蛋白质的结构与功能临本

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。本文档共129页；当前第1页；编辑于星期三\18点5分蛋白质研究的历史1833年，从麦芽中分离淀粉酶；随后从胃液中分离到类似胃蛋白酶的物质。1864年，血红蛋白被分离并结晶。19世纪末，证明蛋白质由氨基酸组成，并合成了多种短肽。20世纪初，发现蛋白质的二级结构；完成胰岛素一级结构测定。本文档共129页；当前第2页；编辑于星期三\18点5分20世纪中叶，各种蛋白质分析技术相继建立，促进了蛋白质研究迅速发展；1962年，确定了血红蛋白的四级结构。20世纪90年代，功能基因组与蛋白质组研究展开。本文档共129页；当前第3页；编辑于星期三\18点5分蛋白质的生物学重要性分布广：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％。1.蛋白质是生物体重要组成成分本文档共129页；当前第4页；编辑于星期三\18点5分作为生物催化剂（酶）代谢调节作用免疫保护作用物质的转运和存储运动与支持作用参与细胞间信息传递2.蛋白质具有重要的生物学功能3.氧化供能17.15kJ/g蛋白质本文档共129页；当前第5页；编辑于星期三\18点5分蛋白质的分子组成

TheMolecularComponentofProtein第一节本文档共129页；当前第6页；编辑于星期三\18点5分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。本文档共129页；当前第7页；编辑于星期三\18点5分

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本文档共129页；当前第8页；编辑于星期三\18点5分一、组成人体蛋白质的20种氨基酸均属于L--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-α-氨基酸（甘氨酸除外）。本文档共129页；当前第9页；编辑于星期三\18点5分种类：自然界氨基酸：约300余种.基本知识

1.氨基和羧基的位置:分为α-、β-氨基酸等.2.连接在手性碳原子上各原子或基团在空间分布分为L-氨基酸或D-氨基酸.3.氨基的不同,分为氨基酸和亚氨基酸4.是否有密码：编码和非编码氨基酸分类与依据：本文档共129页；当前第10页；编辑于星期三\18点5分本文档共129页；当前第11页；编辑于星期三\18点5分H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式RC+NH3COO-H本文档共129页；当前第12页；编辑于星期三\18点5分非极性脂肪族氨基酸极性中性氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类本文档共129页；当前第13页；编辑于星期三\18点5分(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸本文档共129页；当前第14页；编辑于星期三\18点5分(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸本文档共129页；当前第15页；编辑于星期三\18点5分(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸P本文档共129页；当前第16页；编辑于星期三\18点5分(四)侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸本文档共129页；当前第17页；编辑于星期三\18点5分(五)侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸赖氨酸lysineLysK9.74本文档共129页；当前第18页；编辑于星期三\18点5分几种特殊氨基酸

脯氨酸（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2本文档共129页；当前第19页；编辑于星期三\18点5分半胱氨酸

+胱氨酸二硫键-HH-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3本文档共129页；当前第20页；编辑于星期三\18点5分三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质两性解离及等电点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。

等电点(isoelectricpoint,pI)

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。（一）氨基酸具有两性解离的性质本文档共129页；当前第21页；编辑于星期三\18点5分pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性离子

阳离子阴离子本文档共129页；当前第22页；编辑于星期三\18点5分氨基酸等电点（PI）的计算中性氨基酸：PI=1/2（pK1+pK2)酸性氨基酸：PI=1/2（pK1+pK3)碱性氨基酸：PI=1/2（pK2+pK3)本文档共129页；当前第23页；编辑于星期三\18点5分本文档共129页；当前第24页；编辑于星期三\18点5分本文档共129页；当前第25页；编辑于星期三\18点5分（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本文档共129页；当前第26页；编辑于星期三\18点5分

共轭双键:有机化合物分子结构中由一个单键隔开的两个双键。以C=C-C=C表示本文档共129页；当前第27页；编辑于星期三\18点5分（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物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。本文档共129页；当前第28页；编辑于星期三\18点5分茚三酮反应(ninhydrinreaction)茚三酮氨基酸茚三酮(还原型)醛茚三酮(还原型)蓝紫色化合物2本文档共129页；当前第29页；编辑于星期三\18点5分四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链肽键(peptidebond)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）氨基酸通过肽键连接而形成肽(peptide)本文档共129页；当前第30页；编辑于星期三\18点5分+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键本文档共129页；当前第31页；编辑于星期三\18点5分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)。本文档共129页；当前第32页；编辑于星期三\18点5分N末端：多肽链中有游离α-氨基的一端C末端：多肽链中有游离α-羧基的一端多肽链有两端：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。本文档共129页；当前第33页；编辑于星期三\18点5分肽链结构主链侧链侧链侧链侧链多肽链骨架：NCCNCCNCC…本文档共129页；当前第34页；编辑于星期三\18点5分N末端C末端牛核糖核酸酶本文档共129页；当前第35页；编辑于星期三\18点5分（二）体内存在多种重要的生物活性肽

1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)本文档共129页；当前第36页；编辑于星期三\18点5分GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH还原酶NADPH+H+NADP+GSH与GSSG间的转换

本文档共129页；当前第37页；编辑于星期三\18点5分

体内许多激素属寡肽或多肽

神经肽(neuropeptide)2.多肽类激素及神经肽本文档共129页；当前第38页；编辑于星期三\18点5分

在神经传导过程中起信号转导作用的肽类。有：脑啡肽、β-内啡肽、强啡肽、孤啡肽神经肽Met-脑啡肽

+H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COO-

Leu-脑啡肽

＋H3N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COO-本文档共129页；当前第39页；编辑于星期三\18点5分蛋白质的分子结构

TheMolecularStructureofProtein第二节本文档共129页；当前第40页；编辑于星期三\18点5分蛋白质的分子结构包括:

高级结构一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)本文档共129页；当前第41页；编辑于星期三\18点5分蛋白质分子的结构层次LysGlyLeuValAlaHis

Aminoacids本文档共129页；当前第42页；编辑于星期三\18点5分蛋白质分子中的化学键包括共价键肽键二硫键非共价键氢键盐键疏水键范德华力次级键在蛋白质中主键肽键副键次级键本文档共129页；当前第43页；编辑于星期三\18点5分定义:蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构主要的化学键:肽键，有些蛋白质还包括二硫键。

本文档共129页；当前第44页；编辑于星期三\18点5分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。本文档共129页；当前第45页；编辑于星期三\18点5分二、多肽链的局部主链构象为蛋白质二级结构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。定义:

主要的化学键：氢键

本文档共129页；当前第46页；编辑于星期三\18点5分（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上参与肽键的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键平面或肽单元(peptideunit)。本文档共129页；当前第47页；编辑于星期三\18点5分

肽单元(peptideunit)本文档共129页；当前第48页；编辑于星期三\18点5分

-螺旋(-helix)

-折叠(-pleatedsheet)

-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)

（二）α-螺旋结构是常见的蛋白质二级结构蛋白质二级结构本文档共129页；当前第49页；编辑于星期三\18点5分■

-螺旋目录-螺旋结构是以肽平面为单位形成的右手螺旋结构，=-47°，=-57°。每3.6个氨基酸螺旋上升一周，螺距=0.54nm。每个肽平面的N-H与第4个肽平面的C-O形成氢键。氢键与螺旋长轴相平行。-螺旋的所有肽键均参与氢键的形成。R基团伸向螺旋的外侧。本文档共129页；当前第50页；编辑于星期三\18点5分本文档共129页；当前第51页；编辑于星期三\18点5分（三）-折叠-折叠结构呈折纸样，多肽链充分伸展，肽平面之间折叠成锯齿样结构。常常2个以上的-折叠平行排列，肽段之间形成氢键。即一个肽链的肽键羰基氧与另一肽链的肽键氨基氢形成氢键。所有的肽键均参加氢键的形成。R基团交替地伸向此锯齿状结构的上、下方。根据肽段的走向，几条-折叠肽段有顺向平行与反向平行之分。使多肽链形成片层结构本文档共129页；当前第52页；编辑于星期三\18点5分

顺向平行反向平行

N末端N末端N末端C末端0.7nm

-折叠结构（A：顺向平行，B：反向平行)本文档共129页；当前第53页；编辑于星期三\18点5分（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。本文档共129页；当前第54页；编辑于星期三\18点5分无规则卷曲示意图无规则卷曲细胞色素C的三级结构本文档共129页；当前第55页；编辑于星期三\18点5分（五）模体是具有特殊功能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，形成一个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构。二级结构组合形式有3种：αα，βαβ，ββ。本文档共129页；当前第56页；编辑于星期三\18点5分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，称为模体(motif)

。模体是具有特殊功能的超二级结构。本文档共129页；当前第57页；编辑于星期三\18点5分钙结合蛋白中结合钙离子的模体锌指结构α-螺旋-β转角（或环）-α-螺旋模体链-β转角-链模体链-β转角-α-螺旋-β转角-链模体模体常见的形式本文档共129页；当前第58页；编辑于星期三\18点5分（六）氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响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。本文档共129页；当前第59页；编辑于星期三\18点5分⑴酸性或碱性AA集中的区域（同种电荷的相斥）；⑵Pro存在不利于α-螺旋形成（Cα形成五员环）；⑶Gly存在不利于螺旋的稳定（R－为H）；⑷极大的R－侧链基团集中处不利于α-螺旋形成（空间位阻效应）。影响α-螺旋稳定的因素R-基团太大时，-折叠不易形成（影响两肽段彼此靠近）。如：蚕丝蛋白中含有大量的-折叠，因为其结构中含有大量的Ala和Gly（其R-基团小）。影响-折叠稳定的因素本文档共129页；当前第60页；编辑于星期三\18点5分三、在二级结构基础上多肽链进一步折叠形成蛋白质三级结构疏水键、离子键、氢键和VanderWaals力等。主要的化学键: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。定义:（一）三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置本文档共129页；当前第61页；编辑于星期三\18点5分本文档共129页；当前第62页；编辑于星期三\18点5分

肌红蛋白(Mb)

N端C端本文档共129页；当前第63页；编辑于星期三\18点5分纤连蛋白分子的结构域（二）结构域是三级结构层次上的局部折叠区分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能，称为结构域(domain)。本文档共129页；当前第64页；编辑于星期三\18点5分（三）分子伴侣参与蛋白质折叠分子伴侣(chaperon)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。本文档共129页；当前第65页；编辑于星期三\18点5分参与蛋白质折叠的分子伴侣分为三类：热休克蛋白70（Hsp70）伴侣蛋白核质蛋白本文档共129页；当前第66页；编辑于星期三\18点5分伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用本文档共129页；当前第67页；编辑于星期三\18点5分亚基之间的结合主要是氢键和离子键。四、含有二条以上多肽链的蛋白质具有四级结构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)。本文档共129页；当前第68页；编辑于星期三\18点5分由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本文档共129页；当前第69页；编辑于星期三\18点5分没有四级结构的蛋白质：1.只有一条多肽链的蛋白质。2.虽然有多条多肽链，但他借助于共价键相连（如：胰岛素和IgG等)。3.多聚体、多酶复合体、超分子复合体不属于四级结构范畴。本文档共129页；当前第70页；编辑于星期三\18点5分五、蛋白质的分类根据蛋白质组成成分:单纯蛋白质结合蛋白质=蛋白质部分+非蛋白质部分根据蛋白质形状:纤维状蛋白质球状蛋白质本文档共129页；当前第71页；编辑于星期三\18点5分六、蛋白质组学（一）蛋白质组学基本概念蛋白质组是指一种细胞或一种生物所表达的全部蛋白质，即“一种基因组所表达的全套蛋白质”。本文档共129页；当前第72页；编辑于星期三\18点5分（二）蛋白质组学研究技术平台

蛋白质组学是高通量，高效率的研究:双向电泳分离样品蛋白质蛋白质点的定位、切取蛋白质点的质谱分析（三）蛋白质组学研究的科学意义本文档共129页；当前第73页；编辑于星期三\18点5分蛋白质结构与功能的关系TheRelationofStructureandFunctionofProtein第三节本文档共129页；当前第74页；编辑于星期三\18点5分（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本文档共129页；当前第75页；编辑于星期三\18点5分

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，无活性本文档共129页；当前第76页；编辑于星期三\18点5分（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能胰岛素氨基酸残基序号A5A6A10B30人ThrSerIleThr猪ThrSerIleAla狗ThrSerIleAla兔ThrGlyIleSer牛AlaGlyValAla羊AlaSerValAla马ThrSerIleAla本文档共129页；当前第77页；编辑于星期三\18点5分（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。本文档共129页；当前第78页；编辑于星期三\18点5分（四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病例：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”。正常红细胞

镰刀形红细胞本文档共129页；当前第79页；编辑于星期三\18点5分肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基血红素结构

二、蛋白质的功能依赖特定空间结构（一）血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似本文档共129页；当前第80页；编辑于星期三\18点5分肌红蛋白(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。本文档共129页；当前第81页；编辑于星期三\18点5分血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构，每个亚基可结合1个血红素并携带1分子氧。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。本文档共129页；当前第82页；编辑于星期三\18点5分Hb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。（二）血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合本文档共129页；当前第83页；编辑于星期三\18点5分肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线Mb的氧解离曲线为直角双曲线，易与氧结合；Hb的氧解离曲线为S形，在氧分压低时较难与氧结合。表明Hb四个亚基对氧的结合具有正协同效应。本文档共129页；当前第84页；编辑于星期三\18点5分协同效应(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)本文档共129页；当前第85页；编辑于星期三\18点5分Hb与氧结合时构象的改变:由未结合氧时的紧张态（T态）转变为结合氧时的松弛态（R态）*T态转变成R态是逐个结合O2而完成的本文档共129页；当前第86页；编辑于星期三\18点5分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，继而引起肽链位置的变动。本文档共129页；当前第87页；编辑于星期三\18点5分血红素与氧结合模示图

血红素是4个吡咯环通过4个甲炔桥相连形成的平板状铁卟啉化合物，2价铁离子居于卟啉环的中央。铁离子有6个配位键，其中4个配位键与4个吡咯环的N原子相连接，1个与F8（-螺旋F中第8个残基）组氨酸（93）相结合，氧分子则与第6个配位键相结合，并与E7组氨酸（64）相接近。血红素未结合氧时，Fe2+高出卟啉环平面约0.075nm，偏向-螺旋F8组氨酸侧，当结合氧后，Fe2+被拉入卟啉环中，这样带动F8发生位移，进而引发一系列构象改变。

本文档共129页；当前第88页；编辑于星期三\18点5分变构效应(allostericeffect)蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为变构效应。本文档共129页；当前第89页；编辑于星期三\18点5分（三）蛋白质构象改变可引起疾病蛋白质构象疾病：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。本文档共129页；当前第90页；编辑于星期三\18点5分蛋白质构象改变导致疾病的机理：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、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。本文档共129页；当前第91页；编辑于星期三\18点5分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中的蛋白质构象改变本文档共129页；当前第92页；编辑于星期三\18点5分

正常朊病毒蛋白与朊病毒空间结构的差异

朊病毒（PrPsc）是蛋白质，不含核酸。它是正常朊病毒蛋白（PrPc）的空间构象由-螺旋变成-片层结构所致。因此，这类疾病又称蛋白质构象病。朊病毒本身不能复制，但它却可以攻击大脑的正常朊病毒蛋白，使其发生构象改变，并与其结合，成为致病的朊病毒二聚体。此二聚体再攻击正常的朊病毒蛋白。这样，脑组织中的朊病毒不断积蓄，造成脑组织发生退行性变。

正常朊病毒蛋白结构（显示-螺旋）

朊病毒结构（显示-片层结构）本文档共129页；当前第93页；编辑于星期三\18点5分第四节蛋白质的理化性质ThePhysicalandChemicalCharactersofProtein本文档共129页；当前第94页；编辑于星期三\18点5分一、蛋白质具有两性电离的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)应用：电泳。本文档共129页；当前第95页；编辑于星期三\18点5分二、蛋白质具有胶体性质蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至100万之巨，其分子的直径可达1～100nm，为胶粒范围之内。颗粒表面电荷水化膜蛋白质胶体稳定的因素：应用：透析。本文档共129页；当前第96页；编辑于星期三\18点5分+++++++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本文档共129页；当前第97页；编辑于星期三\18点5分三、蛋白质空间结构破坏而引起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)蛋白质变性后的理化性质的变化：

溶解度降低，粘度增加，结晶能力丧失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解等。本文档共129页；当前第98页；编辑于星期三\18点5分造成变性的因素:

•物理因素：高温、高压、紫外线、剧烈振荡。•化学因素：乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、尿

素、重金属离子及生物碱试剂等。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。本文档共129页；当前第99页；编辑于星期三\18点5分

应用:利用变性：酒精消毒、高压灭菌、血虑液制备防止变性：低温保存生物制品（如疫苗等）取代变性：乳品解毒(用于急救重金属中毒)

本文档共129页；当前第100页；编辑于星期三\18点5分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(renaturation)。本文档共129页；当前第101页；编辑于星期三\18点5分

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，无活性本文档共129页；当前第102页；编辑于星期三\18点5分在一定条件下，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。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)总结：

变性Pr不一定沉淀；沉淀Pr不一定变性；

变性Pr不一定凝固；凝固的Pr一定变性。本文档共129页；当前第103页；编辑于星期三\18点5分四、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。应用：利用此性质，可对蛋白质进行定性和定量分析。本文档共129页；当前第104页；编辑于星期三\18点5分蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。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，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。五、蛋白质呈色反应茚三酮反应(ninhydrinreaction)双缩脲反应(biuretreaction)应用：利用此性质，可对蛋白质进行定量分析。本文档共129页；当前第105页；编辑于星期三\18点5分第五节蛋白质的分离纯化与结构分析TheSeparationandPurificationandStructureAnalysisofProtein本文档共129页；当前第106页；编辑于星期三\18点5分一、透析及超滤法可去除蛋白质溶液中的小分子化合物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。透析(dialysis)超滤法利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。本文档共129页；当前第107页；编辑于星期三\18点5分透析(dialysis):磁力搅拌器透析前透析后透析袋

通过透析，小分子透过透析袋，散布于透析液中，大分子量的蛋白质不能透过透析袋，留在透析袋内。从而，蛋白质溶液中的小分子物质通过透析被分离除去。本文档共129页；当前第108页；编辑于星期三\18点5分超滤（ultrafiltration）:

在一定的压力下，使蛋白质溶液在通过一定孔径的超滤膜时，小分子量物质滤过，而大分子量的蛋白质被截留，从而达到分离纯化的目的。这种方法既可以纯化蛋白质，又可达到浓缩蛋白质溶液的目的。

磁力搅拌器待超滤的蛋白质溶液加压的氮气超滤膜本文档共129页；当前第109页；编辑于星期三\18点5分二、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。本文档共129页；当前第110页；编辑于星期三\18点5分盐析时，溶液的pH在蛋白质的等电点处效果最好。盐析沉淀蛋白质时，通常不会引起蛋白质的变性。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。本文档共129页；当前第111页；编辑于星期三\18点5分分段盐析：

半饱和硫酸铵溶液可沉淀分子量较大的血浆球蛋白，而饱和硫酸铵溶液可沉淀分子量较小的血浆清蛋白。因此，使用不同浓度的硫酸铵溶液就可将分子量不同的蛋白质进行初步分离。本文档共129页；当前第112页；编辑于星期三\18点5分免疫沉淀法：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。

本文档共129页；当前第113页；编辑于星期三\18点5分三、利用荷电性质可用电泳法将蛋白质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。本文档共129页；当前第114页；编辑于星期三\18点5分原点带负电荷蛋白质的泳动方向滤纸、醋酸纤维素薄膜或其他支持物阳极阴极电极缓冲液电极缓冲液电泳示意图电泳（electrophoresis）：本