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1、生物化学实用技术 章宇宁18世纪初，人们认识到一类“动物物质”的存在，认 为这一类的物质组成了动物（包括人）的身体中柔 软的部分18世纪末，科学家证明这类物质中含有氮1838年，科学家正式将这类物质定名为“protein”该词来自希腊语，有“最重要”的意义科学家对蛋白质的直观认识早于氨基酸1806年第一个氨基酸被发现，但直到1920年，科 学家才区别了必需氨基酸和非必需氨基酸，揭示了 氨基酸和蛋白质之间的关系：蛋白质是由氨基酸构成的蛋白质是由氨基酸构成的氨基酸中都含有_组成蛋白质的主要元素是_，有些 蛋白质还含有一定量的_。_元素的含量在各种蛋白质中很接均为 _。这是蛋白质元素组成的特点，也是
2、测定蛋白 质含量的依据之一。在有催化剂的条件下，用浓硫酸消化样品将有机氮 都转变成无机铵盐，然后在碱性条件下将铵盐转化 为氨，随水蒸气馏出并为过量的酸液吸收，再以标 准碱滴定，就可计算出样品中的氮量。 三聚氰胺（Melamine）（化学式：C3H6N6），俗 称蛋白精，IUPAC命名为“1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨 基”，被用作化工原料。它无色，几乎无味，微溶于 水（3.1g/L常温），可溶于甲醇、甲醛、乙酸、热 乙二醇、甘油、吡啶等，不溶于丙酮、醚类。对身 体有害，不可用于食品加工或食品添加物。三聚氰胺中的氮不是来自于蛋白 质，可以通过其他技术检测“非蛋 白氮”进行定量。在皮革行业中，
3、会有一些下脚料。它们是没有用的 废料，但含有大量胶原蛋白。用这样的废料来生产“水解胶原蛋白”，成本非常低由于加工过程的卫生条件差、有毒重金属残留，造 成严重危害，“皮革奶”的检测并不困难。胶原蛋白中有大量的 羟基脯氨酸，而牛奶蛋白中并不含有；牛奶蛋白中 有一定量的色氨酸，而胶原蛋白中并不含有。 按分子形状分类 球状蛋白 纤维状蛋白按分子组成分类 简单蛋白：无 非蛋白成分 可进一步按溶解度分类 结合蛋白：蛋白质非蛋白成分 可进一步按辅基分类简单蛋白按溶解度分类结合蛋白按辅基分类如何“串起”氨基 酸？氨基酸脱水缩合形成肽作业一：抄写 氨基酸脱水缩 合形成肽的方 程式肽键：不能自由旋转，C、N、O、
4、H及两边的C原 子6个原子共平面，称为“酰胺面”，影响蛋白质结构两个氨基酸相连就叫做二肽二肽的两端可以继续和其他氨基酸反应，形成三肽 、四肽、五肽少于10个氨基酸的肽叫寡肽， 多于10个氨基酸的肽叫多肽某些小肽具有特别的生物活性肽及肽键氨基酸残基物理性质千差万别由氨基酸组成，保留了氨基酸的一些化学性质具有本身的独特性质 两性性质及等电点 胶体性质 沉淀作用 颜色反应 紫外吸收性质蛋白质的等电点：蛋白质所带净电荷为零 时，所处溶液的pH 值即为该蛋白质的等电点 。中性盐的存在常导致蛋白质的等电点发 生明显的改变实际测得的等电点与介质的离子组成有 关在不含任何盐的纯水中测得的等电点称 为蛋白质的等
5、离子点，是蛋白质的特征 常数蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性 质，如不能通过半透膜等。常用透析法分离纯化蛋白质稳定蛋白质胶体溶液的主要因素： 蛋白质表面极性基团形成的水膜(水 化层)将蛋白质颗粒彼此隔开，阻止 其相互聚集而沉淀 蛋白质颗粒在非等电状态下，带同 种电荷，互相排斥，不致聚集而沉淀1、定义： 蛋白质的水膜或电荷一旦除去，蛋白质 就会从溶液中沉淀下来2、分类：可逆沉淀：在沉淀过程中，蛋白质的结构和性质都 没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形 成溶液。不可逆沉淀：在沉淀过程中，蛋白质的结构和性质 都发生了变化，沉淀不可能再重新溶解于水作业二：使蛋白质可 逆沉淀和不可逆沉淀 的常用方
6、法都有哪些 ？ 盐析法(中性盐沉淀法)盐析法(中性盐沉淀法)：向蛋白质溶液中加 入大量的中性盐,使蛋白质脱去水化层而聚集沉 淀。常用中性盐有(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl等。盐溶：向蛋白质水溶液中加入少量的中 性盐，增加蛋白质表面的电荷，增强了蛋白 质与水的作用，从而导致蛋白质在水中的溶 解度增大 有机溶剂沉淀法： 常用与水互溶的有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮等， 破坏水膜，使其沉淀。重金属盐沉淀法 常用重金属盐有Hg2+盐、Pb2+盐、Cu2+盐等生物碱试剂沉淀法 常用生物碱试剂如单宁酸、苦味酸、钨酸 等 不可逆沉淀蛋白质的常用方法：反应 试剂 颜色 反应基团双缩脲反应 NaOH,稀
7、CuSO4 紫红 2个或2个以上肽键Folin酚试剂反应 CuSO4磷钨酸-钼酸 兰色 酚基茚三酮反应 茚三酮 兰紫色 游离氨基 Millon反应 Millon试剂 红色 酚基黄色反应 HNO3及NH3 黄、橘黄 苯环乙醛酸反应 乙醛酸，H2SO4 紫红 色氨酸吲哚基坂口反应 次氯酸钠,萘酚,NaOH 红色 精氨酸的胍基 蛋白质也有类似反应红紫色络合物(碱性溶液)Cu2+大部分蛋白质均含有芳香族氨基酸。_、_、_芳香族氨基酸在280nm 附近有最大吸收 ，绝大多数蛋白质也有同样的性质。可以对蛋白质进行定性定量测定。1.基本结构：一级结构2.三维结构：高级结构1) 二级结构2) 超二级结构3)
8、结构域4) 三级结构5) 四级结构3.一级结构决定高级结构，高级结构决定功 能1、定义： 指蛋白质分子中氨基酸的排 列顺序和连接方式，它是实现蛋白质 空间结构及其功能的基础，又称为蛋 白质的化学结构、共价结构、初级结 构作业三：蛋白质一级结构 的定义是什么？蛋白质一级结构 举例牛胰核糖核 酸酶 50年代末 Moore等牛胰岛素 1953年 sanger等将肽链部分水解，生成的碎片（二肽、三肽等）用 末端残基分析法加以测定。当有足够的小碎片被鉴 定后，就有可能求出整个链中残基的顺序了。 1、 定义：指蛋白质多肽链主链的空间走向 （折叠和盘绕方式）2、四种二级结构单元 -螺旋 -折叠 -转角 不规
9、则卷曲作业四：常见的蛋白质二 级结构有哪几种？俯视图侧视图 有右手螺旋及左手螺旋两种，天然蛋白质 中的-螺旋几乎都是右手螺旋，右手螺旋 比左手的稳定 稳定性是靠链内氢键维持的，肽链上C=O 氧与它后面第4个残基上的N-H氢之间形成 氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行 每圈螺旋高度为0.54nm，含3.6个氨基 酸残基；每个氨基酸残基绕轴旋转100 ，沿轴上升0.15nm 氨基酸残基的R侧链在螺旋的外侧，其 形状、大小及电荷等均影响-螺旋的形 成定义： 两条或多 条几乎完 全伸展的 多肽链侧 向聚集在 一起，靠 链间氢键 联结的片 层结构 相邻肽链走向可平行也可反平行。肽链 的N-端在同侧为平行式
10、，不在同侧为反平行 式。从能量角度考虑反平行式更为稳定 稳定性是靠链间氢键维持的，氢键是由相 邻肽链主链上的N-H和C=O之间形成的 氨基酸残基的R侧链交替分布在片层的上 下两侧定义：是蛋白质分子中出现的180回折。主链骨架以180返回折叠 由多肽链上4个连续的氨基酸残基组成，第 1个氨基酸残基的C=O与第4个氨基酸残基的 N-H之间生成氢键 广泛存在于球状蛋白质中，多数由亲水氨 基酸残基组成 定义：没有规律的多肽链主链骨架构象此结构看来杂乱无章，但对一种特定蛋 白又是确定的，而不是随意的。酶的活性中心往往在无规则卷曲中。 若干相邻 的二级结 构单元组 合在一起 ，彼此相 互作用， 形成有规
11、则，在空 间上能辨 认的二级 结构组合 体。补充：定义：建立在二级结构、超二级结构乃至 结构域的基础上，一条多肽链中所有氨 基酸残基的空间关系（构象）。肌红蛋白1条多肽 链1个血红素辅基结构域 三级结构对于小分子蛋白质来说，结构域就是 其三级结构； 大分子蛋白质则是由两个或两个以上 相对独立的三维实体（结构域）缔合 而成的。木瓜蛋白酶内的2个结构域彼此很不相同弹性蛋白酶的二个结构域彼此非常相似1、定义：由两条或两条以上各自独立具有三级结 构的多肽链通过次级键相互缔合而成的蛋白质结构 ,四级结构只存在于具有两条或以上肽链组成的蛋 白质中。亚基（亚单位）：四级结构的蛋白质中每一个球状蛋白。单体蛋白
12、质：只有一个亚基（三级结构）寡聚蛋白质：由少量亚基组成的蛋白质，如四聚体血红 蛋白多聚蛋白质：由大量亚基组成的蛋白质u 共价键：肽 键、二硫键 u 非共价键： 氢键、离子键、 疏水键、范德华 力是由两个半胱氨酸侧 链的巯基SH脱氢 而形成的。 二硫键用于稳定蛋白 质的三、四级高级构 象。多肽链中侧链间或侧链与 主链骨架间所生成的氢键是维 持蛋白质三、四级结构所需的多肽链中主链骨架中的氢键是维持 蛋白质二级结构主要的次级键蛋白质中的疏水氨基酸残基避开水分 子而聚集在分子内部的趋向力。它是维持蛋白质分子三、四级结构最 主要的作用力。 正、负电荷的侧链基团之间的一 种静电吸引作用。 范德华力中性分子或中性原子之间弱的作用力， 参与维持蛋白质分子三、四级结构作业五维持蛋白质一四级结构的主要作用力分别是什么 ？
