《蛋白质化学-3》.ppt

蛋白质化学 一、什么是蛋白质? 蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)残基通过肽键(peptide bond)构成多肽链，再由一条或一条以上的多肽链按一定的方式组合成具有特定结构的生物活性分子。 ? 组成蛋白质的元素 ? 蛋白质元素组成的特点 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 四、蛋白质的分类 一、氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位 存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的基本氨基酸仅有20种 另外： 1、蛋白质中的很多氨基酸是经过加工修饰的——修饰氨基酸 如：脯氨酸 羟基化 成 羟脯氨酸 赖氨酸 羟基化 成 羟赖氨酸 2、半胱氨酸Cys常以胱氨酸的形式存在 (1) 与印三酮的反应 (2) 与甲醛的反应 取代DNFB测定蛋白质N端氨基酸，灵敏度高 （4）与异硫氰酸苯酯（PITC）的反应 蛋白质的结构The Molecular Structure of Protein 蛋白质是由许多氨基酸单位通过肽键连接起来的，具有特定分子结构的高分子化合物。 1. α-螺旋： 2. ?-折叠 β-折叠是由若干肽段或肽链排列起来所形成的扇面状片层构象 3. ?-转角 是多肽链180°回折部分所形成的一种二级结构 无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。 4. 无规卷曲 三、蛋白质的三级结构 疏水键、离子键、氢键和 Van der Waals力等。 主要的维系键： 整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置。即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。 三级结构是蛋白质结构的基础 对于单一多肽链的蛋白质，三级结构是它的最高级结构，只有具有完整的三级结构，才具有全部的生物学功能 （一） 定义 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端 为单肽蛋白质，含有153个氨基酸，有8个螺旋区 （二）结构域 大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行使其功能，称为结构域(domain) 。 四、蛋白质的四级结构 亚基(subunit) 有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 。 胰岛素受体：由4个亚基组成(α2β2) ，α亚基与β亚基形成单体(monomer)，2个单体形成二聚体(dimer)。 亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键和离子键。 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。 血红蛋白的四级结构 蛋白质的理化性质与分离纯化 The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein （一）蛋白质的两性电离 一、理化性质 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 蛋白质的等电点( isoelectricpoint, pI) 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为 （二）蛋白质的胶体性质 蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至100万之巨，其分子的直径可达1～100nm，为胶粒范围之内。 * 蛋白质胶体稳定的因素： 颗粒表面电荷(电荷层） 水化膜 + + + + + + + 带正电荷的蛋白质 － － － － － － － － 带负电荷的蛋白质 在等电点的蛋白质 水化膜 + + + + + + + + 带正电荷的蛋白质 － － － － － － － － 带负电荷的蛋白质 不稳定的蛋白质颗粒 酸 碱 酸 碱 酸 碱 脱水作用 脱水作用 脱水作用 溶液中蛋白质的聚沉 （三）蛋白质的变性、沉淀和凝固 * 蛋白质的变性(denaturation) 在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。 变性的本质 破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。 造成变性的因素 如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等 。 变性蛋白质的性质改变 ① 物理性质：旋光性改变，溶解度下降，沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等； ② 化学性质：官能团反应性增加，易被蛋白酶水解。 ③ 生物学性质：原有生物学活性丧失，抗原性改变。 * * Structure and Function of Protein