蛋白质空间结构

1、关于蛋白质的空间结构第一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质分子中的结构层次一级结构二级结构超二级结构结构域三级结构亚基 四级结构第二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月定义蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸的排列顺序。一、蛋白质的一级(共价) 结构主要的化学键肽键，有些蛋白质还包括二硫键。 第三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月N末端C末端牛核糖核酸酶第四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。第五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月胰岛素的一级结构 蛋白质的根本差异在于一级结构的不同第六张，

2、PPT共一百一十五页，创作于2022年6月多肽链中氨基酸序列分析一级结构测定准备工作：样品纯度97%以上；测定蛋白质的相对分子质量（允许误差10%左右）测定肽的数目；测定氨基酸组成第七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 多肽链中氨基酸序列分析 分析已纯化蛋白质的氨基酸残基组成（纯度97%以上） 测定多肽链的氨基末端与羧基末端为何种氨基酸残基 把肽链水解成片段，分别进行分析 测定各肽段的氨基酸排列顺序，一般采用Edman降解法一般需用数种水解法，并分析出各肽段中的氨基酸顺序，然后经过组合排列对比，最终得出完整肽链中氨基酸顺序结果。第八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月胰蛋

3、白酶：水解赖氨酸和精氨酸的羧基形成的肽键；糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）：水解芳香族氨基酸【苯丙氨酸（Phe）、酪氨酸（Tyr）、色氨酸（Trp）】等氨基酸残基的羧基形成的肽键。胃蛋白酶：专一性较差，主要水解Glu、Asp或其他氨基酸的侧链。第九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月则其氨基酸排列顺序为：Thr-Asn-Val-Lys-Ala-Trp-Gly-lys如测一个九肽测得N端氨基酸残基为Thr又分别测得片段: Ala-Ala-Trp-Gly-Lys Val-Lys-Ala-Ala-TrpThr-Asn-Val-Lys第十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月例1：某五肽先经

4、酸水解再经碱水解，得到摩尔数相等的五种氨基酸（Ala、Cys、Lys、Phe和Ser）混合物，用Edman分析法进行N端分析，获得PHT-Ser；经胰蛋白酶水解可得到一种N端为Cys的三肽和另一种N端为Ser的二肽；用胰糜蛋白酶水解上述三肽，得到Ala和另一个二肽。问该五肽的氨基酸顺序怎样？解答：1、是一个N端为Ser的五肽；2、胰蛋白酶的水解部位是Lys或Arg的羧基端肽键，因为得到一种N端为Ser的二肽，因此第二位为Lys；3、经胰蛋白酶水解可得到一种N端为Cys的三肽，所以第三位为Cys；4、因为胰糜蛋白酶只水解芳香族氨基酸的羧基端肽键，水解上述三肽，得到Ala和另一个二肽，所以三肽为：

5、Cys-Phe-Ala5、整个五肽的顺序为Ser- Lys- Cys-Phe-Ala。第十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月例2： 当一种4肽与FDNB反应后,用5.7mol/L HCl水解得到DNP-Val及3种其他氨基酸;当这4肽用胰蛋白酶水解时发现有两种碎片段，其中一片用LiBH4还原后再进行酸水解,水解液内有氨基乙醇和一种在有浓硫酸条件下能与已醛酸反应产生紫(红)色产物的氨基酸.试问这4肽的一级结构是由哪几种氨基酸。（LiBH4还原羧酸成为醇类，可使C-末端AA还原为相应的氨基醇。）1、分析：FDNB即2，4-二硝基氟苯，在弱碱性溶液中可与肽链N-末端的氨基酸生成黄色的二

6、硝基苯氨基酸（DNP-AA）。盐酸水解可以打开所有的肽链，使蛋白质或者多肽变为游离的氨基酸。LiBH4还原羧酸成为醇类，可使C-末端AA还原为相应的氨基醇。胰蛋白酶可专一性水解由碱性氨基酸（lys，Arg）羧基端形成的肽键。第十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月解题：（1）四肽与FDNB反应后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val，证明N端为Val；（2）LiBH4还原后再水解，水解液中有氨基乙醇，Gly是氨基乙酸，证明肽的C端为Gly；（3）水解液中有在浓H2SO4条件下能与乙醛酸反应产生紫红色产物的氨基酸，说明此氨基酸为Trp；（4）根据胰蛋白酶的专一性，得知此肽键

7、-COOH末端是Lys或者Arg； 根据以上结果可知道四肽的顺序：ValLysTrpGly或者ValArgTrpGly。第十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月二、蛋白质的二级结构蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。蛋白质多肽链本身的折叠盘绕方式。定义 主要的化学键： 氢键、盐键、疏水键、范德华力 第十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（一）酰胺平面参与形成肽键的4个原子（C、O、N、H）和与之相连的2个-碳原子（ C1、C2）共处于同一平面上，形成酰胺平面，或称肽键平面，肽平面，肽单元。C1和C2

8、在平面上所处的位置为反式(trans)构型。第十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月它是蛋白质构象的基本结构单位第十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 （二）蛋白质二级结构的主要形式 -螺旋 ( -helix ) -折叠 ( -pleated sheet ) -转角 ( -turn ) 无规卷曲 ( random coil ) 第十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1、 -螺旋结构要点: 从N端为起点，多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋，侧链伸向螺旋外侧。第十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 第十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年

9、6月多个肽键平面通过-碳原子旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。每个肽键的亚氨氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定（氢键是稳定螺旋的主要键），氢键与螺旋长轴基本平行。主链呈螺旋上升，每个氨基酸残基沿轴上升0.15nm，沿轴旋转1000，每3.6个氨基酸残基上升一圈，相当于上升高度(螺距)0.54nm，螺旋的直径约为0.5nm 。螺旋的结构特点第二十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月例题：一个螺旋片段含有180个氨基酸残基，该片段中有多少圈螺旋？计算该-螺旋片段的轴长。解答：180/3.6=50圈，500.54=27nm，该片段中含有50圈螺旋，其轴长为27nm。例题：一

10、个含有78个氨基酸残基的螺旋的轴长是多少？此多肽的螺旋完全伸展时多长？解答：780.15=11.7nm 螺旋每圈螺旋占3.6个氨基酸残基，故该螺旋圈数为：783.6圈； 螺旋的直径约为0.5nm，故每圈轴长为0.5nm。 完全伸展的螺旋长度约为：0.5（783.6）34.01nm第二十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月多肽链充分伸展，相邻肽单元之间折叠成锯齿状结构，侧链位于锯齿结构的上下方。 2、-折叠第二十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月-折叠-折叠结构的肽链几乎是完全伸展的，两段以上的-折叠结构平行排列，两

11、链间可顺向平行，也可反向平行，反平行结构更为稳定 。两链间的肽键之间形成氢键，以稳固-折叠结构。氢键与螺旋长轴垂直。第二十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月反平行第二十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月平行第二十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月3、-转角蛋白质多肽链经常出现180的回折，这种肽链回折处的称为-转角（ -tern）或-bend，或称发夹结构（hairpin structure）。 第二十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 一般由四个连续的氨基酸残基组成，第一个氨基酸残基与第四个形成氢键。第二十八张，PPT共一百一十五页，创

12、作于2022年6月4、环环多存在于球状蛋白质分子中，形状像“”，称为环（ loop）。由6-16个氨基酸残基组成第二十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月5、无规卷曲（自由回转）是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。 酶的功能部位常位于这种构象区域H2NCOOH第三十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月氨基酸残基的侧链对二级结构形成的影响蛋白质二级结构是以一级结构为基础的。一段肽链的氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或-折叠时，它就会出现相应的二级结构。 第三十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1、超二级结构（Supersecondary structure

13、） 在蛋白质分子中，由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。 几种类型的超二级结构：（三）二、三级过渡态 蛋白质的超二级结构和结构域第三十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2、结构域 多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠成较为紧密的近似球状或纤维状、具有部分生物功能的结构，称为结构域(domain) 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，各行使其功能，称为结构域(domain) 。第三十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月纤连蛋白分子的结构域 丙糖磷酸异构酶第三十四张，P

14、PT共一百一十五页，创作于2022年6月三、蛋白质的三级结构（二）主要的化学键非共价键：疏水键: 多肽链上疏水性较强的氨基酸的非极性侧链避开水相自相粘附聚集在一起，形成空穴。离子键（盐健）:由蛋白质中正、负电荷的侧链基团相互接近，通过静电吸引而形成的基团之间的作用力。氢键： 范德华力等（一） 定义：整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即肽链中所有原子在三维空间的排布位置。由一个或多个结构域组装而成的结构。 第三十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第三十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 肌红蛋白 (Mb) N 端 C端第三十七张，PPT共一百一十五页，创作于20

15、22年6月亚基之间的结合力主要是氢键和离子键。四、蛋白质的四级结构蛋白质分子中各亚基的空间排布、亚基间通过非共价键聚合而成的特定构象，称为蛋白质的四级结构。由多条多肽链组成的蛋白质，肽链间相互以非共价键联结成一个活性单位，这种肽链就称为该蛋白质的亚基。第三十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月血红蛋白（Hb）的四级结构第三十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月从一级结构到四级结构血红蛋白第四十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质的一级结构是它的氨基酸序列，维系蛋白质分子的一级结构的键：肽键、二硫键蛋白质的二级结构是由氢键导致的肽链卷曲与折叠Primary

16、structureSecondarystructure第四十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质的三级结构是多肽链自然形成的三维结构蛋白质的四级结构是亚基的空间排列Polypeptide(single subunitof transthyretin)Transthyretin, with fouridentical polypeptide subunitsTertiarystructureQuaternarystructure第四十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月维系蛋白质分子空间结构： 疏水键 氢键 范德华力 盐键（离子键）第四十三张，PPT共一百一十五页，

17、创作于2022年6月蛋白质结构与功能的关系The Relation of Structure and Function of Protein第 三 节第四十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（一）一级结构是空间构象的基础 一、蛋白质一级结构与功能的关系 牛核糖核酸酶的一级结构二硫键第四十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 天然状态，有催化活性 尿素、 -巯基乙醇 去除尿素、-巯基乙醇非折叠状态，无活性第四十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（二）一级结构与功能的关系例：镰刀形红细胞贫血N-val his leu thr pro glu glu C(14

18、6) HbS 肽链HbA 肽 链N-val his leu thr pro val glu C(146) 第四十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 这种由蛋白质分子一级结构的氨基酸排列顺序发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。正常红细胞镰刀形细胞第四十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（一）肌红蛋白与血红蛋白的结构 二、蛋白质空间结构与功能的关系 目 录第四十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（二）血红蛋白的构象变化与结合氧 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。

19、第五十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线第五十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月* 协同效应(cooperativity) 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 (positive cooperativity)如果是抑制作用则称为负协同效应 (negative cooperativity)第五十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第五十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月O2血红素与氧结合后，铁原子半

20、径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。第五十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月变（别）构效应(allosteric effect)某些蛋白质表现其生物学功能时，构象发生改变，从而改变了整个分子的性质，这种现象称为别构效应。第五十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月(R)relaxed state(T) tense state 血液中O2的运输 (Hb R/T态的互换)Lung氧分子Hemoglobin血红蛋白Myoglobin肌红蛋白Muscle静脉动脉环境氧浓度高时Hb 快速吸收氧分子环境氧浓度低时Hb 迅速释放氧气任何一个亚基接受O2后，会增加其

21、他亚基吸收O2的能力释放氧气后Hb 变回 T state第五十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月（三）蛋白质构象改变与疾病 蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。第五十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月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。这类疾病包括：人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。第五十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月疯牛病中的蛋

22、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-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为-折叠的PrPsc，从而致病。PrPc-螺旋PrPsc-折叠正常疯牛病第五十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第四节蛋白质的理化性质与分离纯化The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein第六十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质的两性离解和电泳现象蛋白质的胶体性质蛋白

23、质的沉淀作用蛋白质的变性蛋白质的紫外吸收一、蛋白质的理化性质第六十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月1、蛋白质的两性解离和电泳现象蛋白质分子与多肽、氨基酸一样，除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 蛋白质的两性解离性质使其成为人体及动物体中的重要缓冲剂，调节体液正常pH。蛋白质第六十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的

24、等电点。在等电点时，蛋白质较稳定，其溶解度、导电性、黏度、渗透压等皆最小（制备或沉淀蛋白质），在电场中不移动（分离蛋白质）。第六十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 在不同的pH环境下，蛋白质的电化学性质不同。在等电点偏酸性溶液中，蛋白质粒子带负电荷，在电场中向正极移动；在等电点偏碱性溶液中，蛋白质粒子带正电荷，在电场中向负极移动。利用蛋白质两性电离的性质，可通过电泳、离子交换层析、等电聚焦等技术分离蛋白质。第六十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月电泳蛋白质在等电点pH条件下，不发生电泳现象。利用蛋白质的电泳现象，可以将蛋白质进行分离纯化。第六十五张，PPT共一百一

25、十五页，创作于2022年6月例 题根据蛋白质等电点，指出下列蛋白质在所指定的pH条件下，电泳时的泳动方向： (1)胃蛋白酶(pI1.0)，在pH5.0；带负电，向正极泳动 (2)血清清蛋白(pI4.9)，在pH6.0；带负电，向正极泳动 (3)-脂蛋白(pI5.8)，在pH5.0和pH9.0；在pH5.0时带正电，向负极泳动；在pH9.0带负电，向正极泳动 第六十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2 蛋白质的胶体性质蛋白质属于生物大分子，分子量可自1万至100万之巨，其分子的直径可达1100nm，为胶粒范围之内。因此，它在水中能够形成胶体溶液。* 蛋白质胶体稳定的因素颗粒表面电荷

26、水化膜第六十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月+带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质水化膜+带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒酸碱酸碱酸碱脱水作用脱水作用脱水作用溶液中蛋白质的聚沉第六十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质溶液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎运动等。由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透膜，因此可以应用透析法将非蛋白的小分子杂质除去。第六十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月3 蛋白质的沉淀作用蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量大小、所带的电荷和水化作用有关。改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解性质，在

27、适当的条件下，蛋白质能够从溶液中沉淀出来。第七十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质的沉淀作用根据蛋白质的亲水胶体性质，当其环境发生改变（加入适当的试剂使蛋白质分子处于等电点状态或失去水化层）时，蛋白质的胶体溶液就不再稳定并将发生沉淀作用(Precipitation)。沉淀法具有部分纯化、浓缩特点。第七十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月3 蛋白质的沉淀作用（1）可逆沉淀：在温和条件下，通过改变溶液的pH或电荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。蛋白质发生沉淀后，用透析等方法除去沉淀剂，可使蛋白质重新溶于原来的溶液中。在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化，在适当

28、的条件下，可以重新溶解形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性沉淀。第七十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月因为蛋白质分子量大小不同、表面所代电荷不同、表面的亲水和疏水区域不同，所以可以通过可逆沉淀法将蛋白质分离出来。可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。第七十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月3 蛋白质的沉淀作用（2）不可逆沉淀：在强烈沉淀条件下，蛋白质发生沉淀后不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水，不易再溶于强酸和强碱中，不能用透析等方法除去沉淀剂后使蛋白质重新

29、溶于原来的溶液中。由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性质的变化，所以又称为变性沉淀。如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。第七十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月使蛋白质沉淀的试剂：1.高浓度中性盐：（NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl 这种加入盐中和蛋白质的电荷，使蛋白质沉淀析出的现象称为盐析，用于蛋白质分离制备。2.有机溶剂 ：丙酮、乙醇 破坏蛋白质水膜3.重金属盐： Hg2+、Ag+、Pb+ 与蛋白质中带负电基团形成不易溶解的盐4.生物碱试剂： 苦味酸、三氯乙酸、目酸、钨酸等 与蛋白质中带正电荷的基团生成不溶性盐第七十五张，PPT共一百一十

30、五页，创作于2022年6月蛋白质的性质与它们的结构密切相关。蛋白质的变性(denaturation)：在某些物理和化学因素作用下，蛋白质特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，引起其理化性质改变并导致其生物活性丧失的现象。4、蛋白质的变性第七十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 变性的本质 破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。 造成变性的因素热、紫外光、乙醇等有机溶剂、激烈的搅拌、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等 。第七十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月蛋白质变性后的性质改变： 变性蛋白质通常都是固体状态物质，不溶于水和其它溶剂，

31、也不可能恢复原有蛋白质所具有的性质。所以，蛋白质的变性通常都伴随着不可逆沉淀。溶解度降低粘度增加结晶能力消失生物活性丧失易受蛋白酶水解 第七十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 应用举例临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。豆腐的制作急救 ：中毒后灌豆浆、牛奶等煮熟食物方便消化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。 第七十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月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(renaturation) 。第八十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月 天然状态，有

32、催化活性尿素、 -巯基乙醇去除尿素、-巯基乙醇非折叠状态，无活性第八十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。这三种氨基酸的在280nm 附近有最大吸收。因此，大多数蛋白质在280nm 附近显示强的吸收。利用这个性质，可以对蛋白质进行定性鉴定。5 蛋白质的紫外吸收第八十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月6、蛋白质的颜色反应第八十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月研究蛋白质的结构、性质和功能，首先需要得到纯的蛋白质样品。(1)蛋白质来源：微生物细胞、动物细胞和植物细胞；(2)随时测定蛋白质活性并检测蛋白质含

33、量。(3)分离和纯化过程都必须在温和的条件下进行。二、蛋白质分离和纯化第八十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月(1)生物组织的机械破碎。常用的方法有研磨法、超声波法、冻融法和酶解法等。(2)根据蛋白质的特性，选择不同的溶剂进行抽提。水溶性蛋白用中性缓冲溶液抽提酸性蛋白用稀碱性溶液抽提脂溶性蛋白用表面活性剂抽提等。(3)粗提: 离心除去固体杂质后，可通过沉淀法、超滤法、萃取法等处理，得到蛋白质粗制品。(4)精制：可用层析法、电泳法等进行精制。(5)成品加工：测定蛋白质的性质并干燥成成品。1蛋白质的分离步骤第八十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月沉淀法膜分离法萃取法层析

34、法电泳法2蛋白质的纯化方法第八十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月*盐析：将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏，导致蛋白质沉淀。 阴离子化合物的效果是：NH4+K+Na+阳离子化合物的效果是：PO43-SO42-Cl-常用的盐为硫酸铵。不同的蛋白质由于所带的电荷和水化程度不同，盐析时所需的盐的浓度也不相同，因而可以将不同的蛋白质加以分离。(1)沉淀法盐析2蛋白质的纯化方法第八十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月在蛋白质溶液中，加入一定量的与水互溶的有机溶剂，由于这些溶剂与水的亲和力强，能够破坏蛋白质的水化层，使蛋白质的溶解

35、度降低而沉淀。常用的有机溶剂有乙醇、甲醇和丙酮等。为了防止蛋白质在分离过程中发生变性，有机溶剂浓度不能太高(30%-50%)，而且需要在低温条件下进行。(1)沉淀法有机溶剂沉淀法2蛋白质的纯化方法第八十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月(1)沉淀法等电点沉淀法蛋白质分子在等电点时，净电荷为零，分子之间的静电排斥力最小，因而容易聚集形成沉淀。当蛋白质混合物溶液的pH 被调到某一成分的等电点时，则该蛋白质大部或全部将沉淀出来。而那些等电点高于或低于该pH 的蛋白质仍然留在溶液中。该法适用于在等电点pH稳定的蛋白质2蛋白质的纯化方法第八十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月

36、（2）膜分离法 透析法Dialysis此法是利用蛋白质分子不能透过半透膜，而使它与其它小分子化合物，如无机盐、单糖、双糖、氨基酸、小肽以及表面活性剂等分离。常用的半透膜有玻璃纸或高分子合成材料，截止分子量一般为一万。2蛋白质的纯化方法第九十张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法透析是将待纯化的蛋白质溶液装在用半透膜制成的透析袋内，再将透析袋放入透析液（通常是蒸馏水或缓冲液）中进行透析。通透动力为半透膜两侧的物质浓度差。（2）膜分离法 透析法第九十一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法超过滤技术是在一定的密封容器，施加一定压力使一定分子量的物

37、质透过超滤膜。其中包括有：中空纤维超滤器、圆筒式超滤器板式超滤器。超滤膜的截止分子量有100万、50万、30万、10万、5万、1万、5千和1千（道尔顿，Dr）（2）膜分离法超过滤法第九十二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法超过滤法第九十三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法两种亲水性高分子或一种高分子聚合物与一种盐溶液混合后，因疏水性差异而分层。不同的蛋白质在疏水层的溶解能力不同而被萃取。目前主要采用两种体系聚乙二醇-葡聚糖聚乙二醇-磷酸钾（3）萃取法双水相萃取法第九十四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法由

38、于蛋白质表面电荷性质、疏水性质不同，用有机溶剂、表面活性剂、水构成的反相胶束提取某些蛋白质。将表面活性剂溶解于有机溶剂中，等体积加入到蛋白质水溶液内，混合后可使某些蛋白质萃取到反相胶束内。（3）萃取法反相胶束萃取法第九十五张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法最常用的是二氧化碳，在78.3Mpa压力下，CO2处于液体状态，温度为31.1C，当压力或温度发生改变时，CO2处于气液中间态，具有溶剂性能，可以使许多蛋白质及有机物质溶解在某一状态。经过泵出、升温等步骤即可分离出来。（3）萃取法超临界流体萃取法第九十六张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化

39、方法（3）萃取法超临界流体萃取法第九十七张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法此法是利用离子交换树脂作为柱层析支持物，将带有不同电荷的蛋白质进行分离的方法。离子交换树脂可以分为阳离子交换树脂（如羧甲基纤维素等），阴离子交换树脂（如二乙基氨基乙基纤维素等）。带正电荷多的蛋白质与树脂结合较强，而带正电荷少的蛋白质与树脂结合则较弱。用不同浓度的阳离子洗脱液，如NaCl溶液进行梯度洗脱，通过Na+的离子交换作用，可以将带有不同正电荷的蛋白质进行分离。（4）层析法离子交换层析法第九十八张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法（4）层析法离子交换层析法第九

40、十九张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法此法又称为分子筛层析、分子排阻层析。凝胶过滤所用的介质是由交联葡萄糖、琼脂糖或聚丙烯酰胺形成的凝胶珠。凝胶珠的内部是多孔的网状结构。Sephadex-葡聚糖凝胶G10-G200Sepharose-琼脂糖凝胶2B,4B,6BSephacryl-丙烯酰胺葡聚糖凝胶S100,S200,S300,S400（4）层析法凝胶过滤法第一百张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法（4）层析法凝胶过滤法第一百零一张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第一百零二张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月第一百零

41、三张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法利用蛋白质表面存在的疏水区域的强度、大小不同，而被吸附到连接有疏水基团的层析介质上。离子强度增大可增强吸附能力，因此常常在2mol/L或3mol/LNaCl溶解样品，洗脱时可通过降低盐浓度、增加乙二醇浓度进行梯度洗脱。正丁基-Sepharose、正辛基-Sepharose苯基-Sepharose（4）层析法疏水层析第一百零四张，PPT共一百一十五页，创作于2022年6月2蛋白质的纯化方法这是一种高效分离纯化蛋白的方法。其原理是不同的蛋白质分子对于固定化在载体上的特殊配基具有不同的识别和结合能力。选择与待纯化蛋白质具有特殊识别和结合作用的配基，然后应用化学方法将该配基与载体共价连接。将这种连接有配基的载体装入层析