生物化学合工大蛋白质化学学习PPT教案.pptx

第六节蛋白质的三维结构酰胺平面与α-碳原子的二面角（φ和ψ）肽链的主链可看成是由被Ca隔开的许多平面组成的。维持蛋白质分子构象的作用力一、蛋白质的二级结构1.a-螺旋(a-helix)1）绝大多数天然蛋白质都是右手螺旋。
2）每隔3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈；每圈间距0.54nm，即每个氨基酸残基沿螺旋中心轴上升0.15nm，旋转100°。
3）每个氨基酸残基的N-H都与前面（C端）第四个残基C=O形成氢键。4)螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸向外侧；链中的全部C=O和N-H几乎都平行于螺旋轴,氢键几乎平行于中心轴;
*R为Gly时，由于Ca上有2个氢，使Ca-C、Ca-N的转动的自由度很大，即刚性很小，所以使螺旋的稳定性大大降低。R基大(如Ile)也不易形成α-螺旋。2.β-折叠(β-pleatedsheet)3.β-转角（β-turn）4.无规则卷曲（non-regularcoil）二、蛋白质的超二级结构：由两股或三股右手螺旋缭绕而成的左手螺旋指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体，称为结构域（domain）。三级结构（tertiarystructure）：指的是多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上，主链构象和侧链构象相互作用，进一步盘曲折叠形成球状分子结构。（二）球状蛋白的三级的结构特征（三）维持三级结构的作用力四级结构（quaternarystructure）：由两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成、有特定三维结构的蛋白质构象。每条多肽链又称为亚基(subunit)。（二）蛋白质四级结构的特点蛋白质的空间结构六、蛋白质三维结构与功能的关系Hb与Mb一样能可逆地与O2结合，Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线1.协同效应(cooperativity)O2变构效应(allostericeffect)2.波尔效应（Bohr）2，3—二磷酸甘油酸（BPG）通过与血红蛋白的两个β亚基形成盐键稳定了血红蛋白的脱氧态构象，因而降低了血红蛋白的氧亲合力。（三）蛋白质构象改变与疾病蛋白质构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变。疯牛病中的蛋白质构象改变
疯牛病是由朊病毒蛋白(prionprotein,PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。
正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。
PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。第七节蛋白质的理化性质与分离纯化蛋白质的等离子点（特征常数）：

指在纯水中（即没有其它盐类存在）蛋白质的正离子数等于负离子数的pH值。因蛋白质的等电点不是一成不变的，它随溶剂性质、离子强变等因素而改变。
二、蛋白质的胶体性质2.蛋白质的沉淀作用
如果加入适当的试剂使蛋白质分子处于等电点状态或失去水化层（消除相同电荷，除去水膜），蛋白质胶体溶液就不再稳定并将产生沉淀。
沉淀方法类别:
①高浓度中性盐（盐析）
②等电点沉淀
③有机溶剂沉淀
④重金属盐类沉淀
⑤生物碱试剂和某些酸类沉淀
⑥加热变性沉淀盐析(saltprecipitation)是将高浓度硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等中性盐加入蛋白质溶液，使蛋白质表面水化膜被破坏，导致蛋白质沉淀。

*分段盐析：调节盐浓度，可使混合蛋白质溶液中的几
种蛋白质分段析出。
例如：血清球蛋白（50%(NH4)2SO4饱和度），
清蛋白（饱和(NH4)2SO4)。3.沉淀类型

A.可逆沉淀
在发生沉淀反应时，蛋白质虽已沉淀析出，但它的分子内部、空间结构并未发生显著变化，基本上保持原有的性质，沉淀因素除去后，能再溶于水溶液中。这种作用称为可逆沉淀反应。如大多数蛋白质的盐析作用或在低温下用乙醇（或丙酮）短时间作用于蛋白质以及利用等电点的沉淀，提纯蛋白质时，常利用此类反应。

B.不可逆沉淀/变性沉淀
在发生沉淀反应时，蛋白质分子内部结构、空间构象遭到破坏，失去原来的天然性质，这时蛋白质已发生变性。这种变性蛋白质的沉淀不能再溶解于原来溶剂或水溶液中的作用称为不可逆沉淀反应或变性沉淀。重金属盐、生物碱试剂，强酸、强碱、加热、震荡、超声波、有机溶剂等都能使蛋白质发生不可逆沉淀反应。

蛋白质变性后，有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在而并不析出，例如：在强酸碱中变性的蛋白质在强酸碱溶液中仍存在电荷效应，所以不表现为沉淀现象。相对地，沉淀的蛋白质也未必都已变性。
*蛋白质的凝固作用(proteincoagulation)
蛋白质变性后的絮状物加热可变成比较坚固的凝块，此凝块不易再溶于强酸和强碱中