生物化学课件：Chapter 3 蛋白质的结构与功能

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1、生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能第第 三三 章章Structure and Function of Protein生物化学生物化学 Biochemistry第一节第一节 蛋白质的生物学功能与分类蛋白质的生物学功能与分类第二节第二节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成第三节第三节 肽肽第四节第四节 蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构第五节第五节 蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系第六节第六节 蛋白质的理化性质与分离纯化蛋白质的理化性质与分离纯化内容提要：内容提要：生物化学生物化学 Biochemistry蛋蛋 白白 质质(protein)是是

2、由由 许许 多多 氨氨 基基 酸酸(amino acids)通通过过肽肽键键(peptide bond)相相连连形形成成的的高高分分子含氮化合物子含氮化合物。蛋蛋白白质质是是生生命命活活动动的的物物质质基基础础，是是含含量量最最丰丰富的生物大分子，具有多种生物学功能。富的生物大分子，具有多种生物学功能。生物化学生物化学 Biochemistry第第 一一 节节蛋白质的生物学功能蛋白质的生物学功能与分类与分类生物化学生物化学 Biochemistry1.作为生物催化剂作为生物催化剂酶酶2.细胞组织构成细胞组织构成结构蛋白如微管蛋白、膜蛋白等结构蛋白如微管蛋白、膜蛋白等3.激素功能激素功能胰岛素、

3、促甲肾上腺素等胰岛素、促甲肾上腺素等4.运动功能运动功能肌动蛋白、纤毛蛋白等肌动蛋白、纤毛蛋白等5.防御功能防御功能抗体、干扰素等抗体、干扰素等6.运输功能运输功能血红蛋白结合运输氧血红蛋白结合运输氧7.信息传递信息传递膜上的受体蛋白膜上的受体蛋白8.调节作用调节作用转录因子、细胞周期蛋白等转录因子、细胞周期蛋白等9.储存功能储存功能种子贮藏蛋白、血浆白蛋白种子贮藏蛋白、血浆白蛋白10.糖蛋白糖蛋白肌体保护、载体、信号识别肌体保护、载体、信号识别一、蛋白质的生物学功能一、蛋白质的生物学功能生物化学生物化学 Biochemistry二、蛋白质的分类二、蛋白质的分类 结合蛋白质结合蛋白质 =蛋白质

4、部分蛋白质部分 +非蛋白质部分（辅基）非蛋白质部分（辅基）*根据蛋白质组成成分根据蛋白质组成成分 简单蛋白质（水解产生氨基酸）简单蛋白质（水解产生氨基酸）*根据蛋白质形状根据蛋白质形状 纤维状蛋白质纤维状蛋白质球状蛋白质（含量多）球状蛋白质（含量多）难溶于水难溶于水多数可溶于水多数可溶于水生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质的分子组成The Molecular Component of Protein第第 二二 节节生物化学生物化学 Biochemistry一一、蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成主要有主要有C、H、O、N和和S。有些蛋白质含有少量有些蛋白质含有少量P或金属元素或金属

5、元素Fe、Cu、Zn、Mn、Mo，个别蛋白质还含有，个别蛋白质还含有 I。生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质的含氮量平均为蛋白质的含氮量平均为16，可用于蛋，可用于蛋白质定量。白质定量。通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式：通过样品含氮量计算蛋白质含量的公式：蛋白质含量蛋白质含量(g)=含氮量含氮量(g)6.25 蛋白质元素组成的特点蛋白质元素组成的特点生物化学生物化学 Biochemistry二、氨基酸（二、氨基酸（amino acidamino acid，AAAA）蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位在在各各种种生生物物体体中中已已发发现现的的氨氨基基酸酸有有200余余种种

6、，但但组组成成人人体体蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸仅有仅有20种，称为蛋白质氨基酸。种，称为蛋白质氨基酸。生物化学生物化学 Biochemistry氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式生物化学生物化学 Biochemistry 除脯氨酸是一种除脯氨酸是一种亚氨基酸外，其余亚氨基酸外，其余的都是的都是氨基酸。氨基酸。脯氨酸脯氨酸的的结结构式构式亚氨基亚氨基生物化学生物化学 Biochemistry 氨基酸的氨基酸的结结构通式构通式（L-L-氨基酸）氨基酸）除甘氨酸外，其它除甘氨酸外，其它蛋白质氨基酸都是蛋白质氨基酸都是L-氨基酸。氨基酸。生物化学生物化学 Biochemistry 氨基酸中与羧基直接

7、相连的碳原子上有个氨基，这个碳氨基酸中与羧基直接相连的碳原子上有个氨基，这个碳原子上连的基团或原子都不一样，称原子上连的基团或原子都不一样，称手性碳原子手性碳原子，当一束，当一束偏振光通过它们时，光的偏振方向将被旋转，根据旋转的偏振光通过它们时，光的偏振方向将被旋转，根据旋转的方向分为左旋和右旋即方向分为左旋和右旋即L L型和型和D D型。型。生物化学生物化学 BiochemistryH甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-氨基酸的通式氨基酸的通式R生物化学生物化学 Biochemistry（一）氨基酸的分类（一）氨基酸的分类 根据侧链基团性质根据侧链基团性质1.非极性疏水性氨基酸非极性疏水性氨基

8、酸2.极性中性氨基酸极性中性氨基酸3.酸性氨基酸酸性氨基酸4.碱性氨基酸碱性氨基酸极性极性氨基酸氨基酸生物化学生物化学 Biochemistry1.非极性疏水性氨基酸（非极性疏水性氨基酸（8种）种）侧链侧链R R基团极性很小，多为烃基，具有疏水性。基团极性很小，多为烃基，具有疏水性。生物化学生物化学 Biochemistry2.极性中性氨基酸（极性中性氨基酸（7种）种）侧链含有侧链含有-OH-OH、-SH-SH或或-CONH-CONH2 2等极性基团，具有等极性基团，具有亲水性，但在水溶液中不电离。亲水性，但在水溶液中不电离。介于极性和介于极性和非极性之间非极性之间生物化学生物化学 Bioch

9、emistry3.酸性氨基酸（酸性氨基酸（2种）种）侧链含有侧链含有-COOH-COOH，能够解离出，能够解离出H H+，具有酸性。，具有酸性。生物化学生物化学 Biochemistry4.碱性氨基酸（碱性氨基酸（3种）种）侧链有易接受侧链有易接受H H+的基团而具有碱性，这些基团包括：的基团而具有碱性，这些基团包括：-NH-NH2 2、胍基、咪唑基。、胍基、咪唑基。胍基胍基咪唑基咪唑基生物化学生物化学 Biochemistry几种特殊氨基酸几种特殊氨基酸Gly：无手性碳原子。：无手性碳原子。Pro：为环状亚氨基酸。：为环状亚氨基酸。Cys：可形成二硫键。：可形成二硫键。生物化学生物化学 Bi

10、ochemistry习惯分类方法习惯分类方法1.芳香族氨基酸：芳香族氨基酸：Trp（色）、（色）、Tyr（酪）、（酪）、Phe（苯丙）（苯丙）2.含羟基氨基酸：含羟基氨基酸：Ser（丝）、（丝）、Thr（苏）、（苏）、Tyr（酪）（酪）3.含硫氨基酸：含硫氨基酸：Cys（半胱）、（半胱）、Met（蛋）（蛋）4.杂环族氨基酸：杂环族氨基酸：His（组）（组）5.杂环族亚氨基酸：杂环族亚氨基酸：Pro（脯）（脯）6.支链氨基酸：支链氨基酸：Val（缬）、（缬）、Leu（亮）、（亮）、Ile（异亮）（异亮）生物化学生物化学 Biochemistry2.稀有蛋白质氨基酸稀有蛋白质氨基酸没有遗传密码，由

11、常见的蛋白质氨基酸渗入多肽链没有遗传密码，由常见的蛋白质氨基酸渗入多肽链后经酶促修饰形成。后经酶促修饰形成。生物化学生物化学 Biochemistry3.3.非蛋白质氨基酸：非蛋白质氨基酸：以游离或结合的形式存在于生物界，但以游离或结合的形式存在于生物界，但不是构成蛋白质的成分，即不是构成蛋白质的成分，即蛋白质中不存在蛋白质中不存在的氨基酸。如：瓜氨酸、鸟氨酸，是代谢途的氨基酸。如：瓜氨酸、鸟氨酸，是代谢途径中产生的。径中产生的。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry（二）氨基酸的理化性质（二）氨基酸的理化性质3.两性解离及等电点两性解离及等电点2

12、.紫外吸收紫外吸收 4.呈色反应呈色反应 1.氨基酸的溶解性氨基酸的溶解性生物化学生物化学 Biochemistry1、氨基酸的溶解性氨基酸的溶解性常见常见-氨基酸均为无色结晶，在水中的溶解度差别很大，氨基酸均为无色结晶，在水中的溶解度差别很大，能溶解于稀酸或稀碱中，但一般不能溶解于有机溶剂能溶解于稀酸或稀碱中，但一般不能溶解于有机溶剂（脯氨酸和羟脯氨酸溶于乙醇或乙醚），故通常用乙醇（脯氨酸和羟脯氨酸溶于乙醇或乙醚），故通常用乙醇把氨基酸从其溶液中沉淀析出。把氨基酸从其溶液中沉淀析出。氨基酸的味感与其立体构型有关。氨基酸的味感与其立体构型有关。D-D-型氨基酸多数带有型氨基酸多数带有甜味，甜味

13、最强的是甜味，甜味最强的是D-D-色氨酸，甜度可达蔗糖的色氨酸，甜度可达蔗糖的4040倍；倍；L-L-型氨基酸有甜、苦、酸、鲜等型氨基酸有甜、苦、酸、鲜等4 4种不同味感，其中谷氨种不同味感，其中谷氨酸单钠盐是味精的主要成分。酸单钠盐是味精的主要成分。生物化学生物化学 Biochemistry2.氨基酸的氨基酸的紫外吸收紫外吸收在紫外光区，色氨酸（在紫外光区，色氨酸（TrpTrp）、酪氨酸（）、酪氨酸（TyrTyr）和苯）和苯丙氨酸（丙氨酸（PhePhe）有光吸收，其最大吸收波长分别为）有光吸收，其最大吸收波长分别为280nm280nm、275nm275nm和和257nm257nm。绝大多数蛋

14、白质中都含有这些氨基酸，所以绝大多数蛋白质中都含有这些氨基酸，所以蛋白质蛋白质也有紫外吸收能力，一般最大光吸收波长为也有紫外吸收能力，一般最大光吸收波长为280nm280nm。利用紫外吸收法可以方便、快速地测定这三种氨基利用紫外吸收法可以方便、快速地测定这三种氨基酸的含量；也可用这种方法粗略测定样品中蛋白质酸的含量；也可用这种方法粗略测定样品中蛋白质的含量。的含量。生物化学生物化学 Biochemistry色色酪酪苯丙苯丙生物化学生物化学 Biochemistry3.两性解离及等电点两性解离及等电点 氨基酸分子既含有酸性的氨基酸分子既含有酸性的-COOH-COOH，又含有碱性的，又含有碱性的-

15、NH-NH2 2，前者能提供，前者能提供H H+变成变成-COO-COO-，后者能接受，后者能接受H H+变变成成-NH-NH3 3+。在某一在某一pHpH值的溶液中，氨基酸解离成的阳离子值的溶液中，氨基酸解离成的阳离子和阴离子的趋势和程度相等，氨基酸带有等量的和阴离子的趋势和程度相等，氨基酸带有等量的正负电荷，即静电荷为零，此时溶液的正负电荷，即静电荷为零，此时溶液的pHpH值成为值成为该该氨基酸的等电点（氨基酸的等电点（isoelectric pointisoelectric point，pIpI）。等电点是氨基酸的特征常数。等电点是氨基酸的特征常数。生物化学生物化学 Biochemist

16、ry pH=pI pH=pI时，静电荷为零，时，静电荷为零，RR+=R=R-；pHpIpHpIpHpI时，静电荷为时，静电荷为“-”。(pK1)(pK2)生物化学生物化学 Biochemistry 氨基酸等电点的计算：氨基酸等电点的计算：侧侧链链不不含含解解离离基基团团的的中中性性氨氨基基酸酸，其其等等电电点点是是它它的的pKpK1 1和和pKpK2 2的算术平均值：的算术平均值：pI=(pKpI=(pK1 1+pK+pK2 2)/2)/2 同同样样，对对于于侧侧链链含含有有可可解解离离基基团团的的氨氨基基酸酸，其其pIpI值值也也决决定定于于两性离子两边的两性离子两边的pKpK值的算术平均值

17、值的算术平均值。酸性氨基酸：酸性氨基酸：pI=(pKpI=(pK1 1+pK+pKR-COOR-COO-)/2)/2 碱性氨基酸：碱性氨基酸：pI=(pKpI=(pK2 2+pK+pKR-NH2 R-NH2)/2)/2 对于对于碱性氨基酸碱性氨基酸，只需要将最大的两个值相加，只需要将最大的两个值相加/2/2对于对于酸性氨基酸酸性氨基酸，只需要将只需要将最小的两个值相加，只需要将只需要将最小的两个值相加/2/2 氨基酸氨基酸pKpK1 1(COOHCOOH）pKpK2 2(NHNH2 2）pKpKR R(R(R基团）基团）pIpI甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸脯

18、氨酸脯氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸半胱氨酸半胱氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸2.342.342.342.342.322.322.362.362.362.361.991.991.831.832.382.382.202.202.212.212.112.111.961.962.282.282.022.022.172.171.881.882.192.192.182.182.172.171.821.829.69.69.699.699.629.629.609.609.689.681

19、0.9610.969.139.139.399.399.119.119.159.159.629.628.188.189.219.218.808.809.139.139.609.609.679.678.958.959.049.049.179.1710.0710.0713.6013.6013.6013.6010.2810.283.653.654.254.2510.5310.5312.4812.486.006.005.975.976.026.025.975.975.985.986.026.026.486.485.485.485.595.595.665.665.685.685.875.875.075.0

20、75.745.745.415.415.655.652.772.773.223.229.749.7410.7610.767.597.594.氨基酸的呈色反应氨基酸的呈色反应（1）茚三酮反应）茚三酮反应生物化学生物化学 Biochemistry（2）Sanger反应反应生物化学生物化学 Biochemistry（3）与异硫氰酸苯酯反应）与异硫氰酸苯酯反应生物化学生物化学 Biochemistry第三节第三节 肽肽一、基本概念一、基本概念肽肽(peptide)：一分子氨基酸的一分子氨基酸的-羧基与另一羧基与另一分子氨基酸的分子氨基酸的-氨基脱水缩合而成的化合氨基脱水缩合而成的化合物叫做肽。物叫做肽。

21、肽键肽键(peptide bond)：是由一个氨基酸的是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形氨基脱水缩合而形成的化学键。成的化学键。生物化学生物化学 Biochemistry肽肽肽键中的肽键中的C-NC-N键具有键具有部分双键部分双键的性质，的性质，不能自由不能自由旋转旋转，且肽键中的羰基氧和亚氨基氢呈，且肽键中的羰基氧和亚氨基氢呈反式排反式排布布，即分居于链的两侧。，即分居于链的两侧。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry二肽、寡肽、多肽：二肽、寡肽、多肽：由由2 2个氨基酸通过肽键相连个氨基酸通过肽键相连形

22、成的肽叫做二肽（形成的肽叫做二肽（dipeptidedipeptide）；由此类推，由）；由此类推，由3 3个、个、4 4个、个、5 5个氨基酸通过肽键相连形成的肽叫做三个氨基酸通过肽键相连形成的肽叫做三肽、四肽、五肽。通常把含几个至十几个氨基酸残肽、四肽、五肽。通常把含几个至十几个氨基酸残基的肽链统称为寡肽（基的肽链统称为寡肽（oligopeptideoligopeptide），更长的肽），更长的肽链称为多肽（链称为多肽（polypeptidepolypeptide），把含），把含5050个以上氨基酸个以上氨基酸残基的多肽链称为蛋白质（残基的多肽链称为蛋白质（proteinprotein）。

23、但寡肽、多）。但寡肽、多肽、蛋白质之间很难划定严格界限。肽、蛋白质之间很难划定严格界限。肽键数目肽键数目=氨基酸数目氨基酸数目-1-1。氨基酸残基（氨基酸残基（amino acid residue）：）：由于由于参加肽键的形成，肽链中的氨基酸已经不再具有完参加肽键的形成，肽链中的氨基酸已经不再具有完整的氨基或羧基，因此称为氨基酸残基。整的氨基或羧基，因此称为氨基酸残基。生物化学生物化学 Biochemistry主链与侧链：主链与侧链：多肽链中的肽键通过多肽链中的肽键通过-碳原子连接而成碳原子连接而成的线性结构称为多肽链的主链；而多肽链中所有氨基的线性结构称为多肽链的主链；而多肽链中所有氨基酸残

24、基的酸残基的R R基则称为多肽链的侧链。基则称为多肽链的侧链。氨基端和羧基端：氨基端和羧基端：一条多肽链的主链通常在一端含有一一条多肽链的主链通常在一端含有一个个游离的末端氨基游离的末端氨基，称为氨基端（，称为氨基端（amino terminalamino terminal）或）或N N端；在另一端含有一个端；在另一端含有一个游离的末端羧基游离的末端羧基，称为羧基端，称为羧基端（carboxyl terminalcarboxyl terminal）或）或C C端。习惯上端。习惯上N N端写在左侧，端写在左侧，C C端写在右侧。端写在右侧。生物化学生物化学 Biochemistry肽平面：肽平面

25、：多肽链或蛋白分子中，组成肽键的多肽链或蛋白分子中，组成肽键的C C、O O、N N、H 4H 4个原子与相邻的个原子与相邻的2 2个个C C原子共处一个平面，称为肽平原子共处一个平面，称为肽平面（面（peptide planepeptide plane）。因肽平面是多肽链主链的重复）。因肽平面是多肽链主链的重复单位，故肽平面又被称为肽单位（单位，故肽平面又被称为肽单位（peptide unitpeptide unit）。）。生物化学生物化学 Biochemistry肽平面肽平面肽平面肽平面生物化学生物化学 Biochemistry二面角：二面角：位于相邻两个肽平面连接处的位于相邻两个肽平面连

26、接处的CC，C-NC-N和和C-CC-C均为单键，可自由旋转。一个肽平面围绕均为单键，可自由旋转。一个肽平面围绕C-CC-C旋旋转，旋转角度称转，旋转角度称；另一个肽平面围绕；另一个肽平面围绕C-NC-N旋转，旋转旋转，旋转角度称角度称。这两个转角决定了相邻两个肽平面在空间的。这两个转角决定了相邻两个肽平面在空间的位置，将这两个转角称为二面角。位置，将这两个转角称为二面角。在多肽链中，由于受在多肽链中，由于受R R侧链的影响及肽平面本身几何特征的限侧链的影响及肽平面本身几何特征的限制，多肽链中的每个制，多肽链中的每个CC的二面角的二面角和和的组合都是有限的，的组合都是有限的，因而多肽链实际可能

27、形成的空间构象也是有限的，天然多肽因而多肽链实际可能形成的空间构象也是有限的，天然多肽与蛋白分子往往只存在一种或少数几种稳定的构象。与蛋白分子往往只存在一种或少数几种稳定的构象。生物化学生物化学 Biochemistry二、二、几种生物活性肽几种生物活性肽 1.谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione,GSH)结构结构:生物化学生物化学 Biochemistry谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽三肽谷氨酸的谷氨酸的-羧基羧基形成肽键形成肽键SH为活性基团为活性基团是体内重要的是体内重要的还原剂还原剂生物化学生物化学 BiochemistryNADPH+H+GSH过

28、氧过氧化物酶化物酶H2O2 2GSH 2H2O GSSG GSH还原酶还原酶NADP+主要功能主要功能:1.1.作为还原剂，保护体内蛋白质或酶的巯基免遭氧化；作为还原剂，保护体内蛋白质或酶的巯基免遭氧化；2.2.作为还原剂，清除体内的作为还原剂，清除体内的H H2 2O O2 2；3.GSH3.GSH的巯基具有亲核特性，保护核酸和蛋白免遭毒物损害。的巯基具有亲核特性，保护核酸和蛋白免遭毒物损害。生物化学生物化学 Biochemistry肽类激素：如肽类激素：如促甲状腺素释放促甲状腺素释放激素（激素（TRH）神经肽神经肽(neuropeptide)：在神经传导过程中起信号在神经传导过程中起信号传

29、导作用的肽类，如脑啡肽传导作用的肽类，如脑啡肽(5(5肽肽)、强啡肽、强啡肽(17(17肽肽)、内啡肽、内啡肽(31(31肽肽)等与痛觉有关。等与痛觉有关。2.肽类激素及神经肽肽类激素及神经肽生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质的分子结构The Molecular Structure of Protein 第第 四四 节节生物化学生物化学 Biochemistry 构型与构象构型与构象 构型（构型（configurationconfiguration）：）：指在立体异构体中取指在立体异构体中取代原子或基团在空间的取向。两种构型间的转变需要代原子或基团在空间的取向。两种构型间的转变需

30、要共价键的断裂和重组共价键的断裂和重组。COOH COOHH2N C H H C NH2 R R 构象（构象（conformationconformation）:指指取代原子或基团当单取代原子或基团当单键旋转时可能形成的不同立体结构。这种空间位置的键旋转时可能形成的不同立体结构。这种空间位置的改变改变不涉及共价键的断裂不涉及共价键的断裂。生物化学生物化学 Biochemistry一、蛋白质的分子结构包括：一、蛋白质的分子结构包括：一级结构一级结构(primary structure)二级结构二级结构(secondary structure)三级结构三级结构(tertiary structure

31、)四级结构四级结构(quaternary structure)高级结构高级结构生物化学生物化学 Biochemistry定义：定义：蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。排列顺序。二、蛋白质的一级结构二、蛋白质的一级结构主要化学键：主要化学键：肽键肽键二硫键二硫键的位置属于一级结构研究范畴。的位置属于一级结构研究范畴。一级结构是蛋白质空间构象和特异生一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。物学功能的基础。胰岛素的一级结构胰岛素的一级结构3021生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry1 1）样品分离、纯

32、化，均一性鉴定）样品分离、纯化，均一性鉴定2 2）测定蛋白质分子量及氨基酸组分）测定蛋白质分子量及氨基酸组分3 3）测定肽链的）测定肽链的N N端和端和C C端氨基酸端氨基酸4 4）用两种以上专一性的肽链内切酶裂解成小肽）用两种以上专一性的肽链内切酶裂解成小肽5 5）用层析、电泳法分离所得小肽）用层析、电泳法分离所得小肽6 6）用）用EdmanEdman方法测定每一小肽顺序方法测定每一小肽顺序7 7）拼版出多肽序列）拼版出多肽序列 蛋白质一级结构测定程序蛋白质一级结构测定程序生物化学生物化学 Biochemistry三、蛋白质的二级结构三、蛋白质的二级结构蛋蛋白白质质分分子子中中肽肽单单元元（

33、肽肽平平面面）的的卷卷曲曲折折叠叠所所形形成成的的某某一一段段肽肽链链的的局局部部空空间间结结构构，即即该该段段肽肽链链主主链链骨骨架架原原子子的的相相对对空空间间位位置置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象并不涉及氨基酸残基侧链的构象。（一）定义：（一）定义：稳定因素稳定因素：氢键氢键 生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry （二）蛋白质二级结构的主要形式（二）蛋白质二级结构的主要形式 -螺旋螺旋(-helix)-折叠折叠(-sheet)-转角转角(-turn)无规卷曲无规卷曲(random coil)1.-螺旋（螺旋（-helix）结构要点结构要点:

34、多肽链主链围绕中心轴形成多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋右手螺旋，侧链侧链伸向螺旋外侧。伸向螺旋外侧。生物化学生物化学 Biochemistry 每圈螺旋含每圈螺旋含3.63.6个氨基酸个氨基酸，螺距为螺距为0.54nm0.54nm。因此，相邻两。因此，相邻两个个AAAA残基的夹角为残基的夹角为100100，上升，上升0.15nm0.15nm。生物化学生物化学 Biochemistry 多肽链主链上每个氨基多肽链主链上每个氨基酸残基的酸残基的C=OC=O与前面与前面第第3 3个个氨基酸残基的氨基酸残基的N-HN-H形成的形成的氢氢键键保持螺旋稳定。保持螺旋稳定。氢键与氢键与螺旋长轴基本平行螺旋

35、长轴基本平行。氢键。氢键封闭环内包含封闭环内包含1313个原子。个原子。生物化学生物化学 Biochemistry R R基侧链位于螺旋的外侧，可基侧链位于螺旋的外侧，可以减少空间位阻效应；但以减少空间位阻效应；但螺旋的螺旋的形成和稳定性仍受形成和稳定性仍受R R基侧链的影响基侧链的影响。如：如：-螺旋遇到螺旋遇到ProPro会中断，因为会中断，因为ProPro是是-亚氨基酸，空间位阻大，亚氨基酸，空间位阻大，且亚氨基形成肽键后没有且亚氨基形成肽键后没有H H用来形用来形成氢键，以维持螺旋稳定；而成氢键，以维持螺旋稳定；而AlaAla易存在于易存在于-螺旋中。螺旋中。生物化学生物化学 Bioc

36、hemistry -螺旋分为左手螺旋分为左手-螺旋螺旋和右手和右手-螺旋。天然蛋白螺旋。天然蛋白分子中的分子中的-螺旋绝大多数螺旋绝大多数是是右手右手-螺旋螺旋，不过在嗜，不过在嗜热菌蛋白酶中发现存在一热菌蛋白酶中发现存在一个左手个左手-螺旋。螺旋。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry-螺旋是蛋白质中螺旋是蛋白质中最常见的一种构象，最常见的一种构象，是在毛发的是在毛发的-角蛋白角蛋白中发现的，因此叫做中发现的，因此叫做-螺旋。螺旋。生物化学生物化学 Biochemistry2.2.-折叠（折叠（-shee

37、t-sheet）-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的多折叠是由两条或多条几乎完全伸展的多肽链平行排列，通过链间的氢键进行交联而肽链平行排列，通过链间的氢键进行交联而形成的，或一条肽链内的不同肽段间靠形成的，或一条肽链内的不同肽段间靠氢键氢键而形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象。而形成的。肽链的主链呈锯齿状折叠构象。生物化学生物化学 Biochemistry-折叠的结构特点：折叠的结构特点：-折叠结构的折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成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。也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所几乎所有肽键都参与链间氢键的交联有肽键都参与链间

38、氢键的交联，氢键与链的长轴，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。反平行式的两条肽链的方向相反。反平行式的-折叠在蛋白折叠在蛋白质中存在更普遍。质中存在更普遍。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry3.3.-转角（转角（-turn-turn）肽链内形成肽链内形成180180 回折。回

39、折。含含4 4个氨基酸残基，第一个氨基酸残基羰基个氨基酸残基，第一个氨基酸残基羰基氧与第四个氨基酸残基的亚氨基氢形成氢键。氧与第四个氨基酸残基的亚氨基氢形成氢键。-转角中常存在转角中常存在GlyGly和和ProPro。生物化学生物化学 Biochemistry-转角：转角：生物化学生物化学 Biochemistry 4.4.无规卷曲（无规卷曲（random coilrandom coil）除了除了-螺旋、螺旋、-折叠、折叠、-转角这三种有转角这三种有规则的二级结构外，在球蛋白分子的多肽链规则的二级结构外，在球蛋白分子的多肽链主链骨架中还存在一些无确定规律性的盘曲，主链骨架中还存在一些无确定规律

40、性的盘曲，称为无规卷曲。无规卷曲中的大多数二面角称为无规卷曲。无规卷曲中的大多数二面角（，）都不相同，因而表现出多种构象，）都不相同，因而表现出多种构象，有利于多肽链形成灵活的、具有特异生物活有利于多肽链形成灵活的、具有特异生物活性的球状蛋白分子结构。性的球状蛋白分子结构。生物化学生物化学 Biochemistry 影响二级结构形成的因素影响二级结构形成的因素氨基酸侧链所带电荷氨基酸侧链所带电荷、大小及形状。、大小及形状。影响影响-螺旋形成的因素：螺旋形成的因素：-折叠形成条件：折叠形成条件：要求氨基酸侧链较小。要求氨基酸侧链较小。生物化学生物化学 Biochemistry四、超二级结构与结构

41、域四、超二级结构与结构域蛋白质分子中，二个或三个具有二蛋白质分子中，二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个具有特殊功能的空间构象，被称成一个具有特殊功能的空间构象，被称为为超二级结构超二级结构或者或者模体模体(motif)(motif)。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry螺旋环螺旋螺旋环螺旋 锌指锌指生物化学生物化学 Biochemistry纤连蛋白分子的结构域纤连蛋白分子的结构域 结构域结构域(domain)

42、大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或大分子蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域。属于超二级结构。行其功能，称为结构域。属于超二级结构。生物化学生物化学 Biochemistry免疫球蛋白免疫球蛋白 生物化学生物化学 Biochemistry五、蛋白质的三级结构五、蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构、超二级结构、是指多肽链在二级结构、超二级结构、结构域的基础上，进一步盘绕、折叠形结构域的基础上，进一步盘绕、折叠形成的成的包括主链和侧链构象包括主链和侧链构象在内的特征三在内的特征三维结构。维结构

43、。即所有原子空间位置。即所有原子空间位置。定义定义 生物化学生物化学 Biochemistry疏水键：疏水键：指疏水基团之间的相互作用力；是疏水基团指疏水基团之间的相互作用力；是疏水基团或疏水侧链为避开水分子而相互靠近聚集形成的作用或疏水侧链为避开水分子而相互靠近聚集形成的作用力。是力。是维持蛋白质三级结构最主要的作用力维持蛋白质三级结构最主要的作用力。离子键：离子键：又称盐键，是正负离子之间的静电引力。又称盐键，是正负离子之间的静电引力。范德华力：范德华力：实质是静电引力，包括取向力、诱导力实质是静电引力，包括取向力、诱导力和色散力。和色散力。氢键：氢键：主链和侧链之间的氢键也可以维持蛋白质

44、的三主链和侧链之间的氢键也可以维持蛋白质的三级结构。级结构。二硫键：二硫键：多肽链内或不同链间两个多肽链内或不同链间两个CysCys残基的巯基在残基的巯基在氧化条件下形成二硫键，二硫键是很强的共价键。氧化条件下形成二硫键，二硫键是很强的共价键。维持三级结构稳定的因素：维持三级结构稳定的因素：生物化学生物化学 Biochemistry（2 2）肌红蛋白的结构特点：）肌红蛋白的结构特点：a.a.一条多肽链，一条多肽链，153153个氨基酸残基，一个血红素辅基。个氨基酸残基，一个血红素辅基。b.b.肌红蛋白的整个肽链共折叠成肌红蛋白的整个肽链共折叠成8 8段长短不等的段长短不等的-螺螺旋（旋（A-H

45、A-H），最长的有），最长的有2323个氨基酸个氨基酸残基，残基，最短的有最短的有7 7个个氨基酸氨基酸残基。拐弯处及残基。拐弯处及C C、N N末端由无规卷曲组成。末端由无规卷曲组成。c.c.具有极性侧链的氨基酸残基分布于分子表面，而带具有极性侧链的氨基酸残基分布于分子表面，而带非极性侧链的氨基酸残基多分布于分子内部，使非极性侧链的氨基酸残基多分布于分子内部，使肌红肌红蛋白成为可溶性蛋白。蛋白成为可溶性蛋白。（1 1）肌红蛋白（）肌红蛋白（MbMb）的功能：哺乳动物）的功能：哺乳动物肌肉中储存氧的蛋白。肌肉中储存氧的蛋白。肌红蛋白的结构与功能肌红蛋白的结构与功能血红素辅基血红素辅基生物化学生

46、物化学 Biochemistry 肌红蛋白肌红蛋白(Mb)N 端端 C端端生物化学生物化学 Biochemistry六、蛋白质的四级结构六、蛋白质的四级结构 由两条或两条以上具有三级结构的多肽链（由两条或两条以上具有三级结构的多肽链（亚基亚基）通过通过非共价键非共价键在一起所形成的空间构象，称为蛋白在一起所形成的空间构象，称为蛋白质的质的四级结构四级结构。蛋白质分子中每条具有独立三级结构的多肽链，蛋白质分子中每条具有独立三级结构的多肽链，称为称为亚基亚基(subunit)(subunit)。三级结构中只有一条多肽链，不能称为亚基；而三级结构中只有一条多肽链，不能称为亚基；而四级结构中有多条多肽

47、链组成，每条多肽链称为亚四级结构中有多条多肽链组成，每条多肽链称为亚基。基。概念：概念：生物化学生物化学 Biochemistry 具有四级结构的蛋白质，其亚基组成可以是相具有四级结构的蛋白质，其亚基组成可以是相同的，也可以是不同的；同的，也可以是不同的；单个亚基并没有活性单个亚基并没有活性，只有所有亚基在一起时，才具备生物学功能。只有所有亚基在一起时，才具备生物学功能。血红蛋白由两个血红蛋白由两个亚基和两个亚基和两个亚基组成，每个亚基组成，每个亚基均有与肌红蛋白相似的三级结构，但不具生亚基均有与肌红蛋白相似的三级结构，但不具生理活性，只有这四个亚基组成的四聚体（具有了理活性，只有这四个亚基组

48、成的四聚体（具有了四级结构）才有生理活性。四级结构）才有生理活性。生物化学生物化学 Biochemistry*维持蛋白质四级结构的作用力与三级结维持蛋白质四级结构的作用力与三级结构相同，仍是构相同，仍是疏水键、氢键、离子键、范疏水键、氢键、离子键、范德华力德华力等。等。*有些蛋白质（如胰岛素）由两条或多条有些蛋白质（如胰岛素）由两条或多条多肽链组成，但是肽链间通过多肽链组成，但是肽链间通过二硫键（共二硫键（共价键）价键）相连，这些蛋白质不具备四级结构。相连，这些蛋白质不具备四级结构。生物化学生物化学 Biochemistry3021生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质的四级结构中蛋

49、白质的四级结构中各亚基的空间排各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用布及亚基接触部位的布局和相互作用是由是由分子伴侣分子伴侣参与完成的。参与完成的。生物化学生物化学 Biochemistry分子伴侣分子伴侣 (chaperon)通过提供一个保护环境从而加速蛋白质折叠通过提供一个保护环境从而加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构的一类蛋白质。成天然构象或形成四级结构的一类蛋白质。*可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可使肽链正确折叠。如此重复进行可使肽链正确折叠。*与错误聚集的肽段结合，诱导其正确折叠。与错误聚集的肽段结合，诱导

50、其正确折叠。*对蛋白质分子中二硫键的正确形成起重要的作用。对蛋白质分子中二硫键的正确形成起重要的作用。作用：作用：血红蛋白（血红蛋白（HbHb）的结构与功能）的结构与功能（1 1）血红蛋白的功能：）血红蛋白的功能：存在动物血液的红细胞中，存在动物血液的红细胞中，具有运输具有运输O O2 2和和COCO2 2的功能。的功能。（2 2）血红蛋白的结构特点：）血红蛋白的结构特点：a.a.是四个亚基的寡聚蛋白，是四个亚基的寡聚蛋白，574574个个AAAA残基，分子量残基，分子量65KD65KD。b.b.血红蛋白由两个血红蛋白由两个亚基和两个亚基和两个亚基组成，亚基组成，链由链由141AA141AA残

51、基、残基、链由链由146AA146AA残基组成，它们三级结构残基组成，它们三级结构与肌红蛋白（与肌红蛋白（MbMb）相似，各自内部有一个血红素）相似，各自内部有一个血红素辅基（辅基（运输运输O O2 2的活性部位的活性部位）。）。生物化学生物化学 Biochemistry血红蛋白（血红蛋白（Hb）的四级结构）的四级结构141 aa146 aa生物化学生物化学 Biochemistry肌红蛋白与肌红蛋白与血红蛋白血红蛋白 链链三级结构比较三级结构比较生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质结构与功能的关系The Relation of Struc

52、ture and Function of Protein第第 五五 节节生物化学生物化学 Biochemistry“物质的结构决定功能，物质结构发生改物质的结构决定功能，物质结构发生改变功能也会受到影响变功能也会受到影响”“一级结构是空间结构的基础，空间结构一级结构是空间结构的基础，空间结构改变，功能改变改变，功能改变”生物化学生物化学 Biochemistry一、蛋白质一级结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系例：镰刀形红细胞贫血例：镰刀形红细胞贫血N-Val His Leu Thr Pro Glu Glu C(146)HbS 肽链肽链HbA 肽链肽链N-Val His Leu Th

53、r Pro Val Glu C(146)血红蛋白血红蛋白 一级结构是空间结构和功能的基础。一级结构是空间结构和功能的基础。生物化学生物化学 BiochemistryGluGlu（谷）的（谷）的R R侧链是带负电荷的亲水基团，侧链是带负电荷的亲水基团，而而ValVal（缬）的（缬）的R R侧链是不带电荷的疏水基团。侧链是不带电荷的疏水基团。链的第链的第6 6位位AAAA位于血红蛋白分子表面，导位于血红蛋白分子表面，导致疏水侧链间相互作用，易于聚集形成纤维致疏水侧链间相互作用，易于聚集形成纤维状沉淀，使去氧血红蛋白分子溶解度降低，状沉淀，使去氧血红蛋白分子溶解度降低，进而是圆盘状的红细胞变成镰刀形

54、，导致运进而是圆盘状的红细胞变成镰刀形，导致运输氧的能力下降，细胞脆性增大，易于破裂、输氧的能力下降，细胞脆性增大，易于破裂、溶血，病情严重可导致死亡。溶血，病情严重可导致死亡。生物化学生物化学 Biochemistry 由于由于基因突变基因突变导致合成失去正常功能的蛋白导致合成失去正常功能的蛋白质或丧失合成蛋白质的能力从而引起的疾病，称质或丧失合成蛋白质的能力从而引起的疾病，称为为“分子病分子病”（molecular diseasemolecular disease）。）。生物化学生物化学 Biochemistry牛核糖核酸酶的牛核糖核酸酶的一级结构一级结构二二硫硫键键生物化学生物化学 Bi

55、ochemistry一级结构的种属差异与分子进化一级结构的种属差异与分子进化 细胞色素细胞色素C C是真核细胞线粒体内膜上一是真核细胞线粒体内膜上一种含种含FeFe的蛋白质，在生物氧化中起传递电的蛋白质，在生物氧化中起传递电子的作用。通过植物、动物和微生物等数子的作用。通过植物、动物和微生物等数百种生物的细胞色素百种生物的细胞色素C C一级结构的研究表一级结构的研究表明：明：（1 1）亲缘关系越近，）亲缘关系越近，AAAA序列的同源性越大。序列的同源性越大。不同生物与人的细胞色素不同生物与人的细胞色素C C相比较相比较AAAA差异数目差异数目 黑猩猩黑猩猩 0 0 鸡、火鸡鸡、火鸡 1313

56、牛猪羊牛猪羊 10 10 海龟海龟 1515 狗驴狗驴 11 11 小麦小麦 3535 粗糙链孢霉粗糙链孢霉43 43 酵母菌酵母菌 4444 （2 2）尽尽管管不不同同生生物物间间亲亲缘缘关关系系差差别别很很大大，但但与与细细胞胞色色素素C C功功能能密密切切相相关关的的AAAA序序列列却却有有共同之处，即共同之处，即保守序列保守序列不变。不变。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry（一）蛋白质的变性与复性（一）蛋白质的变性与复性 1.蛋白质的变性概念、表现及及机理蛋白质的变性概念、表现及及机理 在某些物

57、理和化学因素作用下，蛋白质分子的在某些物理和化学因素作用下，蛋白质分子的特定空特定空间构象被破坏间构象被破坏，从而导致其，从而导致其理化性质改变理化性质改变和和生物活性丧失生物活性丧失的过程叫做变性（的过程叫做变性（denaturationdenaturation）。）。二、蛋白质空间结构与功能的关系二、蛋白质空间结构与功能的关系 造成变性的因素：造成变性的因素：如加热、有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生如加热、有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等物碱试剂等。生物化学生物化学 Biochemistry 天然状态，天然状态，有催化活性有催化活性尿素、尿素、-巯基乙醇巯基乙醇 去除尿素

58、、去除尿素、-巯基乙醇巯基乙醇非折叠状态，无活性非折叠状态，无活性牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶生物化学生物化学 Biochemistry 变性的本质：变性的本质：破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构质的一级结构。蛋白质变性后的性质改变：蛋白质变性后的性质改变：溶解度降低、粘度增加、结晶能力消失、溶解度降低、粘度增加、结晶能力消失、生物活性丧失生物活性丧失及易受蛋白酶水解。及易受蛋白酶水解。生物化学生物化学 Biochemistry 应用举例应用举例临床医学上，变性因素常被应用来消毒及临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌（细菌、病毒的蛋白变性）。灭菌（细菌

59、、病毒的蛋白变性）。吃熟食易于消化，熟食的蛋白变性后易被吃熟食易于消化，熟食的蛋白变性后易被蛋白水解酶水解。蛋白水解酶水解。防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂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。（如疫苗等）的必要条件。生物化学生物化学 Biochemistry若若蛋蛋白白质质变变性性程程度度较较轻轻，去去除除变变性性因因素素后后，蛋蛋白白质质仍仍可可恢恢复复或或部部分分恢恢复复其其原原有有的的构构象和功能，称为象和功能，称为复性复性。并并非非所所有有变变性性的的蛋蛋白白都都可可以以复复性性，实实践践中中大大多多数数变变性性的的蛋蛋白白根根本本无无法法复复性性，称称为为

60、不不可逆变性（如煮熟的鸡蛋）。可逆变性（如煮熟的鸡蛋）。复性复性(renaturation)生物化学生物化学 Biochemistry（二）变构效应（二）变构效应(allosteric effect)凡凡蛋蛋白白质质（或或亚亚基基）因因与与某某小小分分子子物物质质相相互互作作用用而而发发生生构构象象变变化化，导导致致蛋蛋白白质质（或或亚亚基基）功能的变化，称为蛋白质的功能的变化，称为蛋白质的变构效应变构效应。生物化学生物化学 Biochemistry1.1.肌红蛋白与血红蛋白的结构肌红蛋白与血红蛋白的结构 生物化学生物化学 BiochemistryHbHb与与MbMb一一样样能能可可逆逆地地与

61、与O O2 2结结合合，HbHb与与O O2 2结结合合后称为后称为氧合氧合HbHb。去去氧氧血血红红蛋蛋白白对对氧氧气气的的亲亲和和力力较较低低，一一旦旦氧氧与与其其中中的的一一个个亚亚基基（亚亚基基）结结合合，该该亚亚基基的的构构象象发发生生改改变变，继继而而引引起起相相邻邻的的亚亚基基构构象象发发生生改改变变，消消除除亚亚基基的的氧氧结结合合部部位位的的空空间间位位阻阻，更易与氧结合。更易与氧结合。实实验验证证明明，第第4 4个个亚亚基基与与氧氧的的亲亲和和力力比比第第1 1个亚基高个亚基高200-300200-300倍。倍。2.血红蛋白的构象变化与结合氧血红蛋白的构象变化与结合氧 生物

62、化学生物化学 Biochemistry肌红蛋白肌红蛋白(Mb)和血红蛋白和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线的氧解离曲线变构效应变构效应生物化学生物化学 Biochemistry*协同效应协同效应(cooperativity)一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为力的现象，称为协同效应协同效应。促进作用称为促进作用称为正协同效应正协同效应 (positive cooperativity)抑制作用称为抑制作用称为负协同效应负协同效应(negative cooperat

63、ivity)生物化学生物化学 Biochemistry肌红蛋白肌红蛋白(Mb)和血红蛋白和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线的氧解离曲线正协同效应正协同效应生物化学生物化学 Biochemistry应用：应用：血红蛋白在体内可以参与血红蛋白在体内可以参与O O2 2的运输与释的运输与释放；血红蛋白与放；血红蛋白与COCO同样具有很高的亲和同样具有很高的亲和力，与力，与COCO结合后无法再结合运输结合后无法再结合运输O O2 2，从，从而导致任何动物中毒（煤气中毒原理）。而导致任何动物中毒（煤气中毒原理）。生物化学生物化学 Biochemistry第第 六六 节节蛋白质的理化性质与分离纯化The Ph

64、ysical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein生物化学生物化学 Biochemistry一、一、蛋白质的两性电离蛋白质的两性电离 蛋蛋白白质质分分子子除除两两端端的的氨氨基基和和羧羧基基可可解解离离外外，氨氨基基酸酸残残基基侧侧链链中中某某些些基基团团，在在一一定定的的溶溶液液pHpH条条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质的等电点蛋白质的等电点(isoelectric point,pI)当当蛋蛋白白质质溶溶

65、液液处处于于某某一一pHpH时时，蛋蛋白白质质解解离离成成正正、负负离离子子的的趋趋势势相相等等，即即成成为为兼兼性性离离子子，净净电电荷为零，此时溶液的荷为零，此时溶液的pHpH称为称为蛋白质的等电点。蛋白质的等电点。利利用用蛋蛋白白质质两两性性解解离离的的性性质质，可可通通过过电电泳泳、离子交换层析、等电聚焦等技术分离蛋白质。离子交换层析、等电聚焦等技术分离蛋白质。生物化学生物化学 Biochemistry二、蛋白质的胶体性质与沉淀二、蛋白质的胶体性质与沉淀 蛋蛋白白质质属属于于生生物物大大分分子子之之一一，分分子子量量可可自自1 1万万至至100100万万之之巨巨，其其分分子子的的直直径

66、径可可达达1 1100 100 nmnm，为胶粒范围之内。，为胶粒范围之内。*蛋白质胶体稳定的因素蛋白质胶体稳定的因素颗粒表面电荷颗粒表面电荷水化膜水化膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质水化膜水化膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒不稳定的蛋白质颗粒酸酸碱碱酸酸碱碱酸酸碱碱脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用溶液中蛋白质的聚沉溶液中蛋白质的聚沉（一）蛋白质的（一）蛋白质的胶体性质胶体性质（二）（二）蛋白质沉淀蛋白质沉淀(precipitation)在在一一定定条条件件下下，蛋蛋白白疏疏水水侧侧链链暴暴露露在在外外，肽肽链相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。链相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。变变性性的的蛋蛋白白质质易易于于沉沉淀淀，有有时时蛋蛋白白质质发发生生沉沉淀，但并不变性淀，但并不变性。*蛋白质的凝固作用蛋白质的凝固作用(protein coagulation)蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块，此凝块不