生物化学第二章蛋白质化学下.ppt
四 超二级结构和结构域,超二级结构（supersecondary structure）是指在多肽链中彼此邻近的二级结构在空间折叠时相互靠近，相互作用，形成了一个有规则的二级结构聚集体，称为超二级结构。目前发现的超二级结构有螺旋组合（）、折叠组合（）和螺旋折叠组合（），其中以组合最为常见。这些超二级结构可以直接作为组成单位参与三级结构或结构域的构建，它是蛋白质构象中二级结构与三级结构之间的一个过渡层次，故称超二级结构。也称为基元(motif)或基序或模体。蛋白质的超二级结构是指由若干相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则在空间上能够辨认的二级结构组合体，有三种基本组合形式、。,结构域（Structural Domain）是介于二级和三级结构之间的一种结构层次。是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域，是蛋白质三级结构内的独立折叠单元。结构域通常都是几个超二级结构单元的组合。结构域与结构域之间常常有一段长短不等的肽链相连，形成所谓铰链区。不同蛋白质分子中结构域的数目不同，同一蛋白质分子中的几个结构域彼此相似或很不相同。常见结构域的氨基酸残基数在100400个之间，最小的结构域只有4050个氨基酸残基，大的结构域可超过400个氨基酸残基。结构域一般都具有一定的功能。也叫模体（motif）或基序,五 球状蛋白的三级结构,由蛋白质二级结构、超二级结构或结构域相互连接组合形成的蛋白质构象结构称谓蛋白质三级结构。具有三级结构的多肽链称谓亚基（subunit）。单个多肽链构成的蛋白，具有三级结构才能有活性。多条肽链形成蛋白，需要亚基进一步组合才能有活性。亲水基团在外，疏水基团在内，形成疏水核心。,维持蛋白质三级结构的化学键为非共价键氢键；盐碱（离子键）；疏水键；范德华力；配位键；二硫键,六 蛋白质四级结构,由两条或以上的具有三级结构的多肽链以非共价键形式组合在一起，形成的结构称谓蛋白质四级结构。,成人血红蛋白由2条链和2条链组成,各亚基分别含一个血红素.,第四节 蛋白质结构与功能关系,自然规律：结构决定功能，功能反应结构一 蛋白质一级结构决定高级结构二 结构与功能 一级结构 相似蛋白序列相似；氨基酸变异造成功能丧失。空间结构与功能 构象与功能镰刀型贫血症：,动物体细胞色素C一级结构的进化树图中的数字表示该类动物与其祖先相比细胞色素C一级结构氨基酸残基的差异数,正常朊病毒蛋白与朊病毒空间结构的差异 朊病毒（PrPsc）是蛋白质，不含核酸。它是正常朊病毒蛋白（PrPc）的空间构象由-螺旋变成-片层结构所致。因此，这类疾病又称蛋白质构象病。朊病毒本身不能复制，但它却可以攻击大脑的正常朊病毒蛋白，使其发生构象改变，并与其结合，成为致病的朊病毒二聚体。此二聚体再攻击正常的朊病毒蛋白。这样，脑组织中的朊病毒不断积蓄，造成脑组织发生退行性变。,正常朊病毒蛋白结构（显示-螺旋）,朊病毒结构（显示-片层结构）,具体几种蛋白的功能,胰岛素（Insulin）血红蛋白（Hemoglobin）免疫球蛋白（Immunoglobulin）膜蛋白结构前蛋白原的活化,第五节 蛋白质性质,一 蛋白质胶体性质 亲水胶体(1-100nm的)粒子，具有胶体溶液性质（真溶液）丁达尔现象；布朗运动；不透过半透膜；稳定胶体溶液（真溶液）。,形成稳定胶体溶液的因素：水化膜和同性电荷,二 两性解离和等电点,pI,pH,pH,三 蛋白质变性作用和复性,蛋白质变性（Denaturation）蛋白质复性（Renaturation)四 蛋白质沉淀（sedimentation）作用precipitation（沉淀）；Aggregation（凝集）1 中性盐法 盐析（salting-out）；分段盐析（grading salting-out）重金属盐2 有机溶剂 乙醇；丙酮3 生物碱 单宁酸；苦味酸4 有机酸 三氯乙酸,第六节 蛋白质分离纯化与测定,一 一般原则步骤材料获得与破碎（机械、渗透、冻融、超声和酶解等）蛋白抽提蛋白粗体（沉淀）蛋白质分离（精纯化）测定：浓度；纯度；分子量；性质功能鉴定等,凝胶过滤（gel filtration）：凝胶过滤又称分子筛层析，在层析柱内填充惰性的微孔胶粒（如交联葡聚糖），将蛋白质溶液加入柱上部后，小分子物质通过胶粒的微孔进入胶粒，向下流动的路径加长，移动缓慢；大分子物质不能或很难进入胶粒内部，通过胶粒间的空隙向下流动，其流动的路径短，移动速度较快，从而达到按不同分子量将溶液中各组分分开的目的,根据各种蛋白质在一定的pH环境下所带电荷种类与数量不同的特点，将不同蛋白质予以分离。常用的方法有：离子交换层析电泳等电聚焦。,（三）根据蛋白质电荷性质的分离方法,聚丙烯酰胺凝胶电泳,等电聚焦（isoelectric focusing,IEF）:,在具有pH梯度的电场中进行的电泳。每种蛋白质均有其特定的等电点，在pH呈梯度的电场中，按其等电点不同，带有不同的电荷，于是向与其带电相反的电极方向泳动。这样，在电泳时某一蛋白质迁移到电场中某一处的pH等于其等电点时，该蛋白质便因不带电荷而停止泳动。这样，各种蛋白质按其等电点不同得以分离。,+(H2SO4),(NaOH),pH3,pH10,+(H2SO4),(NaOH),pI 4.5 5.1 6.0 7.9 8.1,pH3,pH10,将第一相胶条加到第二相电泳中，走向与 第一相垂直,双向电泳（two dimensional electrophoresis）：,分离纯化方法凝胶过滤法离子交换法亲和层析法高压液相色谱（HPLC）凝胶电泳（PAGE）离心法,三 分子量测定,凝胶过滤,SDS-PAGE,超速离心最低分子量法,四 蛋白质纯度鉴定：电泳纯五 蛋白质含量测定,
