生物化学23蛋白质文稿演示
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生物化学蛋白质化学讲课文档
酪氨酸 max＝278nm
苯丙氨酸
max＝259nm
色氨酸 max＝279nm
第三十六页，共149页。
3. 化学性质
（1）-氨基参与的反应 ①与亚硝酸反应：得到-羟基酸并放出氮气。 是范斯来克法定量测定氨基酸的基本反应。 可以用氨基氮与总蛋白氮的比例表示蛋白质的 水解程度。
N H 2
蛋白质含量 = N含量×6.25
第二页，共149页。
二、蛋白质的分类
1. 分类依据——蛋白质不能按化学结构分类
常用依据：生物来源、理化性质、分子形状、化学组成 等。 2. 三种分类方法——按组成分类常用
1）根据分子形状：球状和纤维状蛋白；
球状蛋白：轴比小于10，较易溶解。 常见：血红蛋白，血清球蛋白，豆类球蛋白等。 纤维状蛋白：轴比大于10，不溶于水。
NH2 O
H2N CHC OH
-CO2
CH2NH2 -氨基丁酸
(CH2)2
(CH2)2
COOH
第四十三页，共149页。
COOH
（3）氨基和羧基共同参与的反应
①与茚三酮的反应：
O
O
O+ HR-CH-COH O+RHC+C H2+ O O N3H
OH O
N2H
OH O
水合茚三酮
还原茚三酮
OO
OO
O+ H N3+ HH
O H
RC H C O O H + H N O 2 RC H C O O H + N 2 + H 2 O
第三十七页，共149页。
3. 化学性质
（1）-氨基参与的反应
②与甲醛发生羟甲基化反应：
R—CH—COO-
生物化学课件3_蛋白质的共价结构
水解后的DNS-氨基酸不需要提取。
★DNFB法：Sanger试剂，DNP-多肽，酸水解，黄色DNP氨基酸，有机溶剂（乙酸乙酯）抽提分离，纸层析、薄 层层析、液相等
★ PITC法：Edman法，逐步切下。无色PTH-氨基酸，
有机溶剂抽提，层析。
2020/5/8
29
§3.4 蛋白质一级结构测序
3、 测序前的准备工作
§3.3 肽
1、 肽和肽键的结构
2020/5/8
14
§3.3 肽
1、 肽和肽键的结构
★多肽链可以看成由Cα 串联起来的无数个酰胺平 面组成
2020/5/8
15
§3.3 肽
2、 肽的物理和化学性质
（1）、 旋光性 一般短肽的旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的总和。 （2）、 酸碱性质 短肽在晶体和水溶液中也是以偶极离子形式存在。 肽的酸碱性质主要取决于Ｎ端α－ＮＨ２和Ｃ端α－ COOH以及侧链Ｒ上可解离的基团。
Leu+ Pro0 Val-
此肽除Glx外，净电荷为0，可根据此肽的电
泳行为确定是Glu或是Gln。
2020/5/8
38
§3.4 蛋白质一级结构测序
5、 二硫键、酰胺及其他修饰基团的确定
（3）、 糖、脂、磷酸基位置的确定
糖类通过Asn、Ser与蛋白质连接，-N-糖苷 -0-糖 苷
脂类：Ser、 Thr、Cys 磷酸：Ser、 Thr、His 经验性序列：
§3.4 蛋白质一级结构测序
1、蛋白质测序的基本策略 对于一个纯蛋白质，理想方法是从N端直接测至 C端，目前能测100多个N端氨基酸。
（1）、 直接法（测蛋白质的序列） 两种以上特异性裂解法
N A 法裂解 A1 A2 B 法裂解 B1 B2
★DNFB法：Sanger试剂，DNP-多肽，酸水解，黄色DNP氨基酸，有机溶剂（乙酸乙酯）抽提分离，纸层析、薄 层层析、液相等
★ PITC法：Edman法，逐步切下。无色PTH-氨基酸，
有机溶剂抽提，层析。
2020/5/8
29
§3.4 蛋白质一级结构测序
3、 测序前的准备工作
§3.3 肽
1、 肽和肽键的结构
2020/5/8
14
§3.3 肽
1、 肽和肽键的结构
★多肽链可以看成由Cα 串联起来的无数个酰胺平 面组成
2020/5/8
15
§3.3 肽
2、 肽的物理和化学性质
（1）、 旋光性 一般短肽的旋光度等于其各个氨基酸的旋光度的总和。 （2）、 酸碱性质 短肽在晶体和水溶液中也是以偶极离子形式存在。 肽的酸碱性质主要取决于Ｎ端α－ＮＨ２和Ｃ端α－ COOH以及侧链Ｒ上可解离的基团。
Leu+ Pro0 Val-
此肽除Glx外，净电荷为0，可根据此肽的电
泳行为确定是Glu或是Gln。
2020/5/8
38
§3.4 蛋白质一级结构测序
5、 二硫键、酰胺及其他修饰基团的确定
（3）、 糖、脂、磷酸基位置的确定
糖类通过Asn、Ser与蛋白质连接，-N-糖苷 -0-糖 苷
脂类：Ser、 Thr、Cys 磷酸：Ser、 Thr、His 经验性序列：
§3.4 蛋白质一级结构测序
1、蛋白质测序的基本策略 对于一个纯蛋白质，理想方法是从N端直接测至 C端，目前能测100多个N端氨基酸。
（1）、 直接法（测蛋白质的序列） 两种以上特异性裂解法
N A 法裂解 A1 A2 B 法裂解 B1 B2
生物化学蛋白质 讲课文档
第三十九页，共120页。
（Asp,D）
谷氨酸
（Glu,E）
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
第十九页，共120页。
碱性氨基酸
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
第二十页，共120页。
杂环
组氨酸 （His,H）
中性脂肪族氨基酸
甘氨酸 （Gly,G）
丙氨酸 （Ala,A）
缬氨酸 （Val,V）
含羟基或硫脂肪族氨基酸
◆ 蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎 所有的生命活动过程。蛋白质的主要生理功能:催化
功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运 输功能；信息功能；储藏功能 • • • • •
第七页，共120页。
1.蛋白质顺序异构现象是蛋白质生物功能多样性和种属特异
性的结构基础。
2.催化作用：在体内催化各种物质代谢反应的酶几乎都
第十五页，共120页。
二、氨基酸的分类
自然界中游离存在的AA有300多种，生物体中发现 的 AA已有180多种，但构成蛋白质的AA只有20种 名称（三句半口诀）
甘丙缬亮异
苏丝半蛋天 谷精赖苯酪 组色脯
AA的名称常使用三字母的简写符号表达，也使用单 字母的简写符号表示--主要用于表达长多肽链的AA顺序
10.其它：甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功 能。
第九页，共120页。
结构蛋白
构建生命体的材料（没有不含蛋白 的生物体）
如a-角蛋白、胶原蛋 白
催化作用
高效专一地催化机体内几乎所有的 生化反应
酶
调节作用
通过体液，神经系统调节机体代谢 活动有序进行
如激素、神经递质、 钙调蛋白、阻遏蛋白
（Asp,D）
谷氨酸
（Glu,E）
天冬酰胺 （Asn,N）
谷氨酰胺 （Gln,Q）
第十九页，共120页。
碱性氨基酸
赖氨酸 （Lys,K）
精氨酸 （Arg,R）
第二十页，共120页。
杂环
组氨酸 （His,H）
中性脂肪族氨基酸
甘氨酸 （Gly,G）
丙氨酸 （Ala,A）
缬氨酸 （Val,V）
含羟基或硫脂肪族氨基酸
◆ 蛋白质是生命活动的物质基础，它参与了几乎 所有的生命活动过程。蛋白质的主要生理功能:催化
功能；结构功能；调节功能；防御功能；运动功能；运 输功能；信息功能；储藏功能 • • • • •
第七页，共120页。
1.蛋白质顺序异构现象是蛋白质生物功能多样性和种属特异
性的结构基础。
2.催化作用：在体内催化各种物质代谢反应的酶几乎都
第十五页，共120页。
二、氨基酸的分类
自然界中游离存在的AA有300多种，生物体中发现 的 AA已有180多种，但构成蛋白质的AA只有20种 名称（三句半口诀）
甘丙缬亮异
苏丝半蛋天 谷精赖苯酪 组色脯
AA的名称常使用三字母的简写符号表达，也使用单 字母的简写符号表示--主要用于表达长多肽链的AA顺序
10.其它：甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功 能。
第九页，共120页。
结构蛋白
构建生命体的材料（没有不含蛋白 的生物体）
如a-角蛋白、胶原蛋 白
催化作用
高效专一地催化机体内几乎所有的 生化反应
酶
调节作用
通过体液，神经系统调节机体代谢 活动有序进行
如激素、神经递质、 钙调蛋白、阻遏蛋白
生物化学 蛋白质的三维结构(共44张PPT)
四、Protein的二级结构——无规那么卷曲
random coil
α-helix
β-turn β-sheet
无规卷曲泛指不能被归入明确的二级结构如螺旋和折叠的多肽区段， 但也不是完全没有规那么的，也像其他二级结构一样是明确而稳定的 结构。
五、纤维状蛋白——α角蛋白
α-螺旋 初原纤维
〔1〕α角蛋白 头发和羊毛的根本结构 是α-角蛋白，α-螺旋 是α-角蛋白的根本结构 单位;伸缩性能很好，加 热拉伸可转变成β构象， 因此湿热的头发可以拉 伸到原长度的2倍
空间位阻：Gly的R基太小，难以形成α-螺旋所需的两面角，所 以和Pro一样也是螺旋的最大破坏者；而Asn、Leu侧链很大 ，防碍α螺旋的形成；假设肽链中连续出现带庞大侧链的氨基 酸如Ile，也难以形成α-螺旋。
静电斥力: 假设一段肽链有多个Glu或Asp相邻，那么因 pH=7.0时都带负电荷，防碍α螺旋的形成；同样多个碱性 氨基酸残基在一段肽段内，正电荷相斥，也防碍α螺旋的形 成。
在组织层次上介于二级和三级结构之间，但没有聚集成具有功能的结构域。
其(E①疏F-h水a侧nd链-C埋折a2在+叠-分bin子中d内ing部，m，o亲tif-〕水碳侧链原在子分子总外表是处于折叠的角上，氨基酸的R基团处于折叠的棱角上并 有五与关、螺 纤棱旋维的状角写蛋垂法白，—直用—“α。n角S〞蛋相来白邻表示R: 基团之间的距离为0.7nm ② -折叠结构的氢键主要是由两条肽链间形成的，也可以在同一肽链的不同局部间形 成。几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。
➢二硫键绝大多数情况下二硫键是在多肽链的β－转角附近形成的。。假设二硫键的 形成并不规定多肽链的折叠，然而一旦蛋白质采取了它的三维结构那么二硫键的形成 将对此构象起稳定作用,蛋白质中所有的二硫键相继被复原将引起蛋白质的天然构象 改变和生物活性丧失。在许多情况下二硫键可选择性的被复原。
蛋白质化学—蛋白质的理化性质(生物化学课件)
第一步是氨基酸被氧化脱氨形成酮酸，酮酸脱羧成醛， 放出CO2、NH3，水合茚三酮被还原成还原型茚三酮；
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。
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。
生物化学第5章-蛋白质的三维结构(共41张PPT)
锌指结构，Zinc finger；
亮氨酸拉链结构，Leucin zipper；
EF手型钙结合性模序
(EF-hand Ca2+-binding motif）
肌钙蛋白的两个结构域。
七、球状蛋白与三级结构
1、定义：蛋白质的三级结构是指多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整 条肽链的三维构象。蛋白质的三级结构是在多种二级结构的基础上进一步
早在20世纪30年代，科学家就开始有X-射线衍射方法研究了肽的结构。 1、酰胺平面：参与肽键形成的两个原子及相邻的四个原子处于同一平面
，形成了酰胺平面，也称肽键平面，又称一个肽单位；多肽链的主链 由许多酰胺平面组成，平面之间以α碳原子相隔。
肽键的键长介于C-N单键和双键之间，具有部分双键的性质，不能自由旋 转;(肽键中C-N键长0.132nm, C-N单键0.148nm,C=N键）
基酸,某些氨基酸如脯氨酸和甘氨酸经常存在其中,由于甘氨酸缺少侧链(只有一个H),在β-转
角中能很好的调整其他残基的空间阻碍,因此使立体化学上最合适的氨基酸；而脯氨酸残
基的R与其α氨基己形成吡咯环，不能形成α-螺旋，因此在一定程度上迫使β-转角形成 。
四、Protein的二级结构——无规则卷曲
random coil
侧链与介质水，主链肽基与侧链或主链肽基与水之间形成。
②稳定蛋白质三维结构的作用力——盐键
盐键又称盐桥或离子键，它是正电荷与负电荷之间的一种静电相互作用。 在近中性环境中，蛋白质分子中的酸性氨基酸残基侧链电离后带负 电荷，而碱性氨基酸残基侧链电离后带正电荷，二者之间可形成离 子键。多数情况下，可解离侧链基团分布在球状蛋白的表面，与介 质水形成水化层，稳定蛋白构象。
酰胺平面中的键长、键角是一定的；
亮氨酸拉链结构，Leucin zipper；
EF手型钙结合性模序
(EF-hand Ca2+-binding motif）
肌钙蛋白的两个结构域。
七、球状蛋白与三级结构
1、定义：蛋白质的三级结构是指多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整 条肽链的三维构象。蛋白质的三级结构是在多种二级结构的基础上进一步
早在20世纪30年代，科学家就开始有X-射线衍射方法研究了肽的结构。 1、酰胺平面：参与肽键形成的两个原子及相邻的四个原子处于同一平面
，形成了酰胺平面，也称肽键平面，又称一个肽单位；多肽链的主链 由许多酰胺平面组成，平面之间以α碳原子相隔。
肽键的键长介于C-N单键和双键之间，具有部分双键的性质，不能自由旋 转;(肽键中C-N键长0.132nm, C-N单键0.148nm,C=N键）
基酸,某些氨基酸如脯氨酸和甘氨酸经常存在其中,由于甘氨酸缺少侧链(只有一个H),在β-转
角中能很好的调整其他残基的空间阻碍,因此使立体化学上最合适的氨基酸；而脯氨酸残
基的R与其α氨基己形成吡咯环，不能形成α-螺旋，因此在一定程度上迫使β-转角形成 。
四、Protein的二级结构——无规则卷曲
random coil
侧链与介质水，主链肽基与侧链或主链肽基与水之间形成。
②稳定蛋白质三维结构的作用力——盐键
盐键又称盐桥或离子键，它是正电荷与负电荷之间的一种静电相互作用。 在近中性环境中，蛋白质分子中的酸性氨基酸残基侧链电离后带负 电荷，而碱性氨基酸残基侧链电离后带正电荷，二者之间可形成离 子键。多数情况下，可解离侧链基团分布在球状蛋白的表面，与介 质水形成水化层，稳定蛋白构象。
酰胺平面中的键长、键角是一定的；
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一级结构 二级结构（-螺旋、 -折叠、 -转角） 超二级结构和结构域 三级结构 四级结构
蛋白质的四级结构
例：血红蛋白
Amino acids α- Helix
Polypeptide chain
Assembled subunits
蛋白质构象：蛋白质具有特定的空间结构。
蛋白质的一级结构
（Primary Structure ）
等电点沉淀 盐析法 有机溶剂沉淀法
可逆沉淀（非变性沉淀）
不可逆沉淀（变性沉淀）
例：柿石症
加热、紫外 强酸或强碱
重金属盐
生物碱
蛋白质变性（denaturation）
蛋白质变性：蛋白质受到某些理化因素的影响，其空间结 构发生改变，蛋白质的理化性质和生物学功能随之改变或 丧失，但未导致蛋白质一级结构的改变。
核糖核酸酶A的变性和复性
1/2 of the prize
Christian B. Anfinsen 克里斯蒂安·伯默尔·安芬森
National Institutes of Health Bethesda, MD, USA 1916-- 1995
2.4 蛋白质的结构（ Structure of Protein）
变性的现象： 生物活性的丧失 物理化学性质的改变（溶解度、粘度、扩散系数、旋光度） 生物化学性质的改变（易于被蛋白酶水解） 结构的变化（侧链的暴露）
Q: 蛋白质变性后为什么容易凝聚沉降？ 蛋白质变性沉淀与在pI处沉淀有何不同？
蛋白质的变性与复性（renaturation）
核糖核酸酶A的变性和复性
哺乳动物皮肤以及皮肤的衍生物 如：毛发、鳞、羽、甲、角、爪 等中的主要成分。
角质层
毛发单元
巨原纤维 微原纤维
α-角蛋白是纤维状蛋白，具有不溶性
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋举例
毛发的α-角蛋白结构
原纤维（protofibril） 3个右手α-螺旋组成一个左手超螺旋
微纤维（microfibril） 9个原纤维围绕其它2个原纤维排列形成微纤维
C-端
氢键取向与中心轴平行，
羰基都指向C-端。
1951年 Linus Pauling （C-端后3个C=O和N-端前3个N-H不能形成
Robert Corey
α- 螺旋的氢键。）
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋
N-端 C-端
侧链对α- 螺旋的影响
不稳定因素：
---- 相邻侧链为正电荷或负电荷的排斥作用； ---- 相邻侧链空间位阻大，对螺旋起阻碍作用； ---- Pro：N-Cα键是无法旋转的，螺旋将中断而形成扭
2009年最佳医学摄影作品电子扫描显微照片
镰刀形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞贫血症的红细胞
红血球粘在粘性网上，形 成血液凝块。位于中间的是 白血球。
令人惊奇的人体细胞
普尔基涅神经元
耳毛细胞
从视神经中伸出的血管
舌头上的味蕾
牙釉质
肺气泡
肺癌细胞
蛋白质的二级结构
( Secondary Structure) 肽链的主链在空间的排列 只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成氢键
生物化学23蛋白质文稿演示
蛋白质功能
1. 催化功能：蛋白酶 2. 结构成分：胶原蛋白、α-角蛋白 调节功能：激素、细胞因子 运输与储存功能：血红蛋白 运动功能：肌球蛋白 免疫功能： 抗体 信号传递功能：受体蛋白
蛋白质的重要性质
➢ 1. 蛋白质的两性解离和等电点 (pI)
➢ 2. 蛋白质电泳现象 ➢ 3. 紫外吸收（280 nm） ➢ 4. 蛋白质的胶体性质 ➢ 5. 蛋白质的沉淀作用 ➢ 6. 蛋白质的变性
原子弹-瘦子
1945年7月16日第一颗原子弹在美国新墨西哥州阿拉默多尔空 军基地的沙漠地区爆炸成功。
广岛 原爆栋墓
长崎原子弹-胖子
1945年8月6日原子弹（男孩）爆炸后，浓烟笼罩广岛上空。
长崎 和平公园
8月9日长崎原子弹爆炸， 死亡8万人
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋举例
- 角蛋白（-keratin ）
丙
蛋白质的二级结构
1. α- 螺旋（α- helix） 2. β- 折叠 （- sheet） 3. β- 转角（β- turn ）
无规则卷曲
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋
Right-hand
N-端
每圈螺旋3.6个氨基酸残基；
螺距：0.54 nm；
肽键上的C=O（第n个残基）氧与肽键上 后面第四个N-H（n+4残基）氢形成链内 氢键，
kitchen 厨房，炊具
多肽链中氨基酸残基排列序列
thicken 变厚、变粗
镰刀形细胞贫血病（血红蛋白分子病）
(Sickle-cell Hemoglobin, HbS)
血红蛋白: C3032H4816O812N780S8Fe4 分子量: 67000
1904年发现
HbA
HbS
1945年Pauling实验：电泳时都向正极移动，HbS比HbA稍慢
美国著名物理化学、量子化学的先驱之一
The Nobel Prize in Chemistry 1954 化学键研究 The Nobel Peace Prize 1962 反对核弹在地面测试
20世纪对化学科学影响最大的人之一 分子生物学的奠基人之一 《化学键的本质》 电负性、共振论、价键理论、杂化轨道、蛋白质 折叠等概念和理论
结；还有Nα上无H，无法形成氢键。 ---- Gly：侧链过于小而导致构象太“柔顺”。 稳定因素：
---- 相隔3个残基的2个侧链（n, n+5侧链）上有正电荷和 负电荷将形成离子键结合。
---- 相隔3个残基的2个侧链（n,n+5侧链)都是疏水侧链将 疏水连接（疏水作用）
莱纳斯·卡尔·鲍林 Linus Carl Pauling (1901-1994)
RNaseA: 124AA, 4个S-S
变性剂：尿素或盐酸胍 β－巯基乙醇
变性剂： 尿素、 盐酸胍、 去污剂（十二烷基硫酸钠）
The Nobel Prize in Chemistry 1972
"for his work on ribonuclease, especially concerning the connection between the amino acid sequence and the biologically active conformation"
蛋白质的四级结构
例：血红蛋白
Amino acids α- Helix
Polypeptide chain
Assembled subunits
蛋白质构象：蛋白质具有特定的空间结构。
蛋白质的一级结构
（Primary Structure ）
等电点沉淀 盐析法 有机溶剂沉淀法
可逆沉淀（非变性沉淀）
不可逆沉淀（变性沉淀）
例：柿石症
加热、紫外 强酸或强碱
重金属盐
生物碱
蛋白质变性（denaturation）
蛋白质变性：蛋白质受到某些理化因素的影响，其空间结 构发生改变，蛋白质的理化性质和生物学功能随之改变或 丧失，但未导致蛋白质一级结构的改变。
核糖核酸酶A的变性和复性
1/2 of the prize
Christian B. Anfinsen 克里斯蒂安·伯默尔·安芬森
National Institutes of Health Bethesda, MD, USA 1916-- 1995
2.4 蛋白质的结构（ Structure of Protein）
变性的现象： 生物活性的丧失 物理化学性质的改变（溶解度、粘度、扩散系数、旋光度） 生物化学性质的改变（易于被蛋白酶水解） 结构的变化（侧链的暴露）
Q: 蛋白质变性后为什么容易凝聚沉降？ 蛋白质变性沉淀与在pI处沉淀有何不同？
蛋白质的变性与复性（renaturation）
核糖核酸酶A的变性和复性
哺乳动物皮肤以及皮肤的衍生物 如：毛发、鳞、羽、甲、角、爪 等中的主要成分。
角质层
毛发单元
巨原纤维 微原纤维
α-角蛋白是纤维状蛋白，具有不溶性
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋举例
毛发的α-角蛋白结构
原纤维（protofibril） 3个右手α-螺旋组成一个左手超螺旋
微纤维（microfibril） 9个原纤维围绕其它2个原纤维排列形成微纤维
C-端
氢键取向与中心轴平行，
羰基都指向C-端。
1951年 Linus Pauling （C-端后3个C=O和N-端前3个N-H不能形成
Robert Corey
α- 螺旋的氢键。）
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋
N-端 C-端
侧链对α- 螺旋的影响
不稳定因素：
---- 相邻侧链为正电荷或负电荷的排斥作用； ---- 相邻侧链空间位阻大，对螺旋起阻碍作用； ---- Pro：N-Cα键是无法旋转的，螺旋将中断而形成扭
2009年最佳医学摄影作品电子扫描显微照片
镰刀形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ胞贫血症的红细胞
红血球粘在粘性网上，形 成血液凝块。位于中间的是 白血球。
令人惊奇的人体细胞
普尔基涅神经元
耳毛细胞
从视神经中伸出的血管
舌头上的味蕾
牙釉质
肺气泡
肺癌细胞
蛋白质的二级结构
( Secondary Structure) 肽链的主链在空间的排列 只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成氢键
生物化学23蛋白质文稿演示
蛋白质功能
1. 催化功能：蛋白酶 2. 结构成分：胶原蛋白、α-角蛋白 调节功能：激素、细胞因子 运输与储存功能：血红蛋白 运动功能：肌球蛋白 免疫功能： 抗体 信号传递功能：受体蛋白
蛋白质的重要性质
➢ 1. 蛋白质的两性解离和等电点 (pI)
➢ 2. 蛋白质电泳现象 ➢ 3. 紫外吸收（280 nm） ➢ 4. 蛋白质的胶体性质 ➢ 5. 蛋白质的沉淀作用 ➢ 6. 蛋白质的变性
原子弹-瘦子
1945年7月16日第一颗原子弹在美国新墨西哥州阿拉默多尔空 军基地的沙漠地区爆炸成功。
广岛 原爆栋墓
长崎原子弹-胖子
1945年8月6日原子弹（男孩）爆炸后，浓烟笼罩广岛上空。
长崎 和平公园
8月9日长崎原子弹爆炸， 死亡8万人
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋举例
- 角蛋白（-keratin ）
丙
蛋白质的二级结构
1. α- 螺旋（α- helix） 2. β- 折叠 （- sheet） 3. β- 转角（β- turn ）
无规则卷曲
蛋白质的二级结构 ------ α- 螺旋
Right-hand
N-端
每圈螺旋3.6个氨基酸残基；
螺距：0.54 nm；
肽键上的C=O（第n个残基）氧与肽键上 后面第四个N-H（n+4残基）氢形成链内 氢键，
kitchen 厨房，炊具
多肽链中氨基酸残基排列序列
thicken 变厚、变粗
镰刀形细胞贫血病（血红蛋白分子病）
(Sickle-cell Hemoglobin, HbS)
血红蛋白: C3032H4816O812N780S8Fe4 分子量: 67000
1904年发现
HbA
HbS
1945年Pauling实验：电泳时都向正极移动，HbS比HbA稍慢
美国著名物理化学、量子化学的先驱之一
The Nobel Prize in Chemistry 1954 化学键研究 The Nobel Peace Prize 1962 反对核弹在地面测试
20世纪对化学科学影响最大的人之一 分子生物学的奠基人之一 《化学键的本质》 电负性、共振论、价键理论、杂化轨道、蛋白质 折叠等概念和理论
结；还有Nα上无H，无法形成氢键。 ---- Gly：侧链过于小而导致构象太“柔顺”。 稳定因素：
---- 相隔3个残基的2个侧链（n, n+5侧链）上有正电荷和 负电荷将形成离子键结合。
---- 相隔3个残基的2个侧链（n,n+5侧链)都是疏水侧链将 疏水连接（疏水作用）
莱纳斯·卡尔·鲍林 Linus Carl Pauling (1901-1994)
RNaseA: 124AA, 4个S-S
变性剂：尿素或盐酸胍 β－巯基乙醇
变性剂： 尿素、 盐酸胍、 去污剂（十二烷基硫酸钠）
The Nobel Prize in Chemistry 1972
"for his work on ribonuclease, especially concerning the connection between the amino acid sequence and the biologically active conformation"