4蛋白质
4蛋白质2
二、β折叠片(β—pleated sheet)
β-折叠的结构特点
多肽链呈伸展状态，肽键平面沿长轴折叠呈锯齿 状，R基交替地伸向锯齿状结构的上下方。 若两条肽段走向一致（N端、C端方向相同），称为 顺向平行；反之，称之为逆向平行，逆向更稳定。 走向相反时，两条反平行肽链的间距是0.70nm。若 干肽段互相靠拢，平行排列，通过氢键连接。氢键 的方向与长轴垂直。
水介质中球状蛋白质的折叠总是倾向于把疏水残基 埋藏在分子的内部。这一现象被称为疏水作用或疏 水效应，它在稳定蛋白质的三维结构方面占有突出 地位。 疏水作用其实并不是疏水基团之间有什么吸引力的 缘故，而是疏水基团或疏水侧链出自避开水的需要 而被迫接近。 疏水作用的主要动力是蛋白质溶液系统的熵增的结 果。
结构域的特点
结构域之间常常只有一段 柔性的肽链连接，形成所 谓铰链区，使结构域容易 发生相对运动，这是结构 域的一大特点。 结构域之间的这种柔性将 有利于活性中心结合底物 和施加应力。
最突出的例子 免疫球蛋白
免疫球蛋白含12个结构 轻链各含2个结构域 重链各含4个结构域
球状蛋白质的三级结构
概念 指整条肽链中所有原子的空间排布，它包括 主链构象和侧链构象。 主要化学键 疏水键、氢键、盐键等非共价键和二硫键。 疏水作用力是维持三级结构稳定的最主要作 用力。
溶菌酶的二级结构
超二级结构(super—secondary struture)
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。 超二级结构组合形式主要有： αα、βαβ、ββ。
β β
αα
βαβ
结构域 (domain)
结构域概念 多肽链在二级结构或超二级结构的基础上 成三级结构的局部折叠区，它是相对独立 紧密球状实体，称为结构域。 结构域是由二级结构单元和超二级结构的不同 组合而形成的高级结构。 结构域常由100-200个残基组成。 大的蛋白质可有多个结构域
蛋白质4三级结构与四级结构
（一）、球状蛋白质与三级结构
I 球状蛋白质分类： 1 全 -结构蛋白 2 , -结构(平行或混合型-折叠片)蛋白 3全 -结构蛋白 4 富含金属或二硫键蛋白(不规则小蛋白结构) 单结构域蛋白、多结构域蛋白
1 全α－结构
1） 反平行 螺旋结构域
上下型螺旋束(up-and-down helix bundle) 如：四螺旋束，上下摆放， 轻微左手扭曲
2). 7个跨膜肽段的膜蛋白
细菌视紫红质——一种跨膜蛋白
膜内在蛋白
3) β桶型膜蛋白-膜孔蛋白
胞 外
E.Coli外膜蛋白 22个反平行β链组成的β-筒；通过该通道，周围阳 离子与载体铁色素结合进入，外表面残基疏水，与外 膜脂蛋白、脂多糖相互作用
2 脂锚定膜蛋白
*
乙酰胆
甲状腺
疱症性口
碱酯酶
三级结构是在二级结构基础，进一步盘绕、折叠 形成，包括主链、侧链构象在内特定空间结构。
立体结构模型
（二）膜蛋白(membrane proteins)的结构
I 膜蛋白质分类 1 膜周边蛋白质(peripheral protein)：
也称为膜外周蛋白。与脂双层的外部亲水部分 结合或通过其他蛋白与膜相联系，一般是可溶性 的。与球蛋白相似 2 膜内在蛋白质 (integral protein)或内在膜蛋白：
熵
链还没有完全固定的状态
顶端，构象数多，熵较高，
在天然构象中起作用的分
溶球态
蛋白质分子中处于 天然构象的残基所 占百分比
子间相互作用只有少部分 存在；随折叠进行，沿漏 斗下降热动力学减少了存
在的构象数（熵值降低），
不连续折叠中间体
天然构象的蛋白质数目增
多，自由能降低
蛋白质化学：第四部分
•
方法：① 用SDS和巯基乙醇（打开二硫键）处理,蛋白质变性（肽链伸展） 并与SDS结合，形成SDS-蛋白质复合物，使得不同蛋白质分子
均带负电（SDS带负电），且荷质比相同（蛋白质分子大，结
合SDS多；分子小，结合SDS少）； 不同蛋白质分子具有相似的构象。 ② 用几种标准蛋白质相对分子质量的对数值对它们的迁移率作图 ③ 测出待测样品的迁移率 ④ 从标准曲线上查出样品的相对分子质量
2. 蛋白质的沉淀：
如果加入适当的试剂，使蛋白质分子处于等电点状态或失去
水化层（消除相同电荷，除去水膜），蛋白质胶体溶液就
不再稳定而出现沉淀现象。
导致蛋白质沉淀的常用方法:
① 高浓度中性盐（盐析）
② 等电点沉淀
③ 有机溶剂沉淀
④ 重金属盐类沉淀 ⑤ 生物碱试剂和某些酸类沉淀 ⑥ 加热变性沉淀
水化层
和无机盐等小分子自由通过，此方法只能将蛋白质和小分子 物质分开，不能将不同蛋白质分开。 （2）超过滤：是利用外加压或离心使水和其他分通过半 透膜，蛋白质留在膜上。
透析与超过滤简易装置
2. 密度梯度离心:
a. 蛋白质颗粒沉降不仅决定于它的大小也取决于它的密度。
b. 颗粒沉降到与自身密度相等的介质梯度时，即停止不前。
素作用下，其特定的空间构象被破坏，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。
2.变性的本质
—— 破坏蛋白质的空间结构，不改变蛋白质的一级结构。
蛋白质变性后，由于维持溶液稳定的条件仍然存在而并不 析出，例如：在强酸碱中，变性的蛋白质在强酸碱溶液 中仍存在电荷效应，所以不表现为沉淀现象。
蛋 白 质 胶 体 溶 液 沉 淀 作 用 示 意 图
蛋白质4
1.2, 个氨基酸形成1条肽链时,形成几个肽键? 1.2,n个氨基酸形成1条肽链时,形成几个肽键? 脱掉几个水分子? 脱掉几个水分子? 1.3,n个氨基酸形成2条肽链时,形成几个肽键? 1.3, 个氨基酸形成2条肽链时,形成几个肽键? 脱掉几个水分子? 脱掉几个水分子? 1.4, 个氨基酸形成m条肽链时,形成几个肽键? 1.4,n个氨基酸形成m条肽链时,形成几个肽键? 脱掉几个水分子? 脱掉几个水分子?
下列物质中,有的是氨基酸,有的不是. 7,下列物质中,有的是氨基酸,有的不是.请找出 所有的氨基酸, 所有的氨基酸,回答这些氨基酸经缩合反应后形成的 物质, 物质,应叫 A ,氨基酸 B,二肽 C ,三肽 D ,四肽 CH COOH NH2—CH2—COOH ① CH—( NH2— CH (CH2)2—COOH COOH NH2—CH2—CH2OH ② CH CH CH-—CH COOH CH2—CH CH2—COOH CH
R1 H2N C H CO HN R2 C H CO HN R3 C H COOH
2.2,100个氨基酸形成的2条肽链,至少含有多少 2.2,100个氨基酸形成的2条肽链,至少含有多少 个氨基酸形成的 个氨基,至少含有多少个羧基呢 含有多少个羧基呢? 个氨基,至少含有多少个羧基呢?
n个氨基酸形成的m条肽链,至少含有m个氨 个氨基酸形成的m条肽链,至少含有m 含有 至少含有 含有m 基,至少含有m个羧基
在人体的消化道中,要将一个由4条肽链共288 288个氨基 9,在人体的消化道中,要将一个由4条肽链共288个氨基 酸组成的蛋白质分子彻底消化,需要消耗的水分子个 酸组成的蛋白质分子彻底消化, 数是 A.284 B.287 C.288 D.289 10,下列物质中,有的是组成人体的氨基酸,有的不是, 10,下列物质中,有的是组成人体的氨基酸,有的不是, 若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物, 若将其中构成人体的氨基酸缩合成化合物,则其含有的 氨基, 氨基,羧基和肽键数目是
2022生物浙科版必修1学案：第一章 4 蛋白质(二)
第4课时蛋白质(二)[目标导读] 1.复习蛋白质的形成过程，从多个角度归纳蛋白质具有多样性的缘由，理解蛋白质结构多样性与功能简洁性的关系。
2.在把握蛋白质结构特点的基础上，归纳有关蛋白质结构的计算规律。
[重难点击] 1.蛋白质结构多样性的缘由。
2.有关蛋白质结构的计算规律。
一蛋白质的多样性1．如图中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，分析各图代表的含义，归纳蛋白质多样性的缘由。
图甲图乙图丙图丁(1)图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
(2)图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
(3)图丙说明：氨基酸的排列挨次不同，构成的肽链不同。
(4)图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
2．假定20种氨基酸任意组成一个含n个氨基酸的多肽分子，这样的多肽就将有20n种，据此分析以下两种情形：(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸足够多的状况下，可形成三肽的种类为27种，可形成二肽的种类为9种。
(2)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸只有一个的状况下，可形成三肽的种类为6种，可形成二肽的种类为6种。
3．蛋白质的结构具有多样性与其功能有何关系？答案蛋白质的结构多样性打算了其功能多样性，两者是高度统一的。
4．蛋白质的水解和变性(1)变性：蛋白质由于高温、强酸(碱)、重金属盐等因素导致空间结构发生不行逆的转变，从而失去生物学活性的过程称为变性。
变性的过程肽键不断裂(不断裂、断裂)。
(2)水解：蛋白质或者多肽中肽键断裂，分解为氨基酸的过程称为水解，和脱水缩合的过程相反，这个过程需要蛋白酶或者肽酶的催化。
归纳总结活学活用1．人体的肌肉主要由蛋白质组成。
同样是肌肉，心肌具有自动收缩的特性，平滑肌有较强的舒张性，骨骼肌能够强有力的收缩，这些区分说明构成它们的蛋白质有区分，这些区分可能是()A．所含氨基酸的数目不同B．所含氨基酸的种类不同C．所含氨基酸的排列挨次不同D．所含氨基酸的种类、数目、排列挨次和肽链的空间结构不同答案 D解析蛋白质的多样性可以从氨基酸和肽链两个角度来分析。
4 蛋白质浓度测定(考马斯亮蓝结合法)
实验三、蛋白质浓度测定
（考马斯亮蓝结合法）
六、注意事项：
比色出现蓝色应在2 min～l h内完成。（蛋白质与考马斯亮蓝G-250 结合的
反应十分迅速，在2min 左右反应达到平衡；其结合物在室温下1h 内保持稳定。因此测 定时，不可放置太长时间，否则将使测定结果偏低。）
七、思考题：
质定量法？（微量凯氏（Kjeldahl）定氮法、双缩脲法（Biuret法、紫外吸收法、Folin—酚试
分光光度计的使用与注意事项
5. 调节波长旋纽使波长移到所需之处。 6. 四个比色皿，其中一个放入参比试样（装量要合适），其余三个放入待 测试样。将比色皿放入样品池内的比色皿架中，夹子夹紧盖上样品池盖。 7. 将参比式样推入光路（注意听‘咔嚓’声），按‚100%t‛键，至显示 ‚T100.0‛（调100）。 8. 打开样品池盖，按‚0%t‛键，仪器显示‚T0.0‛（调零）。 9. 盖上样品池盖，按‚100%t‛键，至显示‚T100.0‛（调100）。 10. 然后将待测试样推入光路，显示试样的‚T‛值（测定）。 11. 如需测定‚A‛或‚C‛，则‚MODE‛键转换即可。 12. 如果要想将待测试样的数据记录下来，只要按‚PRINT‛键即可（打 印）。
实验三、蛋白质浓度测定
（考马斯亮蓝结合法）
一、实验目的：
蛋白质是细胞中最重要的含氮生物大分子之一，承担着各种生 物功能。蛋白质的定量分析是蛋白质构造分析的基础，也是农牧产 品品质分析、食品营养价值比较、生化育种、临床诊断等的重要手 段。根据蛋白质的理化性质，提出多种蛋白质定量方法。考马斯亮 蓝G－250法是比色法与色素法相结合的复合方法，简便快捷，灵敏 度高，稳定性好，是一种较好的常用方法。 通过本实验学习考马斯亮蓝G－250法测定蛋白质含量的原理， 了解分光光度计的结构、原理和在比色法中的应用。
一轮复习 导学案4 蛋白质 打印版
一轮复习导学案4 第二章第二节蛋白质【考纲解读】1.说明氨基酸的结构特点,以及氨基酸形成蛋白质的过程。
2.概述蛋白质的结构和功能。
3.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
4.关注蛋白质研究的新进展。
【知识梳理】（课本20-25页）1．含量：占细胞鲜重的7～10%，干重的____以上。
2．结构元素组成：________等，有的含S、P及微量元素Fe等3．蛋白质的功能4. 绘一绘酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系【考点突破】考点1蛋白质的结构——脱水缩合作用：两个氨基酸脱水缩合，产生个水分子，一个二肽化合物中有个肽键，一条含n个氨基酸的肽链，形成过程中脱去分子的水，该肽链含有个肽键，该条肽链至少分别含有个游离的氨基和游离的羧基，它们分别位于肽链的位置。
两个氨基酸脱水缩合能形成个二肽。
两种氨基酸脱水缩合能形成种二肽。
⑵．脱水缩合作用的两个数据关系（公式）：肽键数（填＜、＝、＞）脱去的水分数；蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量的总和。
⑶．脱水缩合作用的有关计算：肽链数氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去H2O数目多肽相对分子质量氨基或羧基数目n条 a m 至少个考点2 “结构决定功能”的生物学思想——蛋白质的结构与功能多样性1．蛋白质的结构形成：氨基酸――→脱水缩合核糖体多肽(肽链)――→盘曲、折叠具有空间结构蛋白质(1)一条肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端，其余的氨基和羧基位于R基中。
(2)H2O中的H来自—COOH中的H和—NH2中的H，而O则只来自于—COOH中的O。
拓展提升(1)二硫键形成过程一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。
故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量外，还应考虑脱去H的分子量。
(2)氨基酸、多肽、肽键的关系(3)蛋白质和多肽的区别与联系蛋白质 多肽有无空间结构 有 无多样性原因 四个方面只有三个方面，无空间结构差异联系 蛋白质可由一条或几条肽链形成提醒翻译的直接产物——多肽，不叫蛋白质，必须经内质网和高尔基体再加工后，形成一定的空间结构才叫蛋白质2.蛋白质的结构多样性和功能多样性(2)蛋白质多样性与生物多样性的关系生物多样性⎩⎪⎨⎪⎧基因多样性物种多样性生态系统多样性(3)由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。
il-4 蛋白质结构
il-4 蛋白质结构
IL-4蛋白质是一种细胞因子，它由蛋白质IL-4编码并表达。
IL-
4蛋白质结构由约132个氨基酸残基组成，具有分子量大约为20 kDa。
IL-4蛋白质结构包含一个信号肽序列，该序列可被剪除，产生成熟的
功能性IL-4蛋白。
成熟的IL-4蛋白质结构主要由一个α螺旋和两个
β片层构成。
它还包括Cys2-Cys95和Cys3-Cys110之间的两个二硫键，这些二硫键对于IL-4的生物活性至关重要。
此外，IL-4还有一个可被特定受体结合的结构域，与其受体结合后触发下游信号转导途径。
IL-
4蛋白质结构不仅在免疫调节中发挥重要作用，还与许多疾病的发展有关，如免疫炎症性疾病和某些肿瘤。
4_蛋白质化学4
(3)
当[O2]用氧分压pO2表示时，得下式
YO2
pO2 Kd pO2
(4)
上式中，当YO2＝50%时，Kd＝pO2，所以Kd是肌 红蛋白的氧饱和度达到50%时的氧分压。
肌红蛋白氧的饱和度（YO2）%
100 80 60 40 20 0 0
肌肉
肺泡
(O2 concentration in artery)
据，即肌红蛋白被氧 饱和。当Y=0.5时，肌 红蛋白的一半被饱和， pO2 = Kd，解离常数 Kd称为P50，即肌红蛋 白一半被饱和时的氧 分压。
2. Mb氧合的Hill Plot
将（4）式改写为 两边取对数得：
YO2 pO2 1 YO2 Kd
log YO2 1 YO2
log
pO2
log Kd
分子中几乎80%的氨基酸残基处在α-螺旋区内。
肌红蛋白多肽链绕曲成球状分子， 球体内充满非极性氨基酸残基：Val、 Leu、Met、Phe等，亲水的基团几乎全 部分布在球状分子的外表面。整个分子 是单结构域。
（二）辅基血红素
1. 4个吡咯环通过4个甲叉桥相连成原卟啉Ⅸ； 2. 与原卟啉Ⅸ相连的是4个甲基、2个乙烯基和2个丙酸基； 3. 亚铁离子通过6个配位键结合在卟啉中心形成血红素，铁
3. 多肽微环境的作用：固定血红素辅基，保护血红素辅基 免遭氧化，为O2分子提供一个合适的结合部位。
Free heme with imidazole
Mb:CO
MbO2
（四）氧的结合改变肌红蛋白的构象
1. 亚铁离子的第6个配位键与氧结合后，铁原子向平 面位移，由高出平面0.055nm移到高出平面0.026nm， 进一步带动近侧F8-His93位移；
生物化学：第四章 蛋白质
➢ 氨基酸用于饲料添加剂，主要是甲硫氨酸、赖氨酸。 ➢ 氨基酸及其衍生物与皮肤成分相似，有调节皮肤pH值和保护皮
肤的功能，现已广泛用以配制各种化妆品。 ➢ 聚谷氨酸因性质上接近角蛋白，被开发作为人造革的涂料，使
人造革具备天然皮革的特点。
酪氨酸
色氨酸
氨基酸的分类
——根据氨基酸R基侧链的极性
R基团带正电荷的氨基酸
赖氨酸
精氨酸
组氨酸
氨基酸的分类
——根据氨基酸R基侧链的极性
R基团带负电荷的氨基酸
天冬氨酸
谷氨酸
氨基酸的分类
根据生物体的需要，可将氨基酸分为
必需氨基酸 半必需氨基酸 非必需氨基酸
Lys Val Ile Leu phe Met
氨基酸的分类
根据氨基酸R基侧链的极性，可将氨基酸分为 疏水性氨基酸（非极性氨基酸）
Ala Val Ile Leu Pro Met phe Trp
亲水性氨基酸（极性氨基酸）
不带电荷的极性氨基酸 带正电荷的碱性氨基酸 带负电荷的酸性氨基酸
Ser Thr Tyr Asn Gln Cys Gly
Lys Arg His
K2
2
氨基酸的酸碱性质
➢ 2个概念：氨基酸的等电点 pI 氨基酸的可解离基团的pK值
➢ 以谷氨酸为例：
pI= ½ (pK1+pKR) = ½ (2.19+4.25) = 3.22
氨基酸的酸碱性质
➢ 氨基酸的每一功能基团可被酸碱所滴定，可根据氨基酸的 滴定曲线来推算pK值。
氨基酸的酸碱性质
结论：
➢ 高于等电点的任何pH值，氨基酸带有净负电荷，在电场中 将向正极移动。
(鲁科版)高中化学必修二：3.3(4)蛋白质ppt课件
②盐析出的蛋白质加水后能溶解，保持原蛋白质的生理活
性。
化学 必修2
第3章 重要的有机化合物
自主预习区 互动探究区 巩固训练区 课时作业
3．变性
紫外线照射、加热或加入重金属盐 (1)概念：蛋白质在__________________________________
等作用下，其性质改变而聚沉的过程。 不可逆 过程。 (2)特点：①是__________ ②变性后的蛋白质加水不溶解，失去了原蛋白质的生理活 性。
化学 必修2
第3章 重要的有机化合物
自主预习区 互动探究区 巩固训练区 课时作业Leabharlann 互动探究区化学 必修2
第3章 重要的有机化合物
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一、蛋白质的盐析与变性比较
盐析 变性
蛋白质在加热、酸、碱、重金 蛋白质在某些盐的浓溶液中因 概念 属盐等条件下性质发生改变而 溶解度降低而析出 凝结起来 特征 实质 可逆 溶解度降低，物理变化 不可逆 结构性质改变，化学变化
3．通过关注食品中的营养成分，激发学生对物质的组
成、结构、性质等知识的学习和探究的兴趣。 4．通过观察思考，培养观察能力、思维能力和设计能 力。
化学 必修2
第3章 重要的有机化合物
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一、蛋白质的存在和组成
[填一填]
1．存在
生物体 内，是组成_____ 细胞 广泛存在于_______ 的基础物质。 2．组成
C．淀粉
答案：A
D．蚕丝
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第3章 重要的有机化合物
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二、蛋白质的性质
[填一填]
高级动物生物化学：4-蛋白质的结晶
（四）脱盐结晶
球蛋白易于溶于盐溶液中而几乎不溶于水。 球蛋白易于溶于盐溶液中而几乎不溶于水。这 一性质可用与蛋白质结晶。 一性质可用与蛋白质结晶。用透析法即可达到 除盐的目的。 除盐的目的。
3. 固体融化 将有机溶剂与水1 将有机溶剂与水1：1混合后冷却，然后将其加投 混合后冷却， 入到冷冻干燥的蛋白质干粉中。 入到冷冻干燥的蛋白质干粉中。 一般来说，蛋白质干粉由浸润膨胀而成粘稠状， 一般来说，蛋白质干粉由浸润膨胀而成粘稠状， 再由粘稠状转成结晶。 再由粘稠状转成结晶。
（三）等电点结晶
（七）晶核
晶核在结晶开始， 晶核在结晶开始，既当蛋白质达到饱和点就有 可能形成。 可能形成。控制晶核数的方法往往是调整过饱和 度。 一般来说，晶核数越少，越容易生成大晶体。 一般来说，晶核数越少，越容易生成大晶体。
（八）沉淀剂
沉淀剂可改变蛋白质的溶解度。 沉淀剂可改变蛋白质的溶解度。 盐类和各种有机溶剂都可用作沉淀剂。 盐类和各种有机溶剂都可用作沉淀剂。 大多数盐类影响蛋白质的溶解度是通过盐析或 盐溶作用。 盐溶作用。 近年发现两种有机物是理想的使蛋白质结晶的 物 质 ： 聚 乙 二 醇 (PEG) 和 2- 甲 基 -2, 4- 戊 二 醇 (MPD)。 。
（五）pH值 值
pH不仅影响晶体的大小，也影响晶体的形状。 不仅影响晶体的大小，也影响晶体的形状。 不仅影响晶体的大小 因为很多蛋白质对pH非常敏感 有时， 非常敏感， 因为很多蛋白质对 非常敏感，有时，无定形 沉淀、微晶和大单晶之间的pH差别只有 差别只有0.2 pH 沉淀、微晶和大单晶之间的 差别只有 单位，或者更小，因此，必须选定恰当的缓冲液。 单位，或者更小，因此，必须选定恰当的缓冲液。 结晶溶液的pH值一般应选择在被结晶蛋白质的 结晶溶液的 值一般应选择在被结晶蛋白质的 等电点附近，这样有利于结晶的析出。 电点附近固体的形式加入， 盐类既可以以固体的形式加入，也可以以饱和 盐溶液形式加入。加盐时应注意边加边搅拌， 盐溶液形式加入。加盐时应注意边加边搅拌，防 止局部盐溶液浓度过高，但是搅拌也不能激烈， 止局部盐溶液浓度过高，但是搅拌也不能激烈， 以免出气泡。 以免出气泡。 当发现盐溶解速度明显变慢，则应在沉淀完全 当发现盐溶解速度明显变慢， 溶解后，静止片刻，观察溶液是否出现浊光。 溶解后，静止片刻，观察溶液是否出现浊光。 加入的盐量应以维持浊度不消失为度。 加入的盐量应以维持浊度不消失为度。 加饱和盐溶液的优点是溶液与溶液易于混合， 加饱和盐溶液的优点是溶液与溶液易于混合， 避免局部盐浓度过高，同时可避免气泡的产生。 避免局部盐浓度过高，同时可避免气泡的产生。
蛋白质化学4高级结构
开与水接触，其他的是极性的，处于分子的表
面，与水接触。超螺旋的稳定性主要由非极性 侧链间的范德华力相互作用的结果。
超螺旋
细胞色素C的结构
αα是一种α螺旋束，经 常是由两股平行或反平行排 列的右手螺旋段相互缠绕而 成的左手卷曲螺旋或称超螺 旋。α螺旋束中还发现有三 股和四股螺旋。卷曲螺旋是 纤维状蛋白质如α－角蛋白、 肌球蛋白和原肌球蛋白的主 要结构元件，也存在于球状 蛋白质中。
蛋白质的结构层次
一级结构：氨基酸序列及二硫键位置
二级结构：α螺旋，β折叠 超二级结构
高级结构
Module 结构域（domain）
三级结构：所有原子空间位置
四级结构：蛋白质多聚体
超二级结构
（Supersecondary structure）
超二级结构是介于蛋白质二级结构和三级 结构之间的空间结构，指相邻的二级结构单元组 合在一起，彼此相互作用，排列形成规则的、在 空间结构上能够辨认的二级结构组合体，并充当 三级结构的构件（block building），其基本形 式有αα、βαβ和βββ等。多数情况下只有非极性 残基侧链参与这些相互作用，而亲水侧链多在分 子的外表面。
-曲折和回形拓扑结构是（）组合 的两种超二级结构。
-曲折(mander)是另一种常见的超二级结 构，相邻的三条反平行-链通过紧凑的-转角连 接而成。
β折叠在蛋白质中)
理论上四条β折叠有12种组合， 但是……
Greek key 的由来
超二级结构
Super Secondary Structure
• 超二级结构类型 • 形成αα超二级结构的作用力 • 形成βαβ超二级结构的作用力 • β-sheet 的拓扑学规律
蛋白质分子基础4-蛋白质制备
等电聚焦电泳
根据要分离的蛋白质的pI的不同，订购不同pH 梯度的凝胶，可以对蛋白质样品进行分离。
如3.5~9.5、2.5~6.0、5.0~8.5、7.5~10等。
凝胶的pH值范围越窄，分辨力越高。可分离等 电点相差0.01个pH单位的蛋白质，最高可以分 辨0.0025个pH单位的蛋白质。 等电凝胶可以抵消扩散作用，蛋白质可以富集在 很窄的区带上。 适用于少量蛋白质样品的分析鉴定，不适用于大 量制备。 要求用无盐的溶液，而蛋白质在无盐溶液中容易 沉淀；在等电点发生沉淀和变性的蛋白质也不适 合用次方法分离。
SDS-PAGE电泳
绘制标准曲线：
按下式计算相对迁移率：
相对迁移率 =
蛋白样品距加样端迁移距离（cm） 溴酚蓝区带中心距加样端距离（cm）
以每个蛋白标准的分子量对数对它的相对迁移率作图得标 准曲线，量出未知蛋白的迁移率即可测出其分于量，这 样的标难曲线只对同一块凝胶上的样品的分子量测定才 具有可靠性。
采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，被检测物是蛋白 质，“探针”是抗体，“显色”用标记的二抗。 具体操作为经过PAGE分离的蛋白质样品，转移 到固相载体（例如硝酸纤维素薄膜）上，固相载 体以非共价键形式吸附蛋白质。以固相载体上的 蛋白质或多肽作为抗原，与对应的抗体起免疫反 应，再与酶或同位素标记的第二抗体起反应，经 过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异 性目的基因表Байду номын сангаас的蛋白成分。该技术也广泛应用 于检测蛋白水平的表达。
SDS-PAGE电泳
PAGE根据其有无浓缩效应，分为连续系统和不 连续系统两大类，连续系统电泳体系中缓冲液 pH 值及凝胶浓度相同，带电颗粒在电场作用下， 主要靠电荷和分子筛效应。 不连续系统中由于缓冲液离子成分， pH ，凝胶 浓度及电位梯度的不连续性，带电颗粒在电场中 泳动不仅有电荷效应，分子筛效应，还具有浓缩 效应，因而其分离条带清晰度及分辨率均较前者 佳。
生物化学课件：4 蛋白质三维结构
2级结构
3级结构
4级结构
蛋白质的高级结构
蛋白质二级结构的基本类型
二级结构：靠氢键维系的部分蛋白质主链有规 律的折叠结构。（链内或链间形成的氢键）
主要有-螺旋、-折叠、-转角、无规卷曲。 其中-螺旋是蛋白质中最常见，含量最丰富的 二级结构
二级结构产生的原因
➢ Peptide bond不能转动 → 肽平面
0.54 nm 3.6 个残基
第n＋3个肽键的H原子 第n个肽键的O原子
C原子 O原子 N原子 H原子
N-端
0.5 nm
（a）
理想α-螺旋的特性
①肽链上C=O氧与它后面 （C端）第四个残基上C的原子 N-H氢形成氢键，氢键O取原子 向与主轴基本平行。 N原子
H原子
②螺旋一圈占3.6个AA，螺 距0.54 nm，每个AA旋转 100o，沿轴上升0.15nm。
➢ 肽链中连续出现大侧链的氨基酸（如Ile），由于空 间位阻，也难以形成α-螺旋。
➢ 在多肽链中连续的出现带同种电荷的极性氨基酸， α-螺旋就不稳定，如多聚Lys、多聚Glu。
2. β-折叠（β- sheet）
-折叠是由两条或多 条伸展的多肽链平行 排列，由相邻肽链上 的酰胺H和羧基O间形 成的氢键所维持有规 则的结构。（也可以 在同一肽链的不同部 分之间形成）
蛋白质的三维结构
➢二级结构 ➢三级结构 ➢四级结构 ➢蛋白质变性与复性 ➢抗体
蛋白质的二级结构
➢肽平面 ➢二级结构的基本类型 ➢二级结构类型的代表性蛋白
肽平面
肽基 (peptide group) ➢ 构成肽链主链的基本单元，叫做肽基——
主链骨架重复单位，它包括两个α-碳原子 及其中间的一个肽键，Cα-CO-NH-Cα；
第4章 蛋白质
将H原子靠近自己，观察CAR的走向，逆时 针（左转）为L型，顺时针（右转）为D型。 D：dextro 右 C：carboxyl group ; 拉丁语中 L： levo 左 A：amino group ;
R：residue ;
A L型
C R
R A
C D型
24
• 天然pr中的aa均为L-型； • 两型aa的生理功能不同。
抗 体
11
6、激素作用：
胰岛素等
7、接受和传递信息的受体：
受体蛋白
8、控制细胞生长、分化：
生长因子、阻遏蛋白
9、毒蛋白：
植物、微生物、昆虫所分泌
10、许多蛋白在凝血作用、通透作用、 营养作用、记忆活动等方面起重要作用。
12
二、蛋白质的含量与分布
动物性食品：肌肉、皮、骨骼、血液、乳 和蛋中； 植物性食品：籽实和块根、块茎； 在微生物中也含有丰富的蛋白质 一般食物蛋白质含量:肉类(包括鱼类)为10 %～30%；乳类为1.5%～3.8%；蛋类为11%～ 14%；干豆类20%～49.8%，坚果类(核桃仁、 榛子仁等)为15%～26%；谷类果实6%～10%， 薯类约为2%～3%。
6
一、蛋白质的生物学功能
（一）组织、细胞中主要蛋白质的功能 1、催化作用 • 几乎所有的酶都是蛋白质
7
2、生物体的结构成分
膜 蛋 白
8
3、运输和储存
血红蛋白在血中输送氧 肌红蛋白在肌肉中输送氧
•膜蛋白起运输作用
9
4、在协调运动中的作用中
动物的肌肉收缩、细菌的鞭毛运动神经传 导
10
5、在识别、防御免疫保护作用
54
1．氨基酸的连接方式——肽键
• 肽键(peptide bond)：为1个氨基酸的α氨基和另一氨基酸的α-羧基之间脱水后 形成的共价键，即酰胺键。 • 此为蛋白质中氨基酸连接的基本方式。
2-4 蛋白质是生命活动的承担者-高一生物教学同步精美课件(人教版2019必修1)
(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数。
①N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数。
②O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子
总数－脱去水分子数。
H
H
H
OO
H2N C C N C C N C COOH
R1
O
O
H R2 O H R3
(4)若为环状多肽，肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数。
导致
催化作用，如酶
功能多样性 调节作用，如胰岛素
免疫作用，如抗体
(2022深圳二模) 2. 人体内有数万种不同的蛋白质，承担多
种多样的功能。下列不属于蛋白质功能的是（ ） A. 催化绝大多数化学反应 B. 肌肉、毛发的构成 C. 参与抵御病菌和病毒的入侵 D. 红细胞中氧气的跨膜运输
【答案】D
【答案】D
[典型例题]某五十肽中有丙氨酸（R基为—CH3）2个，现脱掉其中 的丙氨酸（相应位置如下图）得到几种不同的有机产物，其中脱下 的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物 中有关原子、基团或肽键数目的叙述错误的是( )
A．肽键数目减少4个 C．氢原子数目增加8个
【答案】D
B．氨基和羧基分别增加4个 D．氧原子数目增加2个
组
种类：21种
成
RO
基本单位：氨基酸 通式：H2N C C OH
H
核脱 糖水 体缩
合
特点： 至少有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上 组成蛋白质的氨基酸种类不同
多肽
折 叠 盘 旋
蛋白质
氨基酸的数目不同
氨基酸排列顺序不同
多肽的空间结构不同
形成
构成生物体，如结构蛋白
4 蛋白质答案
蛋白质化学一、填空题：1．寡肽通常是指由 2 个到10 个氨基酸组成的肽。
2．我国于1965 年在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质-牛胰岛素。
3．人工合成肽时常用的氨基保护基有苄氧羰基、叔丁氧羰基、联苯异丙氧羰基、芴甲氧羰基。
4．人工合成肽时常用的活化羧基的方法有叠氮法、活化酯法、酸酐法。
保护羧基的方法有盐化、酯化。
5．常用的拆开蛋白质分子中二硫键的方法有氧化法，常用的试剂为过甲酸；还原法，常用的试剂为β-巯基乙醇或巯基乙酸。
6．蛋白质的二级结构有α-螺旋、β-折叠、β转角、无规则卷曲和Ω环等几种基本类型。
7．在a螺旋中C＝O和N-H之间形成的氢键最稳定，因为这三个原子以直线排列。
8．Pauling等人提出的蛋白质a螺旋模型，每圈螺旋包含 3.6 个氨基酸残基，高度为0.54nm 。
每个氨基酸残基沿轴上升0.15nm ，并沿轴旋转100 度。
9．胶原蛋白是由3 股肽链组成的超螺旋结构，并含有稀有的羟脯氨酸与羟赖氨酸残基。
10．一般来说，球状蛋白质的疏水性氨基酸侧链位于分子内部，亲水性氨基酸侧链位于分子表面。
11．血红蛋白（Hb）与氧结合的过程呈现协同效应，是通过Hb的别构现象实现的。
12．当溶液中盐离子强度低时，可增加蛋白质的溶解度，这种现象称盐溶。
当溶液中盐离子强度高时，可使蛋白质沉淀，这种现象称盐析。
13．抗体就是免疫球蛋白。
14．利用蛋白质不能通过半透膜的特性，使它和其他小分子物质分开的方法有透析和超滤。
15．实验室中常用的测定相对分子质量的方法有SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、凝胶过滤和超离心等。
16．脯氨酸不是a-氨基酸，它经常改变肽链折叠的方式。
17．常用的肽链N端分析的方法有二硝基氟苯法、苯异硫氰酸法、丹磺酰氯法和氨肽酶法。
C端分析的方法有肼解法和羧肽酶法等。
18．影响血红蛋白与氧结合的因素有氧分压、二氧化碳分压、氢离子浓度和2.3-二磷酸甘油酸等。
19．蛋白质超二级结构的基本组合形式为αα、βαβ、βββ、βcβ、β-曲折和β-折叠筒等。
实验四 蛋白质的定量测定方法
1.实验器材
分光光度计；试管；移液管；容量瓶。
2.实验试剂
(1)标准蛋白质溶液：称取10mg牛血清白蛋白，溶于蒸馏水中并定容至 100mL，制成100μg/mL的溶液。 (2)考马斯亮蓝G250 试剂：称取100mg考马斯亮蓝G250，溶于50mL 95％乙醇中，加入 85%(m/v)的磷酸100mL，最后用蒸馏水定容到1000mL。此溶液可在常温下 放置一个月。 (3)样品溶液：配制约50μg/mL的牛血清白蛋白溶液作为样品。
【实验材料】
1.实验器材 100毫升容量瓶2只；移液管1毫升4支，5毫升2支；分光光度计。 2.实验试剂 (1)Fo1in酚试剂甲：将lg碳酸钠溶于50mL0.lmol／L氢氧化钠溶液中， 再把0.5g硫酸铜(CuSO4∙5H2O)溶于100mL1％酒石酸钾(或酒石酸钠)溶液， 然后将前者50mL与后者lmL混合。混合后1日内使用有效。 (2)Folin酚试剂乙：在1.5L容积的磨口回流瓶中加入100g钨酸钠 (Na2WO4∙2H2O)、25g钼酸钠(Na2MoO4∙2H2O)、700mL蒸馏水、50mL85％磷酸 及100mL浓盐酸，充分混匀后回流10h。回流完毕，再加150g硫酸锂、50mL 蒸馏水及数滴液体溴，开口继续沸腾15分钟，以便驱除过量的溴，冷却后 定容到1000mL。过滤，如显绿色，可加溴水数滴使氧化至溶液呈淡黄色。 置于棕色瓶中暗处保存。
1.实验器材 实验器材 分光光度计；恒温水浴槽；移液管；微量进样器；试管架和试管。 2.实验试剂 实验试剂 (1)BCA试剂的配制 ①试剂A，1L：分别称取10gBCA(1%)，20gNa2CO3·H2O(2%)，1.6g Na2C4H4O6·2H2O(0.16%)，4gNaOH(0.4%)，9.5gNaHCO3(0.95)，加水至1L， 用NaOH或固体NaHCO3调节pH值至11.25。 ② 试剂B，50mL：取2gCuSO4·5H2O(4%)，加蒸馏水至50mL。 ③ BCA试剂：取50份试剂A与1份试剂B混合均匀。此试剂可稳定一周。 (2)标准蛋白质溶液：称取40mg牛血清白蛋白，溶于蒸馏水中并定容至100mL， 制成400µg/mL的溶液。 (3)样品溶液：配制约50µg/mL的牛血清白蛋白溶液作为样品。
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命题人侯珊审核人师锦绣
一．选择题
1．现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（）A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和1 D．799、11和9 2．氨基酸通式中R基的不同，决定了（）
A．生物的不同种类B．氨基酸的不同种类
C．蛋白质的不同种类D．肽键的不同数目
3．谷氨酸的R基为－C3H5O2,1分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次为（）A．5、9、4、1 B．4、8、5、1 C．5、8、4、1 D．4、9、4、1 4．有9个氨基酸脱水缩合形成一条肽链，该多肽分子中所含肽键数、游离的氨基和羧基数至少为（）
A．9、9、9 B．10、9、8、C．8、2、2、D．8、1、1、
5．若组成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为130，那么一个由4条肽链共280个氨基酸所组成的蛋白质其分子量是（）
A．31432 B．31486 C．31378 D．36382
6．形成蛋白质分子结构的层次，从小到大依次是（）
①氨基酸②C、H、O、N等元素③氨基酸脱水缩合④一条或几条肽链连接在一起⑤多肽⑥蛋白质
A．②①③④⑥⑤B．①③②④⑥⑤C．②①⑥③④⑤D．②①③⑤④⑥7．下列的陈述中，能高度概括出蛋白质功能的是（）
A．细胞和生物体的重要结构成分
B．生命活动的主要体现者
C．收缩、运输、免疫等功能活动的物质基础
D．调节细胞和生物体代谢的重要物质
8．组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是（）
A．NH—CO B．—NH—CO—
C．—NH2—COON—D．NH2 —COOH
9．自然界合成蛋白质的氨基酸大约有多少种? ( )
A．20 B．30 C．40 D．60
10．绿色植物用来制造蛋白质必需的无机盐是( )
A．Ca2+B．Cu2+C．PO43- D．NO3-
11．人体血红蛋白分子有四条肽链，574个氨基酸组成，该分子的肽键数为( ) A．574 B．573 C．572 D．570
12．人体血红蛋白中的一条肽链有145个肽键，则形成这条肽链的氨基酸分子数及它们相互缩合过程中生成的水分子数分别是( )
A．145个和144个B．146个和145个
C．145个和145个D．145个和146个
13．已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，问此蛋白质的分子量最接近于( )
A ．12800
B ．12544
C ．11036
D ．12288
14．下列有关蛋白质的叙述中,不正确的是( )
A ．促使淀粉分解成麦芽糖的酶是蛋白质
B ．构成蛋白质的核苷酸的种类有20种
C ．蛋白质是构成细胞和生物体的重要组成物质
D ．蛋白质是调节生物体新陈代谢的重要物质
15．鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，这是由于高温破坏了蛋白质的（ ）
A ．肽键
B ．肽链
C ．空间结构
D ．氨基酸
16．同一草场上的牛和羊吃了同样的草,可牛肉和羊肉的口味却有差异,这是由于( )
A ．同种植物对不同生物的影响不同
B ．牛和羊的消化功能强弱有差异
C ．牛和羊的蛋白质结构存在差异
D ．牛和羊的亲缘关系比较远
17．蛋白质和多肽的主要差别在于蛋白质
A ．包含的氨基酸多
B ．能水解成氨基酸
C ．分子量大
D ．空间结构更复杂
18．通常情况下，分子式C 63H 103O 45N 17S 2的多肽化合物中最多含有多少肽键？
A ．63
B ．62
C ．17
D ．16
二．非选择题
19
（1）表中①②③的氨基酸数目虽然相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的 不同。
（2）表中③与④或⑤与⑥功能相似，但各具专一性，它们之间的差异性，取决于 。
（3）⑥中常见的氨基酸最多 种。
（4）假若构成这六种化合物的每一种氨基酸的平均分子量均为ｍ，则⑤的分子量比④的分子量多 。
（5）在未知平滑肌舒张素的情况下，推知这种肽类化合物至少有 个氨基和 个羧基。
这些氨基和羧基位于肽类化合物的位置在 。
20．有一肽链的分子结构如下图
NH 2 CH CO NH CH CO NH CH CO NH CH COOH CH 3 CH 2CH 2COOH 2SH
CH 3
（1）参与该蛋白质合成的氨基酸分子有个；氨基酸的种类有种；（2）该蛋白质中含有羧基个；氨基个；肽键个；R基种。
（3）肽链形成蛋白质时，失去水分子数个。
21．附加题
（1）．某多肽的化学式为C55H70O19N10,将它彻底水解得到三种氨基酸:甘氨酸(C2H5NO2),苯丙氨酸(C9H11NO2),谷氨酸(C5H9NO4).则此多肽中有肽键数为( )
A．8 B．9 C．10 D．11
（2）．“三鹿婴儿奶粉”引起了全国关注。
根据我国现行的食品质量标准，0～6个月的婴儿奶粉中蛋白质的含量应为12%～18%。
现有一种待测婴儿奶粉，请你尝试完成鉴定实验。
①实验目的
鉴定该待测婴儿奶粉蛋白质的含量是否符合质量标准。
②实验原理
蛋白质与________试剂发生作用，产生紫色反应。
③材料用具
相同浓度的标准婴儿奶粉溶液和待测婴儿奶粉溶液、0.1g/mL的NaOH溶液、0.01 g/mL 的CuS04溶液、试管和滴管等。
④实验步骤
A取两支试管分别加人2mL的标准婴儿奶粉溶液（编号甲）和2mL的待测婴儿奶粉溶液（编号乙）。
标准婴儿奶粉溶液在本实验中起________作用。
B分别向两支试管中加人2mL的______________溶液，振荡，摇匀。
C再分别向两支试管中加人3～4滴__ _溶液，振荡，摇匀，比较颜色的变化。
⑤结果预期
4 生命活动的主要承担者---蛋白质练习答案
1-5 BBADA 6-10 DBBAD 11-15 DBCBC 16-18 CDD
19．(1)氨基酸的种类和排列顺序、(2)氨基酸的种类、数目、和排列顺序的不同。
(3)20 (4)3m-54、(5)1、1、分别位于肽链的两端。
20．（1）16、3（2）8、4、12、3 （3）0
21．(1)B (2)．②双缩脲④A.对照 B.0.1g/mL的NaOH溶液 C.0.01 g/mL的CuS04溶液⑤若盛有待测婴儿奶粉溶液（编号乙）试管出现的紫色与盛有标准婴儿奶粉溶液（编号甲）试管的紫色相近，则说明待测奶粉蛋白质含量符合质量标准。
若盛有待测婴儿奶粉溶液（编号乙）试管出现的紫色比盛有标准婴儿奶粉溶液（编号甲）试管的紫色浅或紫色更深，则说明待测奶粉蛋白质含量不符合质量标准。