蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四化學(xué)組成法測(cè)定最低分子量SDS法凝膠過(guò)濾法滲透壓法擴(kuò)散系數(shù)法沉降系數(shù)法和沉降平衡法2蛋白質(zhì)的分子量大小測(cè)定第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四如肌紅蛋白含0.335%的鐵，F(xiàn)e分子量55.8最小M＝×100＝×100＝16700Fe分子量Fe(%)55.80.3351）根據(jù)分子組成測(cè)定最低分子量血紅蛋白含0.335%的鐵，F(xiàn)e分子量55.8血紅蛋白的實(shí)際分子量是66800（＝16700×4）第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2）SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS）

帶電物質(zhì)在電場(chǎng)中遷移的速度受什么影響？電荷多少分子大小形狀加入SDS和巰基乙醇？第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四SDS（十二烷基硫酸鈉）－－－sodiumdodecylsulfate第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四使用去污劑十二烷基硫酸鈉（SDS）和還原劑（通常為巰基乙醇）的樣品處理液對(duì)蛋白質(zhì)樣品進(jìn)行處理（一般煮沸3～5分鐘），通過(guò)加熱和SDS可以使蛋白質(zhì)變性，多亞基的蛋白質(zhì)也將解離為單亞基。同時(shí)還原劑可以切斷蛋白質(zhì)中的任何一個(gè)二硫鍵（使二硫鍵還原）。經(jīng)過(guò)這樣處理的樣品中的肽鏈都是處于無(wú)二硫鍵連接的，分離的狀態(tài)。第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四SDS是一種陰離子去污劑，帶有很多負(fù)電荷。與蛋白質(zhì)結(jié)合以后，使蛋白質(zhì)分子帶有足夠的負(fù)電荷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了蛋白質(zhì)分子原有的電荷，蛋白質(zhì)分子原有的電荷就變得無(wú)足輕重了。SDS是一種變性劑，與蛋白質(zhì)結(jié)合，改變了蛋白質(zhì)單體分子的形狀，均變成長(zhǎng)橢圓棒狀。所以在電場(chǎng)上移動(dòng)的速度完全取決于蛋白質(zhì)分子的大小。第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四注意：SDS－PAGE是將蛋白質(zhì)解離成亞基，所以測(cè)出的分子量是亞基的分子量。第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3）沉降分析法沉降速度：指離心時(shí)，蛋白質(zhì)分子在單位時(shí)間內(nèi)下沉的距離。沉降常數(shù)（沉降系數(shù)）：當(dāng)沉降界面以恒速移動(dòng)時(shí)，單位離心場(chǎng)中的沉降速度。S：沉降常數(shù)v：沉降速度（cm/sec）w：離心機(jī)轉(zhuǎn)頭的角速度（弧度/sec）x：蛋白質(zhì)界面中點(diǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的距離，以cm計(jì)。第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四沉降的速度與顆粒的重量、密度和形狀有關(guān)。離心后按其沉降的速度不同，彼此分開(kāi)形成區(qū)帶。再進(jìn)行光學(xué)定位，針刺或冰凍切片采樣分析。蔗糖密度梯度聚蔗糖密度梯度氯化銫密度剃度離心第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四沉降系數(shù):把10-13秒作為一個(gè)單位，稱(chēng)為斯維得貝格單位，或沉降系數(shù)單位，用S（大寫(xiě)）表示。瑞典的蛋白質(zhì)化學(xué)家T.Svedberg1S=10-13第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四M

=——————RTSD（1－Vρ）R——?dú)怏w常數(shù)（8.314×107ergs·mol-1·度-1）T——絕對(duì)溫度D——擴(kuò)散常數(shù)（蛋白質(zhì)分子量很大，離心機(jī)轉(zhuǎn)速很快，則忽略不計(jì)）V——蛋白質(zhì)的微分比容（m3·g-1）ρ——溶劑密度（20℃，g·ml-1）S——沉降系數(shù)

蛋白質(zhì)分子量（M）與沉降系數(shù)（s）的關(guān)系第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3．等電點(diǎn)的測(cè)定

第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4．生物活性的測(cè)定不同的蛋白質(zhì)有不同的生物功能，也就有不同的生物活性測(cè)定的方法。第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（六）含量測(cè)定總蛋白含量分析：凱氏定氮法、Folin-酚法（Lowry法）、雙縮脲法、考馬斯亮藍(lán)法、紫外吸收法。特定蛋白組分的含量分析：酶和激素等：酶活性或激素活性表示其它蛋白：抗原抗體反應(yīng)(westernblot)第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四說(shuō)明雙向電泳分離蛋白質(zhì)的技術(shù)原理及其在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的重要意義西北大學(xué)05年雙向電泳（two-dimensionalelectrophoresis）

如果將等電聚焦電泳與SDS結(jié)合起來(lái)，就是分辨率更高的一種雙向電泳了。雙向電泳后的凝膠經(jīng)染色，蛋白呈現(xiàn)二維分布圖，水平方向反映出蛋白在pI上的差異，而垂直方向反映出它們?cè)诜肿恿可系牟顒e。所以雙向電泳可以將分子量相同而等電點(diǎn)不同的蛋白質(zhì)以及等電點(diǎn)相同而分子量不同的蛋白質(zhì)分開(kāi)。

第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四某種溶液中含有三種三肽：Tyr-Arg-Ser,Glu-Met-Phe和Asp-Pro-Lys,α-COOH基團(tuán)的pKa為3.8;α-NH3基團(tuán)的pKa為8.5。在哪種pH（2.0,6.0或13.0）下，通過(guò)電泳分離這三種多肽的效果最好？第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四下列試劑和酶常用于蛋白質(zhì)化學(xué)的研究中：

CNBr;異硫氰酸苯酯;丹黃酰氯；脲;6mol/LHCl;β-巰基乙醇;水合茚三酮;過(guò)甲酸;胰蛋白酶;胰凝乳蛋白酶。

其中哪一個(gè)最適合完成以下各項(xiàng)任務(wù)？

（a）測(cè)定小肽的氨基酸序列。

（b）鑒定肽的氨基末端殘基。

（c）不含二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性。若有二硫鍵存在時(shí)還需加什么試劑？

（d）在芳香族氨基酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。

（e）在蛋氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。

（f）在賴(lài)氨酸和精氨酸殘基側(cè)水解肽鍵。第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四合成的多肽多聚谷氨酸（（Glu）n），當(dāng)處在pH3.0以下時(shí)，在水溶液中形成α螺旋，而在pH5.0以上時(shí)卻為伸展的形態(tài)。

a）試解釋該現(xiàn)象。

b）在哪種pH條件下多聚賴(lài)氨酸（Lys）會(huì)形成α-螺旋？答：（a）Glu側(cè)鏈的pKa約為4.1，當(dāng)pH值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于4.1（大約3左右）時(shí)，幾乎所有的多聚谷氨酸側(cè)鏈為不帶電荷的狀態(tài)，多肽鏈能夠形成α-螺旋。在pH值為5或更高時(shí)，幾乎所有的側(cè)鏈都帶負(fù)電荷，鄰近電荷之間的靜電排斥力阻止螺旋的形成，因此使同聚物呈現(xiàn)出一種伸展的構(gòu)象。

（b）Lys側(cè)鏈的pK為10.5，當(dāng)pH值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于10.5時(shí)，多聚賴(lài)氨酸大多數(shù)側(cè)鏈為不帶電荷的狀態(tài)，該多肽可能形成一種α-螺旋構(gòu)象，在較低的pH值時(shí)帶有許多正電荷的分子可能會(huì)呈現(xiàn)出一種伸展的構(gòu)象。第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有0.58％的色氨酸（色氨酸的分子量為204）。

（a）試計(jì)算牛血清白蛋白的最小分子量（假設(shè)每個(gè)蛋白分子只含有一個(gè)色氨酸殘基）。

（b）凝膠過(guò)濾測(cè)得的牛血清白蛋白的分子量為70，000，試問(wèn)血清白蛋白分子含有幾個(gè)色氨酸殘基？第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、在寡聚蛋白質(zhì)中，亞基間的立體排布、相互作用以及接觸部位間的空間結(jié)構(gòu)稱(chēng)之謂()

A、三級(jí)結(jié)構(gòu)

B、締合現(xiàn)象

C、四級(jí)結(jié)構(gòu)

D、變構(gòu)現(xiàn)象2、形成穩(wěn)定的肽鏈空間結(jié)構(gòu)，非常重要的一點(diǎn)是肽鍵中的四個(gè)原子以及和它相鄰的兩個(gè)α-碳原子處于()

A、不斷繞動(dòng)狀態(tài)

B、可以相對(duì)自由旋轉(zhuǎn)

C、同一平面

D、隨不同外界環(huán)境而變化的狀態(tài)3、肽鏈中的肽鍵是：()

A、順式結(jié)構(gòu)

B、順式和反式共存

C、反式結(jié)構(gòu)4、維持蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要因素是：()

A、靜電作用力

B、氫鍵

C、疏水鍵

D、范德華作用力第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5、蛋白質(zhì)變性是由于（）

A、一級(jí)結(jié)構(gòu)改變

B、空間構(gòu)象破壞

C、輔基脫落

D、蛋白質(zhì)水解6、必需氨基酸是對(duì)（）而言的。

A、植物

B、動(dòng)物

C、動(dòng)物和植物

D、人和動(dòng)物7、在下列所有氨基酸溶液中，不引起偏振光旋轉(zhuǎn)的氨基酸是（）

A、丙氨酸

B、亮氨酸

C、甘氨酸

D、絲氨酸8、天然蛋白質(zhì)中含有的20種氨基酸的結(jié)構(gòu)（）

A、全部是L－型

B、全部是D型

C、部分是L－型，部分是D－型

D、除甘氨酸外都是L－型

第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四9、在生理pH情況下，下列氨基酸中哪個(gè)帶凈負(fù)電荷？（）

A、Pro

B、Lys

C、His

D、Glu10、天然蛋白質(zhì)中不存在的氨基酸是（）

A、半胱氨酸

B、瓜氨酸

C、絲氨酸

D、蛋氨酸11、破壞α－螺旋結(jié)構(gòu)的氨基酸殘基之一是：（）

A、亮氨酸

B、丙氨酸

C、脯氨酸

D、谷氨酸12、當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)處于等電點(diǎn)時(shí)，可使蛋白質(zhì)分子的（）

A、穩(wěn)定性增加

B、表面凈電荷不變

C、表面凈電荷增加

D、溶解度最小13、蛋白質(zhì)分子中-S-S-斷裂的方法是（）

A、加尿素

B、透析法

C、加過(guò)甲酸

D、加重金屬鹽第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、一氨基一羧基氨基酸的pI為中性，因?yàn)?COOH和-NH3+的解離度相等。（）

2、構(gòu)型的改變必須有舊的共價(jià)健的破壞和新的共價(jià)鍵的形成，而構(gòu)象的改變則不發(fā)生此變化。（）

3、生物體內(nèi)只有蛋白質(zhì)才含有氨基酸。（）

4、所有的蛋白質(zhì)都具有一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。（）

5、用羧肽酶A水解一個(gè)肽，發(fā)現(xiàn)釋放最快的是Leu，其次是Gly，據(jù)此可斷定，此肽的C端序列是Gly-Leu。（）

6、蛋白質(zhì)分子中個(gè)別氨基酸的取代未必會(huì)引起蛋白質(zhì)活性的改變。（）

7、鐮刀型紅細(xì)胞貧血病是一種先天遺傳性的分子病，其病因是由于正常血紅蛋白分子中的一個(gè)谷氨酸殘基被纈氨酸殘基所置換。（）

第25頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四8、鐮刀型紅細(xì)胞貧血病是一種先天性遺傳病，其病因是由于血紅蛋白的代謝發(fā)生障礙。（）

9、在蛋白質(zhì)和多肽中，只有一種連接氨基酸殘基的共價(jià)鍵，即肽鍵。（）

10、從熱力學(xué)上講蛋白質(zhì)分子最穩(wěn)定的構(gòu)象是自由能最低時(shí)的構(gòu)象。（）

11、天然氨基酸都有一個(gè)不對(duì)稱(chēng)α-碳原子。（）

12、變性后的蛋白質(zhì)其分子量也發(fā)生改變。（）

13、蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)凈電荷為零，溶解度最小。（）

第26頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、試比較較Gly、Pro與其它常見(jiàn)氨基酸結(jié)構(gòu)的異同，它們對(duì)多肽鏈二級(jí)結(jié)構(gòu)的形成有何影響？

2、為什么說(shuō)蛋白質(zhì)水溶液是一種穩(wěn)定的親水膠體？

3、試舉例說(shuō)明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、高級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系）。

4、聚賴(lài)氨酸（polyLys）在pH7時(shí)呈無(wú)規(guī)則