氨基酸与蛋白质课件.ppt

1、第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第二十一章第二十一章 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质蛋白质存在于所有的生物细胞中，是构成生物体最基本的结构物质和功能物质。蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎所有的生命活动过程。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 早在早在18781878年，思格斯就在年，思格斯就在反杜林论反杜林论中指出：中指出：“生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断质上就在于这些蛋白体的化学组成部分

2、的不断的自我更新。的自我更新。”可以看出，第一，蛋白体是生命的物质基础；可以看出，第一，蛋白体是生命的物质基础；第二，生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体第二，生命是物质运动的特殊形式，是蛋白体的存在方式；第三，这种存在方式的本质就是的存在方式；第三，这种存在方式的本质就是蛋白体与其外部自然界不断的新陈代谢。蛋白体与其外部自然界不断的新陈代谢。现代生物化学的实践完全证实并发展了恩格斯现代生物化学的实践完全证实并发展了恩格斯的论断的论断。氨基酸是构成蛋白质的基石。氨基酸是构成蛋白质的基石。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章木瓜蛋白酶（组织蛋

3、白酶）木瓜蛋白酶（组织蛋白酶）第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.120.1氨基酸氨基酸20.1.120.1.1氨基酸的结构、分类与命名氨基酸的结构、分类与命名 按氨基与羧基的相对位置：氨基酸、氨基酸、氨基酸等。按烃基结构：链状氨基酸、芳香氨基酸、杂环氨基酸等。RCHNH2COOH氨基酸第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章根据分子中所含氨基和羧基的数目分为中性氨基酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。中性氨基酸：分子中氨基和羧基的数目相等。但氨基的碱性和羧基的酸性不是完全相当的，所以它们

4、并不是真正中性的物质，只能说它们近乎中性。碱性氨基酸：分子中氨基的数目多于羧基时呈现碱性。酸性氨基酸：氨基的数目少于羧基时呈现酸性。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 20 20种氨基酸种氨基酸第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章GGlycineGly 甘氨酸P ProlinePro脯氨酸AAlanineAla 丙氨酸V ValineVal缬氨酸LLeucineLeu 亮氨酸IIsoleuc

5、ineIle异亮氨酸M MethionineMet 蛋氨酸C CysteineCys 半胱氨酸FPhenylalaninePhe 苯丙氨酸 Y TyrosineTyr酪氨酸W TryptophanTrp色氨酸H HistidineHis组氨酸KLysineLys 赖氨酸R ArginineArg 精氨酸QGlutamineGln 谷氨酰胺 N AsparagineAsn 天冬酰胺EGlutamic Acid Glu 谷氨酸D Aspartic Acid Asp 天冬氨酸SSerineSer丝氨酸T ThreonineThr 苏氨酸氨基酸密码第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章

6、第十章第十一章第十二章第十三章第十四章几种重要的不常见氨基酸几种重要的不常见氨基酸 在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称在少数蛋白质中分离出一些不常见的氨基酸，通常称为不常见蛋白质氨基酸。为不常见蛋白质氨基酸。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。这些氨基酸都是由相应的基本氨基酸衍生而来的。其中重要的有其中重要的有4-4-羟基脯氨酸、羟基脯氨酸、5-5-羟基赖氨酸、羟基赖氨酸、N-N-甲基甲基赖氨酸、和赖氨酸、和3,5-3,5-二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨二碘酪氨酸等。这些不常见蛋白质氨基酸的结构如下。基酸的结构如下。NHHOCOOH4-羟基脯氨酸H2NCH2CHCH2CH

7、2CHCOOHOHNH25-羟基赖氨酸NH2CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH6-N-甲基赖氨酸HOIICH2CHCOOHNH23,5-二碘酪氨酸 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章甘氨酸：NH2CH2COOH,无手性，其它19种天然氨基酸都有手性，且大多是L型。HCOOHHOCH3HCOOHH2NCH3 L-乳酸 L-丙氨酸 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.1.2 氨基酸的性质氨基酸的性质 除甘氨酸外，氨基酸除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性均含有一个手性-碳碳

8、原子，因此都具有旋原子，因此都具有旋光性光性。比旋光度是氨比旋光度是氨基酸的重要物理常数基酸的重要物理常数之一，是鉴别各种氨之一，是鉴别各种氨基酸的重要依据基酸的重要依据 第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.1.2.2，氨基酸的，氨基酸的光吸收光吸收 构成蛋白质的构成蛋白质的2020种氨基种氨基酸在可见光区都没有光酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区吸收，但在远紫外区(220nm)(97%97%以上）；以上）；2 2，知道蛋白质的分子量；，知道蛋白质的分子量；3 3，知道蛋白质由几个亚基组成；，知道蛋白质由几个亚基组成；4 4，测

9、定蛋白质的氨基酸组成；并根据，测定蛋白质的氨基酸组成；并根据分子量计算每种氨基酸的个数。分子量计算每种氨基酸的个数。5 5，测定水解液中的氨量，计算酰胺的，测定水解液中的氨量，计算酰胺的含量。含量。1,1,测定蛋白质的一级结构的要求测定蛋白质的一级结构的要求第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(1)，多肽链的拆分多肽链的拆分。由多条多肽链组成的蛋白质分子，必须先进行拆分。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(1)，多肽链的拆分多肽链的拆分。

10、几条多肽链借助非共价键连接在一起，几条多肽链借助非共价键连接在一起，称为寡聚蛋白质，如，血红蛋白为四聚称为寡聚蛋白质，如，血红蛋白为四聚体，烯醇化酶为二聚体；可用体，烯醇化酶为二聚体；可用8mol/L8mol/L尿尿素或素或6mol/L6mol/L盐酸胍处理，即可分开多肽盐酸胍处理，即可分开多肽链链(亚基亚基).).第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(2)，测定蛋白质分子中多肽链的数目测定蛋白质分子中多肽链的数目。通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋通过测定末端氨基酸残基的摩尔数与蛋白质分子量之间的关系，即可确定多肽

11、白质分子量之间的关系，即可确定多肽链的数目。链的数目。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(3)，几条多肽链通过二硫键交联在一起。可几条多肽链通过二硫键交联在一起。可在可用在可用8mol/L8mol/L尿素或尿素或6mol/L6mol/L盐酸胍存在盐酸胍存在下，下，用过量的用过量的-巯基乙醇处理，使二硫巯基乙醇处理，使二硫键还原为巯基，然后用烷基化试剂保护键还原为巯基，然后用烷基化试剂保护生成的巯基，以防止它重新被氧化。生成的巯基，以防止它重新被氧化。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一

12、章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤 可以通过加入盐酸胍方法解离多肽链之间的非共价力；应用过甲酸氧化法或巯基还原法拆分多肽链间的二硫键。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章1作用：作用：这些反应可用于巯基的保护这些反应可用于巯基的保护。-OOCCHCH2SHNH3+CH2OCClO-OOCCHCH2SNH3+OCCH2OCH2ClCH2-OOCCHCH2SNH3+ICH2CNH2OCH2CNH2O-OOCCHCH2SNH3+巯基（巯基（-SH-SH）的保护）的保护第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十

13、一章第十二章第十三章第十四章(4)(4)测定测定每条多肽每条多肽链的氨基链的氨基酸组成，酸组成，并计算出并计算出氨基酸成氨基酸成分的分子分的分子比；比；第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(5)5)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。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 多肽链端基氨基酸分为两类：多肽链端基氨基酸分为两类：N-N-端氨基端氨基酸酸(amino-terminal)(amino-terminal)和和C-C-端氨基酸。端氨

14、基酸。在肽链氨基酸顺序分析中，最重要的是在肽链氨基酸顺序分析中，最重要的是N-N-端氨基酸分析法。端氨基酸分析法。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章Sanger法。2,4-二硝基氟苯在碱性条件下，能够与肽链N-端的游离氨基作用，生成二硝基苯衍生物（DNP）。在酸性条件下水解，得到黄色DNP-氨基酸。该产物能够用乙醚抽提分离。不同的DNP-氨基酸可以用色谱法进行鉴定。O2NFNO2+H2NCHCROHNCHCROO2NNO2H+H2OO2NNO2HNCHCROOH+氨基酸DNFBN-端氨基酸DNP衍生物DNP-氨基酸第一章第二章第三章第四

15、章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与N-N-端氨端氨基酸的游离氨基作用，得到丹磺酰基酸的游离氨基作用，得到丹磺酰-氨基酸。氨基酸。此法的优点是丹磺酰此法的优点是丹磺酰-氨基酸有很强的荧光性质，检测灵敏度氨基酸有很强的荧光性质，检测灵敏度可以达到可以达到1 1 1010-9-9molmol。N(CH3)2SO2ClH2NCHCROHNCHCROSO2N(CH3)2+水解N(CH3)2SO2HNCHCROOH+氨基酸丹磺酰氯多肽N-端丹磺酰N-端氨基酸丹磺酰氨基酸第一章

16、第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 此法是多肽链C-端氨基酸分析法。多肽与肼在无水条件下加热，C-端氨基酸即从肽链上解离出来，其余的氨基酸则变成肼化物。肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-端氨基酸分离。H2NCH CROHNCH CROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORnCCHH2NOHH2NCH CRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 氨肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的氨肽酶是一种肽链外切酶，它能

17、从多肽链的N-N-端逐个的向里水解。端逐个的向里水解。根基不同的反应时间测出酶水解所释放出的根基不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，按反应时间和氨基酸残氨基酸种类和数量，按反应时间和氨基酸残基释放量作动力学曲线，从而知道蛋白质的基释放量作动力学曲线，从而知道蛋白质的N-N-末端残基顺序。末端残基顺序。最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶，水解以亮最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶，水解以亮氨酸残基为氨酸残基为N-N-末端的肽键速度最大。末端的肽键速度最大。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 羧肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的羧肽酶

18、是一种肽链外切酶，它能从多肽链的C-C-端逐个的水解。根基不同的反应时间测出端逐个的水解。根基不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，从而酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，从而知道蛋白质的知道蛋白质的C-C-末端残基顺序。末端残基顺序。目前常用的羧肽酶有四种：目前常用的羧肽酶有四种：A,B,CA,B,C和和Y Y；A A和和B B来自胰脏；来自胰脏；C C来自柑桔叶；来自柑桔叶；Y Y来自面包酵母。来自面包酵母。羧肽酶羧肽酶A A能水解除能水解除Pro,ArgPro,Arg和和LysLys以外的所有以外的所有C-C-末端氨基酸残基；末端氨基酸残基；B B只能水解只能水解ArgArg

19、和和LysLys为为C-C-末末端残基的肽键。端残基的肽键。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(6)6)多肽链断裂成多个肽段，可采用两多肽链断裂成多个肽段，可采用两种或多种不同的断裂方法将多肽样品断种或多种不同的断裂方法将多肽样品断裂成两套或多套肽段或肽碎片，并将其裂成两套或多套肽段或肽碎片，并将其分离开来。分离开来。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 酶解法酶解法:胰蛋白酶胰蛋白酶，糜蛋白酶，胃蛋白酶，嗜热，糜蛋白酶，胃蛋白酶，嗜热菌蛋白酶，羧肽酶和氨肽酶

20、菌蛋白酶，羧肽酶和氨肽酶第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 化学法：化学法：(Cyanogen bromide)溴化氰水解法，它能选择性地切割由甲硫氨酸的羧溴化氰水解法，它能选择性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽键。基所形成的肽键。CH3S：CH2CH2CHNHCNHCHCOOR+BrC+NBr-CH3S+CH2CH2CHNHCNHCHCOORCNCH3SCN CH2CHNHCNHCHCOORCH2+H2O+CH2CHNHCOCH2OH3N+CHCOR高丝氨酸内酯第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二

21、章第十三章第十四章2，测定步骤，测定步骤(7)7)测定每个肽段的氨基酸顺序。测定每个肽段的氨基酸顺序。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 EdmanEdman （苯异硫氰酸酯法）（苯异硫氰酸酯法）氨基酸顺序分析法实际氨基酸顺序分析法实际上也是一种上也是一种N-N-端分析法。此法的特点是能够不断重端分析法。此法的特点是能够不断重复循环，将肽链复循环，将肽链N-N-端氨基酸残基逐一进行标记和解端氨基酸残基逐一进行标记和解离。离。NCSNHCHCOR2NCHCOR1HHNHS:CCHCOR1HNNHCHCOR2SNHCNHOCR1CHNH2C

22、HCOR2NCOCHNHSCR1第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，一般测定步骤，一般测定步骤(8)(8)确定肽段在多肽链中的次序确定肽段在多肽链中的次序。利用两套或多套肽段的氨基酸顺序利用两套或多套肽段的氨基酸顺序彼此间的交错重叠，拼凑出整条多肽链彼此间的交错重叠，拼凑出整条多肽链的氨基酸顺序。的氨基酸顺序。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2，一般测定步骤，一般测定步骤(9)(9)确

23、定原多肽链中二硫键的位置确定原多肽链中二硫键的位置。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 一般采用胃蛋白酶处理没有断开二硫键一般采用胃蛋白酶处理没有断开二硫键的多肽链，的多肽链，再利用双向电泳技术分离出各个肽段，再利用双向电泳技术分离出各个肽段，用过甲酸处理后，将每个肽段进行组成用过甲酸处理后，将每个肽段进行组成及顺序分析，及顺序分析，然后同其它方法分析的肽段进行比较，然后同其它方法分析的肽段进行比较，确定二硫键的位置。确定二硫键的位置。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.3.

24、2.220.3.2.2、蛋白质的三维结构蛋白质的三维结构 蛋白质的二级蛋白质的二级(Secondary)(Secondary)结构结构是指肽链的主链在空间的排列是指肽链的主链在空间的排列,或规则的几何走向、旋转及折叠。或规则的几何走向、旋转及折叠。它只涉及肽链主链的构象及链内它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。或链间形成的氢键。主要有主要有-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、-转角。转角。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章（1 1）-螺旋螺旋 -helix-helix 在在-螺旋中肽平面的键长和键角一定；螺旋中肽平面的键长和键角一定；

25、肽键的原子排列呈反式构型；肽键的原子排列呈反式构型；相邻的肽平面构成两面角；相邻的肽平面构成两面角；CONCN+O-CNCOHC第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 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0.54nm,0.54nm,含含20.620.6个个氨基酸残基；两个氨基酸之氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离为间的距离为0.15nm;0.15nm;肽链内形成氢键，氢键的取肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，第

26、一个氨向几乎与轴平行，第一个氨基酸残基的酰胺基团的基酸残基的酰胺基团的-CO-CO基与第四个氨基酸残基酰胺基与第四个氨基酸残基酰胺基团的基团的-NH-NH基形成氢键。基形成氢键。蛋白质分子为右手蛋白质分子为右手-螺旋。螺旋。（1 1）-螺旋螺旋第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章-螺旋螺旋第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章（2 2）-折叠折叠 -折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间的氢键交联而形成的。链平行排列，通过链间的氢键交联

27、而形成的。肽链的主链呈锯齿桩折叠构象肽链的主链呈锯齿桩折叠构象 在在-折叠中，折叠中，-碳原子总是处于折叠的角碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的上，氨基酸的R R基团处于折叠的棱角上并与基团处于折叠的棱角上并与棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为0.350.35nmnm；第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 -折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键

28、与链的长轴有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。接近垂直。-折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链的的N-N-端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反。两条肽链的方向相反。（2 2）-折叠折叠第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章（3 3）-转角转角 -turn-turn 在在-转角部分，由四个转角部分，由四个氨基酸残基组成氨基酸残基组成;弯曲处的第一个氨基酸弯曲处的第一个氨基酸残基的残基的 -C=O-C=O 和第四个和第四个残基的

29、残基的 N-H N-H 之间形成之间形成氢键，形成一个不很稳氢键，形成一个不很稳定的环状结构。定的环状结构。这类结构主要存在于球这类结构主要存在于球状蛋白分子中。状蛋白分子中。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章2 2蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构(Tertiary Structure)是指在二级结构基础上，肽链的不同区是指在二级结构基础上，肽链的不同区段的侧链基团相互作用在空间进一步盘段的侧链基团相互作用在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构

30、。内的特征三维结构。维系这种特定结构的力主要有氢键、疏维系这种特定结构的力主要有氢键、疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键、离子键和范德华力等。尤其是疏水键，在蛋白质三级结构中起着重要作水键，在蛋白质三级结构中起着重要作用。用。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章3,3,蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构 蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(Quaternary Structure)是是指由多条各自具有一、二、三级结构的肽链通指由多条各自具有一、二

31、、三级结构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基在过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用关系。互作用关系。这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位或亚单位Subunit，它一般由一条肽链构成，它一般由一条肽链构成，无生理活性；无生理活性；维持亚基之间的作用力主要是疏水力。维持亚基之间的作用力主要是疏水力。由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋由多个亚基聚集而成的蛋白质常常称为寡聚蛋白白；第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十

32、一章第十二章第十三章第十四章四四级级结结构构的的结结构构模模型型第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章两个亚基的结构两个亚基的结构第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.3.3 20.3.3 蛋白质的性质蛋白质的性质 蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也有等电点。在等电点时也有等电点。在等电点时(Isoelectric Isoelectric point pIpoint pI)，蛋白质的溶解度最小，在电，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移动。场中不

33、移动。在不同的在不同的pHpH环境下，蛋白质的电学性质环境下，蛋白质的电学性质不同。在等电点偏酸性溶液中，蛋白质不同。在等电点偏酸性溶液中，蛋白质粒子带负正荷，在电场中向负极移动；粒子带负正荷，在电场中向负极移动；在等电点偏碱性溶液中，蛋白质粒子带在等电点偏碱性溶液中，蛋白质粒子带负电荷，在电场中向正极移动。这种现负电荷，在电场中向正极移动。这种现象称为蛋白质电泳象称为蛋白质电泳(ElectrophoresisElectrophoresis)。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章电泳电泳 蛋白质在等蛋白质在等电点电点pHpH条件条件下，不

34、发生下，不发生电泳现象。电泳现象。利用蛋白质利用蛋白质的电泳现象，的电泳现象，可以将蛋白可以将蛋白质进行分离质进行分离纯化。纯化。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 由于蛋白质的分子量很大，它在水中能由于蛋白质的分子量很大，它在水中能够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动等。运动等。由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用透析法将非蛋白的小膜，因此可以应用透析法将非蛋白的小分子杂质除去。分子杂

35、质除去。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用有关。大小、所带的电荷和水化作用有关。改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质性质 在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中沉淀出来。沉淀出来。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 在温和条件下，通过改变溶液的在温和条件下，通过改变溶液的pHpH或电或电荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分

36、荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。离。在沉淀过程中，结构和性质都没有发生在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当的条件下，可以重新溶解变化，在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性沉淀。沉淀。可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。剂沉淀法等。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而

37、且也破坏了蛋白胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。可能再重新溶解于水。由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所以又称为变性沉淀。质的变化，所以又称为变性沉淀。如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 蛋白质的性质与它们的结构密切相关。蛋白质的性质与它们的结构密切相关。某些物理或化学因素

38、，能够破坏蛋白质某些物理或化学因素，能够破坏蛋白质的结构状态，引起蛋白质理化性质改变的结构状态，引起蛋白质理化性质改变并导致其生理活性丧失。这种现象称为并导致其生理活性丧失。这种现象称为蛋白质的变性蛋白质的变性(denaturation)。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章蛋白质的变性蛋白质的变性 变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所具有和其它溶剂，也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可

39、逆沉淀。引起变性的主要因素是热、紫外光、可逆沉淀。引起变性的主要因素是热、紫外光、激烈的搅拌以及强酸和强碱等。激烈的搅拌以及强酸和强碱等。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章 大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。酸、酪氨酸和色氨酸。这三种氨基酸的在这三种氨基酸的在280nm 280nm 附近有最大吸附近有最大吸收。因此，大多数蛋白质在收。因此，大多数蛋白质在280nm 280nm 附近附近显示强的吸收。显示强的吸收。利用这个性质，可以对蛋白质进行定性利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定

40、。鉴定。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.3.420.3.4，蛋白质的分类蛋白质的分类(1)(1)依据蛋白质的外形分类依据蛋白质的外形分类 按照蛋白质的外形可分为球状蛋白质和纤维状蛋白质。球状蛋白质：球状蛋白质：globular proteinglobular protein外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。纤维状蛋白质纤维状蛋白质：fibrous proteinfibrous protein分子类似纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质不溶性纤维状蛋白

41、质。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章（2 2）依据蛋白质的组成分类）依据蛋白质的组成分类 按照蛋白质的组成，可以分为按照蛋白质的组成，可以分为 简单蛋白简单蛋白(simple protein)(simple protein)和结合蛋白和结合蛋白(conjugated protein)(conjugated protein)。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章简单蛋白简单蛋白 又称为单纯蛋白质；又称为单纯蛋白质；这类蛋白质只含由这类蛋白质只含由-氨基酸组成氨基酸组成的肽链的肽链，

42、不含其它成分。，不含其它成分。1 1，清蛋白和球蛋白：，清蛋白和球蛋白：albumin and globulin广泛存在广泛存在于动物组织中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，于动物组织中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。易溶于稀酸中。2 2，谷蛋白，谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于70708080乙醇中。乙醇中。3 3，精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。，精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。4 4，硬蛋白：存在于各种软骨、

43、腱、毛、发、丝等组织，硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章结合蛋白结合蛋白 由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成，由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成，色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。膜中的糖蛋白等。脂蛋白：

44、由简单蛋白与脂类结合而成。脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。如血如血清清-，-脂蛋白等。脂蛋白等。核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核糖核蛋白等。核中的核糖核蛋白等。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章20.3.5 20.3.5 几种重要的蛋白质类型几种重要的蛋白质类型 1 1纤维状蛋白纤维状蛋白 纤维状蛋白质纤维状蛋白质(fibrous protein)(fibrous protein)广泛地分广泛地分布于脊椎和无脊椎动物体内，它是动物体的基布于脊椎和无脊椎动物体内，它是动物体的基本支

45、架和外保护成分，本支架和外保护成分，占脊推动物体内蛋白占脊推动物体内蛋白质总量的一半成一半以上。质总量的一半成一半以上。这类蛋白质外形呈纤维状或细棒状，分子轴比这类蛋白质外形呈纤维状或细棒状，分子轴比(长轴短轴长轴短轴)大于大于1()(1()(小于：小于：1010的为球状蛋白的为球状蛋白质质)。分子是有规则的线型结构，这与其多肤。分子是有规则的线型结构，这与其多肤链的有规则二级结构有关，而有规则的线型二链的有规则二级结构有关，而有规则的线型二级结构是它们的氨基酸顺序的规则性反映。级结构是它们的氨基酸顺序的规则性反映。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第

46、十三章第十四章纤维状蛋白质的类型纤维状蛋白质的类型 纤维状蛋白质可分为不溶性纤维状蛋白质可分为不溶性(硬蛋白硬蛋白)和和可溶性二类，前者有角蛋白、胶原蛋白可溶性二类，前者有角蛋白、胶原蛋白和弹性蛋白等；和弹性蛋白等；后者有肌球蛋白和纤维蛋白原等，但不后者有肌球蛋白和纤维蛋白原等，但不包括微管包括微管(microtubule)(microtubule)、肌动蛋白细丝、肌动蛋白细丝(actin(actin filament)filament)或鞭毛或鞭毛(flagella)(flagella)，它们是球状蛋白质的长向聚集体它们是球状蛋白质的长向聚集体(aggregate)(aggregate)。第

47、一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章（1 1）角蛋白）角蛋白 KeratinKeratin 角蛋白广泛存在于动物的皮肤及皮肤的衍生物，角蛋白广泛存在于动物的皮肤及皮肤的衍生物，如毛发、甲、角、鳞和羽等，属于结构蛋白。如毛发、甲、角、鳞和羽等，属于结构蛋白。角蛋白中主要的是角蛋白中主要的是-角蛋白。角蛋白。-角蛋白主要由角蛋白主要由-螺旋构象的多肽链组成。一螺旋构象的多肽链组成。一般是由三条右手般是由三条右手-螺旋肽链形成一个原纤维，螺旋肽链形成一个原纤维，原纤维的肽链之间有二硫键交联以维持其稳定原纤维的肽链之间有二硫键交联以维持其稳定性性

48、例如毛的纤维是由多个原纤维平行排列，并由例如毛的纤维是由多个原纤维平行排列，并由氢键和二硫键作为交联键将它们聚集成不溶性氢键和二硫键作为交联键将它们聚集成不溶性的蛋白质。的蛋白质。-角蛋白的伸缩性能很好，当角蛋白的伸缩性能很好，当-角蛋白被过度角蛋白被过度-拉伸时，则氢键被破坏而不能复原。此时拉伸时，则氢键被破坏而不能复原。此时-角蛋白转变成角蛋白转变成-折叠结构，称为折叠结构，称为-角蛋白。角蛋白。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章毛发的结构毛发的结构 一根毛发周围是一层鳞状一根毛发周围是一层鳞状细胞细胞(scaIe(scaIe ce

49、ll)cell)，中间，中间为皮层细胞为皮层细胞(cortical(cortical celIcelI)。皮层细胞横截面。皮层细胞横截面直径约为直径约为2020 m m。在这些细。在这些细胞中，大纤维沿轴向排列。胞中，大纤维沿轴向排列。所以一根毛发具有高度有所以一根毛发具有高度有序的结构。序的结构。毛发性能就决定于毛发性能就决定于 螺螺旋结构以及这样的组织方旋结构以及这样的组织方式。式。第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章角角蛋蛋白白分分子子中中的

50、的二二硫硫键键第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章第十三章第十四章卷发卷发(烫发烫发)的生物化学基础的生物化学基础 永久性卷发永久性卷发(烫发烫发)是一项生物化学工程是一项生物化学工程(biochemical engineering),(biochemical engineering),角蛋白在湿角蛋白在湿热条件下可以伸展转变为热条件下可以伸展转变为 构象，但在冷却构象，但在冷却干燥时又可自发地恢复原状。干燥时又可自发地恢复原状。这是因为这是因为 角蛋白的侧链角蛋白的侧链R R基一般都比较大，基一般都比较大，不适于处在不适于处在 构象状态，此外构象状态，