第一章蛋白質(zhì)

1、第一章蛋白質(zhì)化學第一節(jié)概述一、蛋白質(zhì)的概念（一）蛋白質(zhì)的概念英文名稱protein，字源出；蛋白質(zhì)的定義由20種左右L型a-氨基酸通過肽鍵構成并具有穩(wěn)定的構象和生物學功能的一類復雜高分子含氮化合物。特點：*構造復雜*功能多樣*分子量大*平均含氮量為16%*具有膠體性質(zhì)和性質(zhì)（二）蛋白質(zhì)在自然界的分布及重要性1.蛋白質(zhì)是一切生物體的重要組成成分 從高等動植物到微生物 從最復雜的人類到最簡單的病毒例：蛋白質(zhì)在生物體中占干重為人體：45%橫紋?。?0%心臟：60%病毒： 花生：26%細菌：5080%酵母：46.6%小麥：約9%大豆：約36%（二）蛋白質(zhì)在自然界的分布及重要性2.凡是有生命的地方，基本

2、上都有蛋白質(zhì)在起作用。蛋白質(zhì)和核酸是生命的主要物質(zhì)基礎。蛋白質(zhì)是生物表現(xiàn)千差萬別的功能的基本物質(zhì)。3蛋白質(zhì)在食品加工中的重要性；蛋白質(zhì)的加工特性影響食品的營養(yǎng)及感官品質(zhì);某些食品的制造利用蛋白質(zhì)的特性;二、蛋白質(zhì)的分類 按分子形狀分兩類：球狀蛋白和纖維狀蛋白 按蛋白質(zhì)的溶解度分七種：清蛋白、魚精蛋白、組蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶 蛋白和硬蛋白 按組成分成三類：簡單蛋白質(zhì)、結(jié)合蛋白質(zhì)和衍生蛋白質(zhì)結(jié)合蛋白質(zhì)=簡單蛋白質(zhì)+輔基 按蛋白質(zhì)的功能分兩類：活性蛋白質(zhì)和非活性蛋白質(zhì)三、蛋白質(zhì)的生物學功能由20種AA組成的20肽，其順序異構體有20！=21018種催化功能酶或輔酶如淀粉酶、蛋白酶調(diào)節(jié)功能激素蛋

3、白調(diào)節(jié)體內(nèi)新陳代謝如胰島素結(jié)構成分或支持功能-結(jié)構蛋白如膠原蛋白、a-角蛋白、絲纖蛋白等運輸功能運輸小分子和離子如血紅蛋白、色素蛋白、血清蛋白免疫防御功能保護自身生命活動如免疫球蛋白、血纖維蛋白原及干擾素收縮或運動功能鞭毛運動和肌肉收縮如肌動蛋白和肌球蛋白營養(yǎng)和貯存功能為機體提供養(yǎng)料如醇溶蛋白、卵清蛋白、酪蛋白生物膜受體功能接受和傳遞調(diào)節(jié)信息如激素受體蛋白和感覺蛋白（味覺蛋白）毒素蛋白如細菌毒素、蛇毒等控制生長、分化和遺皮生長因子、DNA蛋白等能如組蛋白、阻遏蛋白、表蛋白質(zhì)是生命現(xiàn)象的體現(xiàn)者四、蛋白質(zhì)的化學組成（一）蛋白質(zhì)的元素組成C：5055%O：2023%H：68% S：04% N：151

4、8%含氮量平均16%是蛋白質(zhì)重要特征利用蛋白質(zhì)含氮量16%特征可以進行蛋白質(zhì)含量測定1克氮相當于含6.25克蛋白質(zhì)樣品中蛋白質(zhì)含量(克%)=含氮(克)/每克樣 6.25 100不同來源蛋白質(zhì)系數(shù)不同:一般動物: 6.25植物: 5.7牛奶: 6.38大米: 5.95（二）蛋白質(zhì)的分子組成1.蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物 蛋白質(zhì)的水解過程為:蛋白質(zhì) 月示 胨 多肽 二肽 -氨基酸分子量：10451032103500-103200100 -氨基酸(amino acid)是蛋白質(zhì)的基本組成單位（二）蛋白質(zhì)的分子組成2.蛋白質(zhì)水解作用分類(1)完全水解(強酸強堿高溫作用,迅速徹底,產(chǎn)物氨基酸）酸法水解法，堿水解法

5、；(2)不完全水解(稀酸稀堿酶催化,條件溫和，產(chǎn)物除氨基 酸外,還有肽和多肽）酶水解法；第二節(jié)氨基酸的結(jié)構分類及性質(zhì)一.氨基酸的結(jié)構特點1.結(jié)構特征-氨基酸是含有NH2的有機酸NH2NH3+RCCOOHRCCOO-H特點：（1）都是-氨基酸；（2H（3）除甘氨酸（R基是H原子）外，都是L-型氨基酸，具有旋光性；氨基酸的構型與旋光性COOHCOOHH C NH2N H2 C HRRD-型氨基酸氨基酸的構型和旋光性是兩個不同的概念。L-型氨基酸構型：D-型，L-型 旋光性：左旋（-）右旋（+）2.氨基酸的種類及其結(jié)構（1）常見氨基酸甘氨酸Gly(G)亮氨酸Leu(L)酪氨酸Tyr(Y) 蘇氨酸Th

6、y(T)丙氨酸Ala(A)異亮氨酸Ile(I)纈氨酸Val(V)苯丙氨酸Phe(F)色氨酸Try,Trp(W)絲氨酸Ser(S)半胱氨酸Cys(C)甲硫氨酸Met(M)天門冬氨酸Asp(D)谷氨酸Glu(E)天門冬酰胺Asn(N)谷氨酰胺Gln(Q)精氨酸Arg(R)賴氨酸Lys(K)組氨酸His(H) 脯氨Pro(P)（2）稀有氨基酸羥脯氨酸(Hyp)羥賴氨酸(Hyly)胱氨酸(Cys)根據(jù)R基團的結(jié)構或性質(zhì)特點，巧記20種氨基酸的口訣：甘、丙、纈、亮、異、脂鏈，（脂肪鏈R基團的5種） 絲、蘇、半、蛋、羥硫添。（含-OH，-S者共4種） 天、谷、精、賴、組、酸堿；（酸性堿性者5種）脯、酪、苯

7、、色、雜芳環(huán)（芳香環(huán)和雜環(huán)R集團者4種）門冬酰胺、谷酰胺，（兩種酰胺）都有屬“常見”。（常見氨基酸都有特異的遺傳）二 .氨基酸的分類（一）分類氨基酸的四種分類方法1. 根據(jù)氨基酸的酸堿性質(zhì)分類;2. 根據(jù)R基團的化學結(jié)構分類;3. 根據(jù)R基團的極性分類;4. 根據(jù)營養(yǎng)功能分類;（二）非蛋白質(zhì)氨基酸1.根據(jù)氨基酸的酸堿性質(zhì)分類（1） 中性氨基酸：15種，最簡單為Gly；（2） 酸性氨基酸：Asp，Glu；（3） 堿性氨基酸：Lys、Arg、His；2.根據(jù)R基團的化學結(jié)構分類（1） 脂肪族氨基酸：Gly,Ala,Val,Leu,IleSer,Thr，Cys,Met,Asn,Gln,Asp,Glu

8、,Lys,Arg；（2） 芳香族氨基酸：Phe,Tyr,Try；（3） 雜環(huán)氨基酸：His；（4） 雜環(huán)亞氨基酸：Pro；3.根據(jù)R基團的極性分類（1） 非極性氨基酸脂肪烴側(cè)鏈Ala,Val,Leu,Ile；芳香環(huán)Phe,Try； 含硫氨基酸：Met；亞氨基酸：Pro（2） 極性氨基酸極性不帶電氨基酸7種：Ser，Thr，Tyr；Asn，Gln；Cys； 極性帶正電荷的氨基酸3種：Lys，Arg，His；極性帶負電荷的氨基酸2種：Asp、Glu；4.根據(jù)營養(yǎng)功能分類（1） 必需氨基酸人體和動物生長發(fā)育所必需的，但自身不能合成，必需由食物中供 給的氨基酸；賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨

9、酸、蘇氨酸、蛋氨酸、 纈氨酸（2） 非必需氨基酸（3） 半必需氨基酸組氨酸，精氨酸和酪氨酸（兒童必需的氨基酸）（二）非蛋白質(zhì)氨基酸重要的非蛋白質(zhì)氨基酸有：-丙氨酸：泛酸及輔酶A的組成成分； 鳥氨酸、瓜氨酸：尿素循環(huán)的中間體；D-谷氨酸、D-丙氨酸：參與細菌細胞壁組成的肽聚 糖；D-苯丙氨酸：組成抗生素短桿菌肽；三 .氨基酸的性質(zhì)（一）氨基酸的物理性質(zhì)1. 氨基酸均為無色結(jié)晶體或粉末，可用于鑒定；2. 氨基酸的熔點較高，一般都大于200；3. 光吸收性質(zhì)芳香族氨基酸具有特征紫外吸收，280nm吸光值測定蛋白質(zhì)含量；4. 溶解性質(zhì)溶于水，在稀酸、稀堿中溶解度好，不溶于有機溶劑；5. 旋光性質(zhì)-比旋

10、光值Dt，旋光性物質(zhì)的特征常數(shù)；（二）氨基酸的化學性質(zhì)1.解離和等電點NH2NH3+RCCOOHRCCOO-HH兼性離子離子是指在同一氨基酸分子上帶有能放出質(zhì)子的-NH3 正離子和能接受質(zhì)子的COO 負離子+-NH3+NH3+NH2OH-OH-RCHCOOHRCHCOO-R CHCOOH+H+在酸性溶液中正離子pHpIn 等電點：當調(diào)節(jié)氨基酸溶液pH值，是氨基酸分子上的-NH3+基和COO-基的解離度完全相等時，即氨基酸所帶凈電荷為零，在電場中既不向陰極移動也不向陽極移動，此時氨基酸所處溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點，用pI表示。n 特點：溶解度最小。n 應用：谷氨酸的生產(chǎn)；電泳法、離子交換

11、法分離氨基酸；氨基酸等電點的計算NH3+NH3+NH2KK21RCHCOOHRCHCOO-RCHCOOH+H+A+K1= A H+/ A+，K2= A- H+/ A，AA+= A H+/ K1A-= A K2/ H+A-當?shù)竭_等電點時， A H+/ K1= A K2/ H+，即：K1K2= H+2方程兩邊取對數(shù)，lg H+=-lg K1 lg K2，即：2pH=pK1+pK2令pI為等電點是的pH，則pI=（pK1+pK2）/2天冬氨酸解離方程式如下：NH3+NH3+NH3+NH2KK21CHCOOHCH COO- CH2COOHAspCHCOO CH2COOAsp-CH COO CH2COO

12、Asp2-CH2COOHAsp+H+H+H+n 對于中性和酸性氨基酸：pI=（pK1+pK2）/2；n 對于堿性氨基酸：pI=（pK2+pK3）/2；pHpIpHC=O H-N。蛋白質(zhì)分子中氫鍵的形成H維系蛋白質(zhì)分子構象的非共價鍵在蛋白質(zhì)分子中，由于存在數(shù)目眾多的氫鍵，故氫鍵在穩(wěn)定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構上起著重要的作用。但氫鍵的鍵能較低(12kJ/mol)，易被破壞。2.疏水鍵：非極性物質(zhì)在含水的極性環(huán)境中存在時，會產(chǎn)生一種相互聚集的力，這種力稱為疏水鍵或疏水作用力（hydrophobic interaction）。蛋白質(zhì)分子中的許多氨基酸殘基側(cè)鏈也是非極性的，這些非極性的基團在水中也可相互聚集，形

13、成疏水鍵，如Leu，Ile， Val，Phe，Ala等的側(cè)鏈基團。維系蛋白質(zhì)分子構象的非共價鍵離子鍵，又稱為鹽鍵（salt bond）是由帶正電荷基團與帶負電荷基團之間相互吸引而形成的化學鍵。在近中性環(huán)境中，蛋白質(zhì)分子中的酸性氨基酸殘基側(cè)鏈電離后帶負電荷，而堿性氨基酸殘基側(cè)鏈電離后帶正電荷，二者之間可形成離子鍵。蛋白質(zhì)分子中離子鍵的形成維系蛋白質(zhì)分子構象的非共價鍵4范德華氏引力（van der Waals force)：原子之間存在的相互作用力。5. 二硫鍵6. 酯鍵（二）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(secondary structure)是指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈原子局部的空間結(jié)構， 但與側(cè)

14、鏈R的構象無關，僅限于主鏈原子的局部空間排列。維系蛋白質(zhì)二級結(jié)構的主要化學鍵是氫鍵。蛋白質(zhì)立體結(jié)構原則：1.由于C=O雙鍵中的電子云與N原子上的未共用電子對發(fā)生“電子共振”，使肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)（圖）。2.與肽鍵相連的六個原子構成剛性平面結(jié)構。但由于a-碳原子與其他原子之間均形成單鍵， 因此相鄰的平面結(jié)構可以作相對旋轉(zhuǎn)。肽鍵平面（肽單位）肽鍵平面由于肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，使參與肽鍵構成的六個原子被束縛在同一平面上，稱為肽鍵平面（酰胺平面，肽單位）。肽鏈中從一個-碳原子到相鄰-碳原子之間的結(jié)構稱為肽單位，即肽鏈主鏈上的重復結(jié)構。肽鍵平面的形成肽鍵平面示意圖蛋白質(zhì)二級結(jié)構的類型

15、：蛋白質(zhì)的二級結(jié)構主要包括a-螺旋，b-折疊，b-轉(zhuǎn)角及無規(guī)卷曲等幾種類型。1. a-螺旋（a-helix）：左手和右手螺旋1. a-螺旋（a-helix）-螺旋結(jié)構特征：（1） 右手螺旋，類似棒狀的結(jié)構,側(cè)鏈R伸向外；（2） 一個螺旋3.6個AA殘基，螺距為0.54nm，每個AA殘基沿軸上升0.15nm沿軸旋轉(zhuǎn)100；（3）螺旋結(jié)構主要靠氫鍵穩(wěn)定；OHC （NH CH CO）3 NR-螺旋結(jié)構常用SN表示，3.613影響a-螺旋形成和穩(wěn)定的因素：（1） 氨基酸R基所帶電荷性質(zhì)；多聚賴氨酸在pH7時以無規(guī)卷曲形式存在，在pH12時，賴氨酸即自發(fā)形成-螺旋結(jié)構。（2） R基的大小u 連續(xù)兩個或兩

16、個以上Ile、Val、Leu，大R基，不易形成螺旋；（空間位阻）u 連續(xù)的幾個Ser或Thr，會破壞-螺旋；u 多肽鏈存在脯氨酸，-螺旋即被中斷，形成一個“節(jié)結(jié)”；2. b-折疊（b-pleated sheet）|又稱為-片層結(jié)構，兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈側(cè)向聚集在一起，所形成的扇面狀片層構象；|相鄰肽鏈主鏈上的氨基和羰基之間形成有規(guī)則的氫鍵，維持這種片層結(jié)構的穩(wěn)定性。2. b-折疊（b-pleated sheet）2. b-折疊（b-pleated sheet）-折疊結(jié)構特點：肽鏈幾乎是完全伸展的，呈鋸齒狀；氨基酸殘基之間的軸心距為0.35nm；相鄰肽鏈或肽段上的 CO和NH形成氫鍵，

17、 氫鍵幾乎垂直與肽鍵;R側(cè)鏈基團在肽平面上、下交替出現(xiàn)；平行和反平行式；b-折疊的平行式與反平行式排列3.b-轉(zhuǎn)角（b-turn）b-轉(zhuǎn)角（b-turn）的結(jié)構特征b-轉(zhuǎn)角是多肽鏈180回折部分所形成的二級結(jié)構，約占轉(zhuǎn)角結(jié)構的75。 主鏈骨架本身以大約180回折; 回折部分通常由四個氨基酸殘基構成; 構象依靠第一殘基的-CO基與第四殘基的-NH基之間形成氫鍵來維系。4.無規(guī)卷曲（random coil）無規(guī)卷曲（自由回轉(zhuǎn)結(jié)構）為沒有一定規(guī)律的松散肽鏈的轉(zhuǎn)角結(jié)構，約占25%。對于特定的蛋白質(zhì)分子而言，其無規(guī)卷曲部分的構象則是特異的。核糖核酸酶分子中的二級結(jié)構-轉(zhuǎn)角 無規(guī)卷曲-螺旋-折疊例題一蛋白

18、質(zhì)由a-螺旋和b-折疊結(jié)構組成，分子量為240000，肽鏈外形長為506nm，氨基酸殘基平均分子量為120，計算a-螺旋和- 折疊構象所占比率。1 蛋白質(zhì)的總氨基酸殘基數(shù)= 240000/120 = 20002 設具有a-螺旋構象的氨基酸殘基數(shù)為X，則有：506 = 0.15X + 0.35(2000-X) X = 9723 a-螺旋構象所占比率= 972/2000 = 48.6% （三）超二級結(jié)構在蛋白質(zhì)分子中，若干具有二級結(jié)構的肽段在空間上相互接近，形成的二級結(jié)構聚集體，也可稱為模體（motif)。 a-螺旋構象的聚集體（aa型） a-螺旋和b-折疊構象的聚集體（bab型） b-折疊構象的

19、聚集體（bbb型和bcb型）超二級結(jié)構在結(jié)構層次上高于二級結(jié)構，但沒 有聚集成具有功能的結(jié)構域| 超二級結(jié)構鋅指結(jié)構 (螺旋-折疊-折疊模體)轉(zhuǎn)錄因子MyoD的螺旋-環(huán)-螺旋模體 （四）結(jié)構域（domain）對于較大的蛋白質(zhì)分子或亞基，多肽鏈往往由兩個或兩個以上相對獨立的三維實體締合而成 三級結(jié)構，這種三維實體就稱結(jié)構域。|蛋白質(zhì)分子中相對獨立的實體結(jié)構（近乎球狀的三維實體部分） 。 結(jié)構域（domain）結(jié)構域通常是幾個超二級結(jié)構的組合，對于較小的蛋白質(zhì)分子，結(jié)構域與三級結(jié)構等同，即這些蛋白為單結(jié)構域。結(jié)構域一般由100200個氨基酸殘基組成，但大小范圍可達 40400 個殘基。結(jié)構域之間常

20、形成裂隙,比較松散，往往是蛋白質(zhì)優(yōu)先被水解的部位。酶的活性中心往往位于兩個結(jié)構域的界面上。結(jié)構域之間由“鉸鏈區(qū)”相連，使分子構象有一定的柔性，通過結(jié)構域之間的相對運動，使蛋白質(zhì)分子實現(xiàn)一定的生物功能。結(jié)構域可作為結(jié)構單位相對獨立運動，水解出來后仍能維持穩(wěn)定的結(jié)構，甚至保留某些生物活性（五）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構Whats tertiary structure of protein?蛋白質(zhì)三級結(jié)構(tertiary structure)指多肽鏈在二級結(jié)構,超二級結(jié)構及結(jié)構域的基礎上,由于側(cè)鏈基團間相互作用而進一步盤旋或折疊形成的空間構象。|蛋白質(zhì)分子或亞基內(nèi)所有原子的空間排布，也就是一條多肽鏈的完整的

21、三維結(jié)構。|維系三級結(jié)構的化學鍵主要是非共價鍵（次級鍵），如疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、范氏引力、配位鍵等，但也有共價鍵，如二硫鍵等。胰島素分子的三級結(jié)構溶菌酶分子的三級結(jié)構磷酸丙糖異構酶和酸激酶的三級結(jié)構（六）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構Whats quaternary structure of protein?& 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構（quaternary structure）在由多條肽鏈構成的蛋白質(zhì)分子中，具有三級結(jié)構的蛋白質(zhì)分子亞單位（亞基）彼此通過次級鍵相互連接聚合起來形成的空間構象。 就是指蛋白質(zhì)分子中亞基的種類、數(shù)量以及各個亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布，亞基間的相互作用與接觸部位的布局。（六）蛋白質(zhì)的四

22、級結(jié)構F亞基（subunit）就是指參與構成蛋白質(zhì)四級結(jié)構的、每條具有三級結(jié)構的多肽鏈。F維系蛋白質(zhì)四級結(jié)構的是鹽鍵、疏水鍵、氫鍵、范氏引力等非共價鍵。亞基的立體排布方式血紅蛋白(hemoglobin)的四級結(jié)構蛋白質(zhì)四級結(jié)構與功能的關系變構效應血紅蛋白的變構血紅蛋白的變構u 當血紅蛋白的一個a亞基與氧分子結(jié)合以后，可引 起其他亞基的構象發(fā)生改變，對氧的親和力增加， 從而導致整個分子的氧結(jié)合力迅速增高，使血紅蛋白的氧飽和曲線呈“S”形。& 變構效應：這種由于蛋白質(zhì)分子構象改變而導致蛋白質(zhì)分子功能發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為變構效應（allosteric effect）。小結(jié)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構層次一級結(jié)構

23、二級結(jié)構超二級結(jié)構結(jié)構域三級結(jié)構亞基四級結(jié)構小結(jié)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構層次一級結(jié)構二級結(jié)構超二級結(jié)構結(jié)構域三級結(jié)構亞基四級結(jié)構一級結(jié)構（氨基酸排列順序）二級結(jié)構（-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲）超二級結(jié)構（二級結(jié)構單位的集合）結(jié)構域（在空間上可以明顯區(qū)分的區(qū)域）三級結(jié)構（球狀蛋白質(zhì)中所有原子的空間位置）四級結(jié)構（復合蛋白質(zhì)的結(jié)構特征，亞基的聚集體）小結(jié)：穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構的化學鍵 維系蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構：肽鍵、二硫鍵 維系蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構：氫鍵 維系蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構：疏水鍵、氫鍵、范德華力、鹽鍵 維系蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構：范德華力、鹽鍵、疏水鍵、氫鍵a 鹽鍵（離子鍵 ）d 范德華力b氫鍵e

24、二硫鍵c疏水相互作用力f 酯鍵小結(jié)：穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構的化學鍵 氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵，均為次級鍵 氫鍵、范德華力雖然鍵能小，但數(shù)量大 疏水相互作用力對維持三級結(jié)構特別重要 鹽鍵數(shù)量小 二硫鍵對穩(wěn)定蛋白質(zhì)構象很重要，二硫鍵越多，蛋白質(zhì)構象越穩(wěn)定離子鍵氫鍵范德華力疏水相互作用力第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、性質(zhì)及等電點二、膠體性質(zhì)三、變性與復性作用 四、蛋白質(zhì)的沉淀作用五、沉降作用六、蛋白質(zhì)的顏色反應七、蛋白質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)第四節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的解離與等電點 蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的側(cè)鏈上存在游離的 溶液pHpI時，蛋白質(zhì)所帶正負電荷相等；pHpI時，蛋白質(zhì)帶凈負電荷；pHpI

25、時，蛋白質(zhì)帶凈正電荷。& 等電點時特點：（1） 凈電荷為零（2） 一定離子強度的緩沖液：等離子點特征常數(shù)（3） 多數(shù)蛋白質(zhì)在水中等電點偏酸堿性AA/酸性AA0.21.72.90.34等電點1.06.710.78.2胃蛋白酶血紅蛋白細胞色素C菊糖酶（4）導電性、溶解度、黏度及滲透壓都最小。等電沉淀和蛋白電泳：遷移率與凈電荷量、分子大小、分子形狀等有關一、蛋白質(zhì)的解離與等電點電泳： Whats electrophoresis?帶電粒子在電場中移動的現(xiàn)象稱為電泳（electrophoresis） 。一、蛋白質(zhì)的解離與等電點蛋白質(zhì)分子在一定pH的溶液中可帶凈的負電荷或正電荷，故可在電場中發(fā)生移動。不同

26、蛋白質(zhì)分子所帶電荷量不同，且分子大小也不同，故在電場中的移動速度也不同， 據(jù)此可互相分離。二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)1、蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達1100nm，處于膠體顆粒的范圍。（親水膠體）蛋白質(zhì)具有膠體溶液的性質(zhì)：布朗運動、丁道爾現(xiàn)象、不能透過半透膜、具有吸附力等。二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)2、穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個重要因素：|水化膜通過氫鍵與水結(jié)合表面電荷在非等電點狀態(tài)下，雙電層，帶|同性電荷蛋白質(zhì)分子互相排斥。蛋白質(zhì)顆粒的表面電荷和水化膜+酸堿+堿酸+在等電點的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負電荷的蛋白質(zhì)脫水作用脫水作用脫水作用+帶正電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒帶負電荷的蛋白質(zhì)

27、二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)3.蛋白質(zhì)凝膠& 凝膠作用：蛋白質(zhì)顆粒周圍的水膜是不均勻,使它們以一定的部位結(jié)合形成長鏈。這些長鏈又彼此結(jié)合成為復雜的網(wǎng)狀結(jié)構的凝膠體。 溶膠：蛋白質(zhì)作為分散相，水為連續(xù)相形成的溶液。 凝膠：蛋白質(zhì)為連續(xù)相，水為分散相形成的網(wǎng)狀凝膠體。二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)3. 蛋白質(zhì)凝膠 凝膠具有脹潤作用： 分類：（1）可逆性凝膠（2）不可逆性凝膠 部分破壞水化膜、適當加熱和遠離等電點4. 蛋白質(zhì)膠體性質(zhì)的應用uu滲析（透析）超濾三、蛋白質(zhì)的變性、復性與凝固作用Whats denaturation of protein?&在某些物理或化學因素的作用下，蛋白質(zhì)嚴格的空間結(jié)構被破壞（肽鍵不斷裂

28、，一級結(jié)構不變），從而引起蛋白質(zhì)若干理化性質(zhì)和生物學性質(zhì)的改變，稱為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。變性的因素及作用機制1、變性理論蛋白質(zhì)的變性就是天然蛋白質(zhì)分子中肽鏈的高度規(guī)則的緊密排列方式因氫鍵及其他次級鍵的破壞而變成 不規(guī)則的松散排列方式。2、引起蛋白質(zhì)變性的因素：物理因素：高溫、高壓、紫外線、電離輻射、超聲波、機械攪拌化學因素：強酸、強堿、有機溶劑、尿素、胍、重金屬鹽等。變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)改變物理性質(zhì)：旋光性改變，溶解度下降，結(jié)晶能力下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等；化學性質(zhì)：官能團反應性增加，呈色反應增強，易被蛋白酶水解。生物學性質(zhì)：原有生物學活性喪失，抗原性改變。

29、蛋白質(zhì)變性的可逆性與復性&蛋白質(zhì)變性的可逆性復性：某些蛋白質(zhì)變性后可以在一定的條件下重新形成原來的空間結(jié)構，并恢復原來部分理化特性和生物學活性，這個過程稱為蛋白質(zhì)的復性（renaturation）。 蛋白質(zhì)在體外變性后，絕大多數(shù)情況下不能復性； 如變性程度淺，蛋白質(zhì)分子的構象未被嚴重破壞；或蛋白質(zhì)具有特殊的分子結(jié)構,并經(jīng)特殊處理則可以復性。核糖核酸酶的變性與復性尿素，b-巰基乙醇天然構象去除變性劑并緩慢氧化變性狀態(tài)蛋白質(zhì)變性的可逆性與復性可逆變性：變性條件除去后仍可恢復天然狀態(tài)的變性。不可逆變性：變性條件除去后不能恢復天然狀態(tài)的變性。蛋白質(zhì)的熱變性與凝固作用1、熱變性 熱變性的定義 熱變性三個

30、階段 影響熱變性的因素:溫度、砂糖、H+濃度、蛋白質(zhì)含水量、電解質(zhì)；蛋白質(zhì)的熱變性與凝固作用2、蛋白質(zhì)的凝固作用天然蛋白質(zhì)變性后，變性蛋白質(zhì)分子互相凝集或相互穿插纏繞在一起的現(xiàn)象成為蛋白質(zhì)的凝固（coagulation） 。凝固作用分兩個階段：F 首先是變性；F 其次失去規(guī)律性的肽鏈聚集纏繞在一起而凝固或結(jié)絮;蛋白質(zhì)變性的應用F理論上：研究蛋白質(zhì)分子結(jié)構與功能,分子量測定,亞單位拆分；F 生產(chǎn)生活中有利的一面：食品加工，消毒滅菌等；非蛋白生物物質(zhì)提取純化，終止酶促反應；F 生產(chǎn)生活中不利的一面：活性蛋白制品（酶、抗體）的分離提取和保存；四、蛋白質(zhì)的沉淀作用1.Whats precipitati

31、on of protein?&外加一些因素去除蛋白質(zhì)膠體的穩(wěn)定因素后，使蛋白質(zhì)分子相互聚集而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為沉淀（precipitation）。變性后的蛋白質(zhì)由于疏水基團的暴露而易于沉淀， 但沉淀的蛋白質(zhì)不一定都是變性后的蛋白質(zhì)。|四、蛋白質(zhì)的沉淀作用2. 沉淀種類：可逆與不可逆3. 沉淀方法：| 沉淀后蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法| 沉淀后蛋白質(zhì)失去生物活性的沉淀方法四、蛋白質(zhì)的沉淀作用2. 沉淀種類：可逆與不可逆3. 沉淀方法：| 沉淀后蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法（1） 鹽析中性鹽沉淀法（2） 有機溶劑沉淀法（3） 酸沉淀法蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法（1）鹽析中性鹽沉

32、淀Whats salt precipitation of protein?& 鹽溶作用& 鹽析作用蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法（1）鹽析中性鹽沉淀Whats salt precipitation of protein?& 定義：在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)，使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出，稱為鹽析（salt precipitation）。& 作用機制:中和電荷的同時破壞水化膜;蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法（1）鹽析中性鹽沉淀|常用的中性鹽：硫酸銨、氯化鈉、硫酸鈉等。|鹽析時，pH在蛋白質(zhì)的等電點處效果最好。|鹽析沉淀蛋白質(zhì)通常不會引起蛋白質(zhì)的變性。|優(yōu)點|鹽析應用舉例

33、（1）鹽析中性鹽沉淀&分段鹽析：半飽和硫酸銨溶液可沉淀分子量較大的血漿球蛋白,而飽和硫酸銨溶液可沉淀分子量較小的血漿清蛋白。因此,使用不同濃度的硫酸銨溶液就可將分子量不同的蛋白質(zhì)進行初步分離。蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法（2）有機溶劑沉淀法 凡能與水以任意比例混合的有機溶劑，如乙醇、甲醇、等，均可用于沉淀蛋白質(zhì)。& 沉淀原理：脫水作用破壞水化膜；使水的介電常數(shù)降低，蛋白質(zhì)溶解度降低。蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉淀方法（2）有機溶劑沉淀法&處理條件： 低溫操作；沉淀完全后盡快分離；（3）酸沉淀法&機制：破壞電荷，等電點沉淀。四、蛋白質(zhì)的沉淀作用3.沉淀方法：| 沉淀后蛋白質(zhì)仍能保持生物活性的沉

34、淀方法| 沉淀后蛋白質(zhì)失去生物活性的沉淀方法（1） 重金屬鹽沉淀法（2） 生物堿試劑沉淀法（除蛋白作用）（3） 熱凝固沉淀法（4） 抗體對抗原蛋白質(zhì)的沉淀五、蛋白質(zhì)的沉降作用沉降的概念沉降速率：v=dx/dt沉降常數(shù)與單位應用：沉降速度法測定分子量的原理；梯度離心分離蛋白質(zhì)（氯化銫）；六、蛋白質(zhì)的顏色反應1.2.3.4.5.6.7.8.雙縮脲反應茚三酮反應考馬斯亮藍G250 福林酚試劑反應黃色反應-芳香族氨基酸的特有反應米倫氏反應酪氨酸的特有反應乙醛酸反應色氨酸的特有反應坂口反應精氨酸特有的反應六、蛋白質(zhì)的顏色反應1.雙縮脲反應 兩分子雙縮脲與堿性硫酸銅作用，生成粉紅色復合物 含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物，能發(fā)生同樣反應 肽鍵的反應，肽鍵