氨基酸、多肽与蛋白质课件

蛋白质Proteins

核酸NuclearAcids

酶Enzyme蛋白质Proteins

核酸NuclearAcids

酶1蛋白质的结构与功能第一章StructureandFunctionofProteins蛋白质的结构与功能第一章StructureandFunc21833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶(diastase)

。1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白(hemoglubin,Hb)，并将其制成结晶。19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，并将氨基酸合成了多种短肽

。1938年，德国化学家GerardusJ.Mulder引用“Protein”一词来描述蛋白质。

1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶(diast31951年,Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。

1953年，FrederickSanger完成胰岛素一级序列测定。1962年，JohnKendrew和MaxPerutz确定了血红蛋白的四级结构。20世纪90年代以后，后基因组计划(Post-HumanGenomeProject)

。21世纪，蛋白质组学(Proteomic)。1951年,Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋4分布广：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。含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。一、蛋白质的生物学重要性1.蛋白质是生物体重要组成成分分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白51）作为生物催化剂（酶）2）代谢调节作用3）免疫保护作用4）物质的转运和存储5）运动与支持作用6）参与细胞间信息传递2.蛋白质具有重要的生物学功能1）作为生物催化剂（酶）2.蛋白质具有重要的生物学功能6什么是蛋白质?蛋白质（protein）是由许多氨基酸（aminoacids）通过肽键（peptidebond）相连形成的高分子含氮化合物。什么是蛋白质?蛋白质（protein）是由许多氨基酸（am7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

。二、蛋白质的分子组成和结构极其复杂组成蛋白质的元素：主要有C、H、O、N和S。二、蛋白质的8

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(g%)=每克样品含氮克数×6.25×1001/16%蛋白质元素组成的特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。由于体内的含氮物9氨基酸第一节AminoAcids氨基酸第一节AminoAcids10一、组成人体的20种氨基酸均属于L-α-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）。一、组成人体的20种氨基酸均属于L-α-氨基酸存在自然界中的11L-氨基酸的通式（R为侧链）RC+NH3COO-HL-氨基酸的通式RC+NH3COO-H12二、20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同二、20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同13非极性疏水性氨基酸极性中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸氨基酸的分类*20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:非极性疏水性氨基酸氨基酸的分类*20种氨基酸的英文名称、缩14甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00缬氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98

异亮氨酸

isoleucineIleI

6.02

苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30非极性疏水性氨基酸目录甘氨酸glycineGly15色氨酸

tryptophanTryW

5.89丝氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

苏氨酸

threonineThrT5.602.极性中性氨基酸目录色氨酸tryptophanTry16天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22赖氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76组氨酸

histidineHisH

7.593.酸性氨基酸4.碱性氨基酸目录天冬氨酸asparticacidAsp17几种特殊氨基酸

脯氨酸（亚氨基酸）几种特殊氨基酸脯氨酸18

半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH19三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质（一）氨基酸具有两性解离性质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。在某一pH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，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。等电点(isoelectricpoint,pI)三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质（一）氨基酸具有两性20pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性离子阳离子阴离子pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨21（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质22（三）氨基酸的α-氨基与α-羧基共同参与茚三酮反应(ninhydrinreaction)氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。（三）氨基酸的α-氨基与α-羧基共同参与茚三酮反应(ninh23（四）一个氨基酸的羧基可与另一个氨基酸的氨基反应成肽（四）一个氨基酸的羧基可与另一个氨基酸的氨基反应成肽24多肽和蛋白质

PolypeptidesandProteins第二节多肽和蛋白质

PolypeptidesandProtei25一、多肽和蛋白质是氨基酸的多聚体（一）氨基酸是多肽与蛋白质的基本组成单位氨基酸通过肽键(peptidebond)

相互连接而形成多肽和蛋白质。肽键是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。一、多肽和蛋白质是氨基酸的多聚体（一）氨基酸是多肽与蛋白质的26+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键27*肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。*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……*

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(residue)。*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称多肽(polypeptide)。*肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。*两分子氨基酸28氨基末端（aminoterminal）或N末端：多肽链中有自由氨基的一端羧基末端（carboxylterminal）或C

末端：多肽链中有自由羧基的一端多肽链有方向性：*多肽链(polypeptidechain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。多肽链从氨基末端走向羧基末端。氨基末端（aminoterminal）或N末端：多肽链29（二）体内存在多种重要的生物活性肽

1.谷胱甘肽是体内重要的还原剂

谷胱甘肽(glutathione,GSH)（二）体内存在多种重要的生物活性肽1.谷胱甘肽是体内重要的30GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSGGSH还原酶NADPH+H+NADP+GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSS312.体内有许多激素属寡肽或多肽2.体内有许多激素属寡肽或多肽323.神经肽是脑内一类重要的肽

在神经传导过程中起重要作用的肽类称为神经肽(neuropeptide)。脑啡肽(5)、b-内啡肽(31)、强啡肽(17)、孤啡肽(17)3.神经肽是脑内一类重要的肽在神经传导过程中起重要作用的33蛋白质分子结构可区分为4个层次（Linderstrom-Lang1952）高级结构或空间构象(conformation)一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)蛋白质分子结构可区分为4个层次（Linderstrom-La34二、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构肽键（主要化学键）二硫键蛋白质一级结构(primarystructure)是指蛋白质分子中，从N端到C端的氨基酸排列顺序。形成一级结构的化学键：二、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构肽键（主要化学键35一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。目录一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋36三、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构蛋白质二级结构(secondarystructure)是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，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

。三、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构蛋白质二级结构(37甘氨酰甘氨酸肽键甘氨酰甘氨酸肽键38（一）肽键是一个刚性的平面参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元

(peptideunit)

。（一）肽键是一个刚性的平面参与肽键的6个原子C1、C、O、39

-螺旋(-helix)

-折叠(-pleatedsheet)

-转角(-turn)

无规卷曲(randomcoil)

蛋白质二级结构的主要形式：维系二级结构的主要化学键：

氢键-螺旋(-helix)蛋白质二级结构的主要形40（二）-螺旋是常见的蛋白质二级结构（二）-螺旋是常见的蛋白质二级结构41（三）-折叠使多肽链形成片层结构（三）-折叠使多肽链形成片层结构42（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在-转角无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在-转角无规卷43（五）模体是蛋白质的超二级结构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，形成一个特殊的空间构象，并发挥专一的功能

，被称为模体(motif)。（五）模体是蛋白质的超二级结构在许多蛋白质分子中，可发现二个44钙结合蛋白中结合钙离子的模体

锌指结构钙结合蛋白中结合钙离子的模体锌指结构45（六）氨基酸残基的侧链可影响二级结构的形成蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。这是氨基酸残基的侧链的相互作用可稳定或去稳定相应的二级结构的原因。（六）氨基酸残基的侧链可影响二级结构的形成蛋白质二级结构是以46一段肽链有多个酸性氨基酸残基相邻，则在pH7.0时这些残基的游离羧基都带负电荷，彼此相斥，妨碍α-螺旋的形成。同样，多个碱性氨基酸残基在一肽段内，由于正电荷相斥，也妨碍α-螺旋的形成。天冬酰胺、亮氨酸的侧链很大，也会影响α-螺旋形成。脯氨酸的结构不利于形成α-螺旋。形成β-折叠的肽段要求氨基酸残基的侧链较小，才能容许两条肽段彼此靠近。一段肽链有多个酸性氨基酸残基相邻，则在pH7.0时这些残基的47四、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成蛋白质三级结构蛋白质的三级结构(tertiarystructure)是指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。（一）三级结构是指整条多肽链的空间分布四、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成蛋白质三级结构蛋白质48

肌红蛋白(Mb)的三级结构N端C端肌红蛋白(Mb)的三级结构N端C端49(二)

维持三级结构稳定主要依靠非共价键蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠弱的相互作用力或称非共价键、次级键，主要有氢键、VanderWaals力、疏水作用、和离子键（electrovalentbond）等。(二)维持三级结构稳定主要依靠非共价键蛋白质三级结构的形成50氨基酸、多肽与蛋白质课件51纤连蛋白分子的结构域（三）三级结构可含有功能各异的结构域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，各行使其功能，称为结构域(domain)

。纤连蛋白分子的结构域（三）三级结构可含有功能各异的结52蛋白质二级结构与三级结构的不同

二级结构

三级结构就主链原子而言就全体原子而言疏水基团位于分子外部疏水基团位于分子内部亲水基团位于分子外部维系键主要为氢键等维系键主要为疏水力等蛋白质二级结构与三级结构的不同二级结构53（四）分子伴侣参与蛋白质的折叠分子伴侣(chaperone)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。*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，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形成起了重要的作用。（四）分子伴侣参与蛋白质的折叠分子伴侣(chaperone)54亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。五、某些蛋白质具有四级结构形式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，称为蛋白质的四级结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)。亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。五、某些55血红蛋白的四级结构（二）亚基通过亚基间的相互作用联系在一起由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。

血红蛋白的四级结构（二）亚基通过亚基间的相互作用联系在一起由56四级结构亚基的排列方式三级结构所有原子的排列完整的三维结构二级结构主链骨架的折叠，不考虑侧链原子的排列一级结构氨基酸残基排列顺序四级结构亚基的排列方式三级结构所有原子的57血红蛋白的一、二、三、四级结构血红蛋白的一、二、三、四级结构58蛋白质结构与功能的关系StructureandFunctionofProteins第三节蛋白质结构与功能的关系StructureandFunct59（一）一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础牛核糖核酸酶的一级结构二硫键（一）一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构是高级结构与60

天然状态，有催化活性

尿素、β-巯基乙醇

去除尿素、β-巯基乙醇非折叠状态，无活性天然状态，有催化活性尿素、去除尿素、非折叠61（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象以及功能也相似。（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能一级结构相62────────────────────────

氨基酸残基序号胰岛素───────────────

A5A6A10B30────────────────────────

人ThrSerIleThr

猪ThrSerIleAla

狗ThrSerIleAla

兔ThrGlyIleSer

牛AlaGlyValAla

羊AlaSerValAla

马ThrSerIleAla────────────────────────────────────────────────63促肾上腺皮质激素(ACTH)和促黑激素(α-MSH,β-MSH)共有一段相同的氨基酸序列，因此，ACTH也可促进皮下黑色素生成但作用较弱。促肾上腺皮质激素(ACTH)和促黑激素(α-MSH,β-M64(三)氨基酸序列提供重要的生物化学信息一些广泛存在于生物界的蛋白质如细胞色素c(cytochromec)，比较它们的一级结构，可以帮助了解物种进化间的关系。(三)氨基酸序列提供重要的生物化学信息一些广泛存在于65从细胞色素c的一级结构看生物进化物种进化过程中越接近的生物，细胞色素的一级结构越相似从细胞色素c的一级结构看生物进化66（四）重要蛋白质氨基酸序列的改变可引起疾病例：镰刀形红细胞贫血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽链HbAβ肽链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，称为“分子病”。（四）重要蛋白质氨基酸序列的改变可引起疾病例：镰刀形红细胞贫671.肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基

（haemachrome）

二、蛋白质空间结构表现功能血红素结构(一)血红蛋白构象改变引起功能变化1.肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基（haemachro68肌红蛋白(myoglobin，Mb)

肌红蛋白是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段α-螺旋结构。血红素分子中的两个丙酸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荷相连，加之肽链中的F8组氨酸残基还与Fe2+形成配位结合，所以血红素辅基与蛋白质部分稳定结合。肌红蛋白(myoglobin，Mb)肌红蛋白是69血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构。Hb各亚基的三级结构与Mb极为相似。Hb亚基之间通过8对盐键，使4个亚基紧密结合而形成亲水的球状蛋白。血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4个亚基组70Hb与Mb一样能可逆地与O2结合，Hb与O2结合后称为氧合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。2.血红蛋白的构象变化影响结合氧的能力

Hb与Mb一样能可逆地与O2结合，Hb与O2结合后称为氧合71肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线72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(positivecooperativity)如果是抑制作用则称为负协同效应

(negativecooperativity)协同效应(cooperativity)一个寡聚体蛋白质73氨基酸、多肽与蛋白质课件74O2血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。O2血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中75别构效应(allostericeffect)蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为别构效应。别构效应(allostericeffect)蛋白质空间结构76（二）蛋白质构象改变可导致构象病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。（二）蛋白质构象改变可导致构象病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折77蛋白质构象改变导致疾病的机制：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨丁顿舞蹈病、疯牛病等。蛋白质构象改变导致疾病的机制：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，78疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折叠正常疯牛病疯牛病疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)79第四节蛋白质的理化性质Chemical

andPhysicalPropertiesofProteins第四节蛋白质的理化性质80

一、蛋白质具有两性电离性质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pH条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pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。蛋白质的等电点(isoelectricpoint,pI)

一、蛋白质具有两性电离性质蛋白质分子除两端的81

二、蛋白质具有胶体(colloid)性质蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至100万之间，其分子的直径可达1～100nm，为胶粒范围之内。蛋白质胶体稳定的因素：颗粒表面电荷水化膜二、蛋白质具有胶体(colloid)性质蛋白质属于生物大分82+++++++带正电荷的蛋白质－－－－－－－－带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质水化膜++++++++带正电荷的蛋白质－－－－－－－－带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒酸碱酸碱酸碱脱水作用脱水作用脱水作用溶液中蛋白质的聚沉+++++++带正电荷的蛋白质－－－－－－－－带负电荷的蛋白83三、很多因素可引起蛋白质变性在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，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物活性的丧失。蛋白质的变性(denaturation)三、很多因素可引起蛋白质变性在某些物理和化学因素作用下，其特84变性蛋白质的特征1、理化性质溶解度↓粘度↑、结晶能力消失、易被酶解2、生物学性质活性丧失变性蛋白质的特征1、理化性质85

造成变性的因素

变性的本质——

破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等。造成变性的因素变性的本质——破坏非共价键和二硫键，不改86

应用举例临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。此外,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。

应用举例87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象和功能，称为复性。蛋白质的复性(renaturation)

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88

天然状态，有催化活性

尿素、β-巯基乙醇

去除尿素、β-巯基乙醇非折叠状态，无活性牛核糖核酸酶天然状态，有催化活性尿素、去除尿素、非折叠89在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。

蛋白质沉淀蛋白质的凝固作用(proteincoagulation)

在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集90*变性、沉淀与凝固加热盐析沉淀变性凝固*变性、沉淀与凝固加热盐析沉淀变性凝固91四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰由于蛋白质分子中含有共轭92五、蛋白质呈色反应可用于溶液蛋白质测定（一）蛋白质经水解后产生茚三酮反应蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应(ninhydrinreaction)。五、蛋白质呈色反应可用于溶液蛋白质测定（一）蛋白质经水解后产93（二）肽链中的肽键可与双缩脲试剂反应蛋白质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，此反应称为双缩脲反应(biuretreaction)。双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。（二）肽链中的肽键可与双缩脲试剂反应蛋白质和多肽分子中肽键在94蛋白质含量的测定1、紫外吸收色氨酸>酪氨酸>苯丙氨酸（280nm）2、Folin—

酚试剂反应3、双缩脲反应含两个/以上肽键（紫色/紫红色）4、茚三酮反应蓝紫色蓝色化合物磷钨酸-磷钼酸

酪、色氨酸蛋白质含量的测定1、紫外吸收3、双缩脲反应蓝色化合物磷钨酸-95蛋白质的分离与纯化IsolationandPurificationofProteins第五节蛋白质的分离与纯化第五节96一、透析及超滤法可清除蛋白质溶液中的小分子化合物

利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜，达到浓缩蛋白质溶液的目的。超滤法

(ultrafiltration)

透析(dialysis)一、透析及超滤法可清除蛋白质溶液中的小分子化合物97二、盐析、丙酮沉淀及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法盐析(saltprecipitation)是将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏，导致蛋白质沉淀。二、盐析、丙酮沉淀及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法盐析(sa98蛋白质亲水胶体溶液的稳定因素：电荷层，水化膜去除水化膜中和电荷蛋白质凝聚、析出蛋白质亲水胶体溶液的稳定因素：去除水化膜中和电荷蛋白质凝聚、99盐析法分段盐析蛋白质溶解度盐析盐浓度{[(NH4)2SO4]}盐析法分段盐析蛋白质盐析盐浓度{[(NH4)2SO4]}100二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法使用丙酮沉淀时，必须在0～4℃低温下进行，丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液体积。蛋白质被丙酮沉淀后，应立即分离。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法使用丙酮沉101有机溶剂沉淀乙醇、甲醇、丙酮等是脱水剂破坏蛋白质的水化膜蛋白质沉淀有机溶剂沉淀乙醇、甲醇、丙酮等是脱水剂破坏蛋白质的水化膜蛋白102将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗该蛋白的特异抗体。利用特异抗体识别相应的抗原蛋白，并形成抗原抗体复合物的性质，可从蛋白质混合溶液中分离获得抗原蛋白。免疫沉淀法（immunoprecipitation）将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗该蛋白的特异抗体。利用特异抗103BindingofmAbtoanantigenBindingofmAbtoanantigen104三、利用电荷性质可将蛋白质采用电泳法进行分离蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒，在电场中能向正极或负极移动。这种通过蛋白质在电场中泳动而达到分离各种蛋白质的技术,称为电泳(elctrophoresis)

。根据支撑物的不同，可分为薄膜电泳、凝胶电泳等。

三、利用电荷性质可将蛋白质采用电泳法进行分离蛋白质在高于或低105电泳——分离混合蛋白质（分子）电泳的方向、速度分子所带电荷的性质与数量分子大小、形状电泳——分离混合蛋白质（分子）电泳的方向、速度分子所带电荷的106氨基酸、多肽与蛋白质课件107SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-polyacrylamidegelelectrophoresis,SDS)，常用于蛋白质分子量的测定。等电聚焦电泳(isoelectricfocusing，简称IEF)

，通过蛋白质等电点的差异而分离蛋白质的电泳方法。双向凝胶电泳(2D)，蛋白质组学研究的重要技术。几种重要的蛋白质电泳：SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-polyacrylami108四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离待分离蛋白质溶液（流动相）经过一个固态物质（固定相）时，根据溶液中待分离的蛋白质颗粒大小、电荷多少及亲和力等，使待分离的蛋白质组分在两相中反复分配，并以不同速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的。层析(chromatography)四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离待分离蛋白质溶109离子交换层析(ionexchangechromatography,IEC)利用各蛋白质的电荷量及性质不同进行分离。凝胶过滤(gelfiltration)又称分子筛层析(molecularsievechromatography)，利用各蛋白质分子大小不同分离。蛋白质分离常用的层析方法离子交换层析(ionexchangechromatogr110氨基酸、多肽与蛋白质课件111氨基酸、多肽与蛋白质课件112五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离超速离心法(ultracentrifugation)既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。蛋白质在离心场中的行为用沉降系数(sedimentationcoefficient,S)表示,沉降系数与蛋白质的密度和形状相关。五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离超速离心法(113因为沉降系数S大体上和分子量成正比关系，故可应用超速离心法测定蛋白质分子量，但对分子形状的高度不对称的大多数纤维状蛋白质不适用。因为沉降系数S大体上和分子量成正比关系，故可应用超速离心法测114氨基酸、多肽与蛋白质课件115小结特征元素N和含量及蛋白质含量的换算组成蛋白质的氨基酸结构、数量和分类蛋白质一级结构概念、化学键二级结构概念、化学键、种类三级结构概念、主要维系键四级结构概念蛋白质的两性游离和等电点蛋白质的沉淀和变性蛋白质的分离与纯化的方法及原理小结特征元素N和含量及蛋白质含量的换算116习题若测得某事物每克含氮0.03克，每100克该食物蛋白质含量应该是：18.75%习题若测得某事物每克含氮0.03克，每100克该食物蛋白质含117蛋白质Proteins

核酸NuclearAcids

酶Enzyme蛋白质Proteins

核酸NuclearAcids

酶118蛋白质的结构与功能第一章StructureandFunctionofProteins蛋白质的结构与功能第一章StructureandFunc1191833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶(diastase)

。1864年，Hoppe-Seyler从血液分离出血红蛋白(hemoglubin,Hb)，并将其制成结晶。19世纪末，Fischer证明蛋白质是由氨基酸组成的，并将氨基酸合成了多种短肽

。1938年，德国化学家GerardusJ.Mulder引用“Protein”一词来描述蛋白质。

1833年，Payen和Persoz分离出淀粉酶(diast1201951年,Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋白质的二级结构——α-螺旋(α-helix)。

1953年，FrederickSanger完成胰岛素一级序列测定。1962年，JohnKendrew和MaxPerutz确定了血红蛋白的四级结构。20世纪90年代以后，后基因组计划(Post-HumanGenomeProject)

。21世纪，蛋白质组学(Proteomic)。1951年,Pauling采用X（射）线晶体衍射发现了蛋121分布广：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。含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。一、蛋白质的生物学重要性1.蛋白质是生物体重要组成成分分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白1221）作为生物催化剂（酶）2）代谢调节作用3）免疫保护作用4）物质的转运和存储5）运动与支持作用6）参与细胞间信息传递2.蛋白质具有重要的生物学功能1）作为生物催化剂（酶）2.蛋白质具有重要的生物学功能123什么是蛋白质?蛋白质（protein）是由许多氨基酸（aminoacids）通过肽键（peptidebond）相连形成的高分子含氮化合物。什么是蛋白质?蛋白质（protein）是由许多氨基酸（am124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

。二、蛋白质的分子组成和结构极其复杂组成蛋白质的元素：主要有C、H、O、N和S。二、蛋白质的125

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(g%)=每克样品含氮克数×6.25×1001/16%蛋白质元素组成的特点：各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。由于体内的含氮物126氨基酸第一节AminoAcids氨基酸第一节AminoAcids127一、组成人体的20种氨基酸均属于L-α-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）。一、组成人体的20种氨基酸均属于L-α-氨基酸存在自然界中的128L-氨基酸的通式（R为侧链）RC+NH3COO-HL-氨基酸的通式RC+NH3COO-H129二、20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同二、20种氨基酸的侧链结构及极性迥然不同130非极性疏水性氨基酸极性中性氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸氨基酸的分类*20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:非极性疏水性氨基酸氨基酸的分类*20种氨基酸的英文名称、缩131甘氨酸

glycine

Gly

G

5.97丙氨酸

alanineAlaA

6.00缬氨酸

valineValV

5.96亮氨酸

leucineLeuL

5.98

异亮氨酸

isoleucineIleI

6.02

苯丙氨酸

phenylalaninePheF

5.48脯氨酸

prolineProP

6.30非极性疏水性氨基酸目录甘氨酸glycineGly132色氨酸

tryptophanTryW

5.89丝氨酸

serineSerS

5.68酪氨酸

tyrosineTryY

5.66

半胱氨酸

cysteineCysC

5.07

蛋氨酸

methionine

MetM

5.74天冬酰胺

asparagineAsnN

5.41

谷氨酰胺

glutamineGlnQ

5.65

苏氨酸

threonineThrT5.602.极性中性氨基酸目录色氨酸tryptophanTry133天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22赖氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76组氨酸

histidineHisH

7.593.酸性氨基酸4.碱性氨基酸目录天冬氨酸asparticacidAsp134几种特殊氨基酸

脯氨酸（亚氨基酸）几种特殊氨基酸脯氨酸135

半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH136三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质（一）氨基酸具有两性解离性质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。在某一pH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，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。等电点(isoelectricpoint,pI)三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质（一）氨基酸具有两性137pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性离子阳离子阴离子pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨138（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质139（三）氨基酸的α-氨基与α-羧基共同参与茚三酮反应(ninhydrinreaction)氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。（三）氨基酸的α-氨基与α-羧基共同参与茚三酮反应(ninh140（四）一个氨基酸的羧基可与另一个氨基酸的氨基反应成肽（四）一个氨基酸的羧基可与另一个氨基酸的氨基反应成肽141多肽和蛋白质

PolypeptidesandProteins第二节多肽和蛋白质

PolypeptidesandProtei142一、多肽和蛋白质是氨基酸的多聚体（一）氨基酸是多肽与蛋白质的基本组成单位氨基酸通过肽键(peptidebond)

相互连接而形成多肽和蛋白质。肽键是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。一、多肽和蛋白质是氨基酸的多聚体（一）氨基酸是多肽与蛋白质的143+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键144*肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。*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……*

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(residue)。*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称多肽(polypeptide)。*肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。*两分子氨基酸145氨基末端（aminoterminal）或N末端：多肽链中有自由氨基的一端羧基末端（carboxylterminal）或C

末端：多肽链中有自由羧基的一端多肽链有方向性：*多肽链(polypeptidechain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。多肽链从氨基末端走向羧基末端。氨基末端（aminoterminal）或N末端：多肽链146（二）体内存在多种重要的生物活性肽

1.谷胱甘肽是体内重要的还原剂

谷胱甘肽(glutathione,GSH)（二）体内存在多种重要的生物活性肽1.谷胱甘肽是体内重要的147GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSGGSH还原酶NADPH+H+NADP+GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSS1482.体内有许多激素属寡肽或多肽2.体内有许多激素属寡肽或多肽1493.神经肽是脑内一类重要的肽

在神经传导过程中起重要作用的肽类称为神经肽(neuropeptide)。脑啡肽(5)、b-内啡肽(31)、强啡肽(17)、孤啡肽(17)3.神经肽是脑内一类重要的肽在神经传导过程中起重要作用的150蛋白质分子结构可区分为4个层次（Linderstrom-Lang1952）高级结构或空间构象(conformation)一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)蛋白质分子结构可区分为4个层次（Linderstrom-La151二、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构肽键（主要化学键）二硫键蛋白质一级结构(primarystructure)是指蛋白质分子中，从N端到C端的氨基酸排列顺序。形成一级结构的化学键：二、氨基酸残基的排列顺序决定蛋白质的一级结构肽键（主要化学键152一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。目录一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋153三、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构蛋白质二级结构(secondarystructure)是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，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

。三、多肽链中的局部特殊构象是蛋白质的二级结构蛋白质二级结构(154甘氨酰甘氨酸肽键甘氨酰甘氨酸肽键155（一）肽键是一个刚性的平面参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元

(peptideunit)

。（一）肽键是一个刚性的平面参与肽键的6个原子C1、C、O、156

-螺旋(-helix)

-折叠(-pleatedsheet)

-转角(-turn)

无规卷曲(randomcoil)

蛋白质二级结构的主要形式：维系二级结构的主要化学键：

氢键-螺旋(-helix)蛋白质二级结构的主要形157（二）-螺旋是常见的蛋白质二级结构（二）-螺旋是常见的蛋白质二级结构158（三）-折叠使多肽链形成片层结构（三）-折叠使多肽链形成片层结构159（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在-转角无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在-转角无规卷160（五）模体是蛋白质的超二级结构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，形成一个特殊的空间构象，并发挥专一的功能

，被称为模体(motif)。（五）模体是蛋白质的超二级结构在许多蛋白质分子中，可发现二个161钙结合蛋白中结合钙离子的模体

锌指结构钙结合蛋白中结合钙离子的模体锌指结构162（六）氨基酸残基的侧链可影响二级结构的形成蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。这是氨基酸残基的侧链的相互作用可稳定或去稳定相应的二级结构的原因。（六）氨基酸残基的侧链可影响二级结构的形成蛋白质二级结构是以163一段肽链有多个酸性氨基酸残基相邻，则在pH7.0时这些残基的游离羧基都带负电荷，彼此相斥，妨碍α-螺旋的形成。同样，多个碱性氨基酸残基在一肽段内，由于正电荷相斥，也妨碍α-螺旋的形成。天冬酰胺、亮氨酸的侧链很大，也会影响α-螺旋形成。脯氨酸的结构不利于形成α-螺旋。形成β-折叠的肽段要求氨基酸残基的侧链较小，才能容许两条肽段彼此靠近。一段肽链有多个酸性氨基酸残基相邻，则在pH7.0时这些残基的164四、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成蛋白质三级结构蛋白质的三级结构(tertiarystructure)是指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。（一）三级结构是指整条多肽链的空间分布四、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成蛋白质三级结构蛋白质165

肌红蛋白(Mb)的三级结构N端C端肌红蛋白(Mb)的三级结构N端C端166(二)

维持三级结构稳定主要依靠非共价键蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠弱的相互作用力或称非共价键、次级键，主要有氢键、VanderWaals力、疏水作用、和离子键（electrovalentbond）等。(二)维持三级结构稳定主要依靠非共价键蛋白质三级结构的形成167氨基酸、多肽与蛋白质课件168纤连蛋白分子的结构域（三）三级结构可含有功能各异的结构域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，各行使其功能，称为结构域(domain)

。纤连蛋白分子的结构域（三）三级结构可含有功能各异的结169蛋白质二级结构与三级结构的不同

二级结构

三级结构就主链原子而言就全体原子而言疏水基团位于分子外部疏水基团位于分子内部亲水基团位于分子外部维系键主要为氢键等维系键主要为疏水力等蛋白质二级结构与三级结构的不同二级结构170（四）分子伴侣参与蛋白质的折叠分子伴侣(chaperone)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。*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，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形成起了重要的作用。（四）分子伴侣参与蛋白质的折叠分子伴侣(chaperone)171亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。五、某些蛋白质具有四级结构形式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，称为蛋白质的四级结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)。亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。五、某些172血红蛋白的四级结构（二）亚基通过亚基间的相互作用联系在一起由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。

血红蛋白的四级结构（二）亚基通过亚基间的相互作用联系在一起由173四级结构亚基的排列方式三级结构所有原子的排列完整的三维结构二级结构主链骨架的折叠，不考虑侧链原子的排列一级结构氨基酸残基排列顺序四级结构亚基的排列方式三级结构所有原子的174血红蛋白的一、二、三、四级结构血红蛋白的一、二、三、四级结构175蛋白质结构与功能的关系StructureandFunctionofProteins第三节蛋白质结构与功能的关系StructureandFunct176（一）一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础牛核糖核酸酶的一级结构二硫键（一）一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构是高级结构与177

天然状态，有催化活性

尿素、β-巯基乙醇

去除尿素、β-巯基乙醇非折叠状态，无活性天然状态，有催化活性尿素、去除尿素、非折叠178（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象以及功能也相似。（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能一级结构相179────────────────────────

氨基酸残基序号胰岛素───────────────

A5A6A10B30────────────────────────

人ThrSerIleThr

猪ThrSerIleAla

狗ThrSerIleAla

兔ThrGlyIleSer

牛AlaGlyValAla

羊AlaSerValAla

马ThrSerIleAla────────────────────────────────────────────────180促肾上腺皮质激素(ACTH)和促黑激素(α-MSH,β-MSH)共有一段相同的氨基酸序列，因此，ACTH也可促进皮下黑色素生成但作用较弱。促肾上腺皮质激素(ACTH)和促黑激素(α-MSH,β-M181(三)氨基酸序列提供重要的生物化学信息一些广泛存在于生物界的蛋白质如细胞色素c(cytochromec)，比较它们的一级结构，可以帮助了解物种进化间的关系。(三)氨基酸序列提供重要的生物化学信息一些广泛存在于182从细胞色素c的一级结构看生物进化物种进化过程中越接近的生物，细胞色素的一级结构越相似从细胞色素c的一级结构看生物进化183（四）重要蛋白质氨基酸序列的改变可引起疾病例：镰刀形红细胞贫血N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu·····C(146)HbSβ肽链HbAβ肽链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，称为“分子病”。（四）重要蛋白质氨基酸序列的改变可引起疾病例：镰刀形红细胞贫1841.肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基

（haemachrome）

二、蛋白质空间结构表现功能血红素结构(一)血红蛋白构象改变引起功能变化1.肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基（haemachro185肌红蛋白(myoglobin，Mb)

肌红蛋白是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段α-螺旋结构。血红素分子中的两个丙酸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荷相连，加之肽链中的F8组氨酸残基还与Fe2+形成配位结合，所以血红素辅基与蛋白质部分稳定结合。肌红蛋白(myoglobin，Mb)肌红蛋白是186血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构。Hb各亚基的三级结构与Mb极为相似。Hb亚基之间通过8对盐键，使4个亚基紧密结合而形成亲水的球状蛋白。血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4个亚基组187Hb与Mb一样能可逆地与O2结合，Hb与O2结合后称为氧合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。2.血红蛋白的构象变化影响结合氧的能力

Hb与Mb一样能可逆地与O2结合，Hb与O2结合后称为氧合188肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线189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(positivecooperativity)如果是抑制作用则称为负协同效应

(negativecooperativity)协同效应(cooperativity)一个寡聚体蛋白质190氨基酸、多肽与蛋白质课件191O2血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。O2血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中192别构效应(allostericeffect)蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为别构效应。别构效应(allostericeffect)蛋白质空间结构193（二）蛋白质构象改变可导致构象病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。（二）蛋白质构象改变可导致构象病蛋白质构象疾病：若蛋白质的折194蛋白质构象改变导致疾病的机制：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨丁顿舞蹈病、疯牛病等。蛋白质构象改变导致疾病的机制：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，195疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折叠正常疯牛病疯牛病疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)196第四节蛋白质的理化性质Chemical

andPhysicalPropertiesofProteins第四节蛋白质的理化性质197

一、蛋白质具有