蛋白质的理化性质

1、LOGO上节课内容回顾上节课内容回顾1.蛋白质分子结构 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构2.蛋白质结构和功能的关系第三节第三节 蛋白质的理化性质蛋白质的理化性质（一）蛋白质的两性解离与等电点（一）蛋白质的两性解离与等电点1 1. . 蛋白质是两性电解质蛋白质是两性电解质一、一、蛋白质分子中可解离的基团蛋白质分子中可解离的基团 多肽两端游离的多肽两端游离的-氨基和氨基和-羧基羧基 多肽多肽侧链侧链R R上解离的基团上解离的基团二、决定蛋白质解离成正负离子的因素二、决定蛋白质解离成正负离子的因素 蛋白质所含酸性和碱性基团的数目蛋白质所含酸性和碱性基团的数目 蛋白质所在溶液的蛋白质所在溶液的P

2、HPH值值2 2. .蛋白质的等电点（蛋白质的等电点（pI） 当蛋白质溶液处于某一当蛋白质溶液处于某一 pHpH 时，蛋白质解时，蛋白质解离离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零净电荷为零，此时溶液的，此时溶液的pHpH称为蛋白质的称为蛋白质的等电等电点。点。 PrPrNHNH2 2COOCOO- -PrPrNHNH3 3+ +COOHCOOHPrPrNHNH3 3+ +COOCOO- -OHOH- -H H+ +(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)(pHpI)OHOH- -H H+ +蛋白质的阳离子蛋白质的阳离子蛋

3、白质的兼性离子蛋白质的兼性离子蛋白质的阴离子蛋白质的阴离子练习 下列哪种蛋白质在pH5.0的溶液中带负电荷？ ApI为5.5的蛋白质 BpI为4.0的蛋白质CpI为7.0的蛋白质 DpI为5.0的蛋白质 体内大多数蛋白质的等电点在体内大多数蛋白质的等电点在pH5.0左右，左右，因而在生理条件下以因而在生理条件下以阴离子阴离子形式存在形式存在 。 3 3. .电泳电泳定义：定义：带电粒子在带电粒子在电场中电场中向电性相反的电极向电性相反的电极移动移动的现象。的现象。 蛋白质在带电场中泳动的蛋白质在带电场中泳动的速度和方向速度和方向与其所与其所带电荷的性质带电荷的性质、数量数量及及分子的大小分子的

4、大小、形状形状有关。有关。带电荷多，分子小的泳动速度较快；反之则泳动带电荷多，分子小的泳动速度较快；反之则泳动较慢，较慢，从而达到分离蛋白质的目的。从而达到分离蛋白质的目的。 血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳可将血清蛋白血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳可将血清蛋白分为清蛋白、分为清蛋白、1 1球蛋白、球蛋白、2 2球蛋白、球蛋白、球蛋白球蛋白、球蛋白。球蛋白。 A：染色后显示的蛋白质区带：染色后显示的蛋白质区带 B：光密度扫描定量分析：光密度扫描定量分析正常正常肝硬化肝硬化二、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的胶体性质 1 1. .蛋白质有胶体性质蛋白质有胶体性质 蛋白质是生物大分子，分子量在蛋白质是生物大分子

5、，分子量在1 1万万1010万万kDkD（千道尔顿）（千道尔顿）之间，分子直径在胶体颗粒的之间，分子直径在胶体颗粒的范围（范围（11001100nmnm）因此，蛋白质具有胶体的性质。因此，蛋白质具有胶体的性质。 2 2. .蛋白质亲水胶体稳定的因素蛋白质亲水胶体稳定的因素 蛋白质分子表面的蛋白质分子表面的水化膜水化膜和和同种电荷同种电荷。去掉两个稳定因素，则蛋白质从溶液中析去掉两个稳定因素，则蛋白质从溶液中析出而产生沉淀。出而产生沉淀。 练习 盐析法分离蛋白质的原理是： A破坏蛋白质的一级结构 B破坏水化膜及中和电荷 C破坏蛋白质的二级结构 D使蛋白质变性沉淀 3 3. .蛋白质胶体性质的应用

6、蛋白质胶体性质的应用 透析：透析： 用于分离纯化蛋白质用于分离纯化蛋白质 超速离心：超速离心： 用于蛋白质的分离纯化及分子量的测定。用于蛋白质的分离纯化及分子量的测定。沉降系数（沉降系数（sedimentation coefficient,S) 指单位力场中的沉降速度指单位力场中的沉降速度 沉降系数与物质的分子量的大小、形状、密沉降系数与物质的分子量的大小、形状、密度及溶剂的密度高低有关。度及溶剂的密度高低有关。 分子量越大，颗粒越紧密，沉降系数越大。分子量越大，颗粒越紧密，沉降系数越大。变性的概念变性的概念 在某些物理或化学因素的作用下，蛋白质在某些物理或化学因素的作用下，蛋白质特定的空间构

7、象被破坏，从而导致其理化性质改特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质改变和生物活性丧失，称为蛋白质的变和生物活性丧失，称为蛋白质的变性变性。变性的实质变性的实质 二硫键或非共价键断裂，空间结构破坏二硫键或非共价键断裂，空间结构破坏 ，不涉及一，不涉及一级结构的改变。级结构的改变。 三、蛋白质的变性、沉淀和凝固三、蛋白质的变性、沉淀和凝固变性蛋白质的特点变性蛋白质的特点 A. A.生物学活性丧失生物学活性丧失 B. B.溶解度降低，易于沉淀溶解度降低，易于沉淀 （变性不一定沉淀）变性不一定沉淀） C.C.黏度增加黏度增加 D.D.结晶能力消失结晶能力消失 E.E.易被蛋白酶水解易被蛋白酶水解

8、引起变性的因素引起变性的因素 物理因素物理因素 高温高温、高压、紫外线、电离辐射、超声波等。、高压、紫外线、电离辐射、超声波等。 化学因素化学因素 强酸、强碱、有机溶剂、尿素、重金属盐强酸、强碱、有机溶剂、尿素、重金属盐等。等。练习 变性蛋白质的主要特点是：A黏度下降 B溶解度增加 C不易被蛋白酶水解 D生物学活性丧失 蛋白质变性的应用蛋白质变性的应用 应用变性的因素进行消毒、灭菌。应用变性的因素进行消毒、灭菌。 保存生物制剂则要防止蛋白质变性。保存生物制剂则要防止蛋白质变性。蛋白质的复性蛋白质的复性 大多数蛋白质变性后，空间构象严重破坏，大多数蛋白质变性后，空间构象严重破坏，不能恢复其天然状

9、态，称为不可逆性变性；不能恢复其天然状态，称为不可逆性变性； 若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素，有若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素，有些可恢复其天然构象和生物活性些可恢复其天然构象和生物活性, ,称为蛋白质的称为蛋白质的复性复性。 8M尿素或尿素或-巯基乙醇巯基乙醇透析透析核糖核酸酶的变性核糖核酸酶的变性过程过程（五）、变性与复性（五）、变性与复性蛋白质沉淀蛋白质沉淀概念概念 蛋白质从溶液中析出的现象称为蛋白质从溶液中析出的现象称为沉淀沉淀。方法方法 盐析法盐析法、有机溶剂的沉淀、重金属盐沉淀、有机溶剂的沉淀、重金属盐沉淀、生物碱试剂沉淀。生物碱试剂沉淀。 变性的蛋白质易于沉淀，但沉淀的蛋

10、白质并变性的蛋白质易于沉淀，但沉淀的蛋白质并不一定都变性。不一定都变性。 如如盐析盐析。 练习 盐析法分离蛋白质的原理是： A破坏蛋白质的一级结构 B破坏水化膜及中和电荷 C破坏蛋白质的二级结构 D使蛋白质变性沉淀练习 使蛋白质沉淀但不变性的方法有：A中性盐沉淀蛋白质 B酸沉淀蛋白质C乙醇沉淀蛋白质 D重金属盐沉淀蛋白质 蛋白质的凝固蛋白质的凝固 加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为凝凝固固。 此凝块不溶于强酸或强碱中。此凝块不溶于强酸或强碱中。 凝固实际上是蛋白质变性后进一步发展凝固实际上是蛋白质变性后进一步发展的不可逆的结果。的不可逆的结果。因此，凡凝固的蛋白质

11、一定发生变性。因此，凡凝固的蛋白质一定发生变性。变性和沉淀的区别变性和沉淀的区别 变性不一定沉淀变性不一定沉淀 沉淀也不一定变性沉淀也不一定变性 凝固一定变性凝固一定变性四、蛋白质的紫外吸收性质四、蛋白质的紫外吸收性质 蛋白质分子中含有酪氨酸和色氨酸等残蛋白质分子中含有酪氨酸和色氨酸等残基，具有紫外吸收能力。基，具有紫外吸收能力。在在280280nmnm处有最大处有最大吸收峰吸收峰。此特性常用于蛋白质含量的测定。此特性常用于蛋白质含量的测定。10,000100010010 200 250 300波长（波长（nm）TrpPheTyr摩尔吸光度（摩尔吸光度（M-1cm-1）五、蛋白质的呈色反应五、蛋白质的呈色反应一、双缩脲反应：一、双缩脲反应： 含有多个含有多个肽键肽键的蛋白质和肽在碱性溶液中加热的蛋白质和肽在碱性溶液中加热可与可与CuCu离子作用生成离子作用生成紫红色紫红色内络盐。内络盐。可用于蛋白质、多肽的定量测定。可用于蛋白质、多肽的定量测定。氨基酸无此反应氨基酸无此反应，可用于检查蛋白质的水解程，可用于检查蛋白质的水解程度。度。紫红色络合物紫红色络合物(碱性溶液碱性溶液)Cu2+五、蛋白质的呈色反应五、蛋白质的呈色反应二、茚三酮反应二、茚三酮反应三、三、FolinFolin酚试剂反应酚试剂反