肽段（疏水部分）進(jìn)行可逆的結(jié)合，輔助二硫鍵的正確形成；引導(dǎo)肽鏈的正確折疊并集合多條肽鏈成為較大的結(jié)構(gòu)；可以解聚錯(cuò)誤聚合的肽段，防止錯(cuò)誤發(fā)生。第65頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)二、空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系空間結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物活性：結(jié)構(gòu)相似，功能相似第66頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線Hb與Mb一樣能可逆地與O2結(jié)合，Hb與O2結(jié)合后稱(chēng)為氧合Hb。氧合Hb占總Hb的百分?jǐn)?shù)（稱(chēng)百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。第67頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四空間結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物活性：結(jié)構(gòu)改變，功能改變第68頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一個(gè)寡聚體蛋白質(zhì)的一個(gè)亞基與其配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個(gè)亞基與配體結(jié)合能力的現(xiàn)象，稱(chēng)為協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)。正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)：促進(jìn)作用負(fù)協(xié)同效應(yīng)(negativecooperativity)：抑制作用別構(gòu)效應(yīng)（變位效應(yīng)，allostericeffect）：蛋白質(zhì)分子的特定部位與小分子化合物結(jié)合后，引起空間構(gòu)象改變，從而促使生物學(xué)活性變化的現(xiàn)象。第69頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。正常的PrP富含α-螺旋，稱(chēng)為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病第70頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四朊病毒致病過(guò)程中的構(gòu)象變化示意圖第71頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、空間結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物特異性2、空間結(jié)構(gòu)體現(xiàn)生物活性3、空間結(jié)構(gòu)的靈活性，體現(xiàn)了生物活性的可調(diào)節(jié)特性空間結(jié)構(gòu)中的特定區(qū)域體現(xiàn)生物活性小結(jié)別構(gòu)效應(yīng)（別位效應(yīng)、變位效應(yīng)，allostericeffect）：蛋白質(zhì)分子的特定部位（調(diào)節(jié)部位）與小分子化合物（效應(yīng)物）結(jié)合后，引起空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而促使生物學(xué)活性變化的現(xiàn)象稱(chēng)為變構(gòu)效應(yīng)。包括正協(xié)同、負(fù)協(xié)同效應(yīng)【經(jīng)典舉例】血紅蛋白（Hb）：由α2β2四聚體組成，每個(gè)亞基含有1個(gè)血紅素輔基；Hb的氧解離曲線呈“S”型。多種空間構(gòu)象，多種活性狀態(tài)第72頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4、空間構(gòu)象并非生物活性的唯一影響因素【舉例】低溫下酶活性低，但并不影響構(gòu)象；鹽析時(shí)沉淀的酶無(wú)活性，但構(gòu)象不變。

5、蛋白構(gòu)象疾病：錯(cuò)誤構(gòu)象相互聚集，形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病。老年癡呆瘋牛病亨汀頓舞蹈病第73頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第五節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及分離純化第74頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、蛋白質(zhì)的兩性電離一、理化性質(zhì)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pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。*蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH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，凈電荷為零，此時(shí)溶液的pH稱(chēng)為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。第75頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、蛋白質(zhì)的紫外吸收由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波長(zhǎng)處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測(cè)定。第76頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1萬(wàn)至100萬(wàn)之巨，其分子的直徑可達(dá)1～100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。*蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素顆粒表面電荷水化膜第77頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)水化膜酸堿酸堿溶液中的蛋白質(zhì)第78頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四++++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉+++++++帶正電荷的蛋白質(zhì)－－－－－－－－帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)水化膜酸堿酸堿4、蛋白質(zhì)的沉淀（Precipitation）第79頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5、變性（Denaturation）、結(jié)絮和凝固第80頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概念：在某些理化因素作用下，蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象破壞，導(dǎo)致若干理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的改變。變性因素：1）物理因素：高溫、高壓、射線等2）化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽等變性后的表現(xiàn)：1）生物學(xué)活性消失2）理化性質(zhì)改變變性的意義：高溫、高壓、紫外線殺菌；防止酶制劑失活，等第81頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5、蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)（1）茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)

蛋白質(zhì)水解后產(chǎn)生的氨基酸可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。（2）雙縮脲反應(yīng)(biuretreaction)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(chēng)為雙縮脲反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)可用來(lái)檢測(cè)蛋白質(zhì)水解程度。第82頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、兩性解離與等電點(diǎn)：同“氨基酸兩性解離”2、紫外吸收：最大吸收波長(zhǎng)＝280nm3、膠體性質(zhì)：不能透過(guò)半透膜4、沉淀、凝固蛋白質(zhì)在溶液中維持穩(wěn)定的因素：表面電荷、水化層（溶劑化層）變性蛋白不一定沉淀，沉淀蛋白也不一定變性（1）沉淀：不穩(wěn)定蛋白質(zhì)從溶液中析出（2）結(jié)絮：變性蛋白質(zhì)的絮狀沉淀，沉淀可溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿（3）凝固：沉淀結(jié)塊，凝塊不溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿小結(jié)沉淀/變性沉淀變性第83頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（1）變性：在某些理化因素作用下，蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變、生物活性喪失的現(xiàn)象稱(chēng)為變性。變性不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。理化性質(zhì)的變化：紫外吸收、化學(xué)活性及粘度上升，易被蛋白酶水解；溶解度下降、結(jié)晶能力喪失。5、變性(denaturation)、復(fù)性(renaturation)（2）復(fù)性（3）應(yīng)用①利用變性：酒精消毒，高壓滅菌②防止變性：低溫保存生物制品③取代變性：乳品解毒(用于急救重金屬中毒)6、呈色反應(yīng)：雙縮脲反應(yīng)，等雙縮脲反應(yīng)可檢測(cè)蛋白質(zhì)的水解程度第84頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、蛋白質(zhì)的分離純化1、透析及超濾法*透析(dialysis)利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開(kāi)的方法。*超濾法

應(yīng)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過(guò)有一定截留分子量的超濾膜，達(dá)到濃縮蛋白質(zhì)溶液的目的。第85頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、鹽析、有機(jī)溶劑沉淀及免疫沉淀*丙酮、乙醇等有機(jī)溶劑，可破壞蛋白質(zhì)的水化層，在0～4℃低溫下，使蛋白質(zhì)沉淀。環(huán)境溫度高等不良因素影響下，有機(jī)溶劑可促使蛋白質(zhì)變性。*鹽析(saltprecipitation)是將硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等加入蛋白質(zhì)溶液，使蛋白質(zhì)表面電荷被中和以及水化膜被破壞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉淀。*

免疫沉淀法：利用特異抗體識(shí)別相應(yīng)的抗原蛋白，并形成抗原抗體復(fù)合物的性質(zhì)，可從蛋白質(zhì)混合溶液中分離獲得抗原蛋白。第86頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、電泳蛋白質(zhì)在高于或低于其pI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)。這種通過(guò)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),稱(chēng)為電泳(elctrophoresis)

。根據(jù)支撐物不同，分為薄膜電泳、凝膠電泳等第87頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第88頁(yè)，共98頁(yè)，2023年，2月20日，星期四幾種重要的蛋白質(zhì)電泳*SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，常用于蛋白質(zhì)分子量的測(cè)定。*等電聚焦電泳，通過(guò)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的差異而分離蛋白質(zhì)的