《生物化學(xué)：第二章 蛋白質(zhì)的化學(xué)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學(xué)：第二章 蛋白質(zhì)的化學(xué)（137頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章第二章 蛋白質(zhì)的化學(xué)蛋白質(zhì)的化學(xué) 第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（protein）是由許多氨基是由許多氨基酸（酸（amino acids）通過肽鍵相連形成）通過肽鍵相連形成的高分子含氮化合物。的高分子含氮化合物。一、蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體的基本成分一、蛋白質(zhì)是構(gòu)成生物體的基本成分分布廣：分布廣：所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；所有器官、組織都含有蛋白質(zhì)；細(xì)胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。細(xì)胞的各個部分都含有蛋白質(zhì)。含量高：含量高：蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機蛋白質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)最豐富的有機分子，約占人體干重的分子，約占人體干重的45，某些組織含量，某些組織含量更高。更高

2、。1 1）生物催化作用（酶）生物催化作用（酶）2 2）代謝調(diào)節(jié)作用（激素）代謝調(diào)節(jié)作用（激素）3 3）免疫保護作用（抗體）免疫保護作用（抗體）4 4）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲（血紅蛋白）物質(zhì)的轉(zhuǎn)運和存儲（血紅蛋白）5 5）運動與支持作用（肌動蛋白）運動與支持作用（肌動蛋白）6 6）控制生長和分化作用（核蛋白）控制生長和分化作用（核蛋白）7 7）參與細(xì)胞間信息傳遞（受體蛋白）參與細(xì)胞間信息傳遞（受體蛋白）二、蛋白質(zhì)具有多樣性的生物學(xué)功能二、蛋白質(zhì)具有多樣性的生物學(xué)功能 第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的化學(xué)組成一、一、蛋白質(zhì)的元素組成蛋白質(zhì)的元素組成主要有主要有C、H、O、N 和和 S。 有些蛋白質(zhì)

3、含有少量有些蛋白質(zhì)含有少量磷磷或金屬元素或金屬元素鐵、銅、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質(zhì)還含有個別蛋白質(zhì)還含有碘碘 。 各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為16。 由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要由于體內(nèi)的含氮物質(zhì)以蛋白質(zhì)為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算測定生物樣品中的含氮量，就可以根據(jù)以下公式推算出蛋白質(zhì)的大致含量：出蛋白質(zhì)的大致含量： 蛋白質(zhì)的含量蛋白質(zhì)的含量 = 蛋白質(zhì)含氮量蛋白質(zhì)含氮量100/16 = 蛋白質(zhì)含氮量蛋白質(zhì)含氮量 6.25 蛋白質(zhì)元素組成的特點蛋白質(zhì)元素組成的特點二、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本單

4、位二、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本單位 氨基酸氨基酸天然存在的氨基酸約天然存在的氨基酸約180余種，但組成人體余種，但組成人體蛋白質(zhì)的編碼氨基酸僅有蛋白質(zhì)的編碼氨基酸僅有20種，稱為基本氨基種，稱為基本氨基酸。且均屬酸。且均屬 L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H（一）氨基酸結(jié)構(gòu)上的共同特點：（一）氨基酸結(jié)構(gòu)上的共同特點：均為均為 -氨基酸，脯氨酸為氨基酸，脯氨酸為 -亞氨基酸。亞氨基酸。R側(cè)鏈不同。側(cè)鏈不同。除甘氨酸外，均具有旋光性。除甘氨酸外，均具有旋光性。皆為皆為L- 氨基酸。氨基酸。1. 非極性非極性

5、R基氨基酸基氨基酸2. 極性不帶電荷極性不帶電荷R基氨基酸基氨基酸3. 帶負(fù)電荷的帶負(fù)電荷的R基氨基酸（酸性氨基酸）基氨基酸（酸性氨基酸）4. 帶正電荷的帶正電荷的R基氨基酸（基氨基酸（堿性氨基酸）堿性氨基酸）（二）氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類（二）氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類（R側(cè)鏈）側(cè)鏈）* * 20 20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下: :l幾種特殊氨基酸幾種特殊氨基酸-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3+胱氨酸胱氨酸二硫鍵二硫鍵-HH-OOC-CH-CH2-SH

6、+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3 多肽合成后由基本氨基酸經(jīng)多肽合成后由基本氨基酸經(jīng)酶促修飾酶促修飾而來，而來，無翻無翻譯密碼。如羥脯氨酸、羥賴氨酸。譯密碼。如羥脯氨酸、羥賴氨酸。非蛋白質(zhì)氨基酸非蛋白質(zhì)氨基酸l不是蛋白質(zhì)的組成成分；不是蛋白質(zhì)的組成成分；l以游離或結(jié)合的形式存在于生物界；以游離或結(jié)合的形式存在于生物界；l大都是常見氨基酸的衍生物；大都是常見氨基酸的衍生物；l一些是代謝中間產(chǎn)物，如瓜氨酸、鳥氨酸；一些是代謝中間產(chǎn)物，如瓜氨酸、鳥氨酸； -氨基氨基丁酸等。丁酸等。 第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)

7、的分子結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)（一級結(jié)構(gòu)（AA序列）序列）二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域三級結(jié)構(gòu)（球蛋白）三級結(jié)構(gòu)（球蛋白）四級結(jié)構(gòu)（聚合體）四級結(jié)構(gòu)（聚合體） 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次性一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)* 肽鍵（肽鍵（peptide bond）是由一個氨基酸的是由一個氨基酸的 -羧羧基與另一個氨基酸的基與另一個氨基酸的 -氨基脫水縮合而形成氨基脫水縮合而形成的化學(xué)鍵。的化學(xué)鍵。（一）肽鍵和肽（一）肽鍵和肽NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH2-CH-CHOOH甘甘氨氨酸酸NH-CH-CHOHO OH甘甘氨氨酸酸+-HOH甘氨酰甘氨酸甘氨酰甘氨酸肽鍵

8、NH2-CH-C-N-CH-COOHHHHONH2-CH-C-N-CH-COOHHHHO* * 肽肽是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。是由氨基酸通過肽鍵縮合而形成的化合物。* * 兩分子氨基酸縮合形成兩分子氨基酸縮合形成二肽二肽，三分子氨基酸縮合則形，三分子氨基酸縮合則形成成三肽三肽* * 肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱肽鏈中的氨基酸分子因為脫水縮合而基團不全，被稱為為氨基酸殘基（氨基酸殘基（residue）。* * 由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為由十個以內(nèi)氨基酸相連而成的肽稱為寡肽，寡肽，由更多由更多的氨基酸相連形成的肽稱的氨基酸相連形成的肽稱多肽（多肽（polypep

9、tide）。N 末端：多肽鏈中有末端：多肽鏈中有自由氨基自由氨基的一端的一端C 末端：多肽鏈中有末端：多肽鏈中有自由羧基自由羧基的一端的一端多肽鏈有兩端多肽鏈有兩端* 多肽鏈（多肽鏈（polypeptide chain）是指許多氨基是指許多氨基酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。酸之間以肽鍵連接而成的一種結(jié)構(gòu)。N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶1 1、定義、定義蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序。順序。（二）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（二）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵肽鍵肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵。 “一級結(jié)構(gòu)是

10、蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。功能的基礎(chǔ)?！蹦磕?錄錄（三）（三）生物活性肽生物活性肽 體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽體內(nèi)許多激素屬寡肽或多肽2. 2. 多肽類激素及神經(jīng)肽多肽類激素及神經(jīng)肽3.3.多肽類抗生素多肽類抗生素 一類能抑制或殺死細(xì)菌的多肽，如短肽一類能抑制或殺死細(xì)菌的多肽，如短肽桿菌桿菌S S、短桿菌肽、短桿菌肽A A、纈氨霉素等。、纈氨霉素等。三1 1、測定意義：、測定意義：l一級結(jié)構(gòu)是研究高級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。一級結(jié)構(gòu)是研究高級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。l 可以從分子水平闡明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系?？梢詮姆肿铀疥U明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。l 可以為生物進(jìn)

11、化理論提供依據(jù)?？梢詾樯镞M(jìn)化理論提供依據(jù)。l 可以為人工合成蛋白質(zhì)提供參考順序?？梢詾槿斯ず铣傻鞍踪|(zhì)提供參考順序。將肽段順序進(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序?qū)㈦亩雾樞蜻M(jìn)行疊聯(lián)以確定完整的順序 將肽段分離并測出順序?qū)㈦亩畏蛛x并測出順序?qū)Ｒ恍粤呀鈱Ｒ恍粤呀饽┒税被釡y定末端氨基酸測定二硫鍵拆開二硫鍵拆開純蛋白質(zhì)純蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)順序測定基本蛋白質(zhì)順序測定基本方法路線方法路線二硝基氟苯法（二硝基氟苯法（DNFBDNFB法）法）19451945年由年由SangerSanger發(fā)明此法發(fā)明此法曾用此方法測曾用此方法測定了胰島素的定了胰島素的N -N -末端。末端。DNFB丹磺酰氯法（丹磺酰氯法（DNS-ClDNS

12、-Cl法）法）19561956年年hartleyhartley等提出等提出l 靈敏度較高（比FDNB法提高100倍）l 樣品量小于1毫微摩爾l DNS-氨基酸穩(wěn)定性較高此法優(yōu)點N(CH3)2SO2ClH2NCH CROHNCH CROSO2N(CH3)2+水解N(CH3)2SO2HNCH CROOH+氨基酸丹磺酰氯多肽N-端丹磺酰N-端氨基酸丹磺酰氨基酸EdmanEdman降解法（異硫氰酸苯脂法）降解法（異硫氰酸苯脂法）NCSNHCHCOR2NCHCOR1HHNHS:CCHCOR1HNNHCHCOR2SNHCNHOCR1CHNH2CHCOR2NCOCHNHSCR1 此法能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈

13、此法能夠不斷重復(fù)循環(huán)，將肽鏈N-N-端氨基酸殘基逐一進(jìn)端氨基酸殘基逐一進(jìn)行標(biāo)記和解離。行標(biāo)記和解離。PTH-AA肽鏈外切酶肽鏈外切酶: :從多肽鏈從多肽鏈N-N-端端開始開始逐個水解逐個水解掉氨掉氨基酸；基酸；根據(jù)不同反應(yīng)時間測出釋放的根據(jù)不同反應(yīng)時間測出釋放的AAAA種類和數(shù)量，種類和數(shù)量，最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶 水解以水解以LeuLeu殘基為殘基為N-N-末端的肽鍵速度最大。末端的肽鍵速度最大。B B、氨肽酶法、氨肽酶法C-末端分析肼解法肼解法羧肽酶法羧肽酶法借助重疊肽確定肽段次序：末端殘基末端殘基 H S末端肽段末端肽段 HOWT APS第一套肽段第一套

14、肽段 HOWT OUS EOVE RLA PS第二套肽段第二套肽段 HO WTOU SEO VERL APS 推斷全順序推斷全順序 HOWTOUSEO VERLAPS 二、蛋白質(zhì)的構(gòu)象二、蛋白質(zhì)的構(gòu)象蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)primary structureprimary structuresecondarysecondary structurestructureTertiary structureTertiary structurequariernary structurequariernary structure超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)

15、構(gòu)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 supersecondary structuresupersecondary structureStructure Structure domaindomain（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（一）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子主鏈骨架原子的相對空的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象 。定義定義 主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵： 氫鍵氫鍵 1 1、肽單位、肽單位參與肽鍵的參與肽鍵的6個原子個原子C 1、C、O、N、H、C 2位于同一平面，位于同一平面，C 1

16、和和C 2在平面上所處的位置在平面上所處的位置為反式構(gòu)型，此同一平面上的為反式構(gòu)型，此同一平面上的6個原子構(gòu)成了所謂的個原子構(gòu)成了所謂的肽單位肽單位 。 肽平面和二面角示意圖肽平面和二面角示意圖 2 2、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式、蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式 - -螺旋螺旋 ( -helix ) - -折疊折疊 ( -pleated sheet ) - -轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 ( -turn ) 無規(guī)卷曲無規(guī)卷曲 ( random coil ) l - -螺旋螺旋橫截面觀橫截面觀l - -折疊折疊折疊折疊 l -折角折角 - -折角：折角：l 無規(guī)線團無規(guī)線團 無規(guī)卷曲是用來闡述沒有確定規(guī)律性的那無規(guī)卷曲是用

17、來闡述沒有確定規(guī)律性的那部分肽鏈結(jié)構(gòu)。部分肽鏈結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要形式 （二）基序（超二級結(jié)構(gòu)、模序、模體）（二）基序（超二級結(jié)構(gòu)、模序、模體）指多肽內(nèi)順序上相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元常常在空間折指多肽內(nèi)順序上相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元常常在空間折疊中相互靠近，彼此相互作用，形成有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)聚疊中相互靠近，彼此相互作用，形成有規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)聚集體。充當(dāng)三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元或結(jié)構(gòu)域的組成單位，稱集體。充當(dāng)三級結(jié)構(gòu)的構(gòu)件單元或結(jié)構(gòu)域的組成單位，稱超二級結(jié)構(gòu)超二級結(jié)構(gòu) ，又稱基序（，又稱基序（motif）。）。三種基本形式：（三種基本形式：（）、（）、（）、（）、（） （三）結(jié)構(gòu)域（

18、三）結(jié)構(gòu)域稱為結(jié)構(gòu)域（稱為結(jié)構(gòu)域（domaindomain） 。每。每個結(jié)構(gòu)域具有特定的功能。個結(jié)構(gòu)域具有特定的功能。 免疫球蛋白的免疫球蛋白的12個結(jié)構(gòu)域個結(jié)構(gòu)域 對于較小的蛋白對于較小的蛋白質(zhì)分子來說，結(jié)構(gòu)域質(zhì)分子來說，結(jié)構(gòu)域和三級結(jié)構(gòu)往往是一和三級結(jié)構(gòu)往往是一個意思，即單結(jié)構(gòu)域個意思，即單結(jié)構(gòu)域的。大的蛋白質(zhì)分子的。大的蛋白質(zhì)分子可以由可以由2 2個或更多個結(jié)個或更多個結(jié)構(gòu)域組成。構(gòu)域組成。 （四）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)（四）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)疏水鍵疏水鍵、氫鍵和、氫鍵和 鹽鍵等。鹽鍵等。 主要的化學(xué)鍵主要的化學(xué)鍵整條肽鏈中整條肽鏈中全部氨基酸殘基全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽的相對空間位置

19、。即肽鏈中鏈中所有原子所有原子在三維空間的排布位置。在三維空間的排布位置。l 定義定義 肌紅蛋白（肌紅蛋白（Mb） N 端端 C端端胰島素分子的三級結(jié)構(gòu)胰島素分子的三級結(jié)構(gòu)溶菌酶分子的三級結(jié)構(gòu)溶菌酶分子的三級結(jié)構(gòu)亞基之間的結(jié)合力主要是亞基之間的結(jié)合力主要是疏水作用疏水作用，其次是氫鍵和，其次是氫鍵和離子鍵。離子鍵。（五）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)（五）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈

20、，每一條多肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的肽鏈都有完整的三級結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基亞基 。血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)小結(jié)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)小結(jié) 第四節(jié)第四節(jié) 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)形成的物質(zhì)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)；基礎(chǔ)；蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子特定蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子特定的天然構(gòu)象所表現(xiàn)的性質(zhì)或具有的屬性。的天然構(gòu)象所表現(xiàn)的性質(zhì)或具有的屬性。使子宮和乳腺平滑肌收縮，具有催產(chǎn)和促使使子宮和乳腺平滑肌收縮，具有催產(chǎn)和促使乳腺排乳作用。乳腺排乳作用。 促進(jìn)血管平滑肌收縮，升高血壓，減少排尿。促進(jìn)血管平

21、滑肌收縮，升高血壓，減少排尿。 均為均為9 9肽，第肽，第3 3位和第位和第8 8位氨基酸不同位氨基酸不同。 提示提示:2、一級結(jié)構(gòu)中、一級結(jié)構(gòu)中“關(guān)鍵關(guān)鍵”部分相同，其功能也相部分相同，其功能也相同同促腎上腺皮質(zhì)激素促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)(ACTH)是垂體前葉分泌的是垂體前葉分泌的3939肽激素。肽激素。3 3、一級結(jié)構(gòu)的變化與疾病的關(guān)系、一級結(jié)構(gòu)的變化與疾病的關(guān)系例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血例：鐮刀形紅細(xì)胞貧血N-val his leu thr pro glu glu C（146） HbS 肽鏈肽鏈HbA 肽肽 鏈鏈N-val his leu thr pro val glu C（146） 這

22、種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，這種由蛋白質(zhì)分子發(fā)生變異所導(dǎo)致的疾病，稱為稱為“分子病分子病”。（二）蛋白質(zhì)的變構(gòu)現(xiàn)象（二）蛋白質(zhì)的變構(gòu)現(xiàn)象 蛋白質(zhì)受某些因素的影響，其一級結(jié)構(gòu)不變蛋白質(zhì)受某些因素的影響，其一級結(jié)構(gòu)不變而空間結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致其生物學(xué)功能而空間結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，導(dǎo)致其生物學(xué)功能的改變，稱為蛋白質(zhì)的的改變，稱為蛋白質(zhì)的變構(gòu)效應(yīng)（變構(gòu)效應(yīng)（allosteric effect）或別構(gòu)作用或別構(gòu)作用。（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病（三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病 蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病蛋白質(zhì)構(gòu)象疾?。喝舻鞍踪|(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯誤，盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，

23、盡管其一級結(jié)構(gòu)不變，但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變，仍可影響其功能，嚴(yán)重時可導(dǎo)致疾病發(fā)生。仍可影響其功能，嚴(yán)重時可導(dǎo)致疾病發(fā)生。蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機理：蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機理：有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白有些蛋白質(zhì)錯誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。這類疾病包括這類疾病包括：人紋狀體脊髓變性病、老人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)

24、象改變瘋牛病是由朊病毒蛋白（瘋牛病是由朊病毒蛋白（PrPPrP）引起的一組人和動）引起的一組人和動物神經(jīng)退行性病變。物神經(jīng)退行性病變。正常的正常的PrPPrP富含富含-螺旋，稱為螺旋，稱為PrPPrPc c。PrPPrPc c在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為-折疊的折疊的PrPPrPscsc，從而致病。，從而致病。PrPc-螺旋螺旋PrPsc-折疊折疊正常正常瘋牛病瘋牛病 正常朊病毒蛋白結(jié)構(gòu)正常朊病毒蛋白結(jié)構(gòu) （顯示（顯示 -螺旋螺旋） 朊病毒結(jié)構(gòu)朊病毒結(jié)構(gòu)（顯示（顯示 -片層結(jié)構(gòu)片層結(jié)構(gòu)） 第五節(jié)第五節(jié) 蛋白質(zhì)的性質(zhì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的兩性電離（

25、一）蛋白質(zhì)的兩性電離 一、理化性質(zhì)一、理化性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸蛋白質(zhì)分子除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液殘基側(cè)鏈中某些基團，在一定的溶液pHpH條件下都可解離成條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團。帶負(fù)電荷或正電荷的基團。 * 蛋白質(zhì)的等電點（蛋白質(zhì)的等電點（pI） 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一pH時，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)時，蛋白質(zhì)解離成正、負(fù)離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時溶液的液的pH稱為稱為蛋白質(zhì)的等電點。蛋白質(zhì)的等電點。（二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)（二

26、）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自蛋白質(zhì)屬于生物大分子之一，分子量可自1 1萬至萬至100100萬之巨，其分子的直徑可達(dá)萬之巨，其分子的直徑可達(dá)1 1100nm100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。，為膠粒范圍之內(nèi)。 * * 蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素顆粒表面電荷顆粒表面電荷水化膜水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)在等電點的蛋白質(zhì)水化膜水化膜+帶正電荷的蛋白質(zhì)帶正電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)顆粒酸酸堿堿酸酸堿堿酸酸堿堿脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用脫水作用溶

27、液中蛋白質(zhì)的聚沉溶液中蛋白質(zhì)的聚沉（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固（三）蛋白質(zhì)的變性、沉淀和凝固 * 蛋白質(zhì)的變性（蛋白質(zhì)的變性（denaturation）在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空在某些物理和化學(xué)因素作用下，其特定的空間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的間構(gòu)象被破壞，也即有序的空間結(jié)構(gòu)變成無序的空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性空間結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致其理化性質(zhì)改變和生物活性的喪失。的喪失。 造成變性的因素造成變性的因素如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、如加熱、乙醇等有機溶劑、強酸、強堿、重金屬離子及生物堿試劑等重金屬離子及生物堿試劑等 。 變性的本質(zhì)變性的本質(zhì) 破壞非共

28、價鍵和二硫鍵，不改變蛋白破壞非共價鍵和二硫鍵，不改變蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。臨床醫(yī)學(xué)上，變性因素常被應(yīng)用來消毒及滅菌。此外此外, , 防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制防止蛋白質(zhì)變性也是有效保存蛋白質(zhì)制劑（如疫苗等）的必要條件。劑（如疫苗等）的必要條件。 若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，若蛋白質(zhì)變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功蛋白質(zhì)仍可恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的構(gòu)象和功能，稱為復(fù)性（能，稱為復(fù)性（renaturation） 。 天然狀態(tài)，有天然狀態(tài)，有催化活性催化活性 尿素、尿素、 -巰

29、基乙醇巰基乙醇 去除尿素、去除尿素、-巰基乙醇巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性非折疊狀態(tài)，無活性蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)沉淀在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會在一定條件下，蛋白疏水側(cè)鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但變性的蛋白質(zhì)易于沉淀，有時蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀，但并不變性。并不變性。 蛋白質(zhì)的凝固：蛋白質(zhì)的凝固：蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，蛋白質(zhì)變性后的絮狀物加熱可變成比較堅固的凝塊，此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。此凝塊不易再溶于強酸和強堿中。 （四）蛋白質(zhì)的紫外吸收（四）蛋白質(zhì)的紫

30、外吸收由于蛋白質(zhì)分子中含有共由于蛋白質(zhì)分子中含有共軛雙鍵的軛雙鍵的酪氨酸酪氨酸和和色氨酸色氨酸，因此，因此在在280nm波長處有特征性吸收峰。波長處有特征性吸收峰。蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的OD280與其濃度呈正比與其濃度呈正比關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定。關(guān)系，因此可作蛋白質(zhì)定量測定。練習(xí)題：肽鍵是由一個氨基酸的-碳原子上的 與另一個氨基酸-碳原子上 ，脫去一分子水形成的，它是蛋白質(zhì)分子中的基本結(jié)構(gòu)鍵。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)指的是組成蛋白質(zhì)的多肽鏈中 的排列順序，其主要化學(xué)鍵是 。各種蛋白質(zhì)的含氮量很接近，平均為 。堿性氨基酸包括為 、 和 。 練習(xí)題：蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈的 鏈原子在空間的局部排列方式，

31、其主要形式有 、 、 和 ；維持蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是 。蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的結(jié)構(gòu)單元是 。亞基出現(xiàn)在蛋白質(zhì)的 級結(jié)構(gòu)中。 1下列氨基酸除什么氨基酸外都有旋光性 A丙氨酸 B甘氨酸 C亮氨酸 D絲氨酸 E纈氨酸2. 蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，當(dāng)其帶負(fù)電荷時，溶液的pH為 A酸 B堿 CpH=pI DpHpI3.蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)取決于A蛋白質(zhì)肽鏈中的氫鍵 B蛋白質(zhì)肽鏈中的肽鍵C蛋白質(zhì)肽鏈中氨基酸組成和順序 D蛋白質(zhì)肽鏈中的肽鍵平面E蛋白質(zhì)肽鏈中的肽單位4. 蛋白質(zhì)紫外吸收的最大波長是A290nm B280nm C270nm D260nm E250nm5. 蛋白質(zhì)變性不包括：A氫鍵斷裂 B肽鍵斷裂C疏水鍵斷裂 D鹽鍵斷裂 E二硫鍵斷裂6. 蛋白質(zhì)分子中的-螺旋和-折疊都是 A一級結(jié)構(gòu) B二級結(jié)構(gòu) C 三級結(jié)構(gòu) D四級結(jié)構(gòu) E.高級結(jié)構(gòu)7亞基出現(xiàn)在蛋白質(zhì)的 A一級結(jié)構(gòu) B二級結(jié)構(gòu) C三級結(jié)構(gòu) D四級結(jié)構(gòu) E空間結(jié)構(gòu)