第2章 蛋白質(zhì)與核酸的化學(xué)

1、第二章第二章 蛋白質(zhì)與核酸的化學(xué)蛋白質(zhì)與核酸的化學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的分子組成蛋白質(zhì)的分子組成l 蛋白質(zhì)的定義：蛋白質(zhì)的定義：是由是由2020種氨基酸種氨基酸按一定的序列通過按一定的序列通過肽鍵肽鍵縮合而成的，具縮合而成的，具有較穩(wěn)定構(gòu)象并具有較穩(wěn)定構(gòu)象并具一定生物功能一定生物功能的生物大分子。的生物大分子。l 蛋白質(zhì)是細(xì)胞的重要組成部分，是功能最多的生物蛋白質(zhì)是細(xì)胞的重要組成部分，是功能最多的生物大分子物質(zhì)，幾乎在所有的生命過程中起著重要作用：大分子物質(zhì)，幾乎在所有的生命過程中起著重要作用：1 1）作為生物催化劑，）作為生物催化劑，2 2）代謝調(diào)節(jié)作用，）代謝調(diào)節(jié)作用，3 3）免疫保護(hù)作用

2、，）免疫保護(hù)作用，4 4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)，）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)，5 5）運(yùn)動(dòng)與支持作用，）運(yùn)動(dòng)與支持作用，6 6）參與細(xì)胞間信息傳遞。）參與細(xì)胞間信息傳遞。一、蛋白質(zhì)的元素組成一、蛋白質(zhì)的元素組成通過樣品含氮量計(jì)算樣蛋白質(zhì)含量：通過樣品含氮量計(jì)算樣蛋白質(zhì)含量：100g樣品中所含蛋白質(zhì)克數(shù)樣品中所含蛋白質(zhì)克數(shù)(g%) = 每克樣品中含氮克數(shù)每克樣品中含氮克數(shù) * 6.25 * 100主要元素：主要元素：碳碳C、氫、氫H、氧、氧O、氮、氮N大多數(shù)還含有硫；大多數(shù)還含有硫；少量含：磷、鐵、銅、錳、鋅、碘等微量元素。少量含：磷、鐵、銅、錳、鋅、碘等微量元素。特點(diǎn)：特點(diǎn)：各種蛋白質(zhì)的各種蛋白質(zhì)的含含N量

3、量很接近，平均約很接近，平均約16%。二、蛋白質(zhì)的基本組成單位二、蛋白質(zhì)的基本組成單位 氨基酸氨基酸 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：氨基酸的結(jié)構(gòu)通式： 既含有既含有氨基氨基(NH2)又含有又含有羧基羧基(COOH)。 H2N C COOHHR氨基氨基羧基羧基側(cè)鏈，代表側(cè)鏈，代表20種不同氨基酸種不同氨基酸 指體內(nèi)需要又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。指體內(nèi)需要又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。 假假 設(shè)設(shè) 來來 寫寫 一一 兩兩 本本 書書甲硫甲硫(蛋蛋) 色色 賴賴 纈纈 異亮異亮 亮亮 苯丙苯丙 蘇蘇l

4、 其余其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必須氨基酸種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必須氨基酸l 必須氨基酸：必須氨基酸：第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同層次，可將蛋白根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同層次，可將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)質(zhì)結(jié)構(gòu)分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)為蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)為蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu);二至四級(jí)為其空間結(jié)構(gòu)。二至四級(jí)為其空間結(jié)構(gòu)。（一）肽鍵和肽（一）肽鍵和肽肽鍵肽鍵: :一個(gè)氨基酸的一個(gè)氨基酸的-羧基與另一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的-氨基脫水縮合而成的化學(xué)鍵氨基脫水縮合而成的化學(xué)鍵(-CONH-(-CONH-) )稱

5、為肽鍵。稱為肽鍵。 H2N C CHR1OHO+N CHHHR2COOHH2OH2N CCHR1ONCHR2COOHH肽鍵一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)2、肽、肽定義：定義：氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物稱為氨基酸通過肽鍵連接而成的化合物稱為肽肽。 多肽鏈：多個(gè)氨基酸通過肽鍵相連而成的多肽鏈：多個(gè)氨基酸通過肽鍵相連而成的多聚體。多聚體。 二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成。二肽：由兩個(gè)氨基酸縮合而成。 三肽：由三個(gè)氨基酸縮合而成。三肽：由三個(gè)氨基酸縮合而成。 寡肽寡肽 10 氨基酸氨基酸 氨基酸殘基氨基酸殘基 肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而稍有殘缺，肽鏈中的氨基酸分子因脫水縮合而稍有殘缺，稱

6、為氨基酸殘基。稱為氨基酸殘基。 肽有兩個(gè)末端，即肽有兩個(gè)末端，即氨基末端氨基末端(N-(N-末端或末端或N-N-端端) )和和羧羧基末端基末端(C-(C-末端或末端或C-C-端端) )。 書寫時(shí)，書寫時(shí)，N-N-末端常用末端常用H-H-表示，寫在左側(cè)表示，寫在左側(cè)；C-C-末端末端常用常用-OH-OH表示，寫在右側(cè)表示，寫在右側(cè)。 順序編號(hào)從順序編號(hào)從N-N-端開始到端開始到C-C-端端。 多肽鏈中由肽鍵連接的部分稱為多肽鏈中由肽鍵連接的部分稱為主鏈或骨干結(jié)構(gòu)主鏈或骨干結(jié)構(gòu)； 氨基酸殘基的氨基酸殘基的R R基團(tuán)從主鏈的基團(tuán)從主鏈的-C-C伸出稱為伸出稱為側(cè)鏈側(cè)鏈 氨基末端氨基末端 ( N-端端

7、) 和羧基末端和羧基末端 ( C-端端) 主鏈主鏈 ( C-C-N-C ) 和側(cè)和側(cè)鏈鏈( R )H2N CCHR1ONCHR2CHNOCHCHR3ON CH HR4COOH氨基酸殘基N N- -端端C C- -端端3、生物活性肽、生物活性肽 人體內(nèi)存在某些具有重要生理功能的低分人體內(nèi)存在某些具有重要生理功能的低分子多肽，稱為子多肽，稱為生物活性肽生物活性肽。如谷胱甘肽、縮宮素、生長(zhǎng)素、腦啡肽等。如谷胱甘肽、縮宮素、生長(zhǎng)素、腦啡肽等。（二）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)（二）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)概念：概念：蛋白質(zhì)多肽鏈中蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。氨基酸的排列順序。它是蛋白質(zhì)的它是蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)。

8、 主要化學(xué)鍵：主要化學(xué)鍵：肽鍵肽鍵，也是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的，也是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的主主鍵鍵。 二硫鍵的數(shù)目和位置也包括在蛋白質(zhì)的一級(jí)二硫鍵的數(shù)目和位置也包括在蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)中。結(jié)構(gòu)中。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由遺傳信息所決定，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由遺傳信息所決定，一級(jí)一級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞，空間結(jié)構(gòu)與生理功能也就發(fā)生改結(jié)構(gòu)被破壞，空間結(jié)構(gòu)與生理功能也就發(fā)生改變變。 二硫鍵的數(shù)目和位置也包括在蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)中。二硫鍵的數(shù)目和位置也包括在蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)中。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由遺傳信息所決定，蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)由遺傳信息所決定，一級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞，空間結(jié)構(gòu)與生理功能也就發(fā)生改變一級(jí)結(jié)構(gòu)被破壞，空間結(jié)構(gòu)與生理功能也就發(fā)生改變。二、

9、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)肽鏈通過折疊、盤曲，使分子內(nèi)各原子蛋白質(zhì)肽鏈通過折疊、盤曲，使分子內(nèi)各原子形成一定的空間排布及相互關(guān)系，稱為蛋白質(zhì)的形成一定的空間排布及相互關(guān)系，稱為蛋白質(zhì)的構(gòu)象構(gòu)象，即，即空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)。 維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵主要有：維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵主要有：氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華力等非共價(jià)鍵氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、范德華力等非共價(jià)鍵和和二硫鍵二硫鍵，統(tǒng)，統(tǒng)稱為次級(jí)鍵或副鍵。稱為次級(jí)鍵或副鍵。 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)包括二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)包括二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。（一）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（一）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu) 維系二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要

10、化學(xué)鍵是維系二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵氫鍵。 指多肽鏈指多肽鏈主鏈主鏈在各個(gè)局部由于折疊、盤曲而重在各個(gè)局部由于折疊、盤曲而重復(fù)出現(xiàn)所形成的空間結(jié)構(gòu)。復(fù)出現(xiàn)所形成的空間結(jié)構(gòu)。 只涉及肽鏈主鏈，不涉及側(cè)鏈。只涉及肽鏈主鏈，不涉及側(cè)鏈。 主要主要類型類型有有 -螺旋、螺旋、 -折疊折疊、 -轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲1、 -螺旋螺旋 定義：多肽鏈的定義：多肽鏈的主鏈主鏈圍繞中心軸作有規(guī)律的盤圍繞中心軸作有規(guī)律的盤曲，成螺旋狀上升的結(jié)構(gòu)為曲，成螺旋狀上升的結(jié)構(gòu)為 -螺旋。螺旋。 走向?yàn)轫槙r(shí)針方向，稱為走向?yàn)轫槙r(shí)針方向，稱為右手螺旋右手螺旋。 維持螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的是維持螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的是氫鍵氫鍵。

11、每圈螺旋由每圈螺旋由3.6個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，一個(gè)螺旋個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，一個(gè)螺旋的高度為的高度為0.54nm。2、 -折疊折疊3、 -轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲 多肽鏈多肽鏈主鏈主鏈走向呈折紙狀，成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。走向呈折紙狀，成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。依靠依靠氫鍵氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 都以都以氫鍵氫鍵維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 （二）蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)（二）蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)u 定義：整條肽鏈定義：整條肽鏈所有原子所有原子在三維空間的排布位在三維空間的排布位置。置。u 三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要依靠三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要依靠側(cè)鏈基團(tuán)側(cè)鏈基團(tuán)相互作用生相互作用生成的各種次級(jí)鍵。成的各種次級(jí)鍵。u主要

12、次級(jí)鍵：主要次級(jí)鍵：疏水作用、離子鍵（鹽鍵）、氫疏水作用、離子鍵（鹽鍵）、氫鍵、范德華力、二硫鍵鍵、范德華力、二硫鍵等。等。u 一條肽鏈的蛋白質(zhì)具備三級(jí)結(jié)構(gòu)后即具有生物一條肽鏈的蛋白質(zhì)具備三級(jí)結(jié)構(gòu)后即具有生物學(xué)功能。學(xué)功能。 （三）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)（三）蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu) 由兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚由兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成、有特定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)構(gòu)象。合而成、有特定三維結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)構(gòu)象。每條具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈又稱為每條具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈又稱為亞基亞基。 各亞基之間的結(jié)合力各亞基之間的結(jié)合力：疏水作用、氫鍵、離子疏水作用、氫鍵、離子鍵、范德華力鍵、范德華

13、力。 亞基單獨(dú)存在沒有活性。亞基單獨(dú)存在沒有活性。只有聚合在一起的四只有聚合在一起的四級(jí)結(jié)構(gòu)，才具有蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性級(jí)結(jié)構(gòu)，才具有蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1、蛋白質(zhì)的定義，組成蛋白質(zhì)的四種主要元素。、蛋白質(zhì)的定義，組成蛋白質(zhì)的四種主要元素。2、蛋白質(zhì)的平均含氮量是多少。、蛋白質(zhì)的平均含氮量是多少。3、蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么，寫出其通式。、蛋白質(zhì)的基本組成單位是什么，寫出其通式。4、必需氨基酸的概念，具體是哪幾種。、必需氨基酸的概念，具體是哪幾種。5、肽鍵、肽、氨基酸殘基、主鏈、側(cè)鏈的概念。、肽鍵、肽、氨基酸殘基、主鏈、側(cè)鏈的概念。6、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的概

14、念，維持一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。、蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的概念，維持一級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。7、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的概念，維持二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的概念，維持二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。8、二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式。、二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式。9、蛋白質(zhì)三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)的概念，維持其結(jié)構(gòu)的主要化、蛋白質(zhì)三級(jí)、四級(jí)結(jié)構(gòu)的概念，維持其結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵。學(xué)鍵。是由是由2020種氨基酸種氨基酸按一定的序列通過按一定的序列通過肽鍵肽鍵縮合而成的，具縮合而成的，具有較穩(wěn)定構(gòu)象并具有較穩(wěn)定構(gòu)象并具一定生物功能一定生物功能的生物大分子。的生物大分子。主要元素：碳、氫、氧、氮。主要元素：碳、氫、氧、氮。16% 指體內(nèi)需要又不能自

15、身合成，必須由食物供給的氨基酸。指體內(nèi)需要又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。蛋白質(zhì)多肽鏈中蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序，是是基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)。主要化學(xué)鍵：肽鍵。主要化學(xué)鍵：肽鍵。 指多肽鏈指多肽鏈主鏈主鏈在各個(gè)局部由于折疊、盤曲而重在各個(gè)局部由于折疊、盤曲而重復(fù)出現(xiàn)所形成的空間結(jié)構(gòu)。復(fù)出現(xiàn)所形成的空間結(jié)構(gòu)。主要化學(xué)鍵：氫鍵。主要化學(xué)鍵：氫鍵。 主要主要類型類型有有 -螺旋、螺旋、 -折疊折疊、 -轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)角、無規(guī)則卷曲第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和分類蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和

16、分類一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1、兩性電離和等電點(diǎn)、兩性電離和等電點(diǎn)2、親水膠體性質(zhì)、親水膠體性質(zhì)3、蛋白質(zhì)的沉淀、蛋白質(zhì)的沉淀4、蛋白質(zhì)的變性、蛋白質(zhì)的變性5、紫外吸收性質(zhì)及呈色反應(yīng)、紫外吸收性質(zhì)及呈色反應(yīng)（一）兩性電離和等電點(diǎn)（一）兩性電離和等電點(diǎn)蛋白質(zhì)分子中蛋白質(zhì)分子中既含有呈既含有呈堿性的氨基堿性的氨基，能發(fā)生堿式電離，能發(fā)生堿式電離又含有又含有呈呈酸性的羧基酸性的羧基，能發(fā)生酸式電離，能發(fā)生酸式電離故蛋白質(zhì)能發(fā)生兩性電離故蛋白質(zhì)能發(fā)生兩性電離 等電點(diǎn)等電點(diǎn)：蛋白質(zhì)在某一：蛋白質(zhì)在某一pH溶液時(shí)，解離成正、溶液時(shí)，解離成正、負(fù)離子的趨勢(shì)相等，所帶正、負(fù)電荷數(shù)相等，稱負(fù)離子

17、的趨勢(shì)相等，所帶正、負(fù)電荷數(shù)相等，稱為兼性離子。此時(shí)溶液的為兼性離子。此時(shí)溶液的pH稱為該蛋白質(zhì)的等電稱為該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，用點(diǎn)，用pI表示。表示。 溶液溶液pHpI時(shí)，蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等；時(shí)，蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等； pHpI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈負(fù)電荷；時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈負(fù)電荷； pHpI時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈正電荷時(shí)，蛋白質(zhì)帶凈正電荷。 人體血漿中蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)大多數(shù)接近人體血漿中蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)大多數(shù)接近pH5.0，所以血漿中蛋白質(zhì)在所以血漿中蛋白質(zhì)在pH=7.4的環(huán)境下以的環(huán)境下以陰離子陰離子形形式存在。式存在。電泳：電泳：溶液中帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中向溶液中帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中向電性相反電性相反的電極移動(dòng)的現(xiàn)

18、象稱為電泳的電極移動(dòng)的現(xiàn)象稱為電泳 蛋白質(zhì)分子在一定蛋白質(zhì)分子在一定pH的溶液中可帶凈的的溶液中可帶凈的負(fù)負(fù)電荷或電荷或正正電荷，故可在電場(chǎng)中發(fā)生移動(dòng)。電荷，故可在電場(chǎng)中發(fā)生移動(dòng)。不同蛋白質(zhì)分子所帶不同蛋白質(zhì)分子所帶電荷量電荷量不同，且不同，且分子分子大小大小也不同，故在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度也不同，也不同，故在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度也不同，據(jù)此可互相分離。據(jù)此可互相分離。二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達(dá)達(dá)1100nm，處于，處于膠體顆粒的范圍。（親水膠體）膠體顆粒的范圍。（親水膠體）蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)：蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)、丁達(dá)布

19、朗運(yùn)動(dòng)、丁達(dá)爾效應(yīng)、不能透過半透膜、具有吸附力爾效應(yīng)、不能透過半透膜、具有吸附力等。等。1 1、蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)、蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)2 2、穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素：、穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素：| 水化膜水化膜 - 通過通過氫鍵氫鍵與水結(jié)合與水結(jié)合| 表面電荷表面電荷- 在非等電點(diǎn)狀態(tài)下，在非等電點(diǎn)狀態(tài)下，雙電層雙電層，帶，帶 同性電荷蛋白質(zhì)分子互相排斥。同性電荷蛋白質(zhì)分子互相排斥。 蛋白質(zhì)不能透過半透膜，細(xì)胞膜是半透膜，所蛋白質(zhì)不能透過半透膜，細(xì)胞膜是半透膜，所以以正常尿液不含蛋白質(zhì)正常尿液不含蛋白質(zhì)。透析：透析：是利用透

20、析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子是利用透析袋把大分子蛋白質(zhì)與小分子化合物分開的方法?；衔锓珠_的方法?？捎糜诩兓鞍踪|(zhì)?？捎糜诩兓鞍踪|(zhì)。（三）蛋白質(zhì)的沉淀（三）蛋白質(zhì)的沉淀概念：概念：蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀。常用的沉淀方法常用的沉淀方法鹽析法；鹽析法； 有機(jī)溶劑沉淀法；有機(jī)溶劑沉淀法； 某些酸類沉淀法；某些酸類沉淀法； 重金屬鹽沉淀法。重金屬鹽沉淀法。1、鹽析、鹽析 向蛋白質(zhì)溶液中加入一定濃度的向蛋白質(zhì)溶液中加入一定濃度的中性鹽中性鹽（硫酸（硫酸銨、硫酸鈉和氯化鈉等），可銨、硫酸鈉和氯化鈉等），可破壞蛋白質(zhì)表面的破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜并中和電荷水化膜并中

21、和電荷，從而使蛋白質(zhì)從溶液中析出，從而使蛋白質(zhì)從溶液中析出的現(xiàn)象稱為鹽析。的現(xiàn)象稱為鹽析。作用機(jī)制作用機(jī)制: 中和電荷的同時(shí)破壞水化膜中和電荷的同時(shí)破壞水化膜;常用的中性鹽：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。常用的中性鹽：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。鹽析時(shí)，鹽析時(shí)，pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。處效果最好。鹽析沉淀蛋白質(zhì)通常鹽析沉淀蛋白質(zhì)通常不會(huì)引起蛋白質(zhì)的變性不會(huì)引起蛋白質(zhì)的變性，用于蛋白質(zhì)的分離。用于蛋白質(zhì)的分離。蛋白質(zhì)顆粒的表面電荷和水化膜蛋白質(zhì)顆粒的表面電荷和水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì)+帶正電荷的蛋白

22、質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用沉淀沉淀2、有機(jī)溶劑沉淀法、有機(jī)溶劑沉淀法用有機(jī)溶劑：用有機(jī)溶劑：酒精、甲醇、丙酮酒精、甲醇、丙酮，破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜破壞蛋白質(zhì)表面的水化膜。3、某些酸類沉淀法、某些酸類沉淀法 黃酰水楊酸、三氯醋酸、濃硝酸、苦味酸、黃酰水楊酸、三氯醋酸、濃硝酸、苦味酸、磷鎢酸、鞣酸磷鎢酸、鞣酸等，與蛋白質(zhì)的正離子結(jié)合成等，與蛋白質(zhì)的正離子結(jié)合成不溶性的鹽而沉淀。不溶性的鹽而沉淀。 此法應(yīng)調(diào)整此法應(yīng)調(diào)整pH小于該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)小于該蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。往往引起蛋白

23、質(zhì)的往往引起蛋白質(zhì)的變性變性。應(yīng)用：臨床上可用這些酸類檢查尿蛋白等。應(yīng)用：臨床上可用這些酸類檢查尿蛋白等。4、重金屬鹽沉淀法、重金屬鹽沉淀法此法常引起蛋白質(zhì)此法常引起蛋白質(zhì)變性變性。應(yīng)用：搶救重金屬中毒的病人。應(yīng)用：搶救重金屬中毒的病人。（四）蛋白質(zhì)的變性（四）蛋白質(zhì)的變性1、概念：、概念：在某些物理或化學(xué)因素作用下，蛋白質(zhì)空間在某些物理或化學(xué)因素作用下，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致理化性質(zhì)改變和生物活性降低以致喪失結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致理化性質(zhì)改變和生物活性降低以致喪失的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用 物理因素：物理因素：高溫、高壓、紫外線、高溫、高壓、紫外線、X射線、超聲破及強(qiáng)烈震

24、蕩等。射線、超聲破及強(qiáng)烈震蕩等。 化學(xué)因素：化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、有機(jī)溶劑等。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、有機(jī)溶劑等。2、引起變性的因素、引起變性的因素變性的本質(zhì)變性的本質(zhì)： 破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。破壞非共價(jià)鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)變性后的性質(zhì)改變蛋白質(zhì)變性后的性質(zhì)改變： 溶解度降低、粘度增加、結(jié)晶能力消失、生物活性溶解度降低、粘度增加、結(jié)晶能力消失、生物活性喪失及易受蛋白酶水解。喪失及易受蛋白酶水解。復(fù)性復(fù)性： 若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為仍可恢

25、復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性復(fù)性。 變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時(shí)蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。并不變性。蛋白質(zhì)的凝固作用蛋白質(zhì)的凝固作用： 蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊，蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅(jiān)固的凝塊，此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。此凝塊不易再溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中。（五）紫外吸收和呈色反應(yīng)（五）紫外吸收和呈色反應(yīng)l 紫外吸收：紫外吸收：酪氨酸酪氨酸和和色氨酸色氨酸對(duì)紫外線有吸收作用。對(duì)紫外線有吸收作用。l 最大吸收峰在最大吸收峰在280nm波長(zhǎng)處，利用此特性，可測(cè)定波長(zhǎng)處，利用此特性，可測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。蛋白質(zhì)的含量

26、。l 呈色反應(yīng)：呈色反應(yīng)： 雙縮脲反應(yīng)：雙縮脲反應(yīng)：在在堿堿性溶液中與性溶液中與銅離子銅離子作用生成作用生成紫紅紫紅色色絡(luò)合物。絡(luò)合物。 與與酚試劑酚試劑反應(yīng)生成反應(yīng)生成藍(lán)色藍(lán)色化合物?；衔铩?在在酸酸性溶液中可與染料性溶液中可與染料“考馬斯亮藍(lán)考馬斯亮藍(lán)”產(chǎn)生顏色反產(chǎn)生顏色反應(yīng)，由應(yīng)，由棕紅色棕紅色變?yōu)樽優(yōu)樗{(lán)色藍(lán)色。二、蛋白質(zhì)的分類二、蛋白質(zhì)的分類（一）按分子形狀分類（一）按分子形狀分類1、球狀蛋白、球狀蛋白 分子形狀接近球狀或橢圓狀，分子的長(zhǎng)短軸之比小于分子形狀接近球狀或橢圓狀，分子的長(zhǎng)短軸之比小于10，多為可溶性蛋白。，多為可溶性蛋白。 2、纖維狀蛋白、纖維狀蛋白 分子形狀類似細(xì)棒或纖

27、維狀，分子的長(zhǎng)短軸之比大于分子形狀類似細(xì)棒或纖維狀，分子的長(zhǎng)短軸之比大于10，一般不溶于水，多為結(jié)構(gòu)蛋白，主要起支撐和保護(hù)，一般不溶于水，多為結(jié)構(gòu)蛋白，主要起支撐和保護(hù)作用，更新較慢。作用，更新較慢。 （二）按組成分類（二）按組成分類1、單純蛋白質(zhì)：、單純蛋白質(zhì)： 其水解產(chǎn)物僅為其水解產(chǎn)物僅為氨基酸氨基酸，沒有其他產(chǎn)物。，沒有其他產(chǎn)物。2、結(jié)合蛋白質(zhì)：、結(jié)合蛋白質(zhì)：由蛋白質(zhì)與非蛋白部分組成。由蛋白質(zhì)與非蛋白部分組成。 核蛋白：核蛋白：輔基為核酸。輔基為核酸。 糖蛋白：糖蛋白：輔基為糖類，如唾液中的黏蛋白就是由粘輔基為糖類，如唾液中的黏蛋白就是由粘蛋白就是由粘多糖和蛋白質(zhì)組成。蛋白就是由粘多糖和

28、蛋白質(zhì)組成。 脂蛋白：脂蛋白：輔基為脂類，是各種生物膜的主要成分，輔基為脂類，是各種生物膜的主要成分，如血漿脂蛋白，與脂類的消化、吸收和動(dòng)員利用有關(guān)。如血漿脂蛋白，與脂類的消化、吸收和動(dòng)員利用有關(guān)。（三）按溶解度分類（三）按溶解度分類可溶性蛋白質(zhì)、醇溶性蛋白質(zhì)、不溶性蛋白質(zhì)可溶性蛋白質(zhì)、醇溶性蛋白質(zhì)、不溶性蛋白質(zhì)（四）按功能分類（四）按功能分類酶蛋白（生物催化劑）酶蛋白（生物催化劑）調(diào)節(jié)蛋白（代謝調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蛋白（代謝調(diào)節(jié)激素）激素）運(yùn)輸?shù)鞍走\(yùn)輸?shù)鞍捉Y(jié)構(gòu)蛋白結(jié)構(gòu)蛋白受體（參與細(xì)胞間信息傳遞）受體（參與細(xì)胞間信息傳遞）防御蛋白（免疫保護(hù)）防御蛋白（免疫保護(hù)）第四節(jié)第四節(jié) 核酸的化學(xué)核酸的化學(xué) 目的與

29、要求：目的與要求：掌握：掌握：核酸的分子組成；核酸的分子組成； 核酸的分子結(jié)構(gòu)。核酸的分子結(jié)構(gòu)。了解：了解：某些重要的核苷酸。某些重要的核苷酸。 重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：重點(diǎn)：化學(xué)組成；兩類核酸分子組成異同；化學(xué)組成；兩類核酸分子組成異同； 核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)及其主要化學(xué)鍵；核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)及其主要化學(xué)鍵； DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)及堿基配對(duì)規(guī)律；右手雙螺旋結(jié)構(gòu)要點(diǎn)及堿基配對(duì)規(guī)律； mRNA、tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；難點(diǎn)：難點(diǎn)：DNA的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu) l 核酸：核酸：是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息攜帶和傳遞遺傳信息。l 分

30、為分為脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)和和核糖核酸核糖核酸(RNA)兩類。兩類。 一、核酸的分子組成一、核酸的分子組成堿基：堿基：戊糖：戊糖：磷酸：磷酸：嘌呤堿、嘧啶堿嘌呤堿、嘧啶堿核糖、脫氧核糖核糖、脫氧核糖（一）核酸的基本成分（一）核酸的基本成分 元素組成：元素組成：C、H、O、N、P（910%）1、戊糖：戊糖： D-核糖核糖(RNA)、D-2-脫氧核糖脫氧核糖(DNA)。2、含氮堿、含氮堿嘌呤堿：嘌呤堿：腺嘌呤腺嘌呤（A）、）、鳥嘌呤鳥嘌呤（G） 嘧啶堿：嘧啶堿：胞嘧啶胞嘧啶（C）、）、尿嘧啶尿嘧啶（U）、）、胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T） DNA中的堿基（中的堿基（A、G、C、T），）， R

31、NA中的堿基（中的堿基（A、G、C、U）。）。 （二）組成核酸的基本單位（二）組成核酸的基本單位核苷酸核苷酸1、核苷：、核苷： 含氮堿含氮堿與與戊糖戊糖通過通過糖苷鍵糖苷鍵形成的化合物稱為形成的化合物稱為核苷核苷。 其中，其中，戊糖的第一位碳原子戊糖的第一位碳原子分別于分別于嘌呤堿的嘌呤堿的N-9和和嘧啶堿的嘧啶堿的N-1相連接，形成相連接，形成核糖核苷核糖核苷或或脫氧核糖核脫氧核糖核。2、核苷酸：、核苷酸： 核苷中核苷中戊糖的戊糖的C-5上的羥基與上的羥基與磷酸磷酸通過通過磷酸酯鍵磷酸酯鍵連接生連接生成成核苷酸核苷酸，稱為，稱為5-核苷酸。核苷酸。組成組成RNA的核苷酸主要有：的核苷酸主要有

32、：AMP、GMP、CMP、UMP 組成組成DNA的核苷酸主要有：的核苷酸主要有：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP 5 -磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)OO（N = A、G、C、U、T）HH(O)H1 2 NOHCH2HH5 4 3 PO-OOO-核糖核糖(pentose sugar )磷酸磷酸(phosphate) 堿基堿基(nitrogenous base)2.1.1 堿基堿基(base)、核苷、核苷(nucleoside)、核苷酸、核苷酸(nucleotide)的概念和關(guān)系的概念和關(guān)系 Nitrogenous basePentose sugarHOCH2HOHDeoxyri

33、bose (in DNA)HOCH2HOOHRibose (in RNA)PhosphatePyrimidineCytosineThymineUracilCUTPurineAdenineGuanineAG核苷酸核苷酸磷磷酸酸核核苷苷戊戊糖糖堿堿基基2.1.2 基本堿基結(jié)構(gòu)和命基本堿基結(jié)構(gòu)和命名名嘌呤（嘌呤（purine)嘧啶嘧啶(pyrimidine)Adenine (A)Guanine (G)Cytosine (C)Uracil (U)Thymine (T)核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名腺嘌呤核苷酸（腺嘌呤核苷酸（ AMP） Adenosine monophosphate脫氧腺嘌呤核苷

34、酸（脫氧腺嘌呤核苷酸（dAMP） Deoxyadenosine monophosphate鳥嘌呤核苷酸（鳥嘌呤核苷酸（GMP）胞嘧啶核苷酸（胞嘧啶核苷酸（CMP）尿嘧啶核苷酸（尿嘧啶核苷酸（UMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸（脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸（脫氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）HOH2.1.3 常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名常見（脫氧）核苷酸的結(jié)構(gòu)和命名PPPPPPPP鳥嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸（GMP）尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸（UMP）胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸（CMP）腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸（AMP）脫氧腺嘌呤核苷酸脫氧腺嘌呤核苷

35、酸（dAMP）脫氧鳥嘌呤核苷酸脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGMP）脫氧胞嘧啶核苷酸脫氧胞嘧啶核苷酸（dCMP）脫氧胸腺嘧啶核苷酸脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）二、核酸的分子結(jié)構(gòu)二、核酸的分子結(jié)構(gòu)（一）核酸分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)（一）核酸分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)概念：概念：核苷酸間的連接鍵：核苷酸間的連接鍵：具有方向性具有方向性3，5-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 核酸中核酸中核苷酸核苷酸的排列順序。的排列順序。 由于核苷酸間的差異主要是由于核苷酸間的差異主要是堿基堿基不同，所以也稱為不同，所以也稱為堿基序堿基序列列。OHOHOH5 3 RNARNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu) DNADNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)5 3 OHOHOH5 3 RNA

36、RNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)（二）核酸分子的空間結(jié)構(gòu)（二）核酸分子的空間結(jié)構(gòu)1、DNA的空間結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) DNA分子中各脫氧核苷酸之分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式（間的連接方式（3 -5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵）和排列順序叫做）和排列順序叫做DNA的一級(jí)結(jié)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)稱為堿基序列。一級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)，簡(jiǎn)稱為堿基序列。一級(jí)結(jié)構(gòu)的走向的規(guī)定為走向的規(guī)定為5 3 。不同的。不同的DNA分子具有不同的核苷酸排列分子具有不同的核苷酸排列順序，因此攜帶有不同的遺傳信息順序，因此攜帶有不同的遺傳信息。 一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法 結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式結(jié)構(gòu)式，線條式，字母式5 3 DNAD

37、NA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法5 3 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式5 3 p p p pOH3 ACTG1 線條式線條式5 ACTGCATAGCTCGA 3 字母式字母式DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成5 3 5 3 5 3 5 3 磷酸磷酸核糖核糖堿基堿基T-A堿基對(duì)堿基對(duì)C-G堿基對(duì)堿基對(duì)DNA的雙螺旋模型特點(diǎn)的雙螺旋模型特點(diǎn) a. 兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈沿一個(gè)假設(shè)的兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈沿一個(gè)假設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成。一條鏈為中心軸右旋相互盤繞而形成。一條鏈為5 3 走走向，另一條為向，另一條為3 - 5 走向。走向。 b. 磷酸和脫氧核糖單位作為不變的骨架組成位磷酸和脫氧

38、核糖單位作為不變的骨架組成位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)，鏈間堿于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)，鏈間堿基按基按AT，GC配對(duì)（配對(duì)（堿基配對(duì)原則堿基配對(duì)原則，Chargaff定律定律） c. 螺旋直徑螺旋直徑2nm，相鄰堿基平面垂直距離，相鄰堿基平面垂直距離0.34nm,螺旋結(jié)構(gòu)每隔螺旋結(jié)構(gòu)每隔10個(gè)堿基對(duì)重復(fù)一次，間隔個(gè)堿基對(duì)重復(fù)一次，間隔為為3.4 nm。 氫鍵氫鍵 堿基堆集力堿基堆集力 磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和組蛋白或正離子中和 堿基處于疏水環(huán)境中堿基處于疏水環(huán)境中DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意

39、義的意義 該模型揭示了該模型揭示了DNADNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價(jià)值的是確認(rèn)了特征，最有價(jià)值的是確認(rèn)了堿基配對(duì)堿基配對(duì)原則，這原則，這是是DNADNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提遺傳信息傳遞和表達(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是出是2020世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。速發(fā)展的基石。DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu) 超螺旋結(jié)構(gòu)：超螺旋結(jié)構(gòu)：DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺雙螺旋鏈再盤繞即形成超螺旋結(jié)構(gòu)。旋結(jié)構(gòu)。 原核生物原核生物DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)是環(huán)狀超螺旋。的高級(jí)結(jié)構(gòu)是環(huán)狀超螺旋。 真核生物染色質(zhì)真核生物染色質(zhì)(chromatin)DNA是線性雙螺旋，是線性雙螺旋，它纏繞在組蛋白的八