52蛋白质的物理化学性质.docVIP

学 科 食品化学 第五章 第三节 授 课 日 期 蛋白质的物理化学性质 课时 2 班级 授课方式 讲 授、提问、讨 论、总结、练 习 教学目的 理解蛋白质的两性电离、等电点及其应用；理解蛋白质的变性、沉淀和凝固及其应用；理解蛋白质的呈色反应和应用。 了解蛋白质的胶体性质 重点难点 蛋白质的各物理化学性质及对应的应用 教具准备 说明 教学内容 课程引入、教学过程、布置作业 课程引入：（10min，从生活中引入。提问、讨论） 蛋白质是六大营养素之一，产能营养素之一 日常食物中的蛋白质，请列举 蛋白质有哪些功能？ 你还了解跟蛋白质相关的哪些内容？ 授 课 内 容 备注 教学过程 第三节 蛋白质的物理化学性质 一、蛋白质分子的大小形状?蛋白质分子的形状? 1.大多数蛋白质分子是近似球形的或椭球形的。如：肌红蛋白、血红蛋白、胰岛素、免疫球蛋白、溶菌酶等；少数蛋白质分子是纤维状的或细棒状的。如：血纤维蛋白、胶原蛋白、丝心蛋白、角蛋白等。??蛋白质分子的大小小者数千，大者数千万，但大多数蛋白质在104～108数量级。? 2.测定蛋白质分子量常用的方法——化学组成法、超速离心法、凝胶过滤法、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法。? 二、蛋白质的两性电离???? 1.蛋白质是由氨基酸构成的，蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。?? 2.蛋白质的等电点（pI）：当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。? 3.pI是蛋白质的特征性常数。?pH??pI，带负电荷；?pH??pI带正电荷。 体内多数蛋白pI为5.0左右?，?在人体体液为pH7.45环境下，多数蛋白带负电荷。? 4.蛋白质在等电点时溶解度最小，易聚集形成沉淀。? 利用蛋白质两性电离的性质，可通过电泳、离子交换层析、等电聚焦、等电沉淀等技术分离蛋白质。 三、蛋白质的胶体性质????? 颗粒大小：在1～100nm之间。因此溶于水，成为亲水胶体。分子周围有双电层和水化层，有利于稳定蛋白质胶体系统。 1.扩散? 将一种溶质放在可以使其溶解的溶剂中，则溶质分子便向溶剂的各个方向移动，最终达到了在溶剂中均匀的分散。这种现象，称为分子扩散。——布朗运动的结果?扩散的速度取决于颗粒的大小和形状。?? 在超速离心机中去离心，蛋白质颗粒会沉降。这与真溶液的性质不同。?? 2.粘度? 蛋白质溶液有较大的粘度。其粘度随着蛋白质水合颗粒容积的增大，或分子不对称的增加而增大。? 测定蛋白质溶液的粘度变化，可以估计蛋白质在水溶液中的水合作用和分子形状的改变。?在蛋白质变性研究中，粘度测定是最简单有效的方法。 当蛋白质变性时，由于肽链展开，分子不对称性增加，其溶液的粘度比同浓度的天然蛋白质增大数倍。? 3.不透过性? 蛋白质是高分子，一般不能透过半透膜。? 可以利用半透膜来除去蛋白质制剂中的小分子物质，如无机盐等。这种方法叫透析。? 细胞膜、线粒体膜，以及微血管壁等，都具有半透膜性质。它们把各种蛋白质分隔在细胞内的不同部位。这样做，对维持细胞内外的水和电解质的分布平衡，以及对物质代谢的调节，都有重要的意义。? 四、蛋白质的变性、沉淀和凝固????? 1.变性：在某些理化因素作用下，蛋白质分子的特定空间构象被破坏，从而导致理化性质的改变和生物活性的丧失。? 1）变性本质：二硫键和非共价键的破坏引起空间结构的改变，不涉及一级结构的改变。? 2）变性因素：? 物理因素：加热，加压，超声波，紫外线? 化学因素：胍、脲、有机溶剂、强酸强碱，?-巯基乙醇、重金属离子、生物碱试剂? 3）蛋白质变性后理化性质和物理性质的改变? 溶解度降低；粘度增加；结晶能力消失；生物活性丧失；易被蛋白酶水解? 应用举例：临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。? 2.复性(renaturation)?：若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性。? 3.蛋白质沉淀(protein??precipitation)：在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融会相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。这一现象被称为蛋白质沉淀。? 蛋白质沉淀的方法：盐析、酸、碱、有机溶剂、重金属、生物碱、抗体?。 1）可逆沉淀。 2）不可逆沉淀。 盐析：加盐使蛋白质沉淀析出的现象。此法分离出的蛋白质物理性质、化学性质都不发生改变，常用来提取酶制剂。 有机溶剂沉淀法。 重金属盐和生物碱沉淀法。? 4.蛋白质的凝固作用(protein?coagulati