生化基础知识 ppt课件

1、生化根底知识生化根底知识上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司 张张 浩浩上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 生物化学生物化学(Biochemistry)(Biochemistry) 是生命的化学是生命的化学, ,在分子程度讨论生命的在分子程度讨论生命的本质。生物化学的主要义务是论述活本质。生物化学的主要义务是论述活细胞内及细胞间的化学反响及其与生细胞内及细胞间的化学反响及其与生命活动的关系。命活动的关系。 1 1、研讨生物分子的构造及功能。、研讨生物分子的构造及功能。 包括蛋白质、核酸、脂类及糖等。包括蛋白质、核酸、脂类及糖等。 2 2、新陈代谢及其调理。、新陈

2、代谢及其调理。 3 3、遗传信息的储存、传送、表达及调、遗传信息的储存、传送、表达及调控分子生物学。控分子生物学。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 结合消费需求结合消费需求 1.蛋白质化学蛋白质化学 2.酶学概论酶学概论 3.血液生化血液生化第一部分第一部分 蛋白质化学蛋白质化学上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 蛋白质蛋白质 是由许多不同的是由许多不同的-氨基酸按氨基酸按一定的序列经过酰胺键肽一定的序列经过酰胺键肽键缩合而成的。键缩合而成的。 具有较稳定的构象并具有一具有较稳定的构象并具有一定生物功能的大分子。定生物功能的大分子。上上海海赛赛伦伦生生

3、物物技技术术有有限限公公司司. . 一、蛋白质的生物学意义一、蛋白质的生物学意义 1. 生物体的组成成分生物体的组成成分 2. 酶酶 3. 运输运输 4. 运动运动 5. 抗体抗体 6. 干扰素干扰素 7. 遗传信息的控制遗传信息的控制 8. 细胞膜的通透性细胞膜的通透性 9. 高等动物的记忆、识别机构高等动物的记忆、识别机构上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 二、蛋白质的元素组成二、蛋白质的元素组成 C5055%、H68%、O2023%、 N1518%、 S04%、 N的含量平均为的含量平均为16% 是凯氏定氮法的实践根底是凯氏定氮法的实践根底上上海海赛赛伦伦生生物物技技

4、术术有有限限公公司司. . 三、蛋白质的氨基酸组成三、蛋白质的氨基酸组成 氨基酸是蛋白质的根本组成单位。氨基酸是蛋白质的根本组成单位。 从细菌到人类，一切蛋白质都由从细菌到人类，一切蛋白质都由20种规范氨基酸种规范氨基酸20 standard amino acids)组成。组成。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 一氨基酸的构造通式一氨基酸的构造通式 除脯氨酸外，除脯氨酸外， 其它一切氨基酸在构造上都有一个共同的其它一切氨基酸在构造上都有一个共同的特点，即在与羧基相连的特点，即在与羧基相连的-碳原子上含有碳原子上含有一个氨基。从这个构造通式可以看出，氨基一个氨基。从这个构造

5、通式可以看出，氨基酸的差别就表如今侧链酸的差别就表如今侧链R R基团上。基团上。 Pro Pro具有二级氨基具有二级氨基-亚氨基酸亚氨基酸上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 氨基酸的构型：氨基酸的构型： 氨基酸的构型是以氨基酸的构型是以D-D-、L-L-甘油醛甘油醛为规范确定的。为规范确定的。 除甘氨酸外，除甘氨酸外， 其他一切其他一切-氨基酸都是氨基酸都是L-L-型的。型的。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . C如是不对称如是不对称C除除Gly，那么：，那么： 具有两种立体异构体具有两种立体异构体 D-型和型和L-型型 具有旋光性具有旋光性 左旋左旋-

6、或右旋或右旋+不带电方式 H2NCHCOOHR +H3NCHCOO-R两性离子方式上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 二氨基酸的分类二氨基酸的分类根据側链根据側链R基的极性基的极性,20种氨基酸可分成种氨基酸可分成4类类1极性氨基酸：极性氨基酸：1不带电：不带电：Ser、Thr、Asn、Gln、Tyr、Cys 2带正电：带正电：His、Lys、Arg 3带负电：带负电：Asp、Glu2非极性氨基酸：非极性氨基酸：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Met、Pro、Trp上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 甘氨酸甘氨酸(Glycine,Gly,

7、G),(Glycine,Gly,G), 丙氨酸丙氨酸(Alanine,Ala,A),(Alanine,Ala,A), 缬氨酸缬氨酸(Valine,Val,V),(Valine,Val,V), 亮氨酸亮氨酸(Leucine,Leu, L),(Leucine,Leu, L), 异亮氨酸异亮氨酸(Isoleucine,Ile,I),(Isoleucine,Ile,I), 脯氨酸脯氨酸(Proline,Pro,P),(Proline,Pro,P), 苯丙氨酸苯丙氨酸(Phenylalanine,Phe,F),(Phenylalanine,Phe,F), 色氨酸色氨酸(Tryptophan,Trp,W)

8、,(Tryptophan,Trp,W), 甲硫氨酸甲硫氨酸(Methionine,Met,M)(Methionine,Met,M) 1. 1. 非极性非极性R R基氨基酸共基氨基酸共9 9种：种：上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 2. 2.无电荷的极性无电荷的极性R R基氨基酸共基氨基酸共6 6种：种： 丝氨酸丝氨酸(Serine,Ser,S),(Serine,Ser,S), 苏氨酸苏氨酸(Threonine,Thr,T),(Threonine,Thr,T), 酪氨酸酪氨酸(Tyrosine,Tyr,Y),(Tyrosine,Tyr,Y), 半胱氨酸半胱氨酸(Cystei

9、ne,Cys,C),(Cysteine,Cys,C), 天冬酰胺天冬酰胺(Asparagine,Asn,N),(Asparagine,Asn,N), 谷氨酰胺谷氨酰胺(Glutamine,Gln,Q)(Glutamine,Gln,Q)上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3. 3.带正电荷的极性带正电荷的极性R R基氨基酸共基氨基酸共3 3种：种： 赖氨酸赖氨酸(Lysine,Lys,K),(Lysine,Lys,K), 精氨酸精氨酸(Arginine,Arg,R),(Arginine,Arg,R), 组氨酸组氨酸(Histidine,His,H)(Histidine,His

10、,H) 4. 4.带负电荷的极性带负电荷的极性R R基氨基酸共基氨基酸共2 2种：种： 天冬氨酸天冬氨酸(Aspartic acid,Asp,D),(Aspartic acid,Asp,D), 谷氨酸谷氨酸(Glutamic acid,Glu,E)(Glutamic acid,Glu,E)上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 根据根据R的化学构造的化学构造 1脂肪族氨基酸：脂肪族氨基酸： 1疏水性：疏水性：Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Met、Cys； 2极性：极性：Arg、Lys、Asp、Glu、Asn、Gln、Ser、Thr 2芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：Phe

11、、Tyr 3杂环氨基酸：杂环氨基酸：Trp、His 4杂环亚氨基酸：杂环亚氨基酸：Pro上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 紫外吸收特性 酪氨酸和色氨酸在酪氨酸和色氨酸在280nm处具紫外处具紫外吸收特性，蛋白质通常含有这样的吸收特性，蛋白质通常含有这样的氨基酸。氨基酸。 故可以在故可以在280nm处测定蛋白质的含处测定蛋白质的含量。量。 上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 三氨基酸的重要理化性质三氨基酸的重要理化性质 1、普通物理性质、普通物理性质 无色晶体，熔点极高无色晶体，熔点极高200以上，不以上，不同味道；水中溶解度差别较大极性和非同味道；水中

12、溶解度差别较大极性和非极性，不溶于有机溶剂。极性，不溶于有机溶剂。 2、两性解离和等电点、两性解离和等电点 氨基酸在水溶液中或在晶体外形时都以离氨基酸在水溶液中或在晶体外形时都以离子方式存在，在同一个氨基酸分子上带有子方式存在，在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的能放出质子的NH3+正离子和能接受质正离子和能接受质子的子的COO-负离子，为两性电解质。负离子，为两性电解质。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 氨基酸在不同的氨基酸在不同的pHpH条件下可解离成带不同的电荷条件下可解离成带不同的电荷 COOH COO- COO- | H | H | H3NCH H3NCH H2

13、NCH | -H | +H | H H H 酸性外形(pHpI) 两性离子外形(pH=pI) 碱性外形(pHpI)调理氨基酸溶液的调理氨基酸溶液的pH，使氨基酸分子上的，使氨基酸分子上的+NH3基和基和COO-基的解离程度完全相等时，基的解离程度完全相等时，即所带净电荷为零，此时氨基酸所处溶液的即所带净电荷为零，此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点值称为该氨基酸的等电点pI。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3.化学性质化学性质 (略略) 1与茚三酮的反响与茚三酮的反响 2与甲醛的反响与甲醛的反响 3与与2,4-二硝基氟苯二硝基氟苯(DNFB)的反响的反响 4与

14、异硫氰酸苯酯与异硫氰酸苯酯PITC的反响的反响 5与荧光胺反响与荧光胺反响 6与与5,5-双硫基双硫基-双双2-硝基苯甲酸反硝基苯甲酸反响响上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 四、肽四、肽 蛋白质是由单一肽链或多条肽链构蛋白质是由单一肽链或多条肽链构成的大分子。成的大分子。 这些多肽链在长度上普通超越这些多肽链在长度上普通超越4040个个以上的氨基酸残基，最大者甚至超以上的氨基酸残基，最大者甚至超越越40004000个氨基酸残基。个氨基酸残基。 假设按氨基酸残基平均分子量假设按氨基酸残基平均分子量110110计计，那么蛋白质分子量范围大约是，那么蛋白质分子量范围大约是4 4

15、 000-440 000 Da(4-440 kD)000-440 000 Da(4-440 kD)。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 1 1肽、肽链和肽键肽、肽链和肽键 氨基酸与氨基酸之间可以经过氨基酸与氨基酸之间可以经过-氨基和氨基和-羧基羧基构成的酰胺键共价地结合在一同构成的酰胺键共价地结合在一同, ,这样构成的产这样构成的产物叫做肽物叫做肽PeptidePeptide。 在蛋白质化学中，这种酰胺键称为肽键在蛋白质化学中，这种酰胺键称为肽键 Peptide bondPeptide bond。 由氨基酸借肽键所构成的一条线性的链状分子就由氨基酸借肽键所构成的一条线性的链

16、状分子就叫做肽链叫做肽链(peptide chain) (peptide chain) 。 在肽链构造中在肽链构造中, ,每个的氨基酸不再是完好的，因每个的氨基酸不再是完好的，因此叫做氨基酸残基此叫做氨基酸残基residueresidue。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 2.肽的性质 1肽键可被水解肽键可被水解 2肽的解离性质肽的解离性质 肽是一类多聚两性电解质，随环境肽是一类多聚两性电解质，随环境pH的变化，可以电离成带正电荷、负电荷的变化，可以电离成带正电荷、负电荷或者净电荷为零等不同的外形。或者净电荷为零等不同的外形。 每一种多肽都有它的等电点，可经过酸每一种多肽

17、都有它的等电点，可经过酸碱滴定曲线来确定。等电点的差别反映碱滴定曲线来确定。等电点的差别反映出它们的氨基酸组成不同和侧链可电离出它们的氨基酸组成不同和侧链可电离基团的种类和性质的差别。基团的种类和性质的差别。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3.生物活性肽生物活性肽 几乎一切生物体内部都存在多种非蛋几乎一切生物体内部都存在多种非蛋白质肽。这类物质都有相应的生物活白质肽。这类物质都有相应的生物活性，虽然人们并不完全清楚它们的功性，虽然人们并不完全清楚它们的功能。通常我们把这些肽类统称为生物能。通常我们把这些肽类统称为生物活性肽。活性肽。 生物活性肽在组成、构造和大小方面生物

18、活性肽在组成、构造和大小方面存在很大的差别。有的呈环形，有的存在很大的差别。有的呈环形，有的有分支，有的还含有有分支，有的还含有D-氨基酸和氨基氨基酸和氨基酸类似物。酸类似物。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 谷光甘肽谷光甘肽GSH 催产素和升压素催产素和升压素 促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素ACTH 脑肽脑肽 胆囊收缩素胆囊收缩素 胰高血糖素胰高血糖素上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 五、五、 蛋白质的构造蛋白质的构造 蛋白质是氨基酸以肽键相互衔接的线性序列。蛋白质是氨基酸以肽键相互衔接的线性序列。 在蛋白质中，多肽链折叠构成特殊的外形构在蛋白质

19、中，多肽链折叠构成特殊的外形构象象conformation。在构造中，这种构象。在构造中，这种构象是原子的三维陈列，由氨基酸序列决议。是原子的三维陈列，由氨基酸序列决议。 蛋白质有四种构造层次：蛋白质有四种构造层次： 一级构造一级构造primary 二级构造二级构造secondary 三级构造三级构造tertiary 四级构造四级构造quaternary不总是有。不总是有。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 一蛋白质的一级构造化学构造一蛋白质的一级构造化学构造 一级构培育是蛋白质分子中氨基酸残基的陈一级构培育是蛋白质分子中氨基酸残基的陈列顺序，即氨基酸的线性序列。列顺序，即

20、氨基酸的线性序列。 在基因编码的蛋白质中，这种序列是由在基因编码的蛋白质中，这种序列是由mRNA中的核苷酸序列决议的。中的核苷酸序列决议的。 一级构造中包含的共价键一级构造中包含的共价键covalent bonds主要指肽键主要指肽键peptide bond和二硫键和二硫键disulfide bond上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His- Leu-Val- Glu- Ala- Leu- Tyr Leu -Val-Cys-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys

21、-AlaOHB链157101519 20212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A链711621SSSS牛胰岛素的化学构造牛胰岛素的化学构造SS上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 二蛋白质的空间构造构象、高级构造二蛋白质的空间构造构象、高级构造 蛋白质空间构象蛋白质空间构象 是指蛋白质多肽链是指蛋白质多肽链主链在空间上的走向及一切原子和基主链在空间上的走向及一切原子和基团在空间中的陈列与分布。团在空间中的陈列与分布。

22、 蛋白质的空间构造包括蛋白质的空间构造包括: : 二级构造二级构造 三级构造三级构造 四级构造。四级构造。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 1. 蛋白质的二级构造蛋白质的二级构造 指蛋白质多肽链本身的折叠和环绕指蛋白质多肽链本身的折叠和环绕方式方式 1-螺旋螺旋-helix 2-折叠构造折叠构造-pleated sheet 3-转角转角-turn 4自在回转自在回转上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 1-螺旋螺旋-helixC(NHCCO)3 NOHHR3.613 (ns)RRRRRRRRR螺旋的横截面上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司.

23、 . 2-折叠构造折叠构造-pleated sheetCCCCCCRRRRRRNNCNNCCC平行反平行上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3-转角转角-turnN1CHCC2CHNHO=C3CHNC4CHNRRHOHRROHO上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 4自在回转自在回转没有一定规律的松散肽链构造。酶的活性部位。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 2. 超二级构造和构造域超二级构造和构造域 超二级构造是指假设干相邻的二级构造中的超二级构造是指假设干相邻的二级构造中的构象单元彼此相互作用，构成有规那么的，构象单元彼此相互作用，

24、构成有规那么的，在空间上能识别的二级构造组合体。是蛋白在空间上能识别的二级构造组合体。是蛋白质二级构造至三级构造层次的一种过渡态构质二级构造至三级构造层次的一种过渡态构象层次。象层次。 构造域是球状蛋白质的折叠单位。多肽链在构造域是球状蛋白质的折叠单位。多肽链在超二级构造的根底上进一步绕曲折叠成严密超二级构造的根底上进一步绕曲折叠成严密的近似球行的构造，具有部分生物功能。对的近似球行的构造，具有部分生物功能。对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个以上构造域缔合而成三级构造。两个以上构造域缔合而成三级构造。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司

25、司. . 3. 蛋白质的三级构造蛋白质的三级构造 指多肽链上的一切原子包括主指多肽链上的一切原子包括主链和侧链在三维空间的分布。链和侧链在三维空间的分布。 肌红蛋白肌红蛋白上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 4. 蛋白质的四级构造蛋白质的四级构造 多肽亚基多肽亚基subunit的空间排布和的空间排布和相互作用。亚基间以非共价键衔接。相互作用。亚基间以非共价键衔接。 血红蛋白血红蛋白上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 化学键化学键三蛋白质分子中的共价键与次级键三蛋白质分子中的共价键与次级键 肽键肽键共价键共价键次级键次级键一级构造一级构造氢键氢键二硫键二硫

26、键二、三、四级构造二、三、四级构造疏水键疏水键盐键盐键范德华力范德华力三、四级构造三、四级构造 -是蛋白质空间构象稳定的要素是蛋白质空间构象稳定的要素上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 六、蛋白质分子构造与功能的关系六、蛋白质分子构造与功能的关系 一蛋白质一级构造与功能的关系一蛋白质一级构造与功能的关系 1. 种属差别种属差别 蛋白质一级构造的种属差别十清楚显，但一蛋白质一级构造的种属差别十清楚显，但一样部分氨基酸对蛋白质的功能起决议作用。样部分氨基酸对蛋白质的功能起决议作用。根据蛋白质构造上的差别，可以断定它们在根据蛋白质构造上的差别，可以断定它们在亲缘关系上的远近。亲缘

27、关系上的远近。 2.分子病分子病 蛋白质分子一级构造的氨基酸陈列顺序与正蛋白质分子一级构造的氨基酸陈列顺序与正常有所不同的遗传病。常有所不同的遗传病。-链 1 2 3 4 5 6 7Hb-A Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-LysHb-S Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys含氧-HbA Val 取代GluO2O2粘性疏水斑点含氧HbS脱氧HbS疏水位点血红蛋白分子凝集镰状细胞贫血镰状细胞贫血sick-cell anemia从患者红细胞中鉴定出特异的镰刀型或月牙型细胞。从患者红细胞中鉴定出特异的镰刀型或月牙型细胞。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司

28、司. . 二蛋白质构象与功能的关系二蛋白质构象与功能的关系 别变构作用：含亚基的蛋白质由于一个别变构作用：含亚基的蛋白质由于一个亚基的构象改动而引起其他亚基和整个分子亚基的构象改动而引起其他亚基和整个分子构象、性质和功能发生改动的作用。因别构构象、性质和功能发生改动的作用。因别构而产生的效应称别构效应。而产生的效应称别构效应。 血红蛋白是别构蛋白，血红蛋白是别构蛋白，O2结合到一个亚基上结合到一个亚基上以后，影响与其它亚基的相互作用。以后，影响与其它亚基的相互作用。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 七、蛋白质的性质七、蛋白质的性质上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公

29、公司司. . 一蛋白质的相对分子量一蛋白质的相对分子量 蛋白质相对分子量在蛋白质相对分子量在10 0001 000 000之间。测定分之间。测定分子量的主要方法有浸透压法、超离心法、凝胶过滤法子量的主要方法有浸透压法、超离心法、凝胶过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。、聚丙烯酰胺凝胶电泳等。 最准确可靠的方法是超离心法最准确可靠的方法是超离心法Svedberg于于1940年设年设计：蛋白质颗粒在计：蛋白质颗粒在2550*104 g离心力作用下从溶离心力作用下从溶液中沉降下来。液中沉降下来。 沉降系数沉降系数s：单位：单位cm离心场里的沉降速度。离心场里的沉降速度。 沉降系数的单位常用沉降系数的单位常

30、用S，1S=110-13s s = v2x v =沉降速度沉降速度dx/dt=离心机转子角速度弧度离心机转子角速度弧度/s x =蛋白质界面中点与转子中心的间隔蛋白质界面中点与转子中心的间隔cm上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 蛋白质分子量M与沉降系数s的关系R气体常数气体常数8.314107ergsmol -1 度度-1T绝对温度绝对温度D分散常数蛋白质分子量很大，离心机转速很快，那分散常数蛋白质分子量很大，离心机转速很快，那么忽略不计么忽略不计V蛋白质的微分比容蛋白质的微分比容m3g-1溶剂密度溶剂密度20，gml-1 s沉降系数沉降系数M = RTsD1V上上海海赛

31、赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 二蛋白质的两性电离及等电点二蛋白质的两性电离及等电点 蛋白质在其等电点偏酸溶液中带正电荷，蛋白质在其等电点偏酸溶液中带正电荷，在偏碱溶液中带负电荷，在等电点在偏碱溶液中带负电荷，在等电点pH时为时为两性离子。两性离子。 电泳：带电颗粒在电场中挪动的景象。分电泳：带电颗粒在电场中挪动的景象。分子大小不同的蛋白质所带净电荷密度不同子大小不同的蛋白质所带净电荷密度不同，迁移率即异，在电泳时可以分开。，迁移率即异，在电泳时可以分开。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 1. 自在界面电泳：蛋白质溶于缓冲液自在界面电泳：蛋白质溶于缓冲液中进

32、展电泳。中进展电泳。 2. 区带电泳：将蛋白质溶液点在浸了区带电泳：将蛋白质溶液点在浸了缓冲液的支持物上进展电泳，不同组缓冲液的支持物上进展电泳，不同组分构成带状区域。分构成带状区域。 1纸上电泳：用滤纸作支持物。纸上电泳：用滤纸作支持物。 2凝胶电泳：用凝胶淀粉、琼脂凝胶电泳：用凝胶淀粉、琼脂糖、聚丙烯酰胺作支持物。糖、聚丙烯酰胺作支持物。 -+ 平板电泳：铺有凝胶的玻板上进展的电泳。平板电泳：铺有凝胶的玻板上进展的电泳。圆圆盘盘电电泳泳：玻玻璃璃管管中中进进的的凝凝胶胶电电泳泳。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3.等电聚焦电泳：当蛋白质在其等电点时，净电荷为零，等电

33、聚焦电泳：当蛋白质在其等电点时，净电荷为零，在电场中不再挪动。在电场中不再挪动。+5.06.07.0稳定pH梯度5.06.07.0稳定pH梯度通电+上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 三蛋白质的胶体性质三蛋白质的胶体性质 布郎运动、丁道尔景象、电泳景象，布郎运动、丁道尔景象、电泳景象，不能透过半透膜，具有吸附才干。不能透过半透膜，具有吸附才干。 蛋白质溶液稳定的缘由：蛋白质溶液稳定的缘由： 1外表构成水膜水化层外表构成水膜水化层； 2带一样电荷。带一样电荷。 +上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 四蛋白质的沉淀反响四蛋白质的沉淀反响 1. 加高浓度盐类盐

34、析：加盐使蛋白质沉淀析加高浓度盐类盐析：加盐使蛋白质沉淀析出。出。 分段盐析：调理盐浓度，可使混合蛋白质分段盐析：调理盐浓度，可使混合蛋白质溶液中的几种蛋白质分段析出。溶液中的几种蛋白质分段析出。 血清球蛋白血清球蛋白50%(NH4)2SO4饱和度，清饱和度，清蛋白饱和蛋白饱和(NH4)2SO4)。 2. 加有机溶剂加有机溶剂 3. 加重金属盐加重金属盐 4. 加生物碱试剂加生物碱试剂 单宁酸、苦味酸、钼酸、钨酸、三氯乙酸能沉淀单宁酸、苦味酸、钼酸、钨酸、三氯乙酸能沉淀生物碱，称生物碱试剂。生物碱，称生物碱试剂。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 五蛋白质的变性五蛋白质的变

35、性 天然蛋白质受物理或化学要素的影响，其共价键天然蛋白质受物理或化学要素的影响，其共价键不变，但分子内部原有的高度规律性的空间陈列不变，但分子内部原有的高度规律性的空间陈列发生变化，致使其原有性质发生部分或全部丧失发生变化，致使其原有性质发生部分或全部丧失，称为蛋白质的变性。，称为蛋白质的变性。 蛋白质的变性只破坏其蛋白质的变性只破坏其空间构造而不破坏它的一级构造。空间构造而不破坏它的一级构造。 变性蛋白质主要标志是生物学功能的丧失。溶解变性蛋白质主要标志是生物学功能的丧失。溶解度降低，易构成沉淀析出，结晶才干丧失，分子度降低，易构成沉淀析出，结晶才干丧失，分子外形改动，肽链松散，反响基团添加

36、，易被酶消外形改动，肽链松散，反响基团添加，易被酶消化。化。 变性蛋白质分子相互凝集为固体的景象称凝固。变性蛋白质分子相互凝集为固体的景象称凝固。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 六蛋白质的颜色反响六蛋白质的颜色反响 见后页见后页上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 反响称号反响称号试试 剂剂颜色颜色反响有关基团反响有关基团有 此 反 响有 此 反 响的 蛋 白 质的 蛋 白 质或氨基酸或氨基酸双缩脲反响NaOH、CuSO2紫色或粉红色二个以上肽键一 切 蛋 白质米伦反响H g N O 3 、Hg(NO3)2及HNO3混合物红色 Tyr黄色反响浓HNO3

37、及NH3黄色、橘色 Tyr、Phe乙醛酸反响(Hopking-Cole反响)乙醛酸试剂及浓H2SO4紫色 Trp坂口反响(Sakaguchi反响)-萘酚、NaClO红色胍基Arg酚试剂反响(Folin-Cioculteu反响)碱性CuSO4及磷钨酸-钼酸蓝色酚基、吲哚基Tyr茚三酮反响茚三酮蓝色自在氨基及羧基-氨基酸 OH上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 蛋白质的其他反响蛋白质的其他反响 成盐反响成盐反响 酰基化和烃基化反响酰基化和烃基化反响 成酯反响成酯反响 酰氯化反响酰氯化反响 成酰胺反响成酰胺反响 脱羧反响脱羧反响 迭氮反响迭氮反响上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有

38、有限限公公司司. . 八、蛋白质的分别纯化八、蛋白质的分别纯化 蛋白质的分别纯化是对蛋白质进展研讨的蛋白质的分别纯化是对蛋白质进展研讨的一项必需的和根底的义务。一项必需的和根底的义务。 目前常运用的分别纯化的方法或技术都是目前常运用的分别纯化的方法或技术都是在了解蛋白质性质和构造特点的根底上建在了解蛋白质性质和构造特点的根底上建立的。立的。 目的蛋白质的分别决不是一件轻而易举的目的蛋白质的分别决不是一件轻而易举的事情，由于要把它与性质、大小和构造非事情，由于要把它与性质、大小和构造非常类似的其他蛋白质别分开来存在许多困常类似的其他蛋白质别分开来存在许多困难。有些目的蛋白质在组织细胞内的含量难。

39、有些目的蛋白质在组织细胞内的含量很低，这无疑将添加获取足量蛋白质的难很低，这无疑将添加获取足量蛋白质的难度。度。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 目的蛋白质的分别纯化程序目的蛋白质的分别纯化程序 资料的选择；资料的选择； 组织匀浆和破碎细胞获取粗提取液；组织匀浆和破碎细胞获取粗提取液； 蛋白质初步提纯；蛋白质初步提纯； 选择一种或几种适宜的方法除去杂蛋白选择一种或几种适宜的方法除去杂蛋白, ,直至完直至完全纯化；全纯化； 目的蛋白的鉴定。目的蛋白的鉴定。 用于研讨目的蛋白质通常应坚持它的生物活性。用于研讨目的蛋白质通常应坚持它的生物活性。因此，在目的蛋白质的整个分别纯化过

40、程中要在因此，在目的蛋白质的整个分别纯化过程中要在较低温度下较低温度下(0(04)4)操作，留意运用蛋白酶操作，留意运用蛋白酶( (使蛋使蛋白质降解的酶白质降解的酶) )的抑制剂，防止运用猛烈条件，以的抑制剂，防止运用猛烈条件，以免蛋白质特定的折叠构造遭到破坏免蛋白质特定的折叠构造遭到破坏上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 1、根据蛋白质是两性电解质分别、根据蛋白质是两性电解质分别1. 1. 蛋白质的电泳分别蛋白质的电泳分别 凝胶电泳是目前常用的一种生化方法。用于蛋白质分别的凝胶电泳是目前常用的一种生化方法。用于蛋白质分别的凝胶主要是聚丙烯酰胺凝胶，该凝胶是由单体丙烯酰胺和

41、交联凝胶主要是聚丙烯酰胺凝胶，该凝胶是由单体丙烯酰胺和交联剂甲叉双丙烯酰胺配制而成，其最大的特点是凝胶的孔径可根剂甲叉双丙烯酰胺配制而成，其最大的特点是凝胶的孔径可根据需求进展选择。以聚丙烯酰胺凝胶为支持物，可进展非变性据需求进展选择。以聚丙烯酰胺凝胶为支持物，可进展非变性电泳和变性电泳。电泳和变性电泳。非变性电泳：蛋白质样品未进展变性处置，凝胶中没参与变性剂，非变性电泳：蛋白质样品未进展变性处置，凝胶中没参与变性剂，经过电泳分别的蛋白质仍具有生物活性。经过电泳分别的蛋白质仍具有生物活性。变性电泳：变性电泳：SDS-SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE) (SDS-P

42、AGE) 。SDSSDS是一种带负是一种带负电荷的阴离子去垢剂，它能使蛋白量变性、肽链伸展，并吸附电荷的阴离子去垢剂，它能使蛋白量变性、肽链伸展，并吸附在伸展的肽链上，吸附的量与链长成比例。常用来测定蛋白质在伸展的肽链上，吸附的量与链长成比例。常用来测定蛋白质亚基的大小和鉴定蛋白质的纯度。亚基的大小和鉴定蛋白质的纯度。等电聚焦：是在聚丙烯酰胺凝胶电泳的根底上开展起来的一种用于等电聚焦：是在聚丙烯酰胺凝胶电泳的根底上开展起来的一种用于检测蛋白质的方法，它与检测蛋白质的方法，它与SDS-PAGESDS-PAGE结合构成的双向电泳技术可结合构成的双向电泳技术可用于确定蛋白质的亚基组成及电荷异构体的分

43、析。用于确定蛋白质的亚基组成及电荷异构体的分析。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 电泳后的蛋白质检测电泳后的蛋白质检测 考马斯亮蓝染色是常用的一项电泳染色方法考马斯亮蓝染色是常用的一项电泳染色方法,是是根据考马斯亮蓝能与蛋白质多肽链定量结合的原根据考马斯亮蓝能与蛋白质多肽链定量结合的原理而建立起的。对于一个混合蛋白质的电泳分别理而建立起的。对于一个混合蛋白质的电泳分别来说来说,它只能检测样品的分别情况；假设被检蛋它只能检测样品的分别情况；假设被检蛋白质的位置可以确定白质的位置可以确定,可以将该蛋白质的色带切可以将该蛋白质的色带切下之后进展脱色下之后进展脱色,测定脱色液光吸

44、收值测定脱色液光吸收值,能对该蛋能对该蛋白质进展定量分析。白质进展定量分析。 活性染色是根据有活性的目的蛋白质特有的生物活性染色是根据有活性的目的蛋白质特有的生物化学反响产生的有色物质或另外参与某种能与产化学反响产生的有色物质或另外参与某种能与产物生成颜色的物质来进展检测的物生成颜色的物质来进展检测的.活性染色可以活性染色可以从一个复杂的蛋白质样品中检测到目的蛋白出现从一个复杂的蛋白质样品中检测到目的蛋白出现的位置。的位置。 免疫印迹或蛋白质印迹是检测目的蛋白质的一项免疫印迹或蛋白质印迹是检测目的蛋白质的一项非常有效的方法。一种蛋白质非常有效的方法。一种蛋白质(抗原抗原)能与它产生能与它产生的

45、抗体专注地反响。在电泳之后的抗体专注地反响。在电泳之后,欲检测目的蛋欲检测目的蛋白的存在白的存在,可以先将凝胶中的蛋白质电转移到硝可以先将凝胶中的蛋白质电转移到硝酸纤维素膜上酸纤维素膜上,然后用目的蛋白产生的抗体与之然后用目的蛋白产生的抗体与之产生抗原产生抗原-抗体反响抗体反响,最后可用衔接有碱性磷酸酯最后可用衔接有碱性磷酸酯酶或辣根过氧化酶的第二抗体酶或辣根过氧化酶的第二抗体(通用抗体通用抗体)与第一与第一抗体反响抗体反响,参与能与抗体共接的酶反响生成有色参与能与抗体共接的酶反响生成有色物质的生色液物质的生色液,即可非常可靠地检到的目的蛋白即可非常可靠地检到的目的蛋白上上海海赛赛伦伦生生物物

46、技技术术有有限限公公司司. . 2.2.蛋白质的离子交换柱层析分别蛋白质的离子交换柱层析分别用于蛋白质分别纯化的离子交换剂多为纤维素离子交换剂。用于蛋白质分别纯化的离子交换剂多为纤维素离子交换剂。蛋白质样品同离子交换纤维素的结合力取决于彼此相反电荷蛋白质样品同离子交换纤维素的结合力取决于彼此相反电荷基团的静电吸引，这与溶液的基团的静电吸引，这与溶液的pHpH有关，因有关，因pHpH决议离子交换剂决议离子交换剂与蛋白质的解离程度。盐类的存在可降低离子交换剂的离子与蛋白质的解离程度。盐类的存在可降低离子交换剂的离子基团和蛋白质相反电荷基团之间的静电吸引。故蛋白质混合基团和蛋白质相反电荷基团之间的静

47、电吸引。故蛋白质混合物的洗脱分别可由改动洗脱液中的盐类的离子强度和物的洗脱分别可由改动洗脱液中的盐类的离子强度和pHpH来完来完成。同离子交换剂结合力最小的蛋白质首先从层析柱上洗脱成。同离子交换剂结合力最小的蛋白质首先从层析柱上洗脱下来。下来。弱酸性的阳离子交换剂普通适宜于分别弱酸性的阳离子交换剂普通适宜于分别pIpI7.07.0的蛋白质。的蛋白质。弱碱性的阴离子交换剂普通适宜于分别弱碱性的阴离子交换剂普通适宜于分别pIpI7.07.0的蛋白质。的蛋白质。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 2、根据蛋白质的胶体性质与盐析、根据蛋白质的胶体性质与盐析分别分别 蛋白质在水中可构

48、成一种稳定的亲水胶体。蛋白质在水中可构成一种稳定的亲水胶体。 盐溶景象：在盐溶液很稀的范围内，随着盐浓度的盐溶景象：在盐溶液很稀的范围内，随着盐浓度的添加，球状蛋白质的溶解度也随之添加，此景象称添加，球状蛋白质的溶解度也随之添加，此景象称作盐溶作盐溶(salting-in) 。任何物质的溶解度都取决于溶。任何物质的溶解度都取决于溶质分子间的相对亲和力及溶质分子与溶剂分子的相质分子间的相对亲和力及溶质分子与溶剂分子的相对亲和力。任何降低溶质分子相互作用的要素以及对亲和力。任何降低溶质分子相互作用的要素以及加强溶质分子与溶剂分子相互作用的要素都有助于加强溶质分子与溶剂分子相互作用的要素都有助于添加

49、溶解度。添加溶解度。 盐析景象：随着盐浓度的继续升高，例如，到达饱盐析景象：随着盐浓度的继续升高，例如，到达饱和和半饱和的程度，蛋白质的溶解度逐渐变小，彼和和半饱和的程度，蛋白质的溶解度逐渐变小，彼此之间相互凝聚而发生沉淀，此景象称作盐析此之间相互凝聚而发生沉淀，此景象称作盐析(satting-out ) 。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3、 蛋白质的沉降作用及超离心蛋白质的沉降作用及超离心分别分别 沉降速度沉降速度( = dx / dt )与蛋白质分子的大小和密与蛋白质分子的大小和密度有关。度有关。 沉降速度法，适用于分别沉降系数不同但密度沉降速度法，适用于分别沉降

50、系数不同但密度相近的蛋白质。相近的蛋白质。 沉降平衡法，适用于沉降系数相近，但密度不沉降平衡法，适用于沉降系数相近，但密度不同的蛋白质。同的蛋白质。 沉降系数：当沉降界面以恒定的速度挪动时沉降系数：当沉降界面以恒定的速度挪动时，单位离心场里的沉降。，单位离心场里的沉降。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 4、凝胶过滤、凝胶过滤 是指利用高度水化的，具有不同大小孔径是指利用高度水化的，具有不同大小孔径的网状构造的惰性多聚物颗粒作为层析柱的网状构造的惰性多聚物颗粒作为层析柱的填充物，把分子大小不同的蛋白质混合的填充物，把分子大小不同的蛋白质混合物上样到柱层析上，混合物中的各组分

51、随物上样到柱层析上，混合物中的各组分随着洗脱液的流动，按分子大小以不同的速着洗脱液的流动，按分子大小以不同的速度向下挪动，从而把各组分分开。度向下挪动，从而把各组分分开。 常用的有葡聚糖凝胶常用的有葡聚糖凝胶(sephadex)或琼脂糖或琼脂糖凝胶凝胶(sepharose) 作为层析柱的填充物。作为层析柱的填充物。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 5、蛋白质的配体特异性与亲和层析、蛋白质的配体特异性与亲和层析 根据蛋白质的配体特异性，建立了一种非常有效的根据蛋白质的配体特异性，建立了一种非常有效的蛋白质分别方法蛋白质分别方法亲和层析法。亲和层析法。 假设某蛋白质假设某蛋白

52、质A，在表现功能的过程中需求和，在表现功能的过程中需求和B物物质结合，且结合是特异的：质结合，且结合是特异的：A + B AB 假假设用化学的方法先将假假设用化学的方法先将B物质与一种不溶性载体物质与一种不溶性载体(R) 偶联，得到偶联，得到R-B，偶联到，偶联到R上的上的B不丧失与不丧失与A结结合的才干的话，那麽，将含有合的才干的话，那麽，将含有A的混合蛋白经过装的混合蛋白经过装有有R-B的层析柱时，的层析柱时，A将与将与B结合结合, 构成构成RBA，不，不能与能与B结合的杂蛋白将从柱下流出结合的杂蛋白将从柱下流出, 然后用适当的洗然后用适当的洗脱液将脱液将A洗脱下来洗脱下来上上海海赛赛伦伦

53、生生物物技技术术有有限限公公司司. . 根据蛋白质外形根据蛋白质外形球状蛋白球状蛋白纤维状蛋白纤维状蛋白九、蛋白质的分类九、蛋白质的分类上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 根据根据 分子组成分子组成 简单蛋白按简单蛋白按溶解度溶解度 结合蛋白结合蛋白按辅基按辅基清蛋白清蛋白球蛋白球蛋白谷蛋白谷蛋白醇溶蛋白醇溶蛋白精蛋白精蛋白组蛋白组蛋白硬蛋白硬蛋白核蛋白核蛋白糖蛋白与蛋白聚糖糖蛋白与蛋白聚糖脂蛋白脂蛋白色蛋白色蛋白磷蛋白磷蛋白第二部分第二部分 酶学概论酶学概论上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 一、酶的概念一、酶的概念 酶是生物细胞产生的、具有催化才干酶

54、是生物细胞产生的、具有催化才干的蛋白质的蛋白质,也称生物催化剂。也称生物催化剂。 酶所催化的反响称酶促反响。酶所催化的反响称酶促反响。 酶促反响中，被酶催化的对象称为底酶促反响中，被酶催化的对象称为底物，反响生成物称为产物。物，反响生成物称为产物。 酶所具有的催化才干称为酶活性。酶所具有的催化才干称为酶活性。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 酶促反响特点酶促反响特点 酶具有普通催化剂的特征：酶具有普通催化剂的特征： 1.只能进展热力学上允许进展的反响；只能进展热力学上允许进展的反响； 2.可以缩短化学反响到达平衡的时间，而不改动反可以缩短化学反响到达平衡的时间，而不改动反

55、响的平衡点；响的平衡点； 3.经过降低活化能加快化学反响速度。经过降低活化能加快化学反响速度。 酶的催化特点酶的催化特点 1.高效性：通常要高出非生物催化剂催化活性的高效性：通常要高出非生物催化剂催化活性的1061013倍。倍。 2.专注性：酶对底物具有严峻的选择性。专注性：酶对底物具有严峻的选择性。 3.敏感性：对环境条件极为敏感。敏感性：对环境条件极为敏感。 4.可调性：酶活性的调理和酶合成速度的调理。可调性：酶活性的调理和酶合成速度的调理。上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 二、酶的分类与命名二、酶的分类与命名 1961年国际酶学委员会年国际酶学委员会Enzyme C

56、ommittee, EC根据根据酶所催化的反响类型和机理，把酶分成酶所催化的反响类型和机理，把酶分成6大类：大类： 1. 氧化复原酶类：主要是催化氢的转移或电子传送的氧氧化复原酶类：主要是催化氢的转移或电子传送的氧化复原反响。乳酸脱氢酶化复原反响。乳酸脱氢酶 2. 转移酶类：催化化合物中某些基团的转移。转氨酶转移酶类：催化化合物中某些基团的转移。转氨酶 3. 水解酶类：催化加水分解作用。蛋白水解酶水解酶类：催化加水分解作用。蛋白水解酶 4. 裂解酶类：催化非水解性地除去基团而构成双键的反裂解酶类：催化非水解性地除去基团而构成双键的反响或逆反响。醛缩酶响或逆反响。醛缩酶 5. 异构酶：催化异构酶

57、：催化 各种异构体之间的互变。磷酸葡萄糖变各种异构体之间的互变。磷酸葡萄糖变位酶位酶 6. 合成酶类：催化有合成酶类：催化有ATP参与的合成反响。谷氨酰氨合参与的合成反响。谷氨酰氨合成酶成酶上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 1 .氧化复原酶类氧化复原酶类:主要是催化氢的转移或电子传送的氧化复原反响。主要是催化氢的转移或电子传送的氧化复原反响。1脱氢酶类：催化直接从底物上脱氢的反响。脱氢酶类：催化直接从底物上脱氢的反响。 2氧化酶类氧化酶类催化底物脱氢，氧化生成催化底物脱氢，氧化生成H2O2：催化底物脱氢，氧化生成催化底物脱氢，氧化生成H2O：AH2 + BO2A + BH

58、2H2O2，H2OAH2 +BA +BH2需辅酶需辅酶或辅酶或辅酶AH2 + O2A + H2O2需需FAD或或FMN2AH2 + O22A + 2H2O上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3过氧化物酶过氧化物酶ROO + H2O2RO + H2O + O24加氧酶双加氧酶和单加氧酶加氧酶双加氧酶和单加氧酶O2 +OHOHC=OC=OOHOH顺，顺顺，顺-已二烯二酸已二烯二酸RH + O2 + 复原型辅助因子复原型辅助因子ROH + H2O + 氧化型辅助因子氧化型辅助因子又称羟化酶又称羟化酶上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 2. 转移酶类：催化化合物

59、中某些基团的转移。转移酶类：催化化合物中某些基团的转移。 根据根据X分成分成8个亚类：转移碳基、酮基或醛基个亚类：转移碳基、酮基或醛基、酰基、糖基、烃基、含氮基、含磷基和含、酰基、糖基、烃基、含氮基、含磷基和含硫基的酶。硫基的酶。AX + BA +BX上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 3. 水解酶类：催化加水分解作用。水解酶类：催化加水分解作用。AB + H2OAOH + BH上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 裂解酶类：催化非水解性地除去基团而构裂解酶类：催化非水解性地除去基团而构成双键的反响或逆反响。成双键的反响或逆反响。CH3C=OCOOHCC键

60、键CH3C=OH+ CO2CO键键CH2COOHHOCHCOOHHCCOOHHOOCCH+ H2OCN键键COOHCHNH2CH2COOHCOOHCHHCCOOH上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 5. 异构酶：催化异构酶：催化 各种异构体之间的互变。各种异构体之间的互变。 常见的有消旋和变旋、醛酮异构、顺反异构常见的有消旋和变旋、醛酮异构、顺反异构和变位酶类。和变位酶类。AB上上海海赛赛伦伦生生物物技技术术有有限限公公司司. . 6. 合成酶类：催化有合成酶类：催化有ATP参与的合成反响。参与的合成反响。A + B + ATPAB + ADP +Pi乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶