蛋白質(zhì)的化學(xué)

關(guān)于蛋白質(zhì)的化學(xué)第一章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能

StructureandFunctionofProtein蛋白質(zhì)(protein)是由氨基酸為單位組成的一類重要的生物大分子，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第2頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)幾乎參與了生命活動的全部過程其功能包括①酶的生物催化作用

②調(diào)控作用

③協(xié)調(diào)運(yùn)動作用

④參與運(yùn)輸、貯存作用

⑤免疫保護(hù)作用

⑥其他作用

第3頁,共90頁，2024年2月25日，星期天

第一節(jié)蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)分子中主要的元素組成是：C、H、O、N、S等。其中N元素的含量相對穩(wěn)定，約為16%，故每克氮相當(dāng)于6.25克蛋白質(zhì)。

第4頁,共90頁，2024年2月25日，星期天一、氨基酸(aminoacid)組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如將天然的蛋白質(zhì)完全水解，產(chǎn)物為氨基酸。被遺傳密碼編碼的氨基酸約二十種。除脯氨酸和甘氨酸外，其余均屬于L-α-氨基酸。第5頁,共90頁，2024年2月25日，星期天L-α-氨基酸的基本結(jié)構(gòu)CHH2NCOOHRα碳原子,不對稱碳原子側(cè)鏈二十種氨基酸除Gly外全是L-型。Pro呢？殘基：在肽鏈中每個氨基酸都脫去一個水分子，脫水后的殘余部分叫殘基（residue),因此蛋白質(zhì)肽鏈中的氨基酸統(tǒng)統(tǒng)是殘基形式。氨基酸的基本結(jié)構(gòu)第6頁,共90頁，2024年2月25日，星期天“黃氏”判斷法

（看CAR的走向）

將H原子靠近自己，觀察CAR的走向，逆時針（左轉(zhuǎn)）為L型，順時針（右轉(zhuǎn)）為D型。

D：dextro

右C：carboxylgroup;

L：

levo

左A：aminogroup;

R：residue;CCARRAL型D型L和D型氨基酸的判斷拉丁語中第7頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（一）氨基酸的分類：根據(jù)R側(cè)鏈基團(tuán)解離性質(zhì)的不同，將氨基酸進(jìn)行分類：1.酸性氨基酸——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。2.堿性氨基酸——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。3.中性氨基酸——側(cè)鏈基團(tuán)在中性溶液中不發(fā)生解離，因而不帶電荷的氨基酸?？煞譃椋海╝）極性氨基酸：Tyr，Cys，Ser，Thr，Asn，Gln，Met，

Trp；（b）非極性氨基酸：Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Pro，Phe。第8頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（二）氨基酸的理化性質(zhì)：1．兩性解離及等電點：氨基酸分子是一種兩性電解質(zhì)。通過改變?nèi)芤旱膒H可使氨基酸分子的解離狀態(tài)發(fā)生改變。氨基酸分子帶有相等正、負(fù)電荷時，溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點（pI）。第9頁,共90頁，2024年2月25日，星期天氨基酸等電點的計算氨基酸a碳上的氨基及羧基各是一帶電基團(tuán)，故有兩個pK，這兩個pK平均值即為該氨基酸的pI(等電點)，即(pK1+pK2)÷2=pI。第10頁,共90頁，2024年2月25日，星期天氨基酸等電點的計算若一個氨基酸有3個可解離的基團(tuán)，寫出它們的電離式后取兼性離子兩邊的pK值的平均值，即為此氨基酸的等電點。如天冬氨酸的pI計算如下：其中Asp±為兼性離子,因而其等電點的計算取其兩側(cè)的pK值的平均值,即(pK1+pK3)÷2=pI（2.09+3.86）÷2=2.97即天冬氨酸的pI為2.97。第11頁,共90頁，2024年2月25日，星期天氨基酸等電點的計算氨基酸的等電點計算第12頁,共90頁，2024年2月25日，星期天2．紫外吸收性質(zhì)：組成天然蛋白質(zhì)分子的20種氨基酸中，只有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸對紫外光有光吸收。其吸收峰在280nm左右，以色氨酸吸收最強(qiáng)?？衫么诵再|(zhì)采用紫外分分光度法測定蛋白質(zhì)的含量。（二）氨基酸的理化性質(zhì)：第13頁,共90頁，2024年2月25日，星期天3．茚三酮反應(yīng)：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?？衫么诵再|(zhì)測定氨基酸的含量。（二）氨基酸的理化性質(zhì)：第14頁,共90頁，2024年2月25日，星期天二、肽(peptide)

（一）肽鍵與肽鏈：蛋白質(zhì)是由若干氨基酸的氨基與羧基經(jīng)脫水縮合而連接起來形成的長鏈化合物。一個氨基酸分子的α-羧基與另一個氨基酸分子的α-氨基在適當(dāng)?shù)臈l件下經(jīng)脫水縮合即生成肽。第15頁,共90頁，2024年2月25日，星期天兩氨基酸單位之間的酰胺鍵，稱為肽鍵。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）。第16頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（二）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。重要的有谷胱甘肽、神經(jīng)肽、肽類激素等。第17頁,共90頁，2024年2月25日，星期天全稱為γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸。其巰基可氧化、還原，故有還原型（GSH）與氧化型（GSSG）兩種存在形式。

谷胱甘肽的生理功用：解毒作用：與毒物或藥物結(jié)合，消除其毒性作用；參與氧化還原反應(yīng)：作為重要的還原劑，參與體內(nèi)多種氧化還原反應(yīng)；保護(hù)巰基酶的活性：使巰基酶的活性基團(tuán)-SH維持還原狀態(tài)；維持紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定：消除氧化劑對紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞作用。谷胱甘肽（GSH）：第18頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)是由許多氨基酸單位通過肽鍵連接起來的，具有特定分子結(jié)構(gòu)的高分子化合物。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)可人為劃分為一、二、三、四級結(jié)構(gòu)。除一級結(jié)構(gòu)外，蛋白質(zhì)的二、三、四級結(jié)構(gòu)均屬于空間結(jié)構(gòu)，即構(gòu)象。構(gòu)象是由于有機(jī)分子中單鍵的旋轉(zhuǎn)所形成的。蛋白質(zhì)的構(gòu)象通常由非共價鍵（次級鍵）來維系。第20頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)分子中的非共價鍵(次級鍵)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)在含水的極性環(huán)境中存在時，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。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：原子之間存在的相互作用力。第21頁,共90頁，2024年2月25日，星期天一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中通過肽鍵連接起來的氨基酸的排列順序及二硫鍵的連接方式，即多肽鏈的線狀結(jié)構(gòu)。維系蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵為肽鍵。牛胰島素一級結(jié)構(gòu)第22頁,共90頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈原子局部的空間結(jié)構(gòu)，但不包括與其他肽段的相互關(guān)系及側(cè)鏈構(gòu)象的內(nèi)容。維系蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵。第23頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（一）蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)原則：1.

由于C=O雙鍵中的π電子云與N原子上的未共用電子對發(fā)生“電子共振”，使肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。2.與肽鍵相連的六個原子構(gòu)成剛性平面結(jié)構(gòu)，稱為肽單元或肽鍵平面。但由于α-碳原子與其他原子之間均形成單鍵，因此兩相鄰的肽鍵平面可以作相對旋轉(zhuǎn)。第24頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（二）蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的類型：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要包括：α-螺旋，β-折迭，β-轉(zhuǎn)角及無規(guī)卷曲等幾種類型。第26頁,共90頁，2024年2月25日，星期天α-螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特征為：⑴為一右手螺旋；⑵螺旋每圈包含3.6個氨基酸殘基，螺距為5.44埃；⑶螺旋以氫鍵維系。α-螺旋第27頁,共90頁，2024年2月25日，星期天肌紅蛋白第28頁,共90頁，2024年2月25日，星期天α螺旋特性氫鍵取向與主軸基本平行右旋，3.6個氨基酸一個周期，螺距0.54nm第n個AA(NH)與第n-4個AA(CO)形成氫鍵，環(huán)內(nèi)原子數(shù)13。α螺旋的特性第29頁,共90頁，2024年2月25日，星期天影響α-螺旋穩(wěn)定的因素有：⑴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）。α-螺旋第30頁,共90頁，2024年2月25日，星期天β-折迭β-折迭是由若干肽段或肽鏈排列起來以α－C為轉(zhuǎn)折點，形成的扇面狀片層構(gòu)象，其結(jié)構(gòu)特征為：⑴由若干條肽段或肽鏈平行或反平行排列組成片狀

結(jié)構(gòu)；⑵主鏈骨架伸展呈鋸齒狀；⑶借相鄰主鏈之間的氫鍵維系。第31頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共90頁，2024年2月25日，星期天β-轉(zhuǎn)角β-轉(zhuǎn)角是多肽鏈180°回折部分所形成的一種二級結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征為：⑴主鏈骨架本身以大約180°回折;⑵回折部分通常由四個氨基酸殘基構(gòu)成;⑶構(gòu)象依靠第一殘基的-CO基與第四殘基的-NH基之間形成氫鍵來維系。第34頁,共90頁，2024年2月25日，星期天兩種常見的β—轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)

第35頁,共90頁，2024年2月25日，星期天無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲是指多肽鏈主鏈部分形成的無規(guī)律的卷曲構(gòu)象。第36頁,共90頁，2024年2月25日，星期天

RNase的分子二級結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)

第37頁,共90頁，2024年2月25日，星期天在蛋白質(zhì)分子中，若干具有二級結(jié)構(gòu)的肽段在空間上相互接近，形成具有特殊功能的結(jié)構(gòu)區(qū)域，稱模體（序）（motif)或超二級結(jié)構(gòu)。模體（序）（motif）第38頁,共90頁，2024年2月25日，星期天鋅指結(jié)構(gòu)(螺旋-折迭-折迭模序)鋅指結(jié)構(gòu)第39頁,共90頁，2024年2月25日，星期天βαβ在蛋白質(zhì)中(Rossmann折疊)βαβ在蛋白質(zhì)中第40頁,共90頁，2024年2月25日，星期天螺旋-環(huán)-螺旋模序螺旋-環(huán)-螺旋模序第41頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次

一級結(jié)構(gòu)：氨基酸序列

二級結(jié)構(gòu)：α螺旋，β折疊

超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域（domain）

三級結(jié)構(gòu)：所有原子空間位置

四級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)多聚體蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次第42頁,共90頁，2024年2月25日，星期天三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子或亞基內(nèi)所有原子的空間排布，也就是一條多肽鏈的完整的三維結(jié)構(gòu)。維系三級結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要是非共價鍵（次級鍵），如疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、范氏引力等，但也有共價鍵，如二硫鍵等。第43頁,共90頁，2024年2月25日，星期天磷酸丙糖異構(gòu)酶和丙酮酸激酶的三級結(jié)構(gòu)第44頁,共90頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)域：在一級結(jié)構(gòu)上相距較遠(yuǎn)的氨基酸殘基，通過三級結(jié)構(gòu)的形成，多肽鏈的彎折，彼此聚集在一起，從而形成一些在功能上相對獨立的，結(jié)構(gòu)較為緊湊的區(qū)域，稱為結(jié)構(gòu)域（domain）。

蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)第45頁,共90頁，2024年2月25日，星期天結(jié)構(gòu)域(domain)在空間上相對獨立免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域第46頁,共90頁，2024年2月25日，星期天分子伴侶有些蛋白質(zhì)被合成以后，自己不能獨立形成自由能最低的立體結(jié)構(gòu)，而需要一類蛋白質(zhì)來催化，這類蛋白質(zhì)稱為分子伴侶（molecularchaperone）。它們普遍存在于真核生物和原核生物中，一般使用ATP的能量幫助其它蛋白質(zhì)形成自由能最低的立體結(jié)構(gòu)，但不改變自己。一大部分被稱為熱休克蛋白（heatshockprotein）。第47頁,共90頁，2024年2月25日，星期天作用機(jī)制可逆與蛋白質(zhì)結(jié)合，使其松散,形成正確空間結(jié)構(gòu)。1.防止新合成的蛋白質(zhì)由于疏水基團(tuán)的暴露而產(chǎn)生的聚集；2.打開已聚集的蛋白質(zhì)；3.形成正確的二硫鍵。第48頁,共90頁，2024年2月25日，星期天四、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。亞基(subunit)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。維系蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的是氫鍵、鹽鍵、范氏引力、疏水鍵等非共價鍵。第49頁,共90頁，2024年2月25日，星期天血紅蛋白(Hemoglobin)的四級結(jié)構(gòu)第50頁,共90頁，2024年2月25日，星期天DNA和蛋白質(zhì)的相互作用也是四級結(jié)構(gòu)DNA和蛋白質(zhì)的結(jié)合第51頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（三）蛋白質(zhì)的分類

（1）按組成成分：單純蛋白（僅含氨基酸）結(jié)合蛋白（單純蛋白+輔基）（2）按形狀分：纖維蛋白球蛋白第52頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第三節(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（一）一級結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)蛋白質(zhì)特定的三級結(jié)構(gòu)是以氨基酸順序為基礎(chǔ)的。第53頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其高級結(jié)構(gòu)。換言之，蛋白質(zhì)的三維立體結(jié)構(gòu)完全取決于其氨基酸的序列。蛋白質(zhì)的天然立體結(jié)構(gòu)一般是自由能最低的狀態(tài)。Anfinsen（諾貝爾獎獲得者）用極其簡單的實驗證明了蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)決定其高級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)決定立體結(jié)構(gòu)第54頁,共90頁，2024年2月25日，星期天牛核糖核酸酶一級結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系第55頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（二）一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1、一級結(jié)構(gòu)相似的多肽或蛋白質(zhì)，其空間構(gòu)象以及功能也相似。2、蛋白質(zhì)分子中起關(guān)鍵作用的氨基酸殘基缺失或被替代，都會嚴(yán)重影響空間構(gòu)象乃至生理功能，如分子病。第56頁,共90頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（一）肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)第57頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（二）血紅蛋白的構(gòu)象變化與結(jié)合氧協(xié)同效應(yīng)：一個亞基與其配體（Hb中的配體為O2）結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一亞基與配體的結(jié)合能力。如果是促進(jìn)作用則稱為正協(xié)同效應(yīng)（positivecooperativity）；反之則為負(fù)協(xié)同效應(yīng)（negativecooperativity）。當(dāng)血紅蛋白的一個α亞基與氧分子結(jié)合以后，可引起其他亞基的構(gòu)象發(fā)生改變，對氧的親和力增加，從而導(dǎo)致整個分子的氧結(jié)合力迅速增高，使血紅蛋白的氧飽和曲線呈“S”形。這種由于蛋白質(zhì)分子構(gòu)象改變而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為變構(gòu)效應(yīng)。第58頁,共90頁，2024年2月25日，星期天血紅蛋白與結(jié)合氧的機(jī)制

1.未與O2結(jié)合的4個亞基靠彼此形成鹽鍵而緊密結(jié)合——緊張肽（T態(tài)tensestate).此時的血紅蛋白與O2結(jié)合能力?。划?dāng)?shù)谝粋€亞基與O2結(jié)合而破壞了該亞基與其相鄰亞基間的鹽鍵，結(jié)構(gòu)開始松散，便于第二個亞基與O2結(jié)合，使結(jié)構(gòu)更松散……由T態(tài)轉(zhuǎn)變未R態(tài)。2.脫氧Hb的Fe2+半徑大，結(jié)合氧后其半徑變小，引起相關(guān)肽段的一系列微小的變化，使得亞基間鹽鍵斷裂，Hb結(jié)構(gòu)變松散。第59頁,共90頁，2024年2月25日，星期天肌紅蛋白（Mb）與血紅蛋白（Hb）的氧解離曲線第60頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病由于蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變而引起的疾病稱為蛋白質(zhì)構(gòu)象病。如：當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)由于折疊錯誤而相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀?？蓪?dǎo)致人類紋狀體脊髓變形病、老年癡呆、亨丁頓舞蹈?。℉untingtondisease）、瘋牛病……第61頁,共90頁，2024年2月25日，星期天瘋牛病瘋牛病是阮病毒蛋白（prionprotein,PrP）引起的人和動物神經(jīng)退行性病變。這類疾病具有傳染性、遺傳性或散在發(fā)病的特點。PrPc為基因正常編碼產(chǎn)物。PrPsc為致病蛋白。PrPc與PrPsc一級結(jié)構(gòu)完全相同。第62頁,共90頁，2024年2月25日，星期天一條肽鏈對應(yīng)一個特定的空間結(jié)構(gòu)這條法則的破壞是災(zāi)難性的。瘋牛病的prion就是一個例子。正常prion異常prion蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)的特定和唯一的第63頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能：

永遠(yuǎn)的課題結(jié)構(gòu)與功能第64頁,共90頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)

蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及分離純化一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的兩性解離與等電點：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。第65頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)在等電點的溶解度最小蛋白質(zhì)在等電點的溶解度最小第66頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（二）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)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個重要因素。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第67頁,共90頁，2024年2月25日，星期天疏水區(qū)域蛋白質(zhì)分子上的電荷與疏水區(qū)蛋白質(zhì)分子上的電荷與疏水區(qū)第68頁,共90頁，2024年2月25日，星期天（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固：

在某些物理或化學(xué)因素的作用下，蛋白質(zhì)嚴(yán)格的空間結(jié)構(gòu)被破壞（不包括肽鍵的斷裂），從而引起蛋白質(zhì)若干理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的改變，稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第69頁,共90頁，2024年2月25日，星期天引起蛋白質(zhì)變性的因素有：①物理因素：高溫、高壓、紫外線、電離輻射、超聲波等；②化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽等。蛋白質(zhì)的變性變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變：①物理性質(zhì)：旋光性改變，溶解度下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等；②化學(xué)性質(zhì)：官能團(tuán)反應(yīng)性增加，易被蛋白酶水解。③生物學(xué)性質(zhì)：原有生物學(xué)活性喪失，抗原性改變。

第70頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)變性的可逆性：蛋白質(zhì)在體外變性后，絕大多數(shù)情況下是不能復(fù)性的；如變性程度淺，蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象未被嚴(yán)重破壞；或者蛋白質(zhì)具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，在去除變性因素后，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）。蛋白質(zhì)的變性第71頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性第72頁,共90頁，2024年2月25日，星期天

蛋白質(zhì)分子相互聚集而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。變性后的蛋白質(zhì)由于疏水基團(tuán)的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白質(zhì)不一定都是變性后的蛋白質(zhì)。加熱使蛋白質(zhì)變性并凝聚成塊狀稱為凝固。因此，凡凝固的蛋白質(zhì)一定發(fā)生變性。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)第73頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的紫外吸收蛋白質(zhì)在紫外光波長280nm處有最大吸收，這是因為芳香族氨基酸殘基(色氨酸及酪氨酸殘基)內(nèi)存在共軛雙鍵引起的，可以280nm光吸收值的檢測用于蛋白質(zhì)含量的測定。

第74頁,共90頁，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)某些試劑可對蛋白質(zhì)分子中肽鍵或特殊氨基酸殘基發(fā)生顯色反應(yīng)，且產(chǎn)生的有色物質(zhì)量與蛋白質(zhì)濃度相關(guān)，可用于蛋白質(zhì)定性、定量檢測。如雙縮脲反應(yīng)，酚試劑、考馬斯亮藍(lán)、茚三酮等顯色反應(yīng)。

第75頁,共90頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的分離與純化（一）鹽析與有機(jī)溶劑沉淀：1.鹽析：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析。常用的中性鹽有：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時，溶液的pH在蛋白質(zhì)的等電點處效果最好。鹽析沉淀蛋白質(zhì)時，通常不會引起蛋白質(zhì)的變性。第76頁,共90頁，2024年2月25日，星期天2.有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)：凡能與水以任意比例混合的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可用于沉淀蛋白質(zhì)。沉淀原理是：①脫水作用；②使水的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)溶解度降低。

蛋白質(zhì)的分離與純化第77頁,共90頁，2024年2月25日，星期天帶電粒子在電場中移動的現(xiàn)象稱為電泳（electrophoresis)

。蛋白質(zhì)分子在溶液中可帶凈的負(fù)電荷或帶凈的正電荷，故可在電場中發(fā)生移動。不同的蛋白質(zhì)分子所帶電荷量不同，且分子大小也不同，故在電場中的移動速度也不同，據(jù)此可互相分離。

（二）電泳：蛋白質(zhì)的分離與純化第78頁,共90頁，2024年2月