第四章蛋白质
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第四章 蛋白质的功能【生物化学】
• 153个氨基酸残基的多肽主链 • 由长短不等的8段直ɑ-螺旋组 成(A,B,C,D,E,F,G,H) • 螺旋段间为自由卷曲，相应的 非螺旋区段(也称拐弯)为 NA(N-末端区段)、AB、 BC…FG、GH、HC （C-末端区 段）。其中4个脯氨酸各处于一 个拐弯处。Ser, Thr, Asn, lle处于 其余4个拐弯处； • 整个分子分成两层，构成其单 结构域。
卟啉环 血红素
卟啉的充填模型
氧可以与血红素辅基结合
蛋白质不能与氧发生可逆结合， 而是通过与原卟啉Ⅸ固定的铁原 子来进行的 原卟啉Ⅸ与Fe的络合物铁原卟 啉Ⅸ称血红素，血红素位于肌红 蛋白分子的一个沟缝中。 卟啉环的中心亚铁原子只有六 个配位键，四个与平面的卟啉环 的氮原子结合，另外两个与卟啉 平面垂直 配体的4个氮原子有助于抑制 血红素铁原子转变为三价态。亚 铁可以可逆地结合氧，三价铁则 不能结合氧。
氧与肌红蛋白的结合
氧结合部位
亚铁离子的第5配位键与肌红蛋 白组氨酸残基（His F8）（近侧） 的咪唑N结合 如果Fe以三价存在，Fe3+将与水 结合而不能再与氧结合,血红素周围 的疏水环境能保护Fe2+不被氧化成 Fe3+ 远侧组氨酸残基为E7，其咪唑环N 能与O2分子相互作用，使O2分子夹 在Fe和咪唑环中间的空间位阻区域。
Hb含4个血红素辅基，能结合4个O2。Hb中作为氧结合部位的空穴与 Mb中的极相似, 它们都有两个关键的His残基(E7和F8)和两个疏水残基 (Phe-CDl和Leu-F4)。
血红蛋白(Hb)的三维结构
四个氧的结合部位彼此保 持一定的距离 两个不同亚基间即α1β2 或α2β1间作用力大而α α或β β间作用力小.
血红蛋白的结构与功能
第四章蛋白质的共价结构
三字母符号时，氨基酸之间用连字符(－)或(· )隔开。
• 一级结构的全部内容包括： 多肽链数目、氨基酸组成、氨基酸顺序、连接方式、 二硫键的数目和位置、非氨基酸成分等
自1953年Sanger F.报道了牛胰岛素两条多肽链 的氨基酸序列以来，已有100，000多个不同蛋白质 的氨基酸序列被测定（简称蛋白质测序）。
蛋白质的一级结构研究
研究一级结构需要阐明的内容： • 1）蛋白质分子的多肽链数目。 • 2）每条肽链的末端残基种类。 • 3）每条肽链的氨基酸顺序。 • 4）链内或链间二硫键的配置等。
测定蛋白质的一级结构的主要意义： • 一级结构是研究高级结构的基础。 • 可以从分子水平阐明蛋白质的结构与功能的关系。 • 可以为生物进化理论提供依据。 • 可以为人工合成蛋白质提供参考顺序。
CH C
N
CH COO -
O
Peptide bond
* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸 缩合则形成三肽……
* 由二十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的 肽称多肽(polypeptide)。
* 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全， 被称为氨基酸残基(residue)。
R2 O
R3 O
H2N CH C HN CH C HN CH C
N端
氨基酸残基 氨基酸残基
肽链书写方式：N端→C端 肽链有链状、环状和分支状。
Rn O HN CH COH
C端
命名：根据氨基酸组成，由N端→C端命名
O
O
H3C CH C HN CH2 C HN CH COOH
NH2
CH2
CH H3C CH3
蛋白质的一级结构是指蛋 白质多肽链中氨基酸的排 列顺序，包括二硫键的位 置。其中最重要的是多肽 链的氨基酸顺序，它是蛋 白质生物功能的基础。
• 一级结构的全部内容包括： 多肽链数目、氨基酸组成、氨基酸顺序、连接方式、 二硫键的数目和位置、非氨基酸成分等
自1953年Sanger F.报道了牛胰岛素两条多肽链 的氨基酸序列以来，已有100，000多个不同蛋白质 的氨基酸序列被测定（简称蛋白质测序）。
蛋白质的一级结构研究
研究一级结构需要阐明的内容： • 1）蛋白质分子的多肽链数目。 • 2）每条肽链的末端残基种类。 • 3）每条肽链的氨基酸顺序。 • 4）链内或链间二硫键的配置等。
测定蛋白质的一级结构的主要意义： • 一级结构是研究高级结构的基础。 • 可以从分子水平阐明蛋白质的结构与功能的关系。 • 可以为生物进化理论提供依据。 • 可以为人工合成蛋白质提供参考顺序。
CH C
N
CH COO -
O
Peptide bond
* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸 缩合则形成三肽……
* 由二十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成的 肽称多肽(polypeptide)。
* 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全， 被称为氨基酸残基(residue)。
R2 O
R3 O
H2N CH C HN CH C HN CH C
N端
氨基酸残基 氨基酸残基
肽链书写方式：N端→C端 肽链有链状、环状和分支状。
Rn O HN CH COH
C端
命名：根据氨基酸组成，由N端→C端命名
O
O
H3C CH C HN CH2 C HN CH COOH
NH2
CH2
CH H3C CH3
蛋白质的一级结构是指蛋 白质多肽链中氨基酸的排 列顺序，包括二硫键的位 置。其中最重要的是多肽 链的氨基酸顺序，它是蛋 白质生物功能的基础。
蛋白质
pH=9 -
pH>ppIH=pI
4.2 基本结构单位——氨基酸
阴离子 pI= ½ (pKn+pKn+1) = ½ (2.34+9.60) = 5.97
两性离子
阳离子
甘氨酸的滴定曲线
4.2 基本结构单位——氨基酸
光学性质
280nm吸收值的测定是蛋 白质定量最常用的方法
芳香族氨基酸 的紫外吸收谱
4.2 基本结构单位——氨基酸
4.3 肽
四肽的形成
4.3 肽
肽的结构和表示法
肽键 性质相当于双键 酰胺平面
氨基端 或N端
多肽链中的氨基酸单位称为氨基酸残基 主链：氨基酸由肽键连接成的长链骨架 侧链：各氨基酸残基的R基团
羧基端 或C端
4.3 肽
中文表示法：从肽链的N端开始，对氨基酸残基逐一命名， 残基称氨酰，如：甲硫氨酰天冬氨酰亮氨酰酪氨酸 三字母表示法： Met-Asp-Leu-Tyr 或 Met.Asp.Leu.Tyr 单字母表示法：MDLY
4.4 蛋白质的分子结构
蛋白质的分子结构
4.4 蛋白质的分子结构
蛋白质的一级结构及其测定 蛋白质的分子构象 蛋白质分子结构与功能的关系
4.4 蛋白质的分子结构
蛋白质的一级结构及其测定 蛋白质的一级结构
指蛋白质分子中氨基酸残基的连接方式和排列 顺序。包括肽链的数目、端基的组成、氨基酸 的排列和二硫键的位置等，又称化学结构
表示法 三字母表示法 单字母表示法 标注二硫键
牛胰岛素
4.4 蛋白质的分子结构
蛋白质一级结构的测定
蛋白质制剂的纯化 活性蛋白质（未变性蛋白质）分子量测定 活性蛋白质肽链数的测定和分离 氨基酸序列测定
蛋白质的稳定性和稳定化
A
B
C
A.用多功能试剂交联；B.共价或非共价连于载体上 C.包埋到载体的紧密孔中
二、非共价修饰
反相胶束 添加剂
蛋白质间非共价相连，形成的多聚体或者
聚合体的活力和稳定性常比单体高
反胶束是由两性化合物在占优势的有机相中形 成的。它不仅可以保护酶，还能提高酶活力， 改变酶的专一性。
反相胶束示意图
固定化可通过下列效应影响酶的稳定性：
空间障碍：由于空间障碍可以防止蛋白水解
酶的作用，阻挡酶与化学失活剂的接触，同时
阻碍氧向酶的扩散可以保护对氧不稳定的酶
扩散机制: 使酶发生交联或包埋在载体紧
密的孔中可以使酶的构象更加坚牢，从而阻止
酶构象从折叠态向伸展态过渡。
一 酶固定到载体上后可产生空间障碍，结果其他大
质信息进行基因和蛋白质序列的改造， 通过定
点突变使得所表达的蛋白质产生相应的特征改
变。
组合设计（combinational design）
和数据驱动设计（data-driven design）
是另外两种最新的可以提高蛋白质稳定
性的蛋白质工程技术。
组合设计:
是通过一种策略使得在基因水平上产生 差异化，同时，通常需要大量的高通量筛选 来鉴别设计是否获得成功。组合设计方法的 目标在于通过在蛋白质随机位点引入随机突
进化目的的一种技术。
随着突变方法、突变体高通量筛选技术、基因结
构与功能研究的突破，特别是PCR 技术的进一步
成熟，DNA 改组技术(DNA shuffling)更加成熟，
使得DNA 改组成为蛋白质体外分子进化的主流技
术。
DNA 改组技术具有许多重要优点， 例如不需要
事先了解结构信息，也不需要了解蛋白质的功能
第四章__蛋白质--王镜岩《生物化学》第三版笔记(完美打印版)
侧链含有羧基：Asp（D）, Glu（E）
侧链含酰胺基：Asn（N）, Gln（Q）
侧链显碱性：Arg（R）, Lys（K）
2.芳香族氨基酸 包括苯丙氨酸（Phe,F）和酪氨酸(Tyr,Y)两种。 酪氨酸是合成甲状腺素的原料。
3.杂环氨基酸 包括色氨酸(Trp,W)、组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)三种。其中的色氨酸与芳香族氨基酸都含苯环，都有紫外吸收(280nm)。所以可通过测量蛋白质的紫外吸收来测定蛋白质的含量。组氨酸也是碱性氨基酸，但碱性较弱，在生理条件下是否带电与周围内环境有关。它在活性中心常起传递电荷的作用。组氨酸能与铁等金属离子配位。脯氨酸是唯一的仲氨基酸，是α-螺旋的破坏者。
B是指Asx，即Asp或Asn；Z是指Glx，即Glu或Gln。
基本氨基酸也可按侧链极性分类：
非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种
极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种
带正电荷：Arg, Lys, His
二、蛋白质的分类
（一）按分子形状分类
1.球状蛋白 外形近似球体，多溶于水，大都具有活性，如酶、转运蛋白、蛋白激素、抗体等。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10。
2.纤维状蛋白 外形细长，分子量大，大都是结构蛋白，如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等。纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白。前者如血液中的纤维蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等，后者如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等结构蛋白。
三.蛋白质的结构
一级结构 结构特点、测定步骤、常用方法、酶
二级结构 四种 结构特点、数据、超二级结构
侧链含酰胺基：Asn（N）, Gln（Q）
侧链显碱性：Arg（R）, Lys（K）
2.芳香族氨基酸 包括苯丙氨酸（Phe,F）和酪氨酸(Tyr,Y)两种。 酪氨酸是合成甲状腺素的原料。
3.杂环氨基酸 包括色氨酸(Trp,W)、组氨酸(His)和脯氨酸(Pro)三种。其中的色氨酸与芳香族氨基酸都含苯环，都有紫外吸收(280nm)。所以可通过测量蛋白质的紫外吸收来测定蛋白质的含量。组氨酸也是碱性氨基酸，但碱性较弱，在生理条件下是否带电与周围内环境有关。它在活性中心常起传递电荷的作用。组氨酸能与铁等金属离子配位。脯氨酸是唯一的仲氨基酸，是α-螺旋的破坏者。
B是指Asx，即Asp或Asn；Z是指Glx，即Glu或Gln。
基本氨基酸也可按侧链极性分类：
非极性氨基酸：Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro共八种
极性不带电荷：Gly, Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, Tyr共七种
带正电荷：Arg, Lys, His
二、蛋白质的分类
（一）按分子形状分类
1.球状蛋白 外形近似球体，多溶于水，大都具有活性，如酶、转运蛋白、蛋白激素、抗体等。球状蛋白的长度与直径之比一般小于10。
2.纤维状蛋白 外形细长，分子量大，大都是结构蛋白，如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等。纤维蛋白按溶解性可分为可溶性纤维蛋白与不溶性纤维蛋白。前者如血液中的纤维蛋白原、肌肉中的肌球蛋白等，后者如胶原蛋白，弹性蛋白，角蛋白等结构蛋白。
三.蛋白质的结构
一级结构 结构特点、测定步骤、常用方法、酶
二级结构 四种 结构特点、数据、超二级结构
食品营养学-第四章-蛋白质
下公式推算出蛋白质的大致含量：
1/16 % 100克样品中蛋白质的含量 (g %) = 每克样品含氮克数× 6.25×100
一块块砖头垒成了万里长城
氨基酸就是构成蛋白质这个 “万里长城”的基石
必需氨基酸 构成蛋白质的氨基酸常见约有20种,其中 有8种是人体自身不能合成的必需通过食物 摄入称为必需氨基酸。
缬氨酸 、亮氨酸、异亮氨酸、 苯丙氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、 苏氨酸、赖氨酸。
氨基酸模式 (amino acid pattern) 是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。
当食物蛋白质的氨基酸模式越接近人体蛋白质的 氨基酸模式时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高， 则食物蛋白质的营养价值越高。 其中氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式最接近的 某种蛋白质常被作为参考蛋白 (reference protein) ，通常为鸡蛋蛋白质。
蛋白质的食物来源
蛋白质广泛存在于动物性食物（畜、禽、鱼、 蛋、奶）和植物性食物（豆类、谷类）中。
动物性蛋白质质量好，在人体内利用率高，但 同时富含脂肪酸和胆固醇。
植物性蛋白质利用率较低。我国膳食谷类蛋白 为主。 大豆蛋白质量好，利用率高。 应注意膳食中蛋白质互补！
6、蛋白质缺乏的表现
按照蛋白质营养价值高低分类
完全蛋白质
半完全蛋白质
不完全蛋白质
种类齐全 数量充足 比例合适
种类齐全
种类不全
食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量 相对较低，导致其它必需氨基酸在体内不能被 充分利用，造成食物蛋白质营养价值降低，则 这些含量较低的氨基酸称限制氨基酸 (limiting amino acid，LAA)。其中含量最低 的称第一限制氨基酸。
二、蛋白质的组成
第4章 蛋白质折叠
后来，有人把这设想的一级结构决定空间结构
的密码叫作“第二遗传密码”。
完整的提法应该是遗传密码的第二部分， 即蛋白质中氨基酸序列与其空间结构的对应 关系，国际上称之为第二遗传密码或折叠密 码。
第二遗传密码的特点
简并性
在第一遗传密码中有所谓“简并性”，即同一
AA可以由不同密码子所编码，如CGA 和AGC 都编码为Arg，UCC 和AGU都编码为Ser等。
到底非天然构象的什么特征能被分子伴侣识别呢？
确切的原因还未知，目前只知道在天然构象
中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，
去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠
过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分 子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是 与疏水表面相结合。
分子伴侣的类型
=GropES+GropEL
凋亡，从而改善氧合功能，降低病死率。
增加心脏组织中Hsp70基因的表达，可使心脏具有
抵抗缺血或内毒素损伤的作用
近几年 ，有关Hsp70的研究已成为分子生物
学的一大热点，并逐渐成为临床多种疾病 治疗的新途径。由于Hsp能够对各种形式的
组织细胞损伤提供保护作用，随着研究的
深人，应用药物或基因工程等技术诱导Hsp 作为肺损伤的治疗方法颇具前景。
DNA 遗传信息的传递
肽链
RNA
Proteins
实质上是多肽链
？
有活性的蛋白 质天然构象
遗传信息的传递应该是从核苷酸序列到有完 整结构的功能蛋白质的全过程。
第二遗传密码
多肽链的一级结构决定它的空间结构，既然前
者决定后者，一级结构和空间结构之间肯定存
在某种确定的关系，这是否也像核苷酸通过 “三联密码”决定氨基酸顺序那样有一套密码 呢？
的密码叫作“第二遗传密码”。
完整的提法应该是遗传密码的第二部分， 即蛋白质中氨基酸序列与其空间结构的对应 关系，国际上称之为第二遗传密码或折叠密 码。
第二遗传密码的特点
简并性
在第一遗传密码中有所谓“简并性”，即同一
AA可以由不同密码子所编码，如CGA 和AGC 都编码为Arg，UCC 和AGU都编码为Ser等。
到底非天然构象的什么特征能被分子伴侣识别呢？
确切的原因还未知，目前只知道在天然构象
中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，
去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠
过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分 子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是 与疏水表面相结合。
分子伴侣的类型
=GropES+GropEL
凋亡，从而改善氧合功能，降低病死率。
增加心脏组织中Hsp70基因的表达，可使心脏具有
抵抗缺血或内毒素损伤的作用
近几年 ，有关Hsp70的研究已成为分子生物
学的一大热点，并逐渐成为临床多种疾病 治疗的新途径。由于Hsp能够对各种形式的
组织细胞损伤提供保护作用，随着研究的
深人，应用药物或基因工程等技术诱导Hsp 作为肺损伤的治疗方法颇具前景。
DNA 遗传信息的传递
肽链
RNA
Proteins
实质上是多肽链
？
有活性的蛋白 质天然构象
遗传信息的传递应该是从核苷酸序列到有完 整结构的功能蛋白质的全过程。
第二遗传密码
多肽链的一级结构决定它的空间结构，既然前
者决定后者，一级结构和空间结构之间肯定存
在某种确定的关系，这是否也像核苷酸通过 “三联密码”决定氨基酸顺序那样有一套密码 呢？
第四章蛋白质(中医)PPT课件
.
17
三、肽
（一）肽(peptide)
* 肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合 而形成的化学键。
.
18
O
NH2-CH-C +
H OH
甘氨酸
O NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H HH OH
肽键 .
甘氨酰甘氨酸
天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22
赖氨酸
lysine
Lys K 9.74
精氨酸 arginine Arg R 10.76
组氨酸 histidine
.
His H 7.59
12
半胱氨酸
-OOC-CH-CH2-SH + HS-CH2-CH-COO-
分子，占人体干重的45％，某些组织含量更 高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。
.
2
2. 蛋白质具有重要的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
.
3
第一节
蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
三酮反应。
⒉双缩脲反应(biuret reaction)
蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与
硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双
缩脲反应，双缩脲反应可用来检测蛋白质水解
程度。
.
第四章 蛋白质的性质、分类及研究方法
OUS PS EOVE RLA HOWT SEO WTOU VERL APS HO
多肽序列分析实例
蛋白质研究方法
假定你发现一种新的蛋白质：蛋白质X 1. 如何得到这种蛋白质?
蛋白质的分离、纯化技术 2. 这种蛋白质的大小？
（SDS-PAGE） 3.它的pI是多少？
（等电聚焦） 4. 其他细胞或其他生物体内是否存在？ （Western印迹） 5. 其一级结构如何？
`
• N末端:
• Sanger法（FDNB)
• C端：
肼解法
此法是多肽链C-端氨基酸分析法。多肽与肼在无水条件下加 热，C-端氨基酸即从肽链上解离出来，其余的氨基酸则变成 肼化物。肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-
端氨基酸分离。
RO H2N CH C
R n-1O
Rn O
HN CH C HN CH C OH
几种蛋白酶特异性的比较
蛋白质的各种 间接测定法。
先得到某一种蛋白质基因的核苷酸序列，然后根据通用的 遗传密码表间接推导出由其决定的氨基酸序列。(DNA测定 序列简单，无法确定最终加工后蛋白质序列、修饰后蛋白 质序列、二硫键信息）
蛋白质一级结构直接测定法的主要步骤
沉降系数S：
大分子沉降速度的量度，等于每单位离心场 的速度。 或S=v/ω^2‧r。s是沉降系数，ω是离心转子 的角速度（弧度/秒），r是到旋转中心的距 离，v是沉降速度。 沉降系数以每单位重力的沉降速度表示， （the velocity per unit force）并且生物大分 子通常为1～500×10^-13秒范围 如令1×10^-13=S 那么生物大分子沉降系数 通常为1～500S S=(p-m)V/f
第四章 蛋白质的性 质分类及研究方法
多肽序列分析实例
蛋白质研究方法
假定你发现一种新的蛋白质：蛋白质X 1. 如何得到这种蛋白质?
蛋白质的分离、纯化技术 2. 这种蛋白质的大小？
（SDS-PAGE） 3.它的pI是多少？
（等电聚焦） 4. 其他细胞或其他生物体内是否存在？ （Western印迹） 5. 其一级结构如何？
`
• N末端:
• Sanger法（FDNB)
• C端：
肼解法
此法是多肽链C-端氨基酸分析法。多肽与肼在无水条件下加 热，C-端氨基酸即从肽链上解离出来，其余的氨基酸则变成 肼化物。肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与C-
端氨基酸分离。
RO H2N CH C
R n-1O
Rn O
HN CH C HN CH C OH
几种蛋白酶特异性的比较
蛋白质的各种 间接测定法。
先得到某一种蛋白质基因的核苷酸序列，然后根据通用的 遗传密码表间接推导出由其决定的氨基酸序列。(DNA测定 序列简单，无法确定最终加工后蛋白质序列、修饰后蛋白 质序列、二硫键信息）
蛋白质一级结构直接测定法的主要步骤
沉降系数S：
大分子沉降速度的量度，等于每单位离心场 的速度。 或S=v/ω^2‧r。s是沉降系数，ω是离心转子 的角速度（弧度/秒），r是到旋转中心的距 离，v是沉降速度。 沉降系数以每单位重力的沉降速度表示， （the velocity per unit force）并且生物大分 子通常为1～500×10^-13秒范围 如令1×10^-13=S 那么生物大分子沉降系数 通常为1～500S S=(p-m)V/f
第四章 蛋白质的性 质分类及研究方法
第四章 蛋白质的重要性质
(六)蛋白质的的分离、纯化与鉴定
1.蛋白质分离、纯化的过程和一般原则
（1）前处理（Pretreatment）---细胞破碎，蛋白
质从原来的组织或细胞中以溶解的状态释放出来。
（2）粗分级（Rough fractionation） 当蛋白质混
合物的提取液获得后，选用一套适当分离纯化方法
，使目的蛋白与大量的杂蛋白分离开。
四.蛋白质的重要性质
(六)蛋白质的的分离、纯化与鉴定
2.蛋白质分离纯化的一般方法 （1）根据蛋白质分子大小不同的分离方法
a. 透析和超滤 透析（dialysis）
b. 和超滤（ultrafiltration）
四.蛋白质的重要性质
(六)蛋白质的的分离、纯化与鉴定 2.蛋白质分离纯化的一般方法 （1）根据蛋白质分子大小不同的分离方法 b. 密度梯度（区带）离心 c. 凝胶过滤（gel filtration）
2.蛋白质分离纯化的一般方法
（3）根据蛋白质电荷不同的分离方法 a. 电泳--在电场中，带电颗粒向着与其带相反电荷的 电极移动，这种现象称电泳（electrophoresis）。
四.蛋白质的重要性质
影响迁移率的因素：电位梯度
电流密度
导电性
环境pH （分子电荷）
离子强度
分子的大小、形状
根据电泳的原理和影响因素可以设计不同的电 泳方法以达到预期的目的
四.蛋白质的重要性质
(二)两性解离及等电点
蛋白质的等电点（pI）：当某蛋白质在一定的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。
蛋白质的带电性质与溶液的pH有关。利用蛋白质 的两性解离可以通过电泳分离纯化蛋白质。
第四章蛋白质的营养
1）概念：某种或几种氨基酸含量不足，不能 满足动物需要，而影响动物的生产性能。
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。
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。
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
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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%。
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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
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2、生物体的结构成分
膜 蛋 白
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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
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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。
第四章 蛋白质 习题答案
第四章蛋白质一、单项选择题1、变性蛋白质的主要特点是（ D ）A 共价键被破坏B 不易被蛋白酶水解C 溶解度增加D 生物学活性丧失2、除（ B ）外，其他基本氨基酸都有旋光性。
A、谷氨酸B、甘氨酸C、蛋氨酸D、苏氨酸3、组成蛋白质的基本单位是：（ A ）A L-α-氨基酸B D-α-氨基酸C L-β-氨基酸D L.D-α-氨基酸4、由氨基酸和其他非蛋白质化合物组成的蛋白质称为（ B ）A、简单蛋白B、结合蛋白C、脂蛋白D、糖蛋白5、除了八种必需氨基酸外，婴儿特殊需要的必需氨基酸是（ C ）A、色氨酸B、亮氨酸C、组氨酸D、酪氨酸6、氨基酸一般不能溶解在（D ）A、盐酸 B、氢氧化钠溶液C、氢氧化钾溶液D、乙醇溶液7、下面能与茚三酮溶液发生反应并呈黄色的氨基酸有（C ）A、色氨酸B、亮氨酸C、脯氨酸D、酪氨酸8、下列几种氨基酸中哪一种不属于必需氨基酸？（ D ）A、赖氨酸B、亮氨酸C、色氨酸D、丝氨酸9、在加工脱水猪肉时，干燥前先调节肉的pH，使其远离蛋白质等电点，复水时较易嫩化，这主要是利用了蛋白质的（ A ）A、水化作用B、乳化性质C、起泡性质D、胶凝作用10、新鲜的猪肉在很高的压力下都不能把其中的水分压挤出来，这主要是（D ）A、水化作用B、乳化性质C、起泡性质D、胶凝作用11、食品卫生中的利用乙醇消毒灭菌和加热蒸煮杀菌，是利用了蛋白质的（C ）A、水化作用B、乳化性质C、变性作用D、胶凝作用12、使肌肉呈红色的蛋白质是（ C ）A、肌溶蛋白B、肌粒蛋白C、肌红蛋白D、肌球蛋白13、小麦蛋白中缺乏（B ），并不是一种良好蛋白质来源，需要与其他蛋白质配合。
A、色氨酸B、赖氨酸C、组氨酸D、酪氨酸14、热处理对蛋白质有有利的一面，主要有（ B ）A、引起含硫蛋白质的分解B、在热处理过程中发生的褐变反应C、导致蛋白质效价的降低D、产生有毒物质15、食品中粗蛋白质测定方法中，最为经典的测定方法是（A ）A、凯氏定氮法B、双缩脲法C、紫外分光光度法D、水杨酸比色法16、维系（B ）级结构的化学键主要是氢键。
食品化学 第四章蛋白质 (蛋白质的性质及食品加工对其影响)
α– 螺旋结构
β-折叠：指两条或多条几乎完全伸展的多肽链靠
链间氢键连结而形成的锯齿状折叠构象。
血红蛋白的四级结构
一、两性电离和等电点
1、电离 蛋白质同氨基酸一样也是两性电解质，即能 和酸作用，也能和碱作用。 蛋白质分子中可解离基团主要是侧链基团， 也包括末端氨基和羧基。
2、等电点
（pI ）：当某蛋白质在一定 蛋白质的等电点 蛋白质的等电点（ pI） 的pH 的溶液中，所带的正负电荷相等，它在电场 pH的溶液中，所带的正负电荷相等，它在电场 pH 值 中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的 中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH pH值 叫做该蛋白质的等电点。 pH 有关。利用蛋 蛋白质的带电性质与溶液的 蛋白质的带电性质与溶液的pH pH有关。利用蛋 电泳分离纯化蛋白质 。 白质的两性解离可以通过 白质的两性解离可以通过电泳分离纯化蛋白质 电泳分离纯化蛋白质。
肌红蛋白
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燕麦球蛋白
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� 低温：主要是一些酶在冷冻条件下失活
� ①冻结使蛋白质周围的水与其结合状态发生变化，从而破 坏了维持蛋白质构象的力。 � ②大量的水结成冰后，使得剩余水中的无机盐浓度大大提 高，局部高浓度的盐使蛋白质发生变性。 � 某些蛋白质经过低温处理后发生可逆变性，如有些酶（L苏氨酸脱氨酶）在室温下比较稳定，而在0℃时不稳定。 � 某些蛋白质（11S 大豆蛋白、麦醇溶蛋白、卵蛋白和乳蛋 白）在低温或冷冻时发生聚集和沉淀，当温度回升至室温 可再次溶解。
1、误食重金属盐类时，喝大量牛奶、蛋清或豆 浆能解毒吗？说说理由。
原因：重金属对身体的毒害主要来自使蛋白质变性， 从而失去生物活性，牛奶富含蛋白质，可以竞争重金属离 子，使变性的蛋白质不再是人体的蛋白质而是牛奶的蛋白 质，这样就可以保护人体。其实不是解毒，而是应急，如 果已经中毒，喝牛奶就没有用了。 2、做胃透视时要服“钡餐”-BaSO4为何不会中毒，能 否改服BaCO3? 原因：选择BaSO4，因为碳酸钡会与胃酸反应生成钡 离子，钡离子有毒的！
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第四章蛋白质的共价结构
1、某肽经CNBr水解得到三个肽段，这三个肽段的结构分别是：Asn-Trp-Gly-Met, Thr-Leu-Ala, Val-Arg-Tyr-Asn-Met;用胰凝乳蛋白酶水解此肽也得到三个肽段，其中一个为四肽，用6mol/L 盐酸水解此四肽只得到(Asp)2 和Met三个氨基酸，试写出此肽的氨基酸排列顺序。
（胰凝乳蛋白酶断裂Phe、Trp、Tyr羧基端的肽段）
Val-Arg-Tyr-Asn-Met -Asn-Trp-Gly-Met -Thr-Leu-Ala
2、当一种4肽与FDNB反应后，用6NHCl水解，得DNP－Val 及3种其它氨基酸。
当4肽用胰蛋白酶水解时，形成2种片段。
其中之一，用LiBH4还原后再水解，水解液中发现有氨基乙醇和1种与茚三酮反应生成黄色产物的氨基酸。
试问在原来4肽中可能存在哪几种氨基酸？它们的序列如何？为什么？（华师大97）Val -Lys(Arg) –HyPro- Gly
3、为确定某一短肽的氨基酸序列，进行了一系列的实验，得到以下的数据：酸水解，得到的氨基酸组成为（Tyr，2Asp，Lys，Met）；胰蛋白酶，得到两个片段在中性pH溶液中均显中性；用CNBr处理，并未发现有任何反应。
酸水解后测得两个片段中的氨基酸组成为（Asp，Tyr，Lys）和（Met，Asp）；紫外扫描发现，组成为（Met，Asp）的肽段在280nm处有特征吸收。
另一片段与FDNB试剂反应后，满载薄层层析上得到DNP-Tyr的斑点。
试决定该肽段的氨基酸序列。
（复旦大学2002）
Tyr- Asp –Lys- Asn- Trp(n)-Met或Tyr- Asp –Lys- Trp(n)- Asn –Met 侧链的酰胺基被酸水解成了羧基。