《动物生化第二章蛋白质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物生化第二章蛋白质（180页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能Chapter 1 Structure and Function of Protein讲授内容讲授内容v第一节第一节第一节第一节 蛋白质在生命中的重要作用蛋白质在生命中的重要作用蛋白质在生命中的重要作用蛋白质在生命中的重要作用v第二节第二节第二节第二节 蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成v第三节第三节第三节第三节 蛋白质的化学结构蛋白质的化学结构蛋白质的化学结构蛋白质的化学结构v第四节第四节第四节第四节 蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构v第五节第五节第五节第五节 多肽、蛋白质结构与功能
2、的关系多肽、蛋白质结构与功能的关系多肽、蛋白质结构与功能的关系多肽、蛋白质结构与功能的关系v第六节第六节第六节第六节 蛋白质的物理化学性质和分离提纯蛋白质的物理化学性质和分离提纯蛋白质的物理化学性质和分离提纯蛋白质的物理化学性质和分离提纯v第七节第七节第七节第七节 蛋白质分类蛋白质分类蛋白质分类蛋白质分类第一节第一节蛋白质在生命中的蛋白质在生命中的重要作用重要作用蛋白质的概念蛋白质的概念vv“protein”“protein”是荷兰化学家是荷兰化学家是荷兰化学家是荷兰化学家MulderMulder首先使用的，来自首先使用的，来自首先使用的，来自首先使用的，来自于希腊语于希腊语于希腊语于希腊语“
3、protos”“protos”，意为，意为，意为，意为“ “第一第一第一第一” ”和和和和“ “最重要的最重要的最重要的最重要的” ”vv蛋白质和核酸（蛋白质和核酸（蛋白质和核酸（蛋白质和核酸（DNADNA和和和和RNARNA）都是生物大分子。）都是生物大分子。）都是生物大分子。）都是生物大分子。它们存在于动物、植物和微生物的细胞之中。它们存在于动物、植物和微生物的细胞之中。它们存在于动物、植物和微生物的细胞之中。它们存在于动物、植物和微生物的细胞之中。vv蛋白质是生命活动的物质基础，在机体内蛋白质蛋白质是生命活动的物质基础，在机体内蛋白质蛋白质是生命活动的物质基础，在机体内蛋白质蛋白质是生命
4、活动的物质基础，在机体内蛋白质约占机体固体成分的约占机体固体成分的约占机体固体成分的约占机体固体成分的45%45%，几乎在一切生命过程，几乎在一切生命过程，几乎在一切生命过程，几乎在一切生命过程中都起着关键作用中都起着关键作用中都起着关键作用中都起着关键作用 vv酶类酶类酶类酶类催化体内生化反应催化体内生化反应催化体内生化反应催化体内生化反应vv激素蛋白类激素蛋白类激素蛋白类激素蛋白类调节体内物质代谢，如调节体内物质代谢，如调节体内物质代谢，如调节体内物质代谢，如InsIns、IGF-IIGF-I、GHGH（HormoneHormone）vv运输蛋白类运输蛋白类运输蛋白类运输蛋白类运输代谢所需
5、小分子、离子以及电运输代谢所需小分子、离子以及电运输代谢所需小分子、离子以及电运输代谢所需小分子、离子以及电子，如血红蛋白子，如血红蛋白子，如血红蛋白子，如血红蛋白vv运动蛋白类运动蛋白类运动蛋白类运动蛋白类使细胞或生物体发生运动，如肌球使细胞或生物体发生运动，如肌球使细胞或生物体发生运动，如肌球使细胞或生物体发生运动，如肌球蛋白和肌动蛋白蛋白和肌动蛋白蛋白和肌动蛋白蛋白和肌动蛋白vv防御蛋白类防御蛋白类防御蛋白类防御蛋白类抵抗入侵，保护机体，如抗体（与抵抗入侵，保护机体，如抗体（与抵抗入侵，保护机体，如抗体（与抵抗入侵，保护机体，如抗体（与细菌、病毒选择性结合）、补体（杀死细菌、病细菌、病毒
6、选择性结合）、补体（杀死细菌、病细菌、病毒选择性结合）、补体（杀死细菌、病细菌、病毒选择性结合）、补体（杀死细菌、病毒）、干扰素（杀死病毒）；凝血酶和血液纤维毒）、干扰素（杀死病毒）；凝血酶和血液纤维毒）、干扰素（杀死病毒）；凝血酶和血液纤维毒）、干扰素（杀死病毒）；凝血酶和血液纤维蛋白原参与血液凝固蛋白原参与血液凝固蛋白原参与血液凝固蛋白原参与血液凝固vv受体蛋白类受体蛋白类受体蛋白类受体蛋白类存在于细胞各个部分，把激素、神存在于细胞各个部分，把激素、神存在于细胞各个部分，把激素、神存在于细胞各个部分，把激素、神经递质信号传递给靶细胞，如膜受体经递质信号传递给靶细胞，如膜受体经递质信号传递给
7、靶细胞，如膜受体经递质信号传递给靶细胞，如膜受体vv生长、分化的调节蛋白类生长、分化的调节蛋白类生长、分化的调节蛋白类生长、分化的调节蛋白类对细胞的生长、分化、对细胞的生长、分化、对细胞的生长、分化、对细胞的生长、分化、基因表达其调节作用。例如：组蛋白、阻遏蛋白、基因表达其调节作用。例如：组蛋白、阻遏蛋白、基因表达其调节作用。例如：组蛋白、阻遏蛋白、基因表达其调节作用。例如：组蛋白、阻遏蛋白、表皮生长因子表皮生长因子表皮生长因子表皮生长因子vv营养和贮存类营养和贮存类营养和贮存类营养和贮存类卵清蛋白、乳中酪蛋白、小麦种卵清蛋白、乳中酪蛋白、小麦种卵清蛋白、乳中酪蛋白、小麦种卵清蛋白、乳中酪蛋白
8、、小麦种子中的醇溶蛋白子中的醇溶蛋白子中的醇溶蛋白子中的醇溶蛋白vv结构蛋白类结构蛋白类结构蛋白类结构蛋白类机体的结构成分，如胶原蛋白、角机体的结构成分，如胶原蛋白、角机体的结构成分，如胶原蛋白、角机体的结构成分，如胶原蛋白、角蛋白、硬蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白蛋白、硬蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白蛋白、硬蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白蛋白、硬蛋白、丝心蛋白、弹性蛋白vv毒素蛋白类毒素蛋白类毒素蛋白类毒素蛋白类极少量即可导致中毒，霍乱毒素、极少量即可导致中毒，霍乱毒素、极少量即可导致中毒，霍乱毒素、极少量即可导致中毒，霍乱毒素、毒蛇的毒素蛋白毒蛇的毒素蛋白毒蛇的毒素蛋白毒蛇的毒素蛋白vv膜蛋白类膜蛋白类膜蛋
9、白类膜蛋白类生物膜的成分，可进行细胞的识别、生物膜的成分，可进行细胞的识别、生物膜的成分，可进行细胞的识别、生物膜的成分，可进行细胞的识别、物质运输、信息传递等物质运输、信息传递等物质运输、信息传递等物质运输、信息传递等蛋白质是生命活动所依赖的物蛋白质是生命活动所依赖的物质基础。质基础。没有蛋白质就没有生命！没有蛋白质就没有生命！第二节第二节蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成一、蛋白质的元素组成一、蛋白质的元素组成vv碳碳50%55%、氢、氢6%8%、氧、氧20%23%、氮、氮15%17%、硫、硫0.3%2.5%vv某些蛋白中，还含有微量的磷、铁、铜、钼、某些蛋白中，还含有微量的磷、铁、铜、钼、
10、碘、锌等元素碘、锌等元素vv各种蛋白质的氮的含量比较恒定，平均值为各种蛋白质的氮的含量比较恒定，平均值为16%蛋白质的含氮量蛋白质的含氮量vv大大多多数数蛋蛋白白质质的的含含氮氮量量接接近近于于16%16%，这这是是蛋蛋白白质质 元元 素素 组组 成成 的的 一一 个个 特特 点点 ， 也也 是是 凯凯 氏氏（KjedahlKjedahl）定定氮氮法法测测定定蛋蛋白白质质含含量量的的计计算算基基础。础。vv根根据据生生物物样样品品中中的的含含氮氮量量来来计计算算蛋蛋白白质质的的大大概含量：概含量：vv蛋白质含量蛋白质含量蛋白质含量蛋白质含量= = = =蛋白氮蛋白氮蛋白氮蛋白氮 6.256.2
11、56.256.25vv6.256.256.256.25为为为为蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质系系系系数数数数，即即即即1 1 1 1克克克克氮氮氮氮所所所所代代代代表表表表的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质量量量量（克数）（克数）（克数）（克数）vChemicalElementsofLivingMatter二、蛋白质的基本结构单位和其它组分二、蛋白质的基本结构单位和其它组分vv蛋白质的基本结构单位是蛋白质的基本结构单位是氨基酸氨基酸vv蛋白质分为两大类蛋白质分为两大类简单蛋白质简单蛋白质简单蛋白质简单蛋白质水解后产生水解后产生水解后产生水解后产生各种氨基酸各种氨基酸各种氨基酸各种氨基酸结合蛋白质结合蛋
12、白质结合蛋白质结合蛋白质水解后还可水解后还可水解后还可水解后还可产生其它组分，如血红素、产生其它组分，如血红素、产生其它组分，如血红素、产生其它组分，如血红素、糖类、脂类、核酸、金属糖类、脂类、核酸、金属糖类、脂类、核酸、金属糖类、脂类、核酸、金属离子等离子等离子等离子等三、氨基酸三、氨基酸1.1.氨基酸的基本结构与构型氨基酸的基本结构与构型常见的氨基酸常见的氨基酸2020种，除脯氨酸是种，除脯氨酸是-亚氨基酸外，亚氨基酸外，其余其余1919种都是种都是-氨基酸。氨基酸。 甘氨酸甘氨酸结构式结构式除甘氨酸外，其余除甘氨酸外，其余除甘氨酸外，其余除甘氨酸外，其余1919种氨基酸都具有手性，天然种
13、氨基酸都具有手性，天然种氨基酸都具有手性，天然种氨基酸都具有手性，天然蛋白中的所有氨基酸都是蛋白中的所有氨基酸都是蛋白中的所有氨基酸都是蛋白中的所有氨基酸都是L-L-型的。型的。型的。型的。但在某些微生物和植物体中常含有但在某些微生物和植物体中常含有但在某些微生物和植物体中常含有但在某些微生物和植物体中常含有D-D-型氨基酸型氨基酸型氨基酸型氨基酸 D-型型L-型型vv根据根据R侧链极性和电荷不同，分四大类侧链极性和电荷不同，分四大类非极性非极性不带电极性不带电极性正电极性正电极性负电极性负电极性2.氨基酸的分类氨基酸的分类非极性氨基酸非极性氨基酸vv“丙、缬、亮、异亮、脯上色、苯、蛋丙、缬、
14、亮、异亮、脯上色、苯、蛋”vvR基团具有疏水性。基团具有疏水性。Non-polar amino acids不带电极性不带电极性vv“甘、丝、苏、半、酪、天冬、古酰胺甘、丝、苏、半、酪、天冬、古酰胺”vvR基团有极性，但不解离，或仅极弱地解基团有极性，但不解离，或仅极弱地解离，它们的离，它们的R基团有亲水性基团有亲水性Polar, uncharged amino acids正电极性正电极性vv“赖、精、组赖、精、组”vvR基团有极性，且解离，在中性溶液中显碱基团有极性，且解离，在中性溶液中显碱性，亲水性强性，亲水性强Basic amino acids负电极性负电极性vv“天冬、谷氨酸天冬、谷氨酸
15、”vvR基团有极性，且解离，在中性溶液中显酸基团有极性，且解离，在中性溶液中显酸性，亲水性强性，亲水性强Acidic amino acids3.稀有氨基酸稀有氨基酸vv除了上述除了上述20种常见氨基酸以外，还有一些仅种常见氨基酸以外，还有一些仅存在于少数蛋白质中的稀有存在于少数蛋白质中的稀有L型氨基酸型氨基酸胶原蛋白和弹性蛋白中的胶原蛋白和弹性蛋白中的胶原蛋白和弹性蛋白中的胶原蛋白和弹性蛋白中的44羟脯氨酸和羟脯氨酸和羟脯氨酸和羟脯氨酸和55羟羟羟羟赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸甲状腺球蛋白中的二碘酪氨酸和甲状腺球蛋白中的二碘酪氨酸和甲状腺球蛋白中的二碘酪氨酸和甲状腺球蛋白中的二碘酪氨酸和LL甲状腺
16、素甲状腺素甲状腺素甲状腺素肌球蛋白中的肌球蛋白中的肌球蛋白中的肌球蛋白中的NN甲基赖氨酸；甲基赖氨酸；甲基赖氨酸；甲基赖氨酸；-角蛋白中角蛋白中角蛋白中角蛋白中的胱氨酸的胱氨酸的胱氨酸的胱氨酸vv是常见氨基酸的衍生物是常见氨基酸的衍生物,没有遗传密码，是在没有遗传密码，是在蛋白质生物合成以后，通过有关酶的催化修蛋白质生物合成以后，通过有关酶的催化修饰而形成的。饰而形成的。4.非蛋白质氨基酸非蛋白质氨基酸vv有一些氨基有一些氨基酸不参与蛋酸不参与蛋白质的组成，白质的组成，而是以游离而是以游离的状态存在的状态存在于生物体之于生物体之中中。5.必须氨基酸必须氨基酸vv从营养学角度还可以将氨基酸分为必
17、需和非必需氨从营养学角度还可以将氨基酸分为必需和非必需氨从营养学角度还可以将氨基酸分为必需和非必需氨从营养学角度还可以将氨基酸分为必需和非必需氨基酸。基酸。基酸。基酸。vv八种必须氨基酸八种必须氨基酸八种必须氨基酸八种必须氨基酸: :必需氨基酸包括：赖氨酸、苯丙氨必需氨基酸包括：赖氨酸、苯丙氨必需氨基酸包括：赖氨酸、苯丙氨必需氨基酸包括：赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、色氨酸、组氨酸和精氨酸，其中的组氨酸和精氨酸，色氨酸、组氨酸和
18、精氨酸，其中的组氨酸和精氨酸，色氨酸、组氨酸和精氨酸，其中的组氨酸和精氨酸，色氨酸、组氨酸和精氨酸，其中的组氨酸和精氨酸，虽然人体能自己合成，但效率较低，尤其在婴幼儿虽然人体能自己合成，但效率较低，尤其在婴幼儿虽然人体能自己合成，但效率较低，尤其在婴幼儿虽然人体能自己合成，但效率较低，尤其在婴幼儿时期，需要由外界供给。时期，需要由外界供给。时期，需要由外界供给。时期，需要由外界供给。 vv“ “一家写两三本书来一家写两三本书来一家写两三本书来一家写两三本书来”+”+精组精组精组精组vv其余的其余的其余的其余的1010种氨基酸是非必需氨基酸：甘氨酸、丝氨种氨基酸是非必需氨基酸：甘氨酸、丝氨种氨基
19、酸是非必需氨基酸：甘氨酸、丝氨种氨基酸是非必需氨基酸：甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬酸、半胱氨酸、酪氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸和丙氨酸。氨酸、天冬酰胺、脯氨酸和丙氨酸。氨酸、天冬酰胺、脯氨酸和丙氨酸。氨酸、天冬酰胺、脯氨酸和丙氨酸。 6.氨基酸的主要的理化性质氨基酸的主要的理化性质vv光吸收特性光吸收特性光吸收特性光吸收特性在紫外光区色氨在紫外光区色氨在紫外光区色氨在紫外光区色氨酸、酪氨酸和苯酸、酪氨酸和苯酸、酪氨酸和苯酸、酪氨酸和苯丙氨酸有吸收光丙氨酸有吸
20、收光丙氨酸有吸收光丙氨酸有吸收光的能力。其最大的能力。其最大的能力。其最大的能力。其最大吸收波长吸收波长吸收波长吸收波长()()分别分别分别分别为为为为279279、278278、259nm259nm。 是利用紫外分光是利用紫外分光是利用紫外分光是利用紫外分光光度计（在波长光度计（在波长光度计（在波长光度计（在波长280nm280nm处）测定处）测定处）测定处）测定蛋白质浓度的基蛋白质浓度的基蛋白质浓度的基蛋白质浓度的基础。础。础。础。 氨基酸的两性解离及等电点氨基酸的两性解离及等电点vv氨氨基基酸酸COOH能能放放出出质质子子，变变成成COO；NH2能能接接受受质质子子，而而变变成成NH3。
21、vv氨氨基基酸酸是是两两性性电电解解质质(ampho1yte)两性离子：带有数量相等的正负电荷的离子两性离子：带有数量相等的正负电荷的离子氨基酸两性解离示意图氨基酸两性解离示意图vvpH1pH1（ )pH11(pIpI，向正极移动，向正极移动，向正极移动，向正极移动) )氨基酸的等电点氨基酸的等电点 溶液中氨基酸以两性离子的形式存溶液中氨基酸以两性离子的形式存在时，溶液的在时，溶液的pH，称为该，称为该氨基酸的等氨基酸的等电点，用电点，用pI表示。表示。vv从左向右第一个从左向右第一个从左向右第一个从左向右第一个拐点是拐点是拐点是拐点是氨基酸羧氨基酸羧氨基酸羧氨基酸羧基解离基解离基解离基解离5
22、0%50%的状的状的状的状态态态态vv第二个拐点是第二个拐点是第二个拐点是第二个拐点是氨氨氨氨基酸的等电点基酸的等电点基酸的等电点基酸的等电点vv第三个拐点是第三个拐点是第三个拐点是第三个拐点是氨氨氨氨基酸氨基解离基酸氨基解离基酸氨基解离基酸氨基解离50%50%的状态的状态的状态的状态甘氨酸的电离酸碱滴定曲线，用甘氨酸的电离酸碱滴定曲线，用甘氨酸的电离酸碱滴定曲线，用甘氨酸的电离酸碱滴定曲线，用NaOHNaOH滴定，滴定，滴定，滴定，溶液的溶液的溶液的溶液的pHpH由小到大逐渐升高由小到大逐渐升高由小到大逐渐升高由小到大逐渐升高vv例如丙氨酸有两个可解离基团，例如丙氨酸有两个可解离基团，例如丙
23、氨酸有两个可解离基团，例如丙氨酸有两个可解离基团，a-COOHa-COOH和和和和a-NH3a-NH3，它们，它们，它们，它们的解离常数的解离常数的解离常数的解离常数pKpK值分别是值分别是值分别是值分别是2.42.4（pK1pK1）和）和）和）和9.99.9（pK2pK2）；组氨酸）；组氨酸）；组氨酸）；组氨酸有有有有3 3个可解离基团，即个可解离基团，即个可解离基团，即个可解离基团，即a-COOHa-COOH、a-NH3a-NH3和侧链基团咪唑和侧链基团咪唑和侧链基团咪唑和侧链基团咪唑基，基，基，基，pKpK值分别是值分别是值分别是值分别是1.81.8（pK1pK1）、）、）、）、9.39
24、.3（pK2pK2）和）和）和）和6.06.0（pKRpKR）。）。）。）。每一个每一个每一个每一个pKpK值都是位于滴定曲线缓冲区的中心，当丙氨酸处值都是位于滴定曲线缓冲区的中心，当丙氨酸处值都是位于滴定曲线缓冲区的中心，当丙氨酸处值都是位于滴定曲线缓冲区的中心，当丙氨酸处于于于于pH2.4pH2.4的缓冲液时，的阳离子形式的缓冲液时，的阳离子形式的缓冲液时，的阳离子形式的缓冲液时，的阳离子形式 和它的兼性离子形式和它的兼性离子形式和它的兼性离子形式和它的兼性离子形式 的的的的摩尔浓度相等，同样在摩尔浓度相等，同样在摩尔浓度相等，同样在摩尔浓度相等，同样在pH9.9pH9.9时，它的兼性离子
25、形式时，它的兼性离子形式时，它的兼性离子形式时，它的兼性离子形式 和它的和它的和它的和它的阴离子形式阴离子形式阴离子形式阴离子形式 的摩尔浓度相等。的摩尔浓度相等。的摩尔浓度相等。的摩尔浓度相等。 vv当氨基酸处于某一当氨基酸处于某一当氨基酸处于某一当氨基酸处于某一pHpH下，其净电荷为零时，该下，其净电荷为零时，该下，其净电荷为零时，该下，其净电荷为零时，该pHpH即为即为即为即为该氨基酸的等电点（该氨基酸的等电点（该氨基酸的等电点（该氨基酸的等电点（pIpI）。）。）。）。pIpI可通过相应的可通过相应的可通过相应的可通过相应的pKpK值计算出值计算出值计算出值计算出vvpIpI（pKxp
26、KxpKypKy）/2/2vvpKxpKx，pKypKy为相应的两个可解离基团为相应的两个可解离基团为相应的两个可解离基团为相应的两个可解离基团vv对于一氨基、一羧基的氨基酸，上式中的对于一氨基、一羧基的氨基酸，上式中的对于一氨基、一羧基的氨基酸，上式中的对于一氨基、一羧基的氨基酸，上式中的pKxpKx和和和和pKypKy为它的为它的为它的为它的pK1pK1和和和和pK2pK2；而对于象天冬氨酸和谷氨酸那样的酸性氨基酸，；而对于象天冬氨酸和谷氨酸那样的酸性氨基酸，；而对于象天冬氨酸和谷氨酸那样的酸性氨基酸，；而对于象天冬氨酸和谷氨酸那样的酸性氨基酸，pKxpKx和和和和pKypKy为它的为它的
27、为它的为它的pK1pK1和和和和pKpKR R；而对于象赖氨酸、组氨酸和；而对于象赖氨酸、组氨酸和；而对于象赖氨酸、组氨酸和；而对于象赖氨酸、组氨酸和精氨酸那样的碱性氨基酸，精氨酸那样的碱性氨基酸，精氨酸那样的碱性氨基酸，精氨酸那样的碱性氨基酸，pKxpKx和和和和pKypKy为它的为它的为它的为它的pKpKR R和和和和pK2pK2。一个氨基酸带电状况取决于所处溶液的一个氨基酸带电状况取决于所处溶液的一个氨基酸带电状况取决于所处溶液的一个氨基酸带电状况取决于所处溶液的pHpH，当，当，当，当pIpHpIpHpIpH时，带净的正电荷。时，带净的正电荷。时，带净的正电荷。时，带净的正电荷。氨基酸
28、氨基酸氨基酸氨基酸分子量分子量分子量分子量 a-COOHa-COOHpKapKaa-NH3+a-NH3+R R基基基基团团团团pIpI蛋白蛋白蛋白蛋白质质质质中中中中出出出出现现现现的几率的几率的几率的几率 (%)*(%)*甘氨酸甘氨酸75752.342.349.609.60 5.975.977.57.5丙氨酸丙氨酸 89892.342.349.699.69 6.016.019.09.0缬缬氨酸氨酸 1171172.322.329.629.62 5.975.976.96.9亮氨酸亮氨酸1311312.362.369.609.60 5.985.987.57.5异亮氨酸异亮氨酸1311312.36
29、2.369.689.68 6.026.024.64.6脯氨酸脯氨酸1151151.991.9910.9610.96 6.486.484.64.6苯丙氨酸苯丙氨酸 1651651.831.839.139.13 5.485.483.53.5酪氨酸酪氨酸1811812.022.029.119.1110.0710.075.665.663.53.5色氨酸色氨酸2042042.382.389.399.39 5.895.891.11.1丝丝氨酸氨酸1051052.212.219.159.15 5.685.687.17.1苏苏氨酸氨酸1191192.112.119.629.625.875.87 6.06.0半
30、胱氨酸半胱氨酸1211211.961.968.188.1810.2810.285.055.052.82.8蛋氨酸蛋氨酸 1491492.282.289.219.21 5.745.741.71.7天冬天冬酰酰胺胺1321322.022.028.088.08 5.415.414.44.4谷氨谷氨酰酰胺胺1461462.172.179.139.13 5.655.653.93.9天冬氨酸天冬氨酸 1331331.881.889.069.063.653.652.772.775.55.5谷氨酸谷氨酸1471472.192.199.679.674.254.253.223.226.26.2赖赖氨酸氨酸1461
31、462.182.188.958.9510.5310.539.749.747.07.0精氨酸精氨酸1741742.172.179.049.0412.4812.4810.7610.764.74.7组组氨酸氨酸 1551551.821.829.179.176.006.007.597.592.12.1氨基酸的氨基酸的等电点的作用等电点的作用vv在一定的实验条件下，等电点是氨基酸的特在一定的实验条件下，等电点是氨基酸的特征常数。不同的氨基酸，由于征常数。不同的氨基酸，由于R基结构的不基结构的不同同，而有不同的等电点。，而有不同的等电点。vv当氨基酸处于等电点状态时，溶解度最小，当氨基酸处于等电点状态时，
32、溶解度最小，容易发生沉淀；利用这一特性可以从各种氨容易发生沉淀；利用这一特性可以从各种氨基酸的混合物溶液中分离制取某种氨基酸。基酸的混合物溶液中分离制取某种氨基酸。7.氨基酸的重要化学反应氨基酸的重要化学反应氨基酸与茚三酮的反应氨基酸与茚三酮的反应vv氨基酸与茚三酮（氨基酸与茚三酮（ninhydrin）的反应是一个）的反应是一个检测和定量氨基酸和蛋白质的重要反应。茚检测和定量氨基酸和蛋白质的重要反应。茚三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，具有游三酮在弱酸性溶液中与氨基酸共热，具有游离氨基的氨基酸都生成紫色化合物（离氨基的氨基酸都生成紫色化合物（l470），），而亚氨基酸，则生成黄色化合物（而亚氨基
33、酸，则生成黄色化合物（l440）。）。在一定的反应条件下，产生的颜色的强度在一定的反应条件下，产生的颜色的强度（溶液中的光吸收）与氨基酸浓度成比例，（溶液中的光吸收）与氨基酸浓度成比例，根据溶液的吸光度，可以算出相应的氨基酸根据溶液的吸光度，可以算出相应的氨基酸和蛋白质的浓度。和蛋白质的浓度。氨基酸与氨基酸与2,4-二硝基氟苯反应二硝基氟苯反应vv2,4-二硝基氟苯（二硝基氟苯（2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB）也叫做）也叫做Sanger试剂。试剂。DNFB在弱碱在弱碱性溶液中与氨基酸发生取代反应，生成黄色性溶液中与氨基酸发生取代反应，生成黄色化合物二硝基苯基氨基酸（
34、化合物二硝基苯基氨基酸（dinitrophenylaminoacid,DNP氨基酸）氨基酸）氨基酸与丹磺酰氯的反应氨基酸与丹磺酰氯的反应vv丹磺酰氯（丹磺酰氯（dansylchloride）是）是5-二甲基氨基二甲基氨基萘萘-1-磺酰氯（磺酰氯（5-dimethylaminonaphthalene-1-sulfonylchloride）的简称。丹磺酰氯与氨）的简称。丹磺酰氯与氨基酸反应生成荧光性质强和稳定的磺胺衍生物，基酸反应生成荧光性质强和稳定的磺胺衍生物，也常用于多肽链的也常用于多肽链的N末端氨基酸的鉴定。末端氨基酸的鉴定。氨基酸与苯异硫氰酸酯反应氨基酸与苯异硫氰酸酯反应vv苯异硫氰酸酯（
35、苯异硫氰酸酯（phenylisothiocyanate,PITC）在弱碱性条件下，与氨基酸反应生成）在弱碱性条件下，与氨基酸反应生成苯乙内酰硫脲（苯乙内酰硫脲（phenylthiohydantoin,PTH）衍生物，即）衍生物，即PTH-氨基酸，这种衍生物氨基酸，这种衍生物是无色的，可用层析法鉴定是无色的，可用层析法鉴定,此反应又称之此反应又称之Edman反应，该反应是蛋白质或多肽氨基酸反应，该反应是蛋白质或多肽氨基酸序列测定常用的反应。序列测定常用的反应。第三节第三节蛋白质的化学结构蛋白质的化学结构蛋白质的化学结构蛋白质的化学结构vv氨基酸组成氨基酸组成vv多肽链数目多肽链数目vv末端氨基酸
36、组成末端氨基酸组成vv氨基酸排列顺序氨基酸排列顺序vv二硫键位置。二硫键位置。一、蛋白质的氨基酸组成一、蛋白质的氨基酸组成vv测定：用盐酸或测定：用盐酸或测定：用盐酸或测定：用盐酸或NaOHNaOH对高纯度蛋白质样品进行彻对高纯度蛋白质样品进行彻对高纯度蛋白质样品进行彻对高纯度蛋白质样品进行彻底水解，再用氨基酸自动分析仪测定。底水解，再用氨基酸自动分析仪测定。底水解，再用氨基酸自动分析仪测定。底水解，再用氨基酸自动分析仪测定。vv组成：即所含氨基酸的种类和数量。有两种表示组成：即所含氨基酸的种类和数量。有两种表示组成：即所含氨基酸的种类和数量。有两种表示组成：即所含氨基酸的种类和数量。有两种表
37、示方式：方式：方式：方式：Aag/100gAag/100g蛋白蛋白蛋白蛋白AaAa个个个个/ /个蛋白（已知分子量情况下）个蛋白（已知分子量情况下）个蛋白（已知分子量情况下）个蛋白（已知分子量情况下）vv每一种蛋白质都有自己特定的氨基酸组成，氨基每一种蛋白质都有自己特定的氨基酸组成，氨基每一种蛋白质都有自己特定的氨基酸组成，氨基每一种蛋白质都有自己特定的氨基酸组成，氨基酸组成不同，则蛋白质不同。酸组成不同，则蛋白质不同。酸组成不同，则蛋白质不同。酸组成不同，则蛋白质不同。二、肽键和肽链二、肽键和肽链vv肽键肽键肽键肽键(peptidebond)(peptidebond)，一个氨基，一个氨基，一
38、个氨基，一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间失水形成的酰胺键，所形成之间失水形成的酰胺键，所形成之间失水形成的酰胺键，所形成之间失水形成的酰胺键，所形成的化合物称为的化合物称为的化合物称为的化合物称为肽肽肽肽。vv含有三个、四个、五个氨基酸的含有三个、四个、五个氨基酸的含有三个、四个、五个氨基酸的含有三个、四个、五个氨基酸的肽，分别称为三肽、四肽、五肽肽，分别称为三肽、四肽、五肽肽，分别称为三肽、四肽、五肽肽，分别称为三肽、四肽、五肽等。含有三个以上氨基酸的肽，等。含有三个以上氨基酸的肽，等。含有三个以上氨
39、基酸的肽，等。含有三个以上氨基酸的肽，统称为多肽统称为多肽统称为多肽统称为多肽(polypeptide)(polypeptide)vv由许多氨基酸残基通过肽键彼此由许多氨基酸残基通过肽键彼此由许多氨基酸残基通过肽键彼此由许多氨基酸残基通过肽键彼此连接而成的链状多肽，称为多肽连接而成的链状多肽，称为多肽连接而成的链状多肽，称为多肽连接而成的链状多肽，称为多肽链链链链(polypeptidechain)(polypeptidechain)肽键肽键vv肽肽肽肽键键键键中中中中的的的的C-NC-NC-NC-N键键键键具具具具有有有有部部部部分分分分双键性质，不能自由旋转。双键性质，不能自由旋转。双键性
40、质，不能自由旋转。双键性质，不能自由旋转。vv在大多数情况下，以反式在大多数情况下，以反式在大多数情况下，以反式在大多数情况下，以反式结构存在。结构存在。结构存在。结构存在。氨基酸残基氨基酸残基vv组成多肽的氨基酸组成多肽的氨基酸成为不完整的分子成为不完整的分子形式。被称为形式。被称为氨基氨基酸残基酸残基(aminoacidresidue)。三、蛋白质的一级结构三、蛋白质的一级结构vv定义定义定义定义：就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序：就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序：就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序：就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序(sequence)(sequenc
41、e)vv是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。序所决定的。序所决定的。序所决定的。vv由于组成蛋白质的由于组成蛋白质的由于组成蛋白质的由于组成蛋白质的2020种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团的理化性质和空间排布各不相同，当它们按照不同的序列的理化性质和空间排布各不相同，当它们按照不同的序列的理化性质和空间排布各不相同，当它们按照
42、不同的序列的理化性质和空间排布各不相同，当它们按照不同的序列关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学活性的蛋白质分子。活性的蛋白质分子。活性的蛋白质分子。活性的蛋白质分子。vv蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。vv从多肽的结构可以看出，多肽的大多数离子从多肽的结构可
43、以看出，多肽的大多数离子电荷都是由它的组成氨基酸残基的侧链贡献电荷都是由它的组成氨基酸残基的侧链贡献的。所以一个多肽和蛋白质的离子特性和它的。所以一个多肽和蛋白质的离子特性和它的溶解性都取决于它的氨基酸组成。此外就的溶解性都取决于它的氨基酸组成。此外就象我们将在下面看到的那样，氨基酸残基侧象我们将在下面看到的那样，氨基酸残基侧链之间的相互作用对于稳定一个蛋白质分子链之间的相互作用对于稳定一个蛋白质分子的三维结构有重要贡献。的三维结构有重要贡献。vv有些肽比较大，例如胰岛素就是含有有些肽比较大，例如胰岛素就是含有有些肽比较大，例如胰岛素就是含有有些肽比较大，例如胰岛素就是含有5151个氨基酸残个
44、氨基酸残个氨基酸残个氨基酸残基的多肽，具有重要的生物学活性。但有些肽虽然基的多肽，具有重要的生物学活性。但有些肽虽然基的多肽，具有重要的生物学活性。但有些肽虽然基的多肽，具有重要的生物学活性。但有些肽虽然比较小，也具有重要的生理功能比较小，也具有重要的生理功能比较小，也具有重要的生理功能比较小，也具有重要的生理功能vv例如加压素（例如加压素（例如加压素（例如加压素（9 9肽）和催产素（肽）和催产素（肽）和催产素（肽）和催产素（9 9肽）。一些神经多肽）。一些神经多肽）。一些神经多肽）。一些神经多肽的类似物，如内啡肽，就是一种天然的止痛药。肽的类似物，如内啡肽，就是一种天然的止痛药。肽的类似物，
45、如内啡肽，就是一种天然的止痛药。肽的类似物，如内啡肽，就是一种天然的止痛药。还有一些非常简单的肽也常用作食物的调味剂。如还有一些非常简单的肽也常用作食物的调味剂。如还有一些非常简单的肽也常用作食物的调味剂。如还有一些非常简单的肽也常用作食物的调味剂。如甜味剂甜味剂甜味剂甜味剂AspartameAspartame就是天冬氨酰苯丙氨酸的甲基酯就是天冬氨酰苯丙氨酸的甲基酯就是天冬氨酰苯丙氨酸的甲基酯就是天冬氨酰苯丙氨酸的甲基酯（右图）。它的甜度是蔗糖的（右图）。它的甜度是蔗糖的（右图）。它的甜度是蔗糖的（右图）。它的甜度是蔗糖的200200倍，所以广泛用倍，所以广泛用倍，所以广泛用倍，所以广泛用于食
46、品饮料中。于食品饮料中。于食品饮料中。于食品饮料中。 多肽链的书写与名称多肽链的书写与名称vv在多肽链中，肽链的一端保留着一个在多肽链中，肽链的一端保留着一个氨基，氨基，另一端保留一个另一端保留一个羧基，带羧基，带氨基的末端氨基的末端称氨基末端称氨基末端(N端端)；带；带羧基的末端称羧基羧基的末端称羧基末端末端(C端端)。vv肽链书写：一般从肽链书写：一般从N末端向末端向C末端书写，末端书写，N端端写于左侧，用写于左侧，用H做标帜，做标帜，C端于右侧用端于右侧用OH表表示。肽命名时为某某酰某某酰示。肽命名时为某某酰某某酰某某酸。某某酸。甲硫脑啡肽命名举例甲硫脑啡肽命名举例vv中文氨基酸残基命名
47、法中文氨基酸残基命名法中文氨基酸残基命名法中文氨基酸残基命名法：酪氨酰甘氨酰甘氨酰苯丙氨酰甲硫氨酸酪氨酰甘氨酰甘氨酰苯丙氨酰甲硫氨酸酪氨酰甘氨酰甘氨酰苯丙氨酰甲硫氨酸酪氨酰甘氨酰甘氨酰苯丙氨酰甲硫氨酸vv中文单字表示法中文单字表示法中文单字表示法中文单字表示法：酪：酪：酪：酪甘甘甘甘甘甘甘甘苯丙苯丙苯丙苯丙甲硫甲硫甲硫甲硫vv1212334545vv三字母符号表示法三字母符号表示法三字母符号表示法三字母符号表示法：TyrTyr GlyGly GlyGly PhePhe MetMetvv单字母符号表示法：单字母符号表示法：单字母符号表示法：单字母符号表示法：Y Y GG GG F F MM蛋白质
48、一级结构的测定蛋白质一级结构的测定SangerSanger于于于于19531953年完成了第一个蛋白质胰岛素的氨基酸序列年完成了第一个蛋白质胰岛素的氨基酸序列年完成了第一个蛋白质胰岛素的氨基酸序列年完成了第一个蛋白质胰岛素的氨基酸序列测定。每一种蛋白质都具有唯一的氨基酸序列，实际上蛋白质测定。每一种蛋白质都具有唯一的氨基酸序列，实际上蛋白质测定。每一种蛋白质都具有唯一的氨基酸序列，实际上蛋白质测定。每一种蛋白质都具有唯一的氨基酸序列，实际上蛋白质的氨基酸序列是由的氨基酸序列是由的氨基酸序列是由的氨基酸序列是由DNADNA决定的。蛋白质的氨基酸序列具有重要决定的。蛋白质的氨基酸序列具有重要决定的
49、。蛋白质的氨基酸序列具有重要决定的。蛋白质的氨基酸序列具有重要意义：意义：意义：意义：n n 蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的分子基础；蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的分子基础；蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的分子基础；蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的分子基础；n n 蛋白质的一级结构决定它的空间结构；蛋白质的一级结构决定它的空间结构；蛋白质的一级结构决定它的空间结构；蛋白质的一级结构决定它的空间结构；n n 氨基酸序列的改变可以导致蛋白功能异常和疾病；氨基酸序列的改变可以导致蛋白功能异常和疾病；氨基酸序列的改变可以导致蛋白功能异常和疾病；氨基酸序列的改变可以导
50、致蛋白功能异常和疾病；n n 通过对一些蛋白质的氨基酸序列的比较可以反应出一些生物亲缘关系。通过对一些蛋白质的氨基酸序列的比较可以反应出一些生物亲缘关系。通过对一些蛋白质的氨基酸序列的比较可以反应出一些生物亲缘关系。通过对一些蛋白质的氨基酸序列的比较可以反应出一些生物亲缘关系。氨基酸的组成分析氨基酸的组成分析vv一个已经纯化的蛋白质的氨基酸组成可以定量测定。首先通过酸水解一个已经纯化的蛋白质的氨基酸组成可以定量测定。首先通过酸水解一个已经纯化的蛋白质的氨基酸组成可以定量测定。首先通过酸水解一个已经纯化的蛋白质的氨基酸组成可以定量测定。首先通过酸水解破坏蛋白质的肽键，典型酸水解的条件是：真空条件
51、下，破坏蛋白质的肽键，典型酸水解的条件是：真空条件下，破坏蛋白质的肽键，典型酸水解的条件是：真空条件下，破坏蛋白质的肽键，典型酸水解的条件是：真空条件下，110110，用，用，用，用6M6M盐酸水解盐酸水解盐酸水解盐酸水解1616至至至至7272小时。小时。小时。小时。然后水解的混合物（水解液）进行柱层析，通过柱层析可以将水解然后水解的混合物（水解液）进行柱层析，通过柱层析可以将水解然后水解的混合物（水解液）进行柱层析，通过柱层析可以将水解然后水解的混合物（水解液）进行柱层析，通过柱层析可以将水解液中的每一个氨基酸分离出来并被定量，这一过程称之氨基酸分析液中的每一个氨基酸分离出来并被定量，这一
52、过程称之氨基酸分析液中的每一个氨基酸分离出来并被定量，这一过程称之氨基酸分析液中的每一个氨基酸分离出来并被定量，这一过程称之氨基酸分析（aminoacidanalysisaminoacidanalysis）。其中一种氨基酸分析方法是用苯异硫氰酸酯）。其中一种氨基酸分析方法是用苯异硫氰酸酯）。其中一种氨基酸分析方法是用苯异硫氰酸酯）。其中一种氨基酸分析方法是用苯异硫氰酸酯（PITCPITC）处理蛋白质水解液（）处理蛋白质水解液（）处理蛋白质水解液（）处理蛋白质水解液（pH9pH9），生成苯硫脲（），生成苯硫脲（），生成苯硫脲（），生成苯硫脲（PTCPTC）- -氨基酸衍生氨基酸衍生氨基酸衍生氨基
53、酸衍生物，物，物，物，PTC-PTC-氨基酸混合物经氨基酸混合物经氨基酸混合物经氨基酸混合物经HPLCHPLC（细硅胶柱），按照它们的疏水特性被（细硅胶柱），按照它们的疏水特性被（细硅胶柱），按照它们的疏水特性被（细硅胶柱），按照它们的疏水特性被分离。分离的每个分离。分离的每个分离。分离的每个分离。分离的每个PTC-PTC-氨基酸经测量氨基酸经测量氨基酸经测量氨基酸经测量254nm254nm（PTC-PTC-氨基酸吸收峰波长）氨基酸吸收峰波长）氨基酸吸收峰波长）氨基酸吸收峰波长）光吸收，确定它们的浓度。下图给出了光吸收，确定它们的浓度。下图给出了光吸收，确定它们的浓度。下图给出了光吸收，确定它
54、们的浓度。下图给出了PTC-PTC-氨基酸混合物氨基酸混合物氨基酸混合物氨基酸混合物HPLCHPLC的洗脱的洗脱的洗脱的洗脱图，图中的峰用各个氨基酸的吸收峰，用标准的单个字母表示。由于存图，图中的峰用各个氨基酸的吸收峰，用标准的单个字母表示。由于存图，图中的峰用各个氨基酸的吸收峰，用标准的单个字母表示。由于存图，图中的峰用各个氨基酸的吸收峰，用标准的单个字母表示。由于存在于水解液中每个氨基酸的量是与洗脱峰的面积成比例的。在于水解液中每个氨基酸的量是与洗脱峰的面积成比例的。在于水解液中每个氨基酸的量是与洗脱峰的面积成比例的。在于水解液中每个氨基酸的量是与洗脱峰的面积成比例的。 缺点缺点:vv酸水
55、解虽然很有用，但酸水解条件下不能获得完整的氨基酸酸水解虽然很有用，但酸水解条件下不能获得完整的氨基酸酸水解虽然很有用，但酸水解条件下不能获得完整的氨基酸酸水解虽然很有用，但酸水解条件下不能获得完整的氨基酸分析，因为天冬酰胺和谷氨酰胺的侧链含有酰胺键，用于切分析，因为天冬酰胺和谷氨酰胺的侧链含有酰胺键，用于切分析，因为天冬酰胺和谷氨酰胺的侧链含有酰胺键，用于切分析，因为天冬酰胺和谷氨酰胺的侧链含有酰胺键，用于切断蛋白质肽键的酸也可以将天冬酰胺转换为天冬氨酸，谷氨断蛋白质肽键的酸也可以将天冬酰胺转换为天冬氨酸，谷氨断蛋白质肽键的酸也可以将天冬酰胺转换为天冬氨酸，谷氨断蛋白质肽键的酸也可以将天冬酰胺
56、转换为天冬氨酸，谷氨酰胺转换为谷氨酸。所以当使用酸水解时，层析图中的谷氨酰胺转换为谷氨酸。所以当使用酸水解时，层析图中的谷氨酰胺转换为谷氨酸。所以当使用酸水解时，层析图中的谷氨酰胺转换为谷氨酸。所以当使用酸水解时，层析图中的谷氨酸和谷氨酰胺的总量用酸和谷氨酰胺的总量用酸和谷氨酰胺的总量用酸和谷氨酰胺的总量用GlxGlx或或或或Z Z表示，而天冬氨酸和天冬酰胺表示，而天冬氨酸和天冬酰胺表示，而天冬氨酸和天冬酰胺表示，而天冬氨酸和天冬酰胺的总量用的总量用的总量用的总量用AsxAsx或或或或B B表示。表示。表示。表示。vv由于水解温度比较高，色氨酸的吲哚环容易被空气氧化，即由于水解温度比较高，色氨
57、酸的吲哚环容易被空气氧化，即由于水解温度比较高，色氨酸的吲哚环容易被空气氧化，即由于水解温度比较高，色氨酸的吲哚环容易被空气氧化，即使在密封的管中，色氨酸的吲哚环也几乎都被破坏了。因此使在密封的管中，色氨酸的吲哚环也几乎都被破坏了。因此使在密封的管中，色氨酸的吲哚环也几乎都被破坏了。因此使在密封的管中，色氨酸的吲哚环也几乎都被破坏了。因此蛋白质的色氨酸含量往往是通过它的紫外吸收光谱估计的，蛋白质的色氨酸含量往往是通过它的紫外吸收光谱估计的，蛋白质的色氨酸含量往往是通过它的紫外吸收光谱估计的，蛋白质的色氨酸含量往往是通过它的紫外吸收光谱估计的，也可以通过碱水解分析色氨酸的含量。也可以通过碱水解分
58、析色氨酸的含量。也可以通过碱水解分析色氨酸的含量。也可以通过碱水解分析色氨酸的含量。 vv半胱氨酸在酸水解中也不能精确测定，要精确测量需要在蛋半胱氨酸在酸水解中也不能精确测定，要精确测量需要在蛋半胱氨酸在酸水解中也不能精确测定，要精确测量需要在蛋半胱氨酸在酸水解中也不能精确测定，要精确测量需要在蛋白质水解之前进行氧化或羧甲基化，形成的衍生物在酸水解白质水解之前进行氧化或羧甲基化，形成的衍生物在酸水解白质水解之前进行氧化或羧甲基化，形成的衍生物在酸水解白质水解之前进行氧化或羧甲基化，形成的衍生物在酸水解之后才能定量。之后才能定量。之后才能定量。之后才能定量。Edman降解降解vv1950年年P.
59、Edman公布了一项新的氨基酸序列公布了一项新的氨基酸序列的测定技术，即运用上述苯异硫氰酸酯与氨的测定技术，即运用上述苯异硫氰酸酯与氨基酸的反应（基酸的反应（Edman反应）。这种技术每次反应）。这种技术每次都只是从蛋白质的都只是从蛋白质的N端解离和鉴定一个氨基酸端解离和鉴定一个氨基酸残基，这是一项使蛋白质序列分析革命化的残基，这是一项使蛋白质序列分析革命化的技术。技术。1967年年Edman和和Begg建成了多肽氨建成了多肽氨基酸序列分析仪。基酸序列分析仪。过程过程P.EdmanP.Edman降解测序主要涉及降解测序主要涉及降解测序主要涉及降解测序主要涉及耦联、水解、萃取和转换耦联、水解、萃
60、取和转换耦联、水解、萃取和转换耦联、水解、萃取和转换等等等等4 4个过个过个过个过程。程。程。程。vv首先使用苯异硫氰酸酯（首先使用苯异硫氰酸酯（首先使用苯异硫氰酸酯（首先使用苯异硫氰酸酯（PITCPITC）在）在）在）在pH9.0pH9.0的碱性条件下对蛋的碱性条件下对蛋的碱性条件下对蛋的碱性条件下对蛋白质或多肽进行处理，白质或多肽进行处理，白质或多肽进行处理，白质或多肽进行处理，PITCPITC与肽链的与肽链的与肽链的与肽链的N-N-端的氨基酸残基反端的氨基酸残基反端的氨基酸残基反端的氨基酸残基反应，形成苯氨基硫甲酰（应，形成苯氨基硫甲酰（应，形成苯氨基硫甲酰（应，形成苯氨基硫甲酰（PTC
61、PTC）衍生物，即）衍生物，即）衍生物，即）衍生物，即PTC-PTC-肽。肽。肽。肽。vv然后然后然后然后PTC-PTC-肽用三氟乙酸处理，肽用三氟乙酸处理，肽用三氟乙酸处理，肽用三氟乙酸处理，N-N-端氨基酸残基肽键被有选端氨基酸残基肽键被有选端氨基酸残基肽键被有选端氨基酸残基肽键被有选择地切断，释放出该氨基酸残基的噻唑啉酮苯胺衍生物。择地切断，释放出该氨基酸残基的噻唑啉酮苯胺衍生物。择地切断，释放出该氨基酸残基的噻唑啉酮苯胺衍生物。择地切断，释放出该氨基酸残基的噻唑啉酮苯胺衍生物。vv接下来将该衍生物用有机溶剂（例如氯丁烷）从反应液中萃接下来将该衍生物用有机溶剂（例如氯丁烷）从反应液中萃接
62、下来将该衍生物用有机溶剂（例如氯丁烷）从反应液中萃接下来将该衍生物用有机溶剂（例如氯丁烷）从反应液中萃取出来，而去掉了一个取出来，而去掉了一个取出来，而去掉了一个取出来，而去掉了一个N-N-端氨基酸残基的肽仍留在溶液中。端氨基酸残基的肽仍留在溶液中。端氨基酸残基的肽仍留在溶液中。端氨基酸残基的肽仍留在溶液中。萃取出来的噻唑啉酮苯胺衍生物不稳定，经酸作用，再进一萃取出来的噻唑啉酮苯胺衍生物不稳定，经酸作用，再进一萃取出来的噻唑啉酮苯胺衍生物不稳定，经酸作用，再进一萃取出来的噻唑啉酮苯胺衍生物不稳定，经酸作用，再进一步环化，形成一个稳定的苯乙内酰硫脲（步环化，形成一个稳定的苯乙内酰硫脲（步环化，形
63、成一个稳定的苯乙内酰硫脲（步环化，形成一个稳定的苯乙内酰硫脲（PTHPTH）衍生物，即）衍生物，即）衍生物，即）衍生物，即PTH-PTH-氨基酸。氨基酸。氨基酸。氨基酸。大蛋白被水解成肽段后再测序大蛋白被水解成肽段后再测序vvEdman降解法测序每次只能测定几十个氨基降解法测序每次只能测定几十个氨基酸残基，所以要测定较大蛋白质的氨基酸序酸残基，所以要测定较大蛋白质的氨基酸序列，需要将其降解为一些肽段，经列，需要将其降解为一些肽段，经HPLC分离分离出各个肽段，然后再进行出各个肽段，然后再进行Edman降解测序。降解测序。蛋白质降解常用的是一些蛋白质降解常用的是一些水解酶（如胰蛋白水解酶（如胰蛋
64、白酶）酶）和和化学试剂（如溴化氰）化学试剂（如溴化氰）。一般都是采。一般都是采用两种酶（或化学试剂）解获得两组不同的用两种酶（或化学试剂）解获得两组不同的肽段，以便最后拼出完整的氨基酸序列。肽段，以便最后拼出完整的氨基酸序列。vv溴化氰（溴化氰（BrCN）可以特异与蛋白质中的蛋氨）可以特异与蛋白质中的蛋氨酸残基反应生成一个酸残基反应生成一个C末端为高丝氨酸内酯的末端为高丝氨酸内酯的肽和一个带有新的肽和一个带有新的N末端残基的肽。末端残基的肽。vv胰蛋白酶特异地催化赖氨酸残基和精氨酸残胰蛋白酶特异地催化赖氨酸残基和精氨酸残基羧基侧的肽键的水解，而胰凝乳蛋白酶特基羧基侧的肽键的水解，而胰凝乳蛋白酶
65、特异地催化苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸三种芳异地催化苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸三种芳香族氨基酸残基羧基一侧的肽键水解香族氨基酸残基羧基一侧的肽键水解蛋白质一级结构的比较可以揭示进化蛋白质一级结构的比较可以揭示进化关系关系vv蛋白质一级结构是由编码它的基因确定的，蛋白质蛋白质一级结构是由编码它的基因确定的，蛋白质蛋白质一级结构是由编码它的基因确定的，蛋白质蛋白质一级结构是由编码它的基因确定的，蛋白质一级结构之间的差别可以反映出进化关系。亲缘关一级结构之间的差别可以反映出进化关系。亲缘关一级结构之间的差别可以反映出进化关系。亲缘关一级结构之间的差别可以反映出进化关系。亲缘关系密切的蛋白质的氨基酸序列非常
66、类似，一级结构系密切的蛋白质的氨基酸序列非常类似，一级结构系密切的蛋白质的氨基酸序列非常类似，一级结构系密切的蛋白质的氨基酸序列非常类似，一级结构中氨基酸残基序列差别越大，它们的亲缘关系就越中氨基酸残基序列差别越大，它们的亲缘关系就越中氨基酸残基序列差别越大，它们的亲缘关系就越中氨基酸残基序列差别越大，它们的亲缘关系就越远。细胞色素远。细胞色素远。细胞色素远。细胞色素c c是由一条含有是由一条含有是由一条含有是由一条含有104104至至至至111111个氨基酸残个氨基酸残个氨基酸残个氨基酸残基的多肽链组成的，由于细胞色素基的多肽链组成的，由于细胞色素基的多肽链组成的，由于细胞色素基的多肽链组成
67、的，由于细胞色素c c几乎存在于所几乎存在于所几乎存在于所几乎存在于所有的需氧生物中，所以通过在分子水平上比较来自有的需氧生物中，所以通过在分子水平上比较来自有的需氧生物中，所以通过在分子水平上比较来自有的需氧生物中，所以通过在分子水平上比较来自不同种属的细胞色素不同种属的细胞色素不同种属的细胞色素不同种属的细胞色素c c，可以看出它们之间的进化，可以看出它们之间的进化，可以看出它们之间的进化，可以看出它们之间的进化关系。关系。关系。关系。vv下图是根据不同种属的细胞色素下图是根据不同种属的细胞色素下图是根据不同种属的细胞色素下图是根据不同种属的细胞色素c c的氨基酸残基的差的氨基酸残基的差的
68、氨基酸残基的差的氨基酸残基的差别绘制出的进化树，每一个树杈的长度都与蛋白质别绘制出的进化树，每一个树杈的长度都与蛋白质别绘制出的进化树，每一个树杈的长度都与蛋白质别绘制出的进化树，每一个树杈的长度都与蛋白质中氨基酸残基的差别数成比例。中氨基酸残基的差别数成比例。中氨基酸残基的差别数成比例。中氨基酸残基的差别数成比例。例如人与黑猩猩的细胞色素例如人与黑猩猩的细胞色素例如人与黑猩猩的细胞色素例如人与黑猩猩的细胞色素c c的氨基酸序列完的氨基酸序列完的氨基酸序列完的氨基酸序列完全一样，但与猴、狗、金枪鱼和酵母的细胞色素全一样，但与猴、狗、金枪鱼和酵母的细胞色素全一样，但与猴、狗、金枪鱼和酵母的细胞色
69、素全一样，但与猴、狗、金枪鱼和酵母的细胞色素c c相比，可变换的氨基酸残基数依次为相比，可变换的氨基酸残基数依次为相比，可变换的氨基酸残基数依次为相比，可变换的氨基酸残基数依次为1 1、1010、2121和和和和4444。那些进化中不易改变的、保守的氨基酸残基是。那些进化中不易改变的、保守的氨基酸残基是。那些进化中不易改变的、保守的氨基酸残基是。那些进化中不易改变的、保守的氨基酸残基是维持细胞色素维持细胞色素维持细胞色素维持细胞色素c c功能所必需的。由同一个祖先进化功能所必需的。由同一个祖先进化功能所必需的。由同一个祖先进化功能所必需的。由同一个祖先进化来的表现出序列相似性的蛋白质称之同源蛋
70、白质。来的表现出序列相似性的蛋白质称之同源蛋白质。来的表现出序列相似性的蛋白质称之同源蛋白质。来的表现出序列相似性的蛋白质称之同源蛋白质。vv1955年年Sanger等人用酶和化学方法成功测等人用酶和化学方法成功测定牛胰岛素全部化学结构定牛胰岛素全部化学结构vv要求：纯度达到要求：纯度达到97%以上，样品的分子量和以上，样品的分子量和氨基酸组成必须事先测出氨基酸组成必须事先测出vv步骤：步骤：末端测定末端测定末端测定末端测定二硫键测定二硫键测定二硫键测定二硫键测定两种裂解法制短肽两种裂解法制短肽两种裂解法制短肽两种裂解法制短肽纯化短肽纯化短肽纯化短肽纯化短肽自动蛋白测序仪分析自动蛋白测序仪分析
71、自动蛋白测序仪分析自动蛋白测序仪分析肽段序列重迭法排序肽段序列重迭法排序肽段序列重迭法排序肽段序列重迭法排序确定二硫键位置确定二硫键位置确定二硫键位置确定二硫键位置牛胰岛素的结构牛胰岛素的结构小小结结vv蛋白质是由蛋白质是由蛋白质是由蛋白质是由2020种氨基酸组成的。氨基酸性质方面的差别反映种氨基酸组成的。氨基酸性质方面的差别反映种氨基酸组成的。氨基酸性质方面的差别反映种氨基酸组成的。氨基酸性质方面的差别反映了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有手性碳以外，其他了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有手性碳以外，其他了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有手性碳以外，其他了它们侧链的不同。除了甘氨酸没有手性碳以外，
72、其他1919种种种种氨基酸都至少含有一个手性碳。氨基酸都至少含有一个手性碳。氨基酸都至少含有一个手性碳。氨基酸都至少含有一个手性碳。vv氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为：脂肪族的、芳氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为：脂肪族的、芳氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为：脂肪族的、芳氨基酸的侧链可以按照它们的化学结构分为：脂肪族的、芳香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。香族的、含硫的、含醇的、碱性的、酸性的和酰胺类。vv氨基酸和多肽的酸性和碱性基团的离子状态取决于氨基酸和多肽的酸
73、性和碱性基团的离子状态取决于氨基酸和多肽的酸性和碱性基团的离子状态取决于氨基酸和多肽的酸性和碱性基团的离子状态取决于pHpH。vv许多氨基酸具有非极性的侧链，在水溶液中它们倾向于聚集许多氨基酸具有非极性的侧链，在水溶液中它们倾向于聚集许多氨基酸具有非极性的侧链，在水溶液中它们倾向于聚集许多氨基酸具有非极性的侧链，在水溶液中它们倾向于聚集在一起，以减少与水相互作用的面积，这种倾向称为疏水相在一起，以减少与水相互作用的面积，这种倾向称为疏水相在一起，以减少与水相互作用的面积，这种倾向称为疏水相在一起，以减少与水相互作用的面积，这种倾向称为疏水相互作用。互作用。互作用。互作用。 vv茚三酮与脯氨酸反
74、应生成黄色化合物，与其它氨基酸生成的茚三酮与脯氨酸反应生成黄色化合物，与其它氨基酸生成的茚三酮与脯氨酸反应生成黄色化合物，与其它氨基酸生成的茚三酮与脯氨酸反应生成黄色化合物，与其它氨基酸生成的都是紫色化合物。都是紫色化合物。都是紫色化合物。都是紫色化合物。2,4-2,4-二硝基氟苯、丹黄酰氯和苯异硫氰酸二硝基氟苯、丹黄酰氯和苯异硫氰酸二硝基氟苯、丹黄酰氯和苯异硫氰酸二硝基氟苯、丹黄酰氯和苯异硫氰酸酯都能与氨基反应。酯都能与氨基反应。酯都能与氨基反应。酯都能与氨基反应。vv蛋白质中的氨基酸残基是通过肽键连接的，残基的序列称之蛋白质中的氨基酸残基是通过肽键连接的，残基的序列称之蛋白质中的氨基酸残基
75、是通过肽键连接的，残基的序列称之蛋白质中的氨基酸残基是通过肽键连接的，残基的序列称之为蛋白质的一级结构。肽和小的蛋白质可以利用液相或固相为蛋白质的一级结构。肽和小的蛋白质可以利用液相或固相为蛋白质的一级结构。肽和小的蛋白质可以利用液相或固相为蛋白质的一级结构。肽和小的蛋白质可以利用液相或固相合成法合成。合成法合成。合成法合成。合成法合成。vv可以根据蛋白质溶解度、净电荷、大小以及结合特性上的差可以根据蛋白质溶解度、净电荷、大小以及结合特性上的差可以根据蛋白质溶解度、净电荷、大小以及结合特性上的差可以根据蛋白质溶解度、净电荷、大小以及结合特性上的差异，从生物资源中纯化蛋白质。常用方法包括离子交换
76、层析、异，从生物资源中纯化蛋白质。常用方法包括离子交换层析、异，从生物资源中纯化蛋白质。常用方法包括离子交换层析、异，从生物资源中纯化蛋白质。常用方法包括离子交换层析、凝胶过滤层析、凝胶过滤层析、凝胶过滤层析、凝胶过滤层析、HPLCHPLC、SDS-PAGESDS-PAGE、等电聚焦和双向电泳、等电聚焦和双向电泳、等电聚焦和双向电泳、等电聚焦和双向电泳等方法。等方法。等方法。等方法。vv多肽的氨基酸序列可以通过多肽的氨基酸序列可以通过多肽的氨基酸序列可以通过多肽的氨基酸序列可以通过EdmanEdman降解确定。利用蛋白酶和降解确定。利用蛋白酶和降解确定。利用蛋白酶和降解确定。利用蛋白酶和化学试
77、剂有选择地水解，结合化学试剂有选择地水解，结合化学试剂有选择地水解，结合化学试剂有选择地水解，结合EdmanEdman降解可确定大的蛋白降解可确定大的蛋白降解可确定大的蛋白降解可确定大的蛋白质的序列。质的序列。质的序列。质的序列。vv比较蛋白质的一级结构可以揭示进化关系，种属的不同常反比较蛋白质的一级结构可以揭示进化关系，种属的不同常反比较蛋白质的一级结构可以揭示进化关系，种属的不同常反比较蛋白质的一级结构可以揭示进化关系，种属的不同常反映在它们蛋白质的一级结构的差异上。映在它们蛋白质的一级结构的差异上。映在它们蛋白质的一级结构的差异上。映在它们蛋白质的一级结构的差异上。第四节第四节蛋白质的高
78、级结构蛋白质的高级结构学习目标学习目标掌握掌握a-螺旋、螺旋、b-折叠和胶原的结构特征，二折叠和胶原的结构特征，二级、三级和四级结构概念，维持蛋白质空间级、三级和四级结构概念，维持蛋白质空间结构的主要作用力。结构的主要作用力。熟悉肌红蛋白和血红蛋白结构特征以及它们熟悉肌红蛋白和血红蛋白结构特征以及它们的氧饱和曲线和镰刀型细胞贫血病的起因。的氧饱和曲线和镰刀型细胞贫血病的起因。vv大多数蛋白质可以分为两种主要类型：纤维蛋白大多数蛋白质可以分为两种主要类型：纤维蛋白大多数蛋白质可以分为两种主要类型：纤维蛋白大多数蛋白质可以分为两种主要类型：纤维蛋白（FibrousproteinsFibrouspr
79、oteins）和球蛋白（）和球蛋白（）和球蛋白（）和球蛋白（globularglobularproteinsproteins）。纤维蛋白的主要功能是维持和支撑单）。纤维蛋白的主要功能是维持和支撑单）。纤维蛋白的主要功能是维持和支撑单）。纤维蛋白的主要功能是维持和支撑单个的细胞和整个的有机体。个的细胞和整个的有机体。个的细胞和整个的有机体。个的细胞和整个的有机体。a-a-角蛋白和胶原蛋白是角蛋白和胶原蛋白是角蛋白和胶原蛋白是角蛋白和胶原蛋白是最常见的纤维蛋白，最常见的纤维蛋白，最常见的纤维蛋白，最常见的纤维蛋白，a-a-角蛋白是毛发和动物尾巴的角蛋白是毛发和动物尾巴的角蛋白是毛发和动物尾巴的角蛋
80、白是毛发和动物尾巴的主要成分，而胶原蛋白是腱、皮肤、骨骼和牙齿的主要成分，而胶原蛋白是腱、皮肤、骨骼和牙齿的主要成分，而胶原蛋白是腱、皮肤、骨骼和牙齿的主要成分，而胶原蛋白是腱、皮肤、骨骼和牙齿的主要蛋白成分。主要蛋白成分。主要蛋白成分。主要蛋白成分。vv大多数球蛋白是水溶性的、多肽链紧密折叠、轮廓大多数球蛋白是水溶性的、多肽链紧密折叠、轮廓大多数球蛋白是水溶性的、多肽链紧密折叠、轮廓大多数球蛋白是水溶性的、多肽链紧密折叠、轮廓上象一个球型的大分子。球蛋白典型特征是它有一上象一个球型的大分子。球蛋白典型特征是它有一上象一个球型的大分子。球蛋白典型特征是它有一上象一个球型的大分子。球蛋白典型特征
81、是它有一个疏水的内部环境和一个亲水的表面个疏水的内部环境和一个亲水的表面个疏水的内部环境和一个亲水的表面个疏水的内部环境和一个亲水的表面. .概概念念vv蛋白质分子：蛋白质中具有完整生物功能的最小蛋白质分子：蛋白质中具有完整生物功能的最小蛋白质分子：蛋白质中具有完整生物功能的最小蛋白质分子：蛋白质中具有完整生物功能的最小结构单位。有的包含一条多肽，有的包含多条多结构单位。有的包含一条多肽，有的包含多条多结构单位。有的包含一条多肽，有的包含多条多结构单位。有的包含一条多肽，有的包含多条多肽。肽。肽。肽。vv蛋白质高级结构（构象）：一条或数条多肽链上蛋白质高级结构（构象）：一条或数条多肽链上蛋白质
82、高级结构（构象）：一条或数条多肽链上蛋白质高级结构（构象）：一条或数条多肽链上所有原子在三维空间中的排布。所有原子在三维空间中的排布。所有原子在三维空间中的排布。所有原子在三维空间中的排布。vv构型的改变是由于共价键的变化产生的，构想的构型的改变是由于共价键的变化产生的，构想的构型的改变是由于共价键的变化产生的，构想的构型的改变是由于共价键的变化产生的，构想的改变是由于单键的旋转产生的。改变是由于单键的旋转产生的。改变是由于单键的旋转产生的。改变是由于单键的旋转产生的。一、蛋白质的结构层次一、蛋白质的结构层次vv由于蛋白质是个生物大分子，结构比由于蛋白质是个生物大分子，结构比较复杂，所以其结构
83、是通过四种水平较复杂，所以其结构是通过四种水平描述的。其中包括蛋白质的一级结构描述的。其中包括蛋白质的一级结构（primarystructure）、二级结构）、二级结构（secondarystructure）、三级结构）、三级结构（tertiarystructure）和四级结构）和四级结构（quaternarystructure）。）。vvX-射线晶体结构分析法能测定晶体中蛋白分射线晶体结构分析法能测定晶体中蛋白分子构象；二维核磁共振法能分析水中蛋白分子构象；二维核磁共振法能分析水中蛋白分子构象。子构象。vv一级结构就是共价连接的氨基酸残基的序列，它描一级结构就是共价连接的氨基酸残基的序列，它
84、描一级结构就是共价连接的氨基酸残基的序列，它描一级结构就是共价连接的氨基酸残基的序列，它描述的是蛋白质的线性（或一维）结构。蛋白质的三述的是蛋白质的线性（或一维）结构。蛋白质的三述的是蛋白质的线性（或一维）结构。蛋白质的三述的是蛋白质的线性（或一维）结构。蛋白质的三维结构是通过另外三种水平：二级结构、三级结构维结构是通过另外三种水平：二级结构、三级结构维结构是通过另外三种水平：二级结构、三级结构维结构是通过另外三种水平：二级结构、三级结构和四级结构描述的。形成和维持（或称之稳定）这和四级结构描述的。形成和维持（或称之稳定）这和四级结构描述的。形成和维持（或称之稳定）这和四级结构描述的。形成和维
85、持（或称之稳定）这三种水平结构的力主要是非共价键。三种水平结构的力主要是非共价键。三种水平结构的力主要是非共价键。三种水平结构的力主要是非共价键。vv二级结构是通过肽键中的酰胺氮和羰基氧之间形成二级结构是通过肽键中的酰胺氮和羰基氧之间形成二级结构是通过肽键中的酰胺氮和羰基氧之间形成二级结构是通过肽键中的酰胺氮和羰基氧之间形成的氢键维持的，通常二级结构指的是的氢键维持的，通常二级结构指的是的氢键维持的，通常二级结构指的是的氢键维持的，通常二级结构指的是a-a-螺旋和螺旋和螺旋和螺旋和b-b-折折折折叠。叠。叠。叠。vv三级结构是指一条多肽链形成紧密的一个或多个球三级结构是指一条多肽链形成紧密的一
86、个或多个球三级结构是指一条多肽链形成紧密的一个或多个球三级结构是指一条多肽链形成紧密的一个或多个球状单位或结构域，三级结构的稳定依赖于非相邻的状单位或结构域，三级结构的稳定依赖于非相邻的状单位或结构域，三级结构的稳定依赖于非相邻的状单位或结构域，三级结构的稳定依赖于非相邻的氨基酸残基侧链的相互作用。氨基酸残基侧链的相互作用。氨基酸残基侧链的相互作用。氨基酸残基侧链的相互作用。vv四级结构并不是每个蛋白质都具有的，只有那些由四级结构并不是每个蛋白质都具有的，只有那些由四级结构并不是每个蛋白质都具有的，只有那些由四级结构并不是每个蛋白质都具有的，只有那些由两条或两条以上多肽链组成的蛋白质才具有四级
87、结两条或两条以上多肽链组成的蛋白质才具有四级结两条或两条以上多肽链组成的蛋白质才具有四级结两条或两条以上多肽链组成的蛋白质才具有四级结构，每一条肽链也称为亚基，肽链可以是相同的，构，每一条肽链也称为亚基，肽链可以是相同的，构，每一条肽链也称为亚基，肽链可以是相同的，构，每一条肽链也称为亚基，肽链可以是相同的，也可以是不同的。也可以是不同的。也可以是不同的。也可以是不同的。vv一般来说纤维蛋白的特性通过它的二级结构一般来说纤维蛋白的特性通过它的二级结构就可表现出来，但球蛋白的生物学功能通常就可表现出来，但球蛋白的生物学功能通常都是以三级结构表现出来的，而某些球蛋白都是以三级结构表现出来的，而某些
88、球蛋白的生物学活性则需要四级结构。的生物学活性则需要四级结构。二、肽单位平面结构和二面角二、肽单位平面结构和二面角肽单位的特征肽单位的特征vv肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；vv肽肽肽肽单单单单位位位位上上上上的的的的6 6个个个个原原原原子子子子都都都都位位位位于于于于同同同同一一一一个个个个刚刚刚刚性性性性平平平平面面面面上上上上，称称称称为为为为酰酰酰酰胺胺胺胺平平平平面面面面vv尽管绕肽键旋转存在很大的障碍，但肽单位可以选择两种可尽管绕肽键旋转存在很大的障碍，但肽单位
89、可以选择两种可尽管绕肽键旋转存在很大的障碍，但肽单位可以选择两种可尽管绕肽键旋转存在很大的障碍，但肽单位可以选择两种可能构象中的一种：反式（能构象中的一种：反式（能构象中的一种：反式（能构象中的一种：反式（transtrans）构象，或顺式（）构象，或顺式（）构象，或顺式（）构象，或顺式（ciscis）构象。）构象。）构象。）构象。 vv由于连接在两个由于连接在两个由于连接在两个由于连接在两个a-a-碳上的侧链基团之间的立体干扰，不利于碳上的侧链基团之间的立体干扰，不利于碳上的侧链基团之间的立体干扰，不利于碳上的侧链基团之间的立体干扰，不利于顺式构象的形成，对伸展的反式构象的形成有利，因此蛋白
90、顺式构象的形成，对伸展的反式构象的形成有利，因此蛋白顺式构象的形成，对伸展的反式构象的形成有利，因此蛋白顺式构象的形成，对伸展的反式构象的形成有利，因此蛋白质中质中质中质中几乎所有的肽单位都是反式构象几乎所有的肽单位都是反式构象几乎所有的肽单位都是反式构象几乎所有的肽单位都是反式构象。但也有。但也有。但也有。但也有例外例外例外例外，一般都，一般都，一般都，一般都出现在出现在出现在出现在脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸的酰胺氮参与的肽键，只是顺式构象引起的立的酰胺氮参与的肽键，只是顺式构象引起的立的酰胺氮参与的肽键，只是顺式构象引起的立的酰胺氮参与的肽键，只是顺式构象引起的立体干扰比反式构象多些。通过体
91、干扰比反式构象多些。通过体干扰比反式构象多些。通过体干扰比反式构象多些。通过X-X-射线晶体分析发现蛋白质中射线晶体分析发现蛋白质中射线晶体分析发现蛋白质中射线晶体分析发现蛋白质中大约有大约有大约有大约有6 6的脯氨酸残基处于顺式构象的脯氨酸残基处于顺式构象的脯氨酸残基处于顺式构象的脯氨酸残基处于顺式构象二面角二面角vvCC2 2原子位于相邻二个肽平原子位于相邻二个肽平原子位于相邻二个肽平原子位于相邻二个肽平面的交线上，面的交线上，面的交线上，面的交线上，C C 2 2原子上的原子上的原子上的原子上的CC2 2N N1 1和和和和CC2 2CC2 2键都是键都是键都是键都是单键。肽平面单键。肽
92、平面单键。肽平面单键。肽平面1 1可以围绕可以围绕可以围绕可以围绕CC2 2N N1 1单键旋转，其旋转单键旋转，其旋转单键旋转，其旋转单键旋转，其旋转的角度用的角度用的角度用的角度用表示；肽平面表示；肽平面表示；肽平面表示；肽平面2 2也也也也可以围绕可以围绕可以围绕可以围绕CC2 2CC2 2单键旋转，单键旋转，单键旋转，单键旋转，其旋转的角度用其旋转的角度用其旋转的角度用其旋转的角度用表示。由表示。由表示。由表示。由于于于于和和和和这二个转角决定了这二个转角决定了这二个转角决定了这二个转角决定了相邻二个肽平面在空间上的相邻二个肽平面在空间上的相邻二个肽平面在空间上的相邻二个肽平面在空间上
93、的相对位置，因此，习惯上将相对位置，因此，习惯上将相对位置，因此，习惯上将相对位置，因此，习惯上将这二个转角称为这二个转角称为这二个转角称为这二个转角称为二面角二面角二面角二面角(dihedralangle)(dihedralangle)。二面角二面角二面角二面角决定多肽链主链骨架的构象。决定多肽链主链骨架的构象。决定多肽链主链骨架的构象。决定多肽链主链骨架的构象。 C C 2 2N N1 1C C2 2肽平面肽平面肽平面肽平面1 1肽平面肽平面肽平面肽平面2 2维持蛋白质分子构象的化学键维持蛋白质分子构象的化学键vv非共价键维持非共价键维持非共价键维持非共价键维持氢键氢键氢键氢键范德华引力范
94、德华引力范德华引力范德华引力疏水作用力疏水作用力疏水作用力疏水作用力离子键离子键离子键离子键二硫键二硫键二硫键二硫键配位键配位键配位键配位键 二级结构二级结构vv定定定定义义义义：指指指指多多多多肽肽肽肽链链链链主主主主链链链链在在在在一一一一级级级级结结结结构构构构的的的的基基基基础础础础上上上上进进进进一一一一步步步步盘盘盘盘旋或折叠形成的有规律构象旋或折叠形成的有规律构象旋或折叠形成的有规律构象旋或折叠形成的有规律构象vv维维维维系系系系二二二二级级级级结结结结构构构构的的的的力力力力是是是是氢氢氢氢键键键键。二二二二级级级级结结结结构构构构不不不不涉涉涉涉及及及及氨氨氨氨基基基基酸酸酸
95、酸残基的侧链构象。残基的侧链构象。残基的侧链构象。残基的侧链构象。vv主要类型主要类型主要类型主要类型-螺旋螺旋螺旋螺旋-折叠片折叠片折叠片折叠片-转角（回折）转角（回折）转角（回折）转角（回折）无规卷曲无规卷曲无规卷曲无规卷曲-螺旋螺旋(-helix)vv每每每每 一一一一 圈圈圈圈 包包包包 含含含含 3.63.6个个个个 残残残残 基基基基 ， 螺螺螺螺 距距距距0.54nm0.54nm，残残残残基基基基高高高高度度度度0.15nm0.15nm，螺螺螺螺旋半径旋半径旋半径旋半径0.23nm0.23nm。vv每每每每一一一一个个个个 角角角角等等等等于于于于-57-57 ，每每每每一一一一
96、个个个个 角角角角等于等于等于等于-47-47 。vv相相相相邻邻邻邻螺螺螺螺圈圈圈圈之之之之间间间间形形形形成成成成链链链链内内内内氢氢氢氢键键键键。即即即即一一一一个个个个肽肽肽肽单单单单位位位位的的的的羰羰羰羰基基基基氧氧氧氧原原原原子子子子与与与与其其其其前前前前的的的的第第第第三三三三个个个个肽肽肽肽单单单单位位位位的的的的氨氨氨氨基基基基氢氢氢氢原原原原子子子子生生生生成成成成一一一一个个个个氢氢氢氢键键键键。氢氢氢氢键键键键的的的的取取取取向向向向与与与与螺螺螺螺轴轴轴轴几几几几乎乎乎乎平平平平行行行行。氢氢氢氢键键键键封封封封闭闭闭闭环环环环本本本本身身身身包包包包含含含含13
97、13个个个个原原原原子子子子。 - -螺螺螺螺旋旋旋旋构构构构象象象象允允允允许许许许所所所所有有有有的的的的肽肽肽肽键键键键都都都都能能能能参参参参与与与与链链链链内内内内氢氢氢氢键键键键的的的的形形形形成成成成。因因因因此此此此， - -螺螺螺螺旋旋旋旋构构构构象象象象是是是是相相相相当当当当稳稳稳稳定定定定的的的的，是最普遍的螺旋形式。是最普遍的螺旋形式。是最普遍的螺旋形式。是最普遍的螺旋形式。vv与与与与 - -碳原子相连的碳原子相连的碳原子相连的碳原子相连的R R侧链，位于侧链，位于侧链，位于侧链，位于 - -螺旋的外侧。螺旋的外侧。螺旋的外侧。螺旋的外侧。-螺旋局部示意图螺旋局部示
98、意图-折叠折叠vv二条二条二条二条 - -折叠股平行排布，彼折叠股平行排布，彼折叠股平行排布，彼折叠股平行排布，彼此以氢键相连，可以构成此以氢键相连，可以构成此以氢键相连，可以构成此以氢键相连，可以构成 - -折叠片。折叠片。折叠片。折叠片。vv为了在相邻主链骨架之间形为了在相邻主链骨架之间形为了在相邻主链骨架之间形为了在相邻主链骨架之间形成最多的氢键，避免相邻侧成最多的氢键，避免相邻侧成最多的氢键，避免相邻侧成最多的氢键，避免相邻侧链间的空间障碍，各主链骨链间的空间障碍，各主链骨链间的空间障碍，各主链骨链间的空间障碍，各主链骨架同时作一定程度的折叠，架同时作一定程度的折叠，架同时作一定程度的
99、折叠，架同时作一定程度的折叠，从而产生一个折叠的片层。从而产生一个折叠的片层。从而产生一个折叠的片层。从而产生一个折叠的片层。vv其侧链近似垂直于相邻二个其侧链近似垂直于相邻二个其侧链近似垂直于相邻二个其侧链近似垂直于相邻二个平面的交线，交替地位于片平面的交线，交替地位于片平面的交线，交替地位于片平面的交线，交替地位于片层的两侧。层的两侧。层的两侧。层的两侧。平行平行式式反平行反平行式式回折回折vv在多肽链中，经常出现在多肽链中，经常出现在多肽链中，经常出现在多肽链中，经常出现180180 转弯的结构，此结构就是回转弯的结构，此结构就是回转弯的结构，此结构就是回转弯的结构，此结构就是回折折折折
100、(reverseturn)(reverseturn) 。vv通常有通常有通常有通常有 - -转角和转角和转角和转角和 - -转角两种转角两种转角两种转角两种形式。形式。形式。形式。-转角与转弯相关的转角与转弯相关的转角与转弯相关的转角与转弯相关的有有有有4 4个氨基酸残基，第一个个氨基酸残基，第一个个氨基酸残基，第一个个氨基酸残基，第一个氨基酸残基的氨基酸残基的氨基酸残基的氨基酸残基的COCO和第四和第四和第四和第四个氨基酸残基的个氨基酸残基的个氨基酸残基的个氨基酸残基的NHNH之间之间之间之间形成氢键，称为形成氢键，称为形成氢键，称为形成氢键，称为4141氢键，氢键，氢键，氢键，氢键封闭氢键
101、封闭氢键封闭氢键封闭1010个原子。另一种个原子。另一种个原子。另一种个原子。另一种构象是构象是构象是构象是-转角，第一个氨基转角，第一个氨基转角，第一个氨基转角，第一个氨基酸残基的酸残基的酸残基的酸残基的COCO和第三个氨和第三个氨和第三个氨和第三个氨基酸残基的基酸残基的基酸残基的基酸残基的NHNH之间形成之间形成之间形成之间形成氢键，称为氢键，称为氢键，称为氢键，称为3131氢键。氢键。氢键。氢键。 无规卷曲无规卷曲vv没有规律性的多肽链主链骨架的构象，就是没有规律性的多肽链主链骨架的构象，就是无规卷曲。无规卷曲。vv球蛋白分子中，往往含有较多的无规卷曲。球蛋白分子中，往往含有较多的无规卷
102、曲。vv无规卷曲往往与生物活性有关。它对外界理无规卷曲往往与生物活性有关。它对外界理化因子极为敏感。化因子极为敏感。超二级结构超二级结构vv在在在在球球球球状状状状蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分分分分子子子子的的的的一一一一级级级级结结结结构构构构顺顺顺顺序序序序上上上上，相相相相邻邻邻邻的的的的二二二二级级级级结结结结构构构构常常常常常常常常在在在在三三三三维维维维折折折折叠叠叠叠中中中中相相相相互互互互靠靠靠靠近近近近，彼彼彼彼此此此此作作作作用用用用，在在在在局局局局部部部部区区区区域域域域形形形形成成成成规规规规则则则则的的的的二级结构的聚合体，就是超二级结构。二级结构的聚合体，就是超二级
103、结构。二级结构的聚合体，就是超二级结构。二级结构的聚合体，就是超二级结构。vv常常常常见见见见的的的的超超超超二二二二级级级级结结结结构构构构有有有有、等等等等三三三三种种种种组组组组合合合合形形形形式式式式，另另另另外外外外还还还还有有有有、CC结结结结构构构构（ C C代代代代表表表表无无无无规规规规卷卷卷卷曲曲曲曲）也也也也可可可可见见见见到到到到。在在在在此此此此基础上，多肽链可折叠成球状的三级结构。基础上，多肽链可折叠成球状的三级结构。基础上，多肽链可折叠成球状的三级结构。基础上，多肽链可折叠成球状的三级结构。结构域结构域vv在在在在较较较较大大大大的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质分
104、分分分子子子子里里里里，多多多多肽肽肽肽链链链链在在在在二二二二级级级级结结结结构构构构基基基基础础础础上上上上折折折折叠叠叠叠成成成成几几几几个个个个相相相相对对对对独独独独立立立立的的的的球球球球状状状状区区区区域域域域，称为称为称为称为结构域结构域结构域结构域。vv它它它它是是是是较较较较大大大大球球球球蛋蛋蛋蛋白白白白分分分分子子子子三三三三级级级级结结结结构的折叠单位。构的折叠单位。构的折叠单位。构的折叠单位。三级结构三级结构vv指一条多肽链在二级结构（超二指一条多肽链在二级结构（超二指一条多肽链在二级结构（超二指一条多肽链在二级结构（超二级结构及结构域）的基础上，进级结构及结构域）
105、的基础上，进级结构及结构域）的基础上，进级结构及结构域）的基础上，进一步的盘绕、折叠，从而产生特一步的盘绕、折叠，从而产生特一步的盘绕、折叠，从而产生特一步的盘绕、折叠，从而产生特定的空间结构定的空间结构定的空间结构定的空间结构vv定义定义定义定义：广义讲，三级结构是指多：广义讲，三级结构是指多：广义讲，三级结构是指多：广义讲，三级结构是指多肽链中所有原子的空间排布肽链中所有原子的空间排布肽链中所有原子的空间排布肽链中所有原子的空间排布vv维系三级结构的力有疏水作用力、维系三级结构的力有疏水作用力、维系三级结构的力有疏水作用力、维系三级结构的力有疏水作用力、氢键、范德华力、盐键（静电引氢键、范
106、德华力、盐键（静电引氢键、范德华力、盐键（静电引氢键、范德华力、盐键（静电引力）。另外二硫键在某些蛋白质力）。另外二硫键在某些蛋白质力）。另外二硫键在某些蛋白质力）。另外二硫键在某些蛋白质中也起着非常重要的作用。中也起着非常重要的作用。中也起着非常重要的作用。中也起着非常重要的作用。四级结构四级结构vv定义：由相同或不同的亚基定义：由相同或不同的亚基定义：由相同或不同的亚基定义：由相同或不同的亚基( (或分或分或分或分子子子子) )按照一定的排布方式聚合而成按照一定的排布方式聚合而成按照一定的排布方式聚合而成按照一定的排布方式聚合而成的聚合体结构的聚合体结构的聚合体结构的聚合体结构vv较大的球
107、蛋白分子，往往由二条较大的球蛋白分子，往往由二条较大的球蛋白分子，往往由二条较大的球蛋白分子，往往由二条或更多条的多肽链组成功能单位。或更多条的多肽链组成功能单位。或更多条的多肽链组成功能单位。或更多条的多肽链组成功能单位。这些多肽链本身都具有球状的三这些多肽链本身都具有球状的三这些多肽链本身都具有球状的三这些多肽链本身都具有球状的三级结构，彼此以级结构，彼此以级结构，彼此以级结构，彼此以非共价键非共价键非共价键非共价键相连。相连。相连。相连。这些多肽链就是球蛋白分子的亚这些多肽链就是球蛋白分子的亚这些多肽链就是球蛋白分子的亚这些多肽链就是球蛋白分子的亚基基基基( (亚单位亚单位亚单位亚单位)
108、 )vv由少数亚基聚合而成的蛋白质，由少数亚基聚合而成的蛋白质，由少数亚基聚合而成的蛋白质，由少数亚基聚合而成的蛋白质，称为寡聚蛋白称为寡聚蛋白称为寡聚蛋白称为寡聚蛋白(Oligomer(Oligomerprotein)protein)；由几十个，甚至于上；由几十个，甚至于上；由几十个，甚至于上；由几十个，甚至于上千个亚基聚合而成的蛋白质，称千个亚基聚合而成的蛋白质，称千个亚基聚合而成的蛋白质，称千个亚基聚合而成的蛋白质，称为多聚蛋白为多聚蛋白为多聚蛋白为多聚蛋白(polymerprotein)(polymerprotein)vv寡聚蛋白寡聚蛋白寡聚蛋白寡聚蛋白特有的空间特有的空间特有的空间特
109、有的空间结构结构结构结构vv寡聚蛋白寡聚蛋白寡聚蛋白寡聚蛋白vv由数条具有三级结构的由数条具有三级结构的由数条具有三级结构的由数条具有三级结构的蛋白质通过蛋白质通过蛋白质通过蛋白质通过次级键次级键次级键次级键叠合叠合叠合叠合而成而成而成而成vv亚基单独没有生物功能亚基单独没有生物功能亚基单独没有生物功能亚基单独没有生物功能 亚基亚基亚基亚基血红蛋白血红蛋白四亚基两两相同，分别称四亚基两两相同，分别称为为1 、2、1、2；第五节第五节多肽、蛋白质结构与功能多肽、蛋白质结构与功能的关系的关系一、多肽结构与功能的关系一、多肽结构与功能的关系vv催产素催产素催产素催产素(oxytocin)(oxyto
110、cin)和加压和加压和加压和加压素素素素(vasopression)(vasopression)都是由都是由都是由都是由人和高等动物的垂体后叶人和高等动物的垂体后叶人和高等动物的垂体后叶人和高等动物的垂体后叶所分泌的多肽激素。所分泌的多肽激素。所分泌的多肽激素。所分泌的多肽激素。vv催产素能促进子宫和乳腺催产素能促进子宫和乳腺催产素能促进子宫和乳腺催产素能促进子宫和乳腺平滑肌收缩，临床上用于平滑肌收缩，临床上用于平滑肌收缩，临床上用于平滑肌收缩，临床上用于引产和减少产后出血；加引产和减少产后出血；加引产和减少产后出血；加引产和减少产后出血；加压素有增加血压和抗利尿压素有增加血压和抗利尿压素有增
111、加血压和抗利尿压素有增加血压和抗利尿的作用，临床上用于治疗的作用，临床上用于治疗的作用，临床上用于治疗的作用，临床上用于治疗尿崩症等。尿崩症等。尿崩症等。尿崩症等。vv二者以及结构相似，功能二者以及结构相似，功能二者以及结构相似，功能二者以及结构相似，功能及相近有不同。及相近有不同。及相近有不同。及相近有不同。 二、同功能蛋白质结构的种属差二、同功能蛋白质结构的种属差异与保守性异与保守性vv各各各各 种种种种 动动动动 物物物物 胰胰胰胰 岛岛岛岛 素素素素(insulin)(insulin)一一一一 级级级级 结结结结 构构构构5151个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基中中中中
112、，只只只只有有有有2424个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基始始始始终终终终保保保保持持持持不不不不变变变变，称称称称为为为为保保保保守守守守氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸残残残残基基基基( (保守残基保守残基保守残基保守残基) )vv一般认为，与激素一般认为，与激素一般认为，与激素一般认为，与激素的活性中心以及维的活性中心以及维的活性中心以及维的活性中心以及维持活性中心构象有持活性中心构象有持活性中心构象有持活性中心构象有关关关关vv可变动的氨基酸只可变动的氨基酸只可变动的氨基酸只可变动的氨基酸只是与免疫有关是与免疫有关是与免疫有关是与免疫有关 细胞色素细胞色素C一级结构一级结构vv
113、对对对对5050多种不同生物来源的多种不同生物来源的多种不同生物来源的多种不同生物来源的细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素C C的一级结构作的一级结构作的一级结构作的一级结构作了比较研究，发现了比较研究，发现了比较研究，发现了比较研究，发现3535个氨个氨个氨个氨基酸在各种生物中是保守基酸在各种生物中是保守基酸在各种生物中是保守基酸在各种生物中是保守的。的。的。的。vv其中，其中，其中，其中，Cysl4Cysl4、Cysl7Cysl7、Hisl8Hisl8、Met80Met80、Tyr48Tyr48和和和和Trp59Trp59是呈现电子传递功能是呈现电子传递功能是呈现电子传递功能是呈现电子传递功
114、能的关键部位的关键部位的关键部位的关键部位vv亲缘关系越远的生物氨基亲缘关系越远的生物氨基亲缘关系越远的生物氨基亲缘关系越远的生物氨基酸差异越大。酸差异越大。酸差异越大。酸差异越大。蛋白质的激活蛋白质的激活vv使前体变成活性蛋白的过程，被称为使前体变成活性蛋白的过程，被称为激活激活（activation）vv胰岛素的激活胰岛素的激活vv镰刀状贫血病镰刀状贫血病镰刀状贫血病镰刀状贫血病vv血液中大量出现镰刀红细胞，血液中大量出现镰刀红细胞，血液中大量出现镰刀红细胞，血液中大量出现镰刀红细胞，患者因此缺氧窒息患者因此缺氧窒息患者因此缺氧窒息患者因此缺氧窒息w w它是最早认识的一种分子病。它是最早认
115、识的一种分子病。它是最早认识的一种分子病。它是最早认识的一种分子病。流行于非洲，死亡率极高，大流行于非洲，死亡率极高，大流行于非洲，死亡率极高，大流行于非洲，死亡率极高，大部分患者童年时就夭折，活过部分患者童年时就夭折，活过部分患者童年时就夭折，活过部分患者童年时就夭折，活过童年的寿命也不长，它是由于童年的寿命也不长，它是由于童年的寿命也不长，它是由于童年的寿命也不长，它是由于遗传基因突变导致血红蛋白分遗传基因突变导致血红蛋白分遗传基因突变导致血红蛋白分遗传基因突变导致血红蛋白分子结构的突变。子结构的突变。子结构的突变。子结构的突变。vv正常细胞 镰刀形细胞卟啉铁卟啉铁vv正常型正常型-Val
116、-His-Leu-Thr-Pro-Val-His-Leu-Thr-Pro- -GluGlu-Lys-Lys-vv链链 谷氨酸谷氨酸vv镰刀型镰刀型-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-His-Leu-Thr-Pro-ValVal-Lys-Lys-vv链链缬氨酸缬氨酸vv谷谷A A（极性）（极性） 缬缬A A（非极性）（非极性）vv( (了解了解) )由于缬氨酸上的非极性基团与相邻非极性基团间在由于缬氨酸上的非极性基团与相邻非极性基团间在疏水力作用下相互靠拢，并引发所在链扭曲为束状，整个疏水力作用下相互靠拢，并引发所在链扭曲为束状，整个蛋白质由球状变为镰刀形，蛋白质由球状变为镰刀形，
117、与氧结合功能丧失，与氧结合功能丧失， 导致病导致病人窒息甚至死亡，人窒息甚至死亡，但病人可抗非洲疟疾。但病人可抗非洲疟疾。血红蛋白变构与运输氧功能血红蛋白变构与运输氧功能vv变构效应变构效应变构效应变构效应在寡聚蛋白分子中，一在寡聚蛋白分子中，一在寡聚蛋白分子中，一在寡聚蛋白分子中，一个亚基，由于与配体结个亚基，由于与配体结个亚基，由于与配体结个亚基，由于与配体结合，而发生的构象变化，合，而发生的构象变化，合，而发生的构象变化，合，而发生的构象变化，引起相邻其它亚基的构引起相邻其它亚基的构引起相邻其它亚基的构引起相邻其它亚基的构象和与配体结合的能力象和与配体结合的能力象和与配体结合的能力象和与
118、配体结合的能力亦改变的现象。亦改变的现象。亦改变的现象。亦改变的现象。vv血红蛋白血红蛋白血红蛋白血红蛋白(R)relaxed state(T) tense state 血中氧分子的运送：Lung氧氧氧氧分分分分子子子子HemoglobinHemoglobinMyoglobinMyoglobinMuscle静脉动脉环境氧高时Hb 快速吸收氧分子环境氧低时Hb 迅速释放氧分子释放氧分子后Hb 变回 T state任何一个亚基接受氧分子后，会增进其它亚基吸附氧分子的能力蛋白质的变性蛋白质的变性vv天然蛋白质因受物理、化学因素的影响，使天然蛋白质因受物理、化学因素的影响，使蛋白质分子的构象发生了异常
119、变化，从而导蛋白质分子的构象发生了异常变化，从而导致生物活性的丧失以及物理、化学性质的异致生物活性的丧失以及物理、化学性质的异常变化。这种现象称为常变化。这种现象称为蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturation)(denaturation)。vv蛋白质变性后的表现：蛋白质变性后的表现：生物活性丧失；溶解生物活性丧失；溶解度降低，对于球状蛋白粘度增加；生化反应易度降低，对于球状蛋白粘度增加；生化反应易进行；光吸收系数增大；组分和分子量不变。进行；光吸收系数增大；组分和分子量不变。引起蛋白质变性的主要因素引起蛋白质变性的主要因素vv温度（热、冷）温度（热、冷）vv强酸、强碱强酸、强碱vv尿素
120、和盐酸胍的影响尿素和盐酸胍的影响（破坏分子内部氢键、破（破坏分子内部氢键、破（破坏分子内部氢键、破（破坏分子内部氢键、破坏疏水效应）坏疏水效应）坏疏水效应）坏疏水效应）vv表面活性剂的影响：如十二烷基硫酸钠表面活性剂的影响：如十二烷基硫酸钠（SDSSDS）蛋白质的复性蛋白质的复性vv定义：当变性因素除去后，变性蛋白质又可定义：当变性因素除去后，变性蛋白质又可恢复到天然构象，这一现象称为蛋白质的复恢复到天然构象，这一现象称为蛋白质的复性（性（renaturationrenaturation）。）。vv蛋白质变性的预防和利用：医疗方面；食品蛋白质变性的预防和利用：医疗方面；食品方面；蛋白质制备；酶
121、制剂保存等。方面；蛋白质制备；酶制剂保存等。第六节第六节蛋白质的物理化学性质蛋白质的物理化学性质和分离提纯和分离提纯1蛋白质的分子量蛋白质的分子量vv沉降速度法沉降速度法沉降速度法沉降速度法沉降系数沉降系数沉降系数沉降系数：一种蛋白质分子在单位离心力场里的沉降速：一种蛋白质分子在单位离心力场里的沉降速：一种蛋白质分子在单位离心力场里的沉降速：一种蛋白质分子在单位离心力场里的沉降速度为恒定值，即沉降系数（度为恒定值，即沉降系数（度为恒定值，即沉降系数（度为恒定值，即沉降系数（S S S S，SvedbergSvedbergSvedbergSvedberg）用用用用110110110110-13-
122、13-13-13秒表示秒表示秒表示秒表示vv凝胶过滤法凝胶过滤法凝胶过滤法凝胶过滤法仅适用于球状蛋白仅适用于球状蛋白仅适用于球状蛋白仅适用于球状蛋白vvSDSSDSSDSSDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法聚丙烯酰胺凝胶电泳法聚丙烯酰胺凝胶电泳法聚丙烯酰胺凝胶电泳法它决定于蛋白质分子的大小它决定于蛋白质分子的大小它决定于蛋白质分子的大小它决定于蛋白质分子的大小2蛋白质的两性解离和等电点蛋白质的两性解离和等电点vv蛋白质除了肽链末端基团外，还有各种侧链蛋白质除了肽链末端基团外，还有各种侧链集团，是多价的两性电解质集团，是多价的两性电解质vv不同的蛋白质有不同的等电点不同的蛋白质有不同的等电点电电泳泳（el
123、ectrophoresis）vv在直流电场中，带正电在直流电场中，带正电在直流电场中，带正电在直流电场中，带正电荷的蛋白质分子向阴极荷的蛋白质分子向阴极荷的蛋白质分子向阴极荷的蛋白质分子向阴极移动，带负电荷的向阳移动，带负电荷的向阳移动，带负电荷的向阳移动，带负电荷的向阳极移动，这种现象称为极移动，这种现象称为极移动，这种现象称为极移动，这种现象称为电泳电泳电泳电泳3蛋白质的胶体性质蛋白质的胶体性质vv蛋白质分子量已达到胶粒蛋白质分子量已达到胶粒蛋白质分子量已达到胶粒蛋白质分子量已达到胶粒1 1100nm100nm范围之内，在水中形成水范围之内，在水中形成水范围之内，在水中形成水范围之内，在水
124、中形成水溶胶。溶胶。溶胶。溶胶。vv胶体稳定的因素胶体稳定的因素胶体稳定的因素胶体稳定的因素球状蛋白质的表面多亲水基团，使球状蛋白质的表面多亲水基团，使球状蛋白质的表面多亲水基团，使球状蛋白质的表面多亲水基团，使蛋白质分子形成水化膜，从而阻止蛋白质分子形成水化膜，从而阻止蛋白质分子形成水化膜，从而阻止蛋白质分子形成水化膜，从而阻止蛋白质颗粒的相互聚集蛋白质颗粒的相互聚集蛋白质颗粒的相互聚集蛋白质颗粒的相互聚集每个水化球状分子带有相同电荷每个水化球状分子带有相同电荷每个水化球状分子带有相同电荷每个水化球状分子带有相同电荷vv由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可由于胶体溶液中的蛋白质不能通
125、过半透膜，因此可由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用以应用以应用以应用透析法透析法透析法透析法将非蛋白的小分子杂质除去。将非蛋白的小分子杂质除去。将非蛋白的小分子杂质除去。将非蛋白的小分子杂质除去。vv透析法透析法透析法透析法：以半透膜提纯蛋白质的方法叫：以半透膜提纯蛋白质的方法叫：以半透膜提纯蛋白质的方法叫：以半透膜提纯蛋白质的方法叫透析法透析法透析法透析法vv半透膜半透膜半透膜半透膜：只允许溶剂小分子通过，而溶质大分子不：只允许溶剂小分子通过，而溶质大分子不：只允许溶剂小分子通过，而溶质大分子不：只允许溶剂小分子通过，而溶质大分子不
126、能通过，如羊皮纸、火棉胶、玻璃纸等能通过，如羊皮纸、火棉胶、玻璃纸等能通过，如羊皮纸、火棉胶、玻璃纸等能通过，如羊皮纸、火棉胶、玻璃纸等蛋白质的沉淀蛋白质的沉淀vv定义定义定义定义：通过改变蛋白质胶体溶液的稳定性，使蛋白质从胶体：通过改变蛋白质胶体溶液的稳定性，使蛋白质从胶体：通过改变蛋白质胶体溶液的稳定性，使蛋白质从胶体：通过改变蛋白质胶体溶液的稳定性，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离的过程。溶液中沉淀分离的过程。溶液中沉淀分离的过程。溶液中沉淀分离的过程。vv非变性沉淀或可逆沉淀，非变性沉淀或可逆沉淀，非变性沉淀或可逆沉淀，非变性沉淀或可逆沉淀，在温和条件下，沉淀过程中蛋白质在温和条件下，沉淀
127、过程中蛋白质在温和条件下，沉淀过程中蛋白质在温和条件下，沉淀过程中蛋白质结构和性质都没有发生变化结构和性质都没有发生变化结构和性质都没有发生变化结构和性质都没有发生变化，沉淀在适当的条件下，可以重，沉淀在适当的条件下，可以重，沉淀在适当的条件下，可以重，沉淀在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液。新溶解形成溶液。新溶解形成溶液。新溶解形成溶液。可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如等电点沉淀法、盐析法等电点沉淀法、盐析法等电点沉淀法、盐析法等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法
128、和有机溶剂沉淀法和有机溶剂沉淀法和有机溶剂沉淀法等。等。等。等。vv变性沉淀或不可逆沉淀变性沉淀或不可逆沉淀变性沉淀或不可逆沉淀变性沉淀或不可逆沉淀，在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也白质胶体溶液的稳定性，而且也白质胶体溶液的稳定性，而且也白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质破坏了蛋白质的结构和性质破坏了蛋白质的结构和性质破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水产生的蛋白质
129、沉淀不可能再重新溶解于水。加热沉淀（次级键）、强酸碱沉淀（影响荷电）、重金属盐沉淀加热沉淀（次级键）、强酸碱沉淀（影响荷电）、重金属盐沉淀加热沉淀（次级键）、强酸碱沉淀（影响荷电）、重金属盐沉淀加热沉淀（次级键）、强酸碱沉淀（影响荷电）、重金属盐沉淀（Hg2+Hg2+Hg2+Hg2+、 Pb2+ Pb2+ Pb2+ Pb2+ 、Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+、 Ag2+ Ag2+ Ag2+ Ag2+）和生物碱试剂或某些酸类沉淀等都）和生物碱试剂或某些酸类沉淀等都）和生物碱试剂或某些酸类沉淀等都）和生物碱试剂或某些酸类沉淀等都属于不可逆沉淀。属于不可逆沉淀。属于不可逆沉淀。属于不可逆沉淀。可逆
130、沉淀可逆沉淀vv等电点沉淀法等电点沉淀法等电点沉淀法等电点沉淀法vv盐析法盐析法盐析法盐析法：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐（硫酸铵、硫酸：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐（硫酸铵、硫酸：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐（硫酸铵、硫酸：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐（硫酸铵、硫酸钠、氯化钠）使蛋白质沉淀析出的现象（水与离子的相互作钠、氯化钠）使蛋白质沉淀析出的现象（水与离子的相互作钠、氯化钠）使蛋白质沉淀析出的现象（水与离子的相互作钠、氯化钠）使蛋白质沉淀析出的现象（水与离子的相互作用增加了蛋白质表面的疏水补丁的相互作用；同时瓦解了以用增加了蛋白质表面的疏水补丁的相互作用；同时瓦解了以用增加了蛋白
131、质表面的疏水补丁的相互作用；同时瓦解了以用增加了蛋白质表面的疏水补丁的相互作用；同时瓦解了以电荷为基础的蛋白质分子之间的作用）。分段盐析电荷为基础的蛋白质分子之间的作用）。分段盐析电荷为基础的蛋白质分子之间的作用）。分段盐析电荷为基础的蛋白质分子之间的作用）。分段盐析 盐溶盐溶盐溶盐溶：低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度，此现象叫：低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度，此现象叫：低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度，此现象叫：低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度，此现象叫盐溶。盐溶。盐溶。盐溶。vv有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法有机溶剂沉淀法（脱去水化层、降低介电常数）。在低温下
132、（脱去水化层、降低介电常数）。在低温下（脱去水化层、降低介电常数）。在低温下（脱去水化层、降低介电常数）。在低温下或缩短处理时间可防止或减缓变性）或缩短处理时间可防止或减缓变性）或缩短处理时间可防止或减缓变性）或缩短处理时间可防止或减缓变性）蛋白质的颜色反应蛋白质的颜色反应vv双缩脲反应双缩脲反应二个以上的肽键二个以上的肽键二个以上的肽键二个以上的肽键vv酚试剂反应酚试剂反应TyrTyrTyrTyr的酚基将福林试剂还原的酚基将福林试剂还原的酚基将福林试剂还原的酚基将福林试剂还原vv茚三酮反应茚三酮反应-氨基酸中的氨基和羧基氨基酸中的氨基和羧基氨基酸中的氨基和羧基氨基酸中的氨基和羧基蛋白质的紫外
133、吸收蛋白质的紫外吸收vv大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。和色氨酸。和色氨酸。和色氨酸。vv这三种氨基酸的在这三种氨基酸的在这三种氨基酸的在这三种氨基酸的在280nm280nm280nm280nm 附近有最大吸收。因此，附近有最大吸收。因此，附近有最大吸收。因此，附近有最大吸收。因此，大多数蛋白质在大多数蛋白质在大多数蛋白质在大多数蛋白质在280nm 280nm 280nm 280nm 附近显示强的吸收。附近显示强的吸收。附近显示强的吸收。附近
134、显示强的吸收。vv利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定和定量利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定和定量利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定和定量利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定和定量测定。测定。测定。测定。二、蛋白质分离纯化的一般步骤二、蛋白质分离纯化的一般步骤vv前处理前处理vv粗分级粗分级vv细分级细分级vv质量鉴定质量鉴定几种常见的纯化蛋白质的方法几种常见的纯化蛋白质的方法1透析方法透析方法vv通常是将浓缩液装在一个用赛咯吩（通常是将浓缩液装在一个用赛咯吩（通常是将浓缩液装在一个用赛咯吩（通常是将浓缩液装在一个用赛咯吩（cellophanecellophane）制造的透析袋内
135、，两端都密封好，然后将透析袋悬制造的透析袋内，两端都密封好，然后将透析袋悬制造的透析袋内，两端都密封好，然后将透析袋悬制造的透析袋内，两端都密封好，然后将透析袋悬浮在一个装有很多缓冲液的容器内进行透析（下图）浮在一个装有很多缓冲液的容器内进行透析（下图）浮在一个装有很多缓冲液的容器内进行透析（下图）浮在一个装有很多缓冲液的容器内进行透析（下图）。因为赛咯吩膜是半通透的膜，蛋白质等大分子不。因为赛咯吩膜是半通透的膜，蛋白质等大分子不。因为赛咯吩膜是半通透的膜，蛋白质等大分子不。因为赛咯吩膜是半通透的膜，蛋白质等大分子不能透过膜，仍然留在袋内，但蛋白质周围的小分子能透过膜，仍然留在袋内，但蛋白质周
136、围的小分子能透过膜，仍然留在袋内，但蛋白质周围的小分子能透过膜，仍然留在袋内，但蛋白质周围的小分子可以与缓冲液进行交换，通过多次更换透析液，就可以与缓冲液进行交换，通过多次更换透析液，就可以与缓冲液进行交换，通过多次更换透析液，就可以与缓冲液进行交换，通过多次更换透析液，就可除去小分子（如硫酸铵）。经硫酸铵分级纯化、可除去小分子（如硫酸铵）。经硫酸铵分级纯化、可除去小分子（如硫酸铵）。经硫酸铵分级纯化、可除去小分子（如硫酸铵）。经硫酸铵分级纯化、透析的粗分级的蛋白质样品可以通过以下一些常用透析的粗分级的蛋白质样品可以通过以下一些常用透析的粗分级的蛋白质样品可以通过以下一些常用透析的粗分级的蛋白
137、质样品可以通过以下一些常用的分离纯化技的分离纯化技的分离纯化技的分离纯化技 2.凝胶层析凝胶层析vv凝胶层析是按照蛋白质分子量大小进行分离的技术，又称之凝胶层析是按照蛋白质分子量大小进行分离的技术，又称之凝胶层析是按照蛋白质分子量大小进行分离的技术，又称之凝胶层析是按照蛋白质分子量大小进行分离的技术，又称之凝胶过滤，分子筛层析或排阻层析。单个凝胶珠本身象个凝胶过滤，分子筛层析或排阻层析。单个凝胶珠本身象个凝胶过滤，分子筛层析或排阻层析。单个凝胶珠本身象个凝胶过滤，分子筛层析或排阻层析。单个凝胶珠本身象个 筛子筛子筛子筛子 。不同类型凝胶的筛孔的大小不同。如果将这样的凝。不同类型凝胶的筛孔的大小
138、不同。如果将这样的凝。不同类型凝胶的筛孔的大小不同。如果将这样的凝。不同类型凝胶的筛孔的大小不同。如果将这样的凝胶装入一个足够长的柱子中，作成一个凝胶柱。当含有大小胶装入一个足够长的柱子中，作成一个凝胶柱。当含有大小胶装入一个足够长的柱子中，作成一个凝胶柱。当含有大小胶装入一个足够长的柱子中，作成一个凝胶柱。当含有大小不同的蛋白质样品加到凝胶柱上时，比凝胶珠平均孔径小的不同的蛋白质样品加到凝胶柱上时，比凝胶珠平均孔径小的不同的蛋白质样品加到凝胶柱上时，比凝胶珠平均孔径小的不同的蛋白质样品加到凝胶柱上时，比凝胶珠平均孔径小的蛋白质就要连续不断地穿入珠子的内部，这样的小分子不但蛋白质就要连续不断地
139、穿入珠子的内部，这样的小分子不但蛋白质就要连续不断地穿入珠子的内部，这样的小分子不但蛋白质就要连续不断地穿入珠子的内部，这样的小分子不但其运动路程长，而且受到来自凝胶珠内部的阻力也很大，所其运动路程长，而且受到来自凝胶珠内部的阻力也很大，所其运动路程长，而且受到来自凝胶珠内部的阻力也很大，所其运动路程长，而且受到来自凝胶珠内部的阻力也很大，所以越小的蛋白质，把它们从柱子上洗脱下来所花费的时间越以越小的蛋白质，把它们从柱子上洗脱下来所花费的时间越以越小的蛋白质，把它们从柱子上洗脱下来所花费的时间越以越小的蛋白质，把它们从柱子上洗脱下来所花费的时间越长。凝胶中只有很少的孔径可接受大的蛋白。因此，大
140、的蛋长。凝胶中只有很少的孔径可接受大的蛋白。因此，大的蛋长。凝胶中只有很少的孔径可接受大的蛋白。因此，大的蛋长。凝胶中只有很少的孔径可接受大的蛋白。因此，大的蛋白质直接通过凝胶珠之间的缝隙首先被洗脱下来。凝胶过滤白质直接通过凝胶珠之间的缝隙首先被洗脱下来。凝胶过滤白质直接通过凝胶珠之间的缝隙首先被洗脱下来。凝胶过滤白质直接通过凝胶珠之间的缝隙首先被洗脱下来。凝胶过滤所用的凝胶孔径大小的选择主要取决于要纯化的蛋白质分子所用的凝胶孔径大小的选择主要取决于要纯化的蛋白质分子所用的凝胶孔径大小的选择主要取决于要纯化的蛋白质分子所用的凝胶孔径大小的选择主要取决于要纯化的蛋白质分子量。（下图）给出了凝胶过
141、滤分离蛋白质的示意图。量。（下图）给出了凝胶过滤分离蛋白质的示意图。量。（下图）给出了凝胶过滤分离蛋白质的示意图。量。（下图）给出了凝胶过滤分离蛋白质的示意图。3电泳电泳SDSPAGEvvSDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-polyacrylamidegelelectrophoresis，SDS-PAGE）4等电聚焦电泳等电聚焦电泳vv等电聚焦电泳（等电聚焦电泳（等电聚焦电泳（等电聚焦电泳（IsoelectricfocusingIsoelectricfocusingelectrophoresis,IFEelectrophoresis,IFE）等电聚焦电泳是一种电泳的改进技术
142、，实际上是利等电聚焦电泳是一种电泳的改进技术，实际上是利等电聚焦电泳是一种电泳的改进技术，实际上是利等电聚焦电泳是一种电泳的改进技术，实际上是利用聚丙烯酰胺凝胶内的缓冲液在电场作用下在凝胶用聚丙烯酰胺凝胶内的缓冲液在电场作用下在凝胶用聚丙烯酰胺凝胶内的缓冲液在电场作用下在凝胶用聚丙烯酰胺凝胶内的缓冲液在电场作用下在凝胶内沿电场方向制造一个内沿电场方向制造一个内沿电场方向制造一个内沿电场方向制造一个pHpH梯度。所用的缓冲液是低梯度。所用的缓冲液是低梯度。所用的缓冲液是低梯度。所用的缓冲液是低分子量的有机酸和碱的混合物，该混合物称之两性分子量的有机酸和碱的混合物，该混合物称之两性分子量的有机酸和
143、碱的混合物，该混合物称之两性分子量的有机酸和碱的混合物，该混合物称之两性电解质（电解质（电解质（电解质（ampholytesampholytes）。当蛋白质样品在这样的）。当蛋白质样品在这样的）。当蛋白质样品在这样的）。当蛋白质样品在这样的凝胶上电泳时，每种蛋白质都将迁移至与它的凝胶上电泳时，每种蛋白质都将迁移至与它的凝胶上电泳时，每种蛋白质都将迁移至与它的凝胶上电泳时，每种蛋白质都将迁移至与它的pIpI相相相相一致的一致的一致的一致的pHpH处（下图），具有不同处（下图），具有不同处（下图），具有不同处（下图），具有不同pIpI的各种蛋白质最的各种蛋白质最的各种蛋白质最的各种蛋白质最后都迁移
144、至凝胶中相应的后都迁移至凝胶中相应的后都迁移至凝胶中相应的后都迁移至凝胶中相应的pHpH处，达到分离的目的。处，达到分离的目的。处，达到分离的目的。处，达到分离的目的。5双向电泳双向电泳vv双向电泳（双向电泳（双向电泳（双向电泳（two-dimensionalelectrophoresistwo-dimensionalelectrophoresis）如果将等电聚焦电泳与如果将等电聚焦电泳与如果将等电聚焦电泳与如果将等电聚焦电泳与SDS-PAGESDS-PAGE结合起来，结合起来，结合起来，结合起来，就是分辨率更高的一种双向电泳了（下图）。双向就是分辨率更高的一种双向电泳了（下图）。双向就是分辨
145、率更高的一种双向电泳了（下图）。双向就是分辨率更高的一种双向电泳了（下图）。双向电泳后的凝胶经染色蛋白呈现二维分布图，水平方电泳后的凝胶经染色蛋白呈现二维分布图，水平方电泳后的凝胶经染色蛋白呈现二维分布图，水平方电泳后的凝胶经染色蛋白呈现二维分布图，水平方向反映出蛋白在向反映出蛋白在向反映出蛋白在向反映出蛋白在pIpI上的差异，而垂直方向反映出它上的差异，而垂直方向反映出它上的差异，而垂直方向反映出它上的差异，而垂直方向反映出它们在分子量上的差别。所以双向电泳可以将分子量们在分子量上的差别。所以双向电泳可以将分子量们在分子量上的差别。所以双向电泳可以将分子量们在分子量上的差别。所以双向电泳可以
146、将分子量相同而等电点不同的蛋白质以及等电点相同而分子相同而等电点不同的蛋白质以及等电点相同而分子相同而等电点不同的蛋白质以及等电点相同而分子相同而等电点不同的蛋白质以及等电点相同而分子量不同的蛋白质分开。量不同的蛋白质分开。量不同的蛋白质分开。量不同的蛋白质分开。3.离子交换层析离子交换层析vv离子交换层析，基质是由带有电荷的树脂或纤维素离子交换层析，基质是由带有电荷的树脂或纤维素离子交换层析，基质是由带有电荷的树脂或纤维素离子交换层析，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而
147、带有组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，用于蛋白质的分离纯化。由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的当蛋白质处于不同的当蛋白质处于不同的当蛋白质处于不同的pHpH条件下，其带电状况也不同。条件下，其带电状况也不同。条件下，其带电状况也不同。条件下，其带电状况也不同。阴离子交换基质结
148、合带有负电荷的蛋白质，所以这阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之
149、阳离子交结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pHpH值洗脱下来。值洗脱下来。值洗脱下来。值洗脱下来。第七节第七节蛋白质分类蛋白质分类vv从蛋白质形状上分为从蛋白质形状上分为球状蛋白质球状蛋白质球状
150、蛋白质球状蛋白质纤维状蛋白质纤维状蛋白质纤维状蛋白质纤维状蛋白质vv从组成上可分为从组成上可分为单纯蛋白质单纯蛋白质单纯蛋白质单纯蛋白质( (分子中只含氨基酸残基分子中只含氨基酸残基分子中只含氨基酸残基分子中只含氨基酸残基) )vv清蛋白清蛋白清蛋白清蛋白( (又名白蛋白又名白蛋白又名白蛋白又名白蛋白) )、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、精蛋白、组蛋白、硬蛋白等。精蛋白、组蛋白、硬蛋白等。精蛋白、组蛋白、硬蛋白等。精蛋白、组蛋白、硬蛋白等。结合蛋白质结合蛋白质结合蛋白质结合蛋白质( (分子中除氨基酸外还有非氨基酸
151、物分子中除氨基酸外还有非氨基酸物分子中除氨基酸外还有非氨基酸物分子中除氨基酸外还有非氨基酸物质，后者称辅基质，后者称辅基质，后者称辅基质，后者称辅基) )vv核蛋白、磷蛋白、金属蛋白、色蛋白等。核蛋白、磷蛋白、金属蛋白、色蛋白等。核蛋白、磷蛋白、金属蛋白、色蛋白等。核蛋白、磷蛋白、金属蛋白、色蛋白等。 名词术语名词术语vv构型（构型（构型（构型（configurationconfiguration）：）：）：）：一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过一个有机分
152、子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。活性发生变化。活性发生变化。活性发生变化。vv构象（构象（构象（构象（conformationconformation）：）：）：）：指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周
153、围的原子旋转所产生指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断的原子的空间排布。一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。裂和重新形成。构象改变不会改变分子的光学活性。vv肽单位（肽单位（肽单位（肽单位（peptideunitpeptideunit）：）：）：
154、）：又称之肽基（又称之肽基（又称之肽基（又称之肽基（peptidegrouppeptidegroup），是肽链主链上的重复结构。是由），是肽链主链上的重复结构。是由），是肽链主链上的重复结构。是由），是肽链主链上的重复结构。是由参与肽键形成的氮原子和碳原子和它们的参与肽键形成的氮原子和碳原子和它们的参与肽键形成的氮原子和碳原子和它们的参与肽键形成的氮原子和碳原子和它们的4 4个取代成分：羰基氧原子、酰个取代成分：羰基氧原子、酰个取代成分：羰基氧原子、酰个取代成分：羰基氧原子、酰胺氢原子和两个相邻的胺氢原子和两个相邻的胺氢原子和两个相邻的胺氢原子和两个相邻的-碳原子组成的一个平面单位。碳原子组成
155、的一个平面单位。碳原子组成的一个平面单位。碳原子组成的一个平面单位。 vv蛋白质二级结构（蛋白质二级结构（蛋白质二级结构（蛋白质二级结构（proteinsecondarystructureproteinsecondarystructure）: :在蛋白质分子中的局部区域内氨基酸残基的有规则的排在蛋白质分子中的局部区域内氨基酸残基的有规则的排在蛋白质分子中的局部区域内氨基酸残基的有规则的排在蛋白质分子中的局部区域内氨基酸残基的有规则的排列，常见的二级结构有列，常见的二级结构有列，常见的二级结构有列，常见的二级结构有-螺旋和螺旋和螺旋和螺旋和-折叠。二级结构是通过骨折叠。二级结构是通过骨折叠。二级
156、结构是通过骨折叠。二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的。架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的。架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的。架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的。vv蛋白质三级结构（蛋白质三级结构（蛋白质三级结构（蛋白质三级结构（proteintertiarystructureproteintertiarystructure）: :蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、
157、折叠形成的。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的。三级结构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用、氢键范德华力构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用、氢键范德华力构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用、氢键范德华力构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用、氢键范德华力和盐键（静电作用力）维持的。和盐键（静电作用力）维持的。和盐键（静电作用力）维持的。和盐键（静电作用力）维持的。 vv蛋白质四级结构（蛋白质四级结构（蛋白质四级结构（蛋白质四级结构（quaternarystructur
158、equaternarystructure）: :多亚基蛋白质的三维结构。实际上是具有三级结构的多肽链（亚基）以适当多亚基蛋白质的三维结构。实际上是具有三级结构的多肽链（亚基）以适当多亚基蛋白质的三维结构。实际上是具有三级结构的多肽链（亚基）以适当多亚基蛋白质的三维结构。实际上是具有三级结构的多肽链（亚基）以适当方式聚合所呈现出的三维结构。方式聚合所呈现出的三维结构。方式聚合所呈现出的三维结构。方式聚合所呈现出的三维结构。 vv-螺旋螺旋螺旋螺旋(-helix)(-helix)：蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘
159、绕成螺旋状，一蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一蛋白质中常见的一种二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第n n个）的个）的个）的个）的羰基氧与多肽链羰基氧与多肽链羰基氧与多肽链羰基氧与多肽链C C端方向的第端方向的第端方向的第端方向的第4 4个残基（第个残基（第个残基（第个残基（第n n4 4个）的酰胺氮形成
160、氢键。在典型个）的酰胺氮形成氢键。在典型个）的酰胺氮形成氢键。在典型个）的酰胺氮形成氢键。在典型的右手的右手的右手的右手-螺旋结构中，螺距为螺旋结构中，螺距为螺旋结构中，螺距为螺旋结构中，螺距为0.54nm0.54nm，每一圈含有，每一圈含有，每一圈含有，每一圈含有3.63.6个氨基酸残基，每个残基个氨基酸残基，每个残基个氨基酸残基，每个残基个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升沿着螺旋的长轴上升沿着螺旋的长轴上升沿着螺旋的长轴上升0.15nm0.15nm。vv-折叠折叠折叠折叠(-sheet)(-sheet)：是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。折叠片的构象是是蛋白质中的常
161、见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。折叠片的构象是是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。折叠片的构象是是蛋白质中的常见的二级结构，是由伸展的多肽链组成的。折叠片的构象是通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的通过一个肽键的羰基氧和位于同一个肽链或相邻肽链的另一个酰胺氢之间形成的氢键维持的。氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向都是氢键维持的。氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向
162、都是氢键维持的。氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向都是氢键维持的。氢键几乎都垂直伸展的肽链，这些肽链可以是平行排列（走向都是由由由由N N到到到到C C方向）；或者是反平行排列（肽链反向排列）。方向）；或者是反平行排列（肽链反向排列）。方向）；或者是反平行排列（肽链反向排列）。方向）；或者是反平行排列（肽链反向排列）。 vv-转角（转角（转角（转角（-turn-turn）: :也是多肽链中常见的二级结构，连接蛋白质分子中的二级结构（也是多肽链中常见的二级结构，连接蛋白质分子中的二级结构（也是多肽链中常见的二级结构，连接蛋白质分子中的二级结构（也是多肽链中常见的二级结构，连接
163、蛋白质分子中的二级结构（-螺旋和螺旋和螺旋和螺旋和-折叠），使肽链走向改变的一种非重复多肽区，一般含有折叠），使肽链走向改变的一种非重复多肽区，一般含有折叠），使肽链走向改变的一种非重复多肽区，一般含有折叠），使肽链走向改变的一种非重复多肽区，一般含有2 21616个氨基酸残基。个氨基酸残基。个氨基酸残基。个氨基酸残基。含有含有含有含有5 5个氨基酸残基以上的转角又常称之环（个氨基酸残基以上的转角又常称之环（个氨基酸残基以上的转角又常称之环（个氨基酸残基以上的转角又常称之环（loopsloops）。常见的转角含有）。常见的转角含有）。常见的转角含有）。常见的转角含有4 4个氨基个氨基个氨基个氨
164、基酸残基，有两种类型。转角酸残基，有两种类型。转角酸残基，有两种类型。转角酸残基，有两种类型。转角I I的特点是：第的特点是：第的特点是：第的特点是：第1 1个氨基酸残基羰基氧与第个氨基酸残基羰基氧与第个氨基酸残基羰基氧与第个氨基酸残基羰基氧与第4 4个残基的个残基的个残基的个残基的酰胺氮之间形成氢键；转角酰胺氮之间形成氢键；转角酰胺氮之间形成氢键；转角酰胺氮之间形成氢键；转角II II的第的第的第的第3 3个残基往往是甘氨酸。这两种转角中的第个残基往往是甘氨酸。这两种转角中的第个残基往往是甘氨酸。这两种转角中的第个残基往往是甘氨酸。这两种转角中的第2 2个个个个残基大都是脯氨酸。残基大都是脯
165、氨酸。残基大都是脯氨酸。残基大都是脯氨酸。vv超二级结构（超二级结构（超二级结构（超二级结构（super-secondarystructuresuper-secondarystructure）：）：）：）：也称之基元（也称之基元（也称之基元（也称之基元（motifmotif）。在蛋白质中，特别是球蛋白中，经常可以看）。在蛋白质中，特别是球蛋白中，经常可以看）。在蛋白质中，特别是球蛋白中，经常可以看）。在蛋白质中，特别是球蛋白中，经常可以看到由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成的有规到由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成的有规到由若干相邻的二级结构单元组合在一
166、起，彼此相互作用，形成的有规到由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成的有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体。则、在空间上能辨认的二级结构组合体。则、在空间上能辨认的二级结构组合体。则、在空间上能辨认的二级结构组合体。vv结构域结构域结构域结构域(domain)(domain)：在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级在蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。结构单元的组合。结构单元的组合。结构单元的组合。vv纤维
167、蛋白纤维蛋白纤维蛋白纤维蛋白(fibrousproteins)(fibrousproteins)：一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多肽链。许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强肽链。许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强肽链。许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强肽链。许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强度，起着保护或结构上的
168、作用。度，起着保护或结构上的作用。度，起着保护或结构上的作用。度，起着保护或结构上的作用。vv球蛋白球蛋白球蛋白球蛋白(globularproteins)(globularproteins)：一类蛋白质，许多都溶于水，球蛋白是紧凑的、近似球形的、含有一类蛋白质，许多都溶于水，球蛋白是紧凑的、近似球形的、含有一类蛋白质，许多都溶于水，球蛋白是紧凑的、近似球形的、含有一类蛋白质，许多都溶于水，球蛋白是紧凑的、近似球形的、含有折叠紧密的多肽链。典型的球蛋白含有能特异识别和结合其它化合物的折叠紧密的多肽链。典型的球蛋白含有能特异识别和结合其它化合物的折叠紧密的多肽链。典型的球蛋白含有能特异识别和结合其
169、它化合物的折叠紧密的多肽链。典型的球蛋白含有能特异识别和结合其它化合物的凹陷或裂隙部位。凹陷或裂隙部位。凹陷或裂隙部位。凹陷或裂隙部位。 vv疏水相互作用疏水相互作用疏水相互作用疏水相互作用(hydrophobicinteraction)(hydrophobicinteraction)：非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。这些非极性分子非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。这些非极性分子非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。这些非极性分子非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。这些非极性分子（如一些中性氨基酸残基，也称之疏水残基）在水相环境中具有避开水（如一些中性氨基酸
170、残基，也称之疏水残基）在水相环境中具有避开水（如一些中性氨基酸残基，也称之疏水残基）在水相环境中具有避开水（如一些中性氨基酸残基，也称之疏水残基）在水相环境中具有避开水而相互聚集的倾向。而相互聚集的倾向。而相互聚集的倾向。而相互聚集的倾向。vv伴娘蛋白（伴娘蛋白（伴娘蛋白（伴娘蛋白（chaperonechaperone）( (了解了解了解了解) )：与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物功能构象的蛋白质。
171、伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组能构象的蛋白质。伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组能构象的蛋白质。伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组能构象的蛋白质。伴娘蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组装的蛋白亚基的不正确的聚集，协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋装的蛋白亚基的不正确的聚集，协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋装的蛋白亚基的不正确的聚集，协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋装的蛋白亚基的不正确的聚集，协助多肽链跨膜转运以及大的多亚基蛋白质的组装和解体。白质的组装和解体。白质的组装和解体。白质的组装和解体。 vv二硫键（二硫键（二硫键（二硫键（disul
172、fidebonddisulfidebond）：）：）：）：通过两个（半胱氨酸）巯基的氧化形成的共价键。二硫通过两个（半胱氨酸）巯基的氧化形成的共价键。二硫通过两个（半胱氨酸）巯基的氧化形成的共价键。二硫通过两个（半胱氨酸）巯基的氧化形成的共价键。二硫键在稳定某些蛋白的三维结构上起着重要的作用。键在稳定某些蛋白的三维结构上起着重要的作用。键在稳定某些蛋白的三维结构上起着重要的作用。键在稳定某些蛋白的三维结构上起着重要的作用。 vv范德华力（范德华力（范德华力（范德华力（vanderWaalsforcevanderWaalsforce）：）：）：）：中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分
173、中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时，范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子和时，范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子和时，范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子和时，范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子相互靠近。相互靠近。相互靠近。相互靠近。
174、 vv蛋白质变性（蛋白质变性（蛋白质变性（蛋白质变性（denaturationdenaturation）：）：）：）：生物大分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的生物大分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的生物大分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的生物大分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的现象。蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的现象。蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的现象。蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的现象。蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的作用时，次级键受到破坏，导致天然构象的破坏，使蛋白质作用时，次级键受到破坏，导致天
175、然构象的破坏，使蛋白质作用时，次级键受到破坏，导致天然构象的破坏，使蛋白质作用时，次级键受到破坏，导致天然构象的破坏，使蛋白质的生物活性丧失。的生物活性丧失。的生物活性丧失。的生物活性丧失。 vv复性（复性（复性（复性（renaturationrenaturation）：）：）：）：在一定的条件下，变性的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构在一定的条件下，变性的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构在一定的条件下，变性的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构在一定的条件下，变性的生物大分子恢复成具有生物活性的天然构象的现象。象的现象。象的现象。象的现象。 vv血红蛋白（血红蛋白（血红蛋白（血红蛋白
176、（hemoglobinhemoglobin）：）：）：）：是由含有血红素辅基的是由含有血红素辅基的是由含有血红素辅基的是由含有血红素辅基的4 4个亚基组成的寡聚蛋白。血红蛋白负责将氧个亚基组成的寡聚蛋白。血红蛋白负责将氧个亚基组成的寡聚蛋白。血红蛋白负责将氧个亚基组成的寡聚蛋白。血红蛋白负责将氧由肺运输到外周组织，它的氧饱和曲线为由肺运输到外周组织，它的氧饱和曲线为由肺运输到外周组织，它的氧饱和曲线为由肺运输到外周组织，它的氧饱和曲线为S S型。型。型。型。vv波尔效应（波尔效应（波尔效应（波尔效应（BohreffectBohreffect）( (了解了解了解了解) )：CO2CO2浓度的增加
177、降低细胞内的浓度的增加降低细胞内的浓度的增加降低细胞内的浓度的增加降低细胞内的pHpH，引起红细胞内血红蛋白的氧亲和，引起红细胞内血红蛋白的氧亲和，引起红细胞内血红蛋白的氧亲和，引起红细胞内血红蛋白的氧亲和力下降的现象。力下降的现象。力下降的现象。力下降的现象。 vv别构效应（别构效应（别构效应（别构效应（allostericeffectallostericeffect）：）：）：）：又称之变构效应。是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致又称之变构效应。是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致又称之变构效应。是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致又称之变构效应。是寡聚蛋白与配基结合改
178、变蛋白质的构象，导致蛋白质生物活性改变的现象。蛋白质生物活性改变的现象。蛋白质生物活性改变的现象。蛋白质生物活性改变的现象。vv镰刀型细胞贫血病（镰刀型细胞贫血病（镰刀型细胞贫血病（镰刀型细胞贫血病（sickle-cellanemiasickle-cellanemia）：血红蛋白分子遗传缺陷造成）：血红蛋白分子遗传缺陷造成）：血红蛋白分子遗传缺陷造成）：血红蛋白分子遗传缺陷造成的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰刀状。其特点是病人的血红蛋白的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰刀状。其特点是病人的血红蛋白的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰刀状。其特点是病人的血红蛋白的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰
179、刀状。其特点是病人的血红蛋白-亚基亚基亚基亚基N N端的第端的第端的第端的第6 6个氨基酸残基是缬氨酸，而不是正常的谷氨酸残基。个氨基酸残基是缬氨酸，而不是正常的谷氨酸残基。个氨基酸残基是缬氨酸，而不是正常的谷氨酸残基。个氨基酸残基是缬氨酸，而不是正常的谷氨酸残基。vv蛋白质可以分为纤维蛋白和球蛋白。纤维蛋白一般都不溶于水，有一定蛋白质可以分为纤维蛋白和球蛋白。纤维蛋白一般都不溶于水，有一定蛋白质可以分为纤维蛋白和球蛋白。纤维蛋白一般都不溶于水，有一定蛋白质可以分为纤维蛋白和球蛋白。纤维蛋白一般都不溶于水，有一定的强度，具有简单重复的二级结构元件，在生物体内主要起着结构构件的强度，具有简单重复
180、的二级结构元件，在生物体内主要起着结构构件的强度，具有简单重复的二级结构元件，在生物体内主要起着结构构件的强度，具有简单重复的二级结构元件，在生物体内主要起着结构构件的作用。球蛋白是水溶性的，具有更复杂的三级结构，在一条多肽链中的作用。球蛋白是水溶性的，具有更复杂的三级结构，在一条多肽链中的作用。球蛋白是水溶性的，具有更复杂的三级结构，在一条多肽链中的作用。球蛋白是水溶性的，具有更复杂的三级结构，在一条多肽链中都含有几种类型的二级结构，多肽链折叠紧凑，疏水氨基酸残基一般都都含有几种类型的二级结构，多肽链折叠紧凑，疏水氨基酸残基一般都都含有几种类型的二级结构，多肽链折叠紧凑，疏水氨基酸残基一般都
181、都含有几种类型的二级结构，多肽链折叠紧凑，疏水氨基酸残基一般都位于球蛋白的内部，外形大致呈球状的大分子。位于球蛋白的内部，外形大致呈球状的大分子。位于球蛋白的内部，外形大致呈球状的大分子。位于球蛋白的内部，外形大致呈球状的大分子。vv多肽链中相邻氨基酸残基通过肽键连接，肽键具有部分双键特性，所以多肽链中相邻氨基酸残基通过肽键连接，肽键具有部分双键特性，所以多肽链中相邻氨基酸残基通过肽键连接，肽键具有部分双键特性，所以多肽链中相邻氨基酸残基通过肽键连接，肽键具有部分双键特性，所以整个肽单位是一个极性的平面结构。由于立体上的限制，肽键的构型大整个肽单位是一个极性的平面结构。由于立体上的限制，肽键的
182、构型大整个肽单位是一个极性的平面结构。由于立体上的限制，肽键的构型大整个肽单位是一个极性的平面结构。由于立体上的限制，肽键的构型大都是反式构型。绕都是反式构型。绕都是反式构型。绕都是反式构型。绕N-CN-CN-CN-C和和和和C-CC-CC-CC-C键的旋转赋予了多肽链构象上的柔性。键的旋转赋予了多肽链构象上的柔性。键的旋转赋予了多肽链构象上的柔性。键的旋转赋予了多肽链构象上的柔性。vv蛋白质结构水平分为四级，一级结构指的是氨基酸序列，二级结构是指蛋白质结构水平分为四级，一级结构指的是氨基酸序列，二级结构是指蛋白质结构水平分为四级，一级结构指的是氨基酸序列，二级结构是指蛋白质结构水平分为四级，
183、一级结构指的是氨基酸序列，二级结构是指在局部肽段中相邻氨基酸的空间关系，三级结构是整个多肽链的三维构在局部肽段中相邻氨基酸的空间关系，三级结构是整个多肽链的三维构在局部肽段中相邻氨基酸的空间关系，三级结构是整个多肽链的三维构在局部肽段中相邻氨基酸的空间关系，三级结构是整个多肽链的三维构象，四级结构是指能稳定结合的两条或两条以上多肽链（亚基）的空间象，四级结构是指能稳定结合的两条或两条以上多肽链（亚基）的空间象，四级结构是指能稳定结合的两条或两条以上多肽链（亚基）的空间象，四级结构是指能稳定结合的两条或两条以上多肽链（亚基）的空间关系。蛋白质具有有基因确定的唯一的氨基酸序列，一级结构决定了蛋关系
184、。蛋白质具有有基因确定的唯一的氨基酸序列，一级结构决定了蛋关系。蛋白质具有有基因确定的唯一的氨基酸序列，一级结构决定了蛋关系。蛋白质具有有基因确定的唯一的氨基酸序列，一级结构决定了蛋白质的构象。白质的构象。白质的构象。白质的构象。小小结结vv蛋白质存在几种不同的二级结构，其中包括蛋白质存在几种不同的二级结构，其中包括蛋白质存在几种不同的二级结构，其中包括蛋白质存在几种不同的二级结构，其中包括-螺旋，螺旋，螺旋，螺旋，-折叠折叠折叠折叠和转角等。右手和转角等。右手和转角等。右手和转角等。右手-螺旋是在纤维蛋白和球蛋白中发现的最常螺旋是在纤维蛋白和球蛋白中发现的最常螺旋是在纤维蛋白和球蛋白中发现的
185、最常螺旋是在纤维蛋白和球蛋白中发现的最常见的二级结构。每圈螺旋含有见的二级结构。每圈螺旋含有见的二级结构。每圈螺旋含有见的二级结构。每圈螺旋含有3.63.6个氨基酸残基，螺距为个氨基酸残基，螺距为个氨基酸残基，螺距为个氨基酸残基，螺距为0.54nm0.54nm。-折叠是另外一种常见的二级结构，分为平行和折叠是另外一种常见的二级结构，分为平行和折叠是另外一种常见的二级结构，分为平行和折叠是另外一种常见的二级结构，分为平行和反平行式的，处于反平行式的，处于反平行式的，处于反平行式的，处于-折叠的多肽链是肽链的一种伸展的状态。折叠的多肽链是肽链的一种伸展的状态。折叠的多肽链是肽链的一种伸展的状态。折
186、叠的多肽链是肽链的一种伸展的状态。 vv受到物理和化学处理（破坏次级键）后，蛋白质的三维结构受到物理和化学处理（破坏次级键）后，蛋白质的三维结构受到物理和化学处理（破坏次级键）后，蛋白质的三维结构受到物理和化学处理（破坏次级键）后，蛋白质的三维结构遭到破坏，它的生物活性会丧失，这一现象称之蛋白质变性。遭到破坏，它的生物活性会丧失，这一现象称之蛋白质变性。遭到破坏，它的生物活性会丧失，这一现象称之蛋白质变性。遭到破坏，它的生物活性会丧失，这一现象称之蛋白质变性。某些变性的蛋白质在一定的条件下可以复性，自发地折叠回某些变性的蛋白质在一定的条件下可以复性，自发地折叠回某些变性的蛋白质在一定的条件下可
187、以复性，自发地折叠回某些变性的蛋白质在一定的条件下可以复性，自发地折叠回具有生物活性的天然构象。这也表明一个蛋白质的三级结构具有生物活性的天然构象。这也表明一个蛋白质的三级结构具有生物活性的天然构象。这也表明一个蛋白质的三级结构具有生物活性的天然构象。这也表明一个蛋白质的三级结构是由它的氨基酸序列确定的。是由它的氨基酸序列确定的。是由它的氨基酸序列确定的。是由它的氨基酸序列确定的。vv大多数蛋白质中的很多肽段是处于非重复的构象区。这些区大多数蛋白质中的很多肽段是处于非重复的构象区。这些区大多数蛋白质中的很多肽段是处于非重复的构象区。这些区大多数蛋白质中的很多肽段是处于非重复的构象区。这些区域包
188、括用于连接螺旋和折叠的转角和环。二级结构进一步组域包括用于连接螺旋和折叠的转角和环。二级结构进一步组域包括用于连接螺旋和折叠的转角和环。二级结构进一步组域包括用于连接螺旋和折叠的转角和环。二级结构进一步组合又形成超二级结构（或称为基元），超二级结构处于二级合又形成超二级结构（或称为基元），超二级结构处于二级合又形成超二级结构（或称为基元），超二级结构处于二级合又形成超二级结构（或称为基元），超二级结构处于二级结构和三级结构之间。大的球状单位称为功能域，通常都与结构和三级结构之间。大的球状单位称为功能域，通常都与结构和三级结构之间。大的球状单位称为功能域，通常都与结构和三级结构之间。大的球状单位
189、称为功能域，通常都与一种特殊的功能有关。一种特殊的功能有关。一种特殊的功能有关。一种特殊的功能有关。vv血红蛋白是由血红蛋白是由血红蛋白是由血红蛋白是由4 4条肽链（两个条肽链（两个条肽链（两个条肽链（两个 和两个和两个和两个和两个 链）组成的。每条肽链）组成的。每条肽链）组成的。每条肽链）组成的。每条肽链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。血红蛋白链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。血红蛋白链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。血红蛋白链都类似于肌红蛋白的肽链，都结合一个血红素。血红蛋白的脱氧（的脱氧（的脱氧（的脱氧（T T）和氧合（）和氧合（）和氧合（）和氧合（R R）
190、构象在氧的亲和性方面有很大区）构象在氧的亲和性方面有很大区）构象在氧的亲和性方面有很大区）构象在氧的亲和性方面有很大区别。由于结构上的相互作用是与它的三级和四级结构有关，别。由于结构上的相互作用是与它的三级和四级结构有关，别。由于结构上的相互作用是与它的三级和四级结构有关，别。由于结构上的相互作用是与它的三级和四级结构有关，所以血红蛋白在结合氧的过程中显示出别构效应和协同性，所以血红蛋白在结合氧的过程中显示出别构效应和协同性，所以血红蛋白在结合氧的过程中显示出别构效应和协同性，所以血红蛋白在结合氧的过程中显示出别构效应和协同性，BPGBPG是一个重要的别构剂。是一个重要的别构剂。是一个重要的别
191、构剂。是一个重要的别构剂。 vv血红蛋白分子一级结构上的轻微差别就可能血红蛋白分子一级结构上的轻微差别就可能导致功能上的很大不同，正常成年人血红蛋导致功能上的很大不同，正常成年人血红蛋白中的白中的链的第六位的谷氨酸残基被缬氨酸取链的第六位的谷氨酸残基被缬氨酸取代就会导致镰刀形细胞贫血病的异常血红蛋代就会导致镰刀形细胞贫血病的异常血红蛋白白HbS的生成。的生成。习习题题vv区分下列各对术语：区分下列各对术语：区分下列各对术语：区分下列各对术语：a a螺旋螺旋螺旋螺旋/b/b折叠、结构域折叠、结构域折叠、结构域折叠、结构域/ /超二级超二级超二级超二级结构结构结构结构vv羊毛衫等羊毛制品在热水中洗
192、后在电干燥器内干燥，羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在电干燥器内干燥，羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在电干燥器内干燥，羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在电干燥器内干燥，则收缩。但丝制品进行同样处理，却不收缩。如何则收缩。但丝制品进行同样处理，却不收缩。如何则收缩。但丝制品进行同样处理，却不收缩。如何则收缩。但丝制品进行同样处理，却不收缩。如何解释这两种现象？解释这两种现象？解释这两种现象？解释这两种现象？ vv一个一个一个一个-螺旋片段含有螺旋片段含有螺旋片段含有螺旋片段含有180180个氨基酸残基，该片段中个氨基酸残基，该片段中个氨基酸残基，该片段中个氨基酸残基，该片段中有多少圈螺旋？计算该有多少圈螺旋？计算该有多少圈螺旋？计算该有多少圈螺旋？计算该-螺旋片段的轴长。螺旋片段的轴长。螺旋片段的轴长。螺旋片段的轴长。
