第二章蛋白质化学1(2014-2015第一学期)预案.ppt

第二章 蛋 白 质 化 学 第二章 蛋白质化学 学习要求 1.根据分子形状分：球状蛋白、纤维状蛋白。 2.根据功能分：活性蛋白、结构蛋白。 3.根据组成分： (1)简单蛋白质：清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶谷蛋白、组蛋白、精蛋白、硬蛋白。 (2)结合蛋白质：色素蛋白、金属蛋白、磷蛋白、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白。 （一）氨基酸的结构通式： (二)蛋白质氨基酸的结构特点 生物的生长、发育、细胞分化、大脑活动、肿瘤病变、免疫防御、生殖控制、抗衰老、生物钟规律及分子进化等均涉及到活性肽。生物活性肽是机体内传递信息、调节代谢和协调器官活动的重要化学信使。 谷胱甘肽 激素  抗生素 影响?-螺旋稳定的因素有： ⑴ 极大的侧链基团（存在空间位阻）； ⑵ 连续存在的侧链带有相同电荷的氨基酸残基（同种电荷的互斥效应）； ⑶ 有Pro等亚氨基酸存在（不能形成氢键）。 结构域通常是几个超二级结构的组合，对于较小的蛋白质分子，结构域与三级结构等同，即这些蛋白为单结构域。 结构域一般由100~200 个氨基酸残基组成，但大小范围可达 40~400 个残基。氨基酸可以是连续的，也可以是不连续的． 结构域之间常形成裂隙，比较松散，往往是蛋白质优先被水解的部位。酶的活性中心往往位于两个结构域的界面上． 结构域之间由“铰链区”相连，使分子构象有一定的柔性，通过结构域之间的相对运动，使蛋白质分子实现一定的生物功能。 在蛋白质分子内，结构域可作为结构单位进行相对独立的运动，水解出来后仍能维持稳定的结构，甚至保留某些生物活性． 卵溶菌酶的三级结构中的两个结构域 三、蛋白质的沉淀反应 1．盐析和盐溶法 2．有机溶剂沉淀法 3．重金属盐沉淀法 4．生物碱试剂以及某些酸类沉淀蛋白质 5．加热凝固 1．盐析和盐溶法 等电点时，无电荷间的相互作用，聚合沉淀；加入少量盐离子后破坏了这种作用，使分子分散，溶于水中 1．盐析和盐溶法 盐溶：少量的中性盐，会增加蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。 原理：蛋白质吸附某种盐离子→双电层→蛋白质彼此排斥。 蛋白质分子与水分子间的相互作用加强，因而溶解度提高。 1．盐析和盐溶法 盐析 蛋白质分子表面聚集了许多水分子，当盐浓度高时，水分子被盐抽出，蛋白质的疏水区域暴露并相互结合，沉淀。 1．盐析和盐溶法 盐析：向蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐，可有效地破坏蛋白质颗粒的水化层，同时中和了蛋白质的电荷，降低了蛋白质的溶解度，从而使蛋白质沉淀。 常用：以硫酸铵（中性盐）最常应用。因其溶解度大，且不易伤害蛋白质，另外还有硫酸钠、硫酸镁及氯化钠等。 2．有机溶剂沉淀法 可与水混合的有机溶剂，如酒精、甲醇、丙酮等能破坏蛋白质的胶体性质而使蛋白质沉淀。如酒精的消毒作用。 在低温条件下，变性进行较缓慢，可以用来制备蛋白质。其优点在于：不像盐析那样存在有大量盐类，必须经透析除去，而且有机溶剂很易通过稀释透析及蒸发等方法除去。 3．重金属盐沉淀法 pH稍大于等电点为宜，因为此时蛋白质带负电，易与金属离子结合成盐。 通常这种沉淀为变性的，如控制温度（低温）并控制重金属离子浓度，则可用于分离制备不变性的蛋白质。 4．生物碱试剂以及某些酸 类沉淀蛋白质 某些生物碱试剂（如苦味酸、钨酸、鞣酸、碘化钾等）及某些酸（三氯乙酸、水杨磺酸、硝酸等）与蛋白质结合成不溶性的盐沉淀。 沉淀条件应当是pH小于等于电点，这样蛋白质带正电，易与酸根负离子结合成盐。 5．加热凝固 将接近于等电点附近的蛋白质溶液加热可使蛋白质发生凝固而沉下。 鸡蛋煮熟后，本来流动的蛋清、蛋黄都变成固体样的东西了。 四、蛋白质的变性和复性 1．蛋白质变性的概念 2．蛋白质变性的诱因与结果 3．蛋白质变性的机理 4．蛋白质的复性 1．蛋白质变性的概念 蛋白质变性是指通过某些物理或化学因素的作用，使蛋白质天然的空间构象破坏，从而引起蛋白质若干理化和生物学性质的改变。 蛋白质变性作用的实质是维持蛋白质分子高级结构的次级键和二硫键被破坏，引起天然构象解体，但维持主链的共价键－肽键并未被打断，即一级结构保持完好。 1．蛋白质变性的概念 1．蛋白质变性的概念 2．蛋白质变性的诱因与结果 能使蛋白质变性的因素很多，可分为化学因素和物理因素两大类。 化学因素有强酸、强碱、尿素、胍、去污剂、重金属盐、三氯醋酸、磷钨酸、苦味酸、浓乙醇等。 物理因素有加热（70～100℃）、剧烈振荡或搅拌、紫外线及X射线照射、超声波等。 2．蛋白质变性的诱因与结果 蛋白质变性后，常常会有如下表现 ①生物学活性丧失 ②某些侧链基团暴露出来 ④生物化学性质的改变 ③一些理化性质改变 3．蛋白质变性的机理 目前认为蛋白质的变性作用主要是由于