蛋白质的结构与功能

蛋白质的结构与功能第一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二绪论主讲人：孙玲玲sunll@第二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二什么是生物化学？生物化学（biochemistry）

是研究生物体内化学分子与化学反应的科学，它主要应用化学、物理学、数学的原理和方法，在分子水平上探讨生命的本质，即研究组成生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及遗传信息传递的分子基础与调控规律。第三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

一、生物化学发展简史

（一）叙述生物化学阶段(初期阶段)

（18世纪中叶-20世纪初）

主要研究生物体的化学组成第四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（二）动态生物化学阶段(蓬勃发展阶段)

（20世纪初-20世纪中叶）

发现多种激素

确定生物体内主要物质的代谢途径

发现人类必需氨基酸、必需脂肪酸

及多种维生素

酶学研究进一步深入（三）分子生物学时期（20世纪后半叶-至今）

在营养学、内分泌学、酶学、物质代谢等方面都取得了很大的进展。例如第五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二Watson和Crick于1953年提出DNA双螺旋结构模型,是进入分子生物学时期的标志。

DNA克隆使基因操作无所不能基因组学及其他组学的研究第六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（四）、我国科学家对生物化学发展的贡献1.古代用曲作酶催化谷物发酵2.吴宪等创立了血糖测定法，在蛋白质研究中提出了蛋白质变性学说3.1965年我国科学家首先用人工的方法合成了具有生物学活性的牛胰岛素4.在酶学，蛋白质结构，生物膜结构等方面都有举世瞩目的成就5.近年来在基因方面的研究也作出了重要贡献第七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二日常生活中的“生化现象”1.鸡蛋要煮熟了吃2.子女和父母长的很像3.通过丙氨酸氨基转移酶（谷丙转氨酶）的活性可以作为判断肝脏疾病的指标4.有的人喝酒之后会出现面部发红的现象5.各种遗传代谢病第八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二第九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二二、当代生物化学研究的主要内容（一）理论１.生物大分子的结构与功能蛋白质、核酸、酶物质代谢及其调节

糖类、脂类、蛋白质；核苷酸、生物氧化3.基因信息传递及其调控

复制、转录、翻译；基因表达调控；

基因重组与基因工程4.有关专题

肝胆生化、血液生化、信号转导第十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（二）实验

生物化学是一门实验性基础学科。每一项重要理论的提出，都源于实验，又回过来指导实验。实验将设想上升为理论，理论又在指导实验的同时向实验提出新的要求。二者相辅相成，共同促进了整个学科的发展。第十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二三、生物化学与医学*生物化学技术是基础医学研究的重要手段，与医药卫生各学科关系密切。*生物化学理论与技术加快了临床医学的发展。*生物化学是多种考试的必考科目。第十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二四、生物化学的特点概念模糊，理论抽象，代谢繁杂，内容枯燥。第十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

五、如何学好生物化学三步曲：

课前预习：了解大体内容课时认真：做好笔记课后复习：当天，章后第十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质的结构与功能第1章StructureandFunctionofProtein第十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二什么是蛋白质?蛋白质(protein)是由许多氨基酸(aminoacids)通过肽键(peptidebond)相连形成的高分子含氮化合物。第十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质研究的历史1833年，从麦芽中分离淀粉酶；随后从胃液中分离到类似胃蛋白酶的物质。1864年，血红蛋白被分离并结晶。19世纪末，证明蛋白质由氨基酸组成，并合成了多种短肽。20世纪初，发现蛋白质的二级结构；完成胰岛素一级结构测定。第十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二20世纪中叶，各种蛋白质分析技术相继建立，促进了蛋白质研究迅速发展；1962年，确定了血红蛋白的四级结构。20世纪90年代，功能基因组与蛋白质组研究的展开。第十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质的生物学重要性分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，占细胞干重的70％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。1.蛋白质是生物体重要组成成分第十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二作为生物催化剂（酶）代谢调节作用免疫保护作用物质的转运和存储运动与支持作用参与细胞间信息传递2.蛋白质具有重要的生物学功能3.氧化供能所以,蛋白质是生命活动的物质基础,没有蛋白质就没有生命.第二十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质的分子组成

TheMolecularComponentofProtein第一节第二十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N和S。

有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘。第二十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量：100克样品中蛋白质的含量(g/100g)=每克样品含氮克数×6.25×1001/16%蛋白质元素组成的特点第二十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二一、组成人体蛋白质的20种氨基酸绝大多数属于L--氨基酸

存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且均属L-氨基酸（甘氨酸除外）。第二十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式RC+NH3COO-H第二十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二非极性脂肪族氨基酸极性中性氨基酸芳香族氨基酸酸性氨基酸碱性氨基酸二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类第二十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族氨基酸第二十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性中性氨基酸第二十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸yrp第二十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二天冬氨酸

asparticacidAspD

2.97谷氨酸

glutamicacidGluE

3.22赖氨酸

lysineLysK

9.74精氨酸

arginineArgR

10.76组氨酸

histidineHisH

7.59（四）侧链基团中含羧基的氨基酸是酸性氨基酸（五）侧链基团中含氨基的氨基酸是碱性氨基酸目录第三十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二其它分类方法:①酸碱:天冬谷酸，赖组精碱②芳香族:色、酪、苯丙③含硫:半胱氨酸、蛋氨酸④支链：亮、异亮、缬⑤酰胺：天冬酰胺、谷氨酰胺⑥R含羟基：苏、丝、酪⑦缩写相近：色Trp、酪Tyr、苏Thr⑧营养必需氨基酸：色赖苯丙蛋，苏亮异亮缬⑨生酮：亮、赖；生糖：芳香族+苏、亮；生酮兼生糖：余

第三十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二几种特殊氨基酸

脯氨酸（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2注意点：

①为亚氨基酸，此氨基仍能与另一羧基形成肽键

②亚氨基的N在环中，移动的自由度受限制，当脯氨酸处于多肽链中时，往往形成转角

③可被修饰为羟脯氨酸

第三十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二半胱氨酸+胱氨酸二硫键-HH-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-S+NH3S-CH2-CH-COO-+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3-OOC-CH-CH2-SH+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3HS-CH2-CH-COO-+NH3第三十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二三、20种氨基酸具有共同或特异的理化性质两性解离及等电点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(isoelectricpoint,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，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。（一）氨基酸具有两性解离的性质第三十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二pH=pI+OH-pH>pI+H++OH-+H+pH<pI氨基酸的兼性离子阳离子阴离子第三十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

利用不同氨基酸pI不同（在某一pH条件下带电不同），可对它们进行电泳分离。例：下列各氨基酸在pH6.0条件下电泳结果原点+-AspGluGlyLysArg9.710.8第三十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm

附近。大多数蛋白质含有这两种氨基酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。芳香族氨基酸的紫外吸收第三十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（三）氨基酸与茚三酮反应生成蓝紫色化合物氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物（例外：脯氨酸与茚三酮反应呈黄色），其最大吸收峰在570nm处。由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。第三十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二四、蛋白质是由许多氨基酸残基组成的多肽链肽键(peptidebond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱水缩合而形成的化学键。（一）氨基酸通过肽键连接而形成肽(peptide)第三十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二+-HOH甘氨酰甘氨酸肽键第四十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽……肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基(residue)。由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽(oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽(polypeptide)。第四十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二N末端：多肽链中有游离α-氨基的一端C末端：多肽链中有游离α-羧基的一端多肽链有两端：多肽链(polypeptidechain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。第四十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二N末端C末端牛核糖核酸酶第四十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（二）体内存在多种重要的生物活性肽

1.谷胱甘肽(glutathione,GSH)第四十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二GSH过氧化物酶H2O22GSH2H2OGSSG

GSH还原酶NADPH+H+NADP+GSH与GSSG间的转换第四十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二谷胱甘肽的作用1、还原性:保护蛋白质分子中的巯基，维持细胞膜完整性及酶分子的活性；2、抗氧化：保护细胞的结构；3、解毒：噬核特性，与嗜电子毒物结合。第四十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

体内许多激素属寡肽或多肽神经肽(neuropeptide)2.多肽类激素及神经肽第四十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质的分子结构

TheMolecularStructureofProtein

第二节第四十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质的分子结构包括:

高级结构一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)第四十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二定义:蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构主要的化学键:肽键，有些蛋白质还包括二硫键。第五十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。第五十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二二、多肽链的局部主链构象为蛋白质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

。定义:

主要的化学键：氢键

第五十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上参与肽键的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，C1和C2在平面上所处的位置为反式(trans)构型，C1和C2处平面对角，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元

(peptideunit)

。第五十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

肽单元(peptideunit)蛋白质的主链骨架是由一系列刚性的肽平面所组成。肽键两端的α-碳原子所形成的单键可自由旋转，此旋转决定了两个肽平面的相对关系，从而使多肽链折叠、盘曲成高级结构。第五十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

-螺旋(-helix)

-折叠(-pleatedsheet)

-转角(-turn)无规卷曲(randomcoil)

（二）α-螺旋结构是常见的蛋白质二级结构蛋白质二级结构第五十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二-螺旋第五十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二基本特点

a、单链、右手螺旋b、氨基酸残基侧链位于螺旋的外侧c、每一螺旋由3.6氨基酸残基组成,螺距0.54nmd、每个残基的-NH和前面相隔三个残基的-CO之间形成氢键e、氢键方向与螺旋纵轴平行，链内氢键是α螺旋稳定的主要因素第五十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（三）-折叠使多肽链形成片层结构第五十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二基本特征

a、肽键平面充分伸展,折叠成锯齿状，

b、氨基酸残基侧链交替位于锯齿状结构的上下方

c、维系依靠肽链间的氢键，氢键的方向与肽链长轴垂直

d、肽链的N末端在同一侧---顺向平行，反之为反向平行。

第五十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（四）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在-转角第六十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

a、肽链出现1800转回折的“U”结构

b、由第1个氨基酸残基的C=O

与第4个氨基酸残基的N-H形成氢键

第六十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二无规卷曲无规卷曲是用来阐述没有确定规律性的那部分肽链结构。第六十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（五）模体是具有特殊功能的超二级结构在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个有规则的二级结构组合，被称为超二级结构。二级结构组合形式有3种：αα，βαβ，ββ。第六十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二第六十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象具有特殊生物学功能，称为模体(motif)

。模体是具有特殊功能的超二级结构。第六十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二钙结合蛋白中结合钙离子的模体锌指结构α-螺旋-β转角（或环）-α-螺旋模体链-β转角-链模体链-β转角-α-螺旋-β转角-链模体模体常见的形式第六十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（六）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。一段肽链其氨基酸残基的侧链适合形成-螺旋或β-折叠，它就会出现相应的二级结构。

影响因素:侧链基团过大,产生位阻效应连续多个同性氨基酸出现脯氨酸其结构特点甘氨酸的存在第六十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二三、在二级结构基础上多肽链进一步折叠形成蛋白质三级结构疏水键、离子键、氢键和VanderWaals力等。主要的化学键: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。定义:（一）三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置第六十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二三级结构的重要性：

蛋白质至少具有三级结构才有生物学功能第六十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二第七十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二肌红蛋白(Mb)N端C端第七十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二纤连蛋白分子的结构域（二）结构域是三级结构层次上的局部折叠区分子量较大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域，并各行其功能，称为结构域(domain)。第七十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（三）分子伴侣参与蛋白质折叠分子伴侣(chaperon)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。分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误的聚集发生，使肽链正确折叠。分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。分子伴侣在蛋白质分子折叠过程中二硫键的正确形成起了重要的作用。第七十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二伴侣蛋白在蛋白质折叠中的作用第七十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二亚基之间的结合主要是氢键和离子键。四、含有二条以上多肽链的蛋白质具有四级结构蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基(subunit)。第七十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二由2个亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。血红蛋白的四级结构第七十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二注意:⑴在具有四级结构蛋白质中，亚基单独存在无活性⑵不是所有的蛋白质都具有四级结构，有些蛋白质只有三级结构也有生物活性

第七十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二五、蛋白质的分类根据蛋白质组成成分:单纯蛋白质结合蛋白质=蛋白质部分+非蛋白质部分根据蛋白质形状:纤维状蛋白质球状蛋白质第七十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二六、蛋白质组学（一）蛋白质组学基本概念蛋白质组是指一种细胞或一种生物所表达的全部蛋白质，即“一种基因组所表达的全套蛋白质”。第七十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（二）蛋白质组学研究技术平台蛋白质组学是高通量，高效率的研究:双向电泳分离样品蛋白质蛋白质点的定位、切取蛋白质点的质谱分析（三）蛋白质组学研究的科学意义第八十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质结构与功能的关系TheRelationofStructureandFunctionofProtein第三节第八十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（一）一级结构是空间构象的基础一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础牛核糖核酸酶的一级结构二硫键第八十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二天然状态，有催化活性尿素、β-巯基乙醇去除尿素、β-巯基乙醇非折叠状态，无活性第八十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能胰岛素氨基酸残基序号A5A6A10B30人ThrSerIleThr猪ThrSerIleAla狗ThrSerIleAla兔ThrGlyIleSer牛AlaGlyValAla羊AlaSerValAla马ThrSerIleAla第八十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（三）氨基酸序列提供重要的生物化学信息一些广泛存在于生物界的蛋白质如细胞色素(cytochromeC)，比较它们的一级结构，可以帮助了解物种进化间的关系。第八十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病例：镰刀形红细胞贫血N-val·his·leu·thr·pro·glu

·glu·····C(146)HbSβ肽链HbAβ肽链N-val·his·leu·thr·pro·val·glu·····C(146)这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。第八十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二肌红蛋白/血红蛋白含有血红素辅基血红素结构二、蛋白质的功能依赖特定空间结构（一）血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似第八十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二肌红蛋白(myoglobin，Mb)

肌红蛋白是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段α-螺旋结构。血红素分子中的两个丙酸侧链以离子键形式与肽链中的两个碱性氨基酸侧链上的正电荷相连，加之肽链中的F8组氨酸残基还与Fe2+形成配位结合，所以血红素辅基与蛋白质部分稳定结合。第八十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二血红蛋白(hemoglobin，Hb)血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构，每个亚基可结合1个血红素并携带1分子氧。Hb亚基之间通过8对盐键，使4个亚基紧密结合而形成亲水的球状蛋白。第八十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二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。（二）血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合第九十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线第九十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二协同效应(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(positivecooperativity)如果是抑制作用则称为负协同效应(negativecooperativity)第九十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二第九十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二O2血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。第九十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二变构效应(allostericeffect)蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为变构效应。第九十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二（三）蛋白质构象改变可引起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。第九十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二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。第九十七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。PrPcα-螺旋PrPscβ-折叠正常疯牛病疯牛病中的蛋白质构象改变第九十八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二第四节蛋白质的理化性质ThePhysicalandChemicalCharactersofProtein第九十九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二一、蛋白质具有两性电离的性质蛋白质分子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。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称为蛋白质的等电点。蛋白质的等电点(isoelectricpoint,pI)第一百页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二二、蛋白质具有胶体性质蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至100万之巨，其分子的直径可达1～100nm，为胶粒范围之内。颗粒表面电荷水化膜蛋白质胶体稳定的因素:第一百零一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二+++++++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一百零二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二三、蛋白质空间结构破坏而引起变性在某些物理和化学因素作用下，其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，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。蛋白质的变性(denaturation)第一百零三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二造成变性的因素:如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂等。

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。第一百零四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二变性后理化性质的改变理化性质改变：溶解度降低，黏度增加，结晶能力丧失等；生物学性质改变：分子结构松散，易被蛋白酶水解；生物学活性丧失第一百零五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二

应用举例:临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。此外,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。

第一百零六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二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)。第一百零七页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二天然状态，有催化活性尿素、β-巯基乙醇去除尿素、β-巯基乙醇非折叠状态，无活性第一百零八页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，肽链融汇相互缠绕继而聚集，因而从溶液中析出。变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中。

蛋白质沉淀蛋白质的凝固作用(proteincoagulation)第一百零九页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。第一百一十页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。五、应用蛋白质呈色反应可测定蛋白质溶液含量茚三酮反应(ninhydrinreaction)双缩脲反应(biuretreaction)第一百一十一页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二第五节蛋白质的分离纯化与结构分析TheSeparationandPurificationandStructureAnalysisofProtein第一百一十二页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二一、透析及超滤法可去除蛋白质溶液中的小分子化合物应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜，达到浓缩蛋白质溶液的目的。透析(dialysis)超滤法利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。第一百一十三页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二二、丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质沉淀方法使用丙酮沉淀时，必须在0～4℃低温下进行，丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液体积。蛋白质被丙酮沉淀后，应立即分离。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。盐析(saltprecipitation)是将硫酸铵、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。第一百一十四页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二免疫沉淀法：将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗该蛋白的特异抗体。利用特异抗体识别相应的抗原蛋白，并形成抗原抗体复合物的性质，可从蛋白质混合溶液中分离获得抗原蛋白。第一百一十五页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二三、利用荷电性质可用电泳法将蛋白质分离蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒，在电场中能向正极或负极移动。这种通过蛋白质在电场中泳动而达到分离各种蛋白质的技术,称为电泳(elctrophoresis)

。根据支撑物的不同，可分为薄膜电泳、凝胶电泳等。

第一百一十六页，共一百二十九页，编辑于2023年，星期二SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，常用于蛋白质分子量的测定。等电聚焦电泳，通过蛋白质等电点的差异而分离蛋白质的电泳方法。双向凝胶电泳是蛋白质组学研究的重要技术。几种重要的蛋白质电泳:第一百一十七页，共一百二十九页，