蛋白质3-3

四 、 蛋 白 质 的 变 性
如c：为鉴定尿中是否有蛋白质常用加热法 来检验。 来检验。 如d：在急救重金属盐中毒（如氯化高汞） 在急救重金属盐中毒（如氯化高汞） 可给患者吃大量乳品或蛋清， 时，可给患者吃大量乳品或蛋清，其目 的就是使乳品或蛋清中的蛋白质在消化 中 重金属 的 蛋白质， 蛋白质， 重金属 ， 法 中 。
半透膜原理:膜上有小孔， 半透膜原理:膜上有小孔，只允许水及小分物 质通过，而蛋白质等大分子不能通过。 质通过，而蛋白质等大分子不能通过。
加压
超 滤 装 置 示 意 图
小分子 物质
蛋白质溶液
半透膜 栅板
三、蛋白质的沉淀作用
沉淀作用的定义： 沉淀作用的定义 ： 蛋白质由于带有电 荷和水膜， 荷和水膜 ， 因此在水溶液中成稳定的 胶体，如果蛋白质溶液中加入适当的 胶体 ， 试剂， 试剂 ， 破坏了蛋白质的水膜或中和了 蛋白质的电荷， 蛋白质的电荷 ， 则蛋白质胶体溶液就 不稳定而出现沉淀现象。 不稳定而出现沉淀现象。
不同生物与人的Cytc的AA差异数目 的 差异数目 不同生物与人的
生物 与人不同的AA数目 0 1 9 10 11 12 13 14 15 21 23 25 31 35 43 44 黑猩猩 恒河猴 兔 袋鼠 牛、猪、羊、狗 马 鸡、火鸡 响尾蛇 海龟 金枪鱼 角饺 小蝇 蛾 小麦 粗早链孢霉 酵母
不可逆沉淀
在强烈沉淀条件下， 在强烈沉淀条件下，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 溶液的稳定性， 和性质， 和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶 解于水。 解于水。 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。 变化，所以又称为变性沉淀。 如加热沉淀、强酸碱沉淀、 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。 生物碱沉淀等都属于不可逆沉淀。
牛胰核糖核酸酶
二 、 一 级 结 构 与 功 能 的 关 系 种属差别： 种属差别：目前对不同机体中表现同一功
能的蛋白质的氨基酸排列顺序进较详细的 比较研究，发现种属差异是十分明显的 比较研究，发现种属差异是十分明显的。
如：不同种属来源的胰岛素在其A链的 不同种属来源的胰岛素在其A 的 不同 素的 素的 不 AA 和 链 的 不 响胰岛 AA 胰岛
泳
电泳举例
假如有一个Thr、Lys和Glu等 假如有一个Thr、Lys和Glu等3种氨基酸混合 Thr pH6.0下进行电泳 然后用茚三酮显色。 下进行电泳， 物，在pH6.0下进行电泳，然后用茚三酮显色。 请画出电泳后的氨基酸分布图，标明阳极、阴 请画出电泳后的氨基酸分布图，标明阳极、 极和原点。 极和原点。 原
四 、 蛋 白 质 的 变 性
不可逆变性： 不可逆变性 ： 大多数蛋白质变性时 其空间结构破坏严重，不能恢复。 其空间结构破坏严重，不能恢复。 可逆变性： 有些蛋白质在变性后， 可逆变性 ： 有些蛋白质在变性后 ， 除去变性素仍可恢复其活性。 除去变性素仍可恢复其活性。 复性（renaturation）：若蛋白质变 复性（ ） 性程度较轻， 去除变性因素后， 性程度较轻 ， 去除变性因素后 ， 有 些蛋白质仍可恢复或部分恢复其原 来的构象及功能。 来的构象及功能。
四 、 蛋 白 质 的 变 性
蛋白质的性质与它们的结构密切相关。 蛋白质的性质与它们的结构密切相关。某 些物理或化学因素， 些物理或化学因素，能够破坏蛋白质的结 构状态， 构状态，引起蛋白质理化性质改变并导致 其生理活性丧失。 其生理活性丧失。这种现象称为蛋白质的 变性( 变性(denaturation)。 。
第六节 蛋白质的性质
一、两性解离和电泳现象 蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解， 蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解，也 有等电点。在等电点时( 有等电点。在等电点时(Isoelectric point pI) 蛋白质的溶解度最小， pI)，蛋白质的溶解度最小，在电场中不移 动。 在不同的pH环境下，蛋白质的电学性质不同。 在不同的pH环境下，蛋白质的电学性质不同。 pH环境下 带电蛋白质粒子， 带电蛋白质粒子，在电场中的移动现象称为 蛋白质电泳(Electrophoresis) 蛋白质电泳(Electrophoresis)。
可逆沉淀
在温和条件下，通过改变溶液的pH或电荷状况， 在温和条件下，通过改变溶液的pH或电荷状况， pH或电荷状况 使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。 使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化， 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生变化， 都没有发生变化 在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液，所 在适当的条件下，可以重新溶解形成溶液， 重新溶解形成溶液 以这种沉淀又称为非变性沉淀。 以这种沉淀又称为非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法， 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。 等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。
离心机（按转速分） 离心机（按转速分） 普通型离心机(500-5000 r/min):蛋白质分 普通型离心机 蛋白质分 子质量大于10 子质量大于 8； 高速型离心机(1000-25000 r/min):蛋白质 高速型离心机 蛋白质 分子质量大于10 分子质量大于 8； 超速型离心机(25000-80000 r/min):蛋白 超速型离心机 蛋白 质分子质量在10 质分子质量在 6-108； 超高速型离心机（ 超高速型离心机（150000 r/min）：蛋白 ） 质分子质量在10 质分子质量在 6-108。
例如， 核糖核酸酶经 例如 ， 核糖核酸酶 经 β- 巯基乙醇 和尿素作用后， 发生变性， 和尿素作用后 ， 发生变性 ， 失去 生物学活性。 变性后如经过透析 生物学活性 。 去除尿素和β 巯基乙醇， 去除尿素和β-巯基乙醇，又可恢 复其酶活性。
核糖核酸酶变性与复性作用
8 M 尿素 β-巯基乙醇
COOH
Pr
NH2 COOH
OH-
COO -
Pr
NH2 COOH
+ H+
( H2 O )
Pr
NH2 COOH
H+
Pr
NH3+ COO -
Pr
NH2
pH （ pI ）
Pr
NH3+
pI —— 使蛋白质呈电中性的溶液 PH 值
pH = pI： 蛋白质处于中性环境，两边解离趋势相等而成兼性离子 ： 蛋白质处于中性环境， pH ＞ pI：蛋白质处于碱性环境，羧基解离趋势大于氨基而成负离子 ： 蛋白质处于碱性环境， pH＜ pI：蛋白质处于酸性环境，氨基解离趋势大于羧基而成正离子 ：蛋白质处于酸性环境，
四 、 蛋 白 质 的 变 性蛋白质变性的实质:蛋白质的空间构象破 蛋白质变性的实质 蛋白质的空间构象破 但不包括肽链的断裂等一级结构变化), 坏(但不包括肽链的断裂等一级结构变化 但不包括肽链的断裂等一级结构变化 蛋白质的若干理化性质和生物学活性改变. 蛋白质的若干理化性质和生物学活性改变 引起蛋白质变性的因素 物理因素 高温、 高压 、 紫外线 、 X线照射 、 超声 线照射、 高温 、 高压、 紫外线、 线照射 剧烈震荡和剧烈搅拌等。 波、剧烈震荡和剧烈搅拌等。 化学因素 强酸、 强碱、 重金属盐、 有机溶剂、 强酸 、 强碱 、 重金属盐 、 有机溶剂 、 尿 素和十二烷基磺酸钠(SDS)等。 素和十二烷基磺酸钠 等
点
+
Glu Thr Lys
-
二、蛋白质的胶体性质
由于蛋白质的分子量很大， 由于蛋白质的分子量很大，它在水中能 够形成胶体溶液。 够形成胶体溶液。蛋白质溶液具有胶体 溶液的典型性质，如丁达尔现象、 溶液的典型性质，如丁达尔现象、布郎 运动等。 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。 分子杂质除去。
第五节 蛋白质结构与功能的关系 蛋白质结构与功能的关系
一、一级结构决定蛋白质的高级结构 eg.牛胰核糖核酸酶 eg.牛胰核糖核酸酶 天然: 124个氨基酸残基组成的 天然:由124个氨基酸残基组成的 一条肽链， 一条肽链，含4对-S-S-。 变性： 变性：8个-SH 复性： 复性：4对-S-S-。概率计算，有 概率计算， 105种可能性。事实：只有1种。 105种可能性。事实：只有1 种可能性
盐析沉淀法
原理： 原理 ： 中性盐的亲水性大于蛋白质分子的亲 水性， 所以加入大量 中性盐后， 大量中性盐后 水性 ， 所以加入 大量 中性盐后 ， 破坏了蛋白 质分子的水膜， 暴露出疏水区域； 质分子的水膜 ， 暴露出疏水区域 ； 同时又中 和了电荷， 破坏了亲水胶体， 和了电荷 ， 破坏了亲水胶体 ， 蛋白质分子即 形成沉淀。 少量 盐溶) 少量:盐溶 形成沉淀。(少量 盐溶 盐析沉淀是可逆的， 盐析沉淀是可逆的 ， 它一般不会破坏蛋白质 的生物活性。 的生物活性。 盐析沉淀是一种简单温和的分离方法， 盐析沉淀是一种简单温和的分离方法 ， 适用 于蛋白质的前期分离和后期浓缩。 于蛋白质的前期分离和后期浓缩 。 不同的盐 浓度可有效地使蛋白质分级沉淀。 浓度可有效地使蛋白质分级沉淀。
②蛋白质的构象并不是固定不变的， 蛋白质的构象并不是固定不变的，
当有些蛋白质表现其生物功能时， 当有些蛋白质表现其生物功能时， 其构象发生改变， 其构象发生改变，从而改变了整 个分子的性质， 个分子的性质，这种现象就称为 别构现象。 别构现象。
别构现象是蛋白质表现其生物功能 中的一种相当普遍而又十分重要的 现象， 现象，如血红蛋白在表现其输氧功 能时的别构现象就是一个例子。 能时的别构现象就是一个例子。
镰刀型贫血病
Hb A Hb S
N 末端 N 末端
1 2 3 4 5 6 Val His Leu Thr Pro Glu Val His Leu Thr Pro Val
C 末 端 C 末 端