1、蛋白質的主要結構與功能(Structure and Function of Protein)一、什么是蛋白質?蛋白質(protein)是由許多氨基酸(amino acids)肽鍵(peptide bond)相連形成的高分子含氮化合物。二、蛋白質的生物學功能(一) 蛋白質在生物體內的分布特征1.分布廣 所有器官、組織都含有蛋白質；細胞的各個部分都含有蛋白質。2.含量高 蛋白質占人體干重的45，某些組織含量更高，例如脾、肺及橫紋肌等高達80。3.種類多 人體中蛋白質種類達十萬余種，每種蛋白質都有其特定的結構與功能。1.作為生物催化劑（酶）2.代謝調節(jié)作用3.免疫保護作用4.物質的轉運和存儲5.運動

2、與支持作用6.參與細胞間信息傳遞7.氧化供能(二) 蛋白質的生物學功能一、蛋白質的元素組成主要有C、H、O、N和S。有些蛋白質含有少量磷或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬，個別蛋白質還含有碘 。(一)組成蛋白質的元素第一節(jié) 蛋白質的分子組成(The Molecular Component of Protein) 1.特點：各種蛋白質的含氮量很接近，平均為16。 由于體內的含氮物質以蛋白質為主，因此，只要測定生物樣品中的含氮量，就可以根據以下公式推算出蛋白質的大致含量：(二)蛋白質元素組成的特點2.應用 蛋白質含量分析 100克樣品中蛋白質的含量 ( g % )= 每克樣品含氮克數 6.25100

3、1/16%二、蛋白質的基本單位氨基酸存在自然界中的氨基酸有300余種，但組成人體蛋白質的編碼氨基酸僅有20種，且均屬 -氨基酸（脯氨酸除外），L-氨基酸（甘氨酸除外）。(一)氨基酸的通式H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R 各種氨基酸的結構區(qū)別在于側鏈（R基團）的不同，故具有不同的理化性質。C+NH3COO-H非極性側鏈氨基酸(8種) 水溶性小。其側鏈為非極性疏水基團。 極性中性側鏈氨基酸(7種) 易溶于水，但色氨酸微溶于水。其側鏈具有親水性(除外色氨酸) 。酸性氨基酸(2種) 側鏈上有羧基，在水溶液中能釋放出H+而帶負電荷。堿性氨基酸（3種） 側鏈上有氨基、胍基、咪唑基等，在水溶液中能接受

4、H+ 而帶正電荷。(二)氨基酸的分類20種氨基酸的英文名稱、縮寫符號及分類如下:纈氨酸 1.非極性側鏈氨基酸 (8種)甘氨酸 丙氨酸 亮氨酸 異亮氨酸 苯丙氨酸 脯氨酸 中文名稱 英文名稱 縮寫符號 結構式 等電點 CHCOOHNH2HCH3CH3-CHCH3CH3-CH-CH2CH3CH3-CH2-CHCH3CHCOOHNH2CHCOOHNH2CHCOOHNH2CHCOOHNH2-CH2CHCOOHNH2 CH2CHCOOHNHCH2CH2 蛋氨酸 CH3SCH2CH2CHCOOHNH22.極性中性側鏈氨基酸 (7種)色氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺 glutamine

5、Gln Q 5.65 蘇氨酸 CHCOOHNH2-CH2NHHO-CH2CHCOOHNH2-CH2CHCOOHNH2HO-HS-CH2CHCOOHNH2H2N-C-CH2CHCOOHNH2OCHCOOHNH2H2N-C-CH2-CH2OCHCOOHNH2HO-CHCH3中文名稱 英文名稱 縮寫符號 結構式 等電點 中文名稱 英文名稱 縮寫符號 結構式 等電點 3.酸性氨基酸 (2種)天冬氨酸 精氨酸 組氨酸 HOOC-CH2CHCOOHNH2谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22CHCOOHNH2 HOOC-CH2-CH24.堿性氨基酸 (3種)中文名稱 英文名稱 縮寫符號

6、結構式 等電點 賴氨酸 NH2CH2CH2CH2CH2CHCOOHNH2CHCOOHNH2NH2-CNHCH2CH2CH2NHCHCOOHNH2HCCH2NHCNCH1.含硫氨基酸（半胱氨酸、蛋氨酸）半胱氨酸 +-HH-CH-CH-NHHOOC-CH-CH2-SHNH2HS-COOHCH-CH2NH2半胱氨酸 -CH-CH-NHHOOC-CH-CH2-SNH2S-COOHCH-CH2NH2二硫鍵胱氨酸(三)幾種特殊氨基酸2.芳香族氨基酸（苯丙、酪、色）3.支鏈氨基酸（纈、亮、異亮）CH3CH2CHCH3CHCOOHNH2亮氨酸CH2CHCOOHNH2苯丙氨酸4.亞氨基酸（脯氨酸）CH2CHCO

7、OHNHCH2CH2脯氨酸(四)氨基酸的理化性質1. 兩性解離及等電點氨基酸是兩性電解質，其解離方式取決于所處溶液的酸堿度。等電點(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點。pH=pI+OH-pHpI+H+OH-+H+pHpI+H+OH-+H+pHpI氨基酸的兼性離子 陽離子陰離子NHCOOPrNH3COO-+NHCOOPrNH2COO-NHCOOPrNH3COOH+概念：當蛋白質溶液處于某一pH時，蛋白質解離成正、負離子的趨勢相等，即成為兼性離子，凈電荷為零，此時

8、溶液的pH稱為蛋白質的等電點。(二) 蛋白質的等電點*應用（原因：，pI）電泳分離蛋白質血漿蛋白質帶負電荷，組成緩沖對，維持酸堿平衡（機理：蛋白質帶電荷量不同，移動速度不同而分離二、蛋白質的膠體性質 (二) 蛋白質膠體穩(wěn)定的因素顆粒表面電荷水化膜(一) 蛋白質屬于生物大分子之一，分子量可自1萬至100萬之巨，其分子的直徑可達1100nm，為膠粒范圍之內。應用：破壞兩個穩(wěn)定因素沉淀蛋白質+帶正電荷的蛋白質帶負電荷的蛋白質在等電點的蛋白質水化膜+帶正電荷的蛋白質帶負電荷的蛋白質不穩(wěn)定的蛋白質顆粒酸堿酸堿酸堿脫水作用脫水作用脫水作用溶液中蛋白質的聚沉三、蛋白質的變性、沉淀和凝固 1、概念2. 變性的

9、本質 即破壞非共價鍵，不改變蛋白質肽鏈的一級結構。(一) 蛋白質的變性(denaturation)3.導致變性的因素如高溫、高壓、強酸、強堿、有機溶劑、重金屬離子、生物堿試劑及輻射等因素。 4.臨床應用 臨床上利用加熱或某些化學試劑使病原 微生物的蛋白質變性，從而達到消毒的 目的，如酒精、紫外線等消毒等 低溫保存蛋白質制劑（如疫苗等）是防止 蛋白質變性。 天然狀態(tài)，有催化活性 尿素、 -巰基乙醇 去除尿素、-巰基乙醇非折疊狀態(tài)，無活性5. 復性(renaturation) 若蛋白質變性程度較輕，去除變性因素后，蛋白質仍可恢復或部分恢復其原有的構象和功能，稱為復性。HSSHSHHSHSSHHSHS2611095847265584026110958472584065(二) 蛋白質沉淀在一定條件下，蛋白疏水側鏈暴露在外，肽鏈融會相互纏繞繼而聚集，因而從溶液中析出。變性的蛋白質易于沉淀，有時蛋白質發(fā)生沉淀，但并不一定變性。 蛋白質沉淀的方法：條件：臨床應用：分離純化蛋白質（不變性）1、鹽析：pH=pI臨床應用：低溫分離蛋白質（不變性）（乙醇、乙醚）2、有機溶劑：條件：pH=pI臨床應用：制備無蛋白濾液4、生物堿 （鎢酸、苦味酸）條件：pHpI(三) 蛋白質的凝固作用蛋白