第二章蛋白质

1、第二章蛋白质本章重点 ：氨基酸的结构、种类及主要理化性质；蛋白质的分子结构；蛋白质分子结构与 生物学功能的关系；蛋白质的主要理化性质。蛋白质的定义蛋白质：由20种a -氨基酸按照一定的顺序，通过肽键连接而成的、具有特定立体结构的、 有活性的生物大分子。蛋白质是一切生物体中普遍存在的。 其种类繁多， 各具有一定的相对分子质量， 复杂的分子 结构和特定的生物功能；是表达生物遗传性状的一类主要物质蛋白质的分类S(03%)15% 17，平均为 16。这是凯氏定氮法测2.1C H O N( 50%)( 7%)( 23%)( 16%)蛋白质氮元素的含量都相当接近，一般在 定蛋白质含量的计算基础。蛋白质含量

2、=蛋白氮X 6.256 .25 16%的倒数，每测定1 g氮相当于6 .25g的蛋白质。也就是1 g氮所代表的蛋白 质量(克数)2.1.1 按分子的形状分类A. 球状蛋白质外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。但肌动 蛋白属于球状蛋白却不溶于水。B. 纤维状蛋白质分子类似纤维或细棒。不溶性纤维状蛋白质：丝蛋白等。可溶性纤维状蛋白质：C. 膜蛋白2.1.2 按组成成分分类A .单纯蛋白质：单纯蛋白不含有非蛋白质部分。这类蛋白质水解后的最终产物只有氨基酸。单纯蛋白质按其溶解性又可分为 : 清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白精蛋白、组蛋白以及硬蛋白等B.结合蛋白质一-结

3、合蛋白是指由单纯蛋白和非蛋白成分结合而成的蛋白质。这些非蛋白成分包括糖、脂、核酸、色素等，又称为辅基或配体。 糖蛋白：如细胞膜中的糖蛋白等。脂蛋白：如血清 -，-脂蛋白等。核蛋白：如细胞核中的核糖核蛋白等。 色蛋白：如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。2.1.3 根据功能分类 催化蛋白质的一个最重要的生物学功能是作为有机体新陈代谢的催化剂是蛋白质中最大的一类。 调节许多蛋白质具有调节其他蛋白质执行其生理功能的能力蛋白 转运功能是从一地到另一地转运特定的物质。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和 不溶性纤维状蛋白质。 大多数纤维状蛋白质属此类，如胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、如肌球蛋白和血纤蛋白原可溶于水

4、。酶。酶，这些蛋白质称为调节 贮存 的一种方式。 运动合体。 结构这类蛋白质是氨基酸的聚合物， 生物体必要时可利用蛋白质作为提供充足氮素作为运动基础的收缩和游动蛋白具有共同的性质:它们都是丝状分子或丝状聚 防御和进攻 异常功能蛋白质另一重要功能是建造和维持生物体的结构。 免疫反应（免疫球蛋白）2.2蛋白质的组成单位一氨基酸氨基酸 （amino acid , aa或AA ）是蛋白质水解的最终产物，是组成蛋白质的基本单位 （构件分子）。从各种生物体内发现的氨基酸已有180多种，但参与蛋白质组成的常见氨基酸只有20种，这20种氨基酸称为常见氨基酸或基本氨基酸。蛋白质完全水解：用浓酸、碱将蛋白质完全水

5、解为氨基酸。酸水解：无消旋作用，产物为L-氨基酸。碱水解：多数氨基酸被破坏，有消旋现象。蛋白质部分水解：一般用酶或稀酸在较温和条件下，将蛋白质分子切断，产物为分子大小不等的肽段和氨基酸。蛋白酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、胃蛋白酶等。2.2.1氨基酸的结构通式氨基酸（amino acid,简写aa）：蛋白质的基本组成单位，是含氨基的羧酸。天然蛋白质由20种a -氨基酸组成。a1)2)3)-氨基酸中a碳原子为不对称碳原子（除甘氨酸）。组成蛋白质的aa都是a -氨基酸（除脯氨酸 外）;不同aa仅R链不同；除甘氨酸外，其余 aa的a -碳原子均为不对称碳原子。构型：根据甘油醛构型确定D型和L型H C -01

6、1HCHOH2CtlOHO-C-H IbN -C -!1HCHOH1. 根据甘油醛原则确定构型2. 自然界的氨基酸有两种构型，构型和旋光方向没有必然联系。非解离形式解离形式（两性离子形式）3.组成蛋白质的氨基酸都是 L型，除甘氨酸外都有旋光性。L-AA222氨基酸的分类二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号 -氨基酸结构通式1.2.3.从营养学角度分：从营养学角度分：必需氨基酸和非必需氨基酸这些体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应的氨基酸， 称为营养必需氨基酸。人体必需氨基酸有八种：Met Trp Lys Vai lie Leu Phe Thr半必需氮基酸：组氨酸、精氨酸4. 根据是

7、否组成蛋白质来分：蛋白质中常见氨基酸、蛋白质中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸。5. 据R基团化学结构分类：脂肪族AA ;芳香族AA ;杂环AA。6. 按R基的极性性质可以分成2大类<1>非极性氨基酸A.丙氨酸B.亮氨酸 C.异亮氨酸 D.苯丙氨酸 E.甲硫氨酸 F.色氨酸G.脯氨酸H.缬氨酸I.甘氨酸<2>极性氨基酸 A.不带电荷 a丝氨酸b.苏氨酸C.半胱氨酸d.酪氨酸e.天冬酰胺f. 谷氨酰胺B.带正电荷a.赖氨酸b.精氨酸C.组氨酸C.带负电荷a.天冬氨酸b.谷氨酸 非极性R基氨基酸这一组中共有9种氨基酸a. 4种带有脂肪烃侧链的氨基酸丙氨酸Ala）缬氨酸Vai）亮氨酸

8、（Leu）异亮氨酸（lie）b. 2种含芳香环氨基酸苯丙氨酸（Phe） 色氨酸（Trp）C.含硫氨基酸 甲硫氨酸（Met）d. 亚氨基酸脯氨酸（Pro）e. 侧链介于极性与非极性之间甘氨酸（Gly） 极性但不带电荷的R基氨基酸这一组中有6种氨基酸a侧链的极性是由于它们的羟基造成的苏氨酸(Thr)丝氨酸(Ser)酪氨酸(Tyr)b.R基极性是它们的酰胺基引起的天冬酰胺(Asn)谷氨酰胺(GIn)C.由于含有巯基的缘故半胱氨酸(Cys) 带负电荷的R基氨基酸这一类的是两种酸性氨基酸天冬氨酸(AsP)谷氨酸(Glu) 带正电荷的R基氨基酸这一类氨基酸在pH=7时携带净正电荷，又叫碱性氨基酸 赖氨酸(

9、Lys):除-氨基外，在脂肪链的位置上还有一个氨基精氨酸(Arg):含有一个带正电荷的胍基 组氨酸(His):有一个咪唑基非蛋白质氨基酸：存在于生物体内，但不组成蛋白质的呈游离或结合态的氨基酸，约150种，具有多种生理功能。(1) L- a -氨基酸的衍生物L-瓜氨酸和L-鸟氨酸是合成精氨酸的中间产物。(2) D- a -氨基酸D-Phe是短杆菌肽S的组分。D-Ala存在于肽聚糖中，(3 )B、Y、S -氨基酸-氨基丁酸是传递神经冲动的化学介质。3 -Ala是泛酸的前体，丫2.2.3氨基酸的性质1) 一般物理性质无色晶体；高熔点；溶解于水。并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解2) 氨基酸

10、的两性解离和等电点 ? 氨基酸在结晶形态或在水溶液中，成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态 (-C00-)存在。? 在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。不同 pH 时氨基酸以不同的离子化形式存在! 氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。等电点(isoelectric point, pI):在某一 pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为两性 离子，所带净电荷为零，在电场中既不向阳极也不向阴极移动。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。氨基酸等电点的特点：1. 净电荷数等于零，在电场中不移动；2. 此

11、时氨基酸的溶解度最小。氨基酸等电点的确定：根据 pK 值计算： 等电点等于两性离子两侧pI =(pK1+pK2)/2 或 酸性氨基酸、碱性氨基酸的a、先写出其解离公式；3) 紫外吸收性质pK 值的算术平均数pI = ( pK2+pK3 )/2 pI 计算：只有芳香族氨基酸有紫外吸收能力，因其含有苯环共轭双键的 酪氨酸 (Tyr)苯丙氨酸(Phe)入max : 259nm色氨酸 (Try)入 max : 270nm入 max : 279nmR 侧链。b、后取兼性离子两侧基团的pK值的平均值。所以，测样品 280nm 处的光吸收值，可知溶液中蛋白质浓度。此法快速简便。4) 氨基酸的化学反应(1)与

12、亚硝酸反应 ( p29)在室温下亚硝酸能与含游离a-氨基的氨基酸起反应，定量地放出氮气，氨基酸被氧化成羟酸 (注：含亚氨基的脯氨酸则不能与亚硝酸反应)(2)与 2， 4-二硝基氟苯的反应( p28) (Sanger 反应)在弱碱性溶液中，氨基酸的a-氨基很容易与 2, 4-二硝基氟苯(DNFB )作用，生成稳定的黄色2, 4-二硝基苯基氨基酸(简写为DNP-氨基酸)。3) 与异硫氰酸苯酯反应( Edman 反应)在弱碱性条件下，氨基酸中的a-氨基还可以与异硫氰酸苯酯(PITC )反应，产生相应的苯氨基硫甲酰氨基酸(P TC-氨基酸)。在无水酸中，P TC-氨基酸即环化为苯硫乙内酰脲(PTH )

13、,后者在酸中极稳定。这个反应首先被 Edman用于鉴定多肽或蛋白质的 N-末端氨基酸。(p29)(4) 与茚三酮反应( p26)茚三酮在弱酸性溶液中与a-氨基酸共热，氨基酸被氧化成醛、CO2和NH3，最后茚三酮与反应产物氨和还原茚三酮发生作用，生成蓝紫色化合物。两个亚氨基酸一一脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应形成黄色化合物(5) 与甲醛反应:氨基酸的甲醛滴定法(p27)1.精氨酸的 pI 值为 10.76,将其溶于 pH7 的缓冲液中，并置于电场中，则精氨酸应向电场的 方向移动。2.下列 4 种氨基酸中哪个有碱性侧链？A .脯氨酸B.苯丙氨酸C 异亮氨酸D 赖氨酸3. 氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫

14、色化合物。4.蛋白质中的 280nm 处有最大吸收值。3 种氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白质在2.3 肽肽和肽键肽的性质酸碱性质、重要化学反应类似于氨基酸性质天然存在的活性肽生理活性肽的功能类别：激素、抗菌素、辅助因子2.3.1 肽(peptide)和肽键(peptide bend)肽：一个氨基酸的a -羧基和另一个氨基酸的a -氨基脱水缩合而成的化合物。 肽键：氨基酸之间脱水后形成的键称肽键（酰胺键）肽链写法：游离a -氨基在左，游离a -羧基在右，氨基酸之间用表示肽键。H2N-丝氨酸-亮氨酸-苯丙氨酸-COOHSer-Leu-Phe (S-L-F)氨基酸能以肽键相互连接形成长的、不带支

15、链的寡肽（20个氨基酸残基以下）和多肽（多于20个氨基酸残基）。多肽仍然有游离的a -氨基和a -羧基。A = HH OHCarboxvl-termina endAinino-terminal endCH rH/HOH CL.1 o1 o肽键和肽的结构如图所示C-C-N-C-C-N-<-C1）肽键的结构特点：肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。所以连接在肽键两端的基团处于 个平面上，这个平面称为肽平面。在大多数情况下，相邻肽平面以反式结构存在。1）肽键具高度稳定性；2）具双键性质，不能自由转动；3）肽单元呈平面化和刚性性质；4) C=O与一NH反式排列。八酰胺平面与a -碳原

16、子的二面角(0和e )二面角：两相邻酰胺平面之间， 能以共同的C a为定点而旋转，绕C a -N键旋转的角度 称0角，绕C-C a键旋转的角度称e角。0和e称作二面角，亦称构象角。相关名词? 肽平面：参与肽键的 6个原子被约束于一个平面上，与此相应的-C a -CO-NH-C a -则称为肽平面。? 多肽主链：在多肽链中由肽键连接的各氨基酸残基形成的长链骨架(C a -CO-NH-C a)为多肽链的主链。或：肽链的骨干是由肽单元重复排列而成长链，称为主链。? 多肽侧链：在多肽链中的各氨基酸残基所连接的侧链基团为多肽侧链。或：氨基酸 残基的R-基连在主链上成为侧链。说明：各种不同的肽链主链都是一

17、样的，但侧链(R-基)的顺序即氨基酸的顺序各不相同。232肽的理化性质一一类似于氨基酸性质1) 旋光性2) 两性解离及等电点3) 化学反应学比 NHC=O +NHNH2+NH3NH,尿素NH,双缩腺双缩脲反应：含有两个或两个以上肽键的化合物与碱性硫酸铜作用，生成蓝紫色的复合物，肽键越多颜色越深，受蛋白质特异性影响小，可用于肽和蛋白质定量测定及测定蛋 白质水解程度。2.3.3天然存在的活性肽在生物体中，多肽最重要的存在形式是作为蛋白质的亚单位。有许多分子量比较小的多肽以游离状态存在，这类多肽通常都具有特殊的生理功能，常称为活性肽。女口：脑啡肽；激素类多肽；抗生素类多肽；谷胱甘肽；蛇毒多肽等。 谷

18、胱甘肽(glutathione, GSH)谷胱甘肽在体内参与氧化还原过程，作为某些氧化还原酶的辅因子，作用是保护巯基酶或防止过氧化物积累 抗生素类多肽 激素类多肽体内许多激素属寡肽或多肽催产素和加压素：均为9肽，第3位和第8位氨基酸不同。催产素使子宫和乳腺平滑肌收缩，具有催产和促使乳腺排乳作用。加压素促进血管平滑肌收缩，升高血压，减少 排尿2.4蛋白质的结构构型(configuration): 一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经 过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。指在立体异构体中原子或取代基团在空间的取向。构象(conforma

19、tion ):指这些原子或取代基团在单键旋转时可能形成的不同的立体异构 体。蛋白质的构象：指蛋白质特有的空间结构。蛋白质的空间结构：是指蛋白质分子中所有原子在三维空间的排列分布和肽链的走向。2.4.1蛋白质的一级结构(化学结构)定义：蛋白质的一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置。在基因编码的蛋白质中，这种序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的。一级结构中包含的共价键(covale nt bonds)主要指肽键(pep tide bond)和二硫键(disulfide bond )。 一级结构的意义U :斫242蛋白质的空间结构蛋白质分子的多肽链按一定方式折叠、盘绕或组装成特

20、有的空间结构，亦称高级结构。 蛋白质的高级结构即蛋白质的构象。且相当稳定，这目前已知，一个蛋白质的多肽链在生物体内只有一种或很少几种构象， 种构象称为天然构象，此时蛋白质具有生物活性。事实上，一个天然蛋白质多肽链的主链可看成是由被 Ca隔开的许多平面组成的。 肽链在一定条件下只有一种或很少几种构象，而且相当稳定。蛋白质分子中的共价键与次级键兵价键级结构化学键氢键、四级结构疏水键次级键盐键四级结构范德华力丿1蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(seco ndary structure )指肽链主链不同区段通过自身的相互作用， 形成氢键，沿某一主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构。(是蛋白质结构的构象单

21、元，它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。1) a -螺旋(a -helix)a -螺旋结构的主要特点： 绝大多数天然蛋白质都是右手螺旋。 每隔3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈； 每圈间距0.54nm,即每个氨基酸残基沿螺旋中 心轴上升 0.15nm，旋转100°。 每个氨基酸残基的 N-H都与前面第四个残基 C=O形成氢键。 螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸向外侧；链中的全部C=O和N-H几乎都平行于螺旋轴，氢键几乎平行于中心轴。侧链在a-螺旋结构的影响：* a -螺旋遇到Pro就会被中断而拐弯，因为脯氨酸是亚氨基酸且有刚性的环状结构。* R为Gly时，由于Ca上有2个氢，使C

22、a-C、Ca-N的转动的自由度很大，即刚性很小， 所以使螺旋的稳定性大大降低。 R基大（如lie）也不易形成a -螺旋。*带相同电荷的氨基酸残基连续出现在肽链上时，螺旋的稳定性降低。* R基较小，且不带电荷的氨基酸利于a-螺旋的形成，如多聚丙氨酸在pH7的水溶液中自发卷曲成a -螺旋。2）3 -折叠（3 -pleated sheet） 3 -折叠是由两条或多条伸展的多肽链靠氢键联结而成的锯 齿状片状结构。 在-折叠中，-碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的R基团处于折叠的棱角上并与0.35nm 。棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为 -折叠结构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

23、同部分之 间形成。几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。 -折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链的N-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。后者更为稳定。3）3 -转角（3 -turn ）也称3 -回折，存在于球状蛋白中。其特点是肽链回折180°,使得pro。氨基酸残基的C=O与第四个残基的N-H形成氢键。第二个氨基酸通常是3 -转角都在蛋白质分子的表面，多数为亲水氨基酸组成。4）无规则卷曲（non-regular coil）又称自由卷曲，是指没有一定规律的松散肽链结构，但是其结构是明确而稳定的，常常构成酶的功能部位。无规卷曲常出现在 a-

24、螺旋与a-螺旋、a-螺旋与3 -折叠、3 -折叠与3 -折叠之间。它是 形成蛋白质三级结构所必需的。2超二级结构和结构域1）超二级结构概念：指蛋白质中相邻的二级结构单位（-螺旋或-折叠或-转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体。超二级结构的基本类型：、X 、2）结构域（domains）概念：多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠而成的紧密的相对独立的三维实体 称结构域。具有部分生物学功能。结构域=三级结球状蛋白质的独立折叠单位，通常也是蛋白质的功能单位（功能域） 构；小的单体蛋白只有一个结构域；大的单体蛋白有数个结构域。结构域有时也称功能域， 功能域是指有功能的部分。

25、功能域可以是一个结构域，也可以是两个或两个以上的结构域组成。再缔合成三级结从动力学的角度来看，一条长的多肽链先折叠成几个相对独立的区域， 构要比直接折叠成三级结构更合理。从功能的角度来看，酶蛋白的活性中心往往位于结构域之间，因为连接各个结构域的常常是一条松散的肽链，使结构域在空间上摆动比较自由，容易形成适合底物结合的空间。4 蛋白质三级结构 概念：指蛋白质多肽链上所有原子在三维空间的分布。较小蛋白质分子：多为单结构域，即三级结构； 较大蛋白质分子：由 2或 2个以上结构域结合成三级结构。 在三级结构中，具有极性侧链基团的 AA 残基几乎全部在分子的表面 ,而非极性残基 则被埋于分子内部 ,不与

26、水接确 .而形成疏水的核心。 三级结构的特征： ?含多种二级结构元件；?有明显的折叠层次；是紧密的球状或椭球状实体； ?分子表面有一空穴 （活性部位 ）,可结合配体；?亲水侧链暴露在分子表面，疏水侧链埋藏在分子内部。实例：肌红蛋白 肌红蛋白是 1957年由 John Kendrew 用 X 射线晶体分析法测定的 有三维结构的第一个蛋白质。疏水氨基酸残基大部分埋藏在分子内部， 由多肽的折叠形成的疏水空隙内是血红素 它对肌红蛋白的生物活性是必需功能：哺乳动物肌肉中储存氧并运输氧。 典型的球形蛋白质， 高度折叠成紧密结构， 极性残基在表面。肌红蛋白中有8条a -螺旋。辅基，通过肽链上的 His 残基

27、与肌红蛋白分子内部相连， 的（与 O2 结合）。5 蛋白质的四级结构1）定义 : 四级结构是指由两 个或两个以上具有三级结构的多肽链通过非共价键聚合而 成的特定构象的蛋白质分子。其中每条具有三级结构的多肽链称为亚基。通常亚基只有一条多肽链，但有的亚基由两条或多条多肽链组成，这些多肽链间多以 二硫键相连，亚基单独存在时无生物学活性。亚基是指一条多肽链或以共价链连接在一起的几条多肽链组成的蛋白质分子的最小共 价结构单位。一般来说具有四级结构的蛋白属于寡聚蛋白。2）蛋白质四级结构的特点 有多个亚基； 稳定性主要靠亚基间的非共价键维持；蛋白 亚基单独存在时无生物活性或活性很小，只有通过亚基相互聚合成四

28、级结构后，质才具有完整的生物活性； 亚基间具有协同性和别构效应。3）血红蛋白的结构与功能65000。链由血红蛋白的结构特点：a是四个亚基的寡聚蛋白，574个AA残基，分子量为b.是由相同的两条 链和两条 链组成四聚体 2 2; C.链由141AA残基组成， 146AA 残基组成。四条肽链的三级结构与肌红蛋白相似，各自内部有一个血红素辅基。血红蛋白的功能： 存在于动物血液的红细胞中，具有运输 O2 和 CO2 的功能;血红蛋白 还能和 H+ 结合，从而可以维持体内 pH。1. 下列关于蛋白质结构的叙述，哪一项是错误的？A 氨基酸的疏水侧链很少埋在分子的中心部位B 电荷的氨基酸侧链常在分子的外侧，

29、面向水相C .蛋白质的一级结构在决定高级结构方面是重要因素之一D .蛋白质的空间结构主要靠次级键维持2. 维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是：A .盐键B .疏水键C .氢键D .二硫键3. 维持蛋白质三级结构稳定的因素是:A .肽键 B .二硫键 C .离子键 D.氢键 E.次级键4. 蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。（ ）5. 在具有四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链是一个亚基。2.5 蛋白质分子结构与功能的关系2.5.1 蛋白质一级结构与功能的关系（1）同功蛋白质一级结构的种属差异性细胞色素C是真核细胞线粒体内膜上一种含Fe的蛋白质，在生物氧化中起传递电子的作用

30、。通过植物、动物和微生物等数百种生物的细胞色素C 一级结构的研究表明: 亲缘关系越近， AA 顺序的同源性越大。C 功能密切相关的 AA 顺序却 尽管不同生物间亲缘关系差别很大，但与细胞色素 有共同之处，即保守顺序不变（2）蛋白质一级结构的变异与分子病分子病 指蛋白质分子中由于 AA 排列顺序与正常蛋白质不同而发生的一种遗传病（基因突变造成的 ）。镰刀形贫血病 病因:血红蛋白 AA 顺序的细微变化2.5.2 蛋白质构象与功能的关系蛋白质高级构象破坏，功能丧失 （实例:核糖核酸酶的变性与复性） 蛋白质在表现生物功能时，构象发生变化（变构效应）（实例:血红蛋白的变构效应和输氧功能）协同效应 （co

31、operativity） :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力的现象，称为协同效应。<如果是促进作用则称为正协同效应；如果是抑制作用则称为负协同效应 >变构效应 （alloSteric effect） :蛋白质表现其生物学功能时，空间结构发生改变，导致 整个分子的性质发生变化，这种现象称为变构效应。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。2.6 蛋白质的性质与分离、分析技术2.6.1 蛋白质的性质蛋白质是由氨基酸组成，

32、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。（ 1 ）相对分子质量 几千万。Pr 为高分子有机物，分子量几千分子量测定方法:渗透压法；超速离心法；凝胶过滤法；聚丙烯酰胺电泳法等。最准确可靠的方法是超离心法（ Svedberg 于 1940 年设计）:蛋白质颗粒在 2550X104 g 离心力作用下从溶液中沉降下来。沉降系数（S）:单位（cm）离心场里的沉降速度。s = v /（ 3 2x）v=沉降速度（dx/dt）; 3 =离心机转子角速度（弧度/S）; x =蛋白质界面中点与转子中 心的距离（cm）；沉降系数的单位常用 S,

33、 1S=1 X 10-13 （S）（2）两性电离与等电点蛋白质在等电点 pH 时为两性离子。蛋白质的等电点：当溶液在某一定 pH 值时，使某特定蛋白质分子上所带正负电荷相 等，成为两性离子，在电场中即不向阳极移动也不向阴极移动，此时溶液的 pH 值即为该 蛋白质的等电点（ pI ）。在等电点时，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移动。在 pH 低于等电点的溶液中，蛋白质粒子带正电荷，在电场中向负极移动；在 pH 高 于等电点的溶液中， 蛋白质粒子带负电荷， 在电场中向正极移动。 这种现象称为蛋白质电 泳。电泳 带电粒子在电场中移动的现象。 蛋白质在等电点 pH 条件下，不发生电泳现象。利用蛋白质的

34、电泳现象， 可以将不同带电性质和分子大小、 所带电荷量不同的蛋白 质分子进行分离纯化。根据蛋白质净电荷的差异来分离蛋白质的一种方法是电泳法。（ 3）蛋白质的变性（ denaturation ） 1）概念：天然蛋白质受物理或化学因素的影响，其共价键不变，但分子内部原有的高度 规律性的空间排列发生变化，致使其原有性质发生部分或全部丧失，称为蛋白质的变性。 分子内部结构改变：次级键破坏； 分子表面结构改变：疏水基团暴露。 主要标志：生物功能的丧失。这种现象称为蛋除去变性因素， 在适当条件下变性蛋白质可恢复其天然构象和生物活性， 白质的复性2）变性蛋白在性质上的变化溶解度降低； 二、三级结构破坏，但肽

35、键未破坏，故其组成和分子量不变； 化学反应基团增加； 失去螺旋结构，对称性下降，结晶能力丧失； 对蛋白酶水解敏感性增加； 生物活性降低或全部丧失。变性蛋白质分子互相凝集为固体的现象称凝固。3）使蛋白质变性的理化因素 物理因素：加热、激烈振荡、超声波、X-射线、紫外线等； 化学因素：A . 酸碱破坏盐键；B . 乙醇、丙酮等有机溶剂进入 pr 间隙与之形成氢键，破坏 pr 分子内各弱键；C .浓脲溶液、盐酸胍及某些去垢剂 （SDS）可破坏氢键，暴露巯基，强化酸碱的破坏作用。1-100nm 之间的颗粒，已达到胶体颗粒范（ 4）蛋白质胶体性质 由于蛋白质分子量很大，在水溶液中形成直径 围的大小，因而具有胶体溶液的通性。蛋白质的水溶液能形成稳定的亲水胶体的原因： 蛋白质表面含有许多极性基团。易与水结合形成水膜。 蛋白质是两性电解质， 在非等电状态时， 相同蛋白质颗粒带有同性电荷， 与周围 的反离子构成稳定的双电层。 使蛋白质颗粒之间相互排斥， 保持一定距离， 不致互相凝聚 而沉淀。蛋