第二章 蛋白质(2)分析
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第二章 蛋白质分离纯化技术(2)
28
几种盐在不同温度下的溶解度（克/100毫升水）
温度
0℃ 20℃ 80℃ 100℃
（NH4)2SO4 70.6 75.4
95.3
103
Na2SO4 4.9 18.9
43.3
42.2
NaH2PO4 1.6
7.8 93.8
101
1）硫酸铵在0℃时的溶解度，远远高于其它盐类
29
2) 分离效果好：有的提取液加入适量硫 酸铵盐析，一步就可以除去75％的杂 蛋白，纯度提高了四倍。
3) 温度：为防止变性和降解，制备具有活性的蛋白 质和酶，提取时一般在0℃～5℃的低温操作。
4) 防止蛋白酶的降解作用：加入抑制剂或调节提 取液的pH、离子强度或极性等方法使相应的水解 酶失去活性，防止它们对欲提纯的蛋白质、酶的降 解作用。
15
5) 搅拌与氧化：搅拌能促使被提取物的溶解， 一般采用温和搅拌为宜，速度太快容易产生大 量泡沫，增大了与空气的接触面，会引起酶等 物质的变性失活。因为一般蛋白质都含有相当 数量的巯基，有些巯基常常是活性部位的必需 基团，若提取液中有氧化剂或与空气中的氧气 接触过多都会使巯基氧化为分子内或分子间的 二硫键，导致酶活性的丧失。在提取液中加入 少量巯基乙醇或二硫苏糖醇以防止巯基氧化。
1) 盐浓度（即离子强度）：
离子强度对生物大分子的溶解度有极大的影响，绝大多数蛋 白质和酶，在低离子强度的溶液中都有较大的溶解度，如在 纯水中加入少量中性盐，蛋白质的溶解度比在纯水时大大增 加，称为“盐溶”现象。盐溶现象的产生主要是少量离子的 活动，减少了偶极分子之间极性基团的静电吸引力，增加了 溶质和溶剂分子间相互作用力的结果。
带正电荷蛋白质
（疏水胶体）
阴离子
不稳定蛋白颗粒
几种盐在不同温度下的溶解度（克/100毫升水）
温度
0℃ 20℃ 80℃ 100℃
（NH4)2SO4 70.6 75.4
95.3
103
Na2SO4 4.9 18.9
43.3
42.2
NaH2PO4 1.6
7.8 93.8
101
1）硫酸铵在0℃时的溶解度，远远高于其它盐类
29
2) 分离效果好：有的提取液加入适量硫 酸铵盐析，一步就可以除去75％的杂 蛋白，纯度提高了四倍。
3) 温度：为防止变性和降解，制备具有活性的蛋白 质和酶，提取时一般在0℃～5℃的低温操作。
4) 防止蛋白酶的降解作用：加入抑制剂或调节提 取液的pH、离子强度或极性等方法使相应的水解 酶失去活性，防止它们对欲提纯的蛋白质、酶的降 解作用。
15
5) 搅拌与氧化：搅拌能促使被提取物的溶解， 一般采用温和搅拌为宜，速度太快容易产生大 量泡沫，增大了与空气的接触面，会引起酶等 物质的变性失活。因为一般蛋白质都含有相当 数量的巯基，有些巯基常常是活性部位的必需 基团，若提取液中有氧化剂或与空气中的氧气 接触过多都会使巯基氧化为分子内或分子间的 二硫键，导致酶活性的丧失。在提取液中加入 少量巯基乙醇或二硫苏糖醇以防止巯基氧化。
1) 盐浓度（即离子强度）：
离子强度对生物大分子的溶解度有极大的影响，绝大多数蛋 白质和酶，在低离子强度的溶液中都有较大的溶解度，如在 纯水中加入少量中性盐，蛋白质的溶解度比在纯水时大大增 加，称为“盐溶”现象。盐溶现象的产生主要是少量离子的 活动，减少了偶极分子之间极性基团的静电吸引力，增加了 溶质和溶剂分子间相互作用力的结果。
带正电荷蛋白质
（疏水胶体）
阴离子
不稳定蛋白颗粒
蛋白质的结构与功能(2)
二、组成蛋白质的基本单位——氨基酸 1、氨基酸的命名： 系统命名法 俗称
α
α
2、氨基酸的结构特点： ❖氨基酸的通式
COO-
CHRH3
C +NH3
H
L-氨基酸的丙甘通氨氨式酸酸
特点：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。
除脯氨酸为亚氨基酸外，其余19种均符合通式；
主要化学键： 疏水作用力、 离子键、 氢键、 van der Waals力
等。
四、蛋白质的四级结构
概念：蛋白质分子中各亚 基的空间排布及相互作用。
蛋白质的亚基 (subunit)： 参与构成蛋白质四级结构 的、每条具有三级结构的 多肽链。
主要化学键：疏水作用力， 氢键和离子键
蛋白质结构中应注意的问题： 由一条多肽链形成的蛋白质其最高级结构为三级，具有三
-折叠(-pleated sheet) ①多肽链呈伸展状态，肽键平面沿长轴折叠呈锯齿状，两平
面间夹角为110°，R基交替地伸向锯齿状结构的上下方。
②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。
③若两条肽段走向一致（N端、C端方向相同），称为平行式； 反之，称之为反平行式，反向更稳定。
正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。在某种未知蛋白质的作 用下可转变成β-折叠的PrPsc，从而致病。
第四节 蛋白质的理化性质及其分离纯化
一、蛋白质的理化性质 1、蛋白质的两性解离与等电点 蛋白质的两性解离 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。
变性蛋白质的特点： 生物学活性丧失 溶解度降低，易于沉淀 粘度增加，结晶能力消失 易被蛋白酶水解
动物生物化学 第二章 蛋白质
肽链内形成氢键，氢键的取向 几乎与轴平行，第一个氨基酸 残基的酰胺基团的-CO基与第 四个氨基酸残基酰胺基团的NH基形成氢键（包含13个原 子）。
蛋白质分子为右手-螺旋。
（1）-螺旋
-螺旋
表 几种螺旋结构参数
结构类型 残基/圈 1个氢键环的原子数 每个残基高度（nm） Φ Ψ
310螺旋 3.0
位 置
及顺序分析，
的 然后同其它方法分析的肽段进行比较，
确 确定二硫键的位置。
定
2.4 蛋白质的高级结构
2.4.1 肽单位平面结构和二面角
O
O
O
H
H
H
H2N
C
C
N H
C
C
N H
C
C
R
R
R
N端
肽单位
肽单位
O
H
H
NH C C N C COOH
H
R
R
C端
肽单位： 主肽链中的重复单位
肽键平面—由于肽键的双键性质，使得形成肽键的N、C原子以及它们相 连的四个原子形成一个平面，这个平面就叫肽键平面。
蛋白质构件分子是氨基酸。 氨基酸是蛋白质的基本单位。 自然界存在的氨基酸有300多 种，但合成蛋白质的氨基酸只 有20种，都属于α-氨基酸，其 中除甘氨酸外，其余都是L-α氨基酸。
蛋白质分子中的20种 氨基酸在DNA分子中有它 们特异的遗传密码相对应，
因而也称编码氨基酸 （Coding amino acid）。 新近发现的硒代半胱氨酸 （SeCys）也是一种编码 氨基酸。
由 两 个 氨 基 酸 组 成 的 肽 称 为 二 肽 ， 由 多 个 氨 基酸组成的肽则称为多肽。因为多肽呈链状， 所以又称为多肽链。组成多肽的氨基酸单元称 为氨基酸残基。
蛋白质分子为右手-螺旋。
（1）-螺旋
-螺旋
表 几种螺旋结构参数
结构类型 残基/圈 1个氢键环的原子数 每个残基高度（nm） Φ Ψ
310螺旋 3.0
位 置
及顺序分析，
的 然后同其它方法分析的肽段进行比较，
确 确定二硫键的位置。
定
2.4 蛋白质的高级结构
2.4.1 肽单位平面结构和二面角
O
O
O
H
H
H
H2N
C
C
N H
C
C
N H
C
C
R
R
R
N端
肽单位
肽单位
O
H
H
NH C C N C COOH
H
R
R
C端
肽单位： 主肽链中的重复单位
肽键平面—由于肽键的双键性质，使得形成肽键的N、C原子以及它们相 连的四个原子形成一个平面，这个平面就叫肽键平面。
蛋白质构件分子是氨基酸。 氨基酸是蛋白质的基本单位。 自然界存在的氨基酸有300多 种，但合成蛋白质的氨基酸只 有20种，都属于α-氨基酸，其 中除甘氨酸外，其余都是L-α氨基酸。
蛋白质分子中的20种 氨基酸在DNA分子中有它 们特异的遗传密码相对应，
因而也称编码氨基酸 （Coding amino acid）。 新近发现的硒代半胱氨酸 （SeCys）也是一种编码 氨基酸。
由 两 个 氨 基 酸 组 成 的 肽 称 为 二 肽 ， 由 多 个 氨 基酸组成的肽则称为多肽。因为多肽呈链状， 所以又称为多肽链。组成多肽的氨基酸单元称 为氨基酸残基。
高中生物 第2章 第2节 第2课时 蛋白质的功能及有关计算问题同步备课课件 新人教版必修1
三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，
栏 目
可形成肽类化合物的种类：
链
接
形成三肽的种类：(33＝27)
第十页，共30页。
形成(xíngchéng)二肽的种类：(32＝9)
(2)A、B、C 三种(sān zhǒnɡ)氨基酸，且每种氨基酸只有一 个的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：(3×2×1＝6)
(5)氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸 中氮原子的总数。
第九页，共30页。
(6)氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸 中氧原子的总数－脱水数。
(7)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－2×脱水数。
3．氨基酸的排列与多肽(duō tài)的种类计算
(1)假若有A、B、C
(2)蛋白质分子中至少含有的羧基(—COOH)或氨基(—NH2)数＝
________数。肽链
N条肽链上至少含有N 个氨基和N 个羧基；N条肽链上的所有氨
栏 目
基＝N(肽链数)＋R基上的氨基数。
链
接
分子(质3)量蛋—白水质分的子相数对目分×子1质8(量水＝分氨子基相酸对的分数子目质×量_)_。____氨的基平酸均相对
第十三页，共30页。
(6)血红蛋白：存在于红细胞中的含Fe2＋的蛋白质。其特性 是在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离。
2．蛋白质的变性
蛋白质分子的空间结构不是很稳定(wěndìng)，在特定条件 下，蛋白质结构可发生变化。
栏 目
链
(1)蛋白质变性的因素。
接
①重金属盐(汞盐、银盐)；②酸、碱、乙醇、尿素；③高温 ；④X射线、紫外线等。
栏 目
生物化学 课本答案
第二章蛋白质一、课后习题1. 用对与不对回答下列问题。
如果不对，请说明原因。
（1）构成蛋白质的所有氨基酸都是L 型的。
（2）当谷氨酸在pH4.5 的醋酸盐缓冲液中进行电泳时，它将向正极移动。
（3）如果用末端测定法测不出某肽的末端，则此肽必定是个环肽。
（4）α-螺旋就是右手螺旋。
（5）β-折叠仅仅出现在纤维状蛋白质分子中。
2. 已知 Lys 的ε-氨基的pK’a 为10.5，问pH9.5 时，Lys 溶液中将有多少分数这种基团给出质子（即[-NH3+]和[-NH2]各占多少）？3. 在强酸性阳离子交换柱上 Asp、His、Gly 和Leu 等几种氨基酸的洗脱顺序如何？为什么？4. Gly、His、Glu 和Lys 分别在pH1.9、6.0 和7.6 三种缓冲液中的电泳行为如何？电泳完毕后它们的排序如何？5. 1.068g 的某种结晶α-氨基酸，其pK1’和pK2’值分别为2.4 和9.7，溶解于100ml 的0.1mol/LNaOH 溶液中时，其pH 为10.4。
计算该氨基酸的相对分子量，并提出可能的分子式。
6. 求 0.1mol/L 谷氨酸溶液在等电点时三种主要离子的浓度各为多少?7. 向 1L 1mol/L 的处于等电点的氨基酸溶液中加入0.3 molHCl，问所得溶液的pH 是多少？如果加入0.3molNaOH 以代替HCl 时，pH 又将如何？8. 现有一个六肽，根据下列条件，作出此六肽的氨基酸排列顺序。
（1） DNFB 反应，得到DNP-Val;（2）肼解后，再用DNFB 反应，得到DNP-Phe;（3）胰蛋白酶水解此六肽，得到三个片段，分别含有1 个、2 个和3 个氨基酸，后两个片段呈坂口反应阳性。
（4）溴化氢与此六肽反应，水解得到两个三肽，这两个三肽片断经DNFB 反应分别得到DNP-Val 和DNP-Ala。
9. 有一九肽，经酸水解测定知由4 个氨基酸组成。
用胰蛋白酶水解成为两个片段，其中一个片断在280nm 有强的光吸收,并且对Pauly 反应、坂口反应都呈阳性；另一个片段用CNBr 处理后释放一个氨基酸与茚三酮反应呈黄色。
生物化学第二章蛋白质知识点归纳
一、概述
结合蛋白：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成。按辅基种类分为： 1 核蛋白（nucleoprotein ） 核酸 2 脂蛋白（lipoprotein ） 脂质 3 糖蛋白（glycoprotein） 糖 4 磷蛋白（phosphoprotein） 磷酸基 5 血红素蛋白（hemoprotein ） 血红素 6 黄素蛋白（flavoprotein ） FAD 7 金属蛋白（metallaprotein ） 金属
据R基团 极性分类
例外：
COO+α
H3N C H
R
Gly —— 没有手性
构型与旋光方向没有直接对应关系，L-α-氨基酸有的为左旋，有的为右旋， 即使同一种L-α-氨基酸，在不同溶剂也会有不同的旋光度或不同的旋光方向。
二十种常见蛋白质氨基酸的分类、结构及三字符号
据R基团化学 结构分类
脂肪族ＡA（烃链、含羟基或巯基、羧基、碱性基团） 杂环ＡＡ(His、Pro) 芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)
6 结构蛋白（structural protein）
7 防御蛋白（defense protein） 8 异常蛋白 (exotic protein)
二
氨基酸
1.蛋白质的水解 2.氨基酸的结构与分类 3.氨基酸的理化性质
一、蛋白质水解
完全水解得到各种氨基酸的混合物； 部分水解通常得到肽片段及氨基酸的混合物。 氨基酸是蛋白质的基本结构单元。 大多数的蛋白质都是由20种氨基酸组成，这20种
一、概述
按生物功能分：
1 酶（enzyme）
2 调节蛋白（regulatory protein）
3 转运蛋白（transport protein） 4 储存蛋白（nutrient and storage
高中生物必修一第二章 2蛋白质考点归纳
＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数 O原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数
＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
考点2、氨基酸的排列与多肽的种类计算
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形
成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：3 3 3
(33＝27种)
形成二肽的种类：3 3
(32＝9种)
②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形
成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：3 2 1 形成二肽的种类：3 2
(3×2×1＝6种) (3×2＝6种)
考点3、由氨基酸脱水缩合形成环肽
环状肽特点是:肽键数与氨基酸数相同。即肽键的 数目=脱二硫键
蛋白质考点归纳
考点1、蛋白质形成过程相关计算
相关计算 假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成m
条肽链。
(1)多肽的质量=氨基酸总质量－脱去水的质量 =氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－18×肽键数 =氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－18×（氨基酸 数－肽链数）
(2)至少含有游离的氨基或羧基数=肽链数 (3)氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数; 羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数 (4)N原子数＝各氨基酸中N的总数
若肽链间有二硫键（-S-S-）时， 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数*氨基酸相对分 子质量-18（氨基酸数-肽链数）-2*二硫键个数。
＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数
考点2、氨基酸的排列与多肽的种类计算
①A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形
成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：3 3 3
(33＝27种)
形成二肽的种类：3 3
(32＝9种)
②A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形
成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：3 2 1 形成二肽的种类：3 2
(3×2×1＝6种) (3×2＝6种)
考点3、由氨基酸脱水缩合形成环肽
环状肽特点是:肽键数与氨基酸数相同。即肽键的 数目=脱二硫键
蛋白质考点归纳
考点1、蛋白质形成过程相关计算
相关计算 假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成m
条肽链。
(1)多肽的质量=氨基酸总质量－脱去水的质量 =氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－18×肽键数 =氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－18×（氨基酸 数－肽链数）
(2)至少含有游离的氨基或羧基数=肽链数 (3)氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数; 羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数 (4)N原子数＝各氨基酸中N的总数
若肽链间有二硫键（-S-S-）时， 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数*氨基酸相对分 子质量-18（氨基酸数-肽链数）-2*二硫键个数。
大学生物化学简答题总结(蛋白质)免费
大学生物化学简答题总结(蛋白质)免费第二章蛋白质蛋白质分类1、根据蛋白质分子的外形，可以将其分作3类。
①球状蛋白质：分子形状接近球形，水溶性较好，种类很多，可行使多种多样的生物学功能。
②纤维状蛋白质：分子外形呈棒状或纤维状，大多数不溶于水，是生物体重要的结构成分，或对生物体起保护作用，如胶原蛋白和角蛋白。
有些可溶于水，在一定的条件下聚集成固态，如血纤维蛋白原。
还有一些与运动机能有关，如肌球蛋白。
有些纤维状蛋白质是由球蛋白聚集形成的，一般归类于球蛋白，如微管蛋白和肌动蛋白。
③膜蛋白质：一般折叠成近球形，插入生物膜，也有一些通过非共价键或共价键结合在生物膜的表面。
生物膜的多数功能是通过膜蛋白实现的。
2、根据分子组成可将蛋白质分为两类。
（1）简单蛋白质：仅由肽链组成，不包含其它辅助成分的蛋白质称简单蛋白质（simple protein），按照溶解度的差别，可将简单蛋白质分为7类，清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、精蛋白、组蛋白、硬蛋白（2）结合蛋白质：结合蛋白质（conjugated protein）由简单蛋白质和辅助成分组成，其辅助成分通常称为辅基。
根据辅基的不同，结合蛋白质可分为5类：核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、色蛋白和金属蛋白。
3、按功能将蛋白质分为10类。
（1）酶：酶是具催化活性的蛋白质，是蛋白质中种类最多的类群，新陈代谢的每一步反应都是由特定的酶催化完成的。
（2）调节蛋白：许多蛋白质具有调控功能，这些蛋白质称为调节蛋白。
其中一类为激素，如调节动物体内血糖浓度的胰岛素，刺激甲状腺的促甲状腺素，促进生长的生长素等。
另一类可参与基因表达的调控，它们能激活或抑制基因的转录或翻译。
（3）贮存蛋白质：有些蛋白的生物功能是贮存必要的养分，称贮存蛋白。
例如，卵清蛋白为鸟类胚胎发育提供氮源。
许多高等植物的种子含高达60%的贮存蛋白，为种子的发芽准备足够的氮素。
铁蛋白能贮存铁原子，用于含铁蛋白如血红蛋白的合成。
（4）转运蛋白质：主要有两类，一类存在于体液中，如血液中的血红蛋白转运氧气，血清蛋白转运脂肪酸。
第二章蛋白质的定性定量分析【共54张PPT】
2. SDS-PAGE凝胶的制备
制备分离胶
制备浓缩胶
装板
加样
电泳
卸板并进行凝胶染色
3. SDS-PAGE基本原理
➢ 影响迁移率的因素
➢ SDS 十二烷基硫酸钠 (Sodium Dodecyl Sulfate) 十二烷基磺酸钠 (Sodium Dodecyl Sulfonate )
SDS作用：与蛋白牢固结合，当其浓度大 于1 mmol/L 时，SDS与蛋白质的结合比例为 1.4g
4g SDS/1g蛋白质，由于十二烷基硫酸根带负电荷，使得样品中各种蛋白质与SDS形成的SDS-蛋白质复合物都带有相同密度的负电荷，掩盖了蛋白质分子间天然的 电荷差异
该法是基于考马斯亮蓝G-250有红、蓝两种不同颜色的形式。
对各种纯化蛋白质反应不同
这是一种迅速、可靠的通过染色法测定
SDS与蛋白质之间的结合程度
SDS-PAGE基本原理
封闭非特异结合位点 注意：设立阳性对照和阴性对照，阴性对照可用免疫前血清、非相关单克隆抗体；
Watch SDS-PAGE原理
Watch SDS-PAGE原理
80-100 ug/cm2
4g SDS/1g蛋白质，由于十二烷基硫酸根带负电荷，使得样品中各种蛋白质与SDS形成的SDS-蛋白质复合物都带有相同密度的负电荷，掩盖了蛋白
+
pH 3
pH 7.5
Isoelectric Focusing
–
pH 10
–
pH 10
–
pH 10
–
pH 10
3–10
3–10NL 4–7 3–6
5–8
7–10
ReadyStripTM IPG Strips
生物人教版必修1课件：第2章 第2节 第2课时 蛋白质的结构与功能
答案：(1)氨基酸种类和排列顺序 (2)氨基 酸的种类、数量、排列顺序不同 (3)1 1 肽 链两端 (4)49 (5)调节 免疫 运输 570 (6)多样性 蛋白质分子具有多种功能
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月13日星期三2022/4/132022/4/132022/4/13 •读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/132022/4/132022/4/134/13/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/132022/4/13April 13, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海，试从蛋白质的功能角度分析原因。
提示：营养不良导致蛋白质摄入不足，影 响血红蛋白和抗体的合成。血红蛋白具有运输 O2 的功能，抗体具有免疫功能。
[特别提醒] 蛋白质的盐析和变性的区别 (1)盐析：鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色 絮状物，加水后白色絮状物消失。盐析属于物 理变化。 (2)变性：高温、过酸、过碱或在重金属离 子的作用下，蛋白质的分子结构变得伸展、松 散，失去活性。变性属于化学变化。
(6)这些实例说明蛋白质的分子结构具有 ____，这种结构特点决定了___________。
解析：(1)虽然①②③的氨基酸数目相同，但其 种类和排列顺序未必相同，因此形成的多肽结 构不同，生理功能各异。(2)结构的特异性决定 了功能的专一性，就③与④、⑤与⑥而言，均 为肽类物质，其结构的差异是由氨基酸的种 类、数量、排列顺序不同导致的。(3)从氨基酸 脱水缩合生成多肽的过程可知，肽链为开链式 结构，其两端各游离着一个氨基和一个羧基。
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。氨基酸的种类、数目、排 列顺序和肽链的空间结构不同都会导致蛋白 质的结构不相同。D 项最符合。
蛋白质化学-蛋白质结构和功能关系
• 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。
•造成变性的因素 物理因素：加热、紫外线、X线、超声波 化学因素：乙醇等有机溶剂、强酸、强 碱、重金属离子及生物碱试剂等 。
➢ 变性特征： 生物活性丧失；
理化性质改变：溶解度降低、球状蛋白质的 不对称性增加、粘度增加、扩散系数降低，某 些蛋白质不能够再形成结晶, 变性后分子结构 松散、易被水解，变性蛋白易被酶消化。
2、不可逆沉淀
▪ 定义：蛋白质发生沉淀后，不能用透析等方法除 去沉淀剂而使蛋白质重新溶解的现象
▪ 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和性质， 产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。
▪ 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。
▪ 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。
肌红蛋白（myoglobin, Mb）
肌红蛋白是一个只有三级结
构的蛋白质，有8段α-螺旋
结构，分别成为A B C D E F G H肽段。整条多肽链折叠 成紧密球状分子，氨基酸残 基上的疏水侧链大都在分子 内部，富极性及电荷的则在 分子表面，因此水溶性较好。 Mb分子内部有个袋形空穴， 血红素居于其中。
（1）抗体的基本结构
Ig分子基本结 构是由四个肽 链组成的。
包括二条较小 的轻链和二条 较大的重链。
轻链与重链之 间是由二硫键 连接形成Ig分 子单体。
（1）抗体的基本结构
（2）可变区和恒定区
➢ 可变区和抗原识别有关，决定抗体识别的特异 性，而恒定区和效应功能相关。
➢ 此外在Y形分子伸出的两臂和主干之间还有个 可弯曲的铰链区(hinge R)，能改变两个结合抗 原的Y形臂之间的距离。
蛋白质的结构与功能(2)
NH3+
+H+
R CH COO - +OH- R CH COO-
NH3 +
+H+
NH2
pH<pI
阳离子
pH=pI
氨基酸的兼性离子
pH>pI
阴离子
38
总结
a、各种aa的pI不同； b、同一pH下，各种aa所带电荷不同；用
离子交换、电泳将aa分开。 pH＜pI ：aa+ pH＞pI：aac、处于pI时，aa溶解度最小，易沉淀； 可分离aa。
26
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS -CH 2-CH -COO -
+NH3
-HH
+ NH3
-OOC -CH -CH 2-S S -CH 2-CH -COO -
+ NH 3
+ NH 3
二硫键
胱氨酸
27
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三、稀有氨基酸(也称修饰氨基酸)
是在蛋白质合成后，由基本氨基酸修饰而来。 （1）4-羟脯氨酸 （2）5-羟赖氨酸 这两种氨基酸主要存在于结缔组织的纤维状蛋白中。 （3）6-N-甲基赖氨酸（存在于肌球蛋白中） (4)г-羧基谷氨酸 存在于凝血酶原及某些具有结合Ca2+离子功能的蛋白质中。 （5）Tyr的衍生物： 3.5 -二碘酪氨酸、甲状腺素 （甲状腺蛋
第二章 蛋白质的结构与功能 Chapter 2 Structure and Function of
Protein
1
第一节 蛋白质的一般概念
生命是蛋白体 的存在方式，这种 存在方式本质上就 在于这些蛋白体的 化学组成部分的不 断自我更新。
恩格斯《反杜林 论》1878
生物化学 第2章 蛋白质(2)
目标蛋白质的分离纯化程序主要包括:
1 3 材料的选择； 蛋白质初步提纯；
2 组织匀浆的方法除去杂蛋白,直至完全纯化；
5 目标蛋白的鉴定。 用于研究目的蛋白质通常应保持它的生物活性。因此，在目标蛋白 质的整个分离纯化过程中要在较低温度下(0－4℃)操作，注意使用蛋 白酶(使蛋白质降解的酶)的抑制剂，避免使用剧烈条件，以免蛋白质 特定的折叠结构受到破坏。
600g,3 min.上清 沉淀：细胞核 6000g,8 min.上清 沉淀：线粒体，叶绿体， 溶酶体，过氧化酶体 沉淀：细胞质膜，高尔基 体和内质网膜的碎片 沉淀：核糖体亚基
40000g.30 min.上清 100000g.90 min.上清
细胞液
平衡密度梯度离心： 用不同的离心速度、依据被分离物的密度而进 行分离的效果；通常是将没有纯化的物质铺在密度 溶液（如蔗糖溶液，氯化铯溶液为介质，离心管内 的溶液密度从底部到顶部是浓至稀的梯度）的顶层， 通过离心（160000g，3h）细胞内各成分不停地下 沉分别达到与溶液的密度相等时的位置。其介质的 密度范围宽于被分离组分的密度。
二 蛋白质一级结构测定 蛋白质测序的一般步骤：
首先目标蛋白质分离纯化得到高度纯净的蛋白质 样品。 （1） 测定蛋白质分子中多肽链的数目，末端分析， 分析多肽链的N末端和C末端。 （2） 拆分蛋白质分子中的多肽链。断裂链内二硫键。 （3） 测定多肽链的氨基酸组成，酸水解或碱水解。 （4） 多肽链部分裂解成肽段，专一性酶解。 （5） 测定各个肽段的氨基酸顺序。 （6） 确定肽段在多肽链中的顺序。 （7） 确定多肽链中二硫键的位置。
（五）电泳后的蛋白质检测：
考马斯亮蓝染色是常用的一项电泳染色方法,是根据 考马斯亮蓝能与蛋白质多肽链定量结合的原理而建立起的。 对于一个混合蛋白质的电泳分离来说,它只能检测样品的 分离情况；如果被检蛋白质的位置可以确定,可以将该蛋 白质的色带切下之后进行脱色,测定脱色液光吸收值,能对 该蛋白质进行定量分析。
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8
•天然的活性肽
（一）谷胱甘肽（glutathione，GSH）
存在于动植物、微生物细胞中的重要三肽，由Glu、Cys
和Gly组成。 GSH的特殊性：具有一个γ-肽键，由谷氨酸的γ-羧基和半 胱氨酸的α-氨基缩合而成。
29/10/2018
9
GSH含有一个活泼的-SH，很容易被氧化，两分子GSH脱H以 二硫键相连形成氧化型的GSSG。
29/10/2018
13
结构特点：复杂
一级结构 二级结构 超二级结构 结构域 三级结构 四级结构
肽链卷曲、折叠 肽链线形结构为基础
结构
29/10/2018
功能
14
2、4.1 一级结构
多肽链数目
涉及的键？
组成
氨基酸顺序（最重要！蛋白质生物功能的基础） 多肽链内或链间二硫键的数目和位置 insulin
第二章 蛋白质(2)
2.3 多肽 2.4蛋白质结构
29/10/2018
1
2.3.1 肽的结构
一个氨基酸的氨基与另一个 氨基酸的羧基之间失水形成 的酰胺键称为肽键，所形成 的化合物称为肽。组成肽的 氨基酸单元称为氨基酸残基
由两个氨基酸组成的肽
29/10/2018
称为二肽 ; 由三个组成的 为三肽……; 由 12-20 个 残 基 组 成 的 称为寡肽； 由 20 个 以 上 氨 基 酸 组 成的肽则称为多肽。 2
• 1975年脑啡肽的结构被阐明，并分离出两种脑啡肽。
• 1982年我国人工合成了Leu-脑啡肽。
甲硫氨酸脑啡肽： Tyr–Gly–Gly–Phe- Met
亮氨酸脑啡肽：
29/10/2018
Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu
12
2.4 蛋白质的结构
• 蛋白质是由各种氨基酸通过肽键连接而成的多肽链， 再由一条或多条以上的多肽链按各自特殊方式组合 成具有完整生物活性的分子。 • 蛋白质与多肽的主要区别：分子量和空间结构。
现代营养学研究发现：人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后，大多是以 低肽形式消化吸收的，以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又 揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值 比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。 生物活性肽是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从 二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化 合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、 激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当 前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。
但是氨基酸顺序为X-Pro的情况除外
5
资料：6，多肽的研究意义 目前，活性肽的研究领域发展很快，已经受到了各国科学家和政府的高度重 视，短短的几年内，就有众多的生物活性肽被辩认出来。有些活性肽已经作为 功能性食品实现了工业化生产。生物活性肽的研究与开发作为国际上新兴的生
物高科技领域，具有极大市场潜力。 此外，活性肽类还可作为药物使用。目前，已经生产出的肽类药物达数百 种，涉及到大部分疾病的临床治疗。例如胰岛素的人工合成，它已解救无数糖 尿病患者的生命。2003年，我国爆发了非典型肺炎（ＳＡＲＳ）。第四军医大 学研究人员在进行抗非典药物研究中，发现了３个对ＳＡＲＳ病毒有明确抑制 作用的多肽。这一抑制冠状病毒的研究对系列多肽药物的合成、为研制抗非典 药物奠定了坚实的基础。这３个多肽已正式通过中国疾病预防控制中心病毒病 预防控制所、病毒资源中心的鉴定。研究人员认为非典冠状病毒是一种单链核 糖核酸病毒。在非典病原体被确定后，研究人员发现非典冠状病毒外围有一个 类似“日冕”的圆环，其内部的４个结构蛋白，尤其是Ｓ蛋白在非典病毒的自 身复制、侵蚀人体细胞中起关键作用，而多肽可以阻止冠状病毒侵入细胞，从 而抑制冠状病毒入侵人体细胞。专家们说，在世界范围内，临床上还没有特效 的药物治疗ＳＡＲＳ，因此，这一类多肽对非典冠状病毒具有明确的抑制作用。 2003年５月１５日，中国国家知识产权局已经对我国这个研究成果受理了专利 29/10/2018 6 申请。
3
肽键
O C N O C C N H C O
-
C
N
+
• •
肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共 轭作用。 组成肽键的原子处于同一平面——酰胺平面。
29/10/2018 4
肽键中的C-N键
• 肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。 • 在大多数情况下，以反式结构存在。
29/10/2018
29/10/2018
ห้องสมุดไป่ตู้
15
氨基酸排列顺序决定蛋白质的生物功能
有关多肽的一些说明
Ser H H3N
+
O C N H
Val H C CH
O C N H
T yr H C CH2
O C N H
Asp H C CH2
O C N H
Gln H C COO
-
氨基酸顺序 在多肽链中，氨 基酸残基按一定 的顺序排列，是 多肽和蛋白质最 重要性质之一
C CH2 OH
N- 端
CH2 C- 端 CH2 CONH2
CH3 CH3 肽键 OH
CO 2H
氨基端
羧基端
氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残 基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln 氨基酸之间通过肽键连接形成的链称肽链。 肽链书写方式：N端→C端 29/10/2018 肽链有链状、环状和分支状。
29/10/2018
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2.3.2 生物活性肽的功能
• 生物活性肽的定义
能够调节生物机体的生命活动或具体某些生理活性的寡 肽和多肽的总称。 •存在形式
多以非活性状态存在于蛋白质长链中，被酶解成适当长度时，生理活 性才会表现出来。
•来源
细胞合成
调节体内的有关酶，控制代谢
•作用机制
29/10/2018
控制转录和翻译而影响蛋白质的合成
作用：保护体内蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化
29/10/2018 10
（二）催产素和升压素
• 属于激素类（Hormone）。
• 均由下丘脑神经细胞合成，
最终释放到血液。 • 都是9肽，分子中有环状结构。
催产、排乳
升血压、减排尿
29/10/2018 11
（三）脑肽
• 种类很多，脑啡肽（enkephalin）是在高等动物大脑中发 现的，具有镇痛功能，比吗啡的功能更强。
•天然的活性肽
（一）谷胱甘肽（glutathione，GSH）
存在于动植物、微生物细胞中的重要三肽，由Glu、Cys
和Gly组成。 GSH的特殊性：具有一个γ-肽键，由谷氨酸的γ-羧基和半 胱氨酸的α-氨基缩合而成。
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GSH含有一个活泼的-SH，很容易被氧化，两分子GSH脱H以 二硫键相连形成氧化型的GSSG。
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结构特点：复杂
一级结构 二级结构 超二级结构 结构域 三级结构 四级结构
肽链卷曲、折叠 肽链线形结构为基础
结构
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功能
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2、4.1 一级结构
多肽链数目
涉及的键？
组成
氨基酸顺序（最重要！蛋白质生物功能的基础） 多肽链内或链间二硫键的数目和位置 insulin
第二章 蛋白质(2)
2.3 多肽 2.4蛋白质结构
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2.3.1 肽的结构
一个氨基酸的氨基与另一个 氨基酸的羧基之间失水形成 的酰胺键称为肽键，所形成 的化合物称为肽。组成肽的 氨基酸单元称为氨基酸残基
由两个氨基酸组成的肽
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称为二肽 ; 由三个组成的 为三肽……; 由 12-20 个 残 基 组 成 的 称为寡肽； 由 20 个 以 上 氨 基 酸 组 成的肽则称为多肽。 2
• 1975年脑啡肽的结构被阐明，并分离出两种脑啡肽。
• 1982年我国人工合成了Leu-脑啡肽。
甲硫氨酸脑啡肽： Tyr–Gly–Gly–Phe- Met
亮氨酸脑啡肽：
29/10/2018
Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu
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2.4 蛋白质的结构
• 蛋白质是由各种氨基酸通过肽键连接而成的多肽链， 再由一条或多条以上的多肽链按各自特殊方式组合 成具有完整生物活性的分子。 • 蛋白质与多肽的主要区别：分子量和空间结构。
现代营养学研究发现：人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后，大多是以 低肽形式消化吸收的，以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又 揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值 比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。 生物活性肽是蛋白质中20个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从 二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化 合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、 激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当 前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。
但是氨基酸顺序为X-Pro的情况除外
5
资料：6，多肽的研究意义 目前，活性肽的研究领域发展很快，已经受到了各国科学家和政府的高度重 视，短短的几年内，就有众多的生物活性肽被辩认出来。有些活性肽已经作为 功能性食品实现了工业化生产。生物活性肽的研究与开发作为国际上新兴的生
物高科技领域，具有极大市场潜力。 此外，活性肽类还可作为药物使用。目前，已经生产出的肽类药物达数百 种，涉及到大部分疾病的临床治疗。例如胰岛素的人工合成，它已解救无数糖 尿病患者的生命。2003年，我国爆发了非典型肺炎（ＳＡＲＳ）。第四军医大 学研究人员在进行抗非典药物研究中，发现了３个对ＳＡＲＳ病毒有明确抑制 作用的多肽。这一抑制冠状病毒的研究对系列多肽药物的合成、为研制抗非典 药物奠定了坚实的基础。这３个多肽已正式通过中国疾病预防控制中心病毒病 预防控制所、病毒资源中心的鉴定。研究人员认为非典冠状病毒是一种单链核 糖核酸病毒。在非典病原体被确定后，研究人员发现非典冠状病毒外围有一个 类似“日冕”的圆环，其内部的４个结构蛋白，尤其是Ｓ蛋白在非典病毒的自 身复制、侵蚀人体细胞中起关键作用，而多肽可以阻止冠状病毒侵入细胞，从 而抑制冠状病毒入侵人体细胞。专家们说，在世界范围内，临床上还没有特效 的药物治疗ＳＡＲＳ，因此，这一类多肽对非典冠状病毒具有明确的抑制作用。 2003年５月１５日，中国国家知识产权局已经对我国这个研究成果受理了专利 29/10/2018 6 申请。
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肽键
O C N O C C N H C O
-
C
N
+
• •
肽键的特点是氮原子上的孤对电子与羰基具有明显的共 轭作用。 组成肽键的原子处于同一平面——酰胺平面。
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肽键中的C-N键
• 肽键中的C-N键具有部分双键性质，不能自由旋转。 • 在大多数情况下，以反式结构存在。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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氨基酸排列顺序决定蛋白质的生物功能
有关多肽的一些说明
Ser H H3N
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O C N H
Val H C CH
O C N H
T yr H C CH2
O C N H
Asp H C CH2
O C N H
Gln H C COO
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氨基酸顺序 在多肽链中，氨 基酸残基按一定 的顺序排列，是 多肽和蛋白质最 重要性质之一
C CH2 OH
N- 端
CH2 C- 端 CH2 CONH2
CH3 CH3 肽键 OH
CO 2H
氨基端
羧基端
氨基酸的顺序是从N-端的氨基酸残基开始，以C-端氨基酸残 基为终点的排列顺序。如上述五肽可表示为： Ser-Val-Tyr-Asp-Gln 氨基酸之间通过肽键连接形成的链称肽链。 肽链书写方式：N端→C端 29/10/2018 肽链有链状、环状和分支状。
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2.3.2 生物活性肽的功能
• 生物活性肽的定义
能够调节生物机体的生命活动或具体某些生理活性的寡 肽和多肽的总称。 •存在形式
多以非活性状态存在于蛋白质长链中，被酶解成适当长度时，生理活 性才会表现出来。
•来源
细胞合成
调节体内的有关酶，控制代谢
•作用机制
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控制转录和翻译而影响蛋白质的合成
作用：保护体内蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化
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（二）催产素和升压素
• 属于激素类（Hormone）。
• 均由下丘脑神经细胞合成，
最终释放到血液。 • 都是9肽，分子中有环状结构。
催产、排乳
升血压、减排尿
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（三）脑肽
• 种类很多，脑啡肽（enkephalin）是在高等动物大脑中发 现的，具有镇痛功能，比吗啡的功能更强。