第一章 蛋白質(zhì)化學(xué)

蛋白質(zhì)化學(xué)第一章第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成和分類第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及其分離純化是由氨基酸按一定的序列通過酰胺鍵（肽鍵）縮合而成的，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和特定功能的一類重要的生物大分子。蛋白質(zhì)（protein）蛋白質(zhì)存在于所有生物細(xì)胞中，是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)，參與了幾乎所有的生命活動過程。1、蛋白質(zhì)是生物體重要組成成分

分布廣：所有器官和組織都含有蛋白質(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：脾肺等高達(dá)80%。2、蛋白質(zhì)的重要生物學(xué)功能

作為生物催化劑代謝調(diào)節(jié)作用物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲免疫保護(hù)運(yùn)動與支持作用參與細(xì)胞間的信息傳遞其他生物學(xué)功能：營養(yǎng)蛋白、結(jié)構(gòu)、毒蛋白第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成和分類一、氨基酸二、肽三、蛋白質(zhì)的分類大多數(shù)蛋白質(zhì)含氮量接近于16%蛋白質(zhì)含量=每克樣品中含氮的克數(shù)

6.25蛋白質(zhì)的元素組成存在于自然界的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質(zhì)的氨基酸僅有20種，大部分屬于L-

-氨基酸。其中，脯氨酸屬于L-

-亞氨基酸，而甘氨酸則屬于D--氨基酸。一、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)單位-氨基酸人體必需的8種氨基酸氨基酸名稱縮寫符號（三字）蘇氨酸Thr賴氨酸Lsy纈氨酸Val亮氨酸Leu異亮氨酸Ile苯丙氨酸Phe蛋氨酸（甲硫氨酸）Met色氨酸Trp

蘇纈亮異亮苯色屬芳香缺少賴與蛋人類就遭殃人體必需8種氨基酸的速記口訣L-

-氨基酸的結(jié)構(gòu)通式COOHNH2C

HRHCOO-+NH3C

R不帶電形式兩性離子形式（一）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式COOHNH2C

HRCOO-+NH3C

HH甘氨酸COO-+NH2CH

CH2H2CH2C亞氨基酸-脯基酸-氨基酸的立體異構(gòu)體非極性疏水性氨基酸極性中性氨基酸酸性氨基酸堿性氨基酸（二）氨基酸的分類：非極性疏水性氨基酸2.極性中性氨基酸

3.酸性氨基酸（含兩個(gè)以上氨基）——His，Arg，Lys；側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶正電荷的氨基酸。4.堿性氨基酸（含兩個(gè)羧基）——Glu，Asp；側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中解離后帶負(fù)電荷的氨基酸。物理性質(zhì)兩性解離及等電點(diǎn)紫外吸收顯色反應(yīng)（三）氨基酸的理化性質(zhì)：1．物理性質(zhì)

-氨基酸無色晶體，熔點(diǎn)高，味隨氨基酸種類不同而不同，能溶于水稀酸稀堿，不溶于有機(jī)溶劑+H++OH-pH>pI陰離子+OH-pH=pI兼性離子+H+pH<pI陽離子2．兩性解離及等電點(diǎn)等電點(diǎn)（isoelectricpoint,pI）在某一pH環(huán)境中，氨基酸解離成陽性離子及陰性離子的趨勢相等，所帶靜電荷為零，在電場中不游動，此時(shí)氨基酸所處環(huán)境的pH值稱為該種氨基酸的等電點(diǎn)（pI）。帶電狀態(tài)判定pI-pH<0……………….帶負(fù)電pI-pH>0……………….帶正電pI-pH=0……………….不帶電等電點(diǎn)的確定除可用酸堿滴定法測定外，還可用pK值計(jì)算。①側(cè)鏈為非極性基團(tuán)或雖為極性基團(tuán)但不解離的AA：pI=1/2（pK1+pK2）②酸性AA（谷、天冬）半胱:pI=1/2（pK1+pKR）③堿性AA（賴、精、組）：pI=1/2（pK2+pKR）天然蛋白質(zhì)分子的20種氨基酸，以色氨酸和酪氨酸對紫外光有較強(qiáng)的吸收。其吸收峰在280nm左右，以色氨酸吸收最強(qiáng)。可利用此性質(zhì)用紫外分光光度法測蛋白質(zhì)的含量。3．紫外吸收性質(zhì)：氨基酸可與茚三酮縮合產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物，其最大吸收峰在570nm，吸收峰值與氨基酸含量成正比，可定量分析。例外：脯氨酸黃色，天門冬酰胺棕色4．顯色反應(yīng)：茚三酮反應(yīng)：2，4-二硝基氟苯(DNFB)反應(yīng)：氨基酸的α-氨基很容易DNFB作用，生成黃色的2，4-二硝基苯氨基酸（DNP-氨基酸），當(dāng)DNP-多肽或DNP-蛋白質(zhì)，經(jīng)酸水解，只有DNP基仍連在N端氨基酸上，生成DNP-氨基酸，經(jīng)過醚提和紙層析，可鑒定N端氨基酸的種類和數(shù)目。異硫氰酸苯酯（PITC）反應(yīng)：弱堿條件下，氨基酸的α-氨基很容易與PITC作用，生成PTC-氨基酸，在水酸中PTC-氨基酸即環(huán)化為PTH，PTH在酸中穩(wěn)定。蛋白質(zhì)的N端氨基酸的α-氨基可與PITC反應(yīng)，生成PTC-蛋白質(zhì)，在酸性溶液中它就釋放出末端PTH-氨基酸和少一個(gè)氨基酸的多肽鏈，所得的PTH-氨基酸經(jīng)過乙酸乙酯提取和紙層析，可鑒定氨基酸的種類。*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。二、肽(peptide)CHCHOH2NHO+CHCHOHHNHO-HOH甘氨酸甘氨酸甘氨酰酸甘氨酸肽鍵CHCHO2NHCHCHOHHNO兩氨基酸單位之間的酰胺鍵，稱為肽鍵。多肽鏈多肽鏈中的氨基酸單位稱為氨基酸殘基。多肽鏈具有方向性，頭端為氨基端（N端），尾端為羧基端（C端）。

多肽鏈NC多肽鏈的形成及其方向性蛋白質(zhì)與多肽的區(qū)別：氨基酸殘基數(shù)目穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)＞50——蛋白質(zhì)＜50——多肽不穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)——多肽穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)——蛋白質(zhì)生物活性肽生物體內(nèi)具有一定生物學(xué)活性的肽類物質(zhì)稱生物活性肽。重要的生物活性肽有谷胱甘肽、神經(jīng)肽、肽類激素等。

谷胱甘肽是一種稱為

-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸的三肽化合物。1．谷胱甘肽（glutathione,GSH）：還原型與氧化型谷胱甘肽的相互轉(zhuǎn)變Glu-Cys-Gly|S|S|Glu-Cys-Gly-2H+2H谷胱甘肽分子中的巰基可氧化或還原，故有還原型（GSH）與氧化型（GSSG）兩種存在形式。2×Glu-Cys-Gly|

SH解毒作用參與氧化還原反應(yīng)保護(hù)巰基酶的活性維持紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定谷胱甘肽的生理功用種類較多，生理功能各異。多肽類激素主要見于下丘腦及垂體分泌的激素，如催產(chǎn)素（9肽）、加壓素（9肽）、促腎上腺皮質(zhì)激素（39肽）、促甲狀腺素釋放激素（3肽）。神經(jīng)肽主要與神經(jīng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用相關(guān)，包括腦啡肽（5肽）、

-內(nèi)啡肽（31肽）、強(qiáng)啡肽（17肽）等。2．多肽類激素及神經(jīng)肽*根據(jù)蛋白質(zhì)組成成分

簡單蛋白質(zhì):單純蛋白，僅由氨基酸組成結(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)膜蛋白質(zhì)三、蛋白質(zhì)的分類簡

單

蛋

白清蛋白和球蛋白albuminandglobulin廣泛存在于動物組織谷蛋白和醇溶谷蛋白glutelinandprolamin植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸/堿精蛋白和組蛋白堿性蛋白存在于細(xì)胞核硬蛋白

結(jié)

合

蛋

白色蛋白：簡單蛋白+色素物質(zhì)糖蛋白：簡單蛋白+糖類物質(zhì)脂蛋白：簡單蛋白+脂類結(jié)合核蛋白：簡單蛋白+核酸磷蛋白：簡單蛋白+磷酸第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)

（一）蛋白質(zhì)分子中的非共價(jià)鍵

（二）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

（三）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)

（四）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)象和結(jié)構(gòu)的組織層次蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu)空間構(gòu)象定義：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。主要化學(xué)鍵：肽鍵

二硫鍵的位置屬于一級結(jié)構(gòu)研究范疇。一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)測定的原則定義：測定蛋白質(zhì)中氨基酸的組成蛋白質(zhì)的N端和C端的測定用兩種或兩種以上不同水解方法將所要測定的蛋白質(zhì)肽鏈斷裂分離提純所產(chǎn)生的肽，并測定它們的序列從重疊結(jié)構(gòu)的各個(gè)肽的序列中推斷出蛋白質(zhì)中全部的氨基酸排列順序。例：某蛋白質(zhì)肽鏈的一個(gè)片段十肽，用兩種方法進(jìn)行水解肽順序A1AlaPheB1AlaPheGlyLysA2

GlyLysAsnTyrB2

AsnTyrArgA3

ArgTyrB3

TyrHisValA4

HisVal十肽順序AlaPheGlyLysAsnTyrArgTyrHisVal除一級結(jié)構(gòu)外，蛋白質(zhì)的二、三、四級結(jié)構(gòu)都屬于空間結(jié)構(gòu)，即構(gòu)象（conformation）。構(gòu)象是指蛋白質(zhì)分子中所有原子在三維空間的排列分布和肽鏈的走向。蛋白質(zhì)的構(gòu)象通常由非共價(jià)鍵（次級鍵）來維系。二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)(一)蛋白質(zhì)分子中的非共價(jià)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，如>C=O┅┅H-N<。1.氫鍵：蛋白質(zhì)分子中氫鍵的形成H在蛋白質(zhì)分子中，由于存在數(shù)目眾多的氫鍵，故氫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)上起著重要的作用。但氫鍵的鍵能較低(~12kJ/mol)，易被破壞。

非極性物質(zhì)在含水的極性環(huán)境中存在時(shí)，會產(chǎn)生一種相互聚集的力，這種力稱為疏水鍵或疏水作用力2.疏水鍵：蛋白質(zhì)分子中的許多氨基酸殘基側(cè)鏈也是非極性的，這些非極性的基團(tuán)在水中也可相互聚集，形成疏水鍵，如Leu，Ile，Val，Phe，Ala等的側(cè)鏈基團(tuán)。離子鍵，又稱為鹽鍵（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。在近中性環(huán)境中，蛋白質(zhì)分子中的酸性氨基酸殘基側(cè)鏈電離后帶負(fù)電荷，而堿性氨基酸殘基側(cè)鏈電離后帶正電荷，二者之間可形成離子鍵。

3.離子鍵：蛋白質(zhì)分子中離子鍵的形成原子之間存在的相互作用力。4．范德華氏引力維系蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的非共價(jià)鍵蛋白質(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：穩(wěn)定因素：

氫鍵

（二）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)1.肽平面(peptideunit)

參與組成肽鍵的6個(gè)原子位于同一平面，又叫酰胺平面或肽鍵平面。它是蛋白質(zhì)構(gòu)象的基本結(jié)構(gòu)單位。HHHH

-螺旋(

-helix)

-折疊(

-pleatedsheet)

-轉(zhuǎn)角(

-turn)

無規(guī)卷曲(randomcoil)

2.蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式

-螺旋-天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)要點(diǎn):

①多肽鏈主鏈圍繞中心軸形成右手螺旋，側(cè)鏈伸向螺旋外側(cè)，鍵內(nèi)形成氫鍵。②每圈螺旋含3.6個(gè)氨基酸，螺距為0.54nm。③每個(gè)肽鍵的亞氨氫和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形成的氫鍵保持螺旋穩(wěn)定。氫鍵與螺旋長軸基本平行。非典型的

-螺旋

表示形式：ns螺旋上升一圈的氨基酸殘基數(shù)氫鍵間的原子數(shù)典型表示形式：3.613非典型：3.010、4.410⑴極大的側(cè)鏈基團(tuán)（存在空間位阻）；⑵連續(xù)存在的側(cè)鏈帶有相同電荷的氨基酸殘基（同種電荷的互斥效應(yīng)）；⑶有Pro等亞氨基酸存在（不能形成氫鍵）。影響

-螺旋穩(wěn)定的因素

-折疊①多肽鏈充分伸展，相鄰肽單元之間折疊成鋸齒狀結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈位于鋸齒結(jié)構(gòu)的上下方。②兩段以上的β-折疊結(jié)構(gòu)平行排列，兩鏈間可順向平行，也可反向平行。③兩鏈間的肽鍵之間形成氫鍵，以穩(wěn)固β-折疊結(jié)構(gòu)。氫鍵與螺旋長軸垂直。

-折疊的平行式與反平行式排列平行式反平行式

-折疊

-轉(zhuǎn)角①肽鏈內(nèi)形成180o回折。②含4個(gè)氨基酸殘基，第一個(gè)氨基酸殘基的羥基與第四氨基酸殘基的氫個(gè)形成氫鍵。③第二個(gè)氨基酸殘基常為Pro。

-轉(zhuǎn)角：無規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形成的沒有一定規(guī)律的松散結(jié)構(gòu)。對于特定的蛋白質(zhì)分子而言，其無規(guī)卷曲部分的構(gòu)象則是特異的。無規(guī)卷曲核糖核酸酶分子中的二級結(jié)構(gòu)α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級結(jié)構(gòu)：指若干相鄰二級結(jié)構(gòu)中的構(gòu)象單元彼此相互作用，形成的有規(guī)則的，在空間上能辨認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)組合體。超二級結(jié)構(gòu)幾種超二級結(jié)構(gòu)βαββ×βαα連接鏈結(jié)構(gòu)域：多肽鏈在超二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一步的彎折折疊成一些在功能上相對獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)較為緊湊的近似球狀的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)域（domain）（三）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)多肽鏈?zhǔn)紫仍谀承﹨^(qū)域形成二級結(jié)構(gòu)，然后相鄰的二級結(jié)構(gòu)集成超二級結(jié)構(gòu)，進(jìn)而折疊繞曲成結(jié)構(gòu)域，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)構(gòu)域組裝成三級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)：是指多肽鏈上的所有原子（包括主鏈和殘基側(cè)鏈）在三維空間的分布。胰島素分子的三級結(jié)構(gòu)溶菌酶分子的三級結(jié)構(gòu)磷酸丙糖異構(gòu)酶和丙酮酸激酶的三級結(jié)構(gòu)纖連蛋白(fibronectin)分子的結(jié)構(gòu)域（四）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)（quaternarystructure）就是指蛋白質(zhì)分子中亞基的立體排布，亞基間的相互作用與接觸部位的布局。就是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的、每條具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈。亞基（subunit）亞基的立體排布方式血紅蛋白(hemoglobin)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)層次第三節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)和生物功能的基礎(chǔ)。一級結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)并非決定空間結(jié)構(gòu)的唯一因素。空間結(jié)構(gòu)是生物活性的直觀體現(xiàn)。一、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

1、決定空間結(jié)構(gòu)2、同源蛋白質(zhì)的物種差異與生物進(jìn)化3、一級結(jié)構(gòu)上的細(xì)微變化可直接影響其功能牛核糖核酸酶的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵1、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)—決定空間結(jié)構(gòu)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)，無活性核糖核酸酶結(jié)論：核糖核酸酶肽鏈上的一維信息控制肽鏈自身折疊所形成的特定構(gòu)象，并由此確定了Cys殘基兩兩相互接近的正確位置，也就是說一級結(jié)構(gòu)決定其高級結(jié)構(gòu)。2、同源蛋白質(zhì)的物種差異與生物進(jìn)化同源蛋白質(zhì)：在不同物種中具有同種或相似功能的蛋白質(zhì)。序列同源（性）：同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列具有明顯的相似性。不變殘基：同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列，有些位置的氨基酸殘基對所有物種來說都是相同的，這些氨基酸殘基被稱為不變殘基?？勺儦埢浩渌恢玫陌被釟埢诓煌锓N間差異很大，這些氨基酸殘基被稱為可變殘基。細(xì)胞色素C脊椎動物的細(xì)胞色素C黃色：不變殘基（28）結(jié)論：同源蛋白質(zhì)序列的氨基酸差異數(shù)目與物種間的系統(tǒng)發(fā)生差異是成比例的，親緣關(guān)系越近，其氨基酸序列之間的差別越小。3、一級結(jié)構(gòu)上的細(xì)微變化可直接影響其功能胰島素分子病

B鏈Phe24Leu活性降低膀胱癌P21蛋白Gly12Val分子?。河捎谶z傳基因的突變導(dǎo)致了蛋白質(zhì)分子一級結(jié)構(gòu)的氨基酸排列順序與正常有所不同的遺傳病。例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血病

PaulingHbA和HbS的等電點(diǎn)血紅蛋白HbA的等電點(diǎn)HbS的等電點(diǎn)差值氧合Hb6.877.090.22脫氧Hb6.686.910.23HbSβ肽鏈N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Glu·Glu·····C(146)HbAβ肽鏈N-Val·His·Leu·Thr·Pro·Val

·Glu·····C(146)1954Ingran指紋圖譜分析α鏈完全相同α鏈完全相同二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

1、肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)2、氧結(jié)合引起血紅蛋白構(gòu)象的變化3、蛋白質(zhì)構(gòu)象變化對功能的影響1、肌紅蛋白與血紅蛋白的結(jié)構(gòu)

血紅蛋白是四聚體，每個(gè)亞基含一個(gè)血紅素輔基。血紅素中的二價(jià)鐵原子能與氧可逆結(jié)合，并保持鐵的價(jià)數(shù)不變。

Hb與Mb均能可逆地與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。2、血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧肌紅蛋白(Mb)和血紅蛋白(Hb)的氧解離曲線*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)。促進(jìn)作用稱為正協(xié)同效應(yīng)(positivecooperativity)抑制作用稱為負(fù)協(xié)同效應(yīng)(negativecooperativity)變構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect)凡蛋白質(zhì)（或亞基）因與某小分子物質(zhì)相互作用而發(fā)生構(gòu)象變化，導(dǎo)致蛋白質(zhì)（或亞基）功能的變化，稱為蛋白質(zhì)的變構(gòu)效應(yīng)。3、蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象?。喝舻鞍踪|(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。蛋白質(zhì)構(gòu)象病的機(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、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。瘋牛病瘋牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一組人和動物神經(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)變成全為β-折疊的PrPsc，從而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折疊正常瘋牛病第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)

及其分離純化一、蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量

二、蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點(diǎn)

三、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)

四、蛋白質(zhì)的沉淀

五、蛋白質(zhì)的變性

六、蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)

七、蛋白質(zhì)分離純化

八、多肽鏈中氨基酸序列分析一、蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量蛋白質(zhì)的分子量一般在一萬至一百萬道爾頓之間1道爾頓＝1×C12絕對質(zhì)量/12≈1.66×10-27千克（一）根據(jù)化學(xué)組成測定最小分子量測定蛋白質(zhì)中某一微量元素的含量例：假設(shè)蛋白質(zhì)中僅含一個(gè)鐵原子最低相對分子質(zhì)量=100×55.8/鐵的百分含量（二）滲透壓法測定相對分子質(zhì)量

在理想溶液中，滲透壓是濃度的線性函數(shù)，而與溶質(zhì)的形狀無關(guān)。所以可用滲透壓計(jì)算蛋白質(zhì)的分子量。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)濃度不大時(shí)，可用下式計(jì)算：M=RT/lim(Π/C)

利用物質(zhì)密度的不同，經(jīng)超速離心后，分布于不同的液層而分離。蛋白質(zhì)的分子量與其沉降系數(shù)S成正比。沉降系數(shù)：單位離心場里的沉降速度，用S表示。一個(gè)S單位=1×10-13

S8×10-13

S的沉降系數(shù)用8S表示。（三）離心法測定相對分子質(zhì)量（四）SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳測定相對分子質(zhì)量原理：蛋白質(zhì)電泳時(shí)的遷移率與其所帶凈電荷、分子大小和形狀有關(guān)，加入SDS后，每克蛋白可結(jié)合1.4克SDS，將原有電荷掩蓋，而且使分子變成棒狀。由于凝膠的分子篩效應(yīng)，相對遷移率μR與分子量有如下關(guān)系：lgM=K1－K2μR十二烷基磺酸鈉SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳十二烷基磺酸鈉原態(tài)蛋白質(zhì)變性？磺酸基極性親水烷基親油（蛋白質(zhì)疏水區(qū)）遷移率與電荷和形狀無關(guān)，僅取決于相對分子質(zhì)量巰基乙醇破壞二硫鍵（五）凝膠過濾法測定相對分子質(zhì)量原理：層析柱中填充凝膠顆粒，凝膠的網(wǎng)格大小可通過交聯(lián)劑含量控制。小分子物質(zhì)可進(jìn)入網(wǎng)格中，流出慢；大分子被排阻在顆粒外，流經(jīng)距離短，流出快。計(jì)算公式：lgM＝K1－K2Ve

其中：Ve-是洗脫體積，即從加樣到出峰時(shí)流出的體積，K1和K2是常數(shù)，隨實(shí)驗(yàn)條件而定。蛋白質(zhì)混合樣凝膠法只適于球狀蛋白分子測量二、蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點(diǎn)由于蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的側(cè)鏈上存在游離的氨基和游離的羧基，因此蛋白質(zhì)與氨基酸一樣具有兩性解離的性質(zhì)，因而也具有特定的等電點(diǎn)（pI）。當(dāng)溶液pH＝pI時(shí)，蛋白質(zhì)正負(fù)電荷相等；當(dāng)溶液pH＞pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈負(fù)電荷；當(dāng)溶液pH＜pI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈正電荷。電泳技術(shù)帶電膠體顆粒在電場中可以向電荷相反方向，由于蛋白質(zhì)在溶液中可以解離成帶電的粒子，因此在電場中可以移動，這種大分子化合物在電場中移動的現(xiàn)象稱為電泳（electrophoresis）

。蛋白質(zhì)顆粒電泳時(shí)遷移率影響因素：所帶電荷分子量分子形狀幾種重要的蛋白質(zhì)電泳*SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳*等電聚焦電泳*免疫電泳凝膠電泳紙電泳自由界面電泳區(qū)帶電泳平板電泳圓盤電泳紙電泳操作SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳三、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達(dá)1~100nm，處于膠體顆粒的范圍。因此，蛋白質(zhì)具有親水溶膠的性質(zhì)。蛋白質(zhì)溶液具有膠體的特征：丁達(dá)爾效應(yīng)、布朗運(yùn)動以及不能通過半透膜等性質(zhì)蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定因素：1.同種蛋白帶同種電荷，相互排斥2.水膜彈性蛋白質(zhì)顆粒的表面電荷和水化膜+++++++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)++++++++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)顆粒酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用；透析*透析(dialysis)：利用蛋白質(zhì)不能透過半透膜的性質(zhì)，可用羊皮紙、火膠棉、玻璃紙等來分離