第四节 蛋白质的性质
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
蛋白质的理化性质
五、蛋白质的紫外吸收
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 附近有最大吸收值。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。
COO- H+ P
NH3+
COOH P
Cl3CCOO-
COOH P
NH3+
NH3+¡¤- OOC CCl3
蛋白质复合盐
生化检验工作中。常用此类试剂沉淀蛋白质。
（5）热凝固沉淀蛋白质
蛋白质受热变性后，在有少量盐类存在或将pH调至等电点，则很容
易发生凝固沉淀。
原因可能由于变性蛋白质的空间结构解体，疏水基团外露，水膜破 坏，同时由于等电点破坏了带电状态等而发生絮结沉淀。
天然蛋白质分子由于受各种物理和化学因素的影响，有序的空间结构 被破坏，致使蛋白质的理化性质和生物学性质都有所改变，但并不导致蛋 白质一级结构的破坏。这种现象称为蛋白质的变性作用。变性的蛋白质叫 做变性蛋白质，变性蛋白质的分子量不变。 2、变性因素
⑴物理因素。如：加热、紫外线照射、X射线照射、超声波、高压、剧烈 摇荡、搅拌、表面起泡等。
⑵化学因素。如：强酸、强碱、脲素、重金属盐、三氯醋酸、乙醇、胍、表 面活性剂、生物碱试剂等，都可引起蛋白质的变性。
3、变性的原因 可概括如下： ⑴蛋白质分子的副键破坏，致使其空间结构发生变化。 ⑵蛋白、-NH2等与某些化学试剂发生反应。
分离提取蛋白质常用硫酸铵[（NH4）2SO4]、硫酸钠(Na2SO4)、氯化钠( NaCl)、硫酸镁(MgSO4)等中性盐来沉淀蛋白质，这种沉淀蛋白质的方法 叫盐析法。
第2章 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 知识点
第4节蛋白质是生命活动的主要承担者一、蛋白质的功能1．蛋白质是目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子。
细胞核中的遗传信息，往往要表达成蛋白质才能起作用。
2．主要功能及举例类别功能举例结构蛋白许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质肌动蛋白、肌球蛋白等功信息传递对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用胰岛素、生长激素等能催化作用催化细胞内的多种化学反应大多数酶等蛋运输作用有些蛋白质具有运输功能血红蛋白等白防御作用能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质抗体等二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1．种类(1)在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。
(2)分类①依据：人体细胞能否合成。
②必需氨基酸：8种。
人体细胞内不能合成，必须从外界环境中获取。
③非必需氨基酸：13种。
人体细胞能够合成，也可从外界环境中获取。
2．氨基酸的元素组成及结构特点(1)组成氨基酸的共有元素是C、H、O、N，有的氨基酸含有S等元素。
(2)结构①写出图中结构名称a ．氨基；b 、d.R 基；c.羧基。
②比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式：。
③氨基酸的结构特点数量关系：至少都含有一个氨基和一个羧基。
位置关系：都有一个氨基和一个羧基连接在同一碳原子上。
各种氨基酸之间的区别在于R 基的不同。
三、蛋白质的结构及其多样性 1．氨基酸的脱水缩合(1)此生理过程的名称是脱水缩合。
(2)写出字母代表的结构或名称：a.肽键，b.二肽。
(3)判断产物H 2O 中原子的来源⎩⎨⎧H ：来自R 1所在氨基酸的羧基和R 2所在氨基酸的氨基O ：来自R 1所在氨基酸的羧基 (4)多肽中氨基或羧基的含量：至少一个。
2．蛋白质的形成过程 元素：C 、H 、O 、N 等 ↓氨基酸：蛋白质的基本组成单位 ↓脱水缩合二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物 ↓多肽(链)：由多个氨基酸分子缩合而成的化合物，通常呈链状结构↓蛋白质：具有一定的空间结构3．蛋白质种类繁多的原因在细胞中，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。
蛋白质的理化性质与分离纯化
生物 化学
1 理化性质
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
第四节 蛋白质的理化性质 及其分离纯化
酸碱性质
分子量
胶体性质 紫外吸收 变性作用 化学反应
分离纯化 分析鉴定
RT Mr = lim π c→0 c
蛋白质的分子量
化学组成法 SDS-PAGE法 SDS-PAGE法 凝胶过滤法 渗透压法 沉降系数法和沉降平衡法
生物 化学
1 理化性质
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
第四节 蛋白质的理化性质 及其分离纯化
蛋白质紫外吸收
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。 氨酸、酪氨酸和色氨酸。 这三种氨基酸的在280nm 这三种氨基酸的在280nm 附近有最大 吸收，使得大多数蛋白质在280nm 吸收，使得大多数蛋白质在280nm 附近 显示强的吸收。 显示强的吸收。 利用这个性质， 利用这个性质，可以对蛋白质进行定 性鉴定。 性鉴定。
酸碱性质 分子量 胶体性质
紫外吸收
变性作用 化学反应
分离纯化 分析鉴定
生物 化学
1 理化性质
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
第四节 蛋白质的理化性质 及其分离纯化
蛋白质变性、 蛋白质变性、沉淀与凝固 蛋白质的变性作用(denaturation) 变性后的蛋白质由于疏水基团 某些物理或化学因素，： 某些物理或化学因素，破坏蛋白质的结构 变性蛋白质的性质改变： 变性蛋白质的性质改变 状态， 状态，引起蛋白质理化性质改变并导致其生 的暴露而易于沉淀， ，溶解度下降 物理性质：旋光性改变， ①的暴露而易于沉淀，但沉淀的蛋白 ， 物理性质：旋光性改变 溶解度下降， 理活性丧失，称为蛋白质的变性。 理活性丧失，称为蛋白质的变性。 沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等； 沉降率升高，粘度升高，光吸收度增加等； 质不一定都是变性后的蛋白质。 质不一定都是变性后的蛋白质。 蛋白质变性的实质是次级键的断裂和重排， 蛋白质变性的实质是次级键的断裂和重排， 化学性质：官能团反应性增加， ② 化学性质：官能团反应性增加，易被 有些变性蛋白质在一定条件下还 不涉及肽键的断裂。 不涉及肽键的断裂。 蛋白酶水解。 蛋白酶水解。 引起蛋白质变性的因素 。 可以复性，是可逆变性。 生物学性质：原有生物学活性丧失， ③可以复性，是可逆变性 生物学性质：原有生物学活性丧失， 物理因素： ① 物理因素：高温、高压、紫外线、电离 抗原性改变。 抗原性改变。 高温、高压、紫外线、 加热使蛋白质变性并凝聚成块状 辐射、超声波、机械剪切等； 辐射、超声波、机械剪切等； 称为凝固。因此， 强碱、有机溶剂 化学因素：强酸、 ② 称为凝固。因此，凡凝固的蛋白质 、重 化学因素：强酸、强碱、有机溶剂、 金属盐等。 金属盐等。 一定发生变性。 一定发生变性。
蛋白质的分离纯化(1)
白质的净电荷为零时的pH称等电点（pI）。
蛋白质等离子点： 没有其他盐类干扰时, 蛋白质质子供体基团解离出来
的质子数与质子受体基团结合的质子数相等时的pH称为等 离子点。
二、蛋白质的紫外吸收性质
蛋白质溶液能吸收一定波长的紫外光，主要是由带 芳香环的氨基酸决定的。其在280nm处对紫外吸收能力 的强弱顺序为：
电
电
泳
泳
方
方
向
向
等电聚焦电泳
SDS-PAGE
双向电泳后的凝胶经染色蛋白呈现二维分布图，水平方向反映 出蛋白在pI上的差异，而垂直方向反映出它们在分子量上的差别。
所以双向电泳可以将分子量相同而等电点不同的蛋白质以及等 电点相同而分子量不同的蛋白质分开。
5.层析聚焦(P310)
是根据蛋白质的等电点差异分离蛋白质混合物的柱层析方法。
(polyacrylaminde gel electrophoresis) 电泳
PAGE
样品浓缩成很薄的起始区带（0.1mm）
它以聚丙烯酰胺 凝胶为支持物，一般 制成凝胶柱或凝胶板 （不连续体系）。
浓缩胶 分离胶
凝胶的浓度（孔径大小）、 缓冲液组分和离子强度、 pH以及电场强度都是不同的
分离成单区带
依次洗脱收集后， 通过紫外吸收法测定吸 收峰。
这样大小不同的蛋白 质就被分离开来了。
（二）根据蛋白质溶解度不同的纯化方法
（蛋白质的胶体和沉淀性质）
主要方法： 1：等电点沉淀和PH值控制 2：蛋白质的盐溶和盐析 3：有机溶剂分级分离法 4：改变温度
1.等电点沉淀和PH值控制
即在不改变其它条件的情况下，PH处于等电点时的蛋白质 溶解度达到最低点。而位于等电点两侧的PH条件下蛋白质的溶
蛋白质的理化性质教学内容
蛋白质的理化性质第四节蛋白质的理化性质一、两性离解和等电点蛋白质是由氨基酸组成的，在其分子表面带有很多可解离基团，如羧基、氨基、酚羟基、咪唑基、胍基等。
此外，在肽链两端还有游离的α-氨基和α-羧基，因此蛋白质是两性电解质，可以与酸或碱相互作用。
溶液中蛋白质的带电状况与其所处环境的pH 有关。
当溶液在某一特定的pH 条件下，蛋白质分子所带的正电荷数与负电荷数相等，即净电荷数为零，此时蛋白质分子在电场中不移动，这时溶液的pH 称为该蛋白质的等电点，此时蛋白质的溶解度最小。
由于不同蛋白质的氨基酸组成不同，所以蛋白质都有其特定的等电点，在同一pH 条件下所带净电荷数不同。
如果蛋白质中碱性氨基酸较多，则等电点偏碱，如果酸性氨基酸较多，等电点偏酸。
酸碱氨基酸比例相近的蛋白质其等电点大多为中性偏酸，约在5.0 左右。
1、两性解离蛋白质可以在酸性环境中与酸中和成盐，而游离成正离子，即蛋白质分子带正电，在电场中向阴极移动；在碱性环境中与碱中和成盐而游离成负离子，即蛋白质分子带负电，在电场中向阳极移动。
以“P”代表收集于网络，如有侵权请联系管理员删除收集于网络，如有侵权请联系管理员删除蛋白质分子，以―NH 2 和―COOH 分别代表其碱性和酸性解离基团，随pH 变化，蛋白质的解离反应可简示如下：（pH>pI ） （pH=pI ） （pH<pI ）移向阳极 不移动 移向阴极2、等电点沉淀和电泳①等电点沉淀蛋白质在等电点时，以两性离子的形式存在，其总电荷数为零，这样的蛋白质颗粒在溶液中因为没有相同电荷而相互排斥的影响，所以极易借静电引力迅速结合成较大的聚集体，因而易发生沉淀析出。
这一性质常在蛋白质分离、提纯时应用。
在等电点时，除了蛋白质的溶解度最小外，其导电性、粘度、渗透压以及膨胀性均为最小。
②电泳蛋白质颗粒在溶液中解离成带电的颗粒，在直流电场中向其所带电荷相反的电极移动。
这种大分子化合物在电场中定向移动的现象称为电蛋白质的阴离子蛋白质的阳离子蛋白质的兼性离子（等电点）NH 3+COO -P NH 3+P COOHNH 2COO-P泳。
高二化学2020.5.22第七章第四节蛋白质 推荐
蛋 白 质 的 存 在
蛋白质种类 膜蛋白质 胰岛素蛋白 DNA
氨基酸简介：羧酸分子中的烃基氢原子被 氨基取代的衍生物叫氨基酸
分子中含有氨基和羧基的化合物。把 氨基和羧基的相对位置的不同分为α、β、 γ…ω等氨基酸。自然界游离存在的氨基 酸有300多种，但作为蛋白质组成成分的 氨基酸只有20种。天然蛋白质水解的最终 产物都是α-氨基酸。
高中二年级 化学
第四节 蛋白质
——生命的基础
授课者 刘惠平
一、蛋白质的组成和存在
❖ 主要组成元素 CHONSP
❖ 化学组成 氨基酸
❖ 相对分子质量 几万～几千万，属于天然有机高分子化合物
❖ 存在 主要存在于生物体内，肌肉，发，皮肤，角蹄， 酶，激素，抗体，病毒；在植物中也很丰富， 比如大豆，花生，谷物。
蛋白质的研究进展
❖ 对蛋白质的研究现在主要的是采取从分 子的角度去考虑，改装，修复，移植等
❖ 蛋白质的生产主要采取的方法是生物工 程和酶的发酵等
❖ 蛋白质的用途主要研究的是药用，食用， 工业等方面
蛋白质研究的仪器
DNA研究的仪器
RNA和DNA的合成仪器
DNA分析的工具
练习：写方程式
❖ 1、甘氨酸与丙氨酸反应生成链状二肽
肽键
三、蛋白质的性质
1.盐析 某些无机盐（钾、钠、铵）的浓溶液，
可使蛋白质的溶解度降低，产生凝聚而从溶 液中析出，这种作用叫蛋白质的盐析。盐析 是可逆过程，是物理变化。
〔实验7-6〕 现象：蛋白质凝结，后又溶解了。 用途：分离，提纯蛋白质。
思考： 现有SARS治疗中急需的干扰素（一种
蛋白质），我们要怎么样的制取它，并提 取它？
蛋白质结构单元——氨基酸
蛋白质分离技术
★等电点测定
等电聚焦法（isoelectricfocusing）
（2）蛋白质的胶体性质
蛋白质的分子量很大（1-100nm），在水溶液中 具有胶体性质，如布郎运动、丁达尔现象不能 通过半透膜等。 透析：将含小分子杂质的蛋白质放入透析袋，置 水中，小分子杂质不断从袋中出来，大分子蛋 白质仍留在袋中。 半透膜：只允许小分子通过，而大分子不能通过。 如羊皮纸、火棉胶、玻璃纸等。
等电聚焦法
2、离子交换层析法
基质：纤维素、交联葡聚糖、树脂
电荷基团：
（四） 配体亲和力的差异 ： 亲和层析
亲和层析:利用蛋白质分子对其配体分子特有的 识别能力。 配基：
酶的底物、辅酶、抑制剂、效应物及其结构类似 物，激素与受体蛋白，抗原与抗体，生物素与 亲和素（抗亲和素蛋白），凝集素。
（五）HPLC（high performance/pressure liquid chromatography)
第四节：蛋白质的重要性质及分离纯化
Release proteins from cells and Differential centrifugation as a first step in protein purification
一、蛋白质的性质
（1）蛋白质的两性解离
蛋白质与aa一样，能够发生两性解离， 也有等电点。在等电点时(Isoelectric point pI)，蛋白质的溶解度最小，在 电场中不移动。
（5）蛋白质的紫外吸收
Trp、Tyr和Phe在280nm 附近有最大吸收。 因此，利用这个性质，可以对蛋白质进 行定性鉴定和定量测定。
二、分离纯化蛋白质的主要方法
（一）根据溶解度差异分离：选择性沉淀 法
第四章蛋白质的营养
2）特点：缺乏的氨基酸常常是EAA ；常发 生在低蛋白饲粮和生长快、高产的动物； 缺乏症可通过补充所缺乏的氨基酸而缓解 或纠正。
（4）氨基酸中毒
由于饲粮中某种氨基酸含量过高而引起 动物生产性能下降，添加其他氨基酸可部 分缓解中毒症，但不能完全消除。
生长猪：10种EAA---- 赖 、蛋 、色 、苯丙、 亮、异亮、缬、苏、组、精氨酸；
成年猪禽：8种---不包含组氨酸和精氨酸；
生长禽：13种----部分节约EAA的AA。 丝氨酸→甘氨酸（部分） 胱氨酸→蛋氨酸（50%） 酪氨酸→苯丙氨酸（30-50%） 5.条件性必需氨基酸：
是指饲粮中各种氨基酸的数量和相互间的 比例与动物的需要量相符合。说明该饲粮 （料）的氨基酸是平衡的，反之，则为不 平衡。 只有在饲粮中氨基酸保持平衡状态下，氨 基酸才能最有效地被利用，任何一种氨基 酸的不平衡都会导致动物体内的蛋白质消 耗增多，而生产性能也将明显降低。
（2）水桶理论
（3）氨基酸的缺乏
9.氨基酸互补
也称蛋白质互补，是指两种或两种以上的 蛋白质通过混合，以弥补各自在氨基酸组 成和含量上的营养缺陷。
生产实践中，这是提高蛋白质生物学价值 的有效方法。混合料蛋白质的生物学价值 高于任何一种单一饲料的蛋白质生物学价 值。是配合饲料生产的理论基础之一。
三、AA平衡理论及理想蛋白质
1.AA平衡理论 （1）AA平衡的概念
特定条件下必需由饲料供给的AA.
如:对仔猪, Arg、Glu是条件性EAA
6.非必需氨基酸（NEAA，Non-essential amino acid）:是指可不由饲粮提供，动物体内的合成完
全可以满足需要的氨基酸。但并不是指动物在生 长和维持生命活动的过程中不需要这些氨基酸。
《生物化学》第二章
2．β-折叠
形式
4．无规卷曲
多肽链中，两段以上折叠成锯齿状的肽链， 通过氢键相连而成的平行片层状结构称为β折叠或β-片层。
无规卷曲是指肽链中没有确定规律性的构象， 不能被归入明确的二级结构，本身也具有一 定的稳定性。
- 20 -
第二节 蛋白质的分子结构
二、蛋白质的空间结构
α-螺旋
α-螺旋的主链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基 上升一圈，相当于0.54 nm。
另外，虽然亚基具有独立的三级结构，但单独存在时无生物活性。例如，血红蛋白（上图）由四个 亚基组成，每个亚基在含氧量高的地方均能结合一分子的氧，在含氧量低时，释放所结合的氧。但任何 一个亚基单独存在时，只能结合氧，不能释放氧，不具有血红蛋白的运氧作用。
- 27 -
第二节 蛋白质的分子结构
二、蛋白质的空间结构
蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。 蛋白质一级结构的阐明，对揭示某些疾病的发病机制、指导疾病治疗有十分重要的意义。
？
蛋白质的空间结构是如何形成的？？
- 18 -
第二节 蛋白质的分子结构
二、蛋白质的空间结构
蛋白质的二级结构
蛋白质的二级结构（secondary structure）是指多肽链中有规则重复的构象， 这些构象由主链原子形成，不涉及侧链部分的构象。
-7-
第一节
蛋白质的分子组成 二、蛋白质的基本结构单位——氨基酸
除甘氨酸外，其他氨基酸的α-碳原子均为手性碳 原子，有L-型和D-型两个旋光异构体。组成天然氨基 酸的氨基酸均为L-型，因此人体内的氨基酸均为L-α-氨 基酸，其结构式如右图所示。
-8-
第一节
蛋白质的分子组成 二、蛋白质的基本结构单位——氨基酸
生物化学(1)
第四章蛋白质化学第一节蛋白质的分子组成1、蛋白质的元素组成有哪些特点？已知生物样品含氮量怎样计算生物样品蛋白质含量？第二节蛋白质的分子结构1、蛋白质的分子结构包括哪些？2、蛋白质分子中氨基酸之间的连接方式是什么？何谓肽键？3、蛋白质多肽链的方向是怎样的？4、何谓蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构？5、蛋白质二级结构有哪些基本形式？6、维系蛋白质各级结构的化学键分别是什么？第四节蛋白质的理化性质1、蛋白质的最大紫外吸收峰是多少?2、什么是蛋白质的等电点？当溶液PH小于、等于、大于PI时，蛋白质在溶液中分别带何种电荷？3、蛋白质在水溶液中的稳定因素是什么？4、蛋白质变性的实质是什么？蛋白质变性后理化性质有哪些改变？蛋白质变性的应用第五章核酸化学第一节核酸的分子组成1、核酸分为哪两大类？2、核酸的基本组成单位是什么？3、核苷酸的基本组成成分有哪些？第二节核酸的分子结构1、核酸分子中核苷酸的连接方式是什么？何谓核酸的一级结构？2、DNA双螺旋结构的要点有哪些？Chargaff法则有哪些？第三节核酸的理化性质6、何谓Tm？DNA分子中的G-C含量或A-T含量与Tm有何关系？7、何谓DNA变性？DNA变性的实质是什么？核酸变性后有什么特征？8、核酸的最大紫外吸收峰是多少?第六章酶第一节酶的分子组成与活性中心1、全酶的组成成分有哪些？各组成成分的作用是什么？2、何谓酶的活性中心？酶活性中心内有哪两种必需基团？第二节酶促反应的特点和机制1、酶与一般催化剂的不同点有哪些？2、酶具有高效性的机制是什么？第三节酶促反应动力学1、影响酶促反应速度的因素有哪些？2、何谓Km？有何意义？3、酶的抑制作用包括哪几类？4、磺胺类药物的作用机制？5、什么叫竞争性抑制作用及非竞争性抑制作用？动力学参数有何变化？各有什么主要特点？6、反竞争性抑制作用的动力学参数有何变化？7、高温及低温影响酶活性的机制分别是什么？8、激活剂的定义？唾液淀粉酶的非必需激活剂是什么？第四节酶的调节1、酶原的定义及其无活性的根本原因。
高中化学蛋白质性质教案
高中化学蛋白质性质教案
一、教学目标：
1. 了解蛋白质的结构特点和分类；
2. 掌握蛋白质的性质，包括酶活性、溶解性和变性特点；
3. 能够通过实验方法检测蛋白质的性质。
二、教学重点与难点：
重点：蛋白质的结构、性质和实验方法；
难点：如何通过实验方法检测蛋白质的性质。
三、教学准备：
1. PowerPoint课件；
2. 实验器材：蛋白质溶解实验所需的试管、试管夹、试管架、蛋白质样品等；
3. 实验步骤和结果记录表。
四、教学过程：
1. 导入：通过展示蛋白质的结构式和分类，引出本节课的内容。
2. 学习与讨论：介绍蛋白质的性质，包括酶活性、溶解性和变性特点，并讨论相关实验方法。
3. 实验操作：进行蛋白质的溶解实验，记录实验步骤和结果。
4. 总结与检测：总结本节课的知识点，让学生通过实验方法检测蛋白质的性质。
五、课堂作业：
1. 制作一份实验报告，包括实验步骤、结果和结论；
2. 思考蛋白质的性质如何与其结构和功能相联系。
六、教学反思：
通过本节课的教学，学生能够更加深入地了解蛋白质的性质，培养学生的实验操作能力和思考能力，激发学生对化学的兴趣和探索精神。
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。
Pr结构4
E.都属于色蛋白类
5． 有一血清清蛋白(pI＝6．85)的混合物，在哪种条件下电泳分 离效果最好?
A.pH4.9 B.pH5.9 C.pH6.5
D.pH8.6
E.pH3.5
6. 经凯氏定氮法测定，一血清标本的含氮量为10g/L ，那么，蛋白 质的浓度是多少？ A. 52.5g/L C. 62.5g/L B. 57.5g/L D. 67.5g/L
电泳
带电粒子在 电场力作用 下向着所带 电荷相反的 方向泳动的 现象叫电泳。 利用这一原 理，可以将 蛋白质进行 分离纯化。
板状电泳
等电聚胶电泳
(isoelectric focusing gel IEF)
SDS-PAGE separates proteins by MW
2. 有机溶剂沉淀法：
②有机溶剂浓度不能太高，Pr沉淀后立即分离
（三）层析
（chromatography)
定义：利用混合物中各组分理化性质的差异，在 相互接触的两相（固定相与流动相）之间的分 布不同而进行分离分析的技术方法。 方法：离子交换层析；凝胶层析；吸附层析及亲 和层析等。
离子交换层析法
定义:
利用离子交换树脂作为支持物，将带有不同 电荷的Pr进行分离的方法。 分类: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 原理:带正电荷多的Pr与树脂结合较强，而带正电荷 少的Pr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Pr进行分 离。
生物化学：第四节 蛋白质的性质
一. 胶体性质
蛋白质的分子量1万~100万之间， 其分子直径1~100nm之间，在胶体颗粒 的范围。
所以蛋白质具有胶体性质，如布 朗运动、光散射、电泳、不能透过半 透膜及具有吸附能力等。
测定方法： 超速离心法 凝胶过滤法 聚丙烯酰胺电泳等
二. 相对分子量
1.两性解离
三. 两性解离及等电点
大多蛋白质变性后，很难复性。
五、蛋白质的沉淀
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，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。
能使蛋白质沉淀的试剂有： 1） 高浓度中性盐
（NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl （中和蛋白质的电荷） 这种加入盐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)
五、蛋白质的沉淀
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，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。
能使蛋白质沉淀的试剂有： 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）
蓝色
酚
Tyr
坂口反应 次氯酸钠+次溴酸钠 红色
胍
Arg
染色作用
考马氏亮蓝
蓝色
疏水区 所有蛋白质
蛋白质的分离纯化 蛋白质组学 建议选修《酶工程》
P69
NaOH溶液 + 少量稀CuSO4溶液
HgNO3+ Hg(NO2)2 + HNO3+ HNO2
浓硝酸 + 氨
第四节-蛋白质
OH NH2
试写出下面氨基酸的结构简式： （1）丙氨酸（α-氨基丙酸） （2）苯丙氨酸（α-氨基-β苯基丙酸）
氨基酸的性质
（1）既能与酸反应又能与碱反应 如：与碱反应
NH2CH2COOH+OH-→NH2CH2COO-+H2O
与酸反应
NH2CH2COOH+H+→NH3+CH2COOH （2）脱水缩合 书写出氨基乙酸与氨基乙酸脱水而成二 肽的方程式。
第四节 蛋白质
生命的基础
SARS病毒的电子图片
SARS病的凶手—— 冠状病毒，有自己 的核酸和蛋白质。 它进入人体后，借 助人体内的原料合 成病毒。其实当我 们人体发病时，是 它的蛋白质对我们 起了作用。
蛋白质的存在
主要的存在于生物体内，肌肉，发，皮 肤，角蹄，酶，激素，抗体，病毒；在 植物中也很丰富，比如大豆，花生，谷 物。 是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。
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不必说了，多么清净！乳娘动了动。尤五姨娘怕乳娘醒来，手臂一颤，小鱼儿喷出一口气，难受的弹弹舌尖，正巧尤五姨娘乳头在小鱼 儿嘴前，小鱼儿出于本能，一口咬住了，吮吸起来。尤五姨娘还没有出奶，但她感觉到一种神奇的涌动，好像身体从前都是死的、或者 说没有真正活过，现在却像一根枯枝用尽全力应和着春风呼唤似的、应和起小鱼儿的索求来。这么小、连人形都不太具备的一个东西， 怎么可以吸得这么有力？像它全部的的生命都系在她身上。它全部的生命，就系在她身上。她忽然领悟，这才是母亲。它一切索求，她 天然的不能拒绝。现在再杀它，它仍然不会反抗，但尤五姨娘已经没有能力再举起手。酥麻、疼痛而幸福的任它吮吸着。它哪怕吸的是 她的血，她也会给它。乳娘睁开眼醒来时，很惊愕的发现十 已经不在摇篮里了，而在她亲娘的怀里，吸着娘的奶。初产妇，出奶不是 很快，十 老得不到满足，气得越吸越大力，尤五姨娘乳头已经被吸出血，十 尝到些腥味，更加用力，尤五姨娘乳头上终于有丝丝奶水 渗出来。老太太午憩后，跟苏小横一起来探望十孙女儿，惊愕的看见尤五姨娘亲自搂着婴孩哺乳，说什么也不肯放。她不管人家说什么 了。她的命根子搂在这里了！“这是……”老太太咂了咂嘴，很不满意。但尤五姨娘脸上那蠢煞了的坚持，不知怎么打动了她，她叹了 口气：“自己奶孩子，苦着呢！你不怕，就先试试罢。撑不住了，就让乳娘帮你。到底人家奶多，别饿着孩子。”这就是由着尤五姨娘 了。尤五姨娘奶着小鱼儿，奶了三天，小鱼儿额上的血斑，果然依着婆子所论，渐渐淡了。尤五姨娘奶水已比乳娘还旺盛。她醒时，就 喂孩子，还学着换尿布，等孩子睡，她也睡。她这个人像是完全变成了一只为孩子活着的动物。第三天，明柯跑了。他跑的时候，尤五 姨娘刚奶完一顿孩子，在睡。窗外一片灰蒙，似黄昏暮色，然而实在是午后，只因铅云压得实在太低，遮蔽了日色。炉子里，上好的炭 火规规矩矩烧着，偶尔“噼啪”一声。宝音侧耳听着外头的风。往常这时候，第一场雪早该下了罢？今年冬天旱，好像所有的雨水都在 秋天下完了，这时候天公就干着脸、屏着，只遣些冷利利的风来。往年这几天，她跟嘉颜都并肩儿奔忙。年节年节，人家过年，她们过 劫，跑断了腿、操碎了心。今年少了宝音，嘉颜是更忙了罢？开春或许好些。开了春，进京的进京去，府里的事务，也终于要真正分给 大太太、二太太作主了。宝音已经听说，嘉颜在替两位太太带丫头，丫头的人选，宝音也听了，平常都看在眼里的，果然都是勤快聪颖 的人，并无大差。嘉颜忙的时候，抱怨也是抱怨的，但干起活来比谁都麻利。她不是喜欢交权的人。只不过，老太太都交了，她有什么 法子？往
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四. 蛋白质的变性 4、蛋白的复性
蛋白质的变性作用若不过于剧烈， 蛋白质的变性作用若不过于剧烈，则是一种可逆过 高级结构松散了的变性蛋白质通常在除去变性因素 程。高级结构松散了的变性蛋白质通常在除去变性因素 缓慢地重新自发折叠形成原来的构象， 后，可缓慢地重新自发折叠形成原来的构象，恢复原有 的理化性质和生物活性，这种现象称为复性 (renaturation)。 。 大多蛋白质变性后，很难复性。 大多蛋白质变性后，很难复性。
五、蛋白质的沉淀
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，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。 水化层，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。
能使蛋白质沉淀的试剂有： 能使蛋白质沉淀的试剂有： 1） 高浓度中性盐 ）
（NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl （中和蛋白质的电荷） 中和蛋白质的电荷） 、
这种加入盐使蛋白质沉淀析出的现象称为盐析， 这种加入盐使蛋白质沉淀析出的现象称为盐析， 盐析 用于蛋白质分离制备。 用于蛋白质分离制备。
2）有机溶剂 ）
丙酮、 丙酮、乙醇
(破坏蛋白质水膜 破坏蛋白质水膜) 破坏蛋白质水膜
五、蛋白质的沉淀
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，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。 水化层，蛋白质的胶体溶液就不在稳定并将产生沉淀。
第四节
蛋白质的重要性质
一. 胶体性质
蛋白质的分子量1万~100万之间， 其分子直径1~100nm之间，在胶体颗粒 的范围。 所以蛋白质具有胶体性质，如布 朗运动、光散射、电泳、不能透过半 透膜及具有吸附能力等。
二. 相对分子量
测定方法： 超速离心法 凝胶过滤法 聚丙烯酰胺电泳等
三. 两性解离及等电点
NaOH溶液 NaOH溶液 2个以上相 双缩脲反应 紫红至蓝紫 所有蛋白质 + 少量稀CuSO4溶液 少量稀CuSO 邻的肽键 米伦反应 黄色反应 茚三酮反应 FolinFolin-酚反应 坂口反应 染色作用 HgNO3+ Hg(NO2)2 + HNO3+ HNO2 浓硝酸 + 氨 茚三酮 碱性CuSO 碱性CuSO4 + 磷钼酸-磷钨酸 磷钼酸次氯酸钠+ 次氯酸钠+次溴酸钠 考马氏亮蓝 红色 黄色至橙色 紫色 蓝色 蓝色 红色 蓝色 酚 苯 吲哚 游离氨基 酚 胍 疏水区 Tyr Phe、 Phe、Tyr Trp α-氨基 Tyr Arg 所有蛋白质
能使蛋白质沉淀的试剂有： 能使蛋白质沉淀的试剂有： 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） （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、 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） （与蛋白质中带正电荷的基团生成不溶性盐）
四. 蛋白质的变性 2、蛋白质变性的因素 物理因素：加热、紫外线、超声波、高压等； 物理因素：加热、紫外线、超声波、高压等； 化学因素：强酸、强碱、 化学因素：强酸、强碱、脲、盐酸胍、去垢剂、 盐酸胍、去垢剂、 重金属盐等； 重金属盐等；
四. 蛋白质的变性 3、蛋白质变性后的表现 生物活性丧失（ 生物活性丧失（酶）； 溶解度降低，粘度增大，扩散系数变小（蛋清） 溶解度降低，粘度增大，扩散系数变小（蛋清）； 基团位置改变； 基团位置改变； 对蛋白酶敏感性增大。 对蛋白酶敏感性增大。
1.两性解离
蛋白质分子上有许多可解离的基团， 蛋白质分子上有许多可解离的基团，如 肽链末端的氨基 肽链末端的羧基 酸性aa残基的侧链 酸性aa残基的侧链 碱性aa残基的侧链 碱性aa残基的侧链
所以 蛋白质具有两性性质
三. 两性解离及等电点
2.蛋白质的带电情况
Environmental pH
蛋白质的带电情况 与溶液的pH 有关 溶液的
六. 紫外吸收和颜色反应
1. 紫外吸收
由于蛋白质中的Tyr、 由于蛋白质中的Tyr、Trp 和 Phe 残基在紫外 区有光吸收， 区有光吸收，所以
蛋白质在 280nm 的光波长处有最大光吸收 280nm
这一特性可用于蛋白质的检测
六. 紫外吸收和颜色反应
2. 颜色反应
反应名称 试 剂 颜 色 参与反应 的基团 有此反应的 蛋白质或aa 蛋白质或aa
11 10 9 8 7 6 5 4 3
等电点( 等电点(pI)
+
0
Net Charge of a Protein
-
三. 两性解离及等电点
3.应 用
电 泳 分 变性的概念
蛋白质受到某些理化因素的影响， 蛋白质受到某些理化因素的影响，其空间结构 发生改变， 发生改变，蛋白质的理化性质和生物学功能随之改 变或丧失， 未导致蛋白质一级结构的改变， 变或丧失，但未导致蛋白质一级结构的改变，这种 现象叫变性作用（ 现象叫变性作用（denaturation）。 变性作用 ）。
11 10 9 8 7 6 5 4 3
+
0
Net Charge of a Protein
-
三. 两性解离及等电点
3.蛋白质的等电点
Environmental pH
当蛋白质在一定的 pH的溶液中，所带的正 负电荷相等，它在电场 中既不向阳极也不向阴 极移动，此时溶液的pH 值叫做该蛋白质的等电 点 ( pI ) 。
乙醛酸反应 乙醛酸试剂+浓硫酸 乙醛酸试剂+
蛋白质的分离纯化 蛋白质组学
建议选修《酶工程》 建议选修《酶工程》
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