第二章蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能講述

1、種類種類含量含量水水5567%蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)1518%脂類脂類1015%無機(jī)鹽無機(jī)鹽34%糖類糖類12%維生素和激素維生素和激素少量少量人體的物質(zhì)組成人體的物質(zhì)組成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸糖類糖類脂類脂類生生物物分分子子生生物物大大分分子子生物大分子生物大分子 生物大分子生物大分子 通常都有一定的分子結(jié)構(gòu)通常都有一定的分子結(jié)構(gòu)規(guī)律，即由一定的規(guī)律，即由一定的基本結(jié)構(gòu)單位基本結(jié)構(gòu)單位按一定按一定的的排列順序排列順序和和連接方式連接方式形成的多聚體，形成的多聚體，如蛋白質(zhì)與核酸。如蛋白質(zhì)與核酸。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能1 1、催化功能：酶、催化功能：酶2 2、調(diào)節(jié)功能：蛋白質(zhì)或多肽激素、調(diào)節(jié)

2、功能：蛋白質(zhì)或多肽激素3 3、收縮和運(yùn)動(dòng)功能：肌動(dòng)蛋白、收縮和運(yùn)動(dòng)功能：肌動(dòng)蛋白、 肌球蛋白肌球蛋白4 4、運(yùn)輸和儲(chǔ)存功能：血紅蛋白、運(yùn)輸和儲(chǔ)存功能：血紅蛋白、 白蛋白白蛋白5 5、保護(hù)和免疫功能：凝血酶、保護(hù)和免疫功能：凝血酶、 免疫球蛋白免疫球蛋白6 6、營養(yǎng)和儲(chǔ)存功能：卵清蛋白、營養(yǎng)和儲(chǔ)存功能：卵清蛋白、 鐵蛋白鐵蛋白7 7、維持結(jié)構(gòu)：膠原蛋白、維持結(jié)構(gòu)：膠原蛋白、 彈性蛋白、角蛋白彈性蛋白、角蛋白8 8、其它功能：、其它功能：M-M-甜蛋白、甜蛋白、 蛋白質(zhì)毒素蛋白質(zhì)毒素蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)碳碳 50 55%氫氫 6 8%氧氧 19 24%氮氮 13 19%硫硫

3、 0 4% 磷、鐵、銅、鋅、磷、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬、碘錳、鈷、鉬、碘蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物即蛋白質(zhì)的基本蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物即蛋白質(zhì)的基本組成單位是組成單位是（amino acid, aa）。）。自然界自然界aa有有300多種，多種，組成人體蛋白質(zhì)的組成人體蛋白質(zhì)的aa有有（）1、都是、都是 -氨基酸氨基酸（脯（脯 氨酸為亞氨基酸）氨酸為亞氨基酸）2、R基團(tuán)的差別基團(tuán)的差別3、天然蛋白質(zhì)的天然蛋白質(zhì)的aa均為均為L(zhǎng)-構(gòu)型（構(gòu)型（除甘氨酸）除甘氨酸）20種種aa共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 非極性疏水性氨基酸（非極性疏水性氨基酸（8個(gè)）個(gè)） 不帶電荷的極性氨基酸（不帶電荷的極性氨基酸（7個(gè)）個(gè)

4、） 酸性氨基酸（酸性氨基酸（2個(gè)）個(gè)） 堿性氨基酸（堿性氨基酸（3個(gè)個(gè))脯氨酸脯氨酸丙氨酸丙氨酸纈氨酸纈氨酸亮氨酸亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸異亮氨酸異亮氨酸甘氨酸甘氨酸Gly(G)絲氨酸絲氨酸Ser(S)蘇氨酸蘇氨酸Thr(T)酪氨酸酪氨酸Tyr(Y)半胱氨酸半胱氨酸Cys(C) 天冬酰胺天冬酰胺Asn(N) 谷胺酰胺谷胺酰胺Gln(Q) 氨基酸分子中含堿性的氨基（氨基酸分子中含堿性的氨基（）和酸）和酸 性的羧基（性的羧基（ ），是），是。 使某氨基酸所帶的正、負(fù)電荷數(shù)相等時(shí)使某氨基酸所帶的正、負(fù)電荷數(shù)相等時(shí)的溶液的溶液pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)(pI) 。Trp, Tyr和

5、和Phe含有共含有共軛雙鍵，在軛雙鍵，在紫紫外外波長(zhǎng)處有特征性吸波長(zhǎng)處有特征性吸收峰。收峰。應(yīng)用：應(yīng)用：對(duì)蛋白對(duì)蛋白質(zhì)質(zhì)溶液溶液進(jìn)行定量。進(jìn)行定量。 -aa與茚三酮試劑共熱產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物與茚三酮試劑共熱產(chǎn)生藍(lán)紫色化合物可進(jìn)行可進(jìn)行aa定性和定量分析定性和定量分析氨基酸氨基酸通過通過肽鍵相互連接構(gòu)成多肽鏈肽鍵相互連接構(gòu)成多肽鏈 是由一個(gè)氨基酸是由一個(gè)氨基酸的的與另一個(gè)氨基與另一個(gè)氨基酸的酸的 脫水縮合脫水縮合形成的鍵，又稱酰胺形成的鍵，又稱酰胺鍵鍵（-CO-NH-） 。肽肽（peptide） 氨基酸之間通過肽鍵相互連接而成的化合物氨基酸之間通過肽鍵相互連接而成的化合物。寡肽：寡肽：二肽、三肽二

6、肽、三肽十肽十肽多肽：多肽：十肽以上，鏈狀十肽以上，鏈狀 游離游離 -NH2端端 游離游離 -COOH端端 編號(hào)、命名、書寫：編號(hào)、命名、書寫： 肽鏈中的氨基酸肽鏈中的氨基酸氨基酸殘基氨基酸殘基生物活性肽生物活性肽肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，C、O、N、H四個(gè)四個(gè)原子以及兩個(gè)原子以及兩個(gè)C 處在同一平面，稱處在同一平面，稱。肽鍵長(zhǎng)肽鍵長(zhǎng)0.132nm0.132nm短于短于C-NC-N單鍵單鍵(0.149nm) (0.149nm) ，長(zhǎng)于長(zhǎng)于C=NC=N雙鍵雙鍵(0.127nm) (0.127nm) ，肽鍵不能旋轉(zhuǎn)。肽鍵不能旋轉(zhuǎn)。肽鍵的肽鍵的C 和和 N周圍三個(gè)鍵角之和均為周

7、圍三個(gè)鍵角之和均為360C 兩側(cè)的單鍵能自由旋轉(zhuǎn)，旋兩側(cè)的單鍵能自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度不同使肽鏈盤曲、折轉(zhuǎn)的角度不同使肽鏈盤曲、折疊，形成主鏈構(gòu)象。疊，形成主鏈構(gòu)象。 是指氨基酸在蛋白質(zhì)多肽鏈中的排列順序。是指氨基酸在蛋白質(zhì)多肽鏈中的排列順序?；窘Y(jié)構(gòu)鍵基本結(jié)構(gòu)鍵 肽鍵：肽鍵：-CO - NH- 二硫鍵（少數(shù)）：二硫鍵（少數(shù)）：- S -S -1953，英，英，sanger，胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)是其特定蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)是其特定空間結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性的基礎(chǔ)空間結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性的基礎(chǔ) 多肽鏈骨架上各原子多肽鏈骨架上各原子(肽鍵肽鍵 和和C )的排布及相互關(guān)系。的排布

8、及相互關(guān)系。 指各氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)指各氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)(-R)中中 原子的排布及相互關(guān)系。原子的排布及相互關(guān)系。 指蛋白質(zhì)分子內(nèi)各原子圍繞某些共價(jià)鍵的指蛋白質(zhì)分子內(nèi)各原子圍繞某些共價(jià)鍵的旋轉(zhuǎn)而形成的各種空間排布及相互關(guān)系，又稱旋轉(zhuǎn)而形成的各種空間排布及相互關(guān)系，又稱構(gòu)象（構(gòu)象（conformation）。包括：）。包括：是指多肽鏈中主鏈原子在局部空間的規(guī)律是指多肽鏈中主鏈原子在局部空間的規(guī)律 性排列，不包括氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。性排列，不包括氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。 - 螺螺 旋旋 ( -helix) - 折折 疊疊 ( -sheet) - 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 角角 ( -turn)無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 (rando

9、m coil)主要化學(xué)鍵主要化學(xué)鍵 以肽鍵平面為單位，以以肽鍵平面為單位，以 C 為轉(zhuǎn)折，右手螺旋。為轉(zhuǎn)折，右手螺旋。 0.15nm 3.6個(gè)個(gè)aa = 0.54nm。 螺旋穩(wěn)定的化學(xué)鍵為螺旋穩(wěn)定的化學(xué)鍵為 R基團(tuán)伸向基團(tuán)伸向螺旋外側(cè)。螺旋外側(cè)。 其大小、形狀、性質(zhì)其大小、形狀、性質(zhì) 及所帶電荷對(duì)及所帶電荷對(duì) -螺旋螺旋 的形成和穩(wěn)定有影響。的形成和穩(wěn)定有影響。 多肽鏈相鄰肽鍵平面折疊成鋸齒狀，夾角為多肽鏈相鄰肽鍵平面折疊成鋸齒狀，夾角為110 。 可由一條肽鏈折返而成，或由可由一條肽鏈折返而成，或由2條以上肽鏈平行排列而成。條以上肽鏈平行排列而成。 相鄰肽鏈形成相鄰肽鏈形成，并與長(zhǎng)軸垂直。，

10、并與長(zhǎng)軸垂直。 R基團(tuán)交錯(cuò)伸向鋸齒上下。基團(tuán)交錯(cuò)伸向鋸齒上下。球狀蛋白分子中，多肽鏈常出現(xiàn)的球狀蛋白分子中，多肽鏈常出現(xiàn)的180180回折?；卣?。 由四個(gè)連續(xù)的氨基酸殘由四個(gè)連續(xù)的氨基酸殘 基組成。第一個(gè)氨基酸基組成。第一個(gè)氨基酸 殘基的殘基的CO與第四個(gè)氨基與第四個(gè)氨基 酸殘基的酸殘基的NH形成形成， 以穩(wěn)定轉(zhuǎn)折的構(gòu)象。以穩(wěn)定轉(zhuǎn)折的構(gòu)象。 脯氨酸常出現(xiàn)在轉(zhuǎn)角中。脯氨酸常出現(xiàn)在轉(zhuǎn)角中。除以上幾種比較規(guī)則的構(gòu)象外，其除以上幾種比較規(guī)則的構(gòu)象外，其余沒有確定規(guī)律性的肽鏈的構(gòu)象余沒有確定規(guī)律性的肽鏈的構(gòu)象 。無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 是指整條肽鏈中全部是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位氨基酸殘基的相對(duì)

11、空間位置，包含主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象置，包含主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象的全部?jī)?nèi)容。的全部?jī)?nèi)容。肌紅蛋白肌紅蛋白n 長(zhǎng)度縮短長(zhǎng)度縮短n 表面親水表面親水n 形成特定區(qū)域形成特定區(qū)域n氫鍵氫鍵 n離子鍵離子鍵n疏水鍵疏水鍵(最重要最重要)n范德華引力范德華引力n二硫鍵二硫鍵（一）多種化學(xué)鍵參與維持蛋白質(zhì)（一）多種化學(xué)鍵參與維持蛋白質(zhì) 三級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象三級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象三級(jí)結(jié)構(gòu)主要靠側(cè)鏈基團(tuán)間的三級(jí)結(jié)構(gòu)主要靠側(cè)鏈基團(tuán)間的維持穩(wěn)定維持穩(wěn)定（二）介于二、三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的模體（二）介于二、三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的模體和結(jié)構(gòu)域是蛋白質(zhì)發(fā)揮生物活性和特和結(jié)構(gòu)域是蛋白質(zhì)發(fā)揮生物活性和特殊功能的必需基本結(jié)構(gòu)殊功能的必需基本結(jié)構(gòu) 模體（模體（motif）

12、是指在多肽鏈內(nèi)，順序鄰近是指在多肽鏈內(nèi)，順序鄰近的兩個(gè)或三個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)肽段，在空間靠近的兩個(gè)或三個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)肽段，在空間靠近形成特殊的空間構(gòu)象，發(fā)揮特殊的功能。形成特殊的空間構(gòu)象，發(fā)揮特殊的功能。 螺旋螺旋-環(huán)環(huán)- 螺旋螺旋（helix-loop-helixhelix-loop-helix）鋅指結(jié)構(gòu)鋅指結(jié)構(gòu)（zinc fingerzinc finger）DNADNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域(domain) 分子量較大的蛋白質(zhì)多肽鏈中，常由數(shù)百個(gè)氨基酸殘分子量較大的蛋白質(zhì)多肽鏈中，常由數(shù)百個(gè)氨基酸殘基折疊成基折疊成1個(gè)或數(shù)個(gè)球形結(jié)構(gòu)單位，各自行使功能，稱個(gè)或數(shù)個(gè)球形結(jié)構(gòu)單位，各自行使功能，稱為結(jié)

13、構(gòu)域。為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域自身緊密，相互間聯(lián)系松弛。結(jié)構(gòu)域自身緊密，相互間聯(lián)系松弛。由兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多由兩條或兩條以上具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價(jià)鍵相互締合而成的蛋白質(zhì)肽鏈通過非共價(jià)鍵相互締合而成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象。空間構(gòu)象。次級(jí)鍵：次級(jí)鍵： 氫鍵氫鍵 離子鍵離子鍵 疏水鍵（主要）疏水鍵（主要） 范德華引力范德華引力（一）一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)（一）一級(jí)結(jié)構(gòu)是空間構(gòu)象的基礎(chǔ)（二）一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)（二）一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)1 1、相似結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為相似功能、相似結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為相似功能例例1 12 2個(gè)氨基酸的差別，相似的功能個(gè)氨基酸的差別，相似的功能例例2 22 2、不同結(jié)構(gòu)

14、具有不同功能、不同結(jié)構(gòu)具有不同功能胃蛋白酶胃蛋白酶 VS 胰蛋白酶胰蛋白酶血紅蛋白血紅蛋白 VS 肌紅蛋白肌紅蛋白胰島素胰島素 VS 生長(zhǎng)激素生長(zhǎng)激素催產(chǎn)素催產(chǎn)素 VS 抗利尿激素抗利尿激素如：如：（三）一級(jí)結(jié)構(gòu)改變可以導(dǎo)致分子?。ㄈ┮患?jí)結(jié)構(gòu)改變可以導(dǎo)致分子病 由于遺傳物質(zhì)（由于遺傳物質(zhì)（DNA）的突變，導(dǎo)）的突變，導(dǎo)致其編碼蛋白質(zhì)分子的氨基酸序列異常，致其編碼蛋白質(zhì)分子的氨基酸序列異常，而引起其生物學(xué)功能改變的遺傳性疾病而引起其生物學(xué)功能改變的遺傳性疾病稱為稱為分子病分子?。╩olecular disease）。如：如： DNA TGT GGG C T CTT TTT正常正常 mRNA A

15、CA CCC G A GAA AAA HbA(鏈）鏈） N端端蘇蘇-脯脯-谷谷-賴賴 DNA TGT GGG C T CTT TTT異常異常 mRNA ACA CCC G A GAAAAA HbS(鏈）鏈） N端端蘇蘇-脯脯-谷谷-賴賴血紅蛋白血紅蛋白鏈鏈N端第端第6位位為為取代取代HbA：正常成人血紅蛋白；：正常成人血紅蛋白；HbS：鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥血紅蛋白：鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥血紅蛋白（一）核糖核酸酶構(gòu)象破壞，其生物學(xué)活性喪失（一）核糖核酸酶構(gòu)象破壞，其生物學(xué)活性喪失（二）血紅蛋白（二）血紅蛋白（Hb）變構(gòu)引起功能改變變構(gòu)引起功能改變 亞基亞基血紅素（血紅素（Fe2+） 亞基亞基與氧可逆結(jié)

16、合與氧可逆結(jié)合緊密型緊密型(tense state，T型型) 未結(jié)合未結(jié)合O2時(shí)，緊湊，與時(shí)，緊湊，與O2親和力小親和力小 機(jī)制：機(jī)制： 1:Tyr(42) 2:Asp(99) 形成氫鍵形成氫鍵松弛型松弛型(relaxed state，R型型) 結(jié)合結(jié)合O2時(shí)，松弛，與時(shí)，松弛，與O2親和力大親和力大 機(jī)制：機(jī)制：O2結(jié)合，結(jié)合，4個(gè)個(gè)C-端的鹽鍵斷裂端的鹽鍵斷裂 1:Tyr(42) 2:Asp(99) 氫鍵斷裂氫鍵斷裂 1:Asp(94) 2:Asn(102) 形成氫鍵形成氫鍵Hb有有2種天然構(gòu)象：種天然構(gòu)象： 某些小分子物質(zhì)（某些小分子物質(zhì)（變構(gòu)劑變構(gòu)劑）特異地與蛋白質(zhì)）特異地與蛋白質(zhì)/酶

17、的變構(gòu)部位結(jié)合，改變蛋白質(zhì)酶的變構(gòu)部位結(jié)合，改變蛋白質(zhì)/酶原有的酶原有的從而調(diào)節(jié)變構(gòu)蛋白的從而調(diào)節(jié)變構(gòu)蛋白的。協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)一個(gè)亞基與配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中一個(gè)亞基與配體結(jié)合后，能影響此寡聚體中另一個(gè)亞基與配體的結(jié)合能力。另一個(gè)亞基與配體的結(jié)合能力。 正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng) 負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng) O2分壓分壓，O2 作為變構(gòu)劑使作為變構(gòu)劑使TR， 利于結(jié)合利于結(jié)合O2。 O2分壓分壓 ，CO2和和H+作為變構(gòu)劑使作為變構(gòu)劑使R T ， 利于釋放利于釋放O2。Hb的運(yùn)O2功能通過構(gòu)象的互變實(shí)現(xiàn)（一）（一）是蛋白質(zhì)分子的重要性質(zhì)是蛋白質(zhì)分子的重要性質(zhì)蛋白質(zhì)屬兩性電解質(zhì)，解離方向受介質(zhì)蛋白質(zhì)屬

18、兩性電解質(zhì)，解離方向受介質(zhì)pH的影響的影響PrNH3+COOHPrNH3+COO- -PrNH2COO- -OH- -H +OH- -H +兼性離子pH=pI陽離子pHpI 當(dāng)溶液處于某一當(dāng)溶液處于某一pH，蛋白質(zhì)分子所，蛋白質(zhì)分子所帶正、負(fù)電荷相等，即凈電荷為零，此帶正、負(fù)電荷相等，即凈電荷為零，此時(shí)溶液的時(shí)溶液的pH值稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)值稱為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(isoelectric point, pI)。溶液溶液pH pI時(shí)時(shí)，蛋白質(zhì)顆粒帶，蛋白質(zhì)顆粒帶電荷；電荷；溶液溶液pH pI時(shí)時(shí)，蛋白質(zhì)顆粒帶，蛋白質(zhì)顆粒帶電荷。電荷。 含含堿性氨基酸堿性氨基酸較多的蛋白質(zhì)，較多的蛋白質(zhì)， pI較高，

19、較高， 如組蛋白、魚精蛋白等。如組蛋白、魚精蛋白等。 含含酸性氨基酸酸性氨基酸較多的蛋白質(zhì)，較多的蛋白質(zhì)， pI較低，較低， 如：胃蛋白酶、絲蛋白等。如：胃蛋白酶、絲蛋白等。 人體蛋白質(zhì)的人體蛋白質(zhì)的pI多在多在pH5.0左右，在體左右，在體 液中以液中以陰離子陰離子形式存在。形式存在。（二）基于蛋白質(zhì)兩性解離和等電點(diǎn)性質(zhì)的（二）基于蛋白質(zhì)兩性解離和等電點(diǎn)性質(zhì)的 電泳、離子交換層析與沉淀法分離蛋電泳、離子交換層析與沉淀法分離蛋 白質(zhì)有重要應(yīng)用價(jià)值白質(zhì)有重要應(yīng)用價(jià)值 在同一在同一pH溶液中，各溶液中，各種種蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)和數(shù)蛋白質(zhì)所帶電荷性質(zhì)和數(shù)量不同，分子大小不同量不同，分子大小不同，在，

20、在同一電場(chǎng)中同一電場(chǎng)中移動(dòng)的速率不同移動(dòng)的速率不同，利用這一性質(zhì)將不同蛋白質(zhì)利用這一性質(zhì)將不同蛋白質(zhì)從混合物中分離開來的技術(shù)。從混合物中分離開來的技術(shù)。(pI=5.30(pI=5.305.35)5.35)調(diào)調(diào)pHpH堿性，去堿性雜蛋白（沉淀析出）堿性，去堿性雜蛋白（沉淀析出） 調(diào)調(diào)pHpH酸性，去酸性雜蛋白（沉淀析出）酸性，去酸性雜蛋白（沉淀析出） 調(diào)調(diào)pH5.3pH5.3，胰島素沉淀析出（粗制品），胰島素沉淀析出（粗制品） 等電點(diǎn)沉淀法分離提取蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀法分離提取蛋白質(zhì) 分子量大分子量大：1萬萬 1千萬千萬 直徑大：直徑大：1100nm 不能透過半透膜不能透過半透膜 擴(kuò)散速度慢、粘度大

21、擴(kuò)散速度慢、粘度大 可形成膠體溶液可形成膠體溶液 親水的極性基團(tuán)位于表面，可發(fā)生水合親水的極性基團(tuán)位于表面，可發(fā)生水合 作用，作用，形成水化膜，將蛋白質(zhì)顆粒相互隔開，防止聚沉。形成水化膜，將蛋白質(zhì)顆粒相互隔開，防止聚沉。 親水基團(tuán)大都能解離，使蛋白質(zhì)表面帶相同電荷親水基團(tuán)大都能解離，使蛋白質(zhì)表面帶相同電荷而相斥，防止蛋白質(zhì)顆粒聚沉。而相斥，防止蛋白質(zhì)顆粒聚沉。 （一）水化膜和表面電荷是蛋白質(zhì)（一）水化膜和表面電荷是蛋白質(zhì) 維持親水維持親水膠體膠體的穩(wěn)定因素的穩(wěn)定因素（二）多種方法可使蛋白質(zhì)沉淀（二）多種方法可使蛋白質(zhì)沉淀 鹽析鹽析 有機(jī)溶劑沉淀有機(jī)溶劑沉淀 有機(jī)酸沉淀有機(jī)酸沉淀 重金屬鹽沉淀重

22、金屬鹽沉淀分散在溶液中的蛋白質(zhì)分子發(fā)生凝聚，并從溶分散在溶液中的蛋白質(zhì)分子發(fā)生凝聚，并從溶液中沉淀、析出的現(xiàn)象稱為液中沉淀、析出的現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的沉淀蛋白質(zhì)的沉淀。1、鹽析法、鹽析法鹽鹽 析析 用高濃度的中性鹽沉淀水溶液中用高濃度的中性鹽沉淀水溶液中 蛋白質(zhì)的方法。蛋白質(zhì)的方法。常用鹽常用鹽 硫酸銨、（亞）硫酸鈉、氯化鈉等。硫酸銨、（亞）硫酸鈉、氯化鈉等。鹽析原理鹽析原理 破壞水化膜，中和電荷破壞水化膜，中和電荷分段鹽析分段鹽析 逐步增加中性鹽濃度使蛋白質(zhì)逐步增加中性鹽濃度使蛋白質(zhì) 從溶液中分段析出加以分離。從溶液中分段析出加以分離。如：如：PH=7.0時(shí)時(shí) 半飽和硫酸銨可沉淀血清球蛋白，半飽

23、和硫酸銨可沉淀血清球蛋白， 飽和硫酸銨可以沉淀血清白蛋白。飽和硫酸銨可以沉淀血清白蛋白。2、有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)、有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)機(jī)制機(jī)制 乙醇、甲醇、丙酮等能破壞乙醇、甲醇、丙酮等能破壞 蛋白質(zhì)的水化膜，在等電點(diǎn)可蛋白質(zhì)的水化膜，在等電點(diǎn)可 使之沉淀。使之沉淀。關(guān)鍵關(guān)鍵 快速低溫操作防止變性。快速低溫操作防止變性。 COO- COOH COOHP H+ P CCl3COO- P NH3+ NH3+ NH3+-OOCCl3C 3、有機(jī)酸沉淀蛋白質(zhì)、有機(jī)酸沉淀蛋白質(zhì) 苦味酸、鎢酸、鞣酸及三氯醋酸等酸苦味酸、鎢酸、鞣酸及三氯醋酸等酸性物質(zhì)可與蛋白質(zhì)正離子結(jié)合成不溶性的性物質(zhì)可與蛋白質(zhì)正離子結(jié)合成不

24、溶性的蛋白鹽沉淀。蛋白鹽沉淀。如用三氯醋酸制備無蛋白血濾液如用三氯醋酸制備無蛋白血濾液 NH3+ NH2 NH2 P OH- P Ag P COO- COO- COOAg 4、重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì)、重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì) 重金屬離子如汞、鉛、銅、銀等可與重金屬離子如汞、鉛、銅、銀等可與 蛋白質(zhì)負(fù)離子結(jié)合形成蛋白鹽沉淀。蛋白質(zhì)負(fù)離子結(jié)合形成蛋白鹽沉淀。應(yīng)用：應(yīng)用：重金屬鹽中毒，口服大量乳品、蛋清并催吐。重金屬鹽中毒，口服大量乳品、蛋清并催吐。 不同蛋白質(zhì)大小、形狀不同，在一定的離不同蛋白質(zhì)大小、形狀不同，在一定的離心力場(chǎng)作用下沉降速率不同，可用于分離蛋白質(zhì)和測(cè)心力場(chǎng)作用下沉降速率不同，可用于分離蛋白質(zhì)

25、和測(cè)定其分子量。定其分子量。（三）透析、超濾與超離心技術(shù)可用于（三）透析、超濾與超離心技術(shù)可用于 分離蛋白質(zhì)分離蛋白質(zhì)是利用超濾膜在一定壓是利用超濾膜在一定壓力下使大分子蛋白質(zhì)滯留，而力下使大分子蛋白質(zhì)滯留，而小分子物質(zhì)和溶劑濾過。小分子物質(zhì)和溶劑濾過。將混雜有低分子物質(zhì)的將混雜有低分子物質(zhì)的蛋白質(zhì)溶液放于半透膜透析袋蛋白質(zhì)溶液放于半透膜透析袋內(nèi)，除去低分子雜質(zhì)，以達(dá)到內(nèi)，除去低分子雜質(zhì)，以達(dá)到純化蛋白質(zhì)的目的。純化蛋白質(zhì)的目的。含共軛雙鍵的含共軛雙鍵的aa（色氨酸、酪氨酸、（色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸）最大吸苯丙氨酸）最大吸收峰：收峰：280nm（一）蛋白質(zhì)的紫外吸收特征可用于定量分析（一）蛋

26、白質(zhì)的紫外吸收特征可用于定量分析蛋白質(zhì)溶液的最大蛋白質(zhì)溶液的最大吸收峰：吸收峰： 在堿性條件下，蛋白質(zhì)分子內(nèi)的肽鍵在堿性條件下，蛋白質(zhì)分子內(nèi)的肽鍵可與可與Cu2+作用生成紫紅色絡(luò)合鹽。作用生成紫紅色絡(luò)合鹽。- 蛋白質(zhì)、多肽的定量測(cè)定蛋白質(zhì)、多肽的定量測(cè)定- 檢測(cè)蛋白質(zhì)的水解程度（檢測(cè)蛋白質(zhì)的水解程度（aa無此反應(yīng)）無此反應(yīng)）肽鍵及特殊基團(tuán)可與有關(guān)試劑發(fā)生呈色反應(yīng)。肽鍵及特殊基團(tuán)可與有關(guān)試劑發(fā)生呈色反應(yīng)。（二）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)可用于（二）蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng)可用于 定性、定量分析定性、定量分析 在在pH57的溶液中，蛋白質(zhì)游離的溶液中，蛋白質(zhì)游離 -氨氨基與茚三酮反應(yīng)生成藍(lán)紫色化合物?；c茚三酮反應(yīng)

27、生成藍(lán)紫色化合物。應(yīng)用：應(yīng)用：蛋白質(zhì)的定性、定量測(cè)定。蛋白質(zhì)的定性、定量測(cè)定。 在堿性條件下，蛋白質(zhì)分子中的在堿性條件下，蛋白質(zhì)分子中的酪氨酸、色氨酸可與酚試劑（磷鎢酸酪氨酸、色氨酸可與酚試劑（磷鎢酸與磷鉬酸）反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。與磷鉬酸）反應(yīng)生成藍(lán)色化合物。蛋白質(zhì)的定性、定量測(cè)定。蛋白質(zhì)的定性、定量測(cè)定。 靈敏度比雙縮脲反應(yīng)高靈敏度比雙縮脲反應(yīng)高100倍。倍。蛋白質(zhì)在某些理化因素的作用下，其空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)在某些理化因素的作用下，其空間結(jié)構(gòu)（次級(jí)鍵，特別是氫鍵）受到破壞，生物學(xué)活性喪（次級(jí)鍵，特別是氫鍵）受到破壞，生物學(xué)活性喪失，理化性質(zhì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為失，理化性質(zhì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱為

28、蛋白質(zhì)的變蛋白質(zhì)的變性（性（denaturation） 。（一）多種理化因素可以引起蛋白質(zhì)變性（一）多種理化因素可以引起蛋白質(zhì)變性 物理因素：物理因素： 高溫、高壓、振蕩或攪拌、射線線、超聲波高溫、高壓、振蕩或攪拌、射線線、超聲波 化學(xué)因素：化學(xué)因素： 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、有機(jī)溶劑和重金屬離子等強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、有機(jī)溶劑和重金屬離子等* 次級(jí)鍵破壞次級(jí)鍵破壞空間結(jié)構(gòu)的破壞或改變空間結(jié)構(gòu)的破壞或改變* 肽鍵沒有斷裂肽鍵沒有斷裂不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變不涉及一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變（二）蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)是原有的特定空間（二）蛋白質(zhì)變性的實(shí)質(zhì)是原有的特定空間 構(gòu)象被破壞或改變構(gòu)象被破壞或改變 少數(shù)蛋白質(zhì)變性后，除去

29、變性因素，仍可恢復(fù)或部少數(shù)蛋白質(zhì)變性后，除去變性因素，仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)原有的構(gòu)象及功能，稱為分恢復(fù)原有的構(gòu)象及功能，稱為復(fù)性復(fù)性（renaturation）。1、生物學(xué)活性喪失生物學(xué)活性喪失 如激素的調(diào)節(jié)作用，酶的催化作用如激素的調(diào)節(jié)作用，酶的催化作用2、疏水基團(tuán)暴露，、疏水基團(tuán)暴露，溶解性顯著降低溶解性顯著降低 易沉淀，若在遠(yuǎn)離易沉淀，若在遠(yuǎn)離pI的的pH環(huán)境，可不沉淀環(huán)境，可不沉淀 因此：變性的蛋白不一定沉淀因此：變性的蛋白不一定沉淀 沉淀的蛋白不一定變性沉淀的蛋白不一定變性3、分子的不對(duì)稱性加大分子的不對(duì)稱性加大 擴(kuò)散速度下降，溶液粘度增大，結(jié)晶能力喪失擴(kuò)散速度下降，溶液粘度增大，結(jié)晶能力喪失4、光吸收值增加光吸收值增加 5、易被蛋白酶水解、易被蛋白酶水解（三）變性蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性（三）變性蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)和生物學(xué)活性 發(fā)生改變發(fā)生改變 注射器具、傷口注射器具、傷口75%乙醇乙醇 手術(shù)器械及用品手術(shù)器械及用品高溫高壓高溫高壓 手術(shù)室手術(shù)室紫外線消毒紫外線消毒 酶、疫苗、血清、抗體等，低溫酶、疫苗、血清、抗體等，低溫 下生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸，延緩變性下生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸，延緩變性 熟食較生食易消化熟食較生食易消化（四）蛋白質(zhì)變性在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中具有重要意義（四）蛋白質(zhì)變性在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中具有重要意義*