生物化学蛋白质

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1、第二章第二章蛋白蛋白质的的结构与功能构与功能一、概述一、概述 二、蛋白二、蛋白质的基本的基本组成成单位位氨基酸解氨基酸解) )三、蛋白三、蛋白质的的结构构四、蛋白四、蛋白质结构与功能的关系构与功能的关系五、蛋白五、蛋白质的重要性的重要性质、分离、分离纯化与化与鉴定定.了解蛋白质的元素组成；掌握蛋白质的基本结构单位氨基酸的基本结构；了解氨基酸的分类；了解稀有氨基酸和非蛋白质氨基酸；掌握氨基酸的各种理化性质；掌握肽键、肽链和蛋白质一级结构的概念，同时了解蛋白质一级结构的表示方法；掌握二肽及多肽的形成过程；了解蛋白质一级结构的测定方法。.思考思考题 1.蛋白蛋白质分分为哪些哪些类型？各行使何种功能？

2、型？各行使何种功能？2.自然界存在的氨基酸种自然界存在的氨基酸种类、结构、性构、性质？3.肽键有何特点？有何特点？对蛋白蛋白质构象的形成有何构象的形成有何影响？影响？4.何何谓蛋白蛋白质的一、二、三、四的一、二、三、四级结构？构？维系蛋白系蛋白质构象的作用力有哪些？构象的作用力有哪些？5.何何谓蛋白蛋白质的超二的超二级结构和构和结构域？构域？6.试述蛋白述蛋白质一一级结构和高构和高级结构与功能的构与功能的关系。关系。7.何何谓蛋白蛋白质的的变性作用与复性作用？性作用与复性作用？.一、概述一、概述（一）蛋白（一）蛋白质的生物学意的生物学意义和元素和元素组成成（二）蛋白（二）蛋白质的分的分类.（一

3、）蛋白（一）蛋白质的生物学意的生物学意义和元素和元素组成成1.蛋白蛋白质的生物学意的生物学意义（1）蛋白）蛋白质生物学功能的生物学功能的多多样性性 酶的的催催化化功功能能、控控制制生生长和和分分化化、代代谢调节功功能能、运运动功功能能、运运输作作用用、免免疫疫保保护作作用用、接接受和受和传递信息、信息、贮存存营养功能、养功能、结构支持作用构支持作用。（2）蛋白）蛋白质生物学功能的生物学功能的复复杂性性某某一一功功能能的的发挥往往往往受受到到多多种种因因素素的的影影响响与与调节。.2.蛋白蛋白质的元素的元素组成成一般含有：一般含有：碳碳（5055）、氮氮（1518）、）、氧氧（2023）、）、氢

4、（68）、）、硫硫（04）。）。在某些蛋白在某些蛋白质中，中，还含有一些含有一些微量元素微量元素如：磷、如：磷、铁、铜、钼、碘、碘、锌等。等。蛋白蛋白质元素元素组成的一个特点：成的一个特点：各种蛋白各种蛋白质的氮含量比的氮含量比较恒定，平均恒定，平均值为16左右左右。 用用凯氏定氮法氏定氮法测定氮的含量，定氮的含量，计算蛋白算蛋白质的含量（由氮的含量乘以的含量（由氮的含量乘以6.256.25）出来。）出来。.（二）蛋白（二）蛋白质的分的分类1.1.按蛋白按蛋白质的构象分的构象分类 2. 2.按蛋白按蛋白质的功能分的功能分类 3. 3.按蛋白按蛋白质的的组成和溶解性分成和溶解性分类.1.1. 按

5、蛋白按蛋白质的构象分的构象分类分分为球状蛋白球状蛋白质和和纤维状蛋白状蛋白质。球状蛋白球状蛋白质（globular globular protein protein）血血红蛋白、肌蛋白、肌红蛋白等。蛋白等。.纤维状蛋白状蛋白质（fibroue fibroue proteinprotein）胶原蛋白、胶原蛋白、弹性性蛋白、角蛋白、蛋白、角蛋白、丝心蛋白等。心蛋白等。.催化蛋白（催化蛋白（酶）调节蛋白蛋白结构蛋白构蛋白运运输蛋白蛋白贮藏蛋白藏蛋白运运动蛋白蛋白防御蛋白防御蛋白电子子传递蛋白蛋白2.2.按蛋白按蛋白质的功能分的功能分类.3.3.按蛋白按蛋白质的的组成和溶解性分成和溶解性分类单纯蛋白蛋

6、白质（simple proteinsimple protein）结合蛋白合蛋白质（complex proteincomplex protein）.二、蛋白二、蛋白质的基本的基本组成成单位位氨基酸氨基酸 （一）氨基酸的（一）氨基酸的结构构（二）氨基酸的分（二）氨基酸的分类（三）氨基酸的性（三）氨基酸的性质.（一）（一）氨基酸的氨基酸的结构构蛋白蛋白质的基本的基本结构构单位位-氨基酸的氨基酸的结构通式构通式侧链.脯氨酸脯氨酸亚氨基氨基.（二）氨基酸的分（二）氨基酸的分类1 1. .编码氨基酸氨基酸 2. 2.非非编码氨基酸氨基酸 3.3.非蛋白非蛋白质氨基酸氨基酸 . 氨基酸名称符号R 基化学结构

7、等电点分类H3CH3CAla( alanine )CHCH3H3CCHCH3CH2H3CCHCH3CH2H3CCH2NCH2CH2CH2SCH2H2CH2CCHNCOOHH缬氨酸氨酸亮氨酸亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸色氨酸色氨酸蛋氨酸蛋氨酸脯氨酸脯氨酸ValProTrpMetLeuIlePhe异亮氨酸异亮氨酸( valine )( leucine )( phenylalanine )( tryptophan )( methionine )( proline )( isoleucine )6.025.975.986.025.485.895.756.30非非极极性性氨氨基基酸酸（8种）种）丙氨酸丙氨酸1

8、.1.编码氨基酸氨基酸.第21种氨基酸硒代半胱氨酸.2.2.非非编码氨基酸氨基酸没有相没有相应的三的三联体体遗传密密码。由由编码氨基酸氨基酸经羟基化、甲基化、磷酸基化、甲基化、磷酸化等修化等修饰形成的衍生物。形成的衍生物。例如：胶原蛋白和例如：胶原蛋白和弹性蛋白中的性蛋白中的4-羟脯氨酸脯氨酸、5-羟赖氨酸等氨酸等。.3.3.非蛋白非蛋白质氨基酸氨基酸 在在生生物物体体内内，还发现150150多多种种不不参参与与蛋蛋白白质组成的氨基酸。成的氨基酸。这些些非非蛋蛋白白质氨氨基基酸酸多多是是重重要要的的代代谢物前体或代物前体或代谢中中间产物物。. 1.1.氨基酸的两性解离及等氨基酸的两性解离及等电

9、点点 氨基酸是氨基酸是两性两性电解解质（ampholyteampholyte）CHCOOHRNH2（三）氨基酸的性（三）氨基酸的性质.氨基酸两性解离氨基酸两性解离RCOOHCHNH2RCOOCHNH3+-中性分子形式中性分子形式 两性离子形式两性离子形式.RCOOHCHNH3RCOO-CHNH3+RCOO-CHNH2+OH-H+. 对某种氨基酸来某种氨基酸来讲，当溶液在某一，当溶液在某一特定的特定的 pH pH 时，氨基酸所，氨基酸所带净电荷荷为零（即正零（即正电荷数与荷数与负电荷数相等）荷数相等） ，在，在电场中，既不向正极移中，既不向正极移动，也不，也不向向负极移极移动。这时，溶液的，溶液

10、的pH pH 称称为该氨基酸的等氨基酸的等电点点(isoelectric (isoelectric point)point)，用，用pIpI表示。表示。 两性解离物两性解离物质所所带静静电荷荷为零零时溶液的溶液的pHpH。氨基酸的等氨基酸的等电点点. （1 1）不同氨基酸，由于）不同氨基酸，由于R R 基基团结构的构的不同，有不同的等不同，有不同的等电点。在一定点。在一定实验条条件下，等件下，等电点是点是氨基酸的特征常数氨基酸的特征常数。 （2 2）当氨基酸）当氨基酸处于等于等电点状点状态时，其，其溶解度最小溶解度最小，容易，容易发生沉淀。生沉淀。 利用利用这一特性，可以从各种氨基酸的一特性，

11、可以从各种氨基酸的混合物溶液中，分离制取某种氨基酸混合物溶液中，分离制取某种氨基酸。 氨基酸等氨基酸等电点的作用点的作用. （1 1）氨基酸的构型）氨基酸的构型 除除甘甘氨氨酸酸以以外外，其其余余 20 20 种种氨氨基基酸酸的的 CC都是不都是不对称碳原子（手性）。称碳原子（手性）。2.2.氨基酸的光学活性与吸收光氨基酸的光学活性与吸收光谱.甘氨酸的甘氨酸的结构式构式.参与蛋白参与蛋白质组成的氨基酸在成的氨基酸在可可见光区都没光区都没有光吸收有光吸收；在在紫外光区紫外光区只只有色氨酸、酪氨酸有色氨酸、酪氨酸和和苯丙氨苯丙氨酸酸有吸收光的能力。其最大吸收波有吸收光的能力。其最大吸收波长( ()

12、分分别为280280nmnm、275275nmnm、257257nmnm；是是利用紫外分光光度利用紫外分光光度计，在在280280nmnm波波长处，测定蛋白定蛋白质浓度的基度的基础。 （2 2）吸收光）吸收光谱.三、蛋白三、蛋白质的的结构构（一）蛋白（一）蛋白质的一的一级结构构（二）蛋白（二）蛋白质的三的三维结构构. 蛋白蛋白质结构构层次次 .一一级结构（构（primary structureprimary structure）；）；二二级结构（构（secondary structuresecondary structure）；）；超二超二级结构（构（supersecondary supers

13、econdary structure structure）；）；结构域（构域（structural domainstructural domain）；）；三三级结构（构（tertiary structuretertiary structure）；）；四四级结构（构（quarternary structurequarternary structure） 蛋白蛋白质结构构层次次 . （一）蛋白（一）蛋白质的一的一级结构构概念：概念：多多肽链上各种上各种氨基酸残基氨基酸残基的排列的排列顺序，即氨基酸序列称序，即氨基酸序列称为蛋白蛋白质的一的一级结构（构（primary structureprimar

14、y structure）。）。（51Aa，5733 u）.1.1.肽和和肽键 肽 由由氨基酸构成的氨基酸构成的线形聚合物形聚合物称称为肽（peptidepeptide）。）。二个氨基酸分子二个氨基酸分子缩合合而成的而成的肽，称，称为二二肽（dipeptidedipeptide）。NHCOCNHCOCOHHHR1R2H.肽键（peptide bonepeptide bone）多多肽链（polypeptide chainpolypeptide chain）肽键氮氧原子共振氮氧原子共振产生：生：（1 1）部分双）部分双键性性质；（；（2 2）多）多肽主主链酰胺平面；（胺平面；（3 3）CC处于于顺式

15、或反式构型；（式或反式构型；（4 4）二面角；）二面角；（5 5）偶极性（）偶极性（N N末端，末端，C C末端）末端）。.氨基酸残基氨基酸残基（amino acid residueamino acid residue）HOH.蛋白蛋白质一一级结构的表示法构的表示法肽键H2NCOHCH3SCOOHNHCCOHNHCCOHNHCCOHNHCHHCH2CHCH2OHCH2CH2中文氨基酸残基命名法：中文氨基酸残基命名法：酪氨酪氨酰甘氨甘氨酰甘氨甘氨酰苯丙苯丙 氨氨酰甲硫氨酸甲硫氨酸三字母符号表示法三字母符号表示法：TyrGlyGlyPheMetTyrGlyGlyPheMet单字母字母符号表示法符号

16、表示法：YGGFMYGGFM. 谷胱甘谷胱甘肽 脑啡啡肽（5 5肽） 短杆菌短杆菌肽S S（1010肽） 肽类激素激素3.天然活性天然活性肽.（二）蛋白（二）蛋白质的三的三维结构构 蛋白蛋白 质的三的三维结构构指的是指的是蛋白蛋白质分子中全部原子和基分子中全部原子和基团相互相互间的立体的立体关系，包括全部原子和基关系，包括全部原子和基团的排列、分的排列、分布及布及肽链的走向。的走向。又称又称为蛋白蛋白质的高的高级结构、空构、空间结构或构象，可分构或构象，可分为二二级、超二超二级、结构域构域、三三级和和四四级结构构。.1 1. .蛋白蛋白质的二的二级结构构2.2.蛋白蛋白质的超二的超二级结构和构

17、和结构域构域3.3.蛋白蛋白质的三的三级结构构4 4. .蛋白蛋白质的四的四级结构构5 5. .稳定蛋白定蛋白质构象的作用力构象的作用力.蛋白蛋白质结构构层次次 .1.1.基本知基本知识 （1 1）构型与构象）构型与构象 构型（构型（configurationconfiguration） 构象（构象（conformationconformation）19691969年，年，IUPACIUPAC （2 2）蛋白蛋白质的立体的立体结构原理构原理 肽单位与二面角位与二面角 将多将多肽链的基本的基本结构中，构中，- -C C-CO-NH-C-CO-NH-C- -这一主一主链骨架的重复骨架的重复单位叫位

18、叫肽单位位（PaulingPauling和和CoreyCorey在在19511951年根据年根据X-X-射射线衍射衍射结果，提出果，提出蛋白蛋白质肽单位平面原位平面原则 3 3）。.肽单位平面位平面结构构NHCOCNHCOC OHHHR1R2H.肽单位立体位立体结构构.二面角（二面角（dihedral angledihedral angle） 肽平面平面1 1 围绕 CC2 2NN1 1 单键旋旋转，其旋其旋转的角度用的角度用表示；表示； 肽平面平面2 2 也可也可以以围绕 CC2 2CC2 2 单键旋旋转，其旋，其旋转的角度用的角度用表示。表示。 ( (右右为正正, ,左左为负) )N1C

19、2C2.多多肽链主主链骨架的构象是由每个骨架的构象是由每个C C的成的成对二面角二面角（，）所决定的。所决定的。 非非键合原子合原子间的最小接触距离的最小接触距离 在相在相邻的两个的两个肽单位的构象中，非位的构象中，非键合原合原子子间的接近有无障碍，是否符合的接近有无障碍，是否符合标准接触距准接触距离离，即能量是否达到最低即能量是否达到最低，也是也是肽链构象能构象能否否稳定存在的重要定存在的重要立体化学原立体化学原则。.2.二二级结构构 概概 念念 指指多多肽链主主链在在一一级结构构的的基基础上上，某某些些肽段段借借助助氢键进一一步步盘旋旋或或折折叠叠，从而形成有从而形成有规律的构象。律的构象

20、。 主要主要类型型 -螺螺旋旋、-折折叠叠片片、-转角角、无无规卷曲。卷曲。.（1 1）-螺旋螺旋 即即每每个个氨氨基基酸酸残残基基（n n）的的C CO O 与与另另一一个个氨氨基酸残基（基酸残基（n+4n+4）的的N NH H 形成形成氢键。 Pauling Pauling 和和CoreyCorey于于1951 1951 年提出蛋白年提出蛋白质的的-螺旋螺旋（-helix-helix）结构模型构模型。 羊毛等羊毛等纤维状蛋白状蛋白质中，球状蛋白中也广泛存在。它是蛋白中，球状蛋白中也广泛存在。它是蛋白质主主链的一种典的一种典型型结构形式构形式.每隔每隔3.6个氨基酸残基，螺旋上升一圈，每圈个

21、氨基酸残基，螺旋上升一圈，每圈间距距0.54nm.氢键环内包括内包括13个主个主链原子，因此称原子，因此称这种螺旋种螺旋为3.613螺旋。螺旋。 . 电子子显微微镜下的人体下的人体头发.（2 2）-折叠折叠（a）Antiparallel-折叠：折叠：伸展的多伸展的多肽链靠靠氢键联结而成的而成的锯齿状片状片层结构，存在于构，存在于纤维蛋白，球状蛋白也有。蛋白，球状蛋白也有。 又称又称为-折叠片（折叠片（-pleated sheet-pleated sheet）。.反平行式反平行式较为稳定，例如在定，例如在丝心蛋白中存在心蛋白中存在稳定定的反平行的反平行折叠。折叠。.（3 3）-转角角 蛋白蛋白质

22、分子中分子中连接不同接不同结构构单位的位的180180o o转弯弯结构称构称为-转角角（ -turn-turn）。由氨基酸残基（由氨基酸残基（n n）的的C CO O 与另一个氨基酸残与另一个氨基酸残基（基（n+3n+3）的的N NH H 形成形成氢键。 .（4 4）无）无规卷曲卷曲没有没有规律性的多律性的多肽主主链骨架的构骨架的构象，就是象，就是无无规卷曲卷曲（random coilrandom coil，、角度角度不定）；球蛋白分不定）；球蛋白分子中，往往含有子中，往往含有较多的无多的无规卷曲；卷曲；无无规卷曲卷曲往往往往有利于多有利于多肽链形成灵形成灵活的、具有特异生物活性的构象。活的、

23、具有特异生物活性的构象。. （1 1）超二）超二级结构构 相相邻的的二二级结构构单元元（主主要要是是螺螺旋旋和和折折叠叠）组合合在在一一起起，形形成成有有规则的的、空空间上上能能够辨辨认的的二二级结构构的的组合合体体，充充当当三三级结构构的的 构构 件件 ， 称称 为 超超 二二 级 结 构构（supersecondary structuresupersecondary structure）。3. 3. 超二超二级结构和构和结构域构域.常常见的的组合形式：合形式：、.（2 2）结构域构域 多多肽链在在二二级结构构或或超超二二级结构构的的基基础上上，进一一步步卷卷曲曲折折叠叠成成为相相对独独立立

24、、近近似似球球形形的的三三维实体体称称为结构构域域（ structure structure domaindomain），是是三三级结构构的的局局部折叠区。部折叠区。. 结构构域域之之间常常常常只只有有一一段段肽链相相连，形形成成所所谓“铰链区区”（hinge hinge regionregion），使使结构构域域容容易易发生生相相对运运 动 。 结 构构 域域 之之 间 的的 这 种种 柔柔 性性（flexibilityflexibility）有有利利于于如如酶和和抗抗体体活活性的性的发挥。.4.4.三三级结构构 多多肽链在在二二级结构构、超超二二级结构构和和结构构域域的的基基础上上，主主链

25、构构象象和和侧链构构象象相相互互作作用用，进一一步步盘曲曲折折叠叠形形成成特特定定的的球球状状分分子子结构构，称称 作作 三三 级 结 构构（tertiary tertiary structure structure） 。 三三级结构构是是指指多多肽链中中所所有有原原子子的空的空间排布。排布。肌肌红蛋白蛋白myoglobin.5. 5. 四四级结构构 由由两两条条或或两两条条以以上上具具有有三三级结构构的的多多肽链聚聚合合而而成成的的特特定定三三维结构构（构构象象）称称为蛋蛋白白质的的四四级结 构构 （ quarter-quarter-nary nary struc-struc-turetur

26、e）。涉涉及及亚基基的的种种类、数数目目和和亚基基的的空空间排排布布，包包括括亚基基间的的接接触触位位点点和和相相互互作作用用关关系系，但但不不包包括括亚基基本本身身的构象。的构象。-亚基基（subunitsubunit）血血红蛋白蛋白hemoglobin-亚基基血血红素素（haem）.烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMV）示意示意图 由由2 1302 130个相个相同同亚基构成的基构成的螺旋螺旋对称性柱称性柱形蛋白形蛋白质外壳，外壳，紧密排列于一密排列于一含有含有6 3906 390个核个核苷酸的苷酸的单链RNARNA分子周分子周围。解。解离的离的TMVTMV外壳外壳亚基和基和RNARNA，在

27、合在合适的条件下能适的条件下能自装配自装配成完整成完整的的TMVTMV。.蛋白蛋白质结构构层次次 .5 5.稳定蛋白定蛋白质构象的作用力构象的作用力.四、蛋白四、蛋白质结构与功能的关系构与功能的关系 （一）蛋白（一）蛋白质一一级结构与功能的关系构与功能的关系（二）蛋白（二）蛋白质构象与功能的关系构象与功能的关系.1.一一级结构构变异与生物异与生物进化化在不同生物体中行使相同或相似功能的在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白蛋白质，称，称为同功能蛋白同功能蛋白质。它它们的氨基酸序列具有明的氨基酸序列具有明显的相似性，的相似性，这种种现象称象称为序列同源序列同源，有明，有明显序列同源序列同源的蛋白

28、的蛋白质，也称，也称同源蛋白同源蛋白质。（一）蛋白（一）蛋白质一一级结构与功能的关系构与功能的关系. （1 1）同源蛋白）同源蛋白质完全相同的氨基酸残基，称完全相同的氨基酸残基，称不不变残基残基，它，它们决定了蛋白决定了蛋白质的的空空间结构与功能构与功能。 （2 2）有相当大）有相当大变化的氨基酸残基，称化的氨基酸残基，称为可可变残残基基，它，它们的差异体的差异体现了了种属特异性种属特异性。 因此，因此，对不同生物来源的不同生物来源的同功能蛋白同功能蛋白质的一的一级结构构进行比行比较研究：研究：可以帮助我可以帮助我们了解哪些氨基了解哪些氨基酸酸对其活性是重要的，哪些是不重要的；可其活性是重要的

29、，哪些是不重要的；可为生生物物进化提供新的可靠依据。化提供新的可靠依据。 同源蛋白同源蛋白质结构的种属差异与保守性构的种属差异与保守性.2.2.一一级结构构变异与分子病异与分子病 （1 1）分子病）分子病 基因突基因突变 AaAa变异异 蛋白蛋白结构和功能改构和功能改变引起的引起的遗传病。病。 （2 2）镰刀型刀型红细胞胞贫血病血病 由由HbHb分子分子亚基基N N末端序列的一末端序列的一级结构改构改变引起引起HbHb表面表面电荷和等荷和等电点点变化，溶解度降低并出化，溶解度降低并出现不正常不正常线形形缔合。合。.正常正常红细胞和胞和镰刀状刀状红细胞的胞的扫描描电镜图谱？. 一一级结构相似，可

30、能会有相同的功能；一构相似，可能会有相同的功能；一级结构有构有差异，功能会不同。如差异，功能会不同。如OXOX与与ADH:ADH:牛催牛催产素素Cys.Tyr.Ile.Gln.Asn.Cys.Pro.Leu.Gly-NH2Cys.Tyr.Phe.Gln.Asn.Cys.Pro.Arg.Gly-NH2.SS123456789SS牛加牛加压素素3.多多肽激素的一激素的一级结构与功能构与功能（ADH）（OX）. 不同生物（哺乳不同生物（哺乳动物、物、鸟类、鱼类）来源胰）来源胰岛素分子一素分子一级结构，构，发现组成的成的 5151 个氨基酸残基中，只个氨基酸残基中，只有有 2424 个氨基酸残基始个氨

31、基酸残基始终保持不保持不变，为不同生物所共有，不同生物所共有，为维持高持高级结构和生物活性所必需。构和生物活性所必需。4.不同生物来源的胰不同生物来源的胰岛素一素一级结构比构比较.5.5.一一级结构断裂与功能激活构断裂与功能激活 有些蛋白有些蛋白质常以无活性的前体形式常以无活性的前体形式产生和生和贮存。在机体需要存。在机体需要时，切去部分，切去部分肽段之后，才段之后，才变成有活性的蛋白成有活性的蛋白质。如参如参与蛋白与蛋白质消化的各种蛋白消化的各种蛋白酶、参与血液、参与血液凝固的凝血凝固的凝血酶、凝血因子等。、凝血因子等。 激活激活（activationactivation）：）：使前体蛋白使

32、前体蛋白质变成活性蛋白成活性蛋白质的的过程，称程，称为激活激活。.（二）蛋白（二）蛋白质构象与功能的关系构象与功能的关系1 1. .变构构调节活性活性2 2. .变性性丧失活性失活性 .血血红蛋白蛋白-亚基基-亚基基（- subunit）血血红素素（haem）.血血红蛋白的蛋白的变构构现象（象（变构构时的的亚基移基移动）. 血血红蛋白和肌蛋白和肌红蛋蛋白的氧合曲白的氧合曲线不同，不同，前者是前者是 S S 形曲形曲线，后，后者是双曲者是双曲线。 - -亚基可与氧基可与氧结合，合，而而-亚基由于存在空基由于存在空间位阻，几乎不与氧位阻，几乎不与氧结合。当合。当-亚基与氧基与氧结合后，合后，发生三

33、生三级结构的构的变化，此化，此变化使化使相相邻的的-亚基基发生三生三级结构的构的变化，与氧化，与氧结合使血合使血红蛋白蛋白结合合氧的能力在短氧的能力在短时间内内迅速上升，从，而使迅速上升，从，而使曲曲线程程S S 形。形。氧饱和度（ % ）.（一）蛋白（一）蛋白质的重要性的重要性质（二）蛋白（二）蛋白质分离分离纯化的原化的原则与方法与方法五、蛋白五、蛋白质的重要性的重要性质、分离、分离纯化与化与鉴定定.1 1. .蛋白蛋白质的两性解离与等的两性解离与等电点点2 2. .蛋白蛋白质的的变性与复性性与复性3 3. .蛋白蛋白质的呈色反的呈色反应 （一）蛋白（一）蛋白质的重要性的重要性质. 蛋白蛋白

34、质的等的等电点（点（isoelectric pointisoelectric point） 当当溶溶液液在在某某个个pHpH时，使使蛋蛋白白质分分子子所所带正正电荷荷数数与与负电荷荷数数恰恰好好相相等等，即即净电荷荷为零零，在在直直流流电场中中，既既不不向向阳阳极极移移动，也也不不向向阴阴极极移移动，此此时溶溶液液的的pH pH 就是就是该蛋白蛋白质的等的等电点点，用用pIpI表示。表示。 两性解离物两性解离物质所所带静静电荷荷为零零时溶液的溶液的pHpH。1.1.蛋白蛋白质的两性解离与等的两性解离与等电点点. （1 1）蛋白）蛋白质变性性 天天然然蛋蛋白白质在在变性性因因素素作作用用之之下下

35、，其其一一级结构构保保持持不不变，但但其其高高级结构构发生生了了异异常常的的变化化，即即由由天天然然态（折折叠叠态）变成成了了变性性态（伸伸展展态），从从而而引引起起生生物物功功能能的的丧失失，物物理理、化化学学性性质也也发生生改改变，这种种现象被称象被称为变性（性（denaturationdenaturation）。 2. 2. 蛋白蛋白质的的变性与复性性与复性. 引起引起变性因素：性因素： 物理因素和化学因素。物理因素和化学因素。1.1.热（6060100 100 ）；）；2.2.pHpH；3.3.盐；4.4.有有机溶机溶剂；5.5.尿素与尿素与盐酸胍；酸胍；6.6.去垢去垢剂等等. 变性

36、性表表现：（1 1）物物理理性性质的的改改变：溶溶解解度度下下降降；（2 2）化化学学性性质的的改改变：易易被被蛋蛋白白酶消消化化；（3 3）生生物物功功能能的的改改变：酶丧失失活活性性、激激素素蛋蛋白白丧失失生生理理调节作作用、抗体失去与抗原用、抗体失去与抗原专一性一性结合能力。合能力。 变性机理：性机理：破坏了蛋白破坏了蛋白质分子构象中分子构象中的次的次级键。使原来埋藏在分子内部的疏使原来埋藏在分子内部的疏水集水集团大量暴露出来，使分子表面水化大量暴露出来，使分子表面水化膜破坏，分子膜破坏，分子结合沉淀。合沉淀。. 以天然蛋白以天然蛋白质作作对照，照，测定蛋白定蛋白质的的物理物理变化，化，

37、观察蛋白察蛋白质的溶解度是否下的溶解度是否下降，是否凝集、沉淀等；降，是否凝集、沉淀等； 测定蛋白定蛋白质化学性化学性质的的变化；化； 测定蛋白定蛋白质的比活性。的比活性。蛋白蛋白质变性的性的鉴定方法定方法. 蛋蛋白白质的的变性性有有可可逆逆变性性和和不不可可逆逆变性性之之分分。可可逆逆变性性在在除除去去变性性因因素素之之后后，在在适适宜宜的的条条件件下下，变性性的的蛋蛋白白质可可以以从从伸伸展展态恢恢复复到到折折叠叠态，并并恢恢复复全全部部的的生生物物活活性的性的现象，称之象，称之为复性（复性（renaturationrenaturation）。）。（2）复性）复性.3. 3. 蛋白蛋白质的

38、呈色反的呈色反应 蛋白蛋白质分子分子结构中的自由构中的自由 一一NHNH2 2 、 一一COOH COOH 和和肽键，以及某些氨基酸的，以及某些氨基酸的侧链基基团，能，能够与某种化学与某种化学试剂发生反生反应，产生有色物生有色物质 。.蛋白蛋白质的主要呈色反的主要呈色反应.1.1.原原则 2. 2.方法方法 （1 1）前）前处理理 （2 2）沉淀分离）沉淀分离 （3 3）分离）分离纯化化 （4 4）质量量鉴定定 （二）蛋白（二）蛋白质分离分离纯化的原化的原则与方法与方法.思考思考题 1.蛋白蛋白质分分为哪些哪些类型？各行使何种功能？型？各行使何种功能？2.自然界存在的氨基酸种自然界存在的氨基酸种类、结构、性构、性质？3.肽键有何特点？有何特点？对蛋白蛋白质构象的形成有何构象的形成有何影响？影响？4.何何谓蛋白蛋白质的一、二、三、四的一、二、三、四级结构？构？维系蛋白系蛋白质构象的作用力有哪些？构象的作用力有哪些？5.何何谓蛋白蛋白质的超二的超二级结构和构和结构域？构域？6.试述蛋白述蛋白质一一级结构和高构和高级结构与功能的构与功能的关系。关系。7.何何谓蛋白蛋白质的的变性作用与复性作用？性作用与复性作用？.