秋蛋白质结构与功能学习教案

1、会计学1秋蛋白质结构秋蛋白质结构(jigu)与功能与功能第一页，共134页。 含量含量(h(hnlinlingng) )大大 分布分布(f(fnbnb) )广广 种类(zhngli)多 功能繁杂功能繁杂 蛋白质的重要性蛋白质的重要性1234第1页/共134页第二页，共134页。 蛋白质的生物(shngw)活性催化作用催化作用调节作用调节作用免疫免疫(miny)作用作用载体载体(zit)作用作用凝血作用凝血作用运动作用运动作用组织更新修复组织更新修复第2页/共134页第三页，共134页。 蛋白质的分子(fnz)组成 1 蛋白质的分子结构(fn z ji u) 蛋白质结构与功能(gngnng)的关

2、系 蛋白质的理化性质及其分离纯化蛋白质的理化性质及其分离纯化 2 3 4第3页/共134页第四页，共134页。第一节蛋白质的分子(fnz)组成第4页/共134页第五页，共134页。一、蛋白质的元素一、蛋白质的元素(yun (yun s)s)组成组成 C、H、O、N （16%）和 S 主要主要( (z zh h y y o o) ) 少量(sholing)磷、铁、铜、锌、锰、钴、钼、碘磷、铁、铜、锌、锰、钴、钼、碘第5页/共134页第六页，共134页。蛋白质的含氮量平均蛋白质的含氮量平均(pngjn)(pngjn)为为1616 样品样品(yngpn)(yngpn)中蛋白质的含量中蛋白质的含量 (

3、 g ( g ) )= = 样品样品(yngpn)(yngpn)含氮量含氮量 6.25 6.251/16%问题问题1 1样品中蛋白质含量样品中蛋白质含量(hnling)(hnling)的测定？的测定？第6页/共134页第七页，共134页。氨基酸是蛋白质的基本组成氨基酸是蛋白质的基本组成(z chn)单位单位自然界自然界300300余种余种人体人体( (r r n nt t ) )编码编码(bin (bin m)AAm)AA：2020种种结构结构均属均属L-L-氨基酸氨基酸甘氨酸除外甘氨酸除外第7页/共134页第八页，共134页。NH2HRCOOHC氨基酸的一般氨基酸的一般(ybn)结构（结构（

4、 L-氨基酸氨基酸）中心中心碳原子碳原子羧基羧基氨基氨基氢原氢原子子侧链侧链第8页/共134页第九页，共134页。 L-AAL-AA D-AAD-AA 人体人体(rnt)(rnt)蛋白质中为蛋白质中为L- L- AAAA第9页/共134页第十页，共134页。中文名中文名英文名英文名缩写缩写pKapI三字符三字符一字符一字符pK1（-COOH）pK2（-NH3+）pKR（R基）基）甘氨酸glycine Gly G2.349.605.97丙氨酸alanine Ala A2.349.696.01脯氨酸prolinePro P1.9910.966.48缬氨酸valineVal V2.329.625.9

5、7亮氨酸leucineLeu L2.369.605.98异亮氨酸isoleucineIle I2.369.686.02蛋氨酸methionineMet M2.289.215.74苯丙氨酸phenylalaninePhe F1.839.135.48酪氨酸tyrosineTyr Y2.209.1110.075.66色氨酸tryptophanTrp W2.389.395.89丝氨酸serineSer S2.219.155.68苏氨酸threonineThr T2.119.625.87半胱氨酸cysteineCys C1.9610.288.185.07天冬酰胺asparagineAsn N2.028.

6、805.41谷氨酰胺glutamineGln Q2.179.135.65赖氨酸lysineLys K2.188.9510.539.74组氨酸histidineHis H1.829.176.007.59精氨酸arginineArg R2.179.0412.4810.76天冬氨酸aspartic acidAsp D1.889.603.652.77谷氨酸glutamic acidGlu E2.199.674.253.22第10页/共134页第十一页，共134页。（二）氨基酸的分类（二）氨基酸的分类(fn li)(fn li) 非极性氨基酸非极性氨基酸 1 2 4 5 不带电荷不带电荷(dinh)(d

7、inh)的极性的极性氨基酸氨基酸 带正电荷的碱性带正电荷的碱性(jin (jin xn)xn)氨基酸氨基酸 带负电荷的酸性氨基酸带负电荷的酸性氨基酸 3 芳香族氨基酸芳香族氨基酸第11页/共134页第十二页，共134页。非极性疏水性非极性疏水性(shuxng)氨基酸氨基酸第12页/共134页第十三页，共134页。不带电荷不带电荷(dinh)的极的极性氨基酸性氨基酸第13页/共134页第十四页，共134页。芳香族氨基酸芳香族氨基酸第14页/共134页第十五页，共134页。带正电荷的碱性带正电荷的碱性(jin xn)氨基酸氨基酸第15页/共134页第十六页，共134页。酸性酸性(sun xn)氨基

8、酸氨基酸第16页/共134页第十七页，共134页。+胱氨酸胱氨酸-HH半胱氨酸半胱氨酸二二 硫硫 键键第17页/共134页第十八页，共134页。记忆记忆(jy)口诀口诀甘、丙、缬、亮、异，三、四碳烃基甘、丙、缬、亮、异，三、四碳烃基丙、丁羟丝、苏，（半）胱、蛋含有丙、丁羟丝、苏，（半）胱、蛋含有(hn yu)硫硫酸有天冬、谷，碱有精、赖、组酸有天冬、谷，碱有精、赖、组苯、酪、色、脯环，中性苯、酪、色、脯环，中性(zhngxng)天、谷胺天、谷胺第18页/共134页第十九页，共134页。要点要点(yodin)编码编码(bin m)AA 20种种除除G外均为外均为L-型型 P为环状亚为环状亚AA

9、含羟基含羟基(qingj)AA：S、T、Y 含硫含硫AA：C、M 芳香芳香AA：F、Y、W 支链支链AA：V、L、I 酸性酸性AA：D、E 碱性碱性AA：R、K、H 第19页/共134页第二十页，共134页。（三）氨基酸的理化（三）氨基酸的理化(lhu)(lhu)性质性质（1 1） 两性两性(lingxng)(lingxng)解解离及等电点离及等电点解离解离(ji l)程度取决于所处溶液的酸碱程度取决于所处溶液的酸碱度度氨基酸是两性电解质氨基酸是两性电解质1 1、物理性质、物理性质: :白色晶体，熔点较高，溶解度白色晶体，熔点较高，溶解度大小不一。大小不一。2 2、化学性质、化学性质第20页/

10、共134页第二十一页，共134页。pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI兼性离子兼性离子 阳离子阳离子阴离子阴离子第21页/共134页第二十二页，共134页。等电点等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液(rngy)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，呈电中性。此时溶液(rngy)的pH值称为该氨基酸的等电点。第22页/共134页第二十三页，共134页。2.2.紫外吸收紫外吸收(xshu)(xshu)色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸最大吸收最大吸收(xshu)(xshu)峰峰 280 280 nmnm，可用于蛋白，可用于蛋白质定

11、量分析。质定量分析。第23页/共134页第二十四页，共134页。3.3.茚三酮反应茚三酮反应(fnyng) (fnyng) 在氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成(shn chn)蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。氨基酸定量分析氨基酸定量分析(dnglingfnx)方方法法第24页/共134页第二十五页，共134页。肽键肽键(peptide bond)(peptide bond)：一个氨基：一个氨基(nj)(nj)酸的羧基与另一个氨基酸的羧基与另一个氨基(nj)(nj)酸的氨基酸的氨基(nj)(nj)脱水缩合而脱水缩合而形成的化学键。形成的化学键。肽与肽健肽与肽健肽：氨基酸通过肽键肽：氨基

12、酸通过肽键(ti jin)(ti jin)缩合而缩合而成的化合物成的化合物第25页/共134页第二十六页，共134页。第26页/共134页第二十七页，共134页。二肽二肽 两分子两分子(fnz)(fnz)氨基酸氨基酸三肽三肽 三分子三分子(fnz)(fnz)氨基酸氨基酸寡肽寡肽(oligopeptide)(oligopeptide)：十个以内：十个以内(y (y ni)ni)氨基酸氨基酸多肽多肽(oligopeptide)：十个氨基酸以上十个氨基酸以上肽：肽：氨基酸通过氨基酸通过肽键肽键缩合而成的化合物缩合而成的化合物第27页/共134页第二十八页，共134页。+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨

13、酸肽键肽键(ti jin)第28页/共134页第二十九页，共134页。多肽链多肽链(polypeptide chain) (polypeptide chain) 许多氨许多氨基酸之间以肽键连接基酸之间以肽键连接(linji)(linji)而成的而成的一种结构一种结构氨基酸残基氨基酸残基(residue) (residue) 肽链中的氨基肽链中的氨基酸分子因为酸分子因为(yn wi)(yn wi)脱水缩合而基团脱水缩合而基团不全不全氨基末端（氨基末端（N N末端）末端） 自由自由(zyu)(zyu)氨基的一氨基的一端端羧基末端（羧基末端（C C末端）末端） 自由自由(zyu)(zyu)羧基的一羧

14、基的一端端第29页/共134页第三十页，共134页。 丝氨酰丝氨酰 - - 甘氨酰甘氨酰 - - 酪氨酰酪氨酰 - - 丙氨酰丙氨酰 - - 亮氨酸亮氨酸 (ser-gly-tyr-ala-leu) (ser-gly-tyr-ala-leu) 第30页/共134页第三十一页，共134页。肽链书写肽链书写(shxi)先写骨架先写骨架(gji)N(gji)NC CC C再写氨羧两末端再写氨羧两末端(m dun)然后配平然后配平酰胺键酰胺键最后才是最后才是侧链上侧链上第31页/共134页第三十二页，共134页。肽键肽键(C-N)(C-N)具有部分双键具有部分双键(shun jin)(shun jin

15、)的性质的性质第32页/共134页第三十三页，共134页。肽单元肽单元(dnyun)（peptide unit） 肽键中肽键中4 4个原子个原子C C、O O、N N、H H和与之相邻的和与之相邻的 C C1 1、 C C2 2位于同一位于同一(tngy)(tngy)平平面面第33页/共134页第三十四页，共134页。第34页/共134页第三十五页，共134页。第35页/共134页第三十六页，共134页。顺式肽单元顺式肽单元(dnyun)(dnyun)反式肽单元反式肽单元(dnyun) (dnyun) 第36页/共134页第三十七页，共134页。（二）天然（二）天然(tinrn)存在的活性存在

16、的活性肽肽谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)肽类激素肽类激素(j s)(j s)及神经肽及神经肽抗生素肽抗生素肽第37页/共134页第三十八页，共134页。谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione, GSH)第38页/共134页第三十九页，共134页。还原剂还原剂清除清除(qngch)H2O2(qngch)H2O2结合结合(jih)(jih)有害有害物质物质GSH生物生物(shngw)活性活性第39页/共134页第四十页，共134页。GSH过氧过氧化物化物(u yn hu w)酶酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADPH+H+ NADP+ 第40页

17、/共134页第四十一页，共134页。肽类激素肽类激素(j s)促甲状腺素释放促甲状腺素释放(shfng)(shfng)激素激素 (TRH)(TRH)第41页/共134页第四十二页，共134页。第二节蛋白质的分子结构(fn z ji u)第42页/共134页第四十三页，共134页。蛋白质的结构蛋白质的结构(jigu)(jigu)层次图层次图第43页/共134页第四十四页，共134页。分子结构分子结构(fn z ji u) 一级结构(jigu)（基本结构(jigu)） 高级(goj)结构（空间结构）三级结构三级结构四级结构四级结构-螺旋螺旋-折叠折叠-转角转角不规则卷不规则卷曲曲二级结构二级结构第

18、44页/共134页第四十五页，共134页。蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(jigu) (primary structure)(jigu) (primary structure)肽链中氨基酸的排列顺序肽链中氨基酸的排列顺序(shnx),(shnx),包括氨基酸的种类包括氨基酸的种类、数量及比例。、数量及比例。定义定义(dng(dngy)y)主要化学键主要化学键肽键肽键 有些蛋白质有有些蛋白质有二硫键二硫键第45页/共134页第四十六页，共134页。牛胰核糖核酸牛胰核糖核酸(h tn h sun)酶的一级结构酶的一级结构二硫二硫键键第46页/共134页第四十七页，共134页。牛胰岛素的一级结构牛

19、胰岛素的一级结构(jigu)(jigu)第47页/共134页第四十八页，共134页。蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(jigu) (secondary (jigu) (secondary structure)structure)蛋白质分子中多肽链主链骨架蛋白质分子中多肽链主链骨架(gji)(gji)原子的局原子的局部空间排列，不涉及氨基酸残基侧链的构象。部空间排列，不涉及氨基酸残基侧链的构象。定义定义(dn(dngy)gy)主要化学键主要化学键氢键氢键第48页/共134页第四十九页，共134页。第49页/共134页第五十页，共134页。-折叠折叠(zhdi)-转角转角(zhunjio)无规卷曲

20、无规卷曲(jun q)(jun q)-螺旋螺旋蛋白质二级结构蛋白质二级结构的主要形式的主要形式第50页/共134页第五十一页，共134页。第51页/共134页第五十二页，共134页。-螺旋螺旋(luxun)(luxun)第52页/共134页第五十三页，共134页。要点要点(yodin)1一圈一圈3.6个氨基酸残基，螺距个氨基酸残基，螺距(luj)0.54nm 2螺旋稳定靠氢键螺旋稳定靠氢键(qn jin)，与螺旋长轴平，与螺旋长轴平行行呈右手螺旋呈右手螺旋侧链影响螺旋的形成和稳定侧链影响螺旋的形成和稳定34第53页/共134页第五十四页，共134页。第54页/共134页第五十五页，共134页。

21、要点要点(yodin)1顺向顺向(shn xin)平行和反向平行平行和反向平行两种构象两种构象2呈伸展呈伸展(shnzhn)、锯、锯齿状结构齿状结构折叠的稳定靠氢键折叠的稳定靠氢键34侧链影响折叠的形成和稳定侧链影响折叠的形成和稳定第55页/共134页第五十六页，共134页。-折叠折叠(zhdi)(zhdi)(反平反平行行) )第56页/共134页第五十七页，共134页。-折叠折叠(zhdi)(zhdi)(平行平行) )第57页/共134页第五十八页，共134页。（三）（三） - -转角转角(zhunjio)(zhunjio)第58页/共134页第五十九页，共134页。无规卷曲无规卷曲(jun

22、 (jun q)q) 没有没有(mi yu)确定规律性确定规律性的部分肽链构象。的部分肽链构象。第59页/共134页第六十页，共134页。超二级结构超二级结构(jigu)(jigu)（模（模体体motifmotif）多肽链内顺序上相互邻近的多肽链内顺序上相互邻近的二级结构常常在空间折叠中二级结构常常在空间折叠中靠近靠近(kojn)，彼此相互作，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚用，形成规则的二级结构聚集体。集体。第60页/共134页第六十一页，共134页。基本基本(jbn)形式形式1 -折叠折叠(zhdi)组合（组合（ ）2-螺旋螺旋(luxun)组合（组合（ ）-螺旋螺旋 -折叠组合（折叠组

23、合（ ）3第61页/共134页第六十二页，共134页。钙结合钙结合(jih)(jih)蛋蛋白白锌指结构锌指结构(jigu)(jigu)第62页/共134页第六十三页，共134页。蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(jigu) (tertiary structure)(jigu) (tertiary structure)整条肽链中全部整条肽链中全部(qunb)氨基酸残基的相氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的整体排布。间的整体排布。定义定义(dng(dngy)y)第63页/共134页第六十四页，共134页。结构域结构域(domain) 蛋白质形

24、成蛋白质形成(xngchng)(xngchng)三级结构时，肽链中某些局部三级结构时，肽链中某些局部的超二级结构汇集在一起，形的超二级结构汇集在一起，形成成(xngchng)(xngchng)的发挥生物学的发挥生物学功能的区域；是蛋白质构象中功能的区域；是蛋白质构象中特定的空间区域。特定的空间区域。第64页/共134页第六十五页，共134页。细胞细胞(xbo)(xbo)表面蛋白表面蛋白CD4CD4分子分子4 4个相似结构个相似结构域域 第65页/共134页第六十六页，共134页。肌红蛋白（肌红蛋白（MbMb）的三级结构）的三级结构(jigu)(jigu)血红素血红素铁原子铁原子(yunz)第6

25、6页/共134页第六十七页，共134页。稳定稳定(wndng)(wndng)三级结构的化学键三级结构的化学键主要主要(zhyo)(zhyo)化学键是次级化学键是次级键键疏水作用疏水作用(zuyng)(zuyng)、离子键、氢键、离子键、氢键和和 Van der Waals Van der Waals力力第67页/共134页第六十八页，共134页。第68页/共134页第六十九页，共134页。蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(jigu) (quaternary structure)(jigu) (quaternary structure)由两条或两条以上具有独立三级结构由两条或两条以上具有独立三级

26、结构(jigu)(jigu)的多肽链，通过次级键缔合而成的多肽链，通过次级键缔合而成的最高级结构的最高级结构(jigu)(jigu)。定义定义(dn(dngy)gy)化学键化学键疏水作用、氢键、离子键、范疏水作用、氢键、离子键、范德华力德华力亚基亚基每条具有独立三级结构的多肽链每条具有独立三级结构的多肽链第69页/共134页第七十页，共134页。血红蛋白血红蛋白(xuhng dnbi)(xuhng dnbi)（HbHb）的四级结构的四级结构链链链链血红素血红素第70页/共134页第七十一页，共134页。蛋白质的分类蛋白质的分类(fn li)(fn li)根据根据(gnj)(gnj)组成组成结合

27、结合(jih)(jih)蛋白质蛋白质单纯蛋白质单纯蛋白质蛋白质部分蛋白质部分非蛋白质部分非蛋白质部分第71页/共134页第七十二页，共134页。根据根据(gnj)(gnj)形状形状球状蛋白质球状蛋白质纤维状蛋白质纤维状蛋白质第72页/共134页第七十三页，共134页。根据根据(gnj)(gnj)功能功能调节调节(tioji)(tioji)蛋白蛋白酶蛋白酶蛋白(dnbi)(dnbi)运输蛋白运输蛋白结构蛋白结构蛋白第73页/共134页第七十四页，共134页。根据根据(gnj)(gnj)分布分布核蛋白质核蛋白质膜蛋白质膜蛋白质第74页/共134页第七十五页，共134页。第三节蛋白质结构与功能(gn

28、gnng)的关系第75页/共134页第七十六页，共134页。蛋白质一级结构与功能蛋白质一级结构与功能(gngnng)(gngnng)的关系的关系一级结构是空间一级结构是空间(kngjin)构象的构象的基础基础一级结构是功能一级结构是功能(gngnng)的的基础基础一级结构改变与分子病一级结构改变与分子病第76页/共134页第七十七页，共134页。牛胰核糖核酸牛胰核糖核酸(h tn h sun)酶的一级结构酶的一级结构一级结构是空间一级结构是空间(kngjin)构象构象的基础的基础二硫键二硫键第77页/共134页第七十八页，共134页。 天然天然(tinrn)(tinrn)状状态，有催化活态，有

29、催化活性性 尿素尿素(nio (nio s)s)、 -巯基乙醇巯基乙醇 去除去除(q (q ch)ch)尿素、尿素、痕量痕量-巯基巯基乙醇乙醇非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性第78页/共134页第七十九页，共134页。分子伴侣分子伴侣(chaperon) (chaperon) 是一类帮助新是一类帮助新生生(xnshng)(xnshng)多肽链正确折叠的蛋白多肽链正确折叠的蛋白质质第79页/共134页第八十页，共134页。一级结构一级结构(jigu)是功能是功能的基础的基础结构不同结构不同(b tn)，功能不同，功能不同(b tn)血管血管(xugun)升压素和升压素和催产素催产素结构相似，

30、功能相似结构相似，功能相似胰岛素胰岛素促肾上腺皮质激素和促黑激素促肾上腺皮质激素和促黑激素第80页/共134页第八十一页，共134页。一级结构一级结构(jigu)改变与分改变与分子病子病分子病分子病由于基因突变导致蛋白质一级结由于基因突变导致蛋白质一级结构与正常有所不同，表现构与正常有所不同，表现(bioxin)出生理功能的异常，而出生理功能的异常，而引起的遗传性疾病。引起的遗传性疾病。案案 例例镰刀状红细胞性贫血镰刀状红细胞性贫血 第81页/共134页第八十二页，共134页。（a a）正常）正常(zhngchng)(zhngchng)红细红细胞胞（ b b）镰型红细胞）镰型红细胞第82页/共

31、134页第八十三页，共134页。N-val his leu thr pro glu glu C(146) HbS 肽肽 链链HbA 肽肽 链链N-val his leu thr pro val glu C(146) 第83页/共134页第八十四页，共134页。第84页/共134页第八十五页，共134页。蛋白质的功能蛋白质的功能(gngnng)依赖于特定的依赖于特定的空间结构空间结构胰岛素原转变成胰岛素胰岛素原转变成胰岛素胰岛素原胰岛素原（一条肽链）（一条肽链）胰岛素胰岛素（两条肽链）（两条肽链）C肽肽二、蛋白质空间结构与功能二、蛋白质空间结构与功能(gngnng)(gngnng)的关系的关系第

32、85页/共134页第八十六页，共134页。第86页/共134页第八十七页，共134页。肌红蛋白肌红蛋白血红蛋白血红蛋白(xuhng dnbi)血红蛋白的空间血红蛋白的空间(kngjin)构象变构象变化与结合氧化与结合氧第87页/共134页第八十八页，共134页。O2第88页/共134页第八十九页，共134页。肌红蛋白肌红蛋白(Mb)(Mb)和血红蛋白和血红蛋白(xuhng dnbi)(Hb)(xuhng dnbi)(Hb)的氧解离曲线的氧解离曲线第89页/共134页第九十页，共134页。协同效应：一个亚基与其配体结合后，能影响协同效应：一个亚基与其配体结合后，能影响(yngxing)(yngx

33、ing)其其 中另一个亚基与配体结合能力的现象中另一个亚基与配体结合能力的现象 。 协同效应协同效应( (cooperativity) )正协同效应正协同效应(positive cooperativity) 促进作用促进作用 负协同效应负协同效应(negative cooperativity) 抑制作用抑制作用第90页/共134页第九十一页，共134页。 某些小分子物质某些小分子物质(wzh)作用于蛋白质作用于蛋白质的非活性部位后，使其发生构象变化，从的非活性部位后，使其发生构象变化，从而影响其功能。而影响其功能。变构效应变构效应(xioyng)(allosteric (xioyng)(all

34、osteric effect) effect) 第91页/共134页第九十二页，共134页。蛋白质空间结构改变蛋白质空间结构改变(gibin)(gibin)与疾病与疾病 蛋白质构象蛋白质构象(u xin)(u xin)病（病（protein protein conformational diseasesconformational diseases）因蛋白质折叠错误或折叠不能导致构象异常因蛋白质折叠错误或折叠不能导致构象异常变化引起变化引起(ynq)的疾病的疾病第92页/共134页第九十三页，共134页。蛋白质构象蛋白质构象(u xin)改变导致疾病的机改变导致疾病的机理理某些某些(mu xi

35、)蛋白质错误折叠后相互聚集，蛋白质错误折叠后相互聚集，形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病性而致病第93页/共134页第九十四页，共134页。朊病毒病朊病毒病 朊病毒蛋白构象朊病毒蛋白构象(u xin)(u xin)相关的疾病相关的疾病人类人类(rnli)(rnli)朊病毒病朊病毒病 库鲁病、脑软化病、新变异型库鲁病、脑软化病、新变异型CJDCJD等等动物动物(dngw)(dngw)的朊病毒病的朊病毒病 疯牛病、羊骚痒症等疯牛病、羊骚痒症等第94页/共134页第九十五页，共134页。朊病毒：不含有核酸，对各种理化作用朊病毒：不含有核酸，对各种

36、理化作用(zuyng)(zuyng)有有很强的抵抗力、传染性极强的蛋白质颗粒。很强的抵抗力、传染性极强的蛋白质颗粒。PrPc- -螺旋螺旋PrPsc-折叠折叠正常正常致病型致病型朊病毒蛋白朊病毒蛋白(dnbi)(prion (dnbi)(prion protein, PrP)protein, PrP)第95页/共134页第九十六页，共134页。第四节蛋白质的理化性质(xngzh)及其分离纯化第96页/共134页第九十七页，共134页。 蛋白质的理化蛋白质的理化(lhu)(lhu)性质性质蛋白质的等电点蛋白质的等电点( isoelectric point, pI)( isoelectric po

37、int, pI)当蛋白质溶液处于某一当蛋白质溶液处于某一pHpH时，蛋白质解离成时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为正、负离子的趋势相等，即成为(chngwi)(chngwi)兼性离子，净电荷为零，此时溶液的兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pHpH称为称为pIpI（一）两性（一）两性(lingxng)电离电离及等电点及等电点第97页/共134页第九十八页，共134页。 Pr Pr是两性是两性(lingxng)(lingxng)电解质。在溶液中的带电解质。在溶液中的带电状况主要取决于溶液的电状况主要取决于溶液的pHpH值。值。PrCOOHNH3+PrCOO-NH3+PrCOO-NH2OH

38、-H+OH-H+pH=pIpHpI利用利用(lyng)(lyng)此性质可进行此性质可进行电泳电泳第98页/共134页第九十九页，共134页。（二）蛋白质的胶体（二）蛋白质的胶体(jio (jio t)t)性质性质 胶体胶体(jio t)稳定因素稳定因素颗粒表面颗粒表面(biomin)电荷电荷水化膜水化膜第99页/共134页第一百页，共134页。+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

39、脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用第100页/共134页第一百零一页，共134页。（三）蛋白质的变性（三）蛋白质的变性(binxng)(binxng)与沉淀与沉淀 蛋白质的变性蛋白质的变性(binxng)(denaturation)(binxng)(denaturation) 在某些理化因素的作用下，蛋白在某些理化因素的作用下，蛋白质的空间结构发生改变或遭受破坏，质的空间结构发生改变或遭受破坏，造成其理化性质的改变和生物活性的造成其理化性质的改变和生物活性的丧失。丧失。第101页/共134页第一百零二页，共134页。变性变性(binxng)(binxng)本本质质破坏非共价键和二硫键，不改变破坏

40、非共价键和二硫键，不改变(gibin)(gibin)蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构变性变性(binxng)(binxng)因素因素物理因素物理因素：高温、紫外线、：高温、紫外线、X X射线、射线、超声波、剧烈振荡等。超声波、剧烈振荡等。化学因素化学因素：强酸、强碱、重金属离子、尿素、：强酸、强碱、重金属离子、尿素、乙醇等有机溶剂乙醇等有机溶剂第102页/共134页第一百零三页，共134页。理化性质理化性质(xngzh)(xngzh)变化变化黏度黏度(nind)(nind)增大增大吸收光谱吸收光谱(x shu (x shu un p)un p)改变改变溶解度降低溶解度降低易被蛋白酶水解易被蛋白

41、酶水解第103页/共134页第一百零四页，共134页。 蛋白质变性蛋白质变性(binxng)程度较轻，去程度较轻，去除变性除变性(binxng)因素后，蛋白质仍可恢因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能。复或部分恢复其原有的构象和功能。蛋白质的复性蛋白质的复性(f (f xn)(renaturation)xn)(renaturation)第104页/共134页第一百零五页，共134页。 天然天然(tinrn)(tinrn)状态，有催状态，有催化活性化活性 尿素尿素(nio (nio s)s)、 -巯基乙醇巯基乙醇 去除去除(q ch)(q ch)尿素、尿素、-巯基乙醇巯基乙醇非折叠

42、状态，无活性非折叠状态，无活性第105页/共134页第一百零六页，共134页。蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链相蛋白质变性后，疏水侧链暴露在外，肽链相互缠绕互缠绕(chnro)而聚集，从溶液中析出而聚集，从溶液中析出.蛋白质沉淀蛋白质沉淀(chndin)(chndin)沉淀沉淀(chndin)(chndin)本质本质破坏水化膜破坏水化膜中和电荷中和电荷第106页/共134页第一百零七页，共134页。中性盐中性盐沉淀沉淀(chndin)(chndin)方法方法有机溶剂有机溶剂生物碱试剂生物碱试剂(shj)重金属离子重金属离子(lz)第107页/共134页第一百零八页，共134页。应用应用(y

43、ngyng)重金属中毒口服重金属中毒口服(kuf)牛奶或生牛奶或生鸡蛋鸡蛋第108页/共134页第一百零九页，共134页。 蛋白质变性后的絮状物加热蛋白质变性后的絮状物加热(ji r)可变成比较坚固的凝块，不易再溶于强可变成比较坚固的凝块，不易再溶于强酸和强碱中。酸和强碱中。蛋白质的凝固蛋白质的凝固(nngg)(nngg)作用作用(protein coagulation) (protein coagulation) 第109页/共134页第一百一十页，共134页。变性、沉淀、凝固变性、沉淀、凝固(nngg)(nngg)的关系的关系变性变性(binxng)沉淀沉淀(chndin)容易容易不一定不

44、一定凝固凝固一定一定一定一定第110页/共134页第一百一十一页，共134页。应用应用(yng(yngyng)yng)消毒消毒(xio d)(xio d)鸡蛋要煮熟吃鸡蛋要煮熟吃疫苗疫苗(ymio)(ymio)保存保存第111页/共134页第一百一十二页，共134页。（四）蛋白质的光谱（四）蛋白质的光谱(gungp)(gungp)吸收与呈吸收与呈色反应色反应 280nm最大吸收最大吸收(xshu)峰峰OD280 ： W 、 Y蛋白质的光谱蛋白质的光谱(gungp)(gungp)吸收吸收第112页/共134页第一百一十三页，共134页。双缩脲反应双缩脲反应(fnyng)蛋白质的呈色反应蛋白质的呈

45、色反应酚试剂酚试剂(shj)呈色反呈色反应应考马斯亮蓝反应考马斯亮蓝反应(fnyng)第113页/共134页第一百一十四页，共134页。蛋白质的分离蛋白质的分离(fnl)(fnl)和纯化和纯化方法方法 盐析盐析(yn x)(yn x) 有机溶剂沉淀有机溶剂沉淀 （一）改变(gibin)蛋白质的溶解度第114页/共134页第一百一十五页，共134页。 将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，使蛋白质表面加入蛋白质溶液，使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏电荷被中和以及水化膜被破坏(phui)，导致蛋白质沉淀。，导致蛋白质沉淀。盐析盐析(yn x)(salt (yn

46、x)(salt precipitation)precipitation)第115页/共134页第一百一十六页，共134页。低温低温(dwn)(04 0C)快速快速有机溶剂沉淀有机溶剂沉淀(chndin)(chndin)第116页/共134页第一百一十七页，共134页。方法方法 离心离心(lxn)(lxn) 透析与超滤透析与超滤 凝胶过滤层析凝胶过滤层析（二）根据蛋白质分子大小（二）根据蛋白质分子大小(dxio)不不同分离同分离第117页/共134页第一百一十八页，共134页。利用利用(lyng)机械的快速旋转所机械的快速旋转所产生的离心力，将不同密度的物产生的离心力，将不同密度的物质分离开来的方法。质分离开来的方法。离心离心(lxn)(lxn)（centrifugationcentrifugation）第118页/共134页第一百一十九页，共134页。利用透析袋把大分子利用透析袋把大分子(fnz)蛋白蛋白质与小分子质与小分子(fnz)化合物分开的化合物分开的方法方法透析透析( (dialysis) )纯化纯化(chn hu)蛋白质蛋白质浓缩蛋白质浓缩蛋白质作用作用(zuyng)(zuyng)第119页/共134页第一百二十页，共134页。超滤超滤利用超滤膜在一定压力下利用超滤膜在一定压力下使大分子蛋白质滞留使大分