第01章蛋白质的结构与功能(7版)

1、1第第 一一 章章蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能Structure and Function of ProteinStructure and Function of Protein2n什么是蛋白质什么是蛋白质? ?蛋白质蛋白质(protein)(protein)是由许多是由许多氨基酸氨基酸通过通过肽键肽键相连形成的高分相连形成的高分子含子含氮氮化合物。化合物。3第第 一一 节节蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成The Molecular Component of ProteinThe Molecular Component of Protein4总特点：总特点：结构基础结构基础蛋白质是所有

2、细胞、组织、器官的蛋白质是所有细胞、组织、器官的重要组成成分重要组成成分生物催化剂（酶）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其他功能其他功能功用功用含量高、含量高、种类繁多、功能多样种类繁多、功能多样普遍存在、普遍存在、功能基础功能基础氧化供能氧化供能5元素组成：元素组成：分子组成分子组成：主要含主要含C C、H H、O O、N N 和和S S有些蛋白含磷有些蛋白含磷/ /铁、铜、锌、锰、钴、钼铁、铜、锌、锰、钴、钼个别蛋白质含碘个别蛋白质含碘（平均（平均1616） 体内

3、的含氮物质体内的含氮物质主要是蛋白质主要是蛋白质得出计算公式得出计算公式 100 100克生物样品中蛋白质的含量克生物样品中蛋白质的含量 ( g % )( g % ) 每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.256.25100100氨基酸是蛋白质分子的基本组成单位氨基酸是蛋白质分子的基本组成单位6一、蛋白质的基本组成单位氨基酸 存在自然界中的氨存在自然界中的氨基酸有基酸有300300余种，但组余种，但组成人体蛋白质的氨基成人体蛋白质的氨基酸仅有酸仅有2020种种，且均属，且均属 L-L- - -氨基酸氨基酸（甘氨酸、甘氨酸、脯氨酸除外脯氨酸除外）。）。 7H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-

4、氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H8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二、氨基酸二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质可根据侧链结构和理化性质进行分类进行分类9( (一一) )侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸氨基酸亚氨基亚氨基10( (二二) )侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸中性氨基酸（甲硫氨酸）（甲硫氨酸）11( (三三) )侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸12天

5、冬氨酸天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97谷氨酸谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22赖氨酸赖氨酸 lysine Lys K 9.74精氨酸精氨酸 arginine Arg R 10.76组氨酸组氨酸 histidine His H 7.59（四）（四） 酸性氨基酸酸性氨基酸（两个羧基）（两个羧基）（五）（五） 碱性氨基酸碱性氨基酸（两个以上氨基）（两个以上氨基）目目 录录13其它分类也能体现氨基酸的性质其它分类也能体现氨基酸的性质如如亚亚氨基酸（环状）氨基酸（环状）Pro含硫含硫氨基酸氨基酸Cys （半胱）（半胱） 、Met（蛋）（蛋） 含含羟基羟基氨

6、基酸氨基酸Tyr（酪）（酪） 、Ser （丝）、（丝）、 Thr（苏）（苏）羟基的磷酸化与去磷酸化调节羟基的磷酸化与去磷酸化调节142020种氨基酸如何记？种氨基酸如何记？ 亚亚氨基酸（环状）氨基酸（环状） Pro（脯）（脯）含硫含硫氨基酸氨基酸Cys （半胱）（半胱） 、Met（蛋）（蛋） 含含羟基羟基氨基酸氨基酸 Tyr（酪）（酪） 、Ser （丝）、（丝）、 Thr（苏）（苏） 酸性：酸性：Asp（天冬）、（天冬）、 Glu （谷）（谷）碱性：碱性：Lys（赖）、（赖）、Arg（精）、（精）、His（组）（组）甘（甘（Gly）、丙（）、丙（Ala）、缬（）、缬（Val）、）、亮（亮（Le

7、u）、异亮（）、异亮（Ile）、）、天冬酰胺（天冬酰胺（ Asn ）、谷氨酰胺（）、谷氨酰胺（ Gln）三字经三字经芳香族：芳香族：TyrTyr（酪）、（酪）、PhePhe（苯）、（苯）、TrpTrp（色）（色）15营养学上对氨基酸的分类营养学上对氨基酸的分类必需氨基酸：必需氨基酸：非必需氨基酸：非必需氨基酸：动物自身不能合成而必须从食物动物自身不能合成而必须从食物中获得，缺乏会导致营养不良。中获得，缺乏会导致营养不良。人体有人体有8 8种种: :甲甲硫硫/ /蛋、蛋、色色、缬缬、异异亮、亮、 亮亮、苯苯丙、丙、苏苏、赖赖。8 8种以外种以外“假设借一两本书来假设借一两本书来”16修饰氨基酸：

8、修饰氨基酸：蛋白质合成后通过修饰加工生成的氨基酸。蛋白质合成后通过修饰加工生成的氨基酸。没有相应的编码。如：没有相应的编码。如：胱氨酸、羟脯氨酸胱氨酸、羟脯氨酸（Hyp）、羟赖氨酸（）、羟赖氨酸（Hyl）。）。非生蛋白氨基酸：非生蛋白氨基酸：蛋白质中不存在的氨基酸。如：蛋白质中不存在的氨基酸。如：瓜氨酸、鸟瓜氨酸、鸟氨酸、同型半胱氨酸氨酸、同型半胱氨酸，是代谢途径中产生的。，是代谢途径中产生的。 17pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI兼性离子兼性离子 CHNH3+COO-R CHNH3+COO-R三、氨基酸的理化性质三、氨基酸的理化性质1. 两性解离两性解离两性电解质，其解两

9、性电解质，其解离程度取决于所处离程度取决于所处溶液的酸碱度。溶液的酸碱度。CHNH2COOHR CHNH2COOHR阳离子阳离子CH COOHRNH3+CH COOHRNH3+阴离子阴离子CHNH2COO-R CHNH2COO-R18氨基酸的滴定曲线氨基酸的滴定曲线1. -COOH 首先被解离，随后首先被解离，随后-NH3 被解离，解离常数分别为被解离，解离常数分别为pK1和和pK2。2. 等电点等电点 (pI) pI1/2*（pK1 pK2）3. pH低于低于pI 氨基酸带正电荷氨基酸带正电荷4. pH高于高于 pI 氨基酸带负电荷氨基酸带负电荷192.2.芳香族氨基酸芳香族氨基酸紫外吸收紫

10、外吸收 色氨酸、酪氨酸色氨酸、酪氨酸芳香族氨基酸的吸收光谱芳香族氨基酸的吸收光谱280 nm:多数蛋白含这两种多数蛋白含这两种氨基酸残基，测定氨基酸残基，测定蛋白溶液蛋白溶液280nm光光吸收值可快速简便吸收值可快速简便分析蛋白含量。分析蛋白含量。0 240 250 260 270 280 290 300 310 波波 长长 (nm) 光光密密度度色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸203. 茚三酮反应茚三酮反应(ninhydrin reaction) 氨基酸与茚三酮水合物氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在其最大吸收峰在570nm570n

11、m处。处。4.4.氨基酸的其它性质氨基酸的其它性质吸收吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系）。峰值与氨基酸的含量存在正比关系）。21NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽键肽键NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO（一）肽（一）肽（peptide)肽键的形成肽键的形成四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链22H3N CHR1CONHCHR2CONHNCH COHRnO肽链的两个末端氨基酸残基氨基酸残基肽键肽键氨氨基基末末端端羧羧基基末末

12、端端23N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶24肽肽(peptide)(peptide)肽键肽键( peptide bond)寡肽寡肽(oligopeptide)多肽多肽(polypeptide)多肽链多肽链( polypeptide chain ）氨基酸残基氨基酸残基(residue)肽链两端肽链两端一组概念：一组概念：25（二）生物活性肽（二）生物活性肽人体内具有特殊生物活性的肽类，如：人体内具有特殊生物活性的肽类，如：l谷胱甘肽谷胱甘肽（glutathioneglutathione，GSHGSH）谷胱甘肽的结构谷胱甘肽的结构谷胱甘肽参加的反应及功能谷胱甘肽参加的反应及功能26l寡

13、肽、多肽类激素寡肽、多肽类激素神经肽（神经肽（neropeptideneropeptide）中有一些是多肽，）中有一些是多肽，如脑啡肽、内啡肽、强啡肽、如脑啡肽、内啡肽、强啡肽、P P物质等。物质等。促甲状腺素释放激素（促甲状腺素释放激素（3 3肽）、催产素（肽）、催产素（9 9肽）、肽）、加压素（加压素（9 9肽）等肽）等在神经传导过程中起信号转导作用。在神经传导过程中起信号转导作用。27第第 二二 节节蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构The Molecular Structure of ProteinThe Molecular Structure of Protein28一级结构一级结构二

14、级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构高级结构高级结构/ /空间构象空间构象蛋白质结构蛋白质结构的四个层次的四个层次基础结构基础结构29一、蛋白质的一级结构一、蛋白质的一级结构(primary structure) 什么是？什么是？ 多肽链中从多肽链中从NC端氨基酸的端氨基酸的排列顺序排列顺序。 主要的化学键主要的化学键 肽键肽键有些蛋白质还包括有些蛋白质还包括二硫键二硫键30l可测序得到蛋白质一级结构的氨基酸序列可测序得到蛋白质一级结构的氨基酸序列 蛋白质数据库（蛋白质数据库（updated protein databaseupdated protein database）l一级结构

15、的阐明具有重要意义：一级结构的阐明具有重要意义：31二、蛋白质的二级结构二、蛋白质的二级结构(secondary structure) 蛋白质分子中蛋白质分子中某某一段肽链一段肽链的的局部局部空间结构，空间结构，即该段肽链即该段肽链主链骨架主链骨架原子的相对空间位置，原子的相对空间位置，不涉及氨基酸残基侧链的构象不涉及氨基酸残基侧链的构象 。( (关键词关键词: :局部局部、肽段、肽段、主链主链) )什么是？什么是？ 二级结构的二级结构的主要化学键主要化学键氢键氢键 二级结构的基本单位二级结构的基本单位 肽单元肽单元32（一）二级结构的基础（一）二级结构的基础肽单元肽单元( (peptide

16、unit)peptide unit) l对肽单元的说明：对肽单元的说明：C C 1 1和和C C 2 2为反式为反式(trans)(trans)构型构型,O,O和和H H也是反式构型。也是反式构型。肽键肽键键长键长0.132nm0.132nm0.149 nm0.149 nm0.127 nm 0.127 nm 部分双键性质部分双键性质, ,不能自由旋转不能自由旋转。C C 1 1、C C、O O、N N、H H、C C 2 2 6 6个原子个原子在同一平面在同一平面, ,称为称为肽键平面肽键平面。肽键的肽键的C C及及N N周围三个键角之和均为周围三个键角之和均为360360。33肽键平面）肽键

17、平面）C1OHNC Co o酰胺平面酰胺平面-1酰胺平面酰胺平面-2OHNCoC3C2RH C C与羰基与羰基CoCo和和N N相连的单键能相连的单键能自由旋转，角度为自由旋转，角度为 、 , ,该旋转角度决定了相邻该旋转角度决定了相邻2 2肽单元肽单元的相对空间位置。的相对空间位置。34 蛋白质二级结构的主要形式：蛋白质二级结构的主要形式： -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 ) 35外观：右手螺旋外观：右手螺旋 - -螺旋螺旋结构要点：结构要点：（二）（二） - -

18、螺旋螺旋 ( ( -helix ) -helix ) 螺距：螺距：3.63.6个氨基酸、个氨基酸、0.54nm0.54nm。维持因素：维持因素：氢键氢键。R R基团的位置：螺旋外侧，基团的位置：螺旋外侧， R R基团影响基团影响 - -螺旋螺旋的形成。的形成。36肽段折纸状、锯齿状，相对伸展。肽段折纸状、锯齿状，相对伸展。 - -折叠（折叠（ - -片层）片层）结构要点：结构要点：（三）（三） - -折叠折叠 ( ( -pleated sheet )-pleated sheet )几个肽段顺向平行、反向平行几个肽段顺向平行、反向平行0.70nm0.70nm。维持因素：维持因素：氢键氢键。R R

19、基团的位置：锯齿的上下方。基团的位置：锯齿的上下方。37-螺旋和螺旋和 - -折叠结构比较折叠结构比较区别点区别点 -螺旋螺旋 -折叠折叠形形 状状 螺旋状螺旋状 锯齿状锯齿状氢氢 键键 链内，与长轴平行链内，与长轴平行 链间，与长轴垂直链间，与长轴垂直R-基团基团 较大较大 较小较小延伸性延伸性 较大较大 较小较小升升1AA残基高度残基高度 0 .15nm 0.36nm举举 例例 毛发角蛋白毛发角蛋白 蚕丝蛋白蚕丝蛋白38 4 4个个氨基酸残基氨基酸残基第二个常为脯氨酸第二个常为脯氨酸 180180 回折回折 氢键氢键维持维持 无无确定规律性的肽确定规律性的肽段的段的结构结构l - -转角转

20、角结构要点结构要点：l无规卷曲无规卷曲：（四）（四） - -转角和无规卷曲转角和无规卷曲39无规卷曲无规卷曲-转角转角-折叠折叠 -螺旋螺旋40二个或三个二级结构二个或三个二级结构空间上空间上靠靠近近特殊的构象特殊的构象特殊的特殊的功能功能（五）（五）模体（模体（motifmotif）或超二级结构）或超二级结构l定义定义l举例举例41 R基团的电荷基团的电荷 R基团的大小基团的大小 R基团的形状基团的形状（六）氨基酸侧链基团（六）氨基酸侧链基团R对二级结构的影响对二级结构的影响酸性或碱性酸性或碱性AAAA集中的区域集中的区域（同种电荷的相斥）（同种电荷的相斥）较大的较大的R R侧链集中侧链集中

21、，不利于，不利于-螺旋形成（空螺旋形成（空间位阻效应）间位阻效应）脯氨酸脯氨酸，不利于，不利于-螺旋形成（亚氨基酸）螺旋形成（亚氨基酸）42三、蛋白质的三级结构三、蛋白质的三级结构(tertiary structure)疏水键疏水键、离子键、氢键、离子键、氢键、Van derVan der Waals Waals力、力、二硫键二硫键等。等。 整条整条肽链肽链全部全部氨基酸氨基酸所有所有原子原子（一）什么是（一）什么是? ?主要的次级键主要的次级键：三维空间的位置排布三维空间的位置排布43N 端端 C端端 肌红蛋白肌红蛋白 (Mb) 44b+ccccbaaaH3NNHONH3CCOOCH3CH3

22、CH2OHCOH2NCNH2OOCCH2OHCH2OHCOOOHCHCH2CH3CH3CH3CHCH3SSCOO维持蛋白质分子构象的各种化学键维持蛋白质分子构象的各种化学键a 氢键氢键b 离子键离子键c 疏水键疏水键疏水键疏水键+ +45（二）结构域（二）结构域大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域。其功能，称为结构域。（三级结构中具有特异结构（三级结构中具有特异结构和独立功能的区域）和独立功能的区域）463-磷酸甘油醛脱氢酶亚基的结构域示意图磷酸

23、甘油醛脱氢酶亚基的结构域示意图 3- 3-磷酸甘油醛脱氢磷酸甘油醛脱氢酶，每个亚基由两个结酶，每个亚基由两个结构域组成，构域组成，N N端形成的端形成的第一个结构域能与第一个结构域能与NADNAD+ +结合，第二个结构域（结合，第二个结构域（147-333147-333氨基酸）能与氨基酸）能与底物底物3-3-磷酸甘油醛结合磷酸甘油醛结合。47分子伴侣通过提供一个保护环境从而加速蛋分子伴侣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。白质折叠成天然构象或形成四级结构。 1.能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，使肽链正确折叠。 2.2.

24、可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。导其正确折叠。 3. 3. 在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确形成起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。了重要的作用。 具体作用：具体作用：（三）（三）分子伴侣分子伴侣(chaperon)(chaperon)48四级结构四级结构亚基亚基 (subunit)维持因素维持因素2或或2条以上条以上多肽链，多肽链，每一条多肽链具有每一条多肽链具有完完整的三级结构整的三级结构，并以，并以非共价键非共价键相连。相连。四级结构中每条具有完整四级结构中每条具有完整三级结构的多肽链三级结构的多肽链次级

25、键次级键：离子键、离子键、疏水键、疏水键、氢键氢键无共价键无共价键四、蛋白质的四级结构四、蛋白质的四级结构(quaternary structure)(quaternary structure)（多条肽链之间的作用）（多条肽链之间的作用）49一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构定义定义肽键肽键氨基酸残基氨基酸残基基本单位基本单位主要键主要键备注备注模体模体肽单元肽单元整条肽链整条肽链亚基亚基氢键氢键疏离氢疏离氢VanVan离氢离氢结构域结构域亚基亚基蛋蛋白白质质结结构构层层次次比比较较50五、蛋白质的分类 * * 根据蛋白质组成成分根据蛋白质组成成分 单纯蛋白质单纯

26、蛋白质结合蛋白质结合蛋白质 = = 蛋白质部分蛋白质部分 + + 非蛋白质部分非蛋白质部分* * 根据蛋白质形状根据蛋白质形状 纤维状蛋白质纤维状蛋白质 多为结构蛋白，难溶于水多为结构蛋白，难溶于水球状蛋白质球状蛋白质 多为功能蛋白，易溶于水多为功能蛋白，易溶于水51第第 三三 节节蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系The Relation of Structure The Relation of Structure and Function of Proteinand Function of Protein52（一）一级结构是空间构象的基础（一）一级结构是空间构象的基础一、一级结构

27、与功能的关系一、一级结构与功能的关系（二）一级结构与功能的关系（二）一级结构与功能的关系53（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构二、空间结构与功能的关系二、空间结构与功能的关系54肌红蛋白的三级结构示意图肌红蛋白的三级结构示意图肌红蛋白肌红蛋白血红素辅基血红素辅基肌红蛋白可在肌肉中储存氧气，由肌红蛋白可在肌肉中储存氧气，由153153个个AAAA组成，含有一个血红素辅基，共组成，含有一个血红素辅基，共有有8 8个个 - -螺旋区，螺旋间有无规卷曲连接。肌红蛋白多肽链缠绕形成球状结构，螺旋区，螺旋间有无规卷曲连接。肌红蛋白多肽链缠绕形成球状结构，亲水基团位于表面，而疏水基

28、团则掩埋于分子内部。亲水基团位于表面，而疏水基团则掩埋于分子内部。55血红素是血红素是4 4个吡咯环相连形成的个吡咯环相连形成的平板状平板状铁卟啉化合物，铁卟啉化合物，FeFe2 2居于居于卟啉环的中央，卟啉环的中央， FeFe2 2有有6 6个配位键，其中个配位键，其中4 4个与吡咯环的个与吡咯环的N N原子原子相连，相连，1 1个与肽链中的个与肽链中的F8F8组氨酸组氨酸残基结合，残基结合，O O2 2则与第则与第6 6个配位键个配位键相结合。相结合。2 2个丙酸侧链与肽链的两个碱性个丙酸侧链与肽链的两个碱性aaaa残基的正电荷相连。残基的正电荷相连。56n血红蛋白血红蛋白(hemoglo

29、bin，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，每基组成的四级结构，每个亚基可结合个亚基可结合1个血红素个血红素并携带并携带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。 57Hb结构结构2 22 2：亚基间亚基间8 8条盐键条盐键每一亚基有螺旋区每一亚基有螺旋区A A、B B血红素：血红素：2 2个丙酸侧链个丙酸侧链两个碱性两个碱性aaaa残残基的正电荷基的正电荷F8F8组组aaaa残基残基离子键离子键N NN NN NN N- - -FeFeCOOCOO- -CHCH2 2CH

30、CH2 2COOCOO- -CHCH2 2CHCH2 2血血红红素素结结构构FeFe2+2+的的6 6个配位键之一个配位键之一58第一个氧分子与第一个氧分子与FeFe2+2+结合结合 FeFe2+2+半径变小，半径变小，进入卟啉平面进入卟啉平面牵动牵动F8F8组组aaaa残基残基牵动其它亚基牵动其它亚基Hb由由T型变型变R型型第二亚基结合第二亚基结合氧的速度氧的速度第三亚基结合第三亚基结合氧的速度氧的速度第四亚基结合氧第四亚基结合氧的速度的速度（二）血红蛋白的构象变化与结合氧（二）血红蛋白的构象变化与结合氧59变构效应变构效应(allosteric(allosteric effect): ef

31、fect):正协同效应（正协同效应（positive） 负协同效应（负协同效应（negative）蛋白质空间结构的改变蛋白质空间结构的改变引起其功能的变化。引起其功能的变化。变构效应剂变构效应剂/ /配体配体协同效应协同效应(cooperativity(cooperativity) ) 几个概念：几个概念：60（三）蛋白质构象改变与疾病（三）蛋白质构象改变与疾病 蛋白质构象疾病：蛋白质的折叠错误蛋白质构象疾病：蛋白质的折叠错误构象改变构象改变 影响功能影响功能导致疾病。导致疾病。发病机理：蛋白质错误折叠相互聚集，形成抗蛋白发病机理：蛋白质错误折叠相互聚集，形成抗蛋白 水解酶的淀粉样纤维沉淀，产

32、生毒性。水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性。包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、 亨丁顿舞蹈病、疯牛病等。亨丁顿舞蹈病、疯牛病等。61疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病中的蛋白质构象改变PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折叠折叠!慢性进行性致死性神经变性病慢性进行性致死性神经变性病朊蛋白病（蛋白构象病）朊蛋白病（蛋白构象病）62第第 四四 节节蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质The Physical and Chemical Characters of The Physical and Chemical Characters of ProteinProtein63

33、一、一、蛋白质具有两性电离的性质蛋白质具有两性电离的性质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)体液中蛋白质的存在形式体液中蛋白质的存在形式？阳离子阳离子pHpHpIpI阴离子阴离子pHpHpIpI兼性离子兼性离子pH=pH=pIpICOOCOO- -P PH H2 2N NCOOCOO- -P PH H3 3N N+

34、+COOHCOOHP PH H3 3N N+ +OH-+H+OH-+H+64二、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的胶体性质 蛋白质胶体蛋白质胶体 的稳定因素的稳定因素蛋白质为生物大分子，分子直径在蛋白质为生物大分子，分子直径在胶粒范围胶粒范围。颗粒表面颗粒表面电荷电荷水化膜水化膜65三、蛋白质的变性、沉淀和凝固三、蛋白质的变性、沉淀和凝固 变性的本质变性的本质：破坏非共价键和二硫键，破坏非共价键和二硫键，肽键未肽键未 被破坏，被破坏，一级结构未改变。一级结构未改变。 应用：变性和防止变性可用来消毒灭菌和保存应用：变性和防止变性可用来消毒灭菌和保存 蛋白质制剂等。蛋白质制剂等。 1.蛋白质的蛋白质的变性变性(denaturation)与复性与复性定义定义：理化因素作用下理化因素作用下空间构象改变空间构象改变理理化性质改变，化性质改变，生物活性的丧失生物活性的丧失。复性复性(renaturation)：若去除变性因素后，蛋白：若去除变性因素后，蛋白 质仍可恢复原有的构象和功能质仍可恢复原有的构象和功能。66蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出的现象称为沉淀（precipitation）2. Whats precipitation of protein?