清华大学《生物化学》课件第一章 蛋白质化学.ppt

纤维状蛋白的构象 角蛋白（keratin） 丝心蛋白（也称丝蛋白，fibroin） （一）简单蛋白 完全水解的产物全部为α-氨基酸，说明分子中只由α-氨基酸组成。 教材P36，表1-10。 （二）结合蛋白 由简单蛋白和非蛋白组分两部分组成，非蛋白质部分称为辅基。根据辅基的不同，结合蛋白可以分为5类：核蛋白、糖蛋白与蛋白聚糖、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白。 1.核蛋白（nucleoprotein） 由蛋白质和核酸（DNA或RNA）组成。存在于所有细胞里，细胞核里的核蛋白（染色体）是由DNA和组蛋白（His）结合而成。 细胞核中的核糖体（ribosome）就是由RNA和蛋白质组成的。 病毒（virus）全部是核蛋白。 2.糖蛋白（glycoprotein）和聚糖蛋白 由蛋白质和糖通过共价键相连而成。 连接方式：O-连接和N-连接。 功能：催化、运载、免疫、激素、保护、信号传导。 生物膜上的糖蛋白 例2 细胞色素C（cytC） 广泛存在于需氧生物细胞的线粒体（mitochondrion）中，是一种与血红素辅基相结合的单链蛋白质，在生物氧化中起重要作用。 亲缘关系越近cytC组成和结构的相似性越大，从而为生物的进化提供了证据。 与功能密切相关的氨基酸序列是不变的。 表1-6 不同生物与人的细胞色素c相比较的氨基酸差异数目 2.分子病 蛋白质一级结构中的氨基酸排列顺序与正常有所不同的遗传病。 如非洲人中流行的一种镰刀型贫血病（sickle-cell anemia），是由于病人的血红蛋白（Hb-S）与正常人的血红蛋白（Hb-A）相比有两个氨基酸的差异引起的。 正常红细胞呈双凹型，无 氧状态下仍然分散；异常 呈镰刀型，无氧状态下呈 聚集分布。 β-链的第6位氨基酸（Glu）被Val所取代 （二）蛋白质构象与功能的关系 别构现象（allosteric effect）：蛋白质的构象并不是固定不变的，当有些蛋白质的表现其生物活性时，其构象发生改变，从而改变了整个分子的性质，这种现象就称为别构现象（别构效应、变构效应）。具有这种现象的蛋白质叫别构蛋白。 S-形（S-shaped）氧合曲线 脱氧Hb对氧的亲和能力低于单独的α-或β-亚基，也低于Mb。随着氧浓度的增加，当氧首先与其中一个α-亚基结合以后，该亚基的构象发生变化，又引起另外3个亚基的构象发生变化，亚基间的次级键破坏，分子的空间构象发生改变。所有亚基血红素铁更容易与氧结合，因而Hb与氧的结合速率大大加快。 Rectangular hyperbola Sigmoid (S-shaped) 2.8 26 7.5 torr = 1 kPa P50 of Mb P50 of Hb pO2 in lung pO2 in tissue 0.50 S-形曲线和波尔效应（Bohr effect） 血红蛋白在肺部和组织中的氧合能力。 H+、CO2和有机磷酸（二磷酸甘油酸，DPG）等促进HbO2释放O2 ，这称为波尔效应。 波尔效应 七、蛋白质的性质 （一）蛋白质的相对分子量 蛋白质的相对分子量很大，一般在1,0000－1,000,000之间。 蛋白质（包括核酸）的分子量常用S表示。 沉降系数（sedimentation coefficient） ：一般是指单位（cm）离心场里的沉降速度称为沉降系数，用S表示，一个S为1×10-13秒 。 （二）蛋白质的两性电离及等电点 蛋白质也是两性电解质。 能解离的基团除α-氨基和α-羧基以外，还有侧链的ε-氨基、β-羧基、γ-羧基、咪唑基、胍基、酚基、巯基等。 蛋白质的两性解离 pH=pI pHpI pHpI 蛋白质的等电点与其氨基酸的种类和数量有关。如鱼精蛋白（12-12.4）、胃蛋白酶（1-2.5）。 等电点时蛋白质溶解度最小，容易聚集而沉淀。因此，可利用此特性进行分离、提纯。 电泳（electrophoresis） 带电的大分子化合物在电场中移动（与带电荷相反）的现象称为电泳。 蛋白质分子电泳的方向和速度取决于其带电性、电荷多少、分子量以及颗粒大小。 电泳法常用于混合蛋白质的分离和提纯。 （三）蛋白质的胶体性质 蛋白质相对分子量大，在水溶液中的形成的颗粒具有胶体溶液的特征（布朗运动、丁道尔现象、电泳现象、不能透过半透膜以及具有吸附能力等）。 透析（dialysis）：将混有小分子杂质的蛋白质通过半透膜进行纯化的过程，称为透析。 蛋白质形成稳定的亲水胶体的原因：水化层和所带电荷。 （四）蛋白质的沉淀反应 1.加高浓度盐类 盐析（salt out）：高浓度盐可以破坏蛋白质胶体周围的水膜，同时又中和了蛋白质分子的电荷，因此使蛋白质产生沉淀，这种加盐使蛋白质沉淀析出的现象，称盐析。如点卤。 2.加有机溶剂 破坏蛋白质的亲水层。 3.加重金属盐 碱性溶液中与重金属离