蛋白质化学殷志新

蛋白质化学殷志新蛋白质化学殷志新第1页组成结构结构与功效关系理化性质和分离纯化第一章

蛋白质结构与功效蛋白质化学殷志新第2页什么是蛋白质?蛋白质(protein)是由许多氨基酸(aminoacids)经过肽键(peptidebond)相连形成高分子含氮化合物。蛋白质化学殷志新第3页主要有C、H、O、N和S,其次有少许P,Fe,Cu,Zn,Mn,I,…。第一节蛋白质分子组成N含量：16%蛋白质化学殷志新第4页三聚氰胺(C3H6N6)“三鹿奶粉事件”蛋白质化学殷志新第5页一、组成人体蛋白质20种氨基酸均属于L-

-氨基酸

存在自然界中氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。蛋白质化学殷志新第6页H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸通式RC+NH3COO-H蛋白质化学殷志新第7页一、氨基酸(一)分类非极性（疏水）：多烃基芳香族：带苯环极性(亲水)：含-OH，-SH，CONH2酸性:两个羧基碱性：两个氨基蛋白质化学殷志新第8页(一)非极性脂肪族氨基酸蛋白质化学殷志新第9页(二)极性蛋白质化学殷志新第10页(三)芳香族氨基酸

含有苯环TrpTyr蛋白质化学殷志新第11页(四)酸性氨基酸

含有两个羧基；等电点低；在pH7.0时，酸性蛋白质化学殷志新第12页(五)碱性氨基酸蛋白质化学殷志新第13页1.游离存在：瓜氨酸，鸟氨酸，同型半胱氨酸、D-氨基酸等。2.在Pr中：羟脯氨酸，羟赖氨酸，胱氨酸等非编码氨基酸定义：参加Pr合成20种氨基酸,又称标准氨基酸特点：有各自遗传密码；无种属特异性编码氨基酸蛋白质化学殷志新第14页pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸兼性离子阳离子阴离子K1K2(二)氨基酸理化性质等电点

(isoelectricpoint,pI)

：在某一pH溶液时，氨基酸呈电中性。此时溶液pH值称为该氨基酸等电点。蛋白质化学殷志新第15页2紫外吸收性质酪氨酸、色氨酸在280nm最大吸收峰3茚三酮反应蛋白质化学殷志新第16页二、肽蛋白质化学殷志新第17页肽键肽二肽氨基酸残基N-末端C-末端蛋白质化学殷志新第18页生物活性肽:蛋白质分类单纯蛋白质结合蛋白质蛋白质化学殷志新第19页一、一级结构：指蛋白质中氨基酸排列次序H2NHOOC第二节、蛋白质分子结构蛋白质化学殷志新第20页牛胰岛素第一个被测定一级结构蛋白质分子；由英国化学家F.Sanger于1953年完成FrederickSanger蛋白质化学殷志新第21页一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)高级结构空间构象

由一条肽链形成Pr只有一、二和三级结构，由两条或两条以上多肽链形成Pr才可能有四级结构。蛋白质化学殷志新第22页构象（conformation):

即空间构象或立体结构，指分子中原子或基团在三维空间取向和定位，也就是三维结构。构象改变不包括共价键改变，也没有光学活性改变。蛋白质化学殷志新第23页肽键二硫键氢键盐键疏水键范德华力主键包含共价键非共价键（次级键）蛋白质分子中化学键

副键蛋白质分子内部作用力蛋白质化学殷志新第24页蛋白质化学殷志新第25页（二）二级结构：蛋白质化学殷志新第26页蛋白质化学殷志新第27页蛋白质化学殷志新第28页α-螺旋β-折叠β-转角无规卷曲蛋白质化学殷志新第29页卷发生化原理蛋白质化学殷志新第30页

限制性内切核酸酶BamHI三级结构

-转角

-折叠无规卷曲

-螺旋蛋白质化学殷志新第31页二个或三个含有二级结构肽段，在空间上相互靠近，形成一个特殊空间构象，称为模体(motif)

。模体是含有特殊功效超二级结构能够直接作为结构域和三级结构“建筑块”2.模体(motif)

蛋白质化学殷志新第32页螺旋-环-螺旋发卡希腊钥匙

基元蛋白质化学殷志新第33页钙结合蛋白中结合钙离子模体锌指结构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-链模体模体常见形式蛋白质化学殷志新第34页Zincfinger蛋白质化学殷志新第35页（三）三级结构：溶菌酶蛋白质化学殷志新第36页N端C端肌红蛋白（myoglobin,Mb）蛋白质化学殷志新第37页结构域(domain):分子量大蛋白常可分为几个球形或纤维状区域，折叠紧密，各有其功效。蛋白质化学殷志新第38页（四）四级结构：蛋白质化学殷志新第39页蛋白质化学殷志新第40页血红蛋白一、二、三、四级结构蛋白质化学殷志新第41页小结组成结构蛋白质化学殷志新第42页

三、蛋白质结构与功效关系

一级结构决定蛋白质空间构象，蛋白质空间构象决定其功效。镰刀型红细胞贫血（β-6位谷氨酸缬氨酸）

正常红细胞

镰刀型红细胞蛋白质化学殷志新第43页

缬A上非极性基团与相邻非极性基团相互靠拢，引发链扭曲，影响蛋白质构象，氧结合功效丧失，造成病人窒息甚至死亡。

谷A（极性）缬A（非极性）蛋白质化学殷志新第44页细胞色素c一级结构与生物进化关系蛋白质化学殷志新第45页（二）空间结构与功效关系

特定构象决定特定功效；构象改变，必会影响生物功效天然结构有功效天然结构改变失去功效蛋白质化学殷志新第46页第四节

蛋白质理化性质和分离纯化一、理化性质

蛋白质化学殷志新第47页（一）两性电离特征：酸性碱性PI（等电点）蛋白质化学殷志新第48页+++++++带正电荷蛋白质－－－－－－－－带负电荷蛋白质在等电点蛋白质水化膜++++++++带正电荷蛋白质－－－－－－－－带负电荷蛋白质不稳定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聚沉蛋白质化学殷志新第49页（二）胶体性质（三）变性、沉淀蛋白质化学殷志新第50页尿素，β-巯基乙醇去除尿素，β-巯基乙醇蛋白质变性蛋白质复性变性：一些原因作用下，其天然构象破坏，理化性质改变，生物学活性丧失。复性：变性蛋白质恢复天然构象，恢复生物学活性。蛋白质化学殷志新第51页（四）紫外吸收:280nm（五）呈色反应:

茚三酮反应

(蓝紫色)双缩脲反应（紫红色络合物）酚试剂反应:磷钼酸－磷钨酸（蓝色）蛋白质化