生物化学蛋白质结构与功能幻灯片.ppt

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1、生物化学课件蛋白质结构与功能第1页，共65页，编辑于2022年，星期一1.1.构型和构象构型和构象构型构型(configuration)(configuration)：立体异构体分子中取代原立体异构体分子中取代原子或者基团的取向。这种排列的改变会牵涉到子或者基团的取向。这种排列的改变会牵涉到共共价键价键的的形成和破坏形成和破坏，但与氢键无关。例如氨基酸，但与氢键无关。例如氨基酸的的D-D-和和L-L-型。型。构象构象(conformation)：取代基团单键旋转时形成取代基团单键旋转时形成的不同的立体结构，这种空间位置的改变的不同的立体结构，这种空间位置的改变会牵会牵涉到氢键的形成和破坏，但共

2、价键不被破坏。涉到氢键的形成和破坏，但共价键不被破坏。第2页，共65页，编辑于2022年，星期一一级结构一级结构 二级结构二级结构 三级结构三级结构 四级结构四级结构aaaa顺序顺序 -螺旋螺旋 多肽链多肽链 寡聚蛋白寡聚蛋白 （单体蛋白或亚基）（单体蛋白或亚基）第3页，共65页，编辑于2022年，星期一2.2.蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(primary structure)指蛋白指蛋白 质分子中氨基酸残基的排列顺序。质分子中氨基酸残基的排列顺序。蛋白质的化学结构包括组成蛋白质的多肽链蛋白质的化学结构包括组成蛋白质的多肽链 数目，多肽链的氨基酸序列，以及

3、多肽链内数目，多肽链的氨基酸序列，以及多肽链内 或链间二硫键的数目和位置。或链间二硫键的数目和位置。二硫键二硫键（disulfide bond）：由肽链中相应部由肽链中相应部 位上两个半胱氨酸残基的侧链脱氢形成。位上两个半胱氨酸残基的侧链脱氢形成。第4页，共65页，编辑于2022年，星期一 链间链间二硫键二硫键 链内链内二硫键二硫键我国我国19651965年在世界上第一个用化年在世界上第一个用化学方法人工合成这种学方法人工合成这种牛胰岛素牛胰岛素。第5页，共65页，编辑于2022年，星期一牛牛胰胰核核糖糖核核酸酸酶酶的的一一级级结结构构第6页，共65页，编辑于2022年，星期一（1 1）蛋白质

4、样品的预处理；）蛋白质样品的预处理；（2 2）测定每条多肽链的氨基酸组成；）测定每条多肽链的氨基酸组成；（3 3）测定多肽链的）测定多肽链的N-N-末端和末端和C-C-末端；末端；（4 4）应用两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋）应用两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋白质断裂，各自得到一系列大小不同的肽段；白质断裂，各自得到一系列大小不同的肽段；（5 5）分离提纯所产生的肽，并测定它们的序列；）分离提纯所产生的肽，并测定它们的序列；（6 6）从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质中全）从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质中全部氨基酸顺序。部氨基酸顺序。蛋白质一级结构测定的

5、步骤蛋白质一级结构测定的步骤第7页，共65页，编辑于2022年，星期一（3 3）分析多肽链的）分析多肽链的N-N-末端和末端和C-C-末端末端;N-N-端氨基酸分析法：端氨基酸分析法：DNFBDNFB法、法、EdmanEdman法、氨肽酶法（肽链外切酶，法、氨肽酶法（肽链外切酶，它能从多肽链的它能从多肽链的N-N-端逐个的向里水解）端逐个的向里水解）C-C-端氨基酸分析法：端氨基酸分析法：羧肽酶法（肽链外切酶，它能从多肽链的羧肽酶法（肽链外切酶，它能从多肽链的C-C-端逐个的端逐个的向里水解）、肼解法向里水解）、肼解法第8页，共65页，编辑于2022年，星期一肼解法肼解法多肽与肼在无多肽与肼在

6、无水条件下加热，水条件下加热，C-C-端氨基酸即端氨基酸即从肽链上解离从肽链上解离出来，其余的出来，其余的氨基酸则变成氨基酸则变成肼化物；肼化肼化物；肼化物能够与苯甲物能够与苯甲醛缩合成不溶醛缩合成不溶于水的物质而于水的物质而与与C-C-端氨基酸端氨基酸分离。分离。第9页，共65页，编辑于2022年，星期一3、多肽链折叠的空间限制多肽链折叠的空间限制 肽肽键键带带有有双双键键的的性性质质，主主链链上上1/31/3的的键键不不能能自自由由旋旋转转。肽肽键键中中的的四四个个原原子子和和它它相相临临的的两两个个C C原原子子都都处处于于一个平面上（一个平面上（酰胺平面）酰胺平面）。第10页，共65页

7、，编辑于2022年，星期一多肽链通过可多肽链通过可 旋转的旋转的-碳碳 原原 子连接的酰子连接的酰胺平面链胺平面链 第11页，共65页，编辑于2022年，星期一二个肽平面旋转时受到二个肽平面旋转时受到C C原子上侧链原子上侧链R R基空基空间位阻的影响。间位阻的影响。第12页，共65页，编辑于2022年，星期一蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构v蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(Secondary Structure)Secondary Structure)是指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。是指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。v它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的它只涉及肽链主链的构象

8、及链内或链间形成的氢键。氢键。v主要有主要有-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、-转角、无规卷曲转角、无规卷曲等。等。第13页，共65页，编辑于2022年，星期一（1 1）-螺旋螺旋(-helix)helix)最常见最常见多肽链中的各个肽平面围绕多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，同一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为即螺距为0.540.54nm,nm,含含3.63.6个个AaAa残残基；两个基；两个AaAa之间的距离为之间的距离为0.150.15nmnm；AaAa残基侧链伸向外侧，相邻的残基侧链伸向外侧，相邻的螺圈之间形成链内氢键；螺圈之间形

9、成链内氢键；天然蛋白质的天然蛋白质的-螺旋通常都是螺旋通常都是右手右手-螺旋。螺旋。第14页，共65页，编辑于2022年，星期一氢键的取向几乎与轴平行，第一氢键的取向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的个氨基酸残基的酰胺基团的-COCO基与第五个氨基酸残基酰胺基基与第五个氨基酸残基酰胺基团的团的-NHNH基形成氢键。基形成氢键。第15页，共65页，编辑于2022年，星期一-螺旋有左旋和右螺旋有左旋和右旋两种，右旋比左旋两种，右旋比左旋更加稳定，因此旋更加稳定，因此也更常见。也更常见。第16页，共65页，编辑于2022年，星期一影响影响-helixhelix不稳定的因素：不稳定的因素：a.

10、多肽链中连续存在带相同电荷的氨基酸；多肽链中连续存在带相同电荷的氨基酸；b.多肽链中有多肽链中有ProPro时，则时，则helixhelix中断，产生一中断，产生一个个“结节结节”；c.R R基团太大，造成空间阻碍作用。基团太大，造成空间阻碍作用。第17页，共65页，编辑于2022年，星期一（2 2）折叠折叠(pleated sheet)pleated sheet)两条或多条几乎完全伸展的肽链通过两条或多条几乎完全伸展的肽链通过链间的氢键链间的氢键交联而形成的；交联而形成的；肽链的主链呈锯齿状折叠构象，肽链的主链呈锯齿状折叠构象，R R基团处于基团处于折叠平面折叠平面的两侧。的两侧。第18页，

11、共65页，编辑于2022年，星期一平行式平行式反平行式反平行式第19页，共65页，编辑于2022年，星期一折叠中的折叠中的氢键与氢键与-螺螺旋中的氢键有旋中的氢键有何不同？何不同？第20页，共65页，编辑于2022年，星期一（3 3）转角转角（turnturn）或或迴迴 转结构转结构（reverse turnreverse turn）多肽链经常出现多肽链经常出现180180的回折，这个回折角就是的回折，这个回折角就是 转角结构；转角结构；它由四个它由四个AaAa残基组成残基组成;回折处的第一个回折处的第一个AaAa残残 基的基的 -C=OC=O 和第四个和第四个 Aa Aa残基的残基的 N-H

12、N-H 之间之间 形成氢键，形成一个不很稳定的环状结。形成氢键，形成一个不很稳定的环状结。第21页，共65页，编辑于2022年，星期一（4 4）无规卷曲）无规卷曲（nonregular coilnonregular coil）或自由回转或自由回转（random coil)random coil)没有一定规律的松散的肽链结构，通常没有一定规律的松散的肽链结构，通常酶的活性中心酶的活性中心常处在这一构象区域里。常处在这一构象区域里。第22页，共65页，编辑于2022年，星期一转角转角折叠折叠 螺旋螺旋无规卷曲无规卷曲第23页，共65页，编辑于2022年，星期一4.4.超二级结构和结构域超二级结构和

13、结构域v 超二级结构超二级结构(supersecondary structure)supersecondary structure)：是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼 此相互作用，形成有规则的，在空间上能此相互作用，形成有规则的，在空间上能 辨认的二级结构组合体。通常有辨认的二级结构组合体。通常有，。第24页，共65页，编辑于2022年，星期一第25页，共65页，编辑于2022年，星期一v 结构域结构域（domaindomain）：是在超二级结构：是在超二级结构 基础上进一步卷曲折叠成紧密的近似基础上进一步卷曲折叠成紧密的近似 球状的结构，在空间上彼此分

14、隔，各球状的结构，在空间上彼此分隔，各 自具有自具有部分生物功能部分生物功能的结构。的结构。第26页，共65页，编辑于2022年，星期一由由4 4个个组成的组成的/桶结构域桶结构域/桶结构域：丙酮酸激酶桶结构域：丙酮酸激酶 小的蛋白质分子只有一个小的蛋白质分子只有一个 结构域结构域 结构域三级结构结构域三级结构 大的蛋白质分子有数个结大的蛋白质分子有数个结 构域构域第27页，共65页，编辑于2022年，星期一丙酮酸激酶己糖激酶前清蛋白肌红蛋白免疫球蛋白第28页，共65页，编辑于2022年，星期一5.5.三级结构三级结构（Tertiary StructureTertiary Structure）

15、在二级结构基础上，肽链不同区段的侧链基在二级结构基础上，肽链不同区段的侧链基团相互作用，进一步盘绕、折叠形成的的空团相互作用，进一步盘绕、折叠形成的的空间结构。间结构。维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键、范德华力和二硫键、配位键等。离子键、范德华力和二硫键、配位键等。第29页，共65页，编辑于2022年，星期一肌肌红红蛋蛋白白第30页，共65页，编辑于2022年，星期一辅辅基基血血红红素素结结构构图图第31页，共65页，编辑于2022年，星期一多肽链多肽链疏水键疏水键氢键氢键二硫键二硫键离子键离子键CHCH2 2OHOH CHCH2 2OHO

16、H范德华力范德华力维维持持三三级级结结构构的的作作用用力力第32页，共65页，编辑于2022年，星期一6.6.四级结构四级结构（Quaternary StructureQuaternary Structure）由由两两条条或或两两条条以以上上具具有有三三级级结结构构的的肽肽链链聚聚合合而而成成的的特特定定构构象象的的蛋蛋白白质质分分子子叫叫蛋蛋白质的四级结构；白质的四级结构；其其中中具具有有独独立立三三级级结结构构的的一一条条肽肽链链叫叫亚亚基基（subunit)subunit)，无生物功能；无生物功能；由由几几个个亚亚基基聚聚集集而而成成的的蛋蛋白白质质常常常常称称为为寡寡聚蛋白。聚蛋白。第

17、33页，共65页，编辑于2022年，星期一 4 4个亚基缔合而成个亚基缔合而成 2 2种亚基种亚基（、）亚基呈亚基呈球形球形 亚基间靠亚基间靠次级键次级键连接连接 亚基两两相同，分别亚基两两相同，分别 为为1 1、2 2、1 1、2 每个亚基都含有一个每个亚基都含有一个 血红素辅基血红素辅基血红蛋白血红蛋白第34页，共65页，编辑于2022年，星期一 氨基酸序列大氨基酸序列大 不相同，但结不相同，但结 构构（三级）（三级）相相 似，功能也相似，功能也相 似（载氧）似（载氧）结构决定功能结构决定功能第35页，共65页，编辑于2022年，星期一第36页，共65页，编辑于2022年，星期一维持蛋白质

18、结构的作用力维持蛋白质结构的作用力v 一级结构：一级结构：肽键、二硫键肽键、二硫键（都属于共价键）（都属于共价键）v 二级结构：二级结构：氢键氢键（主链上（主链上C=OC=O和和N NH H之之 间形成）间形成）v 三、四级结构：三、四级结构：次级键次级键（氢键、疏水键、（氢键、疏水键、离子键、范德华力、配位键）离子键、范德华力、配位键）第37页，共65页，编辑于2022年，星期一7.7.蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系a.a.同源蛋白质中氨基酸顺序的种属差异同源蛋白质中氨基酸顺序的种属差异 同源蛋白质同源蛋白质（homologous proteinhomologous prote

19、in）：）：指不同指不同的有机体中实现同一功能的蛋白质。的有机体中实现同一功能的蛋白质。例如：胰岛素和细胞色素例如：胰岛素和细胞色素C C（1 1）蛋白质的一级结构与功能的关系）蛋白质的一级结构与功能的关系第38页，共65页，编辑于2022年，星期一b.b.同种蛋白质中氨基酸顺序的个体差异（分子病）同种蛋白质中氨基酸顺序的个体差异（分子病）血红蛋白的一级结构变化引起镰刀型贫血病血红蛋白的一级结构变化引起镰刀型贫血病正常细胞正常细胞 镰刀形细胞镰刀形细胞 血液中大量出现镰刀血液中大量出现镰刀 型红细胞，患者因此型红细胞，患者因此 缺氧窒息；缺氧窒息；它是最早认识的一种它是最早认识的一种 分子病。

20、流行于非洲，分子病。流行于非洲，死亡率极高，大部分患死亡率极高，大部分患者童年时就夭折者童年时就夭折,活过童活过童年的寿命也不长，它是年的寿命也不长，它是由于遗传基因突变导致由于遗传基因突变导致血红蛋白分子血红蛋白分子 结构的突变。结构的突变。第39页，共65页，编辑于2022年，星期一w 正常型正常型链链-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys-w HbA 谷氨酸谷氨酸w 镰刀型镰刀型链链-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys-w HbS 缬氨酸缬氨酸w 谷谷A A（极性）极性）缬缬A A（非极性）非极性）w(了解了解)由于缬氨酸上的非极性基团与相邻非极性基

21、团由于缬氨酸上的非极性基团与相邻非极性基团 间在疏水力作用下相互靠拢，并引发所在链扭曲为束间在疏水力作用下相互靠拢，并引发所在链扭曲为束 状，整个状，整个蛋白质由球状变为镰刀形，与氧结合功能丧蛋白质由球状变为镰刀形，与氧结合功能丧 失，失，导致病人窒息甚至死亡，但病人可抗非洲疟疾。导致病人窒息甚至死亡，但病人可抗非洲疟疾。第40页，共65页，编辑于2022年，星期一（2 2）蛋白质构象与功能的关系）蛋白质构象与功能的关系蛋白质构象并不是固定不变的，有些蛋白质蛋白质构象并不是固定不变的，有些蛋白质表现其生物功能时，构象发生改变，从而改表现其生物功能时，构象发生改变，从而改变了整个分子的性质，这种

22、现象称为变了整个分子的性质，这种现象称为别构别构（变构）现象（变构）现象。别构蛋白各部位之间的影响是通过构象变化传递别构蛋白各部位之间的影响是通过构象变化传递的，这种构象变化可以从一个亚基传到另一个亚的，这种构象变化可以从一个亚基传到另一个亚基，引起基，引起协同的相互作用协同的相互作用。以血红蛋白的载以血红蛋白的载O O2 2为例为例第41页，共65页，编辑于2022年，星期一血中氧分子的运送：任何一个亚基接受氧分子后，会增进其它亚基吸附氧分子的能力肌红蛋白肌红蛋白氧氧氧氧分分分分子子子子环境氧低时HbHb 迅速释放氧分子动脉环境氧高时HbHb 快速吸收氧分子(R)R)松弛态松弛态(T)T)紧

23、张态紧张态静脉释放氧分子后Hb Hb 变回 T T 态肌肉肌肉肺肺血红蛋白血红蛋白第42页，共65页，编辑于2022年，星期一六、蛋白质的重要性质六、蛋白质的重要性质v蛋白质由氨基酸组成，和氨基酸一样，蛋白质由氨基酸组成，和氨基酸一样，是两性电解质。是两性电解质。v可解离的基团有：可解离的基团有：肽链末端的肽链末端的-氨基和氨基和-羧基；羧基；侧链基团侧链基团1.1.蛋白质的两性电离和等电点蛋白质的两性电离和等电点第43页，共65页，编辑于2022年，星期一v蛋白质在某一蛋白质在某一pHpH时所带的净电荷为零，在电时所带的净电荷为零，在电场中既不向阳极，也不向阴极移动，这一场中既不向阳极，也不

24、向阴极移动，这一pHpH称称为为蛋白质的等电点（蛋白质的等电点（pI)pI)。v蛋白质带电的多少，带电的符号与溶液的蛋白质带电的多少，带电的符号与溶液的pHpH值值有关。有关。第44页，共65页，编辑于2022年，星期一等电点与等离子点等电点与等离子点中性盐的存在常导致蛋白质的等电点发中性盐的存在常导致蛋白质的等电点发生明显的改变生明显的改变实际测得的等电点与介质的离子组成有实际测得的等电点与介质的离子组成有关关在在不含任何盐的纯水不含任何盐的纯水中测得的等电点称中测得的等电点称为为蛋白质的等离子点蛋白质的等离子点，是蛋白质的特征，是蛋白质的特征常数常数第45页，共65页，编辑于2022年，星

25、期一vpIpI时，蛋白质的时，蛋白质的溶解度、粘度、渗透压、导电能溶解度、粘度、渗透压、导电能力及膨胀性力及膨胀性最小。最小。vpIpI的应用：的应用：溶解度最小溶解度最小分离提纯蛋白质（沉淀法）分离提纯蛋白质（沉淀法）带电性质带电性质分离鉴定蛋白质（电泳法）分离鉴定蛋白质（电泳法）第46页，共65页，编辑于2022年，星期一2.2.蛋白质的胶体性质蛋白质的胶体性质v蛋白质是高分子化合物，在水溶液中形成的蛋白质是高分子化合物，在水溶液中形成的颗粒具有胶体溶液的特征如布朗运动、丁达颗粒具有胶体溶液的特征如布朗运动、丁达尔现象、电泳现象尔现象、电泳现象,不能透过半透膜不能透过半透膜,并具有吸并具有

26、吸附能力。附能力。v由于蛋白质不能透过半透由于蛋白质不能透过半透 膜，因此可用羊皮纸、玻膜，因此可用羊皮纸、玻 璃纸等将非蛋白的小分子璃纸等将非蛋白的小分子 杂质除去杂质除去（透析法）（透析法）。第47页，共65页，编辑于2022年，星期一 蛋白质颗粒表面带有很多极性基团，蛋白质颗粒表面带有很多极性基团，形成形成水膜水膜（水化层）（水化层）；同种蛋白质带有同种蛋白质带有同种同种电荷电荷，相互排斥。，相互排斥。v蛋白质胶体溶液比较稳定的原因是：蛋白质胶体溶液比较稳定的原因是：第48页，共65页，编辑于2022年，星期一3.3.蛋白质的沉淀作用蛋白质的沉淀作用 蛋白质在水中形成了稳定的胶体，蛋白质

27、在水中形成了稳定的胶体，如果加入适当的试剂，破坏了蛋如果加入适当的试剂，破坏了蛋 白质的水膜（水化层）或中和了白质的水膜（水化层）或中和了 蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶 液就不稳定而出现沉淀。液就不稳定而出现沉淀。第49页，共65页，编辑于2022年，星期一蛋白质的沉淀作用分类：分类：可逆沉淀可逆沉淀：在沉淀过程中，蛋白质的结构：在沉淀过程中，蛋白质的结构和性质都没有发生变化，在适当的条件下，和性质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液。可以重新溶解形成溶液。不可逆沉淀不可逆沉淀：在沉淀过程中，蛋白质的结：在沉淀过程中，蛋白质的结构和性质都发生了变化，

28、沉淀不可能再重构和性质都发生了变化，沉淀不可能再重新溶解于水新溶解于水第50页，共65页，编辑于2022年，星期一 加入中性盐加入中性盐若在蛋白质溶液中加入若在蛋白质溶液中加入少量的少量的中性盐，则蛋白质的中性盐，则蛋白质的溶解度会增加，这种现象叫溶解度会增加，这种现象叫盐溶盐溶。分子在其分子在其pIpI时，容易互相吸引，聚合沉淀；加入盐离子会破时，容易互相吸引，聚合沉淀；加入盐离子会破坏这些吸引力，使分子散开，溶入水中。坏这些吸引力，使分子散开，溶入水中。3.3.蛋白质的沉淀作用蛋白质的沉淀作用第51页，共65页，编辑于2022年，星期一若在蛋白质溶液中加入若在蛋白质溶液中加入大量的大量的中

29、性盐，使蛋白质沉中性盐，使蛋白质沉淀析出的现象叫淀析出的现象叫盐析盐析。（用于分离纯化蛋白质）（用于分离纯化蛋白质）蛋白质分子表面的疏水区域，聚集了许多水分子，当蛋白质分子表面的疏水区域，聚集了许多水分子，当盐浓度高盐浓度高时，时，这些水分子被盐抽出，暴露出的疏水区域相互结合，形成沉淀。这些水分子被盐抽出，暴露出的疏水区域相互结合，形成沉淀。第52页，共65页，编辑于2022年，星期一加入有机溶剂加入有机溶剂向蛋白质溶液中加入有机溶剂（如甲醇、乙醇、丙向蛋白质溶液中加入有机溶剂（如甲醇、乙醇、丙酮）会使蛋白质沉淀，原因是：酮）会使蛋白质沉淀，原因是：这些有机溶剂与水的亲和力大于蛋白质，这些有机

30、溶剂与水的亲和力大于蛋白质，破坏了蛋白质周围的水膜；破坏了蛋白质周围的水膜；有机溶剂的介电常数比水小，导致溶液的有机溶剂的介电常数比水小，导致溶液的极性减小，增加了蛋白质之间的静电吸引力，从极性减小，增加了蛋白质之间的静电吸引力，从而聚集沉淀。而聚集沉淀。第53页，共65页，编辑于2022年，星期一加入重金属加入重金属 如如HgClHgCl2 2 、AgNOAgNO3 3 、Pb(Ac)Pb(Ac)2 2、FeClFeCl3 3 等等与蛋白质中带负电荷的基团形成难溶盐与蛋白质中带负电荷的基团形成难溶盐加入生物碱和某些酸类加入生物碱和某些酸类如：秋水仙碱，茶碱如：秋水仙碱，茶碱 如：鞣酸、单宁酸

31、、苦味酸、三氯醋酸如：鞣酸、单宁酸、苦味酸、三氯醋酸与蛋白质中带正电荷的基团形成难溶盐与蛋白质中带正电荷的基团形成难溶盐第54页，共65页，编辑于2022年，星期一哪些沉淀为可逆沉淀？哪些沉淀为可逆沉淀？哪些沉淀为不可逆沉淀（变性沉淀哪些沉淀为不可逆沉淀（变性沉淀）第55页，共65页，编辑于2022年，星期一4.4.蛋白质的变性和复性蛋白质的变性和复性q天然蛋白质受到理化因素的影响，分子天然蛋白质受到理化因素的影响，分子内部严格的空间结构受到破坏，从而引内部严格的空间结构受到破坏，从而引起蛋白质的理化性质和生物学性质发生起蛋白质的理化性质和生物学性质发生改变，但改变，但并不导致蛋白质一级结构的

32、破并不导致蛋白质一级结构的破坏坏，这种现象称为，这种现象称为蛋白质变性作用蛋白质变性作用。第56页，共65页，编辑于2022年，星期一q蛋白质变性的因素有：蛋白质变性的因素有：物理因素物理因素加热（加热（7070100100）、剧烈振）、剧烈振荡或搅拌、紫外线、荡或搅拌、紫外线、X X射线、超声波射线、超声波化学因素化学因素强酸、强碱、尿素、胍、去强酸、强碱、尿素、胍、去污剂、甲醛、重金属盐、三氯醋酸、磷钨酸、污剂、甲醛、重金属盐、三氯醋酸、磷钨酸、苦味酸、浓乙醇苦味酸、浓乙醇第57页，共65页，编辑于2022年，星期一q蛋白质变性的本质是：蛋白质变性的本质是：维持蛋白质高级结构的次级键被破坏

33、；维持蛋白质高级结构的次级键被破坏；蛋白质分子从有序卷曲结构变为无序松散结蛋白质分子从有序卷曲结构变为无序松散结构；构；一级结构没有变化，分子量和分子组成不变。一级结构没有变化，分子量和分子组成不变。第58页，共65页，编辑于2022年，星期一q变性蛋白的特征：变性蛋白的特征：生物活性丧失生物活性丧失（最主要）（最主要）；理化性质改变理化性质改变溶解度下降，易沉淀、溶解度下降，易沉淀、结晶能力丧失、粘度增加、扩散速度下降结晶能力丧失、粘度增加、扩散速度下降等等;生化性质改变生化性质改变肽链松散、反应基肽链松散、反应基 团增加、易被蛋白酶水解。团增加、易被蛋白酶水解。第59页，共65页，编辑于2

34、022年，星期一q变性条件若不过于激烈，一变性条件若不过于激烈，一旦条件去除，则变性蛋白恢旦条件去除，则变性蛋白恢复原来的构象，这种现象叫复原来的构象，这种现象叫作变性蛋白的作变性蛋白的复性作用复性作用(renaturation)。q随随变性时间的增加、变性条变性时间的增加、变性条件的加剧及变性程度的加深件的加剧及变性程度的加深，复性的可能性逐渐降低复性的可能性逐渐降低核糖核酸酶核糖核酸酶A第60页，共65页，编辑于2022年，星期一沉淀的蛋白质不一定变性，如盐析作用沉淀的蛋白质不一定变性，如盐析作用变性的蛋白质也不一定沉淀，如牛奶变性的蛋白质也不一定沉淀，如牛奶加热沸腾加热沸腾思考：蛋白质变

35、性与沉淀之间的关系？第61页，共65页，编辑于2022年，星期一5.5.蛋白质的颜色反应蛋白质的颜色反应双缩脲反应双缩脲反应(Biuret Reaction)Biuret Reaction)双缩脲在碱性溶液中与双缩脲在碱性溶液中与CuSOCuSO4 4作用产生紫红色作用产生紫红色络合物的反应称双缩脲反应。蛋白质分子中含络合物的反应称双缩脲反应。蛋白质分子中含有许多类似双缩脲结构的肽键有许多类似双缩脲结构的肽键,所以也能发生双所以也能发生双缩脲反应。缩脲反应。(可定性定量分析蛋白质）可定性定量分析蛋白质）第62页，共65页，编辑于2022年，星期一黄色反应黄色反应 蛋白质遇浓硝酸会变黄，这一反应

36、为蛋白质遇浓硝酸会变黄，这一反应为PhePhe、Tyr Tyr、TrpTrp等含苯环的氨基酸所特有。等含苯环的氨基酸所特有。米伦氏反应米伦氏反应(Millon Reaction)Millon Reaction)蛋白质溶液中加入米伦试剂蛋白质溶液中加入米伦试剂(HgNOHgNO2 2 、HgNOHgNO3 3、HNO HNO3 3和和HNOHNO2 2的混和液的混和液)，产生白色沉淀，加热，产生白色沉淀，加热 则变为红色沉淀，此为则变为红色沉淀，此为TyrTyr的酚基所特有的的酚基所特有的 反应，因此含有反应，因此含有TyrTyr的蛋白质均有此反应。的蛋白质均有此反应。第63页，共65页，编辑于

37、2022年，星期一水合茚三酮反应水合茚三酮反应(Ninhydrin Reaction)Ninhydrin Reaction)氨基酸与水合茚三酮作用时，产生蓝紫色反氨基酸与水合茚三酮作用时，产生蓝紫色反应，由于蛋白质是由许多应，由于蛋白质是由许多氨基酸组成的，所以氨基酸组成的，所以也呈此颜色反应。也呈此颜色反应。(可定性定量分析蛋白质）可定性定量分析蛋白质）其他颜色反应其他颜色反应 乙醛酸反应乙醛酸反应会产生紫色环，用于鉴定含会产生紫色环，用于鉴定含TrpTrp的的 反应；反应；坂口反应坂口反应会产生红色产物，用于鉴定会产生红色产物，用于鉴定 含含ArgArg的反应；的反应；酚试剂反应酚试剂反应

38、是酚试剂与蛋白质是酚试剂与蛋白质 反应产生蓝色化合物。反应产生蓝色化合物。第64页，共65页，编辑于2022年，星期一6.6.蛋白质的紫外吸收蛋白质的紫外吸收大部分蛋白质均含有带芳香环的大部分蛋白质均含有带芳香环的PhePhe、TyrTyr、TrpTrp(共轭双键体系共轭双键体系)。这三种氨基酸在这三种氨基酸在280280nm nm 附近有最大吸附近有最大吸收峰，因此大多数蛋白质在收峰，因此大多数蛋白质在280280nm nm 附附近显示强的吸收。近显示强的吸收。利用这个性质，可以对蛋白质进行定利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定。性鉴定。定量可能测不准定量可能测不准第65页，共65页，编辑于2022年，星期一