第二章 蛋白质化学3-蛋白质结构与功能的关系2课件.ppt

;第二章 蛋白质;第五节蛋白质结构与功能的关系（The Relation of Structure and Function of Protein）;（一）一级结构是空间构象的基础 ; 天然状态，有催化活性;多肽链中氨基酸的排列顺序决定了肽链的折叠和卷曲方式;1、种属差异;如不同哺乳动物的胰岛素分子结构都由A和B两条链组成，且二硫键的配对和空间构象极其相似。一级结构也相似，仅有个别氨基酸有差异，因此它们都执行着相同的调节糖代谢的生理功能。;哺乳动物胰岛素氨基酸序列差异; 是一种与血红素辅基共价结合的单链蛋白，存在于真核生物线粒体中。相对分子量约为13,000，含有104个氨基酸残基。近100个种属的细胞色素c氨基酸顺序已被测定。肽链中28个位置的氨基酸对所有已测试的种属都相同的，表明，这些残基是规定细胞色素c功能所必需的。;生物名称;;2、一级结构改变引起分子病 ; 最早从分子水平证明的先天性遗传病——镰刀形红细胞贫血症(sickle-cell anemia)。;血红蛋白 ?-链上谷氨酸变成缬氨酸;;一级结构差异越小，功能相关性越大。;（一）血红蛋白与肌红蛋白的结构 ;1、血红素;肌红蛋白（myoglobin, Mb）;血红蛋白（hemoglobin, Hb）;Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。;* 协同效应(cooperativity) ;抗体——生物体内最奇妙的分子;（1）抗体的基本结构;（1）抗体的基本结构;（2）可变区和恒定区;铰链区;Ig的铰链区及其功能;（三）蛋白质构象改变与疾病 ;蛋白质构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。;疯牛病中的蛋白质构象改变 疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。 PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。;第六节;一、蛋白质的性质;（二）蛋白质的两性性质及等电点; 各种蛋白质有特定的等电点，和它所含的氨基酸种类和数量有关。 例：含有碱性氨基酸较多，则pI偏碱（偏大） 含有酸性氨基酸较多，则pI偏酸（偏小）； 含有酸、碱氨基酸数目相近时，pI为中性偏酸，约为5.0左右。 pHpI，蛋白质带负电，体内蛋白质的pI大多为5.0左右，故生理条件下一般以负离子形式存在。 ;蛋白质 酸性氨基酸数 碱性氨基酸数 pI 胃蛋白酶 37 6 1.0 胰岛素 4 4 5.35 RNA酶 10 18 7.8 细胞色素c 12 25 9.8～10.8;（三）蛋白质的变性与复性 ;造成变性的因素 物理因素：加热、紫外线、X线、超声波 化学因素：乙醇等有机溶剂、强酸、强 碱、重金属离子及生物碱试剂等 。 ;变性特征： 生物活性丧失； 理化性质改变：溶解度降低、球状蛋白质的不对称性增加、粘度增加、扩散系数降低，某些蛋白质不能够再形成结晶, 变性后分子结构松散、易被水解，变性蛋白易被酶消化。 组成和相对分子质量不变;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。;Anfinsen实验-牛胰核糖核酸酶的变性和复性;（四）蛋白质的胶体性质 ;;蛋白质由于带有电荷和水膜，因此在水溶液中能成为稳定的胶体。如果在蛋白质溶液中加入某种电解质或调节溶液pH，破坏了蛋白质的水化膜及中和了蛋白质的电荷，则蛋白质从溶液中析出的作用，称为蛋白质的沉淀作用。 变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。 ;1、可逆的沉淀作用;反应类型： （1）加高浓度盐类 : 如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等 盐析：加盐使蛋白质沉淀析出的现象 不同的蛋白质盐析时所需的盐浓度不同，调节盐浓度可将混合蛋白质分段析出（分段盐析）。 例： 半饱和的(NH4)2SO4可使球蛋白沉淀； 饱和的(NH4)2SO4可使清蛋白析出。 应用：利用此性质可分离和制备各种蛋白质和酶制品;（2）加有机溶剂：如酒精、丙酮等 机理：有