生物化学蛋白质化学下.ppt

四 超二级结构和结构域 超二级结构（supersecondary structure）是指在多肽链中彼此邻近的二级结构在空间折叠时相互靠近，相互作用，形成了一个有规则的二级结构聚集体，称为超二级结构。目前发现的超二级结构有α螺旋组合（αα）、β折叠组合（βββ）和α螺旋β折叠组合（βαβ），其中以βαβ组合最为常见。这些超二级结构可以直接作为组成单位参与三级结构或结构域的构建，它是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个过渡层次，故称超二级结构。也称为基元(motif)或基序或模体。 蛋白质的超二级结构是指由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则在空间上能够辨认的二级结构组合体，有三种基本组合形式αα、αβα、βββ。 结构域（Structural Domain）是介于二级和三级结构之间的一种结构层次。是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域，是蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。 结构域与结构域之间常常有一段长短不等的肽链相连，形成所谓铰链区。不同蛋白质分子中结构域的数目不同，同一蛋白质分子中的几个结构域彼此相似或很不相同。常见结构域的氨基酸残基数在100～400个之间，最小的结构域只有40～50个氨基酸残基，大的结构域可超过400个氨基酸残基。 结构域一般都具有一定的功能 。也叫模体（motif）或基序 五 球状蛋白的三级结构 由蛋白质二级结构、超二级结构或结构域相互连接组合形成的蛋白质构象结构称谓蛋白质三级结构。 具有三级结构的多肽链称谓亚基（subunit）。单个多肽链构成的蛋白，具有三级结构才能有活性。多条肽链形成蛋白，需要亚基进一步组合才能有活性。 亲水基团在外，疏水基团在内，形成疏水核心。 维持蛋白质三级结构的化学键为非共价键 氢键；盐碱（离子键）；疏水键；范德华力；配 位键；二硫键 六 蛋白质四级结构 由两条或以上的具有三级结构的多肽链以非共价键形式组合在一起，形成的结构称谓蛋白质四级结构。 第四节 蛋白质结构与功能关系 自然规律：结构决定功能，功能反应结构 一 蛋白质一级结构决定高级结构 二 结构与功能 一级结构 相似蛋白序列相似； 氨基酸变异造成功能丧失。 空间结构与功能 构象与功能 镰刀型贫血症： 具体几种蛋白的功能 胰岛素（Insulin） 血红蛋白（Hemoglobin） 免疫球蛋白（Immunoglobulin） 膜蛋白结构 前蛋白原的活化 第五节 蛋白质性质 一 蛋白质胶体性质 亲水胶体(1-100nm的)粒子，具有胶体溶液性质（真溶液） 丁达尔现象；布朗运动；不透过半透膜；稳定胶体溶液（真溶液）。 形成稳定胶体溶液的因素： 水化膜和同性电荷 二 两性解离和等电点 三 蛋白质变性作用和复性 蛋白质变性（Denaturation） 蛋白质复性（Renaturation) 四 蛋白质沉淀（sedimentation）作用 precipitation（沉淀）； Aggregation（凝集） 1 中性盐法 盐析（salting-out）；分段盐析（grading salting-out） 重金属盐 2 有机溶剂 乙醇；丙酮 3 生物碱 单宁酸；苦味酸 4 有机酸 三氯乙酸 第六节 蛋白质分离纯化与测定 一 一般原则步骤 材料获得与破碎（机械、渗透、冻融、超声和酶解等） 蛋白抽提 蛋白粗体（沉淀） 蛋白质分离（精纯化） 测定：浓度；纯度；分子量；性质功能鉴定等 分离纯化方法 凝胶过滤法 离子交换法 亲和层析法 高压液相色谱（HPLC） 凝胶电泳（PAGE） 离心法 三 分子量测定 凝胶过滤 SDS超速离心 最低分子量法 四 蛋白质纯度鉴定：电泳纯 五 蛋白质含量测定 蛋白质所带电荷和其周围包绕的水化膜是维持蛋白质在水溶液中稳 定的两大因素。脱水和中和电荷可以导致蛋白质的沉淀。 水化膜 正电荷 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? H+ OH- OH- OH- H+ H+ 脱水 脱水 脱水 蛋白质 在等电点时的亲水胶体 带负电荷的亲水胶体 蛋白质 蛋白质 蛋白质 蛋白质 蛋白质 带正电荷的亲水胶体 带正电荷的疏水胶体 不带电的疏水胶体 （极易沉淀） 带负电的疏水胶体 负电荷 pI pH pH ﹤ ﹤ 牛胰核糖核酸酶分子的变性与复性 变性是指蛋白质在一些理化因素的作用下，其正常的空间构象遭到破坏，主要是次级键或二硫键发生破坏，导致蛋白质的理化性质的改变（如溶解