4蛋白质

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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

实验四蛋白质等电点测定和沉淀反应

实验四蛋白质的等电点测定和沉淀反应一、实验目的1、了解蛋白质的两性解离性质。

2、学习测定蛋白质等电点的一种方法。

3、加深对蛋白质胶体溶液稳定因素的认识。

4、了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义。

二、实验原理蛋白质是两性电解质。

在蛋白质溶液中存在下列平衡：蛋白质分子的解离状态和解离程度受溶液的酸碱度影响。

当溶液的PH达到一定数值时，蛋白质颗粒上正负电荷的数目相等，在电场中，蛋白质既不向阴极移动，也不向阳极移动，此时溶液的pH值称为此种蛋白质的等电点。

不同蛋白质各有特异的等电点。

在等电点时，蛋白质的理化性质都有变化，可利用此种性质的变化测定各种蛋白质的等电点。

最常用的方法是测其溶解度最低时的溶液pH值。

本实验通过观察不同pH溶液中的溶解度以测定酪蛋白的等电点。

用醋酸与醋酸钠（醋酸钠混合在酪蛋白溶液中）配制各种不同pH值的缓冲液。

向诸缓冲溶液中加入酪蛋白后，沉淀出现最多的缓冲液的pH值即为酪蛋白的等电点。

在水溶液中的蛋白质分子由于表面生成水化层和双电层而成为稳定的亲水胶体颗粒，在一定的理化因素影响下，蛋白质颗粒可因失去电荷和脱水而沉淀。

蛋白质的沉淀反应可分为两类：（1）可逆的沉淀反应此时蛋白质分子的结构尚未发生显著变化，除去引起沉淀的因素后，蛋白质的沉淀仍能溶解于原来溶剂中，并保持其天然性质而不变性。

如大多数蛋白质的盐析作用或在低温下用乙醇（或丙酮）短时间作用于蛋白质。

提纯蛋白质时，常利用此类反应。

（2）不可逆沉淀反应此时蛋白质分子内部结构发生重大改变，蛋白质常变性而沉淀，不再溶于原来溶剂中。

加热引起的蛋白质沉淀与凝固。

蛋白质与重金属离子或某些有机酸的反应都属于此类。

蛋白质变性后，有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在（如电荷），并不析出。

因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀，而沉淀的蛋白质也未必都已变性。

三、实验器材1、实验仪器1) 水浴锅2) 温度计3) 200mL锥形瓶4) 100mL容量瓶5) 吸管6) 试管及试管架7) 乳钵2、实验材料1) 新鲜鸡蛋2) 0.4%酪蛋白醋酸钠溶液取0.4g酪蛋白，加少量水在乳钵中仔细地研磨，将所得的蛋白质悬胶液移入200mL锥形瓶内，用少量40—50℃的温水洗涤乳钵，将洗涤液也移入锥形瓶内。

生物化学第4章蛋白质蛋白质三维结构

第四章蛋白质的三维结构稳定蛋白质三维结构的作用力一、多肽主链折叠的空间限制从理论上讲，一个多肽主链能有无限多种构象。

从理论上讲个多肽主链能有无限多种构象但是，只有一种或很少几种天然构象，且相当稳定。

但是只有种或很少几种天然构象且相当稳定因为：天然蛋白质主链上的单键并不能自由旋转1、肽链的二面角★只有α碳原子连接的两个键（C α—N 和C α-C ）是单键，能自由旋转。

★扭角:环绕C α—N 键旋转的角度为Φ,环绕C α—C 键旋转的角度称Ψ。

可旋转±180度，一般呈顺时针旋转。

旋转受H.O 基的限制多肽主链的构象可以用每个C 的对原子以及R 基的限制。

多肽主链的构象可以用每个a-C 的一对扭角来描述。

★当Φ(Ψ)旋转键两侧的主链呈顺式时，规定Φ(Ψ)=0°★从Cα沿键轴方向看，顺时针旋转的Φ(Ψ)角为正值，反之为负值。

2、拉氏构象图：可允许的Φ和Ψ值Φ和Ψ同时为0的构象实际不存在二面角（Φ、Ψ）所决定的构象能否存在，主要取决于两个相邻肽单位中非键合原子间的接近有无阻碍。

个相邻肽单位中非键合原间的接有Cα上的R基的大小与带电性影响Φ和Ψ◆拉氏构象图：Ramachandran根据蛋白质中非键合原子间的最小接触距离（范德华距离），确定了哪些成对二面角（Φ、Ψ）所规定的两个相邻肽单位的构象是允许的，哪些是不允许的，并且以Φ为横坐标，以Ψ为纵坐标，在坐标图上标出，该坐坐标以为纵坐标在坐标图上标出该坐标图称拉氏构象图。

⑴实线封闭区域一般允许区，非键合原子间的距离大于一般允许距离，此区域内任何二面角确定的构象都是允许的，且构象稳定。

的且构象稳定⑵虚线封闭区域是最大允许区，非键合原子间的距离介于最小允许距离和般允许距离之间，立体化学允许，但许距离和一般允许距离之间，立体化学允许，但构象不够稳定。

⑶虚线外区域是不允许区，该区域内任何二面角确定的肽链构象，都是不允许的，此构象中非键合原子间距离象都是不允许的此构象中非键合原子间距离小于最小允许距离，斥力大，构象极不稳定。

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

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。

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。

4-2蛋白质 (教学课件)-高中化学人教版(2019)选择性必修3

OH
OH
OH
H2N−CH−C−N−CH−C−N−CH−C−∙∙∙−N−CH−COOH
R
R'
R''
R'''
多肽
一般把相对分子质量在10 000以上，并具有一定空间结构的多肽称为蛋白质。
二、蛋白质
1、蛋白质的组成和结构 (1)蛋白质的组成 ➢ 由多种氨基酸通过肽键等相互连接形成的一类生物大分子，是一般细胞中含量最多的有机分子，主要由C、O、H、N、S 等元素组成，有些蛋白质还含有P、Fe、Zn、Cu等元素。 (2)蛋白质的结构 ➢ 蛋白质的结构不仅取决于多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序，还与其特定的空间结构有关
蛋白质
水解酸、碱或酶
相对分子质量较小的多肽
水解
氨基酸
R O H R'
H2N−CH−C—N−CH−COOH
HO—H
二、蛋白质
2、蛋白质的性质
(3)蛋白质的盐析
教材P112·实验4−3 蛋白质的盐析在试管中加入2 mL饱和(NH4)2SO4溶液，向其中加入几滴鸡蛋清溶液，振荡，观察现象。再继续加入蒸馏水，振荡，观察现象。
一、氨基酸
4、氨基酸的化学性质 (1)氨基酸的两性
O
O
R−CH−C−OH ＋ HCl → R−CH−C−OH
NH2
NH3Cl
O
O
R−CH−C−OH ＋ NaOH → R−CH−C−ONa ＋H2O
NH2
NH2
一、氨基酸
பைடு நூலகம்
4、氨基酸的化学性质
(2)成肽反应：两个氨基酸分子在一定条件下，通过氨基与羧基间缩合脱去水，形成含有肽键( −C−N− )的化合物，发生成肽

4.蛋白质的化学修饰

如果要修饰的蛋白质对有机溶剂不稳定，必须在水介质中反应，则应选择在水中有一定溶解性的试剂。还必须考虑，反应生成物容易进行定量测定；试剂的体积小一些为宜。
选择蛋白质修饰剂要考虑：
修饰反应要完成到什么程度；对个别氨基酸残基是否专一；在反应条件下，修饰反应有没有限度；修饰后蛋白质的构象是否基本保持不变；是否需要分离修饰后的衍生物；反应是否需要可逆；是否适合于建立快速、方便的分析方法。
O ENZ C O C NH2 + OH-
O
N C NH2 O
3.芳基化
三硝基苯磺酸（TNBS）与氨基作用，产生三硝基苯衍生物，反应产物为黄色。 TNBS也能与巯基作用。
NO2
NO2 SO3H + NH2R pH﹥7
NO2
TNBS
NO2
NO2 NHR + SO3H +H+
NO2
（黄色）
（三）引入负电荷的修饰
（一）试剂的选择
选择试剂在很大程度上要依据修饰目的。
对氨基的修饰
修饰所有氨基，而不修饰其它基团; 仅修饰α-氨基；
修饰暴露的或反应性高的氨基，以及修饰有催化活性的氨基等。
修饰的部位和程度一般可用选择适当的试剂和反应条件来控制。
如果修饰的目的是改变蛋白质的带电状况或溶解性，必须选择能引入最大电荷量的试剂。
1.利用蛋白质分子中，某些基团的特殊活性蛋白质，特殊的空间结构，能影响某些基团的活性
位置专一性：在蛋白质分子中特别活泼的基团，在适当条件下只是其本身发生作用，而其它基团皆不作用。
2.选择不同的反应pH
蛋白质分子中各功能基的解离常数是不同的，所以控制不同的反应pH，也就控制了各功能基的解离程度，从而有利于修饰的专一性。

生物化学：第四章蛋白质

➢ 氨基酸可用于食品强化剂、调味剂、着色剂、甜味剂和增味剂。如谷氨酸钠盐、赖氨酸。
➢ 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。

4第四章蛋白质的加工、运输与降解

2019/9/26
10
HSP70 辅助肽链折叠
（HSP40）
（HSP70）
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11
2. 伴侣素Gro EL和Gro ES
伴侣素（chaperonin）是分子伴侣的另一家族，如大肠杆菌的Gro EL和Gro ES（真核细胞中同源物为HSP60和HSP10）等家族。
其主要作用是为非自发性折叠蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。
2019/9/26
5
二、分子伴侣
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自发完成的，其折叠过程需要其他酶或蛋白质的辅助，这些辅助性蛋白质可以指导新生肽链按特定方式正确折叠，它们被称为分子伴侣（ molecular chaperone）。
2019/9/26
6
• 细胞内分子伴侣可分为两大类
医学分子生物学
第四章蛋白质的加工、运输与降解
南华大学生物化学与分子生物学教研室
目录 CONTENT
• 新生肽链的折叠 • 蛋白质亚基的聚合与组装 • 蛋白质翻译后的修饰 • 蛋白质的运输和定位 • 细胞内蛋白质的降解
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2
新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这一加工过程称为翻译后加工 (post-translational processing)。
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四、新生肽链错误折叠所致的疾病
（一）朊病毒病——神经退行性疾病
Prion：一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制并具感染性的亚病毒因子。
“朊”——蛋白质的旧称
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高级动物生物化学：4-蛋白质的结晶

蛋白质溶解度受溶液pH影响。当蛋白质净电荷蛋白质溶解度受溶液pH影响。 pH影响等于零时，即在等电点时，其溶解度往往最小，等于零时，即在等电点时，其溶解度往往最小，所以，可利用这一性质作等电点结晶。所以，可利用这一性质作等电点结晶。
（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。

第四节蛋白质的四级结构和血红蛋白

李新梅湖南大学生物学院
4、生活当中的亚硝酸盐
n (1)路边烧烤
– 少量的亚硝酸盐（硝，红粉）可以增加食品色泽和提升食品口感
– 路边烧烤很多大量使用，作为发色剂，改
善肉的色泽
– 或者添加很多嫩肉
粉，内含较多的亚哨
酸盐
李新梅
湖南大学生物学院
3、如何治疗亚硝酸盐中毒？
n 治疗亚硝酸盐中毒采用小剂量的亚甲蓝，维生素C和葡萄糖
1
– 7月26日，小龙的检查表明体内亚硝酸盐含量较高，进行洗胃、吸氧，还是处于恶心、四肢无力的状态
n 2013年6月16日，家住山东禹城的12岁陈玉杰随父亲回家收麦，吃了烤鸭后上吐下泻死亡，医院初步断定是亚硝酸盐中毒
2、亚硝酸盐为什么可以导致中毒？
n 中毒量为0.2～0.5克，致死量为3克
2
n （3）燕窝 – 2011年9月，香港科技大学中药研发中心研究发现，所有种类的燕窝均含亚硝酸盐，尤以血燕最严重 – 2011年浙江工商局称血燕有毒物质亚硝酸盐的含量最高者超过了限量标准350倍之多
李新梅湖南大学生物学院
血红蛋白具有运输O2，CO2的功能
n 人类每个红细胞中充填了大约3亿个血红蛋白分子 – 约为红细胞质量的34%溶解于红细胞的溶胶中 – 在肺中获得动脉血可以达到96%饱和度 – 回到心脏的静脉血仅为 64% – 每100ml血释放6.5ml氧气
应调节
李新梅湖南大学生物学院
1、成年人血红蛋白结构（HbA）
n （1）成年人的血红蛋白空间结构由四个亚基组成
– Hb有四个多肽链 – 每条都具有独立的三级结
构
– 这种具有独立三级结构的多肽链称为亚基
• 亚基独立存在时不具备原有蛋白质的生物活性

实验4 蛋白质理化性能2

蛋白质理化性质一．氨基酸的性质(1)酸碱性质和等电点(2)光学活性和光谱性质(3)重要化学反应与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应）:用于蛋白质N-端测定.与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应）：•用于蛋白N-端测定，蛋白质顺序测定仪设计原理的依据。

与茚三酮反应:用于氨基酸定量测定成肽反应：氨基酸合成肽的反应基础二，氨基酸的两性解离性质及等电点（pI）pH< pI净电荷为正pH = pI净电荷=0pH > pI净电荷为负当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelctric point)。

甘氨酸盐酸盐（A+）等电点甘氨酸（A甘氨酸钠（A-）甘氨酸滴定曲线谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算三．氨基酸光学活性和光谱性质1、旋光性：除甘氨酸外，所有天然α-氨基酸都有不对称碳原子，因此所有天然氨基酸都具有旋光性。

2、紫外吸收光谱：参与蛋白质组成的20种氨基酸中色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)和苯丙氨酸(Phe)的R基团中含有苯环共轭双键系统，在紫外光区显示特征的吸max）分别为280、275和257nm。

由于大多数蛋白质都含有这些氨基酸残基，因此用紫外分光光度法可测定蛋白质含量。

四，芳香族氨基酸苯丙氨酸（Phe,F）酪氨酸（Tyr,Y）色氨酸（Try,W）摩尔吸收系数TryTyrPhe的紫外吸收光谱波长氨基酸与2,4一二硝基氟苯(DNFB)的反应（sanger反应）2，4-二硝基氟苯( DNFB)（dinitrofiuorobenzene）氨基酸+ HF(2，4-二硝基苯氨基酸）氨基酸与苯异硫氰酯（PITC）的反应（Edman反应）+异硫氰酸苯酯 (PITC)五，氨基酸与茚三酮反应（定量）△弱酸还原性茚三酮茚三酮(无色)茚三酮还原性茚三酮幻灯片12多肽N、C-末端氨基酸的测定N端 Sanger法（二硝基氟苯反应）DNS法（丹磺酰氯反应）Edman法（苯异硫氰酸脂反应）氨肽酶法C端肼解法还原法羧肽酶法幻灯片13蛋白质顺序测定基本方法路线幻灯片14二硫键的断裂幻灯片15蛋白质一级结构测定基本策略：氨基酸顺序直测法＋片段重叠法基本步骤：(1)测定蛋白质分子中多肽链数目；(2)拆分蛋白质的多肽链，断开多肽链内二硫键；(3)分析每一条多肽链的氨基酸组成；(4)鉴定多肽链N－末端、C－末端氨基酸残基；(5)裂解多肽链成较小的片段；(6)测定各肽段的氨基酸顺序；(7)片段重叠法重建完整多肽链一级结构；(8)确定半胱氨酸残基间形成二硫键交联桥的位置。

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.蛋白质的分类及功能

蛋白质
内脏
肌肉
血液
构成机体组织、器官的成分是蛋白质最重要的生理功能，蛋白质是生命的基础，没有蛋白质就没有生命。
（四）蛋白质的生理功能
2.调节生理功能
核蛋白
肌球蛋白
酶蛋白
功能
血红蛋白
免疫蛋白
白蛋白
机体生命活动之所以能够有条不紊的进行，有来与多种生理活性物质的调节。而蛋白质在体内是构成多种具有重要生理活性物质的成分，参与调节生理功能
白质参与下合成的，因此，蛋白质是遗传基因的重要物质基础。
（五）下课通行证
Q:蛋白质的生理功能？ Group games：集思花游戏 Flower chart：小组以花朵形式将蛋白质的生理功能呈现。
本课结束，感谢各位！
（四）生理功能
蛋白质结构复杂，种类繁多，是生物体的主要组成物质之一。恩格斯说：“蛋白质是生命的物质基础，生命是蛋白质存在的一种形式。”由于蛋白质含有的氨基酸的数量、种类以及排列顺序不同，因此蛋白质在机体内的生理功能不同。
（四）蛋白质的生理功能
1.构成和修补人体细胞和组织
细胞
毛发
骨骼、牙齿
（四）蛋白质的生理功能
3.提供热能蛋白质是三大产热营养素之一，通常情况下，人体每天所需要的
热量中大约有10% ～ 15% 来源于蛋白质。蛋白质不是热能的主要来源，这个功能可以由碳水化合物和脂肪所代替，因此供给能量是蛋白质的次要功能。
（四）蛋白质的生理功能
4.参与遗传信息的传递在遗传中占据重要地位的核蛋白、RNA、DNA 等都是在蛋
蛋白质的分类与功能
主讲人：芦莹出版社：中国传媒大学出版社
本课框架
学习目标重难点分类生理功能下课通行证

高中生物选择性必修三 3 4 蛋白质工程的原理和应用(导学案)

第三章第4节蛋白质工程的原理和应用课前自主探究一.蛋白质工程的概念理解①基础：蛋白质分子的及其与的关系。

②手段：改造或合成。

③结果：对现有蛋白质进行或制造出。

二、蛋白质工程崛起的缘由1.基因工程的实质和不足：(1)实质：将一种生物的基因转移到,后者可以产生它本不能产生的，进而表现出。

(2)基因工程存在的不足：原则上只能生产自然界的蛋白质。

2.蛋白质工程的崛起：(1)理论和技术条件：、晶体学以及计算机技术的迅猛发展。

(2)天然蛋白质存在不足：天然蛋白质的符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合的需要。

(3)实例：玉米中赖氨酸的含量比较低，将赖氨酸合成过程中两种酶的替换，就可以使玉米叶片和种子中游离赖氨酸的含量分别提高5倍和2倍。

三、蛋白质工程的基本原理1.目标：根据人们对功能的特定需求，对蛋白质的结构进行设计改造。

2.方法：或。

3.流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的→推测应有的序列→找到并改变相对应的序列（基因）或合成新的→获得所需要的蛋白质。

四、蛋白质工程的应用1.在医药工业方面的应用(1)研发速效胰岛素类似物：科学家通过改造使B28位脯氨酸替换为天冬氨酸或者将它与B29位的赖氨酸交换位置，从而有效抑制了，研发出速效胰岛素类似物。

(2)提高干扰素的保存期：将干扰素分子上的一个变成，提高了干扰素的保存时间。

(3)改造抗体：将小鼠单克隆抗体上“嫁接”到人的抗体上，降低了诱发人体免疫反应的强度。

2.在其他工业和农业方面的应用(1)改进酶的性能或开发新的工业用酶：利用蛋白质工程获得蛋白酶的多种。

(2)改造某些重要的酶：利用蛋白质工程改造参与的酶，以提高植物光合作用的效率。

易错易混辨析(1)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。

（）(2)蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础。

（）(3)基因工程在分子水平对基因进行操作，蛋白质工程在分子水平对蛋白质进行操作。

（）(4)蛋白质工程可以改造酶，提高酶的热稳定性。