1、复复 习习1、含有杂环的亚氨基酸是、含有杂环的亚氨基酸是_。脯氨酸脯氨酸2、组成蛋白质的氨基酸除、组成蛋白质的氨基酸除_外均含有不对称碳原子，所以具有外均含有不对称碳原子，所以具有_。甘氨酸，旋光性甘氨酸，旋光性3、异亮氨酸属于哪一类氨基酸（、异亮氨酸属于哪一类氨基酸（）A 支链支链 B 芳香族芳香族 C 杂环杂环 D 碱性碱性A4、下列属于必需氨基酸的是（、下列属于必需氨基酸的是（）A 天冬酰胺天冬酰胺 B谷氨酰胺谷氨酰胺 C酪氨酸酪氨酸 D赖氨酸赖氨酸D第三章第三章 蛋白质化学（下）蛋白质化学（下）第六节第六节 蛋白质的结构（重点）蛋白质的结构（重点）蛋白质结构的研究内容蛋白质结构的研究内
2、容v由哪些氨基酸组成？由哪些氨基酸组成？v各种氨基酸的含量？各种氨基酸的含量？v氨基酸之间如何连接？氨基酸之间如何连接？v不同氨基酸的排列顺序如何？不同氨基酸的排列顺序如何？v氨基酸长链的空间形状如何？氨基酸长链的空间形状如何？蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次v一级结构一级结构v二级结构二级结构v超二级结构超二级结构v结构域结构域v三级结构三级结构v四级结构四级结构一、一级结构（序列）一、一级结构（序列）v多肽链中氨基酸残基的排列顺序，也称为蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，也称为蛋白质的序列或蛋白质的化学结构。的序列或蛋白质的化学结构。v左左N右右C 什么是序列分析？什么是序列分析？v根据
3、完全水解所获得的氨基酸组成知识，按照根据完全水解所获得的氨基酸组成知识，按照预先设计好的策略，对多肽进行部分水解、末预先设计好的策略，对多肽进行部分水解、末端测定、短序列分离和完全水解等，从而得出端测定、短序列分离和完全水解等，从而得出蛋白质多肽链的完整的氨基酸序列。蛋白质多肽链的完整的氨基酸序列。蛋白质序列分析的意义蛋白质序列分析的意义 v研究蛋白质结构和功能的关系研究蛋白质结构和功能的关系 人类血红蛋白变种有300多种,有些变种严重影响分子的携氧的能力，进行序列分析有助于说明血红蛋白的结构与功能差异v寻找基因寻找基因 根据蛋白质序列可以反推DNA序列，有助于确定基因和克隆基因蛋白质序列分析
4、原则蛋白质序列分析原则 v1、确定多肽链的数目，肽链拆分、确定多肽链的数目，肽链拆分-获得单一多获得单一多肽链肽链 多肽链的拆分多肽链的拆分v非共价交联非共价交联 酸、碱、高浓度的盐酸、碱、高浓度的盐、变性剂处理、变性剂处理8mol/L尿素或尿素或6mol/L盐盐酸胍酸胍v通过链间二硫键交联或通过链间二硫键交联或者存在链内二硫键者存在链内二硫键 氧化或者还原二硫键使氧化或者还原二硫键使其断开其断开1）巯基乙醇法）巯基乙醇法v用过量巯基乙醇还原二硫键使其断开用过量巯基乙醇还原二硫键使其断开v加入碘乙酸保护生成的巯基加入碘乙酸保护生成的巯基2）过甲酸法）过甲酸法v加入发烟甲酸将二硫键氧化成磺酸基从
5、而断开二硫加入发烟甲酸将二硫键氧化成磺酸基从而断开二硫键键3）二硫苏糖醇法）二硫苏糖醇法v加入二硫苏糖醇或者二硫赤蘚糖醇还原二硫键加入二硫苏糖醇或者二硫赤蘚糖醇还原二硫键 v2、蛋白质多肽链的组成分析、蛋白质多肽链的组成分析-确定每条肽链的确定每条肽链的氨基酸的种类和数量（需要蛋白质完全水解）氨基酸的种类和数量（需要蛋白质完全水解）蛋白质序列分析原则蛋白质序列分析原则 v3、蛋白质多肽链的末端分析、蛋白质多肽链的末端分析-确定末端氨基确定末端氨基酸酸 N末端测定末端测定 C末端测定末端测定蛋白质序列分析原则蛋白质序列分析原则 1）N-末端测定末端测定vDNFB法法vPITC法法vDNS法法v氨
6、肽酶法氨肽酶法DNS法v丹磺酰氯（二甲基氨基萘磺酰氯）丹磺酰氯（二甲基氨基萘磺酰氯）v6mol/L HCl 105水解水解18hr氨肽酶法氨肽酶法v外切酶，从多肽链的外切酶，从多肽链的N-端逐个的向里水解端逐个的向里水解v根据不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨根据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基释基酸种类和数量，按反应时间和氨基酸残基释放量作动力学曲线，从而知道蛋白质的放量作动力学曲线，从而知道蛋白质的N-末端末端残基顺序残基顺序2）C-末端测定末端测定v肼解法肼解法 多肽与肼在无水条件下加热，多肽与肼在无水条件下加热，C-端氨基酸即从肽链上端氨基酸
7、即从肽链上解离出来，其余的氨基酸则变成肼化物解离出来，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肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-端端氨基酸分离氨基酸分离H2NCHCROHNCH CROORnCCHHNOHn-1N-端氨基酸 C-端氨基酸ORnCCHH2NOHH2NCHCRONHNH2+H+NH2NH2氨基酸酰肼C-端氨基酸羧肽酶法羧肽酶法羧肽酶羧肽酶A作用于促肾上腺皮质激作用于促肾上腺皮质激素氨基酸的释放曲线素氨基酸的释放曲线v4、对多肽链进行部分水解、对多肽链进行部分水解(酶解酶解)，获得一套短，获得一套短肽混合物；用不同的酶分别进行肽混合物；用不同的
8、酶分别进行,得到几套短肽得到几套短肽混合物混合物 蛋白质序列分析原则蛋白质序列分析原则 肽链部分水解的方法肽链部分水解的方法v化学法化学法 溴化氰法溴化氰法 羟胺法羟胺法 酸酸v酶解法（切点多，肽段大小不一）酶解法（切点多，肽段大小不一）胰蛋白酶胰蛋白酶1）溴化氰法）溴化氰法v断开甲硫氨酸羧基参与的肽键断开甲硫氨酸羧基参与的肽键v由于蛋白质中含有很少的甲硫氨酸，因此可以得由于蛋白质中含有很少的甲硫氨酸，因此可以得到较大的片断到较大的片断CH3S：CH2CH2CHN HCN HCHCOOR+B rC+NB r-CH3S+CH2CH2CHN HCN HCHCOORCNCH3SCN CH2CHN H
9、CN HCHCOORCH2+H2O+CH2CHN HCOCH2OH3N+CHCOR高丝氨酸内酯2）羟胺法）羟胺法v羟胺能专一地裂解羟胺能专一地裂解Asn-Gly的肽键的肽键v5、分离短肽混合物、分离短肽混合物-获得单一的短肽获得单一的短肽 v6、测定所有短肽的的氨基酸序列、测定所有短肽的的氨基酸序列v7、将所获得的所有序列进行拼凑、将所获得的所有序列进行拼凑,确定蛋白质确定蛋白质序列序列v8.测定二硫键位置，测出全部一级结构测定二硫键位置，测出全部一级结构蛋白质序列分析原则蛋白质序列分析原则 二、二级结构二、二级结构v蛋白质多肽链自身的折叠和盘绕方式蛋白质多肽链自身的折叠和盘绕方式v肽链骨架原
10、子的相对空间位置，不涉及侧链肽链骨架原子的相对空间位置，不涉及侧链v维持二级结构的力：氢键维持二级结构的力：氢键肽平面肽平面v肽平面各个原子所构成的键长、键角在蛋白质构肽平面各个原子所构成的键长、键角在蛋白质构象中恒定不变象中恒定不变二级结构的种类二级结构的种类v-螺旋螺旋v折叠折叠v转角转角v自由回转自由回转1、-螺旋螺旋v绝大多数为右手螺旋绝大多数为右手螺旋v-角蛋白：全部由角蛋白：全部由-螺旋构成螺旋构成v结构要点结构要点 每每3.6个氨基酸残基螺旋上升一个氨基酸残基螺旋上升一圈圈 每圈向上移动每圈向上移动0.54nm 氨基酸残基侧链伸向外侧，相氨基酸残基侧链伸向外侧，相邻螺圈间形成氢键
11、，氢键基本邻螺圈间形成氢键，氢键基本与中心轴平行与中心轴平行vSN：3.613-螺旋螺旋完成一个螺旋需完成一个螺旋需3.6个氨基酸残基，个氨基酸残基，螺旋每上升一圈，螺螺旋每上升一圈，螺距为距为0.54nm，相邻，相邻两个氨基酸残基之间两个氨基酸残基之间的轴心距为的轴心距为0.15nml l维持螺旋的作用力是维持螺旋的作用力是氢键氢键，相邻螺圈之间，相邻螺圈之间 形成链内形成链内H键，键，H键的取向几乎与轴平行。键的取向几乎与轴平行。H键位置：由每个残基的键位置：由每个残基的CO基与其相基与其相 邻的第四个残基的邻的第四个残基的 NH的形成的形成H键，键，所有肽键的所有肽键的NH和和CO都参与
12、氢键的形成，都参与氢键的形成，故故-螺旋很稳定。螺旋很稳定。-螺旋螺旋 2、折叠折叠 由两条或两条以上几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链由两条或两条以上几乎完全伸展的肽链平行排列，通过链间氢键交联而成。肽链的主链成锯齿状折叠构象。间氢键交联而成。肽链的主链成锯齿状折叠构象。要点：要点：l l肽链几乎是完全伸展的，整个肽链成折叠形式。肽链几乎是完全伸展的，整个肽链成折叠形式。l l两条或多条链相互平行，按层排列，相邻的肽链之两条或多条链相互平行，按层排列，相邻的肽链之间形成肽间形成肽 间的氢键，氢键由主链的间的氢键，氢键由主链的-C=O与与-NH之间形之间形成氢键，所有的肽键都参与氢键的形成，氢
13、键取向与成氢键，所有的肽键都参与氢键的形成，氢键取向与肽链的长轴接近垂直。肽链的长轴接近垂直。l l-折叠两种类型：折叠两种类型：平行式：所有肽链的平行式：所有肽链的N端都在同一端。端都在同一端。反平行式：相邻的两条肽链方向相反。反平行式：相邻的两条肽链方向相反。折叠折叠折叠（平行）折叠（平行）v氢键倾斜氢键倾斜折叠（反平行）折叠（反平行）v氢键垂直，更稳定氢键垂直，更稳定球状蛋白质中广泛存在的一种结构球状蛋白质中广泛存在的一种结构肽链发生肽链发生180度回折，回折角度就是度回折，回折角度就是-转角结构。转角结构。维持力维持力：由一个由一个AA残基的残基的C=O与第四个与第四个AA的残基的的残
14、基的NH之间形成氢键。甘氨酸和脯氨酸易于形成之间形成氢键。甘氨酸和脯氨酸易于形成-转角。转角。3、-转角转角4、无规卷曲、无规卷曲无规卷曲是指多肽链主链部分形无规卷曲是指多肽链主链部分形成的无规律的卷曲构象。成的无规律的卷曲构象。-螺旋螺旋-折叠折叠-转角转角无规卷曲无规卷曲三、超二级结构三、超二级结构 v二级结构和三级结构的过渡态二级结构和三级结构的过渡态v若干相邻的二级结构彼此相互作用，形成有规则若干相邻的二级结构彼此相互作用，形成有规则的二级结构组合体的二级结构组合体；v不具有功能；不具有功能；v组合方式：组合方式：、超二级结构（超二级结构（转角转角）超二级结构（超二级结构（）超二级结构
15、（超二级结构（曲折曲折）四、结构域四、结构域v多肽链在超二级结构基础上进一步缠绕折叠形成紧多肽链在超二级结构基础上进一步缠绕折叠形成紧密的近似球状的结构密的近似球状的结构v多结构域的酶分子的活性部位通常分布在结构域之多结构域的酶分子的活性部位通常分布在结构域之间的间的“铰链区铰链区”上，有利于结构域发生相对运动，上，有利于结构域发生相对运动，与底物结合与底物结合五、三级结构五、三级结构v由于侧链基团相互作用，多肽链进一步折叠或由于侧链基团相互作用，多肽链进一步折叠或者卷曲构成复杂的空间结构，整个分子成为球者卷曲构成复杂的空间结构，整个分子成为球状或者颗粒状状或者颗粒状v多肽链上所有原子（包括主
16、链和残基侧链）在多肽链上所有原子（包括主链和残基侧链）在三维空间的分布三维空间的分布v维持三级结构的主要作用力为疏水作用，其次维持三级结构的主要作用力为疏水作用，其次为氢键、离子键、范德华力为氢键、离子键、范德华力 疏水疏水 相互作用相互作用静电相互作用静电相互作用金属离子金属离子配位作用配位作用折叠折叠结构结构链间链间氢键氢键螺旋螺旋结构结构链内链内氢键氢键二硫键二硫键侧链侧链之间之间氢键氢键稳定蛋白质三级结构的主要作用力稳定蛋白质三级结构的主要作用力鲸肌红蛋白肌红蛋白v英国剑桥大学的英国剑桥大学的John Kendrew等人等人 v153个残基分成个残基分成8段长度为段长度为724个氨基酸
17、残基个氨基酸残基组成的组成的螺旋区，各区之间通过螺旋区，各区之间通过18个松散的个松散的残基相连残基相连v内部疏水，外部亲水内部疏水，外部亲水 六、四级结构六、四级结构v分子量大的蛋白质由几条多肽链组成，肽链间分子量大的蛋白质由几条多肽链组成，肽链间没有共价键连接，这种肽链称为亚基没有共价键连接，这种肽链称为亚基v四级结构指四级结构指亚基的相互关系、空间排布和特定亚基的相互关系、空间排布和特定构象。构象。v维持四级结构的作用力主要为疏水作用，其次维持四级结构的作用力主要为疏水作用，其次为氢键、离子键、范德华力；为氢键、离子键、范德华力；马血红蛋白马血红蛋白v英国剑桥大学英国剑桥大学Max Pe
18、rutz经经23年研究于年研究于1959年年提出提出 七、蛋白质分子中的化学键七、蛋白质分子中的化学键v肽键肽键v二硫键二硫键v酯键酯键v离子键离子键v配位键配位键v氢键氢键v范德华力范德华力v疏水作用疏水作用1、肽键v肽键肽键C-N具有双键的性质，不能自由转动具有双键的性质，不能自由转动，因，因此四个原子处于同一平面，此四个原子处于同一平面，H和和O呈反式排列呈反式排列vC=O双键具有单键性质双键具有单键性质2、二硫键v半胱氨酸半胱氨酸v稳定肽链空间结构稳定肽链空间结构v二硫键越多，蛋白质稳定性越强二硫键越多，蛋白质稳定性越强v例如角蛋白不溶于稀碱溶液例如角蛋白不溶于稀碱溶液3、酯键v苏氨酸
19、、丝氨酸的羟基苏氨酸、丝氨酸的羟基 与磷酸形成磷酸酯与磷酸形成磷酸酯 与氨基酸的羧基成酯与氨基酸的羧基成酯4、离子键（盐键）v具有相反电荷的两个基团之间的库仑作用具有相反电荷的两个基团之间的库仑作用v谷氨酸、天冬氨酸的羧基谷氨酸、天冬氨酸的羧基v精氨酸、赖氨酸的氨基精氨酸、赖氨酸的氨基v高浓度的盐、过高或者过低的高浓度的盐、过高或者过低的pH均可破坏离子键均可破坏离子键，从而使蛋白质变性，从而使蛋白质变性5、配位键、配位键v两个原子之间形成共价两个原子之间形成共价键，共用电子对由其中键，共用电子对由其中一个原子提供一个原子提供v金属离子和蛋白质的连金属离子和蛋白质的连接接v螯合剂可除去金属离子
20、螯合剂可除去金属离子导致金属蛋白变性失活导致金属蛋白变性失活6、疏水作用v非极性侧链（疏水基团）在极性溶剂（水）中为非极性侧链（疏水基团）在极性溶剂（水）中为了避开水而彼此靠近所产生的一种作用力了避开水而彼此靠近所产生的一种作用力v本质为范德华力本质为范德华力v主要存在于蛋白质分子内部主要存在于蛋白质分子内部维系一级结构主要作用力：肽键、二硫键维系一级结构主要作用力：肽键、二硫键维系二级结构主要作用力：氢键维系二级结构主要作用力：氢键维系三级结构主要作用力：疏水作用力维系三级结构主要作用力：疏水作用力维系四级结构主要作用力：疏水作用力维系四级结构主要作用力：疏水作用力氢键、范德华力、疏水作用力
21、、盐键，均为次级键氢键、范德华力、疏水作用力、盐键，均为次级键氢键、范德华力虽然键能小，但数量大氢键、范德华力虽然键能小，但数量大二硫键对稳定蛋白质构象很重要，二硫键越多，蛋二硫键对稳定蛋白质构象很重要，二硫键越多，蛋白质分子构象越稳定白质分子构象越稳定小结小结第八节第八节 典型蛋白质的结构典型蛋白质的结构一、角蛋白一、角蛋白v-角蛋白角蛋白 毛、发、羽毛、指甲毛、发、羽毛、指甲 湿热和外力拉直湿热和外力拉直 含丰富的胱氨酸，二硫键含丰富的胱氨酸，二硫键v-角蛋白角蛋白 蜘蛛丝、蚕丝蜘蛛丝、蚕丝二、胶原蛋白二、胶原蛋白v 皮肤、软骨的主要成分皮肤、软骨的主要成分v 各肽链为左手螺旋各肽链为左手
22、螺旋v 三条肽链缠绕为右手大螺三条肽链缠绕为右手大螺旋旋v 含有其它蛋白质中少见的含有其它蛋白质中少见的羟脯氨酸（羟脯氨酸（9）、羟赖氨）、羟赖氨酸酸 三、血红蛋白v珠蛋白和血红素珠蛋白和血红素 v血红素的第六个配位血红素的第六个配位键在无氧时与水分子键在无氧时与水分子结合生成去氧血红蛋结合生成去氧血红蛋白白Hb，在有氧时则，在有氧时则与氧结合生成氧合血与氧结合生成氧合血红蛋白红蛋白HbO2第九节第九节 蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系蛋白质一级结构对高级结构的影响蛋白质一级结构对高级结构的影响一级结构（氨基酸的种类及排列顺序）的改变必然一级结构（氨基酸的种类及排列顺序）的改变必然
23、影响高级结构。影响高级结构。1、氨基酸的组成和顺序决定了、氨基酸的组成和顺序决定了-螺旋是否存在以及形螺旋是否存在以及形 成螺旋后的稳定程度成螺旋后的稳定程度例如：多聚赖氨酸；多聚谷氨酸例如：多聚赖氨酸；多聚谷氨酸2、R基的大小对多肽链能否形成螺旋有影响基的大小对多肽链能否形成螺旋有影响例如：多聚异丙氨酸；脯氨酸例如：多聚异丙氨酸；脯氨酸蛋白质分子结构与功能的关系（难点）蛋白质分子结构与功能的关系（难点）1 1、蛋白质一级结构与功能的关系、蛋白质一级结构与功能的关系 （1 1）一级结构与生物进化）一级结构与生物进化 （2 2）一级结构与分子病）一级结构与分子病2 2、蛋白质高级结构与功能的关系
24、、蛋白质高级结构与功能的关系 （1 1）蛋白质变构与功能的关系）蛋白质变构与功能的关系 （2 2）蛋白质变性与功能的关系）蛋白质变性与功能的关系3 3、蛋白质的激活、蛋白质的激活（1）一级结构与生物进化）一级结构与生物进化 同源蛋白质的研究：也叫同功能蛋白质，有助于研究生物进化。同源蛋白质的研究：也叫同功能蛋白质，有助于研究生物进化。A A、同源蛋白质的概念：、同源蛋白质的概念：是指在不同生物体中实现同一功能的蛋白质。它的一级结构是指在不同生物体中实现同一功能的蛋白质。它的一级结构中有许多位置的中有许多位置的aaaa对所有种属来说都是相同的，称为不变残基。对所有种属来说都是相同的，称为不变残基
25、。其他位置的其他位置的aaaa差异较大，称为可变残基。这种差异较大，称为可变残基。这种aaaa顺序中的相似顺序中的相似性称为顺序同源现象。性称为顺序同源现象。蛋白质一级结构与功能的关系蛋白质一级结构与功能的关系牛、猪、羊、人等在中属上差异很大，但它们的胰岛素在一级结构上几乎牛、猪、羊、人等在中属上差异很大，但它们的胰岛素在一级结构上几乎一致，仅在一致，仅在A链的第链的第8，9，10位上的位上的3个氨基酸有差异。个氨基酸有差异。细胞色素细胞色素c是一种广泛存在于生物体内，具有铁卟啉的色蛋白是一种广泛存在于生物体内，具有铁卟啉的色蛋白（含有（含有104个氨基酸残基），在生物氧化中起传递电子的作用。
26、个氨基酸残基），在生物氧化中起传递电子的作用。120个物种，个物种，28个个aa位置不变，是维持构象上发挥功能的必要位置不变，是维持构象上发挥功能的必要部位。可变残基随进化而变异，亲缘关系越近，部位。可变残基随进化而变异，亲缘关系越近，aa差异越小。差异越小。人与黑猩猩大致相同；人与黑猩猩大致相同；人与马有人与马有12处不同处不同B、分子进化、分子进化（2）一级结构与分子病）一级结构与分子病一级结构相同，功能相同，一级结构的细小变化导致功一级结构相同，功能相同，一级结构的细小变化导致功能完全不同。能完全不同。A A、分子病的概念：由于遗传基因的突变导致蛋白质分、分子病的概念：由于遗传基因的突变
27、导致蛋白质分 子结构的改变或某种蛋白质缺乏引起的疾病。子结构的改变或某种蛋白质缺乏引起的疾病。例如：镰刀性贫血病例如：镰刀性贫血病 举例：分子病举例：分子病镰刀型红细胞贫血症镰刀型红细胞贫血症 1910年发现于非洲，年发现于非洲，40年后搞清病因，一种遗传病。年后搞清病因，一种遗传病。症状：红细胞在缺氧时呈镰刀状，症状：红细胞在缺氧时呈镰刀状，Hb与与O2的亲和力改变，的亲和力改变，红细红细胞易破裂发生溶血，运氧功能障碍，头昏、胸闷等贫血症状。胞易破裂发生溶血，运氧功能障碍，头昏、胸闷等贫血症状。病因：血液中血红蛋白异常（病因：血液中血红蛋白异常（HbS），正常：），正常：HbA 血红蛋白：两
28、条血红蛋白：两条链和两条链和两条链组成四聚体链组成四聚体22，链含链含141AA2，链含链含146个个AA2，总共总共574个个AA。HbS与与HbA不同：不同：链第链第6位氨基酸残基异常。位氨基酸残基异常。HbA：第：第6位氨基酸为位氨基酸为Glu。HbS：第：第6位氨基酸为位氨基酸为Val。链链 HbA(正常正常)：H2N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-COOH HbS(异常异常)：H2N-Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-COOH 除此以外，血红蛋白的其他部分均完全相同，仅此微小差异除此以外，血红蛋白的其他部分均完全相同，仅此微小差异（57
29、4个氨基酸中只有两个氨基酸差异），使个氨基酸中只有两个氨基酸差异），使HbA和和HbS在功能在功能 上表现出很大的差异。上表现出很大的差异。贫血病人：贫血病人：其血红蛋白的其血红蛋白的-链的链的58、87位，位，-链的第链的第63、92位上的任何一个组氨酸被取代，位上的任何一个组氨酸被取代，血红蛋白容易氧化成高铁血红蛋白，丧失输送氧血红蛋白容易氧化成高铁血红蛋白，丧失输送氧的能力。的能力。说明蛋白质结构与功能的相适应性，说明蛋白质结构与功能的相适应性，二者之间有高度统一性。二者之间有高度统一性。（3）蛋白质的激活）蛋白质的激活例如：胰岛素原的激活例如：胰岛素原的激活体内的某些蛋白质分子初体内的
30、某些蛋白质分子初合成时，呈无活性状态，合成时，呈无活性状态，称为蛋白质原称为蛋白质原.蛋白质原的部分肽链以特蛋白质原的部分肽链以特定的方式断裂后，才变为定的方式断裂后，才变为活性分子活性分子.蛋白质高级结构与功能的关系蛋白质高级结构与功能的关系以别构现象为例以别构现象为例别构现象：蛋白质由于别构现象：蛋白质由于构象变化构象变化而引起分子性质变化从而引起分子性质变化从而导致生物功能的变化。而导致生物功能的变化。血红蛋白为例：血红蛋白为例：血红蛋白由四个亚基组成的四聚体，四个亚基血红蛋白由四个亚基组成的四聚体，四个亚基间以次级链相连，每个亚基含有一个间以次级链相连，每个亚基含有一个Fe2+。Fe2
31、+能与氧气可逆结合，起运输能与氧气可逆结合，起运输O2的作用，每个亚基的作用，每个亚基都结合一个都结合一个O2，每个，每个Hb最多可结合最多可结合4个个O2。血红蛋白有两种构象状态：血红蛋白有两种构象状态：T-型构象型构象与氧气亲和力低；与氧气亲和力低；R-型构象型构象与氧气亲和力高。与氧气亲和力高。当氧气与当氧气与Hb中的一个亚基结合后引起该亚基构象中的一个亚基结合后引起该亚基构象发生变化，由发生变化，由T R型构象，一个亚基构象的变化又型构象，一个亚基构象的变化又会引起另外三个亚基相继发生变化，亚基间次级键破会引起另外三个亚基相继发生变化，亚基间次级键破坏，使坏，使Hb整个分子的构象发生变
32、化，使所有亚基都变整个分子的构象发生变化，使所有亚基都变的适宜与的适宜与O2结合，结合，Hb与与O2结合的速度大大加快。结合的速度大大加快。变构作用：变构作用：当蛋白质的一个亚基结合氧后，使整个分子发生当蛋白质的一个亚基结合氧后，使整个分子发生构象改变，因而对氧的亲和力急剧增加，这种构象改变，因而对氧的亲和力急剧增加，这种现象称为变构作用。现象称为变构作用。第十节第十节 蛋白质的性质和测定蛋白质的性质和测定一、蛋白质的性质一、蛋白质的性质v两性解离和等电点两性解离和等电点v分子量大，大小不等分子量大，大小不等v胶体性质胶体性质v沉淀作用沉淀作用v变性作用变性作用v颜色反应颜色反应 二、蛋白质的
33、测定二、蛋白质的测定 v双缩脲反应双缩脲反应v福林酚法福林酚法v考马斯亮兰显色考马斯亮兰显色v紫外吸收紫外吸收 1、双缩脲反应 v肽键肽键原理原理v在碱性溶液中双缩脲与铜离子结合形成复杂的在碱性溶液中双缩脲与铜离子结合形成复杂的紫红色复合物紫红色复合物v蛋白质及多肽的肽键与双缩脲的结构类似蛋白质及多肽的肽键与双缩脲的结构类似v最大光吸收在最大光吸收在540nm，颜色深浅与蛋白质浓度，颜色深浅与蛋白质浓度成正比成正比v测定范围：测定范围：110mg蛋白质蛋白质/mL溶液溶液2、福林酚法（、福林酚法（Lowry法）法）v在碱性条件下蛋白质与铜作用生成蛋白质在碱性条件下蛋白质与铜作用生成蛋白质铜铜复
34、合物；复合物将复合物；复合物将Folin酚试剂中的磷钼酸酚试剂中的磷钼酸磷钨酸还原成蓝色复合物，蓝色程度与蛋白质磷钨酸还原成蓝色复合物，蓝色程度与蛋白质的含量成正比的含量成正比v测量范围：测量范围：25250g/mL3、考马斯亮兰比色v1976年由年由Bradford建立（建立（Bradford法）法）v目前灵敏度最高的蛋白质比色测定法，最低蛋白目前灵敏度最高的蛋白质比色测定法，最低蛋白质检测量可达质检测量可达1 gv测定快速、简便，完成一个样品的测定，只需要测定快速、简便，完成一个样品的测定，只需要5分钟左右。颜色可以在分钟左右。颜色可以在1小时内保持稳定小时内保持稳定原理v考马斯亮兰考马斯
35、亮兰G-250染料在酸性溶液中与蛋白质染料在酸性溶液中与蛋白质结合，使染料的最大吸收峰的位置由结合，使染料的最大吸收峰的位置由465nm变变为为595nm，溶液的颜色也由棕黑色变为兰色。，溶液的颜色也由棕黑色变为兰色。v染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸（特别是染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸（特别是精氨酸）和芳香族氨基酸残基相结合。精氨酸）和芳香族氨基酸残基相结合。v在在595nm下测定的吸光度值下测定的吸光度值A595，与蛋白质浓，与蛋白质浓度成正比度成正比 4、紫外吸收 v蛋白质分子中，酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基蛋白质分子中，酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键，使蛋白质具有吸
36、收紫外光的苯环含有共轭双键，使蛋白质具有吸收紫外光的性质。的性质。v吸收高峰在吸收高峰在280nm处，吸光度（即光密度值）与处，吸光度（即光密度值）与蛋白质含量成正比，可以进行蛋白质含量的测定蛋白质含量成正比，可以进行蛋白质含量的测定。v适用于柱层析洗脱液的快速连续检测适用于柱层析洗脱液的快速连续检测v嘌呤、嘧啶及核酸等物质有干扰嘌呤、嘧啶及核酸等物质有干扰 本章总结1v蛋白质的定义蛋白质的定义v20种常见氨基酸、种常见氨基酸、必需氨基酸必需氨基酸v氨基酸的性质氨基酸的性质v氨基反应（茚三酮、氨基反应（茚三酮、DNFB、PITC）v羧基反应、侧链基团反应（用于鉴定）羧基反应、侧链基团反应（用于鉴定）本章总结2v蛋白质的一四级结构的定义、作用力蛋白质的一四级结构的定义、作用力v一级结构的测定步骤和方法一级结构的测定步骤和方法（C、N末端氨基末端氨基酸的测定：酸的测定：DNFB，肼解法），肼解法）v二级结构的种类和特征二级结构的种类和特征v蛋白质的性质和应用蛋白质的性质和应用v蛋白质的测定蛋白质的测定完毕！完毕！
