生物化学第一章 蛋白质12-2
生物化学 2
第一章蛋白质1.蛋白质的元素组成：主要由C、H、O、N、S等元素组成，有些还含有少量P和金属元素Fe、Cu、Zn等。
其中各种蛋白质平均含N量占整个分子量16%,即1gN→6.25g蛋白质；2.蛋白质的基本组成单位--氨基酸。
氨基酸结构：除甘氨酸以外，均为L-α-氨基酸。
分类：非极性脂肪族氨基酸、极性中性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸、芳香族氨基酸）。
理化性质：○1、两性解离○2、含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质○3、氨基酸可与茚三酮反应生成蓝紫色化合物。
3.标准氨基酸的结构特点：由C、H、O、N、S等元素组成的含氨基的有机酸，它们都是α-氨基酸，它们含有一个氨基和一个羧基结合在α-碳原子上，一个氢离子，区别在于其R基团的结构、大小、电荷以及对氨基酸水溶性的影响。
4.酸性氨基酸：侧链含有羧基；包括天冬氨酸、谷氨酸。
碱性氨酸：侧链含有氨基、胍基，咪唑基；赖氨酸、精氨酸，组氨酸。
芳香族氨基酸：含有疏水性较强的苯基、酚基和吲哚基；包括苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸。
5.氨基酸的两性电离：氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，在酸性溶液与H+结合成带正电的阳离子（—NH3+），也可在碱性溶液中与OH—结合，失去质子变成带负电的阴离子（—COO—），因此氨基酸为两性电解质。
6氨基酸的等电点：在某溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性粒子，呈电中性，此溶液的pH值即为该氨基酸的等电点。
7.肽键的形成：两分子氨基酸，其中一分子氨基酸的α-羟基和另一分子氨基酸的α-氨基脱去一分子水，缩合成肽，在该物质中连接两分子氨基酸的酰胺键极为肽键。
8肽的概念：氨基酸残基通过肽键连接成肽。
9.蛋白质的理化性质：○1、两性电离的性质和具有等电点；○2、胶体性质；○3、蛋白质的空间结构破坏会引起变性、同时还可能引起沉淀；蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰。
10.丙酮沉淀：在0—4℃的低温下，用10 倍于蛋白质量的丙酮，使之沉淀，沉淀后立即分离丙酮，否则蛋白质会变性。
王镜岩《生物化学》笔记(整理版)第一章
导入：100年前，恩格斯指出“蛋白体是生命的存在形式”；今天人们如何认识蛋白质的概念和重要性？1839年荷兰化学家马尔德（G.J.Mulder）研究了乳和蛋中的清蛋白,并按瑞典化学家Berzelius的提议把提取的物质命名为蛋白质（Protein，源自希腊语，意指“第一重要的”）。
德国化学家费希尔(E.Fischer)研究了蛋白质的组成和结构，在1907年奠立蛋白质化学。
英国的鲍林(L.Pauling)在1951年推引出蛋白质的螺旋；桑格(F.Sanger)在1953年测出胰岛素的一级结构。
佩鲁茨(M.F.Perutz)和肯德鲁(J.C.kendrew) 在1960年测定血红蛋白和肌红蛋白的晶体结构。
1965年，我国生化学者首先合成了具有生物活性的蛋白质——胰岛素（insulin）。
蛋白质是由L-α-氨基酸通过肽键缩合而成的，具有较稳定的构象和一定生物功能的生物大分子（biomacromolecule）。
蛋白质是生命活动所依赖的物质基础，是生物体中含量最丰富的大分子。
单细胞的大肠杆菌含有3000多种蛋白质，而人体有10万种以上结构和功能各异的蛋白质，人体干重的45%是蛋白质。
生命是物质运动的高级形式，是通过蛋白质的多种功能来实现的。
新陈代谢的所有的化学反应几乎都是在酶的催化下进行的，已发现的酶绝大多数是蛋白质。
生命活动所需要的许多小分子物质和离子，它们的运输由蛋白质来完成。
生物的运动、生物体的防御体系离不开蛋白质。
蛋白质在遗传信息的控制、细胞膜的通透性，以及高等动物的记忆、识别机构等方面都起着重要的作用。
随着蛋白质工程和蛋白质组学的兴起和发展，人们对蛋白质的结构与功能的认识越来越深刻。
第一节蛋白质的分子组成一、蛋白质的元素组成经元素分析，主要有 C（50%～55%）、H（6%～7%）、O（19%～24%）、N（13%～19%）、S（0%～4%）。
有些蛋白质还含微量的P、Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、I等。
《生物化学》分章重点总结
生物化学分章重点总结第一章蛋白质的结构与功能蛋白质的四级结构及维持的力（考到问答题）一级：多肽链中AA残基的排列顺序，维持的力为肽键，二硫键。
二级：Pr中某段肽链的局部空间结构，即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置，不涉及AA碱基侧链的构象，维持的力为氢键。
三级：整条多肽链全部AA残基的相对空间位置，其形成和稳定主要靠次级键—疏水作用，离子键(盐键)，氢键，范德华力。
四级：Pr中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，维持的力主要为疏水作用，氢键、离子键(盐键)也参与其中。
第二章核酸的结构与功能DNA一级结构：DNA分子中脱氧核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。
RNA的一级结构：RNA分子中核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。
hnRNA:核内合成mRNA的初级产物，比成熟mRNA分子大得多，这种初级mRNA分子大小不一被称为核内不均一RNA。
基因：DNA分子中具有特定生物学功能的片段。
基因组：一个生物体的全部DNA序列称为基因组。
第三章酶酶抑制剂：使酶催化活性降低但不引起酶蛋白变性的物质。
酶激活剂：使酶从无活性到有活性或使酶活性增加的物质。
酶活性单位：衡量酶活力大小的尺度，反映在规定条件下酶促反应在单位时间内生成一定量产物或消耗一定底物所需的酶量。
变构酶：体内一些代谢产物可与某些酶分子活性中心以外部位可逆结合，使酶发生变构并改变其催化活性，这种调节方式为变构调节，受变构调节的酶为变构酶。
酶的共价修饰：酶蛋白肽链上一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合从而改变酶活性的过程。
阻遏作用：转录水平上减少酶生物合成的物质称辅阻遏剂，辅阻遏剂与无活性的阻遏蛋白结合影响基因的转录的过程第四章糖代谢糖代谢的基本概况葡萄糖在体内的一系列复杂的化学反应，在不同类型细胞内的代谢途径有所不同，分解代谢方式还在很大程度上受氧供状况的影响：有氧氧化彻底氧化成CO2和水、糖酵解生成乳酸。
另外，G也可以进入磷酸戊糖途径等进行代谢。
生物化学123
⽣物化学123第⼀章蛋⽩质⼀、名词解释氨基酸的等电点（p I）?氨基酸分⼦是⼀种两性电解质。
氨基酸分⼦带有相等正、负电荷时，溶液pH值称为该氨基酸的等电点（p I）。
N端和C端？通常在多肽链的⼀端含有⼀个游离的α-氨基，称为氨基端或N-端(H)；在另⼀端含有⼀个游离的α-羧基，称为羧基端或C-端(OH)。
氨基酸残基？组成多肽的氨基酸单元称为氨基酸残基。
蛋⽩质变构效应？这种由于蛋⽩质分⼦构象改变⽽导致蛋⽩质分⼦功能发⽣改变的现象称为变构效应（别构现象）分⼦病？由于基因突变导致蛋⽩质⼀级结构发⽣变异，使蛋⽩质的⽣物学功能减退或丧失，甚⾄造成⽣理功能的变化⽽引起的疾病蛋⽩质的变性？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，能够破坏蛋⽩质的结构状态，引起蛋⽩质理化性质改变并导致其⽣理活性丧失。
这种现象称为蛋⽩质的变性(denaturation)。
必需氨基酸？凡⼈体⾃⾝不能合成，必须从⾷物中摄取的氨基酸半必需氨基酸？在⼈体内合成速度很低，特别是新⽣⼉或患病期，但⼜需要给予补充的氨基酸⼆、简答题1、为什么说蛋⽩质是⽣命活动最重要的物质基础？答：有些蛋⽩质是⽣物体的结构物质，有些蛋⽩质是⽣物体的功能物质。
近年来的研究还指出蛋⽩质在遗传信息的控制，细胞膜的通透性以及⾼等动物的记忆等⽅⾯起了重要作⽤总⽽⾔之，⼀切重要的⽣理活动都离不开蛋⽩质，蛋⽩质是⽣命现象的最基本的物质基础。
2、组成⽣物体的氨基酸数量是多少？氨基酸的结构通式、氨基酸的等电点及计算公式？答：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，且均属L-氨基酸（⽢氨酸除外），除脯氨酸（亚氨基酸）外，均为α-氨基酸。
氨基酸等电点的计算:侧链不含离解基团的中性氨基酸：pI = (pK’1 + pK’2 )/2酸性氨基酸：pI = (pK’1 + pK’R-COO- )/2碱性氨基酸：pI = (pK’2 + pK’R-NH2 )/23、氨基酸根据R集团的解离性质如何分类？并举例根据R侧链基团解离性质的不同，可将氨基酸进⾏分类：1.酸性氨基酸——⾕氨酸(Glu)，天冬氨酸(Asp)；侧链基团在中性溶液中解离后带负电荷的氨基酸。
生物化学各章节简答题归纳总结
生物化学第一章蛋白质的结构与功能1、用凯氏定氮法测得0.1g大豆中氮含量为4.4mg，试计算100g大豆中含多少克蛋白质？答：0.1g大豆中氮含量为 4.4mg，即0.044g/1g，则100g大豆含蛋白质含量为0.044x100x6.25=27.5g。
2、氨基酸侧链上可解离的功能基团有哪些？试举例说明之？答：不同的氨基酸侧链上具有不同的功能基团，如丝氨酸和苏氨酸残基上有羟基，半胱氨酸残基上有巯基，谷氨酸和天冬氨酸残基上有羧基，赖氨酸残基上有氨基，精氨酸残基上有胍基，酪氨酸残基上有酚羟基等。
3、使蛋白质沉淀的方法有哪些？简述之。
答：使蛋白质沉淀的方法主要有四种：①中性盐沉淀蛋白质，即盐析法。
②有机溶剂沉淀蛋白质。
③重金属盐沉淀蛋白质。
④有机酸沉淀蛋白质。
4、何谓蛋白质的变性作用？有何实际意义。
答：蛋白质的变性作用是指蛋白质在某些理化因素的作用下，其空间结构发生改变（不改变其一级结构），因而失去天然蛋白质的特性，这种现象称为蛋白质的变性作用。
意义：利用变性原理，如用乙醇、加热和紫外线消毒灭菌，用热凝固法检查尿蛋白等；防止蛋白质变性，如制备或保存酶、疫苗、免疫血清等蛋白质制剂时，应选择适当条件，防止其变性失活。
5、什么是蛋白质的两性电离和等电点？答：蛋白质分子中既有能解离成阴离子的基团，所以蛋白质是两性电解质。
在某一pH溶液中，蛋白质分子可成为带正电荷和负电荷相等的兼性离子，即蛋白质分子的净电荷为零，此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点。
6、为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？答：蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。
因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，所以一级结构决定其高级结构。
7、蛋白质的α-螺旋结构有何特点？答：α-螺旋结构特点有：①多肽链主链绕中心轴旋转，形成螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基酸残基，螺距有0.54nm，氨基酸之间的轴心距为0.15nm。
生物化学问答题
⽣物化学问答题第⼀章蛋⽩质1、为何蛋⽩质的含氮量能表⽰蛋⽩质相对量？实验中⼜是如何依此原理计算蛋⽩质含量的？（第⼀章 P8）答：尽管蛋⽩质的种类很多，结构各异，但是各种蛋⽩质的含氮量很接近，平均为16%，因此测定⽣物样品的含氮量就可以推算出蛋⽩质的⼤致含量。
常⽤公式为：每克样品含氮克数×6.25×100＝100g样品中的蛋⽩质含量（g%）2、蛋⽩质的基本组成单位是什么？其结构特征是什么？（第⼀章 P8）答：蛋⽩质的基本组成单位是氨基酸，组成⼈体蛋⽩质的氨基酸仅有20种，均为L-α-氨基酸，即在α－碳原⼦上连有⼀个氨基、⼀个羧基、⼀个氢原⼦和⼀个侧链（R）。
每个氨基酸的侧链各不相同，是其表现不同性质的结构特征。
3、何谓肽键和肽链及蛋⽩质的⼀级结构？（第⼀章 P11 P13）答：⼀个氨基酸的α-羧基和另⼀个氨基酸的α-氨基，进⾏脱⽔缩合反应，⽣成的酰胺键称为肽键。
肽键具有双键性质。
由许多氨基酸通过肽键相连⽽形成长链，称为肽链。
肽链有两端，游离α-氨基的⼀端称为N-末端,游离α-羧基的⼀端称为C-末端。
肽链中的氨基酸分⼦因脱⽔缩合⽽基团不全，被称为氨基酸残基。
蛋⽩质⼀级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序，即从N-端⾄C-端的氨基酸排列的顺序，其主要化学键为肽键。
此外，蛋⽩质分⼦中的⼆硫键也属于⼀级结构范围。
4、什么是蛋⽩质的⼆级结构？它主要有哪⼏种？各有何结构特征？（第⼀章 P14~18）答：蛋⽩质⼆级结构是指蛋⽩质分⼦中某⼀段肽链的局部空间结构，也就是该段多肽链主链⾻架原⼦的相对空间位置，并不包括氨基酸残基侧链的构象。
它主要有α-螺旋、β-折叠、β-转⾓和⽆规卷曲四种。
①在α-螺旋结构中，多肽链主链围绕中⼼轴以右⼿螺旋（顺时针）⽅式旋转上升，每隔3.6个氨基酸残基上升⼀圈，螺距为0.54nm。
氨基酸残基的侧链伸向螺旋外侧。
每个肽键的亚氨基氢与第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键的⽅向与螺旋长轴基本平衡，以维持α-螺旋稳定。
南开大学生物化学重点及《现代生物化学》第二版课后答案
第一章蛋白质化学（17学时）【目的要求】⒈ 掌握蛋白质的概念和化学组成；蛋白质的基本结构单位——氨基酸的分类及结构；蛋白质各级分子结构的内容和特点。
2．熟悉氨基酸、蛋白质的理化性质及分离鉴定方法。
3．了解蛋白质的分子结构与功能的关系及蛋白质一级结构的测定。
【教学内容】第一节蛋白质通论一、蛋白质是生命的物质基础二、蛋白质的分类：形状；功能；组成；溶解度三、蛋白质的元素组成第二节蛋白质的基本结构单位——氨基酸一、氨基酸的基本结构特征二、氨基酸的分类及结构三、蛋白质中不常见的氨基酸四、非蛋白质氨基酸五、氨基酸的理化性质1．一般物理学性质2．氨基酸的化学性质：酸碱性质，等电点六、氨基酸的化学反应1．茚三酮反应2．亚硝酸反应3． 2．4—二硝基氟苯反应（FDNB）4．甲醛反应5．二甲基氨基萘磺酰氯反应（DNS-Cl）6．与酰化剂的反应7．α-羧基的成酯反应8．侧链基团参加的反应七、氨基酸的分离和分析鉴定1．蛋白质的水解2．氨基酸的分离鉴定：离子交换柱层析，纸层析，薄层层析第三节蛋白质的结构一、蛋白质的一级结构1．肽键和肽链2．二硫键3．蛋白质的一级结构测定——片段重叠法二、蛋白质的二级结构1．酰胺平面和蛋白质的构象：肽平面，双面角，构象，构型2．维持蛋白质构象的作用力：氢键，离子键，范德华力，疏水作用，配位键，二硫键3．蛋白质二级结构的主要类型：α-螺旋，β-折叠，β-拐角，无规卷曲三、蛋白质的超二级结构和结构域1．超二级结构2．结构域四、纤维状蛋白质结构1．角蛋白：α-角蛋白，β-角蛋白2．胶原蛋白五、蛋白质的三级结构三级结构的特点：（1）（2）（3）（4）六、蛋白质的四级结构四级结构的特征：（1）（2）（3）（4）（5）第四节蛋白质的结构与功能一、蛋白质一级结构与空间结构的关系二、一级结构与功能的关系1．一级结构的微小差别可导致生理功能的重大不同（镰刀型细胞贫血症）2．同功能蛋白质中氨基酸顺序的种属差异与生物进化三、蛋白质的空间结构与功能1．蛋白质的变性与复性2．胰岛素的结构与功能3．血红蛋白与肌红蛋白的结构与功能4．免役球蛋白的结构与功能第五节蛋白质的理化性质一、蛋白质的胶体性质二、蛋白质的两性性质和等电点三、蛋白质的沉淀作用1．可逆沉淀作用：盐析与盐溶2．不可逆沉淀作用四、蛋白质的紫外吸收性质五、蛋白质的沉降作用第六节蛋白质的分离纯化与鉴定一、蛋白质分离纯化的基本原则二、细胞粉碎及蛋白质的抽提三、蛋白质分离纯化的主要方法1．离子交换柱层析法2．凝胶过滤法（分子筛）3．亲和层析法4．疏水层析法5．蛋白质沉淀法：等电点沉淀，盐析法，有机溶剂沉淀法四、蛋白质分子量的测定1．凝胶过滤2． SDS-PAGE五、蛋白质的纯度鉴定1．电泳2．等电聚焦：纯度，等电点六、蛋白质含量测定1．紫外吸收法2．染料结合法（Bradford）[返回索引]第二章核苷酸与核酸（13学时）【目的要求】1. 掌握核酸的化学组成; DNA的分子结构及生物学意义; RNA的种类及结构。
生物化学第一章蛋白质习题含答案
蛋白质习题一、就是非题1.所有蛋白质分子中N元素的含量都就是16％。
2.蛋白质就是由20种L-型氨基酸组成,因此所有蛋白质的分子量都一样。
3.蛋白质构象的改变就是由于分子内共价键的断裂所致。
4.氨基酸就是生物体内唯一含有氮元素的物质。
5.组成蛋白质的20种氨基酸分子中都含有不对称的α-碳原子。
6.用凝胶电泳技术分离蛋白质就是根据各种蛋白质的分子大小与电荷不同。
7.蛋白质分子的亚基就就是蛋白质的结构域。
8.在酸性条件下茚三酮与20种氨基酸部能生成紫色物质。
9.蛋白质变性就是其构象发生变化的结果。
10.脯氨酸不能维持α-螺旋,凡有脯氨酸的部位肽链都发生弯转。
11.蛋日质的空间结构在很大程度上就是由该蛋白质的一级结构决定的。
12.胶原蛋白在水中煮沸转变为明胶,就是各种氨基酸的水溶液。
13.蛋白质与酶原的激活过程说明蛋白顺的一级结构变化与蛋白质的功能无关。
14.利用盐浓度的不同可以提高或降低蛋白质的溶解度。
15.血红蛋白比肌红蛋白携氧能力高.这就是因为它有多个亚基。
二、填空题1.20种氨基酸中就是亚氨基酸.它可改变α-螺旋方向。
2.20种氨基酸中除外都有旋光性。
3.20种氨基酸中与分子量比较小而且不含硫,在折叠的多肽链中能形成氢键。
4.20种氨基酸中的一个环氮上的孤对电子,像甲硫氨酸一样,使之在血红蛋白分子中与铁离子结合成为配位体。
5.球蛋白分子外部主要就是基团.分子内部主要就是基团。
6.1953年英国科学家桑耳等人首次完成牛胰岛素的测定,证明牛胰岛素由条肽链共个氨基酸组成。
7.测定蛋白质浓度的方法有、、8.氨基酸混合物纸层析图谱最常用的显色方法就是9.用紫外光吸收法测定蛋白质含量的依据就是所有的蛋白质分子中都含有、、与三种氨基酸。
10.1965年中国科学家完成了由53个氨基酸残基组成的的人工合成。
11.目前已知的蛋白质二级结构有、、、与几种基本形式。
12.维持蛋白质三级结构的作用力就是, , 与盐键。
基础生物化学复习题
基础生物化学复习题《基础生物化学》复习题第一章蛋白质化学1、简述蛋白质的1、2、3、4级结构及维持各级结构的作用力。
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以及二硫键的位置。
维持蛋白质一级结构的化学键是肽键。
蛋白质的二级结构是指多肽链主链折叠的有规则重复的构象，不涉及侧链上的原子在空间的排列。
维持二级结构的作用力是主链形成的氢键。
蛋白质的三级结构是指一条多肽链中所有原子和基团的总的三维结构，包括所有主链和侧链的构象。
维持三级结构的作用力主要是次级键，即氢键、范德华力、疏水作用力、离子键等，也包括二硫键。
蛋白质四级结构是指具有三级结构的亚单位通过非工价键彼此缔合在一起的聚集体，维持蛋白质四级结构的作用力是次级键。
2、用实例说明蛋白质的高级结构与功能的关系（1）核糖核酸酶的变性与复性：当天然的核糖核酸酶用变性剂处理后，分子内部的二硫键断裂，肽链失去空间构象呈线形状态时，核糖核酸酶失去催化功能，当除去变性剂后，核糖核酸酶可逐渐恢复原有空间构象，则其催化RNA水解的功能可随之恢复。
（2）血红蛋白的别构效应：血红蛋白是一个含有4个亚基的寡聚蛋白质，具有别构效应，当它未与氧结合时，血红蛋白分子处于紧密型构象状态，不易与氧结合；当氧与血红蛋白分子中1个亚基结合后，会引起该亚基构象改变，这个亚基构象改变又会引起其他3个亚基的构象改变，使整个血红蛋白的结构变得松弛，易于与氧结合，大大加快了氧合速度。
3、名词：氨基酸等电点：使氨基酸处于正负电荷相等即净电荷为零的兼性离子状态时溶液的pH即为该氨基酸的等电点。
盐析：在蛋白质溶液中加入一定量的高浓度中性盐（如饱和硫酸铵），使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。
第二章核酸化学4、比较DNA、RNA在化学组成、细胞定位及生物功能上的区别。
DNA和RNA的基本结构单位是核苷酸。
核苷酸由一个含氮碱基（嘌呤或嘧啶），一个戊糖（核糖或脱氧核糖）和一个或几个磷酸组成。
生物化学期末考试名词解释
百度文库- 让每个人平等地提升自我生物化学名词解释集锦第一章蛋白质1．两性离子：指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷，又称兼性离子或偶极离子。
2．必需氨基酸：指人体（和其它哺乳动物）自身不能合成，机体又必需，需要从饮食中获得的氨基酸。
3. 氨基酸的等电点：指氨基酸的正离子浓度和负离子浓度相等时的pH 值，用符号pI表示。
4．稀有氨基酸：指存在于蛋白质中的20 种常见氨基酸以外的其它罕见氨基酸，它们是正常氨基酸的衍生物。
5．非蛋白质氨基酸：指不存在于蛋白质分子中而以游离状态和结合状态存在于生物体的各种组织和细胞的氨基酸。
6．构型：指在立体异构体中不对称碳原子上相连的各原子或取代基团的空间排布。
构型的转变伴随着共价键的断裂和重新形成。
7．蛋白质的一级结构：指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。
8．构象：指有机分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。
一种构象改变为另一种构象时，不涉及共价键的断裂和重新形成。
构象改变不会改变分子的光学活性。
9．蛋白质的二级结构：指在蛋白质分子中的局部区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。
10．结构域：指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。
11．蛋白质的三级结构：指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。
12．氢键：指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。
13．蛋白质的四级结构：指多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链以适当方式聚合所呈现的三维结构。
14．离子键：带相反电荷的基团之间的静电引力，也称为静电键或盐键。
15．超二级结构：指蛋白质分子中相邻的二级结构单位组合在一起所形成的有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。
16．疏水键：非极性分子之间的一种弱的、非共价的相互作用。
如蛋白质分子中的疏水侧链避开水相而相互聚集而形成的作用力。
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样品迁移距离 相对迁移率 指示染料迁移距离
• 相对迁移率与蛋白质相对分子质量的对数 呈直线关系。
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 液就不再稳定并将产生沉淀。 沉淀方法类别:
-链N端氨基酸排列顺序 1 Hb-A（正常人）
2
3
4
5
6
7
8
Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys…
Hb-S（患
者）
Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…
2、空间结构与功能的关系
• 核糖核酸酶的变性与复性
一级结构是空间构象的基础
二 硫 键
牛核糖核酸酶的一 级结构
• 在血红蛋白和肌红蛋白分子中与辅基血红 素相连的氨基酸都是组氨酸。说明不同氨 基酸序列中只有关键的氨基酸不变才能产 生相同的构象，执行相同的功能。 • 这种关键氨基酸通常提供形成蛋白质构象 的必要基团。
• 肌红蛋白和血红蛋白的每条链都含一个血 红素辅基。 • 血红素由四个吡咯环构成的原卟啉Ⅸ和一 个铁离子组成。作为亚铁离子，可形成6个 配位键：其中4个与卟啉与环的氮原子连接， 第五个与His93相连，第六个与氧可逆结合 附近有个His64辅助氧的结合。
Anfinsen实验
去除尿素、 β-巯基乙醇
天然状态， 有催化活性
尿素、 β-巯基乙醇
非折叠状态，无活性
肌红蛋白与血红蛋白的结构与功能
目录
• 肌红蛋白(Mb)由153个氨基酸残基组成,血 红蛋白(Hb)的α亚基有141个氨基酸,β亚基 有146个氨基酸残基。Mb and Hb的两种亚 基氨基酸残基数和序列均有变化，但它们 的三级结构几乎完全相同。 • 说明肌红蛋白和血红蛋白的α亚基和β亚基 都起源于一个共同的祖先。
透析与超过滤简易装置
蛋白质的分子量及其测定
• 蛋白质的相对分子量很大，一般在104~106 或更大。 • 蛋白质的分子量除了根据其化学组成来测 定外，主要是利用蛋白质的某些物理化学 性质来测定。
1、沉降速度法
• 是利用超速离心机测定蛋白质相对分子量 的一种方法。 • 将蛋白质溶液放在超速离心机的离心管中 进行超速离心。60 000~80 000rpm. • 使蛋白质分子沉淀下来，当蛋白质的分子 大小和形状相同时下沉速度也会相同，在 离心管中产生一个明显的界面，利用光学 系统可以观察到此界面的移动，从而测定 蛋白质的沉降速度。
+ OH-
Pr
NH3
+
+ +
OHH+
Pr
NH3 COO-
+
Pr
NH2 COO-
COOH
+ H+
pH< pI
净电荷为正
pH = pI
净电荷=0
pH > pI
净电荷为负
当蛋白质溶液在某一定pH值时，使某特定
蛋白质分子上所带正负电荷相等，成为两
性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极
移动，此时溶液的pH值即为该蛋白质的等 电点 （isoelectric point，pI）
沉降样品
转头
驱动马达 真空 冷冻
沉降系数(sedimentation coefficient, S)
• 一种蛋白质在单位离心力场里的沉降速度。 • 常用S（Svedberg unit)表示。
v s = ———— ω2x
v =沉降速度（dx/dt） ω=离心机转子角速度（弧度/s） x =蛋白质界面中点与转子中心的距离（cm）
1、高浓度中性盐（盐析、盐溶）
2、酸硷（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
• 盐析法:在蛋白质溶液中加入高浓度的硫酸 铵、氯化钠等中性盐，可有效地破坏蛋白 质颗粒的水化层。同时又中和了蛋白质表 面的电荷，从而使蛋白质颗粒集聚而生成 沉淀，这种现象称为盐析（salting out）。
2. 盐溶和盐析
盐溶：低浓度的中性盐在蛋白质分子表面形成双电层， 使蛋白质溶解度增加； 盐析：高浓度的中性盐破坏蛋白质分子表面的水化层， 使蛋白质溶解度降低，发生沉淀析出。 分段盐析：不同蛋白质盐析所需的盐浓度不同，蛋白质 溶液中，逐渐增大盐浓度，不同蛋白质先后析出，称分 段盐析。
3.有机溶剂沉淀法
第五节 蛋白质结构与功能的关系
一、一级结构与功能的关系
蛋白质一级结构包含了其分子的所有信息，
并决定其高级结构，高级结构和其功能密 切相关。
1、同功能蛋白质一级结构的种属 差异与分子进化
• 同功能蛋白质：不同生物体中表现同一功 能的蛋白质，又称同源蛋白质。
• 对比不同生物的同源蛋白质的氨基酸序列 可以发现，它们长度相同或相近，而且许 多位置的氨基酸是相同的。这些相同的氨 基酸残基称为不变残基。 • 不变残基对于同源蛋白的功能是必需的。
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高浓度分离胶
蛋白质胶体性质
由于蛋白质分子量很大，在水溶液中形 成1-100nm的颗粒，因而具有胶体溶液的特征 。可溶性蛋白质分子表面分布着大量极性氨 基酸残基，对水有很高的亲和性，通过水合
作用在蛋白质颗粒外面形成一层水化层，同
时这些颗粒带有电荷，因而蛋白质溶液是相
当稳定的亲水胶体。
水化膜
+ + + + + + +
• 已测得许多蛋白质的S值都在 • 1×10-13~200×10-13之间，因此，采用 1×10-13S作为沉降系数的一个单位。 • 例如：某蛋白质的沉降系数为30×10-13S， 可用30S表示。
• 由沉降系数S可根据斯维得贝格〔Svedberg〕方 程计算蛋白质分子的相对分子质量： M=RST/D〔1－iρ〕 R：气体常数 T：绝对温度 D：扩散系数 i:蛋白质的偏微比容 ρ：溶剂的密度
和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致其一级结构的
变化，这种现象称为变性作用（denaturation）。
• 表征：生物活性丧失；物理性质（溶解度、 粘度、扩散系数、光谱特性等）和化学性 质（化学反应，被酶解性）改变 • 应用：变性灭菌、消毒；变性制食品； 抗衰老…… •
蛋白质复性
• ●蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，则 是一种可逆过程，变性蛋白质通常在除去 变性因素后，可缓慢地重新自发折叠成原 来的构象，恢复原有的理化性质和生物活 性，这种现象成为复性（renaturation）。
交联葡聚糖（Sephadex）
凝胶过滤法
①当kd=0时，Ve=Vo，溶质全从Vo出来， 无分配。 ②当kd=1时，Ve=Vo+Vi，溶质全进筛子，各物质尽管有分配，但 各物质不能分开。 ③当0〈kd〈1时，Ve=Vo+kd· Vi,各溶质具不同分配，得以分离。
3、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
1、从组织细胞中溶解放出蛋白质，并保持天然状态， 常用低温冰冻、化学试剂及溶菌酶破壁、破膜，再用 溶剂提取。 2、分离所需要蛋白质与其他蛋白质 a 等电点沉淀 b 盐析和有机溶剂分级分离 纯化：a 离子交换层析 b 凝胶过滤层析 c 亲和层 析 d 电泳方法
血红蛋白与氧结合的协同性
• 肌红蛋白与血红蛋白都能与氧结合，但肌 红蛋白是单体蛋白而血红蛋白是四聚体蛋 白。
血红蛋白氧饱和度
• 在溶液中血红蛋白分子上已结合氧的位置 数与可结合氧的位置数之比称为饱和度 （saturation)。
Hb(O2 ) n 饱和度(Y ) Hb Hb(O2 ) n
肌红蛋白氧饱和度
MbO2 Y Mb MbO2
Mb释放氧
Hb释放氧
P O2=2.67kPa
P O2=13.33kPa
Mb和Hb的氧合曲线比较
Mb的储氧功能 Hb的输氧功能
血红蛋白与氧结合的分子机制
脱氧血红蛋白亚 基间的交联键
第六节 蛋白质的性质
蛋白质两性解离性质和等电点
蛋白质电泳
• 蛋白质在溶液中解离成带电颗粒，在 电场中可以向与其电荷相反的电极移 动，这种现象称为：电泳
• 不同种类的蛋白质由于等电点的不同， 在一个指定pH条件下所带电荷的性质 和多少也不相同，加上它们分子量大 小、颗粒形状的不同，因此在电场中 移动的方向和速度各不相同。根据这 一原理可用此方法对蛋白质进行分离 和分析。
根据细胞色素 C的 顺序种属差异建立 起来的进化树
2、一级结构的变异与分子病
• 分子病：由于基因突变导致蛋白质一级结 构发生变异，使蛋白质的生物学功能减退 或丧失，甚至造成生理功能的变化而引起 的疾病，称为分子病。
镰刀状红细胞贫血病
正常红细胞与 镰刀形红细胞 的扫描电镜图
正常红 细胞
镰刀形 红细胞
简单蛋白质分类
结合蛋白质分类
第八节 蛋白质的分离纯化
一、蛋白质的分离纯化 蛋白质分离纯化的一般原则 提纯的目标：尽量提高蛋白质的纯度或 比活性，设法除去变性的和不需要的蛋白质， 尽可能提高蛋白质的产量。 根据蛋白质的性质加以选择，如分子大小，溶 解度、电荷、吸附性质及生物亲和力等。
一般程序：
2、凝胶过滤（又称分子筛层析）
是根据分子大小分离蛋白质混合物最有效的 方法之一。 原理是：使用葡聚糖凝胶（商品名Sephadex) 和琼脂糖凝胶（商品名Sepharose）。该凝 胶具有网状结构，网孔大小用交联剂与葡 聚糖或琼脂糖的比例来实现。这些网孔只 允许较小的分子进入珠内，而大于网孔的 分子则被排阻。当用洗脱液洗脱时被排阻 的大分子先洗脱下来，小分子后洗下来。
a 有机溶剂（与水相溶）争取蛋白质颗粒上的水 膜，使之沉淀。 b 有机溶剂：乙醇、丙酮 c 低温操作，边加入边搅拌，防止局部过热，引 起变性，尽量缩短处理时间。