生物化学 第1章 蛋白质的结构和功能

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生物化学与分子生物学教研室生物化学第一篇生物大分子的结构和功能生物大分子：通常都有一定的分子结构规律，即由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式而形成的多聚体。蛋白质和核酸是体内主要的生物大分子，有不同的结构特征，行使不同的功能。4第一章

蛋白质的结构和功能

Structureandfunctionofprotein

生物化学与分子生物学教研室5目的要求掌握

蛋白质一至四级结构的结构概念、要点、主要化学键。模体(motif)、结构域(domain)、分子伴侣(chaperon)的概念；蛋白质重要的理化性质。熟悉

蛋白质的分子组成特点；氨基酸的分类、三字符号及理化性质；肽及多肽链的两端；谷胱甘肽的生物学意义。蛋白质分离和纯化的方法及其原理。6蛋白质是由什么构成的？蛋白质的结构是什么？蛋白质有哪些理化性质？7一、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。8二、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％。91）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7）个体的生长发育、组织修复2.蛋白质具有重要的生物学功能3.氧化供能蛋白质的分子组成

TheMolecularComponentofProtein第一节11蛋白质的元素组成1.主要元素：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。12

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%2.特点：13三聚氰胺14一、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-氨基酸（甘氨酸除外）。15COOHCH3CH3CH3CH3δαβγ

COO-NH3+CHRCOO-HCNH3+

RL-AminoacidD-AminoacidThetwoenantiomers18H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式RC+NH3COO-H19氨基酸(aa)的结构特点:均为L-α氨基酸(甘氨酸除外）;不同的氨基酸其侧链不相同COOHH2N

C

HR20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21(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸Gly:甘氨酸GHH2NCOOHHCglycine非极性脂肪族氨基酸Ala:丙氨酸ACH3H2NCOOHHCalanine非极性脂肪族氨基酸Val:缬氨酸VHH3CCCH3H2NCCOOHHvaline非极性脂肪族氨基酸Leu:亮氨酸LHH3CCCH3CH2H2NCCOOHHleucine非极性脂肪族氨基酸isoleucinIle:异亮氨酸I

CH3CH2H3CCHH2NCCOOHH非极性脂肪族氨基酸HH2CCH2CH2CNCOOHHprolinePro:脯氨酸P非极性脂肪族氨基酸28(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸OHCH2H2NCCOOHHSerineSer:丝氨酸S2.极性中性氨基酸S-HCH2H2NCCOOHHCysteineCys:半胱氨酸C2.极性中性氨基酸31

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-+NH3Asn:天冬酰胺N+H3NCHCOO-CH2CONH2Asparagine2.极性中性氨基酸ONH2CCH2CH2H2NCCOOHHGlutamineGln:谷氨酰胺Q2.极性中性氨基酸CH3SCH2CH2H2NCCOOHHmethionineMet:甲硫氨酸M2.极性中性氨基酸Thr:苏氨酸T+H3NCCOO-CHOHCH3

Threonine2.极性中性氨基酸36(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸TrpTyrPhe:苯丙氨酸

FCH2+H3NCHCOOPhenylalanine3.芳香族氨基酸Trp:色氨酸WCOONHCH2CHH3NTrptophan3.芳香族氨基酸Tyr:酪氨酸YCH2+H3NCHCOOOHTyrosine3.芳香族氨基酸40(四)侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷的氨基酸。COO-+H3NCHCH2COO-` AspartateAsp:天冬氨酸D

4.酸性氨基酸Glu:谷氨酸EO+NH3CHCO-CH2CH2COO-Glutamate4.酸性氨基酸43(五)侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性氨基酸侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷的氨基酸。Lys:赖氨酸KNH3+CH2CH2CH2CH2H3NCHCOOLysine5.碱性氨基酸His:组氨酸HCH2H3NCHCOONH+HNHistidine5.碱性氨基酸Arg:精氨酸RNH2CNH2NHCH2CH2CH2H3NCHCOOArginine5.碱性氨基酸47记忆歌谣天冬谷，赖精组，苯丙色酪芳香族。诗书半担两岸有，干饼限(缬)量一铺无。

[注]天冬、谷是酸性，赖、精、组是碱性。苯丙、色、酪是芳香族。丝、苏、半胱、蛋、天冬酰胺、谷酰胺有极性，甘、丙、缬、亮、异亮、脯无极性

几种特殊氨基酸1.脯氨酸（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2蛋白质多肽中Pro残基的存在将会增加其结构区域的刚性，而Gly残基的存在则相反，将增加其结构区域的柔性。＊2.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组氨酸侧链为一个咪唑基，在酸碱催化中起重要作用＊3.组氨酸

4.三种羟基氨基酸

OHCH2H2NCCOOHHSerineCH2+H3NCHCOOOH+H3NCCOO-CHOHCH3

ThreonineTyrosine52三、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（一）氨基酸具有两性解离的性质

氨基酸在水中的两性离子既能像酸一样放出质子，也能像碱一样接受质子，氨基酸具有酸碱性质，是一类两性电解质。COOHH2N

C

HR53Asanacid（protondonor）：Asabase（protonacceptor）：氨基酸解离程度取决于所处溶液的酸碱度。54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。55pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性离子阳离子阴离子56pH值014+-pI57pI值与该离子浓度基本无关，只决定于等电兼性离子两侧的α-羧基和α-氨基的解离常数的负对数pK1和pK2决定。等电点的计算

pI=（pK1+pK2）/258中性氨基酸：以Gly为例

pI=（pK1+pK2）/2pI=（2.34+9.60）/2=5.97Gly2.349.60酸性氨基酸：以Asp为例：Asp+Asp-Asp=Asp+碱性氨基酸：以Lys为例：Lys++61（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62氨基酸可与茚三酮缩合产生蓝紫色化合物，其最大吸收峰在570nm。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）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物茚三酮氨基酸还原型茚三酮醛类蓝紫色化合物63四、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)64+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键65肽（peptide）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……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(<50)相连形成的肽称多肽(polypeptide)。多肽链中的氨基酸单位称为氨基酸残基。66N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。多肽链有方向性：N端C端67N末端C末端牛核糖核酸酶蛋白质与多肽的区别：凡氨基酸残基数目在50个以上，且具有特定空间结构的肽称蛋白质；凡氨基酸残基数目在50个以下，且无特定空间结构者称多肽。

69（二）几种生物活性肽1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)参与氧化还原反应：作为重要的还原剂，参与体内多种氧化还原反应；保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基团-SH维持还原状态；解毒作用：与毒物或药物结合，消除毒性作用；维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂对红细胞膜结构的破坏作用。谷胱甘肽的生理功用：71GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH还原酶NADPH+H+NADP+在GSH还原酶的作用下还原细胞内产生的H2O2。72

体内许多激素属寡肽或多肽2.多肽类激素及神经肽神经肽主要与神经信号转导作用相关，包括脑啡肽（5肽）、

-内啡肽（31肽）、强啡肽（17肽）等。神经肽(neuropeptide)蛋白质的分子结构

TheMolecularStructureofProtein

第二节75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)76

随着蛋白质化学研究的进展，认为在二级结构和三级结构之间还可划分超二级结构和结构域两个层次，所以蛋白质的结构层次为：一级结构二级结构超二级结构结构域三级结构四级结构77除一级结构外，蛋白质的二、三、四级结构均属于空间结构，即构象（conformation）。构象是由于有机分子中单键的旋转所形成的。蛋白质的构象通常由非共价键（次级键）来维系。一、蛋白质分子中的非共价键(次级键)1.氢键：氢键(hydrogenbond)的形成常见于连接在一电负性很强的原子上的氢原子，与另一电负性很强的原子之间，如>C=O┅┅H-N<。氢键在稳定蛋白质的空间结构上起着重要的作用。但氢键的键能较低(~12kJ/mol)，易被破坏。

蛋白质分子中氢键的形成2.疏水键：非极性物质在含水的极性环境中存在时，会产生一种相互聚集的力，这种力称为疏水键或疏水作用力(hydrophobicinteraction)。蛋白质分子中的许多氨基酸残基侧链也是非极性的，这些非极性的基团在水中也可相互聚集，形成疏水键，如Leu，Ile，Val，Phe，Ala等的侧链基团。3.离子键：离子键(saltbond)是由带正电荷基团与带负电荷基团之间相互吸引而形成的化学键。在近中性环境中，蛋白质分子中的酸性氨基酸残基侧链电离后带负电荷，而碱性氨基酸残基侧链电离后带正电荷，二者之间可形成离子键。

蛋白质分子中离子键的形成4．范德华氏引力（vanderWaalsforce)：原子之间存在的相互作用力。由电子运动的不对称性造成的维系蛋白质分子构象的非共价键85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:肽键蛋白质分子中所有二硫键的位置也属于一级结构范畴。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87蛋白质分子中多肽主链（骨架）原子的局部空间排布，并不涉及氨基酸残基侧链的构象

。定义

主要的化学键：

氢键

主链（骨架）原子：二、多肽链的局部主链构象为蛋白质二级结构88肽键平面——由于肽键具有部分双键的性质，使参与肽键构成的六个原子C

-C(=O)-N(-H)-C

被束缚在同一平面上，反式构象，这6个原子构成了所谓的肽单元(peptideunit)。（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上1.

由于肽键(C-N)的键长介于单键和双键之间，使肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转。2.与肽键相连的六个原子构成刚性平面结构。但由于

-碳原子与其他原子之间均形成单键，因此两相邻的平面结构可以作相对旋转。肽单元(酰胺平面或肽键平面)

0.13291肽键平面示意图CCCCC92

多肽链的主链由许多酰胺平面组成，平面之间以

碳原子相隔。ψ和φ这一对两面角决定了相邻两个酰胺平面的相对位置，也就决定了肽链的构象。93（二）α-螺旋结构是常见的蛋白质二级结构

-螺旋(

-helix)

-折叠(

-pleatedsheet)

-转角(

-turn)

无规卷曲(randomcoil)

94(1)为一右手螺旋；(2)螺旋每圈包含3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm；。

(3)螺旋以氢键维系。(4)各氨基酸残基的R基团均伸向螺旋外侧。

-螺旋是多肽链的主链原子沿一中心轴盘绕所形成的有规律的螺旋构象，其结构特征为：96

-螺旋的稳定性主要靠氢键来维持。

The-COgroupofpeptideunitnisH-bondedtothe-NHgroupofpeptideunit(n+3).9798一些侧链基团对二级结构的影响

在多肽链中连续的出现带同种电荷的极性氨基酸，

-螺旋就不稳定。●

在多肽链中只要出现Pro，

-螺旋就被中断，产生一个弯曲（bend）或结节（kink）●

Gly的R基太小，难以形成

-螺旋所需的两面角，所以和Pro一样也是螺旋的最大破坏者●

肽链中连续出现带庞大侧链的氨基酸如Ile，由于空间位阻，也难以形成

-螺旋●

99烫发？100

也是Pauling等人提出来的，它是与

-螺旋完全不同的一种结构。（三）

-折叠使多肽链形成片层结构

-折叠是由若干肽段或肽链排列起来所形成的扇面状片层构象，其结构特征为：101(1)相邻肽键平面的夹角为1100

，呈锯齿状排列；侧链Ｒ基团交错地分布在片层平面的两侧。(2)在两条相邻的肽链之间形成的氢键是维持该构象的主要次级键。102(3)β-折叠有顺向平行和反向平行的两种形式:103

-转角

是多肽链180°回折部分所形成的一种二级结构，称β-转角，也称发夹结构，或称U形转折。其结构特征为：

⑴主链骨架本身以大约180°回折;⑵回折部分通常由四个氨基酸残基构成;⑶构象依靠第一残基的-CO基与第四残基的-NH基之间形成氢键来维系。（四）

-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在104ProandGlyresiduesoftenoccurinCα2in

-turn1052.无规卷曲②连接条带①紧密环如Ω环Ω环无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。也是明确而稳定的二级结构！106核糖核酸酶分子中的二级结构α-螺旋β-折叠β-转角无规卷曲107（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。基本二级结构组合：αα，βαβ，ββ。ααβββαβ108二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。109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110（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。谷氨酸、天冬氨酸天冬酰胺、亮氨酸脯氨酸(亚氨基酸,不能形成氢键）111三、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112维系蛋白质分子构象的非共价键113

肌红蛋白(Mb)N端C端114（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)

。3-磷酸甘油醛脱氢酶115

对那些较小的蛋白质分子来说，结构域和三级结构往往是一个意思，也就是说是单结构域的。一般来说，大的蛋白质分子可以由2个或更多个结构域组成。116（三）分子伴侣参与蛋白质折叠分子伴侣(chaperon)是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的蛋白质。分子伴侣主要有：核糖体结合性分子伴侣非核糖体结合性分子伴侣⑴热休克蛋白(heatshockprotein,HSP)

⑵伴侣蛋白(chaperonins)117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。118亚基之间的缔合力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)。119血红蛋白的四级结构（四聚体）蛋白质的一级结构是它的氨基酸序列蛋白质的二级结构是由氢键维系的肽链熵效应卷曲与折叠Primary

structureSecondary

structure小结蛋白质的三级结构是一条多肽链自然形成的三维结构蛋白质的四级结构是亚基的空间排列与缔合Polypeptide

(singlesubunit

oftransthyretin)Transthyretin,withfour

identicalpolypeptidesubunitsTertiary

structureQuaternary

structure122五、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蛋白质结构与功能的关系

TheRelationofStructureandFunctionofProtein

第三节124（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125

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126（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ThrSerIleAla127（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(cytochromeC)，比较它们的一级结构，可以帮助了解物种进化间的关系。128（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)129血红蛋白的亲水性明显下降，从而发生聚集成束状结构，至使红细胞变长、收缩成镰刀形。易在微血管堆积，导致输氧能力下降，或发生溶血。这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。130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131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。132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。133Hb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134肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线135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)蛋白质四级结构与功能的关系——变构效应这种由于蛋白质分子构象改变而导致蛋白质分子功能发生改变的现象称为变构效应（allostericeffect）。O2称为变构剂，Hb则称为变构蛋白。当血红蛋白的一个

亚基与氧分子结合以后，可引起其他亚基的构象发生改变，对氧的亲和力增加，从而导致整个分子的氧结合力迅速增高，使血红蛋白的氧饱和曲线呈“S”形。140（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。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。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第四节蛋白质的理化性质ThePhysicalandChemicalCharacters144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。*蛋白质的等电点(isoelectricpoint,pI)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。一、蛋白质具有两性电离的性质145（二）蛋白质的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。*蛋白质胶体稳定的因素颗粒表面电荷水化膜146+++++++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147*蛋白质的变性(denaturation)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。三、蛋白质空间结构破坏而引起变性148

造成变性的因素

变性的本质——

破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的氨基酸排列顺序。物理因素:加热、紫外线、X-射线、超声波等。

化学因素:酸、碱、有机溶剂、蛋白变性剂（尿素、盐酸胍）、重金属盐等。149变性蛋白质的特性：

（1）生物活性全部或部分丧失（2）一些侧链基团暴露（3）一些物理化学性质的改变（溶解度降低）

150

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。

151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)。152

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153*蛋白质沉淀在一定条件下，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。*蛋白质的凝固作用(proteincoagulation)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。

154四、蛋白质的紫外吸收由