蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能無綜述

生物化學(xué)期末成績計(jì)算方法生物化學(xué)期末成績分為2部分（期末考試、實(shí)驗(yàn)）。成績計(jì)算方式：期末考試70％實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績30％

本文檔共138頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分實(shí)驗(yàn)要求：1、每個(gè)班級在實(shí)驗(yàn)課開課以前按照老師的要求進(jìn)行分組，分組以后每位同學(xué)要嚴(yán)格按照自己被分配的實(shí)驗(yàn)室和小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在沒有征得老師同意得情況下，不得自行調(diào)換實(shí)驗(yàn)室。2、實(shí)驗(yàn)周(第6周開始)及地點(diǎn)本文檔共138頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分第一篇

生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能本篇主要內(nèi)容蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能酶本文檔共138頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第一章StructureandFunctionofProtein本文檔共138頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的分離、純化與結(jié)構(gòu)分析本章主要內(nèi)容本文檔共138頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分一、什么是蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)(protein)是由許多氨基酸(aminoacids)通過肽鍵(peptidebond)相連形成的高分子含氮化合物。本文檔共138頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)研究的歷史1833年，從麥芽中分離淀粉酶；隨后從胃液中分離到類似胃蛋白酶的物質(zhì)。1864年，血紅蛋白被分離并結(jié)晶。19世紀(jì)末，證明蛋白質(zhì)由氨基酸組成，并合成了多種短肽。20世紀(jì)初，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)；完成胰島素一級結(jié)構(gòu)測定。本文檔共138頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分20世紀(jì)中葉，各種蛋白質(zhì)分析技術(shù)相繼建立，促進(jìn)了蛋白質(zhì)研究迅速發(fā)展；1962年，確定了血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)90年代，功能基因組與蛋白質(zhì)組研究展開。本文檔共138頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分二、蛋白質(zhì)的生物學(xué)重要性1.蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分分布廣：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％。本文檔共138頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分1）作為生物催化劑（酶）2）代謝調(diào)節(jié)作用3）免疫保護(hù)作用4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)5）運(yùn)動(dòng)與支持作用6）參與細(xì)胞間信息傳遞2.蛋白質(zhì)具有重要的生物學(xué)功能3.氧化供能本文檔共138頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)的分子組成

TheMolecularComponentofProtein第一節(jié)本文檔共138頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分組成蛋白質(zhì)的元素主要有C、H、O、N和S。

有些蛋白質(zhì)含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個(gè)別蛋白質(zhì)還含有碘。本文檔共138頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16％。由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：100克樣品中蛋白質(zhì)的含量(g%)=每克樣品含氮克數(shù)×6.25×100？蛋白質(zhì)元素組成的特點(diǎn)本文檔共138頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分一、氨基酸

——組成蛋白質(zhì)的基本單位存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，且均屬L-α-氨基酸（Gly、Pro除外）。本文檔共138頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分H甘氨酸CH3丙氨酸L-α氨基酸的通式R本文檔共138頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分脯氨酸（亞氨基酸）本文檔共138頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（一）氨基酸的分類*20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下:非極性脂肪族氨基酸極性中性氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸本文檔共138頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分1.非極性脂肪族氨基酸本文檔共138頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分2.極性中性氨基酸本文檔共138頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分3.芳香族氨基酸本文檔共138頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22賴氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76組氨酸

histidineHisH

7.594.酸性氨基酸5.堿性氨基酸目錄本文檔共138頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、Lys。其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必需氨基酸。“一家寫兩三本書來”本文檔共138頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

半胱氨酸+胱氨酸二硫鍵-HH特殊氨基酸本文檔共138頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）氨基酸的理化性質(zhì)1.兩性解離及等電點(diǎn)氨基酸是兩性電解質(zhì)，其解離程度取決于所處溶液的酸堿度。等電點(diǎn)(isoelectricpoint,pI)

在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時(shí)溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。本文檔共138頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性離子陽離子陰離子本文檔共138頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分氨基酸等電點(diǎn)（pI）的計(jì)算pI=1/2（pkn+pKn+1)

pI等于兼性離子兩邊的pk值的平均值

本文檔共138頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分pI計(jì)算舉例：AsppK1＝1.58，pK2＝3.56，pK3＝9.6其pI＝1/2(pK1+pK2)＝1/2(1.58+3.56)＝2.97LyspK1＝2.18，pK2＝8.95，pK3＝10.53其pI＝1/2(pK2+pK3)＝1/2(8.95+10.53)＝9.74本文檔共138頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分2.紫外吸收色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm附近。大多數(shù)蛋白質(zhì)含有這兩種氨基酸殘基，所以測定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收本文檔共138頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分3.茚三酮反應(yīng)氨基酸與茚三酮水合物共熱，可生成藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm處。由于此吸收峰值與氨基酸的含量存在正比關(guān)系，因此可作為氨基酸定量分析方法。注意：Pro與茚三酮反應(yīng)后顯黃色，其最大吸收峰在440nm處。

本文檔共138頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分二、蛋白質(zhì)是由許多氨基酸殘基組成的多肽鏈*肽鍵(peptidebond)是由一個(gè)氨基酸的-羧基與另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。（一）肽(peptide)本文檔共138頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵本文檔共138頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分*肽是由氨基酸通過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，被稱為氨基酸殘基(residue)。*由十個(gè)以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相連形成的肽稱多肽(polypeptide)。（多肽與蛋白質(zhì)有何區(qū)別？）。本文檔共138頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分N末端：多肽鏈中有自由氨基的一端C末端：多肽鏈中有自由羧基的一端多肽鏈有兩端*多肽鏈(polypeptidechain)是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。本文檔共138頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分N末端C末端牛核糖核酸酶本文檔共138頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）幾種生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)本文檔共138頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分GSH過氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH還原酶NADPH+H+NADP+本文檔共138頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽神經(jīng)肽(neuropeptide)2.多肽類激素及神經(jīng)肽本文檔共138頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

TheMolecularStructureofProtein

第二節(jié)本文檔共138頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)包括

一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)高級結(jié)構(gòu)本文檔共138頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分定義蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的化學(xué)鍵肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。本文檔共138頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分N末端C末端牛核糖核酸酶本文檔共138頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。一級結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?目錄（1953年Sanger提出）本文檔共138頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

維持蛋白質(zhì)高級的化學(xué)鍵1.氫鍵

氫鍵(hydrogenbond)的形成常見于連接在一電負(fù)性很強(qiáng)的原子上的氫原子，與另一電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間。2.疏水鍵

非極性物質(zhì)（非極性氨基酸殘基側(cè)鏈）在含水的極性環(huán)境中存在時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種相互聚集的力，這種力稱為疏水鍵或疏水作用力。本文檔共138頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分3.離子鍵（鹽鍵）

離子鍵(saltbond)是由帶正電荷基團(tuán)與帶負(fù)電荷基團(tuán)之間相互吸引而形成的化學(xué)鍵。

4.范德華氏（vanderWaals)引力

原子、分子、基團(tuán)之間存在的一種弱的相互作用力。5.配位鍵

6.二硫鍵

本文檔共138頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分目錄ddd范德華力二硫鍵本文檔共138頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象

。定義

主要的化學(xué)鍵：

氫鍵

本文檔共138頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（一）肽單元參與肽鍵的6個(gè)原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所處的位置為反式(trans)構(gòu)型，此同一平面上的6個(gè)原子構(gòu)成了所謂的肽單元(peptideunit)

。本文檔共138頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋(-helix)

-折疊(-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(-turn)無規(guī)卷曲(randomcoil)

本文檔共138頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）-螺旋目錄本文檔共138頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分左手/右手α-螺旋本文檔共138頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分α-螺旋的橫截面本文檔共138頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：右手螺旋每螺旋圈包含3.6個(gè)氨基酸殘基，每個(gè)殘基跨距0.15nm，螺旋上升一圈0.54nm。相鄰螺旋之間通過肽鍵上的?；跖c亞氨基氫間形成氫鍵保持螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。氫鍵方向與螺旋長軸基本平行。氨基酸側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)，對-螺旋的形成有一定影響。舉例：角蛋白本文檔共138頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（三）-折疊（-片層/-折疊層）本文檔共138頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分本文檔共138頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分β-折迭：平行式和反平行式本文檔共138頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分肽鍵平面折疊成鋸齒狀（折紙狀）R－基團(tuán)交錯(cuò)位于齒狀結(jié)構(gòu)上下方氫鍵維持穩(wěn)定與主鏈長軸垂直兩條以上肽鏈并列時(shí)，-片層有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：順向反向平行舉例：蠶絲蛋白本文檔共138頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（四）-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲-轉(zhuǎn)角（第2位常見Pro）無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。本文檔共138頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分RNase的分子結(jié)構(gòu)小結(jié)：二級結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本文檔共138頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（五）超二級結(jié)構(gòu)及模體在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個(gè)或兩個(gè)以上具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個(gè)有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)組合，被稱為超二級結(jié)構(gòu)。二個(gè)或三個(gè)具有二級結(jié)構(gòu)的肽段，在空間上相互接近，形成一個(gè)特殊的空間構(gòu)象，具有特殊的功能，被稱為模體(motif)。本文檔共138頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分鈣結(jié)合蛋白中結(jié)合鈣離子的模體鋅指結(jié)構(gòu)α-螺旋-β轉(zhuǎn)角（或環(huán)）-α-螺旋模體鏈-β轉(zhuǎn)角-鏈模體鏈-β轉(zhuǎn)角-α-螺旋-β轉(zhuǎn)角-鏈模體模體常見的形式本文檔共138頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（六）氨基酸殘基的側(cè)鏈對二級結(jié)構(gòu)形成的影響蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是以一級結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。一段肽鏈其氨基酸殘基的側(cè)鏈適合形成-螺旋或β-折疊，它就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的二級結(jié)構(gòu)。本文檔共138頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵、離子鍵、氫鍵和VanderWaals力等。主要的化學(xué)鍵整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。（一）定義本文檔共138頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分肌紅蛋白(Mb)N端C端本文檔共138頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分胰島素分子的三級結(jié)構(gòu)本文檔共138頁；當(dāng)前第64頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分三級結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：單肽鏈蛋白質(zhì)構(gòu)成的最高級結(jié)構(gòu)，包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象，所有原子呈區(qū)域化分布，從伸展程度上講緊密性更強(qiáng)三級結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成功能區(qū)本文檔共138頁；當(dāng)前第65頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分纖連蛋白分子的結(jié)構(gòu)域（二）結(jié)構(gòu)域大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)?？煞指畛梢粋€(gè)或數(shù)個(gè)球狀或纖維狀的區(qū)域，折疊得較為緊密，各行使其功能，稱為結(jié)構(gòu)域(domain)。本文檔共138頁；當(dāng)前第66頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（三）分子伴侶分子伴侶(chaperon)通過提供一個(gè)保護(hù)環(huán)境從而加速蛋白質(zhì)折疊成天然構(gòu)象或形成四級結(jié)構(gòu)的一類蛋白質(zhì)。*分子伴侶可逆地與未折疊肽段的疏水部分結(jié)合隨后松開，如此重復(fù)進(jìn)行可防止錯(cuò)誤的聚集發(fā)生，使肽鏈正確折疊。*分子伴侶也可與錯(cuò)誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導(dǎo)其正確折疊。*分子伴侶在蛋白質(zhì)分子折疊過程中二硫鍵的正確形成起了重要的作用。本文檔共138頁；當(dāng)前第67頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分王志珍院士“漫畫”

本文檔共138頁；當(dāng)前第68頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分亞基之間的結(jié)合力主要是疏水鍵、氫鍵、離子鍵等。四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基(subunit)。本文檔共138頁；當(dāng)前第69頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

HbA

天冬氨酸乳酸大腸桿菌谷氨酸轉(zhuǎn)甲酰酶脫氫酶RNA聚合酶脫氫酶亞基數(shù)412456代號

22C6R6MnH4-n2’亞基相同分子量6.431.015.050.033.5一些具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的亞基組成本文檔共138頁；當(dāng)前第70頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)

本文檔共138頁；當(dāng)前第71頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)本文檔共138頁；當(dāng)前第72頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

小結(jié)本文檔共138頁；當(dāng)前第73頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分本文檔共138頁；當(dāng)前第74頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分五、蛋白質(zhì)的分類*根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分單純蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)=蛋白質(zhì)部分+非蛋白質(zhì)部分*根據(jù)蛋白質(zhì)形狀纖維狀蛋白質(zhì)球狀蛋白質(zhì)本文檔共138頁；當(dāng)前第75頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分六、蛋白質(zhì)組學(xué)（一）蛋白質(zhì)組學(xué)基本概念蛋白質(zhì)組是指一種細(xì)胞或一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，即“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”。本文檔共138頁；當(dāng)前第76頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)平臺蛋白質(zhì)組學(xué)是高通量，高效率的研究:雙向電泳分離樣品蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)點(diǎn)的定位、切取蛋白質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)譜分析（三）蛋白質(zhì)組學(xué)研究的科學(xué)意義本文檔共138頁；當(dāng)前第77頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系TheRelationofStructureandFunctionofProtein第三節(jié)本文檔共138頁；當(dāng)前第78頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是高級結(jié)構(gòu)與功能的基礎(chǔ)牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵本文檔共138頁；當(dāng)前第79頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分天然狀態(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)，無活性本文檔共138頁；當(dāng)前第80頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）一級結(jié)構(gòu)不同，功能不同

本文檔共138頁；當(dāng)前第81頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分剩2-10％喪失活性

活性仍100％

（三）一級結(jié)構(gòu)相似的蛋白質(zhì)具有相似的高級結(jié)構(gòu)與功能本文檔共138頁；當(dāng)前第82頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（四）氨基酸序列提供重要的生物化學(xué)信息本文檔共138頁；當(dāng)前第83頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（五）一級結(jié)構(gòu)中“關(guān)鍵”部位不同，其生物學(xué)活性也改變，有時(shí)可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生本文檔共138頁；當(dāng)前第84頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽鏈HbAβ肽鏈N-val·his·leu·thr·pro·val·glu·····C(146)這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為“分子病”。本文檔共138頁；當(dāng)前第85頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（一）肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系目錄本文檔共138頁；當(dāng)前第86頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分血紅素結(jié)構(gòu)本文檔共138頁；當(dāng)前第87頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分Hb與Mb一樣能可逆地與O2結(jié)合，Hb與O2結(jié)合后稱為氧合Hb。氧合Hb占總Hb的百分?jǐn)?shù)（稱百分飽和度）隨O2濃度變化而改變。（二）血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧本文檔共138頁；當(dāng)前第88頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線本文檔共138頁；當(dāng)前第89頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分本文檔共138頁；當(dāng)前第90頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分O2血紅素與氧結(jié)合后，鐵原子半徑變小，就能進(jìn)入卟啉環(huán)的小孔中，繼而引起肽鏈位置的變動(dòng)。本文檔共138頁；當(dāng)前第91頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分變構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變伴隨其功能的變化，稱為變構(gòu)效應(yīng)。本文檔共138頁；當(dāng)前第92頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分*協(xié)同效應(yīng)(cooperativity)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，稱為協(xié)同效應(yīng)。如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)如果是抑制作用則稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)

(negativecooperativity)本文檔共138頁；當(dāng)前第93頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病：若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生。本文檔共138頁；當(dāng)前第94頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理：有些蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨丁頓舞蹈病、瘋牛病等。本文檔共138頁；當(dāng)前第95頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分瘋牛病中的蛋白質(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，稱為PrPc。PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成含β-折疊的PrPsc，從而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病本文檔共138頁；當(dāng)前第96頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)ThePhysicalandChemicalCharactersofProtein本文檔共138頁；當(dāng)前第97頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（一）蛋白質(zhì)的兩性電離蛋白質(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)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時(shí)溶液的pH稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。本文檔共138頁；當(dāng)前第98頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）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1萬至100萬之巨，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本文檔共138頁；當(dāng)前第99頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分+++++++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++++++++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)顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質(zhì)的聚沉本文檔共138頁；當(dāng)前第100頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固*蛋白質(zhì)的變性(denaturation)在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。本文檔共138頁；當(dāng)前第101頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分造成變性的因素如加熱、乙醇等有機(jī)溶劑、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子及生物堿試劑等。

變性的本質(zhì)——破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。本文檔共138頁；當(dāng)前第102頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分變性蛋白的特征理化性質(zhì)的改變?nèi)纾喝芙舛冉档?，黏度增加，失去結(jié)晶能力，易被蛋白酶水解等生物活性的喪失如：酶的催化活性；激素的調(diào)節(jié)作用；抗原-抗體的特異性反應(yīng)；血紅蛋白的運(yùn)氧能力等本文檔共138頁；當(dāng)前第103頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。此外,防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。

本文檔共138頁；當(dāng)前第104頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性(renaturation)。本文檔共138頁；當(dāng)前第105頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分天然狀態(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)，無活性本文檔共138頁；當(dāng)前第106頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分*蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會(huì)相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。變性的蛋白質(zhì)不一定沉淀：變性的蛋白質(zhì)仍可溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液。本文檔共138頁；當(dāng)前第107頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分*蛋白質(zhì)的凝固作用(proteinoagulation)

蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。

本文檔共138頁；當(dāng)前第108頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（四）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)定量測定。本文檔共138頁；當(dāng)前第109頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（五）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)⒈茚三酮反應(yīng)(ninhydrinreaction)

蛋白質(zhì)經(jīng)水解后產(chǎn)生的氨基酸也可發(fā)生茚三酮反應(yīng)。⒉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)稱為雙縮脲反應(yīng)，雙縮脲反應(yīng)可用來檢測蛋白質(zhì)水解程度。本文檔共138頁；當(dāng)前第110頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分第五節(jié)蛋白質(zhì)的分離純化與結(jié)構(gòu)分析TheSeparationandPurificationandStructureAnalysisofProtein本文檔共138頁；當(dāng)前第111頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（一）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的方法。*超濾法

應(yīng)用正壓或離心力使蛋白質(zhì)溶液透過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。本文檔共138頁；當(dāng)前第112頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（二）丙酮沉淀、鹽析及免疫沉淀*使用丙酮沉淀時(shí)，必須在0～4℃低溫下進(jìn)行，丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液體積。蛋白質(zhì)被丙酮沉淀后，應(yīng)立即分離。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。*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。本文檔共138頁；當(dāng)前第113頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分*免疫沉淀法：將某一純化蛋白質(zhì)免疫動(dòng)物可獲得抗該蛋白的特異抗體。利用特異抗體識別相應(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。本文檔共138頁；當(dāng)前第114頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（三）電泳蛋白質(zhì)在高于或低于其pI的溶液中為帶電的顆粒，在電場中能向正極或負(fù)極移動(dòng)。這種通過蛋白質(zhì)在電場中泳動(dòng)而達(dá)到分離各種蛋白質(zhì)的技術(shù),稱為電泳(elctrophoresis)。根據(jù)支撐物的不同，可分為薄膜電泳、凝膠電泳等。本文檔共138頁；當(dāng)前第115頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分幾種重要的蛋白質(zhì)電泳*SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳，常用于蛋白質(zhì)分子量的測定。*等電聚焦電泳，通過蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的差異而分離蛋白質(zhì)的電泳方法。*雙向凝膠電泳是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重要技術(shù)。本文檔共138頁；當(dāng)前第116頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分

等電聚膠電泳(isoelectricfocusinggelIEF)本文檔共138頁；當(dāng)前第117頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分SDS電泳本文檔共138頁；當(dāng)前第118頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（四）層析層析(chromatography)分離蛋白質(zhì)的原理待分離蛋白質(zhì)溶液（流動(dòng)相）經(jīng)過一個(gè)固態(tài)物質(zhì)（固定相）時(shí)，根據(jù)溶液中待分離的蛋白質(zhì)顆粒大小、電荷多少及親和力等，使待分離的蛋白質(zhì)組分在兩相中反復(fù)分配，并以不同速度流經(jīng)固定相而達(dá)到分離蛋白質(zhì)的目的。本文檔共138頁；當(dāng)前第119頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分蛋白質(zhì)分離常用的層析方法*離子交換層析：利用各蛋白質(zhì)的電荷量及性質(zhì)不同進(jìn)行分離。*凝膠過濾(gelfiltration)又稱分子篩層析，利用各蛋白質(zhì)分子大小不同分離。本文檔共138頁；當(dāng)前第120頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分目錄本文檔共138頁；當(dāng)前第121頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分目錄本文檔共138頁；當(dāng)前第122頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分*親和層析法：生物體內(nèi)有許多高分子化合物，具有和某些對應(yīng)的專一分子可逆結(jié)合的特性。例如，酶蛋白和輔酶、抗原和抗體、激素與其受體等都具有這種特性。這種生物大分子和配基之間形成專一的可解離的絡(luò)合物的能力稱為親和力。本文檔共138頁；當(dāng)前第123頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分本文檔共138頁；當(dāng)前第124頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分（五）超速離心*超速離心法(ultracentrifugation)既可以用來分離純化蛋白質(zhì)也可以用作測定蛋白質(zhì)的分子量。*蛋白質(zhì)在離心場中的行為用沉降系數(shù)(sedimentationcoefficient,S)表示,沉降系數(shù)與蛋白質(zhì)的密度和形狀相關(guān)。本文檔共138頁；當(dāng)前第125頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分因?yàn)槌两迪禂?shù)S大體上和分子量成正比關(guān)系，故可應(yīng)用超速離心法測定蛋白質(zhì)分子量，但對分子形狀的高度不對稱的大多數(shù)纖維狀蛋白質(zhì)不適用。本文檔共138頁；當(dāng)前第126頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分FrederickSanger1958年1980年兩次獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

（六）多肽鏈中氨基酸序列分析本文檔共138頁；當(dāng)前第127頁；編輯于星期三\18點(diǎn)12分分析已純化蛋白質(zhì)的多肽鏈數(shù)目和每條肽鏈的氨基酸殘基組成測定多肽鏈的氨基末端