蛋白质带负电荷重金属离子课件.ppt

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1、第12章 蛋白质化学,生化教研室夏花英8403课程代码：22680b57e1,第十二章 蛋白质化学,2,2023/3/29,第一节 蛋白质的分子组成,元素组成：,蛋白质含量（g）的计算：样品中含氮量（g）6.25,第十二章 蛋白质化学,3,2023/3/29,一、蛋白质的基本组成单位氨基酸,蛋白质（20种）氨基酸,酸、碱、酶,（标准氨基酸）（编码氨基酸）,第十二章 蛋白质化学,4,2023/3/29,（一）氨基酸的结构,-碳原子为手性碳原子都为L-氨基酸（甘氨酸、脯氨酸除外）,氨基酸的共同结构,COOH|H2NCH|H 甘氨酸,第十二章 蛋白质化学,5,2023/3/29,人体 内氨基酸均为：

2、L-氨基酸,氨基酸的构型也以甘油醛为标准：,第十二章 蛋白质化学,6,2023/3/29,（二）氨基酸分类,根据R基结构不同分：脂肪族氨基酸芳香族氨基酸杂环氨基酸,第十二章 蛋白质化学,7,2023/3/29,1、中性非极性氨基酸（R基无极性、疏水）2、中性极性氨基酸（R基不带电，但有极性、亲水）3、酸性氨基酸（R基含有羧基）4、碱性氨基酸（R基含有氨基）,根据R基极性大小分：,第十二章 蛋白质化学,8,2023/3/29,中性非极性氨基酸,CH2,第十二章 蛋白质化学,9,2023/3/29,中性极性氨基酸,第十二章 蛋白质化学,10,2023/3/29,酸性氨基酸,第十二章 蛋白质化学,1

3、1,2023/3/29,碱性氨基酸,H2N-C-NH-,=,NH,第十二章 蛋白质化学,12,2023/3/29,（三）氨基酸的理化性质,氨基酸具有氨基、羧基、特殊R基等,特殊R基具有各种不同的颜色反应,（两性）,第十二章 蛋白质化学,13,2023/3/29,1.氨基酸的两性电离和等电点,pH,pH,pH,pI,pI,pI,第十二章 蛋白质化学,14,2023/3/29,等电点是氨基酸的特征常数（固定不变）pH值离等电点越远，氨基酸带净电荷越多pHpI，氨基酸带负电荷pHpI，氨基酸带正电荷pHpI，氨基酸正负电荷相等（净电荷=0）电泳：带电粒子在电场中向相反电极移动,第十二章 蛋白质化学,

4、15,2023/3/29,利用不同氨基酸pI不同（在某一pH条件下带电不同），可对它们进行电泳分离。例：下列各氨基酸在pH6.0条件下电泳结果,原点,+,-,Asp Glu Gly Lys Arg 2.8 3.2 6.0 9.7 10.8,pI,第十二章 蛋白质化学,16,2023/3/29,3.氨基酸的紫外吸收,芳香族氨基酸（酪氨酸、色氨酸、苯丙氨酸）,=280nm,光吸收,蛋白质分子中含有芳香族AA，故也有280nm的紫外吸收，故此法也可用于Pr定量。,260nm,第十二章 蛋白质化学,17,2023/3/29,二、肽,肽：氨基酸通过肽键连接缩合而成的化合物,（一）肽的形成和命名,H2NC

5、COH,R1,H,O,=,HNCCOOH,R2,H,H,-H2O,H2NCC,R1,H,O,=,NCCOOH,R2,H,H,肽键,第十二章 蛋白质化学,18,2023/3/29,第十二章 蛋白质化学,19,2023/3/29,氨基末端,羧基末端,肽 键,第十二章 蛋白质化学,20,2023/3/29,多肽链书写与命名,命名：丙氨酰甘氨酰丝氨酸（或简写：H-丙-甘-丝-OH）,第十二章 蛋白质化学,21,2023/3/29,（二）体内重要的活性肽,由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成功能基：-SH解毒剂,谷胱甘肽,谷氨酰半胱氨酰甘氨酸,第十二章 蛋白质化学,22,2023/3/29,第二节 蛋白质的分

6、子结构,蛋白质的分子结构,一级结构,第十二章 蛋白质化学,23,2023/3/29,一、蛋白质的一级结构,概念：多肽链中氨基酸的排列顺序主要化学键：肽键,第十二章 蛋白质化学,24,2023/3/29,二、蛋白质的二级结构,结构基础：肽键平面概念：以肽键平面为单位，盘绕、折叠形成的 空间结构,第十二章 蛋白质化学,25,2023/3/29,（一）肽键平面,肽键（CO-NH）的特点：,第十二章 蛋白质化学,26,2023/3/29,第十二章 蛋白质化学,27,2023/3/29,（二）二级结构类型,-螺旋-折叠-转角自由回转（无规卷曲）,留学生掌握：类型、作用键,第十二章 蛋白质化学,28,20

7、23/3/29,-螺旋,右手螺旋3.6个残基/周螺距0.54nm稳定键：-NH和-CO之间 形成氢键,第十二章 蛋白质化学,29,2023/3/29,-折叠,数条肽链平行排列呈锯齿状肽链可顺向或逆向排列稳定键：链间-CO和-NH之间氢键,第十二章 蛋白质化学,30,2023/3/29,-转角,第十二章 蛋白质化学,31,2023/3/29,三、蛋白质的三级结构,概念：是蛋白质分子中所有原子（主链+侧链）的空间位置关系作用键：,疏水键、离子键、氢键、范得华引力、二硫键,第十二章 蛋白质化学,32,2023/3/29,蛋白质三级结构：,第十二章 蛋白质化学,33,2023/3/29,四、蛋白质的四

8、级结构,两个或两个以上独立三级结构的多肽链通过次级键结合而形成的空间结构,亚基,概念：,第十二章 蛋白质化学,34,2023/3/29,血红蛋白的四级结构,第十二章 蛋白质化学,35,2023/3/29,蛋白质1-4级结构,第十二章 蛋白质化学,36,2023/3/29,五、维持蛋白质构象的主要作用力,离子键 疏水键 二硫键,氢键 范德华力,第十二章 蛋白质化学,37,2023/3/29,第十二章 蛋白质化学,38,2023/3/29,蛋白质一级结构的作用键？二级结构的作用键？三级结构的作用键？四级结构的作用键？,第十二章 蛋白质化学,39,2023/3/29,第三节 蛋白质结构与功能的关系,

9、第十二章 蛋白质化学,40,2023/3/29,血红蛋白结构与功能,正常链：H-缬组亮苏脯谷谷贫血链：H-缬组亮苏脯缬谷,第十二章 蛋白质化学,41,2023/3/29,第十二章 蛋白质化学,42,2023/3/29,第十二章 蛋白质化学,43,2023/3/29,第四节 蛋白质的理化性质与分离纯化,第十二章 蛋白质化学,44,2023/3/29,一、蛋白质的理化性质,（一）蛋白质的一般性质 1.呈色反应 2.紫外吸收特征 3.两性电离与等电点（二）蛋白质的高分子性质 4.蛋白质的胶体性质 5.蛋白质的变性与复性,第十二章 蛋白质化学,45,2023/3/29,（1）双缩脲反应：Cu2+蛋白质

10、 紫色络合物 OH-,原理：利用蛋白质分子中的肽键CO-NH,540nm比色分析,1.呈色反应,第十二章 蛋白质化学,46,2023/3/29,（2）Folin-酚试剂反应：磷钨酸 蛋白质 蓝色化合物 磷钼酸,650nm比色分析,原理：利用蛋白质分子中含有酚性羟基的酪氨酸等,第十二章 蛋白质化学,47,2023/3/29,（3）考马斯亮蓝反应：考马斯亮蓝（G-250）蛋白质 蓝绿色,595nm比色分析,第十二章 蛋白质化学,48,2023/3/29,2.紫外吸收特征,蛋白质的紫外吸收：=280nm（色氨酸、酪氨酸）（苯丙氨酸260nm）在一定范围内，紫外吸收与蛋白质浓度成正比,第十二章 蛋白质

11、化学,49,2023/3/29,3.两性电离和等电点,带负电荷 净电荷为零 带正电荷,第十二章 蛋白质化学,50,2023/3/29,蛋白质所带正负电荷相等时溶液的PH值即该蛋白质的等电点,电泳,带电粒子在电场中向相反电极移动的现象,等电点,利用电泳可将不同等电点的蛋白质分离开,第十二章 蛋白质化学,51,2023/3/29,4.蛋白质的亲水胶体性质,透析可分离纯化蛋白质,破坏电荷和水化膜，蛋白质沉淀,稳定因素：同种电荷和水化膜,分子大小：1100nm，具胶体性质,超速离心可沉降蛋白质,第十二章 蛋白质化学,52,2023/3/29,蛋白质颗粒表面的水化膜和电荷,第十二章 蛋白质化学,53,2

12、023/3/29,5.蛋白质的变性与复性,变性：理化因素影响蛋白质空间构象破坏蛋白质理化性质改变，生物学活性丧失理化因素：加热、紫外线、强酸强碱、有机溶剂、重金属盐等可逆变性（复性）：去除变性因素，蛋白质构象恢复，恢复原有生物学活性,第十二章 蛋白质化学,54,2023/3/29,核糖核酸酶的可逆变性（复性）,第十二章 蛋白质化学,55,2023/3/29,蛋白质变性的应用：,利用蛋白质的变性原理达到消毒、灭菌的目的,蛋白制剂的制备与储存过程中，应注意 低温、避光、防止酸碱污染等,第十二章 蛋白质化学,56,2023/3/29,二、蛋白质的分离、纯化与鉴定技术,（一）沉淀法,定义：蛋白质分子相

13、互聚集从溶液中析出的现象原理：破坏同种电荷和水化膜,第十二章 蛋白质化学,57,2023/3/29,常用沉淀蛋白质的方法：盐析破坏水化膜，中和电荷有机溶剂沉淀破坏水化膜（条件pH=pI)生物碱试剂沉淀中和正电荷(条件pHpI)重金属盐沉淀中和负电荷(条件pHpI),第十二章 蛋白质化学,58,2023/3/29,1、盐析,概念：高浓度中性盐沉淀水溶液中的蛋白质原理：破坏水化膜，中和电荷常用中性盐：（NH4）2SO4、Na2SO4、NaCl、MgSO4特点：蛋白质不变性,第十二章 蛋白质化学,59,2023/3/29,半饱和（NH4）2SO4 沉淀球蛋白饱和（NH4）2SO4 沉淀清蛋白,分段盐

14、析：不同饱和度的盐分段析出蛋白质,原理：利用不同蛋白质的分子量、带电荷多少 不同，在盐溶液中的溶解度不同而分离,第十二章 蛋白质化学,60,2023/3/29,2、有机溶剂沉淀,原理：破坏水化膜等电点时更易沉淀常用有机溶剂：乙醇、丙酮特点：蛋白质易变性，需低温进行,第十二章 蛋白质化学,61,2023/3/29,3、重金属盐类沉淀,沉淀条件：PH PI，蛋白质带负电荷重金属离子：Cu2+、Hg2+、Pb2+、Ag+特点：蛋白质变性,第十二章 蛋白质化学,62,2023/3/29,4、生物碱试剂沉淀,沉淀条件：pH pI，蛋白质带正电荷生物碱试剂：三氯醋酸、苦味酸、鞣酸特点：蛋白质易变性,第十二章 蛋白质化学,63,2023/3/29,第五节 蛋白质分类,1.按化学组成分,2.按对称性分,单纯蛋白,结合蛋白,球状蛋白,纤维状蛋白,