生命活动的物质基础

1、清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 53 蛋白质是什么蛋白质是什么? ? 蛋白质(protein)是由许多氨基酸 (amino acids)通过肽键(peptide bond)相 连形成的高分子含氮化合物。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 54 蛋白质的生物学重要性蛋白质的生物学重要性 分布广：分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的 各个部分都含有蛋白质。各个部分都含有蛋白质。 含量高：含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占 人体干重的人体干重的4545，某些组织含量更高，例如脾、，某些组织含量

2、更高，例如脾、 肺及横纹肌等高达肺及横纹肌等高达8080。 （1）蛋白质是生物体重要组成成分）蛋白质是生物体重要组成成分 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 55 作为生物催化剂（酶）。作为生物催化剂（酶）。 代谢调节作用代谢调节作用。 免疫保护作用免疫保护作用。 物质的转运和存储物质的转运和存储。 运动与支持作用运动与支持作用。 参与细胞间信息传递参与细胞间信息传递。 （2）蛋白质具有重要的生物学功能）蛋白质具有重要的生物学功能 （3）氧化供能）氧化供能 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 56 2.1 2.1 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成 目目 录录 清

3、华版教材医学生物化学与分子生物学课件 57 2.1.1 组成蛋白质的元素组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和 S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有 碘 。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 58 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因 此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以 根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 100克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量 (g %) = 每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.25100 1/16% n蛋白质元素组成的特点 目目

4、 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 59 2.1.2 蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸 存在自然界中的氨基酸有300余种， 但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且 均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 60 H 甘氨酸甘氨酸 CH3 丙氨酸丙氨酸 L L- -氨基酸的通式氨基酸的通式 R C +NH3 COO- H 2.1.2.1 2.1.2.1 氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 61 非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸 极性中性氨基酸极性中性氨基酸 芳香族氨基

5、酸芳香族氨基酸 酸性氨基酸酸性氨基酸 碱性氨基酸碱性氨基酸 2.1.2.2 2.1.2.2 氨基酸的分类氨基酸的分类 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 62 (1) (1) 非极性脂肪族氨基酸非极性脂肪族氨基酸 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 63 (2) (2) 极性中性氨基酸极性中性氨基酸 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 64 (3)(3)芳香族氨基酸芳香族氨基酸 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 65 (4)(4)酸性氨基酸酸性氨基酸 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 66 (5)(5)碱性氨基

6、酸碱性氨基酸 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 67 n几种特殊氨基酸几种特殊氨基酸 脯氨酸脯氨酸 （亚氨基酸）（亚氨基酸） 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 68 半胱氨酸半胱氨酸 + 胱氨酸胱氨酸 二硫键二硫键 -HH -OOC-CH-CH2-S +NH3 S-CH2-CH-COO- +NH3 -OOC-CH-CH2-S +NH3 S-CH2-CH-COO- +NH3 -OOC-CH-CH2-SH +NH3 -OOC-CH-CH2-SH +NH3 HS-CH2-CH-COO- +NH3 HS-CH2-CH-COO- +NH3 目目 录录 清华版教材医学生

7、物化学与分子生物学课件 69 2.1.2.3 2.1.2.3 氨基酸的理化性质氨基酸的理化性质 n两性解离及等电点两性解离及等电点 氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所 处溶液的酸碱度。处溶液的酸碱度。 等电点等电点(isoelectric point, pI) 在某一在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和的溶液中，氨基酸解离成阳离子和 阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电 中性。此时溶液的中性。此时溶液的pH值值称为该氨基酸的称为该氨基酸的等电点等电点。 （1）氨基酸的两性解离和等电点）氨基酸的两性解离

8、和等电点 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 70 pH=pI +OH- pHpI +H+ +OH- +H+ pHpI 氨基酸的兼性离子氨基酸的兼性离子 阳离子阳离子阴离子阴离子 CH NH2 COOHR CH NH2 COOHR CH NH3+ COO-R CH NH3+ COO-RCH NH2 COO-R CH NH2 COO-RCH COOHR NH3+ CH COOHR NH3+ 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 71 （2 2）氨基酸的紫外吸收性质）氨基酸的紫外吸收性质 色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸 的最大吸收峰在的最大吸收峰在 280 nm 附近。

9、附近。 大多数蛋白质含大多数蛋白质含 有这两种氨基酸残基，有这两种氨基酸残基， 所以测定蛋白质溶液所以测定蛋白质溶液 280nm的光吸收值是分的光吸收值是分 析溶液中蛋白质含量析溶液中蛋白质含量 的快速简便的方法。的快速简便的方法。 芳香族氨基酸的紫外吸收芳香族氨基酸的紫外吸收 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 72 （3 3）茚三酮反应）茚三酮反应 氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝蓝 紫色紫色化合物，其最大吸收峰在化合物，其最大吸收峰在570nm处。处。 由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正 比关系，因此可作

10、为氨基酸定量分析方法。比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 73 2.2 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 74 2.2.1 2.2.1 蛋白质蛋白质分子中分子中氨基酸的氨基酸的连接方式连接方式 肽键肽键( (peptide bond) )是由一个氨基酸的是由一个氨基酸的 - - 羧基与另一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的 - -氨基脱水缩合而形成氨基脱水缩合而形成 的化学键。的化学键。 2.2.1.1 肽键肽键 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 75 + 甘氨酰甘氨酸甘氨

11、酰甘氨酸 目目 录录 肽键 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 76 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化 合物。合物。 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基 酸缩合则形成三肽酸缩合则形成三肽 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团 不全，被称为氨基酸残基不全，被称为氨基酸残基(residue)。 由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽，由更多的氨基酸相连形成的肽 称多肽称多肽(polypeptid

12、e)。 2.2.1.2 肽肽 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 77 N 末端：多肽链中有末端：多肽链中有游离游离-氨基氨基的一端。的一端。 C 末端：多肽链中有末端：多肽链中有游离游离-羧基羧基的一端。的一端。 n多肽链有两端：多肽链有两端： 多肽链多肽链(polypeptide chain)指许多氨基指许多氨基 酸之间以肽键连接而成的一种结构。酸之间以肽键连接而成的一种结构。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 78 N末端末端 C末端末端 牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 79 多种重要的生物活性肽 谷胱甘肽(

13、glutathione, GSH) 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 80 GSH过氧过氧 化物酶化物酶 H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶 NADPH+H+ NADP+ nGSH与与GSSG间的转换间的转换 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 81 体内许多激素属寡肽或多肽体内许多激素属寡肽或多肽 神经肽神经肽(neuropeptide)。 多肽类激素及神经肽多肽类激素及神经肽 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 82 n蛋白质的分子结构包括蛋白质的分子结构包括: 高级高级 结构结构 一级结构一级结构(primary

14、structure) 二级结构二级结构(secondary structure) 三级结构三级结构(tertiary structure) 四级结构四级结构(quaternary structure) 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 83 n定义定义: 蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N端至端至 C端的端的氨基酸排列顺序氨基酸排列顺序。 2.2.2 2.2.2 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 n主要的化学键主要的化学键: 肽键肽键，有些蛋白质还包括二硫键。，有些蛋白质还包括二硫键。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 84

15、一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能功能 的基础的基础，但不是决定蛋白质空间构象的但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素唯一因素。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 85 氢键 范德华力 疏水键 离子键 二硫键 2.2.3 2.2.3 蛋白质的空间结构蛋白质的空间结构 2.2.3.1 2.2.3.1 维持蛋白质空间结构的次级键维持蛋白质空间结构的次级键 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 86 2.2.3.2 2.2.3.2 蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间蛋白质分子中某一段肽链的局部空间

16、结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空 间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。 n定义定义: : n主要的化学键主要的化学键：氢键氢键 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 87 肽单元肽单元 参与肽键的参与肽键的6个原子个原子C 1、C、O、N、H、C 2位于同一位于同一 平面，平面，C 1和和C 2在平面上所处的位置为反式在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此构型，此 同一平面上的同一平面上的6个原子构成了所谓的个原子构成了所谓的肽单元肽单元 (peptide unit) 。 目目 录录 清华版教

17、材医学生物化学与分子生物学课件 88 - -螺旋螺旋 ( -helix)。 - -折叠折叠 ( -pleated sheet) 。 - -转角转角 ( -turn)。 无规卷曲无规卷曲 (random coil)。 n蛋白质二级结构蛋白质二级结构 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 89 （1） - -螺旋螺旋 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 90 （2 2） - -折叠折叠 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 91 （3 3） - -转角转角 - -转角转角 是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结 构。

18、构。 （4 4）无规卷曲无规卷曲 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 92 超二级结构超二级结构 在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具 有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一 个个有规则的二级结构组合，被称为有规则的二级结构组合，被称为超二级结构超二级结构。 二级结构组合形式有二级结构组合形式有3 3种：种：、。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 93 二个或三个具有二级结构的肽段，在空间二个或三个具有二级结构的肽段，在空间 上相互接近，形成一个特殊的空间构象，称为上相互接近

19、，形成一个特殊的空间构象，称为 模体模体(motif) 。 模体是具有特殊功能的超二级结构。模体是具有特殊功能的超二级结构。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 94 钙结合蛋白中结合钙结合蛋白中结合 钙离子的模体钙离子的模体 锌指结构锌指结构 - -螺旋螺旋- - 转角（或转角（或 环）环）- - - -螺旋模体螺旋模体 链链- - 转角转角- -链模体链模体 链链- - 转角转角- - - -螺旋螺旋- - 转角转角- -链模体链模体 n模体常见的形式模体常见的形式 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 95 2.2.3.3 2.2.3.3 蛋白质三级结构蛋白

20、质三级结构 疏水键、离子键、氢键和疏水键、离子键、氢键和 范德华力等。范德华力等。 n主要的化学键主要的化学键: 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。 即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 n定义定义: 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 96 肌红蛋白肌红蛋白 (Mb) N 端端 C 端端 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 97 结构域结构域 分子质量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为分子质量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为 紧密的区域，并各行其功能，称为结构域紧密的区域，

21、并各行其功能，称为结构域 ( (domain) ) 。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 98 分子伴侣分子伴侣 分子伴侣分子伴侣(chaperon)通过提供一个保护环境从而通过提供一个保护环境从而 加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构。加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构。 分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合，分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合， 随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生， 使肽链正确折叠。使肽链正确折叠。 分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚 后，

22、再诱导其正确折叠。后，再诱导其正确折叠。 分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确 形成起了重要的作用。形成起了重要的作用。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 99 亚基之间的结合主要靠氢键和离子键。亚基之间的结合主要靠氢键和离子键。 2.2.3.4 2.2.3.4 蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接 触部位的布局和相互作用，称为触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级蛋白质的四级 结构结构。 有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，有些蛋白质分子含有二条或多条多肽

23、链， 每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白 质的质的亚基亚基 (subunit)。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 100 由由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子 结构相同，称之为结构相同，称之为同二聚体同二聚体(homodimer)，若亚基分子，若亚基分子 结构不同，则称之为结构不同，则称之为异二聚体异二聚体(heterodimer)。 血红蛋白的血红蛋白的 四级结构四级结构 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 101 一级结构是空间构象的基础一级结构是空间构象的基

24、础 2.2.4.1 2.2.4.1 蛋白质一级结构与功能的关系蛋白质一级结构与功能的关系 牛核糖核酸酶的牛核糖核酸酶的 一级结构一级结构 二二 硫硫 键键 2.2.4 蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 102 天然状态，天然状态， 有催化活性有催化活性 尿素、尿素、 - -巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素、去除尿素、 - -巯基乙醇巯基乙醇 非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 103 一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与 功能功能 胰岛素

25、氨基酸残基序号 A5A6A10B30 人ThrSerIleThr 猪ThrSerIleAla 狗ThrSerIleAla 兔ThrGlyIleSer 牛AlaGlyValAla 羊AlaSerValAla 马ThrSerIleAla 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 104 氨基酸序列提供重要的生物进化信息 一些广泛存在于生一些广泛存在于生 物界的蛋白质如细胞色物界的蛋白质如细胞色 素素(cytochrome c)，比较，比较 它们的一级结构，可以它们的一级结构，可以 帮助了解物种进化间的帮助了解物种进化间的 关系。关系。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件

26、105 分子病分子病 n例：镰刀形红细胞贫血例：镰刀形红细胞贫血 N-val his leu thr pro glu glu C(146) HbS 肽链肽链 HbA 肽肽 链链 N-val his leu thr pro val glu C(146) 这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病， 称为称为“分子病分子病”。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 106 n肌红蛋白肌红蛋白/ /血红蛋白血红蛋白 含有血红素辅基含有血红素辅基 血红素结构血红素结构 2.2.4.2 2.2.4.2 蛋白质的空间结构与功能的关系蛋白质的空间结构与功能的关系

27、 血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似。血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 107 n肌红蛋白肌红蛋白( (myoglobin，Mb) ) 肌红蛋白是一个只有三级肌红蛋白是一个只有三级 结构的单链蛋白质，有结构的单链蛋白质，有8 8段段 - -螺螺 旋结构。旋结构。 血红素分子中的两个丙酸血红素分子中的两个丙酸 侧链以离子键形式与肽链中的侧链以离子键形式与肽链中的 两个碱性氨基酸侧链上的正电两个碱性氨基酸侧链上的正电 荷相连，加之肽链中的荷相连，加之肽链中的F8F8组氨组氨 酸残基还与酸残基还与FeFe2+ 2+形成配位结合， 形成配位结合， 所以血

28、红素辅基与蛋白质部分所以血红素辅基与蛋白质部分 稳定结合。稳定结合。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 108 n血红蛋白血红蛋白( (hemoglobin，Hb) ) 血红蛋白具有血红蛋白具有4个亚个亚 基组成的四级结构，基组成的四级结构，每每 个亚基可结合个亚基可结合1 1个血红素个血红素 并携带并携带1 1分子氧分子氧。 Hb亚基之间通过亚基之间通过8 对盐键，使对盐键，使4个亚基紧密个亚基紧密 结合而形成亲水的球状结合而形成亲水的球状 蛋白。蛋白。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 109 Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb 与O2结合后称为氧

29、合Hb。氧合Hb占总Hb 的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化 而改变。 血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 110 肌红蛋白肌红蛋白(Mb)和血红蛋白和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线的氧解离曲线 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 111 n协同效应(cooperativity) 一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配 体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基 与配体结合能力的现象，称为协同效应。 如果是促进作，用则称为正协同效应 ( (positive cooperativity) )。 如

30、果是抑制作，用则称为负协同效应 ( (negative cooperativity) )。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 112 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 113 O2 血红素与氧结血红素与氧结 合后，铁原子半径合后，铁原子半径 变小，就能进入卟变小，就能进入卟 啉环的小孔中，继啉环的小孔中，继 而引起肽链位置的而引起肽链位置的 变动。变动。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 114 n变构效应(allosteric effect) 蛋白质空间结构的改变伴随其功能 的变化，称为变构效应。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子

31、生物学课件 115 2.3 蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 116 2.3.1 2.3.1 蛋白质的两性电离和等电点蛋白质的两性电离和等电点 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外， 氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条条 件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 当蛋白质溶液处于某一当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成时，蛋白质解离成 正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电

32、 荷为零，此时溶液的荷为零，此时溶液的pH称为称为蛋白质的等电点。蛋白质的等电点。 n蛋白质的等电点蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 117 2.3.2 2.3.2 蛋白质的胶体性质蛋白质的胶体性质 蛋白质属于生物大分子之一，相对分子质蛋白质属于生物大分子之一，相对分子质 量可自量可自1万至万至100万之巨，其分子的直径可达万之巨，其分子的直径可达1 100nm，在胶粒范围之内。，在胶粒范围之内。 颗粒表面电荷。颗粒表面电荷。 水化膜。水化膜。 n蛋白质胶体稳定的因素蛋白质胶体稳定的因素: 目目 录录 清华版教材

33、医学生物化学与分子生物学课件 118 + + + + + + + 带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质 带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质 水化膜水化膜 + + + + + + + 带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质 带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒不稳定的蛋白质颗粒 酸酸碱碱 酸酸碱碱 酸酸碱碱 脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用 溶液中蛋白质的聚沉溶液中蛋白质的聚沉 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 119 2.3.3 2.3.3 蛋白质的变性蛋白质的变性 在某些物理和化学因素作用下，其特定的在某些物理和化学因素作用

34、下，其特定的 空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无 序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生 物活性的丧失。物活性的丧失。 n蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturation) 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 120 n造成变性的因素造成变性的因素: : 如如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、 重金属离子及生物碱试剂等重金属离子及生物碱试剂等 。 n变性的本质变性的本质: : 破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白 质的一级结构。

35、质的一级结构。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 121 n 应用举例应用举例: : 临床医学上，变性因素常被应用来消毒及临床医学上，变性因素常被应用来消毒及 灭菌。灭菌。 此外此外, , 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质 制剂（如疫苗等）的必要条件。制剂（如疫苗等）的必要条件。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 122 若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素 后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构 象和功能，称为象和功能，称为复性复性(renaturatio

36、n) 。 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 123 天然状态，天然状态， 有催化活性有催化活性 尿素、尿素、 - -巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素、去除尿素、 - -巯基乙醇巯基乙醇 非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 124 在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽 链融合相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。链融合相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。 变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉 淀，但并不变性。淀，但并不变性。 蛋白质是亲水胶体，只要去除它

37、的稳定因素蛋白质是亲水胶体，只要去除它的稳定因素 （水化膜和电荷），蛋白质即可沉淀。（水化膜和电荷），蛋白质即可沉淀。 2.3.4 2.3.4 蛋白质的沉淀蛋白质的沉淀 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 125 2.3.4.1 盐析法盐析法 2.3.4.2 有机溶剂沉淀蛋白质有机溶剂沉淀蛋白质 2.3.4.3 重金属盐沉淀蛋白质重金属盐沉淀蛋白质 2.3.4.4 生物碱试剂沉淀蛋白质生物碱试剂沉淀蛋白质 2.3.4.5 加热凝固蛋白质加热凝固蛋白质 常用沉淀方法常用沉淀方法 目目 录录 清华版教材医学生物化学与分子生物学课件 126 蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与蛋白质

38、和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与 硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双双 缩脲反应缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解 程度。程度。 2.3.5 2.3.5 蛋白质的呈色反应蛋白质的呈色反应 2.3.5.1 双缩脲反应双缩脲反应(biuret reaction) 2.3.5.2 酚试剂反应酚试剂反应 碱性条件下，蛋白质分子中的酪氨酸和色碱性条件下，蛋白质分子中的酪氨酸和色 氨酸可与酚试剂中的磷钼酸和磷钨酸起反应，氨酸可与酚试剂中的磷钼酸和磷钨酸起反应， 生成蓝色的钼蓝和钨蓝化合物。生成蓝色的钼蓝和钨蓝化合物。 目目 录录 清华版教材