蛋白质化学专业知识

蛋白质化学专业知识蛋白质化学专业知识第1页赵丹丹第3章蛋白质化学2本章内容3.1概述

3.2蛋白质基础结构单位——氨基酸*

3.3肽

3.4蛋白质分子结构**

3.5蛋白质性质

3.6蛋白质及氨基酸分离纯化与测定本章小结习题蛋白质化学专业知识第2页3.1蛋白质概述蛋白质化学专业知识第3页赵丹丹第3章蛋白质化学4一、蛋白质起源和分布Protein：蛋白质，起源于希腊文含义是“最原初”，“第一主要”蛋白质是生物体主要组成成份分布广：全部器官、组织、细胞都含有蛋白质含量高：蛋白质是动物细胞内最丰富有机分子，占人体干重45%蛋白质化学专业知识第4页赵丹丹第3章蛋白质化学5二、蛋白质组成C、H、O;一定百分比N;少许S;有些蛋白质含有P、Fe、Cu、I、Zn和Mo等微量元素元素%CONHSP、Fe、Cu等50231670～3微量蛋白质化学专业知识第5页赵丹丹第3章蛋白质化学6

各种蛋白质含氮量很靠近，平均为16％。因为体内含氮物质以蛋白质为主，所以，只要测定生物样品中含氮量，就能够依据以下公式推算出蛋白质大致含量：100克样品中蛋白质含量(g%)=每克样品含氮克数×6.25×1001/16%蛋白质元素组成特点蛋白质化学专业知识第6页赵丹丹第3章蛋白质化学7三聚氰胺84/126=?66.7%>16%C3H6N6蛋白质化学专业知识第7页赵丹丹第3章蛋白质化学8三、蛋白质定义从蛋白质化学结构出发：蛋白质(protein)是由各种氨基酸(aminoacids)经过肽键(peptidebond)相连形成高分子含氮化合物。蛋白质化学专业知识第8页赵丹丹第3章蛋白质化学9四、蛋白质分类按蛋白质分子形状分类纤维状蛋白质（fibrousprotein）球状蛋白质（globularprotein）按蛋白质组成成份分类单纯蛋白质（simpleprotein）结合蛋白质（conjugatedprotein）按蛋白质生物学功效分类蛋白质化学专业知识第9页赵丹丹第3章蛋白质化学10蛋白质化学专业知识第10页赵丹丹第3章蛋白质化学11蛋白质化学专业知识第11页赵丹丹第3章蛋白质化学12蛋白质化学专业知识第12页赵丹丹第3章蛋白质化学13五、蛋白质生物学功效生物界蛋白质种类预计有1010~1012种催化调整结构运输贮存运动防御和保护支架特殊功效请结合教材和相关资料自学蛋白质生物学功效蛋白质化学专业知识第13页赵丹丹第3章蛋白质化学14PteinsMotion(myosin,actin)Materialtransport(hemoglobin)Metabolism(enzymes)Defense(antibodies,toxins)Mechanicalsupport(collagen)Replicationandrepairingofgeneticinformation(DNAandRNApolymerases)蛋白质化学专业知识第14页赵丹丹第3章蛋白质化学15HemoglobintransportsO2andCO2Theredbloodcells(eachcontainingabout300millionHBs)ThehemegroupthatreversiblybindsO2Withaa2b2structure蛋白质化学专业知识第15页赵丹丹第3章蛋白质化学16Vertebratesuseantibodiestodefend(i.e.,toneutralizeantigens)AntigenAntibody(IgG:withaH2L2structure)Theantigenbindingsiteofanantibodydefense蛋白质化学专业知识第16页赵丹丹第3章蛋白质化学17MusclecontractiondependsonthereversibleinteractionbetweenmyosinandactinActinfilamentMyosinATPhydrolysis蛋白质化学专业知识第17页赵丹丹第3章蛋白质化学18Luciferaseallowsfireflytoemitlight.

Enzymecatalysis蛋白质化学专业知识第18页3.2氨基酸

（Aminoacid,Aa）蛋白质基础结构单位蛋白质化学专业知识第19页赵丹丹第3章蛋白质化学20序言:氨基酸是蛋白质基础结构单位Proteinscanbereducedtotheirconstituentaminoacidsbyavarietyofmethods经过水解蛋白质来研究其结构和组成酸水解碱水解酶水解蛋白质化学专业知识第20页赵丹丹第3章蛋白质化学21方法一酸水解酸水解常见于蛋白质分析和制备方法：5~10倍20%HCl煮沸回流16~24小时或加压在120ºC水解12小时产物:L-氨基酸优点：所用酸能够除掉。HCl能够加热蒸发除去，当用20%H2SO4水解时,可加Ba2+或Ca2+沉淀除去SO42-缺点：营养价值高色氨酸全被破坏，与含醛基化合物(糖)生成腐黑质。含羟基氨基酸（丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸）大个别被破坏蛋白质化学专业知识第21页赵丹丹第3章蛋白质化学22方法二碱水解碱水解法普通极少使用方法：6mol/LNaOH或4mol/LBa(OH)2煮沸6小时产物:水解产生氨基酸发生旋光异构作用,产生D-型、L-型两类氨基酸,所以有外消旋现象优点：色氨酸不被破坏,水解液清亮缺点：丝氨酸,苏氨酸,赖氨酸,胱氨酸等大个别被破坏。因旋光异构产生D-型氨基酸不能被人体分解利用,所以氨基酸营养价值减半蛋白质化学专业知识第22页赵丹丹第3章蛋白质化学23方法三酶水解包含：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶或糜蛋白酶及胃蛋白酶方法：使用一些蛋白酶,常温常压,36ºC~60ºC,pH2~8产物:因为水解方法和条件不一样,可得到不一样程度降解物蛋白质→……→

多肽→二肽→氨基酸优点：条件温和,氨基酸完全不被破坏,不发生旋光异构缺点：水解不彻底,除了氨基酸以外,中间产物较多蛋白质化学专业知识第23页赵丹丹第3章蛋白质化学243.2.1氨基酸结构特征氨基酸(Aminoacid，简称Aa)是蛋白质基础结构单位,是含有氨基羧酸（脯氨酸除外）。

存在自然界中氨基酸有500各种，但组成人体蛋白质常见氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。蛋白质化学专业知识第24页赵丹丹第3章蛋白质化学25天然氨基酸（L-α-氨基酸）1、氨基酸结构通式蛋白质化学专业知识第25页赵丹丹第3章蛋白质化学26

WhentheR-groupcontainsadditionalcarbonsinachain,theyaredesignatedβ,γ,δ,ε,etc.,proceedingoutfromthecarbon.R蛋白质化学专业知识第26页赵丹丹第3章蛋白质化学2720种常见氨基酸及简写符号（书70页）蛋白质化学专业知识第27页赵丹丹第3章蛋白质化学283.2.2氨基酸分类方法一组成蛋白质氨基酸组成蛋白质常见氨基酸组成蛋白质不常见氨基酸非蛋白质氨基酸（20种）方法二必需氨基酸非必需氨基酸蛋白质化学专业知识第28页赵丹丹第3章蛋白质化学291、组成蛋白质20种常见氨基酸分类⑴依据氨基酸R-基酸碱性质分类①酸性2种；②碱性3种；③中性15种⑵依据氨基酸R-基化学结构分类①芳香族3种；②杂环3种；③含羟基3种；④酸性氨基酸酰胺2种；⑤含硫2种（含巯基1种）；⑥亚氨基酸1种⑶依据氨基酸R-基团极性分类①极性带正电荷氨基酸②极性带负电荷氨基酸③极性不带电荷氨基酸④非极性氨基酸作业：精读书72-74页内容蛋白质化学专业知识第29页赵丹丹第3章蛋白质化学30Aa-1酸性氨基酸极性带负电荷天冬氨酸谷氨酸蛋白质化学专业知识第30页赵丹丹第3章蛋白质化学31赖氨酸精氨酸

组氨酸Aa-2碱性氨基酸极性带正电荷蛋白质化学专业知识第31页赵丹丹第3章蛋白质化学32Aa-3中性氨基酸，非极性，脂肪族甘氨酸丙氨酸缬氨酸亮氨酸蛋氨酸/甲硫氨酸异亮氨酸脯氨酸蛋白质化学专业知识第32页赵丹丹第3章蛋白质化学33Aa-4芳香族苯丙氨酸酪氨酸

色氨酸蛋白质化学专业知识第33页赵丹丹第3章蛋白质化学34丝氨酸苏氨酸

半胱氨酸天冬酰胺谷氨酰胺Aa-4极性，不带电蛋白质化学专业知识第34页赵丹丹第3章蛋白质化学35

胱氨酸:由两个半胱氨酸巯基氧化后生成，在动物毛、发、角、蹄等蛋白中含量多。二硫键蛋白质化学专业知识第35页赵丹丹第3章蛋白质化学36碱性氨基酸酸性氨基酸酸性氨基酸酰胺含羟基氨基酸含硫氨基酸芳香族氨基酸杂环族氨基酸亚氨基酸脂肪族氨基酸Arg,Lys,HisAsp,GluGln,AsnSer,Thr,TyrCys,MetPhe,Trp,TyrPro,Trp,HisProGly,Ala,Val,Leu,Ile中性氨基酸极性不带电氨基酸极性带正电极性带负电非极性氨基酸蛋白质化学专业知识第36页赵丹丹第3章蛋白质化学372、组成蛋白质不常见氨基酸在蛋白质合成后由对应常见氨基酸修饰形成

4－羟(基)脯氨酸5－羟(基)赖氨酸硒代半胱氨酸链霉素6－N－甲基赖氨酸γ－羧基谷氨酸蛋白质化学专业知识第37页赵丹丹第3章蛋白质化学38一样含有生物活性，功效不一样细菌细胞壁肽聚糖中有D-谷氨酸和D-丙氨酸；抗生素短杆菌肽S中含有D-苯丙氨酸；肌肽和鹅肌肽中β-丙氨酸是遍多酸组成成份；γ-氨基丁酸由谷氨酸脱羧产生，是神经递质；肌氨酸是一碳单位代谢中间物，它和D-缬氨酸是放线菌素D结组成份；瓜氨酸和鸟氨酸是尿素循环中间产物。

鸟氨酸瓜氨酸3、非蛋白质氨基酸蛋白质化学专业知识第38页赵丹丹第3章蛋白质化学394、必需氨基酸

必需氨基酸（essentialaminoacid）是人或动物机体本身不能合成，必需由食物提供氨基酸人体必需氨基酸有8种，即：

赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、

苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸婴幼儿体内精氨酸和组氨酸为半必需氨基酸动物种类不一样，其必需氨基酸也不一样(书303页)蛋白质化学专业知识第39页赵丹丹第3章蛋白质化学403.2.3氨基酸性质物理性质酸碱性质紫外吸收化学性质蛋白质化学专业知识第40页赵丹丹第3章蛋白质化学411、氨基酸物理性质组成蛋白质α-氨基酸为无色晶体；氨基酸晶体由离子晶格组成，熔点较高；普通能溶于水、低浓度酸或低浓度碱中，但不溶于有机溶剂；通常酒精可把氨基酸从其溶液中析出；除甘氨酸外都有旋光性。蛋白质化学专业知识第41页赵丹丹第3章蛋白质化学422、氨基酸酸碱性质同一氨基酸分子中含有碱性氨基（-NH2）和酸性羧基（-COOH），成为两性电解质氨基酸-COOH基可解离释放H+，其本身变为COOˉ，释放出H+离子与-NH2结合，使-NH2基变成-NH3+，此时氨基酸成为同一分子上带有正、负两种电荷偶极离子或称兼性离子氨基酸氨基和羧基解离情况以及氨基酸本身带电情况取决于它所处环境酸碱性蛋白质化学专业知识第42页赵丹丹第3章蛋白质化学43当它处于酸性环境时，因为

-COOˉ结合H+而使氨基酸带正电荷；当它处于碱性环境时，因为

-NH3+解离而使氨基酸带负电荷；当它处于某一pH值时，氨基酸所带正电荷和负电荷相等，即净电荷为零，此pH值称为氨基酸等电点（isoelectricpoint），用pI表示。氨基酸在等电点时，在电场中既不向正极也不向负极移动，因为静电作用，溶解度最小，轻易沉淀。利用这一性质能够分离制备一些氨基酸。

氨基酸等电点蛋白质化学专业知识第43页赵丹丹第3章蛋白质化学44pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸兼性离子阳离子阴离子蛋白质化学专业知识第44页赵丹丹第3章蛋白质化学45氨基酸两性电解质在水溶液中，既可被酸滴定，又可被碱滴定。对氨基酸进行酸碱滴定，可计算出各种解离基团解离常数和等电点。解离常数pKa是一个特定条件下pH值，即当质子供体与质子受体浓度相等时pH值。

[质子受体]pH=pKa+lg[质子供体]蛋白质化学专业知识第45页赵丹丹第3章蛋白质化学46CharacteristictitrationcurveofGly

(pKa1+pKa2)pI=2对于中性氨基酸：蛋白质化学专业知识第46页赵丹丹第3章蛋白质化学47TitrationcurveforGlu

(pKa1+pKaR)pI=2对于酸性氨基酸：蛋白质化学专业知识第47页赵丹丹第3章蛋白质化学48TitrationcurveforHis

(pKa2+pKaR)pI=2对于碱性氨基酸：蛋白质化学专业知识第48页赵丹丹第3章蛋白质化学49蛋白质化学专业知识第49页赵丹丹第3章蛋白质化学50Homework（1）2．已知Lysε-氨基pK′a为10.5，问在pH9.5时，Lys水溶液中将有多少份数这种基团给出质子（即〔－NH

＋3〕和〔－NH2〕各占多少）？5．1.068g某种结晶α-氨基酸，其pK′1和pK′2值分别为2.4和9.7，溶解于100mL0.1mol/LNaOH溶液中时，其pH值为10.4。计算该氨基酸相对分子质量，并提出其可能分子式。6．求0.1mol/L谷氨酸溶液在等电点时三种主要离子浓度各为多少？7．向1升1mol/L处于等电点甘氨酸溶液中加入0.3molHCl，问所得溶液pH值是多少？假如加入0.3molNaOH代替HCl时，pH值又将怎样？蛋白质化学专业知识第50页赵丹丹第3章蛋白质化学51pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI蛋白质化学专业知识第51页赵丹丹第3章蛋白质化学52Phe最大光吸收在257nmTyr最大光吸收在275nmTrp最大光吸收在280nm蛋白质含有芳香族氨基酸，所以也有紫外吸收能力，普通在280nm波优点，可利用分光光度法来测定样品中蛋白质含量。3、氨基酸紫外吸收蛋白质化学专业知识第52页赵丹丹第3章蛋白质化学53氨基酸结构特点[结构决定性质]

α-氨基、α-羧基、侧链上功效基团

α-氨基α-羧基α-氨基&α-羧基R基与亚硝酸反应成盐反应与茚三酮反应与甲醛反应成酯反应成肽反应

与DNFB反应酰化反应

酰化反应叠氮反应成盐反应脱羧基反应形成希夫碱反应脱氨基反应

4、氨基酸化学性质氨基酸结构特点[结构决定性质]

α-氨基、α-羧基、侧链上功效基团

α-氨基α-羧基α-氨基&α-羧基R基与亚硝酸反应成盐反应与茚三酮反应与甲醛反应成酯反应成肽反应

与DNFB反应酰化反应

酰化反应叠氮反应成盐反应脱羧基反应形成希夫碱反应脱氨基反应

蛋白质化学专业知识第53页赵丹丹第3章蛋白质化学54（1）α-氨基参加7个反应

蛋白质化学专业知识第54页赵丹丹第3章蛋白质化学55VanSlyke(范斯莱克)法测定氨基酸测定生成氮气体积计算氨基酸量&蛋白质水解程度①α-氨基与亚硝酸反应蛋白质化学专业知识第55页赵丹丹第3章蛋白质化学56Sorensen甲醛滴定法测定氨基酸②α-氨基与甲醛反应氨基酸羟甲基衍生物降低了氨基碱性，使pK2降低了2~3个单位蛋白质化学专业知识第56页赵丹丹第3章蛋白质化学57Sanger法测定测定肽链N-末端氨基酸残基注：2,4-二硝基氟苯

2,4-DNFBSanger试剂③α-氨基烃基化反应（氢烃基取代）

之一：α-氨基与2,4-二硝基氟苯反应2,4-DNFBDNP-氨基酸

稳定黄色二硝基苯氨基酸蛋白质化学专业知识第57页赵丹丹第3章蛋白质化学58③α-氨基烃基化反应（氢烃基取代）

之二：α-氨基与苯异硫氰酸酯反应PITCPTC-氨基酸PTH-氨基酸Edman法测定肽链N-末端氨基酸残基注：苯异硫氰酸酯PITC

苯氨基硫甲酰PTC

苯乙内酰硫脲PTH蛋白质化学专业知识第58页赵丹丹第3章蛋白质化学59氨基酸+酰氯/酸酐：氢酰基取代，酰化在蛋白质和多肽人工合成中，酰化试剂可作为氨基保护剂。

丹磺酰氯可用于多肽链N末端氨基酸标识和微量氨基酸定量测定。

④α-氨基酰化反应（氢酰基取代

）

卞氧酰氯卞氧酰氨基酸

苯二甲酸酐苯二甲酰氨酸蛋白质化学专业知识第59页赵丹丹第3章蛋白质化学60⑤α-氨基成盐反应

水解蛋白质氨基酸盐酸盐⑥α-氨基形成希夫碱反应⑦α-氨基脱氨基反应希夫碱=Schiff’sbase引发食品褐变

生物体内经氨基酸氧化酶催化：α-氨基α-酮基蛋白质化学专业知识第60页赵丹丹第3章蛋白质化学61（2）α-羧基参加5个反应蛋白质化学专业知识第61页赵丹丹第3章蛋白质化学62氨基酸α-羧基能够和碱作用生成盐其中，重金属盐不溶于水。①α-羧基成盐反应蛋白质化学专业知识第62页赵丹丹第3章蛋白质化学63在蛋白质人工合成中可用成酯反应将氨基酸活化。氨基酸羧基被酯化后羧基化学反应性能被掩蔽或者羧基被保护氨基化学反应性能被加强或者氨基被活化氨基更易起酰化反应和烃化反应。

[为何要在碱性溶液中进行？]各种氨基酸与醇所成酯沸点不一样，成酯反应也可用于氨基酸分离纯化，可进行酯化反应后氨基酸分级蒸馏分离。②α-羧基成酯反应蛋白质化学专业知识第63页赵丹丹第3章蛋白质化学64③α-羧基酰化反应反应能使氨基酸羧基活化，常见于肽人工合成。蛋白质化学专业知识第64页赵丹丹第3章蛋白质化学65⑤α-羧基脱羧基反应④α-羧基叠氮反应反应能使氨基酸羧基活化，常见于肽人工合成。蛋白质化学专业知识第65页赵丹丹第3章蛋白质化学66（3）α-氨基&α-羧基共同参加2个反应

蛋白质化学专业知识第66页赵丹丹第3章蛋白质化学67①茚三酮反应蓝紫色物质黄色物质反应是氨基酸特异性化学反应,常见于氨基酸定性、定量测定。反应放出CO2可用定量法测定其体积,推测出氨基酸量。反应生成蓝紫色化合物可在570nm波长比色测定Aa含量，在0.5～50µg内,Aa量与蓝紫色化合物颜色深浅成正比。茚三酮反应常见于Aa纸层析、薄层层析及电泳显色。②成肽反应蛋白质化学专业知识第67页赵丹丹第3章蛋白质化学68TrpTrp（4）侧链R-参加反应及用途蛋白质化学专业知识第68页3.3肽（peptide）氨基酸→肽→蛋白质蛋白质化学专业知识第69页赵丹丹第3章蛋白质化学70肽（peptide）是氨基酸线性聚合物，常称肽链（peptidechain）。蛋白质是由一条或多条含有特定氨基酸序列多肽链组成大分子。

肽键（peptidebond）是由一个氨基酸-羧基与另一个氨基酸-氨基脱水缩合而形成酰胺键。肽键是肽和蛋白质一级结构基础化学键。1、肽概念蛋白质化学专业知识第70页赵丹丹第3章蛋白质化学71肽键肽键形成蛋白质化学专业知识第71页赵丹丹第3章蛋白质化学72肽是由氨基酸经过肽键缩合而形成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)。人为要求：由20个以内氨基酸相连而成肽称为寡肽(oligopeptide)，由更多氨基酸相连形成肽称多肽(polypeptide)。蛋白质化学专业知识第72页赵丹丹第3章蛋白质化学73N末端：多肽链中有自由氨基一端C末端：多肽链中有自由羧基一端多肽链有两端蛋白质化学专业知识第73页赵丹丹第3章蛋白质化学74N末端C末端牛核糖核酸酶蛋白质化学专业知识第74页赵丹丹第3章蛋白质化学75肽链解读从N-末端开始。肽命名：从肽链或蛋白质分子N-末端开始，在每个氨基酸残基后面加“酰”字，最终一个氨基酸残基称为某氨基酸。丝氨酰甘氨酰酪氨酰丙氨酰亮氨酸蛋白质化学专业知识第75页赵丹丹第3章蛋白质化学76①组成肽键4个原子(C,O,N,H)和2个相邻Cα原子倾向于共平面，称肽平面，在肽链折叠成三维结构中很主要。②限制绕肽键自由旋转，肽主链每个氨基酸残基只有两个自由度：绕N-Cα单键旋转和绕Cα-C单键旋转。③C-N键长度为0.133nm，比正常C-N键（0.145nm）短，但比经典C=N键（0.125nm）长。④肽键中酰胺N带正电荷，羰基O带负电荷，表明肽键含有永久偶极。2、肽键共振产生结果蛋白质化学专业知识第76页赵丹丹第3章蛋白质化学77肽键形成刚性平面结构蛋白质化学专业知识第77页赵丹丹第3章蛋白质化学78谷胱甘肽谷胱甘肽与神经传导相关神经肽脑啡肽、内啡肽、强啡肽、

P物质抗菌肽青霉素、短杆菌肽S、放线菌素D肽类激素

催产素、加压素、胰高血糖素、胃泌素3、生物活性肽蛋白质化学专业知识第78页赵丹丹第3章蛋白质化学79谷胱甘肽(glutathione,GSH)结构γ-羧基γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸蛋白质化学专业知识第79页赵丹丹第3章蛋白质化学80GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSGGSH还原酶NADPH+H+NADP+还原型谷胱甘肽简写为GSH氧化型谷光甘肽简写为G-S-S-G蛋白质化学专业知识第80页赵丹丹第3章蛋白质化学81解毒功效。谷胱甘肽SH-嗜核性能可和嗜电子毒物如致癌剂和药品等结合，从而防止这些毒物和DNA、RNA和蛋白质结合。细胞内主要还原剂。保护蛋白质中SH-免遭氧化，以免失活能还原细胞内产生H2O2，使其变成H2O跨膜转运。谷胱甘肽经过γ-谷氨酰循环完成氨基酸跨膜转运。谷胱甘肽生物学作用蛋白质化学专业知识第81页3.4

蛋白质分子结构

（Molecularstructureofprotein）蛋白质化学专业知识第82页赵丹丹第3章蛋白质化学83蛋白质分子质量很大，结构十分复杂。一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)高级结构初级结构一级结构是蛋白质高级结构和特异生物学功效基础蛋白质化学专业知识第83页赵丹丹第3章蛋白质化学84Levelsofstructureinproteins蛋白质化学专业知识第84页赵丹丹第3章蛋白质化学853.4.1蛋白质化学结构定义：蛋白质一级结构是指肽链中氨基酸排列次序。主要化学键：肽键(peptidebond)二硫键(disulfidebond)蛋白质分子一级结构称为共价结构蛋白质一级结构测定→一级结构是高级结构和特异生物学功效基础蛋白质化学专业知识第85页赵丹丹第3章蛋白质化学861953，F.Sanger（Cambridge

）hasSequencedthefirstProtein——Insulin

蛋白质化学专业知识第86页赵丹丹第3章蛋白质化学87测定蛋白质中多肽链数目

拆分蛋白质分子中多条肽链

断裂肽链内部二硫键

测定每一肽链氨基酸组成

判定肽链N-末端和C-末端残基

断开肽链成较小肽段

，分别进行分析测定各肽段氨基酸序列，普通采取Edman降解法拼凑读出肽链一级结构

蛋白质测序步骤酸、碱、盐或其它变性剂破坏非共价键连接

蛋白质化学专业知识第87页赵丹丹第3章蛋白质化学88N-末端二硫键打开

通常采取氧化还原法:

用过量β-巯基乙醇、处理

二硫苏糖醇(DTT)

用烷化剂保护，如碘乙酸还原生成

Cys巯基，以预防它重新被氧化蛋白质化学专业知识第88页赵丹丹第3章蛋白质化学89N-末端氨基酸判定主要包含：DNFB法(Sanger法)DNP-氨基酸苯异硫氰酸酯法(Edman法)PTH-氨基酸二甲氨基萘/丹磺酰氯法(DNS-Cl法)DNS-氨基酸氨肽酶法：N-端逐一肽链外切酶C-末端氨基酸判定主要包含：肼解法C-末端氨基酸+(n-1)个氨基酸酰肼羧肽酶法C-端逐一肽链外切酶

羧肽酶A（牛）除ProArgLys以外除Pro

羧肽酶B（猪）只水解碱性氨基酸羧肽酶C（柑橘)Pro

羧肽酶Y（面包）任何蛋白质化学专业知识第89页赵丹丹第3章蛋白质化学90断开肽链成较小肽段方法溴化氰(CNBr)裂解--只切Met-COOH用羟胺断裂--NaOH在pH9下能切Asn-Gly之间肽键，但专一性不强，Asn-Leu及Asn-Ala键也能个别裂解。酶水解--不一样蛋白酶水解肽链不一样位点，包含：

胰蛋白酶

Lys-COOH,Arg-COOH

胰凝乳蛋白酶(糜蛋白酶)Phe,Tyr,Trp-COOH

胃蛋白酶NH3-Phe,Tyr,Trp

嗜热菌蛋白酶木瓜蛋白酶葡萄球菌蛋白酶和梭菌蛋白酶梭菌蛋白酶蛋白质化学专业知识第90页赵丹丹第3章蛋白质化学91肽段氨基酸次序测定方法包含Edman降解法、酶水解法、质谱法、气谱-质谱联使用方法和核苷酸序列推定法。Edman降解法测定氨基酸次序步骤：标识试剂苯异硫氰酸酯(PITC)标识肽链N末端残基，生成苯氨基硫甲酰肽，即PTC多肽酸性水解环化PTC多肽，产物：乙内酰苯硫脲氨基酸(PTH-Aa)+(n-1)肽链用醋酸乙酯抽提分离PTH-Aa

判定N-Aa

(n-1)肽链重复上述标识、水解、分离和判定步骤，直至完成全长肽链测序每次可分析50个左右氨基酸残基多肽自动蛋白质序列分析仪理论基础蛋白质化学专业知识第91页赵丹丹第3章蛋白质化学92

经过对蛋白质一级结构测定，建立蛋白质序列库，有名数据库包含：美国国家生物医学基金会主持PIRProteinInformationResource（蛋白质信息库）

ProteinIdentificationResouree（蛋白质判定库）美国政府支持GenBankGeneSequenceDataBank（基因序列数据库）欧洲EMBLEuropeanMolecularBiologyLaboratoryDataBank（欧洲分子生物学试验室数据库）蛋白质化学专业知识第92页赵丹丹第3章蛋白质化学93Homework（2）8．现有一个六肽，依据以下条件，给出此六肽氨基酸排列次序。（1）DNFB反应，得到DNP-Val；（2）肼解后，再用DNFB反应，得到DNP-Phe；（3）胰蛋白酶水解此六肽，得到三个片段，分别含1个、2个和3个氨基酸，后两个片段坂口反应呈阳性；（4）溴化氰与此六肽反应，水解得到两个三肽，这两个三肽片段经DNFB反应分别得到DNP-Val和DNP-Ala。9．有一个肽段，经酸水解测定知由4个氨基酸组成。用胰蛋白酶水解成为两个片段，其中一个片段在280nm有强光吸收，而且对Pauly反应、坂口反应都呈阳性；另一个片段用CNBr处理后释放出一个氨基酸与茚三酮反应呈黄色。试写出这个肽氨基酸排列次序及其化学结构式。15．今有一个七肽，经分析它氨基酸组成是：Lys、Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser。此肽未经糜蛋白酶处理时，与DNFB反应不产生α-DNP-氨基酸。经糜蛋白酶作用后；此肽断裂成两个肽段，其氨基酸组成份别为Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg。这两个肽段分别与FDNB反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys。此肽与胰蛋白酶反应，一样能生成两个肽段，它们氨基酸组成份别是Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。试问此七肽一级结构是怎样？蛋白质化学专业知识第93页赵丹丹第3章蛋白质化学94

蛋白质高级结构

蛋白质空间结构

蛋白质立体结构

蛋白质三维结构

蛋白质构象

指蛋白质分子中全部原子在三维空间排布。包含三个层次：即二、三、四级结构3.4.2蛋白质高级结构蛋白质化学专业知识第94页赵丹丹第3章蛋白质化学951、蛋白质空间结构概念蛋白质化学专业知识第95页赵丹丹第3章蛋白质化学96（1）蛋白质空间结构组织层次含义二级结构指多肽链主链折叠产生由主链内和主链间周期性氢键维系有规则构象。蛋白质分子中某一段肽链局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子相对空间位置，并不包括氨基酸残基侧链构象。三级结构(tertiarystructure)是指多肽链由二级结构元件借助各种次级键主要为疏水作用构建成总三维结构，包含一级结构中相距远肽段之间几何相互关系和侧链在三维空间中彼此间相互关系。整条肽链中全部氨基酸残基相对空间位置。即肽链中全部原子在三维空间排布位置。四级结构(quaternarystructure)是指寡聚蛋白质中以非共价键彼此缔合在一起各亚基形成聚集体方式。蛋白质分子中含有完整三级结构二条或多条多肽链（亚基，subunit）空间排布及它们接触部位布局和相互作用。蛋白质化学专业知识第96页赵丹丹第3章蛋白质化学97（2）稳定蛋白质空间结构作用力稳定蛋白质高级结构作用力主要是一些弱相互作用或称非共价键或次级键，包含：

氢键(hydrogenbond)

范德华力(vanderWaalsforce)

疏水作用(hyodophobicinteraction)

离子键(electrovalentbond)它们也是稳定核酸构象、生物膜结构作用力。另外,二硫键在稳定一些蛋白质构象方面也起主要作用。蛋白质化学专业知识第97页赵丹丹第3章蛋白质化学98蛋白质化学专业知识第98页赵丹丹第3章蛋白质化学99（3）蛋白质中肽链空间结构标准肽键C—N含有个别双键性质，不能沿C—N键自由旋转。

由肽键中4个原子和与肽键相邻两个α-碳原子组成一刚性平面，称为肽平面或酰胺平面(amideplane)，肽平面上各原子所组成键长、键角固定不变。肽链主链上重复结构称为肽单元或肽单位(peptideunit)，它包含完整肽键及α-碳原子，即Cα-CO-NH-Cα肽单元旋转，就出现各种主链构象，从而使侧链R基处于不一样位置，相互影响，到达一最稳状态。围绕Cα—N键旋转角度为Φ

围绕Cα—C键旋转角度为Ψ蛋白质化学专业知识第99页赵丹丹第3章蛋白质化学100DihedralAngles二面角蛋白质化学专业知识第100页赵丹丹第3章蛋白质化学101多肽链能够看成由Cα串联起来无数个肽平面组成蛋白质化学专业知识第101页赵丹丹第3章蛋白质化学102蛋白质化学专业知识第102页赵丹丹第3章蛋白质化学1032、蛋白质二级结构蛋白质二级结构表现为多肽链中有规则重复构象，它仅限于主链原子局部空间排列，不包含与肽链其它区段相互关系及侧链构象。常见二级结构元件有

α螺旋(-helix)

β折叠(-pleatedsheet)β转角(-turn)

无规卷曲(randomcoil)主要化学键：氢键(hydrogenbond)3.4.2蛋白质高级结构蛋白质化学专业知识第103页赵丹丹第3章蛋白质化学104SecondaryStructureElements-pleatedsheet-helix-

Turnrandomcoil蛋白质化学专业知识第104页赵丹丹第3章蛋白质化学105（1）α螺旋(-helix)

-螺旋是蛋白质中最常见、最经典、含量最丰富二级结构元件，是1951年由美国人Pauling和Corey依据对角蛋白X-射线衍射结果而提出来。Nobelprize1954蛋白质化学专业知识第105页赵丹丹第3章蛋白质化学106①-螺旋结构模型关键点多肽链主链围绕“中心轴”一圈一圈有规律地螺旋上升:每3.6个氨基酸残基上升一圈，沿螺旋轴方向上升0.54nm，称为螺距，每个氨基酸残基绕轴旋转100°,沿轴上升0.15nm(又称3.613螺旋)。每个氨基酸残基N-H与其前面第4个氨基酸残基C=O间形成相邻螺旋圈之间链内氢键。氢键取向几乎与螺旋中心轴平行(氢键4个原子位于一条直线上)，是维系α-螺旋主要作用力。氨基酸残基R-基侧链在螺旋外侧。假如侧链不计在内，螺旋直径约为0.6nm。天然蛋白质中α-螺旋大多数是右手螺旋，每个α-碳φ和ψ分别在-57°和-47°附近。另外，还有左手螺旋、310螺旋、π螺旋。蛋白质化学专业知识第106页赵丹丹第3章蛋白质化学107IfN-terminusisatbottom,thenallpeptideN-Hbondspoint“down”andallpeptideC=Obondspoint“up”.N-HofresiduenisH-bondedtoC=Oofresiduen+4.0.54nm蛋白质化学专业知识第107页赵丹丹第3章蛋白质化学108蛋白质化学专业知识第108页赵丹丹第3章蛋白质化学109蛋白质化学专业知识第109页赵丹丹第3章蛋白质化学110

phi(deg)psi(deg)H-bondpatternhandedalpha-helix(3.613)-57.8-47.0i+4pi-helix(4.418)

-57.1-69.7i+5310helix-74.0-4.0i+3蛋白质化学专业知识第110页赵丹丹第3章蛋白质化学111②影响α-螺旋形成和稳定原因氨基酸组成和排列次序。不带电荷多聚Ala，能自发地卷曲成α-螺旋；以下情况不能形成α-螺旋：多聚Lys、Glu不能形成α-螺旋，而以无规卷曲形式存在;肽链中Pro处产生“结节，螺旋被中止或拐弯；侧链有较大R基，如Asn、Leu造成空间位阻。蛋白质化学专业知识第111页赵丹丹第3章蛋白质化学112（2）-折叠（-pleatedsheet）蛋白质化学专业知识第112页赵丹丹第3章蛋白质化学113β-折叠与α-螺旋相比较，它含有以下特点：肽链几乎是完全伸展重复性结构；肽链主链呈锯齿状，按层平行排列，肽平面排成折叠形式，α-碳原子位于折叠线上，称为折叠片，包含平行式（paralle，都是N→C或C→N）和反平行式（antiparalle）；β-折叠中每条肽链称为β-折叠股或β股（β-strand），相邻肽链肽键上-CO-与-NH-形成链间氢键，以维持片层间结构稳定；肽链侧链R-基团都垂直于折叠片平面，并交替地从平面上下两侧伸出。平行式中α-碳φ和ψ值(分别为-119°和+113°左右)比反平行式中（分别为-139°和+135°左右）小很多。在两种β折叠中，反平行式结构更稳定。

β折叠存在于纤维状蛋白和球状蛋白中。蛋白质化学专业知识第113页赵丹丹第3章蛋白质化学114ParallellessstableAnti-parallelmorestable蛋白质化学专业知识第114页赵丹丹第3章蛋白质化学115一些蛋白质分子结构中α螺旋与β折叠能够相互转变。比如，加热可使α螺旋转变为β折叠。蛋白质化学专业知识第115页赵丹丹第3章蛋白质化学116Homework（3）12．某一蛋白质分子含有α-螺旋及β-折叠两种构象，分子总长度为5.5×10－5cm，该蛋白质相对分子质量为250000。试计算该蛋白质分子中α-螺旋及β-折叠两种构象各占多少？（氨基酸残基平均相对分子质量以100计算）。16．(1)计算一个含有78个氨基酸α-螺旋轴长。

(2)此多肽α-螺旋完全伸展时有多长？17．某一蛋白质多肽链除一些区段为α螺旋构象外，其它区段均为β折叠片构象。该蛋白质相对分子质量为240000，多肽外形长度为5.06×10－5cm。试计算α螺旋占该多肽链百分数。（假设β折叠片构象中每氨基酸残基长度为0.35nm）蛋白质化学专业知识第116页赵丹丹第3章蛋白质化学117（3）β-转角(turn)球状蛋白质多肽链必须有弯曲、回折和重新定向能力，才能生成坚固、球状结构。多肽链本身180°回折形成依赖β-转角（β-turn），或称β-弯曲（β-bend）或发夹结构（hairpinstructure）。β-转角是一个简单二级结构元件，是非重复性结构。Pro和Gly经常在β-转角序列中存在。蛋白质化学专业知识第117页赵丹丹第3章蛋白质化学118Gly侧链只有一个H，在β-转角中能很好地调整其它残基空间妨碍，所以是立体化学上最适当氨基酸；Pro含有环状结构和固定φ角，所以在一定程度上迫使β-转角形成，促使肽链本身回折。这些回折有利于反平行β-折叠片形成。蛋白质化学专业知识第118页赵丹丹第3章蛋白质化学119（4）无规卷曲(randomcoil)无规卷曲是指那些不能被归入明确二级结构多肽区段。非重复性结构大多数既非卷曲，也非完全无规则，也像其它二级结构一样是明确而稳定结构，形成蛋白质周期性结构。受侧链相互作用影响很大。经常组成酶活性部位和其它蛋白质特异功效部位。蛋白质化学专业知识第119页赵丹丹第3章蛋白质化学1203、超二级结构和结构域

在蛋白质二级结构和三级结构之间层次：一级结构→二级结构

→

超二级结构→结构域

→

三级结构→四级结构

3.4.2蛋白质高级结构蛋白质化学专业知识第120页赵丹丹第3章蛋白质化学121（1）超二级结构（super-secondarystructure）1973年M.G.Rossman首先提出超二级结构概念。蛋白质分子中尤其是球状蛋白质分子中经常有若干相邻二级结构元件（主要是α螺旋和β折叠片）组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多、有规则二级结构组合或二级结构簇，在各种蛋白质中充当三级结构构件，称为超二级结构。当前已知超二级结构有3种基础组合形式：

αα、βαβ和ββ蛋白质化学专业知识第121页赵丹丹第3章蛋白质化学122b-turnsinaproteinchainallowhelicesandsheetstoalignside-by-sideCommonsuper-secondarystructurebabaab

b蛋白质化学专业知识第122页赵丹丹第3章蛋白质化学123蛋白质化学专业知识第123页赵丹丹第3章蛋白质化学124（2）结构域（structuraldomain）定义：多肽链在二级结构或超二级结构基础上形成三级结构局部折叠区称为结构域。结构域是多肽链上相对独立紧密球状实体，结构域序列连续氨基酸残基数为40～400个左右，常见为100～200个氨基酸残基。结构域有时也指功效域（functionaldomain），它是蛋白质分子中能独立存在功效单位，功效域能够是一个结构域，也可由两个或两个以上结构域组成。蛋白质化学专业知识第124页赵丹丹第3章蛋白质化学125结构域四种类型：反平行α螺旋结构域（全α-结构）平行或混合型β折叠片结构域（α、β-结构）反平行β折叠片结构域（全β-结构）富含金属或二硫键结构域（不规则小蛋白结构）蛋白质化学专业知识第125页赵丹丹第3章蛋白质化学126蛋白质化学专业知识第126页赵丹丹第3章蛋白质化学127蛋白质化学专业知识第127页赵丹丹第3章蛋白质化学128Ig(免疫球蛋白)domains蛋白质化学专业知识第128页赵丹丹第3章蛋白质化学1294、蛋白质三级结构蛋白质三级结构是指一条多肽链上由二级结构元件构建成总三维结构，包含一级结构中相距远肽段之间几何相互关系和侧链在三维空间中彼此间相互关系，但不包含肽链之间相互关系。三级结构是蛋白质含有生物活性特征构象。主要化学键：疏水作用、氢键、离子键、范德华力和二硫键，其中以疏水作用为主。

3.4.2蛋白质高级结构蛋白质化学专业知识第129页赵丹丹第3章蛋白质化学130N端C端抹香鲸肌红蛋白(myoglobin,Mb)1963年J.Kendrew用X-射线衍射法说明。抹香鲸肌红蛋白是抹香鲸肌肉中储氧蛋白质。第一个被说明三级结构蛋白质。蛋白质化学专业知识第130页赵丹丹第3章蛋白质化学131Mb三级结构关键点:一条153个Aa残基（Mr16700）组成肽链，球状蛋白质由8段7-23个Aa残基组成α-螺旋不规则盘绕折叠组成，α-螺旋占分子80%，命名为ABCDEFGH肽链转折处有1～8个Aa残基残基组成无规卷曲，4个Pro各处于一个拐弯处，另外是Ser、Thr、Asn、Ile分子内部为非极性氨基酸残基分子表面极性亲水基团恰好与水结合，使蛋白易溶于水，辅基血红素（heme）经过His咪唑基与分子内部相连蛋白质化学专业知识第131页赵丹丹第3章蛋白质化学132蛋白质化学专业知识第132页赵丹丹第3章蛋白质化学133球状蛋白质三维结构特征：含有丰富二级结构元件含有显著折叠层次分子展现球状或椭球状疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在外表分子表面空穴（也称裂沟、凹槽或口袋）常是结合配体并行使生物功效活性部位。空穴周围分布着许多疏水侧链，为底物等发生化学反应营造疏水环境。蛋白质化学专业知识第133页赵丹丹第3章蛋白质化学1345、蛋白质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三级结构，称为蛋白质亚基(subunit)，它是含有四级结构蛋白质中最小共价单位。蛋白质分子中各亚基空间排布及亚基接触部位布局和相互作用，称为蛋白质四级结构。亚基之间结协力主要是疏水作用，其次是氢键、离子键和范德华力。3.4.2蛋白质高级结构蛋白质化学专业知识第134页赵丹丹第3章蛋白质化学135寡聚蛋白质：由两个或两个以上亚基组成蛋白质包含许多主要酶和转运蛋白。分为：

同多聚蛋白质：单一类型亚基组成如肝乙醇脱氢酶，酵母己糖激酶杂多聚蛋白质：不一样类型亚基组成如血红蛋白，天冬氨酸转甲酰酶

蛋白质化学专业知识第135页赵丹丹第3章蛋白质化学136蛋白质四级结构含有结构和功效上优越性：增强结构稳定性。提升遗传经济性和效率。使催化基团聚集在一起。含有协同效应和别构效应。蛋白质化学专业知识第136页赵丹丹第3章蛋白质化学137血红蛋白(hemoglobin,Hb)最简单含有四级结构蛋白质。红细胞上把O2从肺运输到其它组织。由两条α链和两条β链组成四聚体。蛋白质化学专业知识第137页赵丹丹第3章蛋白质化学138蛋白质化学专业知识第138页赵丹丹第3章蛋白质化学1393.4.3蛋白质结构与功效关系TheRelationofStructureandFunctionofProtein一级结构是空间结构基础并决定空间结构空间结构是蛋白质生物学功效表现所必需一级结构与功效关系空间结构与功效关系蛋白质化学专业知识第139页赵丹丹第3章蛋白质化学1401、蛋白质一级结构与功效关系（1）同功蛋白质氨基酸种属差异和分子进化（2）同种蛋白质中氨基酸次序个体差异和分子病（3）一级结构局部断裂与蛋白质激活蛋白质化学专业知识第140页赵丹丹第3章蛋白质化学141（1）同功蛋白质氨基酸种属差异和分子进化同功蛋白质是指不一样种属起源执行同种生物学功效蛋白质。它们分子组成基础相同，但有差异。同功蛋白质氨基酸组成可区分为两个别：一个别是不变氨基酸次序，它决定蛋白质空间结构与功效，各种同功蛋白质不变氨基酸次序完全一致(也称为同源蛋白质)；另一个别是可变氨基酸次序，这个别是同功蛋白质种属差异表达。比如：胰岛素，细胞色素C蛋白质化学专业知识第141页赵丹丹第3章蛋白质化学142有24个氨基酸残基位置一直不变：A&B链上6个Cys不变，其余18个氨基酸多数为非极性侧链，对稳定蛋白质空间结构起主要作用。其它可变氨基酸对稳定蛋白质空间结构作用不大，但对免疫反应起作用。猪与人靠近，所以可用猪胰岛素治疗人糖尿病。蛋白质化学专业知识第142页赵丹丹第3章蛋白质化学143分子量：12500左右氨基酸残基：100个左右，单链。亲源关系越近，其细胞色素C差异越小。亲源关系越远，其细胞色素C差异越大。蛋白质化学专业知识第143页赵丹丹第3章蛋白质化学144ProteinHomologyamongSpecies:Theconservationoftheaminoacidsequencescanbeused

asarulertomeasureevolutionaryRelationshipamongspecies.HumanCytochromec蛋白质化学专业知识第144页赵丹丹第3章蛋白质化学145（2）同种蛋白质中氨基酸次序个体差异和分子病

比如：镰刀形红细胞贫血（sicklecellanemia）蛋白质化学专业知识第145页赵丹丹第3章蛋白质化学146Theelongatedcellstendtoblockcapillaries,

causinginflammationandconsiderablepain.蛋白质化学专业知识第146页赵丹丹第3章蛋白质化学147（3）一级结构局部断裂与蛋白质激活如：凝血酶原、纤维蛋白原血液凝固机理：凝血因子（凝血酶原致活因子）

凝血酶原凝血酶

纤维蛋白原A纤维蛋白B

交联血凝块蛋白质化学专业知识第147页赵丹丹第3章蛋白质化学148蛋白质化学专业知识第148页赵丹丹第3章蛋白质化学149蛋白质化学专业知识第149页赵丹丹第3章蛋白质化学150如：胰岛素原蛋白质化学专业知识第150页赵丹丹第3章蛋白质化学1512、蛋白质空间结构与功效关系——辩证关系！（1）别构效应（allostericeffect）（2）协同效应（cooperativeeffect）（3）变性作用（denaturation）（4）蛋白质构象疾病蛋白质化学专业知识第151页赵丹丹第3章蛋白质化学152（1）别构效应（allostericeffect）蛋白质在行使其生物功效时往往空间结构发生一定改变，从而改变分子性质，以适应生理功效需要，这种现象称为别构效应，或变构现象、变构效应。如：血红蛋白小分子O2是变构剂/效应剂（effector）血红蛋白是变构蛋白/效应蛋白（allostericprotein）蛋白质化学专业知识第152页赵丹丹第3章蛋白质化学153老师：赵丹丹第3章蛋白质化学153

Viewofconformationalchange:蛋白质化学专业知识第153页赵丹丹第3章蛋白质化学154蛋白质化学专业知识第154页赵丹丹第3章蛋白质化学155ProteinsinAction蛋白质化学专业知识第155页赵丹丹第3章蛋白质化学156（2）协同效应（cooperativeeffect）一个寡聚体蛋白质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现象，称为协同效应。假如是促进作用则称为正协同效应。假如是抑制作用则称为负协同效应。蛋白质化学专业知识第156页赵丹丹第3章蛋白质化学157蛋白质化学专业知识第157页赵丹丹第3章蛋白质化学158（3）变性作用（denaturation）天然蛋白质受到一些理化原因影响，氢键、离子键等次级键被破坏，引发天然构象解体，致使生物学性质、物理化学性质改变，这种现象称为蛋白质变性作用。物理原因：加热、紫外线、X-射线、超声波、机械搅拌、高压和表面张力等化学原因：强酸、碱、尿素、胍、乙醇等有机溶剂等当变性蛋白质除去变性原因后，可重新回复到天然构象，这一现象称为蛋白质复性（renaturation）。蛋白质化学专业知识第158页赵丹丹第3章蛋白质化学159蛋白质变性过程中一些理化性质改变生物活性丧失（主要特征）；一些侧链基团暴露；物理化学性质改变，溶解度降低；黏度增加、扩散系数降低、旋光和紫外吸收发生改变；生物化学性质改变。蛋白质化学专业知识第159页赵丹丹第3章蛋白质化学160变性理论应用预防变性:

制备酶制剂和其它活性蛋白质时防止高温和其它变性原因。促进变性:

利用高温、高压、紫外线和化学品消毒,目标是使病菌蛋白质变性而失去致病作用。蛋白质化学专业知识第160页赵丹丹第3章蛋白质化学161（4）蛋白质构象疾病蛋白质构象疾病：若蛋白质折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质构象发生改变，仍可影响其功效，严重时可造成疾病发生。疾病机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀病理改变。如：老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。蛋白质化学专业知识第161页赵丹丹第3章蛋白质化学162疯牛病中蛋白质构象改变疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引发一组人和动物神经退行性病变。正常PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质作用下可转变成全为β-折叠PrPsc，从而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折叠

正常

疯牛病蛋白质化学专业知识第162页赵丹丹第3章蛋白质化学1633、一级结构是空间构象基础C.Anfinsen在研究核糖核酸酶(RNase)时发觉。牛核糖核酸酶一级结构二硫键蛋白质化学专业知识第163页赵丹丹第3章蛋白质化学164蛋白质化学专业知识第164页3.5

蛋白质性质

（Propertiesofprotein）蛋白质结构（分子大小、氨基酸组成和化学结构）决定蛋白质性质蛋白质分子大小两性解离和等电点胶体性质：透析、超滤沉淀作用变性作用颜色反应蛋白质化学专业知识第165页赵丹丹第3章蛋白质化学1661、测定蛋白质相对分子质量方法（1）依据化学组成测定最低相对分子质量（2）渗透压法测定相对分子质量（3）沉降分析法测定相对分子质量①沉降速度法②沉降平衡法（4）凝胶过滤法测定相对分子质量（5）SDS法测定相对分子质量蛋白质化学专业知识第166页赵丹丹第3章蛋白质化学167（1）依据分子组成测定最小分子量例:血红蛋白含铁量为0.335%,计算血红蛋白最小分子量。

解:MW最小=55.8×100/0.335≈16,700

式中，55.8为铁原子量。用其它方法测得血红蛋白分子量约为67,000，是其最小分子量4倍，表明血红蛋白分子中含有4个铁原子。用化学方法测蛋白质最低分子量只有和其它物理化学方法配合使用,才能得出真实分子量。蛋白质化学专业知识第167页赵丹丹第3章蛋白质化学168（2）依据渗透压测定相对分子质量用二分之一透膜将蛋白质溶液与纯水隔开，当渗透达平衡时，测定其渗透压，计算分子量：C：浓度（克/升）R：气体常数（0.082升/大气压/克分子/K开氏温度）T：绝对温度（开氏温度）：以大气压表示渗透压蛋白质化学专业知识第168页赵丹丹第3章蛋白质化学169（3）依据沉降分析测定相对分子质量分子在溶液中两种相反运动：沉降（sedimentation）和扩散（diffusion）