第二章蛋白质

1、蛋白质的生物学意义：蛋白质的生物学意义：（）催化作用（）催化作用（）激素作用（）激素作用（）肌肉收缩作用（）肌肉收缩作用（）运载工具（）运载工具（）免疫作用（）免疫作用（）生物膜功能（）生物膜功能（）保护结缔功能（）保护结缔功能（）控制生长和变异（）控制生长和变异肽键肽键一个氨基酸的一个氨基酸的a a- -羧基羧基与另一个氨基酸的与另一个氨基酸的a a- -氨基脱氨基脱水缩合失去一分子水，形成水缩合失去一分子水，形成酰胺键，这种氨基酸之间连酰胺键，这种氨基酸之间连接的酰胺键又称肽键。接的酰胺键又称肽键。 肽链：肽链：构成肽的每一个氨基构成肽的每一个氨基酸单位被称为氨基酸残基。酸单位被称为氨基酸

2、残基。各氨基酸残基以肽键相连形各氨基酸残基以肽键相连形成的链状结构。成的链状结构。肽肽: :肽就是氨基酸之间通过肽就是氨基酸之间通过-氨基和氨基和-羧基缩合以酰羧基缩合以酰胺键或肽键相连的聚合物，胺键或肽键相连的聚合物，它包括寡肽、多肽和蛋白质。它包括寡肽、多肽和蛋白质。肽的分类和命名肽的分类和命名肽的分类可根据氨基酸残基的数目而直呼其为几肽。例肽的分类可根据氨基酸残基的数目而直呼其为几肽。例如，如，2 2个氨基酸形成的肽称为个氨基酸形成的肽称为二肽二肽，3 3个氨基酸构成的肽个氨基酸构成的肽称为称为三肽三肽，以此类推。一般将，以此类推。一般将2 21010个氨基酸残基组成的个氨基酸残基组成的

3、肽称为肽称为寡肽寡肽，由，由11115050个氨基酸残基组成的肽称为个氨基酸残基组成的肽称为多肽多肽，由由5050个以上个以上的氨基酸残基组成的肽通常被称为蛋白质。的氨基酸残基组成的肽通常被称为蛋白质。H2N-CHCO(NH-CHCO)nNH-CH-COOHRRR多肽的书写方式多肽的书写方式 N N端端C C端端l 除少数环状肽链以外，其它肽链都含有不对称的两端：含有除少数环状肽链以外，其它肽链都含有不对称的两端：含有自由自由-氨基的一端被称为氨基端或氨基的一端被称为氨基端或N N端，含有自由端，含有自由-羧基的羧基的一端称为羧基端或一端称为羧基端或C C端。端。HPhe-Val-Asn-Gl

4、n-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His- Leu-Val- Glu- Ala- Leu- Tyr Leu -Val-Cys-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOHB链157101519 20212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A链711621SSSSSS二硫键二硫键肽平面肽平面肽键的双键性质肽键的双键性质谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSHGSH）H2N-CHCH2CH2COCOO

5、H-GluNHCHCOCH2SHCysNHCH2COOHGly2GSHGSSG重要的活性肽及其应用重要的活性肽及其应用 二分子还原型的二分子还原型的GSHGSH脱氢以二硫键相连成为氧化型的谷胱甘肽脱氢以二硫键相连成为氧化型的谷胱甘肽 脑啡肽脑啡肽Met-Met-脑啡肽脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Tyr-Gly-Gly-Phe-MetMet（5 5肽）肽）甲硫氨酸型甲硫氨酸型Leu-Leu-脑啡肽脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-Phe-Tyr-Gly-Gly-Phe-LeuLeu（5 5肽）肽）亮氨酸型亮氨酸型-内啡肽（内啡肽（3131肽）具有较强的吗啡样活性与镇痛作用。肽）具有较强

6、的吗啡样活性与镇痛作用。催产素和升压素催产素和升压素 均为均为9 9肽肽，第，第3 3位和第位和第8 8位氨基酸不同。催产素使子宫位氨基酸不同。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。升和乳腺平滑肌收缩，具有催产和促使乳腺排乳作用。升压素促进血管平滑肌收缩，升高血压，减少排尿压素促进血管平滑肌收缩，升高血压，减少排尿。经元素分析，蛋白质中都含有经元素分析，蛋白质中都含有碳、氢、氧、氮碳、氢、氧、氮及少量及少量硫硫元元素。这些元素在蛋白质中都以大致一定的比例关系存在。素。这些元素在蛋白质中都以大致一定的比例关系存在。有些蛋白质还含有微量有些蛋白质还含有微量磷、铁、锌、钼磷、铁、

7、锌、钼等元素。等元素。蛋白质平均含氮量蛋白质平均含氮量16%16%，故：蛋白质含量，故：蛋白质含量= =氮含量氮含量* *6.256.25蛋白质的元素组成蛋白质的元素组成l 18301830年，年，Mulder Mulder 研究了生物体在去除糖、脂和盐等研究了生物体在去除糖、脂和盐等物质以后剩余的成分。物质以后剩余的成分。l 18381838年，年，Berzelius Berzelius 使用蛋白质这个词。希腊语中的使用蛋白质这个词。希腊语中的“Proteins” “Proteins” 表示最重要的意思。表示最重要的意思。l 蛋白质是氨基酸的线性多聚物（蛋白质是氨基酸的线性多聚物（51aa

8、51aa ）l 19581958年，年，WatsonWatson提出提出“中心法则中心法则”：DNA DNA RNA RNA 蛋白质（信息流）蛋白质（信息流）l DNADNA的功能在于其一级结构；蛋白质的功能在其三维的功能在于其一级结构；蛋白质的功能在其三维结构。结构。蛋白质研究的一般概况蛋白质研究的一般概况l蛋白质组成的多样性蛋白质组成的多样性蛋白质可能含有一条或多条肽链蛋白质可能含有一条或多条肽链蛋白质可能含有非蛋白质成分蛋白质可能含有非蛋白质成分蛋白质的多样性蛋白质的多样性l蛋白质大小的多样性蛋白质大小的多样性l蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性l蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性l

9、一级结构一级结构 (1 (1) : ) : 独特的氨基酸序列，由基因决定。独特的氨基酸序列，由基因决定。l二级结构二级结构 (2 (2) :) :多肽链的主链骨架本身（不包括多肽链的主链骨架本身（不包括R R基团）在空间基团）在空间上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非侧链基团之间的氢上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非侧链基团之间的氢键决定的。键决定的。l超二级结构和结构域超二级结构和结构域l三级结构三级结构 (3 (3) :) :是指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕是指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键以及二硫键维、卷曲和折叠，形成主

10、要通过氨基酸侧链以次级键以及二硫键维系的完整的三维结构。系的完整的三维结构。l四级结构四级结构 (4 (4) )具有两条和两条以上多肽链的寡聚蛋白质或多聚具有两条和两条以上多肽链的寡聚蛋白质或多聚蛋白质才会有四级结构。其内容包括亚基的种类、数目、空间排蛋白质才会有四级结构。其内容包括亚基的种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。布以及亚基之间的相互作用。蛋白质的结构层次蛋白质的结构层次蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构l 是蛋白质的共价（肽键）结构。是蛋白质的共价（肽键）结构。l 对于每一种蛋白质而言，都是对于每一种蛋白质而言，都是独特的。独特的。l 由编码它的基因的核苷酸序列由编码它的基因

11、的核苷酸序列决定。决定。l 是遗传信息的一种形式。是遗传信息的一种形式。l 书写总是从书写总是从N N端到端到C C端。端。DNA: GGC ATT GTG GAA CAA TGC TGTmRNA: GGC AUU GUG GAA CAA UGC UGU蛋白质蛋白质: Gly- Ile- Val- Glu Gln - Cys- Cys一种蛋白质的一级结构由编码它的基因的核一种蛋白质的一级结构由编码它的基因的核苷酸序列决定苷酸序列决定HPhe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His- Leu-Val- Glu- Ala- Leu- Tyr Leu -Val-Cys

12、-GlyGlu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-AlaOHB链157101519 20212530HGly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Ala-Ser-Val-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnOH15102015A链711621SSSS牛胰岛素的一级结构牛胰岛素的一级结构SSa a-螺旋螺旋表示表示螺旋的几种模型螺旋的几种模型l肽链骨架围绕一个轴以螺旋的方式伸展；肽链骨架围绕一个轴以螺旋的方式伸展；l螺旋形成是自发的，肽链骨架上由螺旋形成是自发的，肽链骨架上由n n位氨基酸残基上的位氨基酸

13、残基上的-C=O-C=O与与n n4 4位残基上的位残基上的-NH-NH之间形成的氢键起着稳定的作用。被氢键封之间形成的氢键起着稳定的作用。被氢键封闭的环含有闭的环含有1313个原子，因此个原子，因此螺旋也称为螺旋也称为3.613-3.613-螺旋；螺旋；l每隔每隔3.63.6个残基，螺旋上升一圈。每一个氨基酸残基环绕螺旋轴个残基，螺旋上升一圈。每一个氨基酸残基环绕螺旋轴100 100 ，螺距为，螺距为0.54nm0.54nm，即每个氨基酸残基沿轴上升，即每个氨基酸残基沿轴上升0.15nm0.15nm。螺。螺旋的半径为旋的半径为0.23nm0.23nm。角和角和角分别角分别5757 和和474

14、7 ；l螺旋有左手和右手之分，但蛋白质中的螺旋有左手和右手之分，但蛋白质中的螺旋主要是右手螺螺旋主要是右手螺旋；旋；l氨基酸残基的氨基酸残基的R R基团位于螺旋的外侧，并不参与螺旋的形成。但基团位于螺旋的外侧，并不参与螺旋的形成。但其大小、形状和带电状态却能影响螺旋的形成和稳定。其大小、形状和带电状态却能影响螺旋的形成和稳定。 螺旋的主要内容螺旋的主要内容l 亲水亲水- -螺旋螺旋l 疏水疏水- -螺旋螺旋l 两亲两亲- -螺旋螺旋螺旋的种类螺旋的种类abcdefgabcdefg折叠的片层结构和折叠的片层结构和股之间的氢键股之间的氢键两种两种折叠的结构比较折叠的结构比较b b- -折叠折叠l肽

15、段几乎完全伸展，肽平面之间成锯齿状；肽段几乎完全伸展，肽平面之间成锯齿状；l肽段呈现平行排列，相邻肽段之间的肽键形成氢键，其中的每肽段呈现平行排列，相邻肽段之间的肽键形成氢键，其中的每一股肽段被称为一股肽段被称为股；股；l侧链基团垂直于相邻两个肽平面的交线，并交替分布在折叠片侧链基团垂直于相邻两个肽平面的交线，并交替分布在折叠片层的两侧；层的两侧；l肽段平行的走向有平行和反平行两种，前者指两个肽段的肽段平行的走向有平行和反平行两种，前者指两个肽段的N-N-端端位于同侧，较为少见，后者正好相反。由于反平行折叠所形成位于同侧，较为少见，后者正好相反。由于反平行折叠所形成的氢键的氢键N-H-ON-H

16、-O三个原子几乎位于同一直线上，因此，反平行三个原子几乎位于同一直线上，因此，反平行-折叠更稳定。折叠更稳定。l反平行反平行-折叠的每一个氨基酸残基上升折叠的每一个氨基酸残基上升0.347nm0.347nm，正平行的每，正平行的每一个氨基酸残基上升一个氨基酸残基上升0.325nm0.325nm。-折叠的二面角（折叠的二面角（,）等于）等于（119119，+113+113）。）。折叠折叠的主要内容的主要内容b b 突起的主要内容突起的主要内容凸起是由于凸起是由于 折叠的折叠的1 1个个股中额外插入股中额外插入1 1个氨基酸残基，使原来连个氨基酸残基，使原来连续的氢键结构被打破，从而使肽链产生的一

17、种弯曲凸起结构。续的氢键结构被打破，从而使肽链产生的一种弯曲凸起结构。凸起凸起主要发现在反平行主要发现在反平行折叠之中，只有约折叠之中，只有约5%5%出现在平行的出现在平行的折叠结构之折叠结构之中。中。凸起也能轻微地改变多肽链的走向。凸起也能轻微地改变多肽链的走向。N1CHCC2CHNHO=C3CHNC4CHNRRHOHRROHOb b 转角转角b b 转角的两种类型转角的两种类型l肽链骨架以肽链骨架以180180 回折而改变了肽链的方向；回折而改变了肽链的方向；l由肽链上四个连续的氨基酸残基组成，其中由肽链上四个连续的氨基酸残基组成，其中n n位位氨基酸残基的氨基酸残基的-C=O-C=O与与

18、n n3 3位氨基酸残基的位氨基酸残基的-NH-NH形形成氢键；成氢键；lGlyGly和和ProPro经常出现在这种结构之中；经常出现在这种结构之中；l有利于反平行有利于反平行折叠的形成，这是因为折叠的形成，这是因为转角转角改变了肽链的走向，促进相邻的肽段各自作为改变了肽链的走向，促进相邻的肽段各自作为股，形成股，形成折叠。折叠。b b 转角的主要内容转角的主要内容在蛋白质分子中，除了上述四种在蛋白质分子中，除了上述四种有规则的二级结构以外，还有一有规则的二级结构以外，还有一些极不规则的二级结构，这些结些极不规则的二级结构，这些结构统称为无规则卷曲。一般说来，构统称为无规则卷曲。一般说来，无规

19、则卷曲无固定的走向，有时无规则卷曲无固定的走向，有时以环的形式存在，但也不是任意以环的形式存在，但也不是任意变动的，它的变动的，它的2 2个二面角（个二面角（,）也有个变化范围。也有个变化范围。无规则卷无规则卷曲曲l 结构生物学的模体有两种不同的用法：（结构生物学的模体有两种不同的用法：（1 1）是指在蛋白质或核酸）是指在蛋白质或核酸一级结构上，特指具有特殊生化功能的特定氨基酸或碱基序列，因一级结构上，特指具有特殊生化功能的特定氨基酸或碱基序列，因此被称为序列模体；（此被称为序列模体；（2 2）是指具有特定功能的或作为一个独立结）是指具有特定功能的或作为一个独立结构域一部分的相邻的二级结构的聚

20、合体，它一般被称为功能模体或构域一部分的相邻的二级结构的聚合体，它一般被称为功能模体或结构模体相当于超二级结构。结构模体相当于超二级结构。l 常见模体（常见模体（1 1） 发夹环发夹环两个反平行两个反平行股由一个环相连；（股由一个环相连；（2 2） 折叠折叠-螺旋螺旋-折叠，即折叠，即；（；（3 3）卷曲螺旋和螺旋束）卷曲螺旋和螺旋束两两个或多个个或多个螺旋的聚合体；螺旋的聚合体； （4 4） 螺旋螺旋- -环环-螺旋（螺旋（EFEF手相）手相） ；（5 5）螺旋螺旋-转角转角-螺旋，即螺旋，即；（；（6 6）RossmannRossmann卷曲；卷曲；（7 7）希腊钥匙）希腊钥匙超二级结构（

21、模体超二级结构（模体 motif）发夹环发夹环卷曲螺旋卷曲螺旋四螺旋束四螺旋束功能是与功能是与DNA序列序列特异性结合特异性结合螺旋螺旋- -转角转角-螺旋螺旋螺旋螺旋- -转角转角-螺旋与螺旋与DNADNA的相互作用的相互作用功能是结功能是结合合Ca 2+螺旋螺旋- -环环-螺旋螺旋EFEF手相结构手相结构l 是在一个蛋白质分子内的相对独立的球状结构和是在一个蛋白质分子内的相对独立的球状结构和/ /或功能模块，是由或功能模块，是由若干个结构模体组成的相对独立的球形结构单位，它们通常是独自折叠若干个结构模体组成的相对独立的球形结构单位，它们通常是独自折叠形成的，与蛋白质的功能直接相关。某些结构

22、域在同一个蛋白质分子上形成的，与蛋白质的功能直接相关。某些结构域在同一个蛋白质分子上被重复使用，某些蛋白质由多个拷贝的一种和多种结构域组成。被重复使用，某些蛋白质由多个拷贝的一种和多种结构域组成。l 根据占优势的二级结构元件的类型，结构域可分为五类：根据占优势的二级结构元件的类型，结构域可分为五类：（1 1）结结构域构域完全由完全由螺旋组成；螺旋组成；（2 2）结构域结构域只含有只含有折叠、折叠、转角和转角和不规则环结构；不规则环结构；（3 3）/结构域结构域由由股和起连接的股和起连接的螺旋片段组成；螺旋片段组成；（4 4）+-+-结构域结构域由独立的由独立的螺旋区和螺旋区和折叠区组成；折叠区

23、组成；（5 5）交联结）交联结构域构域缺乏特定的二级结构元件，但由几个二硫键或金属离子起稳定作缺乏特定的二级结构元件，但由几个二硫键或金属离子起稳定作用。用。结构域结构域（domain） 大肠杆菌的大肠杆菌的DNA 聚聚合酶具有三个结构合酶具有三个结构域，分别具有三个域，分别具有三个不同的酶活性不同的酶活性 三级结构是指多肽链在二级或超二级结构的基础上，进一步盘三级结构是指多肽链在二级或超二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键（有时还绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键（有时还有二硫键和金属配位键）维系的完整的三维结构。三级结构通有二硫键和金属配位键

24、）维系的完整的三维结构。三级结构通常由模体（常由模体（motifmotif）和结构域（）和结构域（domaindomain）组成。稳定三级结构主）组成。稳定三级结构主要包括氢键、疏水键、离子键、范德华力。要包括氢键、疏水键、离子键、范德华力。蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构l X-X-射线晶体衍射射线晶体衍射l 核磁共振影像（核磁共振影像（NMRNMR）（少于）（少于120aa)120aa)。X射线衍射的射线衍射的电子密度图电子密度图蛋白质晶体蛋白质晶体被还原出来被还原出来的三维结构的三维结构确定蛋白质三级结构的方法确定蛋白质三级结构的方法l 具有两条和两条以上

25、多肽具有两条和两条以上多肽链的寡聚或多聚蛋白质才链的寡聚或多聚蛋白质才会有四级结构。组成寡聚会有四级结构。组成寡聚蛋白质或多聚蛋白质的每蛋白质或多聚蛋白质的每一个亚基都有自己的三级一个亚基都有自己的三级结构。结构。l 四级结构内容包括亚基的四级结构内容包括亚基的种类、数目、空间排布以种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。及亚基之间的相互作用。四级结构四级结构血红蛋白的四级结构血红蛋白的四级结构共价键共价键次级键次级键化学键化学键 肽键肽键一级结构一级结构氢键氢键二硫键二硫键二、三、四级结构二、三、四级结构疏水键疏水键盐键盐键范德华力范德华力三、四级结构三、四级结构蛋白质分子中的共价键与次

26、级键蛋白质分子中的共价键与次级键 二硫键二硫键l一级结构决定高级结构；一级结构决定高级结构；l蛋白质的折叠伴随着自由能的降低，但是蛋白质折叠并不是通过随蛋白质的折叠伴随着自由能的降低，但是蛋白质折叠并不是通过随机尝试找到自由能最低的构象的；机尝试找到自由能最低的构象的；l蛋白质的折叠是协同和有序的过程；蛋白质的折叠是协同和有序的过程；l驱动蛋白质（特别是球状蛋白质）折叠的主要作用力是疏水键，其驱动蛋白质（特别是球状蛋白质）折叠的主要作用力是疏水键，其他次级键也有作用；他次级键也有作用；l在细胞内，不同的蛋白质可能具有不同的折叠路径在细胞内，不同的蛋白质可能具有不同的折叠路径l体内绝大多数蛋白质

27、折叠需要分子伴侣的帮助；某些蛋白质折叠还体内绝大多数蛋白质折叠需要分子伴侣的帮助；某些蛋白质折叠还需要蛋白质二硫化物异构酶（需要蛋白质二硫化物异构酶（PDIPDI）和肽酰脯氨酸异构酶（）和肽酰脯氨酸异构酶（PPIPPI）的）的帮助。帮助。l最终得到的蛋白质构象不是僵硬的，而是具有一定的柔性最终得到的蛋白质构象不是僵硬的，而是具有一定的柔性 。蛋白质折叠的基本规律蛋白质折叠的基本规律体内蛋白质折叠的不同途径体内蛋白质折叠的不同途径l 海绵状脑病（海绵状脑病（spongiform encephalopathyspongiform encephalopathy，SESE）l 囊性纤维变性（囊性纤维变

28、性（cystic fibrosiscystic fibrosis，CFCF）l 阿尔茨海默氏病（阿尔茨海默氏病（Alzheimers diseaseAlzheimers disease，ADAD）l 帕金森氏病（帕金森氏病（Parkinsons diseaseParkinsons disease，PDPD）与蛋白质错误折叠相关的疾病与蛋白质错误折叠相关的疾病l每一种蛋白质都具有特定的结构，也具有特定的功能。每一种蛋白质都具有特定的结构，也具有特定的功能。一旦结构（特别是高级结构）破坏，其功能随之丧失。一旦结构（特别是高级结构）破坏，其功能随之丧失。l蛋白质的高级结构决定蛋白质的功能。蛋白质的高

29、级结构决定蛋白质的功能。l蛋白质的一级结构决定其高级结构，因此，最终决定了蛋白质的一级结构决定其高级结构，因此，最终决定了蛋白质的功能。蛋白质的功能。l一级结构相似的蛋白质具有相似的功能。一级结构相似的蛋白质具有相似的功能。l功能相似的蛋白往往能显示它们在进化上的亲缘关系，功能相似的蛋白往往能显示它们在进化上的亲缘关系，这是研究分子进化的基础。这是研究分子进化的基础。l许多疾病是蛋白质结构异常引起，属于构象病。许多疾病是蛋白质结构异常引起，属于构象病。蛋白质结构与功能关系的一般原则蛋白质结构与功能关系的一般原则镰状细胞贫血症与镰状细胞贫血症与HbSHbSHbSHbS之间的自组装反应之间的自组装

30、反应细胞色素细胞色素c c ：相似的序列：相似的序列- -相似的结构相似的结构- -相同的功能相同的功能不同物种的细胞色素不同物种的细胞色素c c一级结构的比较一级结构的比较l存在于所有的需氧生物：从存在于所有的需氧生物：从细菌到人类细菌到人类l大多数都由大多数都由104104个氨基酸组成个氨基酸组成，26/10426/104不变不变l在在1515亿年之前，动、植物开亿年之前，动、植物开始始“分家分家”并进化并进化l两个物种之间氨基酸的差异两个物种之间氨基酸的差异程度反映了它们之间的亲缘程度反映了它们之间的亲缘关系，据此可绘出进化树关系，据此可绘出进化树l氨基酸的差异不是随机的氨基酸的差异不是

31、随机的l氨基酸的差异由自然选择才氨基酸的差异由自然选择才保留下来保留下来烫发或直发的原理（烫发或直发的原理（a a- -角蛋白）角蛋白） 三股螺旋由三股左旋的肽链以氢三股螺旋由三股左旋的肽链以氢键相连，并相互缠绕形成右手螺键相连，并相互缠绕形成右手螺旋。体积最小的旋。体积最小的GlyGly正好位于螺正好位于螺旋的内部，构成紧密的疏水核心旋的内部，构成紧密的疏水核心，而，而ProPro和和Hyp Hyp 的侧链位于三股的侧链位于三股螺旋的表面，面向外，以尽量减螺旋的表面，面向外，以尽量减少空间位阻。一条多肽链上的少空间位阻。一条多肽链上的GlyGly与另外两条多肽链上的与另外两条多肽链上的X X

32、和和Y Y残基并列，每一个残基并列，每一个GlyGly残基的残基的-NH-NH基团与基团与X X残基的残基的C=OC=O基团形成氢键基团形成氢键，一个三联体序列大约形成一个，一个三联体序列大约形成一个氢键。三股螺旋比氢键。三股螺旋比-螺旋伸展螺旋伸展，每一个氨基酸残基上升，每一个氨基酸残基上升0.29nm0.29nm，一圈有，一圈有3.33.3个氨基酸残基。个氨基酸残基。胶原蛋白的三股螺旋胶原蛋白的三股螺旋血红蛋白的与氧气结合前后的构象变化血红蛋白的与氧气结合前后的构象变化血红素辅基与血红素辅基与COCO或或O O2 2的结合的结合蛋白质在其等电点偏蛋白质在其等电点偏酸酸溶液中带溶液中带正电荷

33、正电荷，在偏，在偏碱碱溶液中带溶液中带负电荷负电荷，在，在等电点等电点pHpH时为时为两性离子两性离子。 蛋白质的两性电离及等电点蛋白质的两性电离及等电点: :蛋白质的胶体性质蛋白质的胶体性质布郎运动、光散射现象、电泳现象，不能透过半透膜，具布郎运动、光散射现象、电泳现象，不能透过半透膜，具有吸附能力等有吸附能力等蛋白质溶液稳定的原因：蛋白质溶液稳定的原因：1 1）表面形成水膜（水化层）表面形成水膜（水化层） 2 2）带相同电荷）带相同电荷+蛋白质的盐溶和盐析蛋白质的盐溶和盐析蛋白质的透析蛋白质的透析蛋白质的变性：蛋白质的变性：天然蛋白质受物理或化学因素的影响，其共价键不变，但天然蛋白质受物理

34、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。原有性质发生部分或全部丧失，称为蛋白质的变性。有些蛋白质的变性作用是可逆的，其变性如不超过一定有些蛋白质的变性作用是可逆的，其变性如不超过一定限度，经适当处理后，可重新变为天然蛋白质。限度，经适当处理后，可重新变为天然蛋白质。变性蛋白质的特性：变性蛋白质的特性：(1) (1) 溶解度减小，在中性溶液中沉淀或凝固；但溶于酸和碱。溶解度减小，在中性溶液中沉淀或凝固；但溶于酸和碱。(2) (2) 生物活性生物活性( (如免

35、疫性、酶活性如免疫性、酶活性) )消失。消失。(3) (3) 粘度及分子的不对称性增加粘度及分子的不对称性增加( (由于失去螺旋性由于失去螺旋性) )，等电，等电 点提高。点提高。(4) (4) 反应基团如反应基团如-SH-SH、-SS-SS、-OH-OH等的数目增加，这可能是由等的数目增加，这可能是由 于蛋白质构象改变而使这些本来被包埋在内部的基团暴于蛋白质构象改变而使这些本来被包埋在内部的基团暴 露了出来。露了出来。(5) (5) 变性蛋白质易被酶消化，这可能是由于酶作用的部位暴变性蛋白质易被酶消化，这可能是由于酶作用的部位暴 露出来所致。露出来所致。 双缩脲反应双缩脲反应NaOHNaOH、CuSOCuSO2 2紫色或紫色或粉红色粉红色二个以上肽键二个以上肽键所有蛋白质所有蛋白质酚试剂反应酚试剂反应碱性碱性CuSOCuSO4 4及及磷钨酸磷钨酸- -钼酸钼酸蓝色蓝色酚基、吲哚基酚基、吲哚基 酪氨酸、色氨酸酪氨酸、色氨酸茚三酮反应茚三酮反应茚三酮茚三酮蓝色蓝色自由氨基及羧基自由氨基及羧基 -氨基酸氨基酸乙醛酸反应乙醛酸反应乙醛酸试剂乙醛酸试剂及浓及浓H H2 2SOSO4 4紫色紫色N N色氨酸色氨酸蛋白质的颜色反应蛋白质的颜色反应反应名称反应名称试剂试剂颜色颜色反应基团反应基团有此反