1、蛋白質結構及理化性質蛋白質的結構層次蛋白質的顏色反應蛋白質膠體性質蛋白質變性第1頁，共37頁。蛋白質的結構示例第2頁，共37頁。一 蛋白質的結構層次基本結構單位：氨基酸（相似性） 一級結構：肽鏈（氨基酸序列） 二級結構：-螺旋，-折疊，-轉角，無規卷曲 超二級結構：（），（），（） 結構域：相對獨立的三維實體 三級結構：亞基 四級結構：寡聚蛋白質 （自發的熵驅動過程）結構單位間的相互作用 肽鍵、氫鍵、范德華力、疏水作用、二硫鍵第3頁，共37頁。第4頁，共37頁。一級結構二級結構第5頁，共37頁。第6頁，共37頁。二級結構分析-螺旋第7頁，共37頁。-螺旋結構第8頁，共37頁。 第9頁，共37頁

2、。第10頁，共37頁。超二級結構示例（）第11頁，共37頁。三級結構四級結構第12頁，共37頁。第13頁，共37頁。第14頁，共37頁。第15頁，共37頁。第16頁，共37頁。第17頁，共37頁。二 蛋白質的理化性質蛋白質是由氨基酸組成的大分子化合物，其理化性質一部分與氨基酸相似，如兩性電離、等電點、呈色反應、成鹽反應等，也有一部分又不同于氨基酸，如高分子量、膠體性、變性等。第18頁，共37頁。（一） 蛋白質的膠體性質 1 蛋白質分子量頗大，介于一萬到百萬之間，故其分子的大小已達到膠粒1100nm范圍之內。球狀蛋白質的表面多親水基團，具有強烈地吸引水分子作用，使蛋白質分子表面常為多層水分子所包

3、圍，稱水化膜，從而阻止蛋白質顆粒的相互聚集。第19頁，共37頁。2 蛋白質是一類大分子的膠體物質，分子量很大，可以達到數百萬，甚至千萬以上，少數蛋白質己能制成晶態。多數可溶于水，生成膠體溶液。三氯醋酸、鞣酸、醋酸鉛、鎢酸鈉、苦味酸以及多數重金屬鹽等的水溶液，均能使蛋白質由水溶液中沉淀析出實驗室中往往能利用這些沉淀試劑，尤其常用三氯醋酸由中草藥的水浸液中，以制取純潔的蛋白質第20頁，共37頁。（二） 蛋白質的顏色反應 由于組成蛋白質的氨基酸分子中具有不同的基團以及肽鍵，蛋白質可能產生一些顏色反應，供檢識用。第21頁，共37頁。1蛋白黃反應 蛋白質以濃硝酸處理或共熱即顯黃色加堿堿化后轉為橙黃色，是

4、由于苯環的硝基化反應生成硝基苯衍生物所致蛋白質的組成中，如果包含苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸均能呈現蛋白黃反應。2Millon反應 蛋白質遇Millon試劑(金屬汞溶于發煙硝酸中加水稀釋所成，是亞硝酸汞、硝酸汞，亞硝酸及硝酸的混合溶液)或共熱能呈紅色，證明蛋白質分子中有酪氨酸的組成部分因為酚類化合物特別是對位取代的酚類，遇到含有硝酸汞的亞硝酸溶液，不論在冷或微熱的情況下，可產生紅色或黃色沉淀，此沉淀能溶于硝酸中生成紅色溶液第22頁，共37頁。3雙縮脲反應 由于蛋白質分子中的許多肽鍵即酰氨基，當其在堿性水溶液中遇少量硫酸銅溶液時，即顯紫色或紫紅色 4HopkinsCole反應 將含有微量乙醛酸的濃硫

5、酸滴人蛋白質溶液中，能呈顯紫色，或者于蛋白質和乙醛酸的混合溶液中，徐徐加入濃硫酸使層集于混液的下面，在二層交界面有紫色環出現此當由于吲喋衍生物與乙醛酸縮合所產生的顏色反應蛋白質分子中包含有色氨酸時，能給予正反應第23頁，共37頁。5；苯駢戊三酮(ninhydrin)反應 將蛋白質的中性落液與苯駢戊三酮水溶液(1:400)12滴混合并加熱放冷后，即產生藍色，說明蛋白質分子中有-位氨基存在，參見30頁， 6重氮化反應 于蛋白質水溶液中加入少量稀碳酸鈉溶液使呈堿性反應，再滴加重氮化苯磺酸試劑數滴，如果混液呈顯櫻紅色，說明蛋白質分子中有酪氨酸或色氨酸為其組成部分，生成了偶氮衍生物致能顯色第24頁，共3

6、7頁。7. 亞硝酸反應 于蛋白質水溶液中加入30%氫氧化鈉溶液I毫升及1.25%甲醛溶液1滴和濃鹽酸10毫升，10分鐘后，再加0.05%亞硝酸鈉溶液57滴，如果溶液變為紫紅色，說明蛋白質分子中有色氨酸存在 8硫的反應 如果蛋白質分子中含有半胱氨酸或蛋氨酸等含硫氨基酸的組成部分，當與堿及醋酸鉛共熱時，則由于分子中的硫鍵被分解生成疏離子，遇鉛鹽即產生黑色硫化鉛沉淀第25頁，共37頁。9Sakaguchi反應 于中性或微堿性的蛋白質水溶液中加萘酚的稀氫氧化鈉溶液(0.1克萘酚溶解于0.5% NaOH水溶液100毫升中)，混勻后滴加1次亞氯酸鈉溶液數滴(避免過量)，如果出現紅色反應，說明蛋白質分子中含

7、有精氨酸的組成部分10丹酰化反應(Dansyl reaction) 蛋白質或肽類分子中末端氨基酸部分中的氨基在有碳酸氫鈉溶液存在的情況下，易與1二甲氨基萘5磺酰氯反應生成相應的磺酰胺衍生物，而具有強烈的黃色螢光(在紫外光燈下觀察)，雖蛋白質含量少至0.1一0.001mM時，螢光也易于檢識。第26頁，共37頁。（三）蛋白質的兩性電離和等電點蛋白質顆粒在溶液中所帶的電荷，既取決于其分子組成中堿性和酸性氨基酸的含量，又受所處溶液的pH影響。處于等電點的蛋白質顆粒，在電場中并不移動。蛋白質溶液的pH大于等電點，該蛋白質顆粒帶負電荷，反之則帶正電荷。 第27頁，共37頁。 環境影響分子的帶電性質第28頁

8、，共37頁。等 電 點pI = 5pH = 4pH = 6環境-+-+環境000凝聚 等電點與環境 pH 的關係：第29頁，共37頁。（四）蛋白質的變性 天然蛋白質的嚴密結構在某些物理或化學因素作用下，其特定的空間結構被破壞，從而導致理化性質改變和生物學活性的喪失，如酶失去催化活力，激素喪失活性稱之為蛋白質的變性作用(denaturation)。變性蛋白質只有空間構象的破壞，一般認為蛋白質變性本質是次級鍵，二硫鍵的破壞，并不涉及一級結構的變化。第30頁，共37頁。第31頁，共37頁。變性蛋白質和天然蛋白質最明顯的區別是溶解度降低，同時蛋白質的粘度增加，結晶性破壞，生物學活性喪失，易被蛋白酶分解

9、。變性并非是不可逆的變化，當變性程度較輕時，如去除變性因素，有的蛋白質仍能恢復或部分恢復其原來的構象及功能，變性的可逆變化稱為復性。許多蛋白質變性時被破壞嚴重，不能恢復，稱為不可逆性變性。第32頁，共37頁。引起蛋白質變性的原因物理和化學因素物理因素可以是加熱、加壓、脫水、攪拌、振蕩、紫外線照射、超聲波的作用等；化學因素有強酸、強堿、尿素、重金屬鹽、十二烷基磺酸鈉(SDS)等。在臨床醫學上，變性因素常被應用于消毒及滅菌。反之，注意防止蛋白質變性就能有效地保存蛋白質制劑。第33頁，共37頁。（五）蛋白質的沉淀 蛋白質分子凝聚從溶液中析出的現象稱為蛋白質沉淀(precipitation)，變性蛋白質一般易于沉淀，但也可不變性而使蛋白質沉淀，在一定條件下，變性的蛋白質也可不發生沉淀。第34頁，共37