蛋白质表达的性质
生物化学 第二版 3蛋白质的性质
NH2
H+
P COO- OH-
负离子
（pH>pI）
NH+3
P
COO-
H+ OH-
两性离子
（pH=pI ）
NH+3
P
COOH
正离子 （pH<pI）
蛋白质的等电点（pI）： 在某一pH值的溶液中，可以使蛋白质所带的正电荷与负电
荷恰好相等，分子总电荷为零，呈电中性。这时的pH值就是 蛋白质的等电点。
一、蛋白质的两性解离
➢蛋白质胶体溶液的稳定性：
（1）水化层 （2）同种电荷层
➢应用：蛋白质的分离----透析。
H2O H2O
H2O
+ ++
四、蛋白质的沉淀
主要原因：水化层和电荷层被破坏。
四、蛋白质的沉淀方法
1.盐析：
破坏水化层电荷层
2.有机溶剂沉淀法： 乙醇（甲醇）+ 蛋白质破坏水化层 蛋白质
3. 加热沉淀法
四、蛋白质的沉淀方法
（1）
。
（2）
如溶解度降低，粘度增加，
易发生凝集、沉淀，易被蛋白酶水解。
二、蛋白质的变性
变性的应用：
➢ 豆腐的制作； ➢ 用高温蒸煮、照射紫外线、75%酒精等方法消毒杀菌； ➢随年龄增大皮肤变粗糙、干燥； ➢白内障； ➢植物种子放久后失去发芽能力。
三、蛋白质的胶体性质
➢蛋白质分子颗粒在1～100nm之间，溶于水后形成胶体溶液。
应用--分离蛋白质 1.等电点沉淀法 等电点时，总电荷为零，没有相同电荷的排斥，易沉淀析出。
2.电泳法 ➢ 带电颗粒在电场中向电荷相反的电极方向移动； ➢ 电泳的速度主要取决于颗粒所带电荷的多少和颗粒的大小。
【知识解析】蛋白质的结构与性质
蛋白质的结构与性质1．蛋白质的存在蛋白质广泛存在于生物体内，是组成细胞的基础物质。
动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁以及毛、发、蹄、角等都是由蛋白质构成的。
许多植物（如大豆、花生、小麦、稻谷）的种子里也含有丰富的蛋白质。
2．蛋白质的组成和结构蛋白质的相对分子质量很大，从几万到几千万。
例如，烟草斑纹病毒的核蛋白的相对分子质量就超过两千万。
因此，蛋白质属于天然有机高分子化合物。
（1）蛋白质的组成蛋白质是一类非常复杂的化合物，由C、H、O、N、S等元素组成，有些蛋白质含有P，少数蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。
（2）蛋白质分子的结构氨基酸是构成蛋白质的物质基础，氨基酸分子的种类和排列顺序决定了蛋白质分子的种类及相对分子质量的大小。
名师提醒（1）蛋白质是由不同氨基酸按不同顺序相互结合而形成的高分子化合物。
（2）蛋白质溶液具有胶体的性质。
3．蛋白质的性质（1）蛋白质的物理性质溶解性：有的蛋白质不溶于水，如丝、毛等；有的蛋白质溶于水，如鸡蛋清等。
少量的盐（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等）能促进蛋白质溶解。
当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时，反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种作用称为盐析。
实验探究 教材P89实验4－2 蛋白质的盐析名师提醒（1）盐析只改变蛋白质的溶解度，不改变其结构和化学性质，析出的蛋白质还能溶于水。
（2）盐析必须是浓的盐溶液，少量盐能促进蛋白质溶解。
（3）盐析常用于分离提纯蛋白质。
（2）蛋白质的化学性质 ①蛋白质的两性形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的，在多肽链的两端存在着自由的—NH 2和—COOH 。
而且，侧链中也有酸性或碱性基团。
因此，蛋白质与氨基酸一样具有两性，既能与酸反应，又能与碱反应。
②蛋白质的水解在酸、碱或酶的催化作用下，蛋白质能发生水解反应。
蛋白质是由多种氨基酸构成的高分子化合物，其水解反应逐步进行：蛋白质−−−−−→水解酸、碱或酶相对分子质量较小的肽类化合物−−−→水解各种氨基酸。
蛋白质的重要性质
聚丙烯酰胺的结构和特点
• 单体：丙烯酰胺，甲叉双丙烯酰胺 • 增速剂：TEMED（N,N,N’,N’-四甲基乙二胺）
、3-二甲胺丙腈 • 引发剂：过硫酸铵、过硫酸钾、核黄素 • 特性：机械性能、弹性、透明度、粘着度、孔径
大小
四.蛋白质的重要性质
电泳原理：
1.最主要的特性是蛋白质的带电行为，产生电 荷效应 2.分子筛效应 3.分子形状
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 （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
2. 有于机蛋溶白剂质分离制备。 丙酮、乙醇 (破坏蛋白质水膜)
(四)蛋白质的沉淀
四.蛋白质的重要性质
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,或改变蛋白质的空间结构）
4.生物碱试剂 苦味酸、目酸、钨酸等 （与蛋白质中带正电荷的基团生成不溶性盐）
(五)蛋白质的颜色反应
大多蛋白质变性后，很难复性。
(四)蛋白质的沉淀
四.蛋白质的重要性质
加入适当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
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
蛋白质工程的基本原理
蛋白质工程的基本原理蛋白质工程是一门综合性学科，它涉及生物学、生物化学、分子生物学、生物信息学等多个学科的知识，是一门前沿而又具有挑战性的学科。
蛋白质工程的基本原理主要包括蛋白质结构与功能的关系、蛋白质的设计与改造、蛋白质表达与纯化、蛋白质的性质与功能等方面。
本文将从这几个方面对蛋白质工程的基本原理进行介绍。
一、蛋白质结构与功能的关系。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子之一，它们参与了生物体内的几乎所有生命活动。
蛋白质的结构与功能密切相关，蛋白质工程的首要任务就是通过改变蛋白质的结构来实现其功能的改造。
蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，而蛋白质的功能则包括酶活性、配体结合能力、信号转导等。
通过对蛋白质结构与功能的深入研究，可以为蛋白质工程的设计与改造提供理论基础。
二、蛋白质的设计与改造。
蛋白质的设计与改造是蛋白质工程的核心内容，它包括有目的地设计新的蛋白质序列，改造已有的蛋白质结构，以及将蛋白质与其他生物大分子进行融合等。
蛋白质的设计与改造需要借助生物信息学、分子生物学等多种技术手段，例如蛋白质的分子模拟、蛋白质的蛋白质工程技术等。
通过对蛋白质的设计与改造，可以获得具有特定功能的新型蛋白质，从而拓展了蛋白质的应用领域。
三、蛋白质表达与纯化。
蛋白质的表达与纯化是蛋白质工程中的重要环节，它涉及到蛋白质的大量生产与高效纯化。
蛋白质的表达通常采用大肠杆菌、酿酒酵母、哺乳动物细胞等作为表达宿主，而蛋白质的纯化则包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤等多种技术手段。
通过对蛋白质表达与纯化的研究，可以获得高纯度、高活性的蛋白质样品，为蛋白质的功能研究和应用奠定了基础。
四、蛋白质的性质与功能。
蛋白质的性质与功能是蛋白质工程研究的重点内容，它包括蛋白质的稳定性、溶解性、热稳定性、PH稳定性等性质，以及蛋白质的酶活性、配体结合能力、信号转导等功能。
通过对蛋白质的性质与功能的研究，可以为蛋白质工程的设计与改造提供理论指导，同时也为蛋白质的应用提供了重要参考。
实验 蛋白质的诱导表达
一般融合载体图解
阅读框架的保证
原核表达使用的宿主菌
一般可使用的菌株有： JM109, BL21(DE3), Y1090等。
本实验使用的菌株为：BL21(DE3溶原菌) 噬菌体DE3 : 21抗性区,
LacI基因, LacUV5启动子 T7 RNA聚合酶基因
T7 RNA聚合酶:提高T7启动子启动 的蛋白质的表达水平
稀有密码Biblioteka :多数氨基酸都有一个以上的密码子, 但有一些 E.Coli很少 使用, 当异源目的基因的mRNA过表达时, tRNA 的数量直接 反应密码子的偏倚性, 一个或多个tRNA的稀有或缺少会导 致翻译的停止
毒性基因和质粒稳定性:
氨苄青霉素的使用 补充葡萄糖
提高表达水平的措施
提高翻译水平： 调整SD序列与AUG间的距离、点突变改变碱基、增 加mRNA稳定性 减轻细胞的代谢负荷，提高表达水平： 细菌的生长和外源基因的诱导表达分开。 化学诱导，温度诱导。 提高蛋白质稳定性，防止降解。 表达融合蛋白，表达分泌蛋白（防止降解，减轻代 谢负荷、恢复天然构象）
蛋白表达系统操作流程
主要步骤
制备表达载体
操作
1. 酶切, 去磷酸化
2. 胶回收纯化
制备目的DNA 1. 质粒纯化/PCR 2. 酶切 3. 胶回收纯化 将目的DNA 克隆到载体上 1. 目的片断与载体连接
2. 转化非表达型宿主菌
3. 筛选阳性克隆: 菌落PCR, 质粒 提取酶,测序确定阅读框
转化表达宿主菌
实验
蛋白质的诱导表达
背景知识介绍
基因工程的最终目的：外源基因的高效 表达，获得有重要价值的蛋白质产品 蛋白质的表达是指为获取大量的目标蛋 白而进行的有目的性的蛋白质合成 需将编码所需蛋白的基因插入质粒或其 他载体，然后导入活细胞。 包括外源基因的克隆、转录、翻译、加 工、分离纯化
蛋白质的化学性质解读
蛋白质的化学性质解读蛋白质是生物体内最重要的有机化合物之一，它在维持生命活动中起着重要的作用。
蛋白质的化学性质决定了它的功能和结构，本文将对蛋白质的化学性质进行解读。
一、氨基酸组成蛋白质是由氨基酸组成的，氨基酸是蛋白质的基本组成单元。
氨基酸由一个氨基（NH2）、一个羧基（COOH）、一个侧链（R）和一个氢原子组成。
氨基酸的侧链决定了蛋白质的性质和功能。
根据氨基酸的侧链性质，可以将氨基酸分为疏水性氨基酸、亲水性氨基酸和带电氨基酸等不同类型。
二、酸碱性质蛋白质是由氨基酸组成的，其中羧基和氨基可以发生酸碱反应。
在酸性条件下，羧基会失去一个质子（H+），形成负电荷；在碱性条件下，氨基会接受一个质子，形成正电荷。
这种酸碱性质使得蛋白质在不同的pH值下具有不同的电荷状态，从而影响其溶解性、稳定性和功能。
三、氧化还原性质蛋白质中的一些氨基酸侧链含有硫原子，如半胱氨酸。
这些硫原子可以参与氧化还原反应，从而影响蛋白质的结构和功能。
氧化还原反应可以改变蛋白质的二级、三级结构，导致蛋白质的活性发生变化。
四、水解性质蛋白质可以被酶水解为氨基酸。
不同的酶可以选择性地水解蛋白质的特定位点，从而产生不同长度的肽段。
蛋白质的水解性质决定了其在消化过程中的吸收和利用。
五、聚合性质蛋白质具有聚合性质，即多个氨基酸可以通过肽键连接成链状结构。
蛋白质的聚合性质决定了其多样的结构和功能。
蛋白质可以形成α-螺旋、β-折叠等不同的二级结构，进一步组装成更复杂的三级结构。
六、糖基化蛋白质可以与糖分子发生糖基化反应，形成糖基化蛋白。
糖基化可以改变蛋白质的结构和功能，影响其在细胞信号传导、免疫应答等方面的作用。
七、交联蛋白质可以通过交联反应形成高分子复合物。
交联可以增加蛋白质的稳定性和机械强度，同时也可以改变蛋白质的结构和功能。
综上所述，蛋白质的化学性质包括氨基酸组成、酸碱性质、氧化还原性质、水解性质、聚合性质、糖基化和交联等。
这些化学性质决定了蛋白质的结构和功能，对于理解蛋白质的生物学功能和应用具有重要意义。
蛋白质的性质及应用领域
蛋白质的性质及应用领域蛋白质是生命体内一类非常重要的有机物质，具有多种功能和作用。
在生物体内，蛋白质参与了许多生命活动，包括细胞结构的支持、代谢反应的催化、信号传导、免疫反应等。
蛋白质的性质可以根据其组成和结构来描述，下面将详细介绍蛋白质的性质及其应用领域。
首先，蛋白质的性质包括结构性、功能性、生物活性、溶解性等。
蛋白质的结构性表现在其由氨基酸组成，通过肽键连接成多肽链，然后进一步折叠成特定的三维结构。
蛋白质的功能性主要体现在其特定的结构给予了其特定的功能，例如，酶类蛋白质能够催化各种生物反应，抗体能够识别并结合外源性抗原，传输蛋白可以帮助物质在生物体内运输等。
生物活性是指蛋白质在生物体内能够表现出的生物学活性，如细胞因子可以调节免疫反应，激素可以调节代谢等。
溶解性是指蛋白质可以在水中溶解，这使得蛋白质能够在生物体内进行自由的运输和反应。
蛋白质在生物体内有着广泛的应用领域。
首先，作为生物体内最基本的结构组成物质，蛋白质在细胞和组织的结构中起着支持和稳定的作用。
肌肉中的肌动蛋白和骨骼中的胶原蛋白都是蛋白质的重要组成部分。
其次，蛋白质作为酶的应用也非常广泛，生物体内的代谢反应大部分都是通过酶来催化完成的，而工业上的环境净化、食品加工、医药生产等领域也需要酶来加速反应速率。
此外，蛋白质在医学和生物技术领域也有很多应用，例如抗体可以用来诊断疾病、激素可以用来调节代谢和治疗疾病，重组蛋白可以用来生产生物药品和工业酶等。
另外，蛋白质在食品加工中也有着重要的应用，比如大豆蛋白可以用来作为饮食营养的补充，鱼胶原蛋白可以用来增加食品的弹性和口感等。
总的来说，蛋白质是生物体内非常重要的有机物质，其特定的结构赋予了其多种功能和作用。
在生物体内，蛋白质参与了许多生命活动，包括细胞结构的支持、代谢反应的催化、信号传导、免疫反应等。
在工业和生物技术领域，蛋白质也有着广泛的应用，包括酶的应用、生物药品的生产、食品加工等。
因此，研究和应用蛋白质的性质对于生命科学和工程技术都具有着重要的意义。
动物植物和微生物蛋白质表达的异同点研究
动物植物和微生物蛋白质表达的异同点研究动物、植物和微生物是地球上三个最为广泛存在的生命形式。
它们在生物学中发挥着重要的作用，并且在生物体内都有蛋白质的表达过程。
然而，由于它们的生物性质和进化路径的不同，动物、植物和微生物在蛋白质表达方面存在着明显的异同点。
本文将对动物、植物和微生物蛋白质表达的异同进行研究。
一、蛋白质的合成1.1 动物蛋白质合成过程动物蛋白质的合成主要发生在细胞内的核糖体中。
该过程包括转录、剪接、翻译和后转录修饰四个阶段。
首先，DNA中的特定基因被转录成mRNA分子，并在细胞质内进行剪接以去除内含子。
然后，成熟的mRNA被翻译成多肽链，通过核糖体上的tRNA分子将氨基酸连接成肽链。
最后，蛋白质经过后转录修饰，例如磷酸化、甲基化等。
1.2 植物蛋白质合成过程植物蛋白质的合成与动物基本相似，但存在一些差异。
植物细胞中的蛋白质合成主要发生在叶绿体和线粒体内，以及细胞质中的核糖体。
类似于动物细胞，植物细胞的DNA通过转录生成mRNA，并在质体中进行剪接。
随后，mRNA被翻译成肽链，在核糖体中由tRNA连接氨基酸。
不同之处在于，部分蛋白质合成需要通过叶绿体或线粒体中的核糖体进行，例如叶绿体中合成的光合作用相关蛋白质。
1.3 微生物蛋白质合成过程微生物蛋白质的合成方式与动植物略有不同。
细菌是最常见的微生物形式之一，其蛋白质表达主要通过细菌细胞内的核糖体进行。
细菌的DNA通过转录生成mRNA，并在质体中经过剪接。
类似于动物和植物，mRNA被翻译成肽链，通过核糖体中的tRNA连接氨基酸。
然而，微生物的蛋白质表达过程相对较简单，不涉及像植物细胞那样复杂的亚细胞器分布。
二、调控蛋白质的表达2.1 动物蛋白质表达的调控动物细胞中的蛋白质表达受到多种调控机制的影响，包括转录因子、RNA干扰和表观遗传修饰等。
转录因子可以结合到特定DNA序列上，促进或抑制基因的转录过程。
此外，RNA干扰是一种通过RNA分子调控基因表达的机制，包括小干扰RNA和微小RNA。
蛋白质的性质ppt课件
最新课件
22
●蔗糖与葡萄糖的比较：
C12H22O11 + H2O 催化剂 C6H12O6 + C6H12O6
(蔗糖)
(葡萄糖) (果糖)
最新课件
23
淀粉 ：
物理性质：
白色、无气味、无味道、不溶于冷水、 热水中“糊化”。植物光合作用的产物 ，种子或块根里。谷类中含淀粉较多， 大米80%；小麦70%。
4、蛋白质的颜色反应，多数蛋白质分子含有带苯
坏的氨基酸，所以遇浓硝酸有黄色反应。
5、灼烧 烧焦羽毛味
最新课件
7
蛋白质的主要应用：
动物的毛、 蚕丝是很好 的纺织原料
人类的主要食品
蛋白质
各种生物酶 均是蛋白质
动物的皮 革是衣服 的原料
驴皮熬制的
胶是一种药 材——阿胶
最新课件
牛奶中的蛋 白质与甲醛 制酪素塑料
最新课件
3
蛋白质的性质：
2、 盐析
盐析一般是指在溶液中加入无机盐类而使某种物质 溶解度降低而析出的过程。在乙酸的酯化反应中加 入饱和碳酸钠溶液，降低乙酸乙酯溶解度，使其分 层现象更明显的过程。 一般向蛋白质溶液中加入 某些无机盐溶液后,都可以使蛋白质凝聚而从溶液 中析出。盐析的过程可复原。
鸡蛋白溶液 硫酸铵
8
[知识应用]
1、误食重金属盐类时，喝大量牛奶、蛋清 或豆浆来解毒。
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、医院里用高温蒸煮来消毒。
3、在伤口处涂抹酒精溶液来消毒杀菌。
蛋白质化学—蛋白质的理化性质(生物化学课件)
第二步是所形成的还原型茚三酮同另一个水合茚三酮分 子和氨缩合生成有蓝色物质。
第一步 还原
O
H
C
OH
C
+ H2N C COOH
C
OH
R
O
O
C
OH
C
+
C
H
NH3 + CO2 + R
O
C H
O 还原型茚三酮
高温、高压
物理因素
紫外线、X射线、
变
性
电离辐射和超声波等
因
有机酸、生物碱
素
化学因素
有机溶剂、重金属盐
高浓度尿素、盐酸胍等
2024/4/13
28
变性实质：破坏了空间结构，一级结构不受影响。
2024/4/13
29
变性蛋白 质 的特点
①生物学活性丧失
②理化性质改变 ③易被蛋白酶水解
空间结构改变
溶解度↓，沉降率↑
4.黄色反应
含有苯环的氨基酸，如酪氨酸、色氨酸，遇硝酸后，可被硝化成
黄色物质，该化合物在碱性溶液中进一步形成深橙色的硝醌酸钠。反
应式如下
NaOH
HO
+
HNO3
HO
O
NO2
N
O- Na+
硝基酚（黄色） O
邻硝醌酸钠（橙黄色）
多数蛋白质分子含有带苯环的氨基酸，所以呈黄色反应，苯丙氨酸 不易硝化，须加入少量浓硫酸才有黄色反应。
常用硫酸铵作分离蛋白质的盐析剂
3.醇沉分离法
醇沉法：利用杂质不溶于乙 醇的特性，在加入乙醇后，杂质 被沉淀出来的过程。
蛋白质的性质及分类纯化基本方法
蛋白质在水溶液中的行为酸碱性质蛋白质分子由氨基酸组成，在蛋白质分子中保留着游离的末端a-氨基和a-羧基以及侧链上的各种官能团。
因此蛋白质也是一类两性电解质，能和酸或碱发生作用。
胶体性质蛋白质溶液是一种分散系统。
在这种分散系统中，蛋白质是分散相，水是分散介质。
就其分散程度来说，蛋白质溶液属于胶体，是由蛋白质分子与溶剂(水)所构成的均相系统。
蛋白质溶液是一种亲水胶体。
蛋白质溶液由于蛋白质分子具有水化层与电荷两种稳定因素，所以作为胶体系统是相当稳定的，如无外界因素的影响，就不致互相聚集而沉淀。
蛋白质溶液也和一般的胶体系统一样具有丁达尔效应、布朗运动以及不能通过半透膜等性质。
蛋白质的沉淀蛋白质在溶液中的稳定性是有条件的、相对的。
如果条件发改变，破坏了蛋白质溶液的稳定性，蛋白质就会从溶液中沉淀出来。
沉淀蛋白质的方法有以下几种：(1)盐析法向蛋白质溶液中加入大量的中性盐，使蛋白质脱去水化层而聚集沉淀。
(2)有机溶剂沉淀法向蛋白质溶液中加入一定量的极性有机溶剂，因引起蛋白质脱去水化层以及降低介电常数而增加异性电荷间的相互作用，致使蛋白质颗粒容易聚集而沉淀。
(3)重金属盐沉淀法当溶液pH大于等电点时，蛋白质颗粒带负电荷，这样它就容易与重金属离子结合成不溶性盐而沉淀。
(4)生物碱试剂和某些酸沉淀法当溶液pH小于等电点时，蛋白质颗粒带正电荷，容易跟生物碱试剂和某些酸的酸根负离子发生反应生成不溶性盐而沉淀。
($)加热变性沉淀法几乎所有的蛋白质都因加热变性而凝固。
蛋白质分离纯化的一般程序1、前处理分离纯化某种蛋白质，首先要求把蛋白质从原来的组织或细胞中以溶解的状态释放出来并保持原来的天然状态，避免丢失生物活性。
组织和细胞破碎以后，选择适当的缓冲液把所要的蛋白质提取出来。
细胞碎片等不溶物离心或过滤除去，得到所谓粗提取液。
如果所要的蛋白质主要集中在某一亚细胞成分，如细胞核、染色体、核糖体或细胞溶胶等，则可利用差速离心方法将它们分开，收集该细胞器作为下步纯化的材料。
蛋白质
食品蛋白质功能特性系指对人们所期望食品特征产生影响那些物理化学性质，它对于食品或食品成分在制造、加工或保藏中物理性质起着重要作用。蛋白质功能性质包括以下几个方面:(l)水合性质，取决于蛋白质与水的相互作用，如溶解性，持水性，粘度等;(2)表面性质，主要包括蛋白质乳化性和起泡性等;(3)蛋白质与蛋白质相互作用，体现在蛋白质凝胶作用和成膜性等。
蛋白质化学改性主要是对其多肤中一些氨基（-NH2）、轻基（-OH）、琉基（-SH)以及羧基（-COOH)进行改性，从而起到改善其各项功能特性，包括溶解性、表面性质、吸水性、凝胶性及热稳定性等。其实质是通过改变蛋白质的结构、静电荷、疏水基团，从而改变其功能性质。食品蛋白质化学改性方法，包括酰化、脱酰胺、磷酸化、糖基化(即美拉德反应)、共价交联、水解及氧化等方法。
⑦蛋白质在灼烧分解时，可以产生一种烧焦羽毛的特殊气味．利用这一性质可以鉴别蛋白质．
（1）蛋白质主要的生物学功能
①作为酶，蛋白质具有催化功能。
②结构支持作用。高等动物的毛发、肌腱、韧带、软骨和皮肤等结缔组织和昆虫的外表皮，都是以蛋白质作为主要成份的，如胶原蛋白、弹性蛋白、角质蛋白等。它们的作用是维持器官、细胞的正常形态，抵御外界伤害的防护功能，保证、维护机体的正常生理活动。
Hale Waihona Puke 在大多数情况下，酰化改性主要目的是改善蛋白质乳化性和起泡性。为了研究蛋白质功能特性与其分子结构关系，研究者对蛋白质表面特性改性研究尤感兴趣。因为，蛋白质可用不同类型和数量酰基化试剂进行改性，致使其结构可以逐渐被改性，这对研究蛋白质结构与功能之间关系很有帮助;另一方面，也有助于在更广应用范围内制造所需特定蛋白质。
2去酰胺
在食品蛋白质许多化学改性方法中，去酰胺改性较为突出，因为诸多植物来源蛋白质含有大量酰胺基团。通过去除此类蛋白质酰胺基团，可使其获得良好溶解性、乳化性及发泡性。蛋白质化学去酰胺作用可通过以下二种机制进行:(l)酸或碱催化下水解;(2)β-转变机制(β-shift meehanism)。前者研究较多，后者通过产生不稳定琥珀酰亚胺中间物，立即被水解从而产生一个“异头肤”(isopePtide)。以下就前一种机制改性植物蛋白质作一叙述。
生物化学中的蛋白质表达和纯化
生物化学中的蛋白质表达和纯化蛋白质是细胞中最基本的生物大分子之一，具有重要的结构和功能作用。
在生化实验研究中，常常需要大量的蛋白质作为实验材料。
蛋白质表达和纯化技术是生物化学研究中的关键技术之一。
本文将简要介绍蛋白质表达和纯化的原理和方法。
一、蛋白质表达技术蛋白质表达是将目的基因转录成RNA后再翻译成蛋白质的过程。
蛋白质表达主要有原核细胞和真核细胞两种方法。
原核细胞表达系统主要利用大肠杆菌，真核细胞表达系统则使用哺乳动物细胞，其主要的表达技术有以下几种：（一）重组蛋白质大规模表达重组蛋白质是指人为构建的同源或异源蛋白序列，利用基因工程技术将其导入到表达宿主中进行高效表达的蛋白质。
大肠杆菌是目前最常用的宿主。
一般来说，要将目的基因插入到选择性表达载体中，选用合适的启动子和终止子，将目的蛋白质与标签结合。
表达宿主随后被转化，蛋白质在生长过程中表达出来，随后进行纯化和鉴定。
（二）GST融合蛋白表达GST融合蛋白是利用GST (glutathione S-transferase)标签的蛋白质，将GST和目的蛋白质融合在一起表达，然后通过Glutathione 亲和层析纯化方法纯化目的蛋白质。
GST融合蛋白可以提高目的蛋白质的稳定性和可溶性，使得其在细胞内表达更加稳定。
（三）His标签蛋白表达His标签是一种聚组氨酸标签，可以与Ni2+螯合，因此可采用Ni2+亲和层析的方法纯化。
His标签融合蛋白表达时选择了较少的氨基酸标签，对目标蛋白的生物学性质和功能影响较小。
二、蛋白质纯化技术蛋白质表达和纯化是蛋白质生物化学研究的关键。
通常情况下，表达宿主细胞中的蛋白质必须经过纯化才能得到纯净的蛋白质，获得足够高纯度的蛋白质可用于测定其结构和功能。
（一）离子交换层析法离子交换层析法是利用蛋白质负荷（或正荷）的离子性质与相应的离子交换质团之间进行选择性结合的纯化方法。
离子交换层析法分为阴离子交换层析和阳离子交换层析两种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
蛋白质表达的性质
关键词：大肠杆菌，细胞，试剂，标准物质，北京标准物质网
1.所需要的蛋白表达量如果只是需要少量蛋白，比如筛选一系列点突变体的酶活性，酶学检测可以在大肠杆菌粗提物中进行，采用多数通用表达质粒即可，没有必要花很大精力去优化方案来提高表达量。
如果实验蛋白需要量大，就有必要尝试不同宿主载体系统和纯化方法，从中找出大批量表达蛋白的可行方案。
外源蛋白水平与生理状态下的内源蛋白相仿，有助于蛋白功能或蛋白相互作用研究。
2.表达蛋白的可溶性在抗体制备时不一定要求蛋白可溶，而研究蛋白功能时可溶性蛋白是关键。
利用大肠杆菌表达的融合蛋白常常形成包涵体，相对容易进行纯化，不易被降解。
若需要的是可溶性蛋白，可以采用降低复性温度，降低表达水平，改变携带蛋白和尝试不同宿主菌株等方法提高蛋白溶解性。
3.表达蛋白的稳定性在大肠杆菌中表达的外源蛋白尤其是真核蛋白常常稳定性不足。
将融合蛋白以包涵体形式表达，或者采用缺失已知蛋白酶的大肠杆菌菌株作为宿主，可减少不稳定蛋白质的降解。
由于不同菌株内蛋白酶的水平不同，对于某一特定融合蛋白来说，尝试不同菌株有助于提高蛋白稳定性。
4.蛋白质分子量在哺乳动物细胞中，不加标签的外源蛋白和内源蛋白由于分子量相同在免疫印迹上难以区分，表达融合蛋白有助于两者的区分。
一般来说小于5kD或者大于100kD的蛋白表达比较困难。
蛋白越小，越容易被内源蛋白水解酶所降解，在这种情况下可以采取融合蛋白表达，在每个单体蛋白之间设计蛋白水解或者是化学断裂位点。
如果蛋白较小，可以加入GST、Trx、MBP等较大的标签蛋白可能促进蛋白正确折叠：如果蛋白大于60kD则建议用6×His、HA等较小的标签。
对于结构研究清楚的大蛋白可以根据实验目的表达截短蛋白(truncated protemin)，如果是为抗体制备，一定要保证截取抗原性较强的部分。
5.是否需要活性蛋白如果蛋白表达的目的仅仅是获得一些制备抗体的材料，就没有必要获得活性蛋白。
如果目的蛋白表达是用于功能研究，那么保持或者恢复蛋白的活性是非常重要的，纯化难易相对不重要。
如果需要表达具有生物学功能的膜蛋白或分泌性蛋白，例如细胞膜表面受体或细胞外的激素和酶，则更需要利用真核细胞表达。
当表达蛋白是用于结构研究，最好是以可溶性蛋白的形式。
在不同大肠杆菌菌株尝试表达蛋白，减少体内蛋白异常折叠，尽可能减少体外变性从而保持正常蛋白构象。
蛋白质表达是一个复杂的调控过程，由于插入的目的基因不同，载体构建元件不同，组装的空间位置不同，采用表达系统不同，最终蛋白表达水平和阳性克隆筛选率都会有很大差异。
另外，由于表达元件存在种属和组织特异性，所构建的表达载体不一定在所有细胞株中都高效表达。
细胞生长状态的差异，转染方法的不同，培养时间的长短，筛选药物浓度的高低，对表达量都有很大影响。
因此，需要综合评价一个表达载体和表达系统，排除一些不确定因素，优化实验条件。