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1、第二章第二章 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构与功能蛋白质蛋白质 生命的物质基础生命的物质基础学习目标学习目标食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢食物中的蛋白质能否被人体直接吸收呢?蛋白质必需经过消化成为各种蛋白质必需经过消化成为各种氨基酸氨基酸,才才能被人体吸收和利用能被人体吸收和利用.氨基酸是蛋白质的基氨基酸是蛋白质的基本组成单位本组成单位，组成人体的有，组成人体的有2020种种。什么是蛋白质什么是蛋白质?蛋蛋白白质质(protein)是是由由许许多多氨氨基基酸酸(amino acids)通通过过肽肽键键相相连连形形成成的的高高分子含氮化合物。分子含氮化合物。蛋白质是生物体重要组成成分蛋白质是
2、生物体重要组成成分分分布布广广：所所有有器器官官、组组织织都都含含有有蛋蛋白白质质；细胞的各个部分都含有蛋白质。细胞的各个部分都含有蛋白质。含含量量高高：蛋蛋白白质质是是细细胞胞内内最最丰丰富富的的有有机机分分子子，占占人人体体干干重重的的4545，某某些些组组织织含含量量更更高高，例如脾、肺及横纹肌等高达例如脾、肺及横纹肌等高达8080。种类多种类多蛋白质占干重蛋白质占干重 人体中（中年人）人体中（中年人）人体人体 45%45%水水 55%55%细菌细菌 50%80%50%80%蛋白质蛋白质 19%19%真菌真菌 14%52%14%52%脂肪脂肪 19%19%酵母菌酵母菌 14%50%14%
3、50%糖类糖类 1%1%白地菌白地菌 50%50%无机盐无机盐 7%7%蛋白质是生命活动的物蛋白质是生命活动的物质基础，没有蛋白质就没有质基础，没有蛋白质就没有生命。生命。蛋白质是含量最丰富的蛋白质是含量最丰富的生物大分子，具有多种生物生物大分子，具有多种生物学功能。学功能。蛋白质的生理功能蛋白质的生理功能参与生物细胞或组织器官的构成，起支持或保护作用参与生物细胞或组织器官的构成，起支持或保护作用催化作用：酶催化作用：酶调节作用：调节作用：激素、钙调蛋白、生物活性肽激素、钙调蛋白、生物活性肽收缩作用，具有收缩和运动功能收缩作用，具有收缩和运动功能：骨骼肌、肌动蛋白：骨骼肌、肌动蛋白载体作用载体
4、作用,运输和储存功能运输和储存功能:血红蛋白、清蛋白、脂蛋血红蛋白、清蛋白、脂蛋白白保护和免疫作用：凝血酶原、免疫球蛋白保护和免疫作用：凝血酶原、免疫球蛋白缓冲作用：血浆蛋白质（构成缓冲对，缓冲血液缓冲作用：血浆蛋白质（构成缓冲对，缓冲血液Ph值值的作用）的作用）其他：生长发育、繁殖、遗传、学习记忆、组织修复、其他：生长发育、繁殖、遗传、学习记忆、组织修复、物质代谢物质代谢第一节第一节 蛋白质的分子组成蛋白质的分子组成一，蛋白质的元素组成及其特点一，蛋白质的元素组成及其特点，蛋白质的元素组成，蛋白质的元素组成:碳碳 5055 氮氮1517%氢氢 68 硫硫04氧氧2023 磷磷 01%还有少量
5、的铁还有少量的铁,锌锌,锰锰,钼钼,碘碘,铜等铜等，特点：，特点：一切蛋白质都含有一切蛋白质都含有N,而且各种蛋白质而且各种蛋白质的含氮含量相当恒定，平均为的含氮含量相当恒定，平均为16%。一，蛋白质的元素组成及其特点一，蛋白质的元素组成及其特点样品蛋白质含量计算公式：样品蛋白质含量计算公式：100g样品中蛋白质的含量（样品中蛋白质的含量（%）=每克样品中的含氮克数每克样品中的含氮克数6.25100思考题：思考题：已知某品牌奶粉已知某品牌奶粉100g，已测出其中含，已测出其中含氮克数为氮克数为2g，求，求100g该样品中蛋白质的该样品中蛋白质的含量（含量（%）？）？解析：解析：蛋白蛋白质质的含
6、量的含量(g%)=2100(g%)=21006.256.25100100 =2=26.256.25 =12.5%12.5%我们非常缺蛋白质我们非常缺蛋白质头大，头大，嘴小，嘴小，浮肿，浮肿，低烧，低烧，智力低智力低下下。2004年 安徽阜阳 空壳奶粉，脂肪、蛋白质和碳水化合物等基本营养物质不及国家标准的三分之一，导致婴儿严重营养不良，四肢短小，身体瘦弱，脑袋偏大，被称为“大头娃娃”，越长越轻，甚至出现心、肝、肾等器官功能衰竭而死亡。08年毒奶粉年毒奶粉 三聚氰胺事件三聚氰胺事件事故起因是很多食用三鹿集团生产的奶粉的婴儿被发现患有肾结石，患儿数量多，甚至死亡，引起各国对乳制品安全的担忧，中国国家
7、质检局对国内乳制品厂家生产的婴幼儿奶粉进行检测，事件迅速恶化，包括伊利、蒙牛、光明、圣元及雅士利在内的22个厂家产品中都检测出三聚氰胺，该事件重创中国制造商品信誉，多个国家禁止了中国乳制品进口。“三鹿奶粉事件”暴露了不法分子在奶粉中添加了三聚氰胺。三聚氰胺俗称蛋白精，其分子式为C3N6H6，含氮量为66%左右，实际上三聚氰胺是一种化工原料，因为它是一种结晶粉末，没有什么味道和气味，掺杂后不易被发现，所以不法分子往奶粉里加入三聚氰胺，主要是想提高蛋白质的含量。现在检测蛋白质的方法都是通过检测里面的氮来推算蛋白质，一些不法分子为了牟取暴利，可能在奶里面加一些水等，蛋白质含量就不够了，为了增加蛋白质
8、含量就添加三聚氰胺，三聚氰胺里含氮，这就是他们添加三聚氰胺的目的。三聚氰胺粉末三聚氰胺粉末 毒奶粉的危害毒奶粉的危害1，蛋白质摄入不足，导致营，蛋白质摄入不足，导致营养不良养不良虚胖（大头娃娃）虚胖（大头娃娃）2，长期摄入三聚氰胺会造成生殖、，长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。并可进一步诱发膀胱癌。二，蛋白质的基本单位二，蛋白质的基本单位氨基酸氨基酸 酸水解：酸水解：蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 碱水解：碱水解：蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 酶水解：酶水解：蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸证明：证明：氨基酸氨基酸是蛋白质的基
9、本组成单位是蛋白质的基本组成单位 组成人体蛋白成人体蛋白质的的20种种氨基酸均氨基酸均属于属于L-氨基酸氨基酸 存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有300300余种，余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有但组成人体蛋白质的氨基酸仅有2020种，种，且均属且均属 L-L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。（一）氨基酸的结构（一）氨基酸的结构 组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸1 1、结构通式、结构通式羧基羧基氨基氨基侧链基团侧链基团 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上，故称基，并且连接在同一个碳原子上，
10、故称-氨基酸氨基酸（脯氨酸除外：亚氨基（脯氨酸除外：亚氨基NH2+NH2+）。）。除甘氨酸的除甘氨酸的R为为H外，其他氨基酸的外，其他氨基酸的C是不对称是不对称碳原子，因此具有碳原子，因此具有L型与型与D型两种不同的构型，组成型两种不同的构型，组成人体的都是人体的都是L L型型。不同氨基酸的不同氨基酸的R侧链各异，它侧链各异，它们的分子量、解离程度和化学反们的分子量、解离程度和化学反应性质也不相同。应性质也不相同。2 2、结构特点：、结构特点：脯氨酸脯氨酸（亚氨基酸）（亚氨基酸）CH2CHCOO-NH2+CH2CH2CH2CHCOO-NH2+CH2CH2二，氨基酸的分类及其结构二，氨基酸的分类
11、及其结构 甘氨酸甘氨酸 Glycine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸1 1、按、按R R基团化学结构分类基团化学结构分类氨基酸的结构氨基酸的结构 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine氨基酸的结构氨基酸的结构 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Alanine缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 甘氨酸甘氨酸 Glycine 丙氨酸丙氨酸 Ala
12、nine缬氨酸缬氨酸 Valine亮氨酸亮氨酸 Leucine异亮氨酸异亮氨酸 Ileucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 丝氨酸丝氨酸 Serine 含羟基含羟基氨基酸氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 丝氨酸丝氨酸 Serine 苏氨酸苏氨酸 Threonine 丝氨酸丝氨酸 Serine 含羟基含羟基氨基酸氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine 含硫氨基酸含硫氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine半胱氨酸半胱氨酸 Cysteine 含硫氨基酸含硫氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 天冬氨酸天冬氨酸 Aspar
13、tate 酸性氨基酸酸性氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate 谷氨酸谷氨酸 Glutamate 酸性氨基酸酸性氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine谷氨酰胺谷氨酰胺 Glutamine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸氨基酸的结构氨基酸的结构 碱性碱性氨基酸氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine氨基酸的结构氨基酸的结构 碱性碱性氨基酸氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine赖氨酸赖氨酸 Lysine氨基酸的结构氨基酸的结构 碱性碱性氨基酸氨基酸精氨酸精氨酸
14、 Arginine赖氨酸赖氨酸 Lysine组氨酸组氨酸 Histidine氨基酸的结构氨基酸的结构 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine氨基酸的结构氨基酸的结构 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸酪氨酸Tyrosine氨基酸的结构氨基酸的结构 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸酪氨酸Tyrosine色氨酸色氨酸 Trytophan氨基酸的结构氨基酸的结构 脯氨酸脯氨酸 Proline 亚亚氨基酸氨基酸2，根据，根据R侧链的极性分类侧链的极性分类1.中中性性氨氨基基酸酸：侧侧链链基基团团在
15、在中中性性溶溶液液中中不不发发生生解解离离，因而不带电荷的氨基酸。可分为：因而不带电荷的氨基酸。可分为：a)极极性性氨氨基基酸酸：Tyr，Cys，Ser，Thr，Asn，Gln，Met，Trp；b)非非极极性性氨氨基基酸酸：Gly，Ala，Val，Leu，Ile，Pro，Phe。（a a）、非极性疏水性氨基酸）、非极性疏水性氨基酸 特点：特点：含有非极性的侧链，具有疏水性（在中性水含有非极性的侧链，具有疏水性（在中性水溶液中的溶解度较小）溶液中的溶解度较小）,共共7 7种种。甘氨酸甘氨酸 （GlyGly）丙氨酸丙氨酸 （AlaAla）缬氨酸缬氨酸 （ValVal）亮氨酸亮氨酸 （LeuLeu）
16、异亮氨酸异亮氨酸 （IleIle）苯丙氨酸苯丙氨酸 （PhePhe）脯氨酸脯氨酸 （ProPro）（b b）、极性中性氨基酸）、极性中性氨基酸 特点：特点：含有极性基团，在水中的溶解度较大。含有极性基团，在水中的溶解度较大。色氨酸色氨酸 （TrpTrp）丝氨酸丝氨酸 （SerSer）酪氨酸酪氨酸 （TyrTyr）半胱氨酸半胱氨酸 （CysCys）蛋氨酸蛋氨酸 （MetMet）天冬酰胺天冬酰胺 （AsnAsn）谷氨酰胺谷氨酰胺 （GlnGln）苏氨酸苏氨酸 （ThrThr）共共8 8个个2 2，酸性氨基酸，酸性氨基酸 特点特点:侧链基团在中性溶液中解离后带侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷的氨基
17、酸。负电荷的氨基酸。在生理条件下带负电荷（酸性在生理条件下带负电荷（酸性羧基）羧基）天冬氨酸（天冬氨酸（AspAsp）谷氨酸（谷氨酸（GluGlu）共共2 2种种3,3,碱性氨基酸碱性氨基酸 特点：特点：侧链基团在中性溶液中解离侧链基团在中性溶液中解离后带正电荷的氨基酸。后带正电荷的氨基酸。在生理条件下带正电在生理条件下带正电荷（碱性氨基）荷（碱性氨基）赖氨酸（赖氨酸（LysLys）精氨酸（精氨酸（ArgArg）组氨酸（组氨酸（HisHis）共共3 3种种从营养学角度分类：从营养学角度分类：必需氨基酸必需氨基酸：8 8种种 “笨蛋来宿舍晾一凉鞋笨蛋来宿舍晾一凉鞋”苯丙氨酸苯丙氨酸蛋氨酸（甲硫氨
18、酸）蛋氨酸（甲硫氨酸）赖赖氨酸氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨异亮氨酸酸缬氨酸缬氨酸 半必需氨基酸半必需氨基酸：精氨酸、组氨酸精氨酸、组氨酸 非必需氨基酸非必需氨基酸第二节第二节蛋白质蛋白质dede分子结构分子结构 蛋白蛋白质的分子的分子结构包括构包括基础结构空间结构氨基酸的氨基酸的结合方式结合方式一，氨基酸在多肽链中的连接方式一，氨基酸在多肽链中的连接方式CHCOOHR1CHNH2COOHR2NH2COHNHOH氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:脱水缩合脱水缩合肽键肽键CHCOOHR3HNOH H
19、CCHR1NH2COCHR2HNO二肽二肽H2OH2O氨基酸的结合方式氨基酸的结合方式:脱水缩合脱水缩合CCHR1NH2COCHR2HNO肽键肽键二肽二肽CHCOOHR3HNH2O肽键肽键三三肽肽以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个以此类推，由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物，叫多肽（链状）。肽键的化合物，叫多肽（链状）。H2O蛋白质中蛋白质中氨基酸的连接氨基酸的连接 肽键肽键 肽键肽键 是由一个氨基酸的是由一个氨基酸的-羧基（羧基（-COOH-COOH）与另一）与另一个氨基酸的个氨基酸的-氨基（氨基（-NH-NH2 2）脱水缩合而形成的酰）脱水缩合而形成的酰胺键胺键（-C
20、O-NH-CO-NH-）。两两分分子子氨氨基基酸酸缩缩合合形形成成二二肽肽，三三分分子氨基酸缩合则形成子氨基酸缩合则形成三肽三肽肽肽链链中中的的氨氨基基酸酸分分子子因因为为脱脱水水缩缩合合而而基团不全，被称为基团不全，被称为氨基酸残基氨基酸残基。由由十十个个以以内内氨氨基基酸酸相相连连而而成成的的肽肽称称为为寡寡肽肽，由由更更多多的的氨氨基基酸酸相相连连形形成成的的肽肽称称多肽多肽。N 末端：多肽链中有末端：多肽链中有游离游离-氨基氨基的一端（左）的一端（左）C 末端：多肽链中有末端：多肽链中有游离游离-羧基羧基的一端（右）的一端（右）n多肽链有两端：多肽链有两端：多多肽肽链链是是指指许许多多
21、氨氨基基酸酸之之间间以肽键连接而成的一种结构。以肽键连接而成的一种结构。N末端末端C末端末端牛核糖核酸酶牛核糖核酸酶（二）生物活性肽：（二）生物活性肽：生生物物体体内内具具有有一一定定生生物物学学活活性性的的肽肽类类物物质质称称生物活性肽生物活性肽。重重要要的的生生物物活活性性肽肽有有谷谷胱胱甘甘肽肽、神神经经肽肽、肽肽类激素类激素等。等。1.谷胱甘肽（谷胱甘肽（glutathione,GSH）：）：谷胱甘肽是一种称为谷胱甘肽是一种称为-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸谷氨酰半胱氨酰甘氨酸的三肽化合物。的三肽化合物。还原型与氧化型谷胱甘肽的相互转变还原型与氧化型谷胱甘肽的相互转变Glu-Cys-Gly|S
22、|S|Glu-Cys-Gly-2H+2H谷胱甘肽分子中的巯基可氧化或还原，故有谷胱甘肽分子中的巯基可氧化或还原，故有还原还原型（型（GSH）与与氧化型（氧化型（GSSG）两种存在形式。两种存在形式。2 Glu-Cys-Gly|SH解解毒毒作作用用：与与毒毒物物或或药药物物结结合合，消消除除其其毒毒性性作作用；用；参与氧化还原反应参与氧化还原反应：作为重要的还原剂，参与：作为重要的还原剂，参与体内多种氧化还原反应；体内多种氧化还原反应；保护巯基酶的活性保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基团：使巯基酶的活性基团-SH维持还原状态；维持还原状态；维持红细胞膜结构的稳定维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂
23、对红细：消除氧化剂对红细胞膜结构的破坏作用。胞膜结构的破坏作用。谷胱甘肽的生理功用：谷胱甘肽的生理功用：半胱氨酸半胱氨酸 +二硫键二硫键-HH一级结构是蛋白质空间构象和特一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础。异生物学功能的基础。三，蛋白质的空间结构三，蛋白质的空间结构 肽键平面肽键平面 形成肽键的形成肽键的C-N键具有部分双键的性键具有部分双键的性质，不能旋转，使得形成的酰胺键的四个原子质，不能旋转，使得形成的酰胺键的四个原子及相邻的及相邻的C处于同一平面上叫处于同一平面上叫肽键平面肽键平面。它。它是蛋白质构象的基本结构单位。是蛋白质构象的基本结构单位。CCHR1NH2COCHR2H
24、NOCOOH1 1，-螺旋螺旋 定义：定义：多肽链的主链围绕多肽链的主链围绕中心轴作有规律的螺旋中心轴作有规律的螺旋式上升的结构，螺旋走式上升的结构，螺旋走向为顺时针方向，称向为顺时针方向，称右右手螺旋手螺旋。作用力：作用力：氢键氢键 结构要点：结构要点：多肽链主链围绕中心轴形成多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋右手螺旋，侧链侧链伸向螺旋外侧。伸向螺旋外侧。每圈螺旋含每圈螺旋含3.6个氨基酸个氨基酸，螺距为，螺距为0.54nm，即即0.15nm/氨基酸残基氨基酸残基。每个肽键的亚氨氢（每个肽键的亚氨氢（H)和第四个肽键的羰基和第四个肽键的羰基氧氧(CO)形成的形成的氢键氢键保持螺旋稳定。保持螺旋
25、稳定。氢键氢键与螺旋与螺旋长轴基本平行。长轴基本平行。影响影响-螺旋螺旋稳定的因素有：定的因素有：极大的极大的侧链基基团（存在空（存在空间位阻）；位阻）；连续存存在在的的侧链带有有相相同同电荷荷的的氨氨基基酸酸残残基基（同种（同种电荷的互斥效荷的互斥效应）；）；2，b b-折叠折叠定义：定义：多肽链主链以多肽链主链以碳原子为旋转点，相碳原子为旋转点，相邻的肽键平面依次折叠成邻的肽键平面依次折叠成锯齿状结构锯齿状结构。作用力：作用力：氢键氢键3 3，-转角转角定义：定义：在肽链进行在肽链进行180180回折时的转角上，通回折时的转角上，通常由四个氨基酸残基常由四个氨基酸残基构成，其中第二个残构成
26、，其中第二个残基常为基常为脯氨酸脯氨酸。作用力：作用力：氢键氢键4 4，无规卷曲，无规卷曲 定义：定义：是指多肽链中没有确定规是指多肽链中没有确定规律性的那部分肽链构像。律性的那部分肽链构像。肌红蛋白肌红蛋白N 端端 C端端 三级结构三级结构对于蛋白质的对于蛋白质的分子形状及其分子形状及其功能活性部位功能活性部位的形成起重要的形成起重要作用。作用。含含1010个以下亚基的蛋白质分子称为个以下亚基的蛋白质分子称为寡聚体寡聚体1010个以上的称为个以上的称为多聚体多聚体由相同亚基构成的多聚体称为由相同亚基构成的多聚体称为同源多聚体同源多聚体，不同亚基构成，不同亚基构成则称为则称为异源多聚体异源多聚
27、体血红蛋白（血红蛋白（Hb）只有完只有完整的四级整的四级结构才具结构才具有生物活有生物活性。性。三三 蛋白质结构与功能的关系蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的结构与功能的关蛋白质的结构与功能的关系密切，系密切，结构是功能的基础，结构是功能的基础，功能是结构的体现功能是结构的体现。一级结构一级结构 空间构象空间构象 功能功能1.一级结构中“关键”部分相同,其功能相同。如：不同动物来源的胰岛素用于治疗人的糖尿病2、一级结构中“关键”部分变化,其功能也改变。如：镰刀状红细胞性贫血例：镰刀形红细胞贫血例：镰刀形红细胞贫血N-val his leu thr pro glu glu C(146)HbS 肽链
28、肽链HbA 肽肽 链链N-val his leu thr pro val glu C(146)（谷氨酸）（谷氨酸）（谷氨酸）（谷氨酸）（缬氨酸）（缬氨酸）（缬氨酸）（缬氨酸）这种由蛋白质分子发生变异所导致的这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为疾病，称为“分子病分子病”。突变导致本是可溶性的血红蛋白聚集突变导致本是可溶性的血红蛋白聚集成丝，相互粘着，导致红细胞变形而成镰成丝，相互粘着，导致红细胞变形而成镰刀状，极易破碎导致贫血。刀状，极易破碎导致贫血。二、空间结构与功能的关系二、空间结构与功能的关系l蛋白质的功能依赖特定的空间结构：蛋白质的功能依赖特定的空间结构：HbHb血红蛋白为例，血红
29、蛋白为例，HbHb在氧分压低时很难在氧分压低时很难结合氧，随氧分压的升高，结合氧的能力结合氧，随氧分压的升高，结合氧的能力急剧上升。急剧上升。氧分子与氧分子与HbHb的一个亚基结合后，引起亚基的一个亚基结合后，引起亚基构象改变的这一现象称为构象改变的这一现象称为变构效应变构效应，氧分，氧分子则称为变构效应剂，子则称为变构效应剂，HbHb称为变构蛋白称为变构蛋白。血红蛋白的氧饱和曲线血红蛋白的氧饱和曲线蛋白质四级结构与功能的关系蛋白质四级结构与功能的关系变构效应变构效应疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病中的蛋白质构象改变疯牛病是由朊病毒蛋白疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein,(prio
30、n protein,PrP)PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。引起的一组人和动物神经退行性病变。正常的正常的PrPPrP富含富含-螺旋，称为螺旋，称为PrPPrPc c。PrPPrPc c在某种未知蛋白质的作用下可转变成在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为全为-折叠的折叠的PrPPrPscsc，从而致病。，从而致病。PrPc-螺旋PrPsc-折叠正常疯牛病第三节第三节 蛋白质重要的理化性质蛋白质重要的理化性质一，两性解离及等电点一，两性解离及等电点 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，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，在一定的溶液氨基酸残基侧链中某些基团
31、，在一定的溶液pHpH条条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。蛋白质的等电点蛋白质的等电点(pI)当当蛋蛋白白质质溶溶液液处处于于某某一一pH值值时时，蛋蛋白白质质解解离离成成正正、负负离离子子的的趋趋势势相相同同，即即成成为为兼兼性性离离子子或或两两性性离离子子，净净电电荷荷为为零零，此此时时溶溶液液的的pH值值成成为为该该蛋蛋白白质质的的等电点（等电点（pI）。PrCOOHNH3+PrCOO-NH3+PrCOO-NH2OH-H+OH-H+pH=pIpHpIpHpI 蛋白质颗粒带正电荷（阳离子）（蛋白质颗粒带正电荷（阳离子）（H+）pHpI 蛋白质颗粒
32、带负电荷（阴离子）（蛋白质颗粒带负电荷（阴离子）（OH）一、蛋白质的理化性质所所谓电泳泳，即，即带电粒子在粒子在电场中向与所中向与所带电荷荷电性相反的性相反的方向移方向移动的的现象。象。由于蛋白由于蛋白质分子一般是分子一般是带电荷的粒子，在荷的粒子，在电场中，中，带负电荷荷的蛋白的蛋白质往往正极正极移移动，带正正电荷荷的蛋白的蛋白质往往负极极移移动，分子量小，分子量小，带电荷多荷多的蛋白的蛋白质速度速度快快，因此可用，因此可用电泳的方泳的方法法进行蛋白行蛋白质的分离和的分离和纯化，以及化，以及辅助助诊断疾病。如断疾病。如临床床上常用血清蛋白上常用血清蛋白电泳来泳来诊断肝病。断肝病。蛋白质的带电
33、性和电泳蛋白质的带电性和电泳正常血清蛋白电泳图片正常血清蛋白电泳图片慢性肝病时，血清蛋白电泳出现异常：即清蛋白减少，球蛋白增多。某一蛋白质分子等电点为某一蛋白质分子等电点为12.612.6，溶，溶液液PHPH为为7 7，在电场中，该蛋白质往，在电场中，该蛋白质往（）移动）移动二，胶体性质二，胶体性质 1，蛋白质是相对分子质量较高的有机化合物，蛋白质是相对分子质量较高的有机化合物，分子颗粒在分子颗粒在1100nm范围之内，属于胶体颗粒，范围之内，属于胶体颗粒，因溶于水，称亲水胶体。因溶于水，称亲水胶体。蛋白质在水溶液中稳定的蛋白质在水溶液中稳定的两大因素两大因素：水化膜水化膜 防止蛋白质从溶液中
34、析出防止蛋白质从溶液中析出 电荷电荷 2，蛋白质颗粒大，具有不通透性，蛋白质颗粒大，具有不通透性半透膜半透膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质在等电点的蛋白质在等电点的蛋白质水化膜水化膜+带正电荷的蛋白质带正电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质带负电荷的蛋白质不稳定的蛋白质颗粒不稳定的蛋白质颗粒酸酸碱碱酸酸碱碱酸酸碱碱脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用脱水作用溶液中蛋白质的聚合沉淀溶液中蛋白质的聚合沉淀蛋白质的胶体性质蛋白蛋白质胶体不能透胶体不能透过半半透膜透膜 将分子量大的蛋白质将分子量大的蛋白质和分子量小的物质如无和分子量小的物质如无机盐混合装入具有半透机盐混
35、合装入具有半透膜性质的透析袋内，再膜性质的透析袋内，再将透析袋置入水中，则将透析袋置入水中，则可分离开来。可分离开来。蛋白质的胶体性质蛋白质的超速离心 利用机械快速旋转所产生的离心力将不同密度的蛋白质分离开来其沉降系数与蛋白质的分子量、密度、排列的紧密程度等有关蛋白蛋白质分子相互聚集而从溶液中析出的分子相互聚集而从溶液中析出的现象称象称为沉淀（沉淀（precipitation）。蛋白质的沉淀蛋白质的沉淀变性后的蛋白质由于变性后的蛋白质由于疏水基团的暴露而易疏水基团的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋于沉淀，但沉淀的蛋白质不一定都是变性白质不一定都是变性后的蛋白质后的蛋白质。蛋白质的沉淀蛋白质的沉淀 沉
36、淀方法沉淀方法 盐析法：中和表面电荷并破坏水化膜；一般不会盐析法：中和表面电荷并破坏水化膜；一般不会导致变性导致变性有机溶剂沉淀法：一般引起蛋白质变性有机溶剂沉淀法：一般引起蛋白质变性重金属盐沉淀法：应用临床重金属解毒重金属盐沉淀法：应用临床重金属解毒生物碱试剂和某些酸沉淀法：用于临床检验部门生物碱试剂和某些酸沉淀法：用于临床检验部门去除体液中干扰测定的蛋白质去除体液中干扰测定的蛋白质蛋白质的凝固蛋白质的凝固加热使蛋白质变性加热使蛋白质变性并凝聚成块状称为并凝聚成块状称为凝固（凝固（coagulation）。因此，凝固的蛋白因此，凝固的蛋白质一定发生变性质一定发生变性。蛋白质的呈色反应蛋白质的
37、呈色反应1茚三三酮反反应：氨基酸的游离氨基酸的游离-氨基氨基可与可与茚三三酮缩合合产生生蓝紫色紫色化合物（脯化合物（脯氨酸和氨酸和羟脯氨酸与脯氨酸与茚三三酮反反应产生黄色物生黄色物质），其最大吸收），其最大吸收峰在峰在570nm。可利用此性可利用此性质测定氨基酸的含量。定氨基酸的含量。蛋白质的呈色反应蛋白质的呈色反应2、双缩脲反应：在双缩脲反应：在弱碱弱碱溶液中，蛋白质分子中的溶液中，蛋白质分子中的肽键肽键与硫酸铜共热生成紫色或红色络合物的反应。可用于与硫酸铜共热生成紫色或红色络合物的反应。可用于检测蛋白质的水解程度检测蛋白质的水解程度3 3、FolinFolin酚试剂呈色反应：蛋白质分子中酚
38、试剂呈色反应：蛋白质分子中酪氨酸酪氨酸残基上残基上的酚可以在碱性条件下与磷钨酸、磷钼酸盐反应生成的酚可以在碱性条件下与磷钨酸、磷钼酸盐反应生成蓝色化合物，在蓝色化合物，在540nm540nm波长处，该蓝色化合物的光密波长处，该蓝色化合物的光密度大小与蛋白质含量成正比，此方法特异性强、灵敏度大小与蛋白质含量成正比，此方法特异性强、灵敏度高，是临床普遍使用的蛋白质定量测定方法度高，是临床普遍使用的蛋白质定量测定方法。色氨酸色氨酸和和酪氨酸酪氨酸含含共轭双键共轭双键其其在波长在波长280nm280nm左右有最大吸收峰，左右有最大吸收峰，以以色氨酸色氨酸吸收最强。吸收最强。大多数蛋白质都含有这两种氨大多数蛋白质都含有这两种氨基酸残基，因此，可利用此性基酸残基，因此，可利用此性质采用紫外分光光度法测定蛋质采用紫外分光光度法测定蛋白质的含量。白质的含量。2 2紫外吸收性质：紫外吸收性质：第四节第四节 蛋白质的分类蛋白质的分类按功能分类按功能分类:活性蛋白质活性蛋白质:酶酶 激素激素非活性蛋白质非活性蛋白质:角蛋白角蛋白 胶原蛋白胶原蛋白Thank Thank you you