生物化学第三章蛋白质化学..ppt

蛋白质化学 主要介绍氨基酸、肽和蛋白质的结构、性质、功能以及蛋白质的结构与功能的关系。还介绍了一些基本技术如氨基酸的分离、纯化，多肽的人工合成，蛋白质的分离、纯化、鉴定等。 几年前，在欧洲乃至全世界引起恐慌的疯牛病，其致病元凶就是蛋白粒子（prion），这种只有蛋白质而没有核酸的病原体，可引起人或动物的疯牛病，这一发现又一次说明了蛋白质是生命的物质基础。 Filter-paper Chromatography 离子交换层析（ion-change chromatography） 氨基酸分析仪图解 分子筛层析（gel-filtration chromatography） 6. 同源蛋白质的物种差异与生物进化 系统树的构建 蛋白质的空间结构 （七）蛋白质的分离纯化技术 1. 根据分子量大小 透析和超过滤 密度梯度离心 凝胶过滤 2. 利用溶解度差别 等电点沉淀和pH控制 蛋白质的盐溶盐析 有机溶剂分级分离法 3. 根据电荷不同 电泳 聚丙烯酰胺凝胶电泳 毛细管电泳 等电聚焦 层析聚焦 离子交换层析 4. 利用选择性吸附 薄层层析和柱层析 5. 亲和层析 6. 高效液相层析（HPLC）和快速蛋白液相层析（FPLC） 本章重点 氨基酸的化学性质 蛋白质的一级结构 蛋白质的高级结构 蛋白质化学性质 氨基酸与蛋白质的分离纯化 技术 作业 1．什么是蛋白质的一级结构？为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？ 2．举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。 3．根据蛋白质一级氨基酸序列可以预测蛋白质的空间结构。假设有下列氨基酸序列（如图）： （1）预测在该序列的哪一部位可能会出弯或β-转角。 （2）何处可能形成链内二硫键？ （3）假设该序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸残基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分布在内部？ 天冬氨酸；异亮氨酸；苏氨酸；缬氨酸；谷氨酰胺；赖氨酸 4．什么是蛋白质的变性作用和复性作用？蛋白质变性后哪些性质会发生改变？ 4．血红蛋白的别构效应(变构效应)（allosteric effect） 卟啉 亚铁血红素 氧合作用显著改变Hb的四级结构，血红素铁的微小移动导致血红蛋白构象的转换（从T态→R态） T态（tense state）紧张态 R态（relaxed state）松驰态。 血红蛋白是由两个α-亚基和两个β-亚基组成的四聚体（α2β2），有稳定的四级结构，与氧的亲和力很弱，但当氧与血红蛋白分子中一个亚基的血红素辅基的铁结合后。即引起该亚基构象的改变，一个亚基构象的改变又会引起其余亚基的构象相继发生改变，亚基间的次级键被破坏，结果整个分子从紧密的构象变成比较松散的构象，易于与氧结合，使血红蛋白与氧结合的速度大大加快。 别构效应是指含亚基的蛋白质分子由于一个亚基构象的改变而引起其余亚基以至整个分子构象、性质和功能发生变化。 七、蛋白质的理化性质 蛋白质是由氨基酸组成，因此蛋白质的性质与氨基酸相似，但由于蛋白质是由许多氨基酸通过肽键形成了大分子化合物，也就出现了一些新的性质。 （一）胶体性质 由于蛋白质分子很大，在水中形成胶体溶液。蛋白质主要是指球状蛋白质有亲水面，它的亲水基团都在表面，因此与水有很大的亲和力，成为亲水胶体。 蛋白质的亲水胶体溶液是相当稳定的，一方面由于蛋白质表面的亲水基团会吸引它周围的水分子，使水分子定向排列在它的周围，形成“水化层”。另一方面由于蛋白质在非等电点时带有同种电荷，同种电荷相斥，也使蛋白质分子保持一定的距离而不会聚合。 （二）酸碱性质和等电点 1. 蛋白质分子的可解离基团 2. 等电点 在某一pH值时，蛋白质所带的正电荷与负电荷恰好相等，即净电荷为零，此时溶液的pH值就是蛋白质的等电点。 每种蛋白质都有它特有的等电点，这也是鉴别蛋白质的指标之一。 蛋白质的酸性氨基酸和碱性氨基酸含量与等电点的关系: 等电点和蛋白质分子中所含氨基酸的种类有关。 3. 等离子点 等离子点是蛋白质在不含其它溶质的纯水中，蛋白质所带净电荷为零时的溶液的pH值。等离子点是一个常数。 4．蛋白质等电点的测定 等电聚焦 （三）电泳 P32 (四) 变性作用（denaturation） 1．变性的概念和理论 概念：变性是指蛋白质受物理或化学因素的影响，使蛋白质分子原有的特定的空间结构发生改变，从而导致蛋白质性质的改变以及生物活性的丧失。 理论：吴宪提出 肽链从紧密有序结构→松散无序的结构 2．变性的因素 物理因素: 加热、紫外线、X-射线、超声波等。 化学因素: 酸、碱、有机溶剂、蛋白变性剂（尿素、盐酸胍）、重金属盐等。 3．变性