【正文】 被滴定的。當 H＋ 被中和時，更多的 HAc解離成 H＋ 和 Ac－ .當進一步加入 NaOH時 , pH隨 Ac－ 的積累而逐漸升高。但是，滴定中點的 pK值則隨不同性質(zhì)的電解質(zhì)而不同。細胞過程（例如代謝）取決于酶的活性，而酶的活性又顯著地受 pH的影響。 磷酸鹽系統(tǒng)（ HPO4178。/H2CO3）是生物體內(nèi)的兩種重要的緩沖系統(tǒng)。 ② 蛋白質(zhì)與核酸共同構(gòu)成了生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)，是細胞原生質(zhì)的主要成分。 ⑥ 肌肉收縮、物質(zhì)的運輸、結(jié)締保護、病毒對宿主的感染等都是蛋白質(zhì)在起作用。 三、 蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸 經(jīng)水解分析，構(gòu)成氨基酸的蛋白質(zhì)約 20種，這些氨基酸借肽鍵聚合成蛋白質(zhì)。 二 . 氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類： 根據(jù)氨基酸側(cè)鏈 R基的極性 ， 20種氨基酸可分成 4類 。 C ＝ A/ε L 五、氨基酸的酸堿性質(zhì) 1. 氨基酸的兩性解離性質(zhì) 氨基酸在水溶液中或在晶體狀態(tài)下主要以兩性離子形式在 . 作為 酸 ： RCHCOO —→ R CHCOO ＋ H＋ | | NH＋ 3 NH2 作為 堿 ： RCHCOO＋ H＋ —→ R CHCOOH | | NH＋ 3 NH＋ 3 氨基酸在不同的 pH條件下可解離成帶不同的電荷： COOH COO COO | ＋ H＋ | –H＋ | H＋ 3N―C―H ←→ H＋ 3N―C―H ←→ H 2N―C―H | H＋ | +H＋ | H H H 酸性狀態(tài) (A) 兩性離子狀態(tài) (Z) 堿性狀態(tài) (B) pK值與等電點（ pI）的關(guān)系： 對于中性氨基酸： pI=(pKa1 + pKa2)1/2 對于酸性氨基酸： pI=(pKa1 + pKaR)1/2 對于堿性氨基酸： pI=(pKa2 + pKaR)1/2 這種關(guān)系可通過酸堿滴定曲線來確定 （圖 26） 。 六．氨基酸的電泳分離和離子交換： 1. 氨基酸的電泳分離 電泳 (Electrophoresis)是指帶電質(zhì)點在電場中的移動 （圖29） 。 ∝ Q 各氨基酸所帶凈電的差異（ Q）可用 pI pH表示。 除了電荷作為主要分離因素外，氨基酸側(cè)鏈與樹脂的非極性骨架之間的相互作用也是影響分離的因素。在蛋白質(zhì)化學中，這種酰胺鍵稱為肽鍵（ Peptide bond） （圖 211） 。這些多肽鏈在長度上一般超過 40個以上的氨基酸殘基，最大者甚至超過 4000個氨基酸殘基。 一條多肽鏈的模式結(jié)構(gòu)如下所示 （圖 212） 。 等電點的差別反映出它們的氨基酸組成不同和側(cè)鏈可電離基團的種類和性質(zhì)的差別 。生物活性肽在組成、結(jié)構(gòu)和大小方面存在很大的差異。有二條途徑：一條是 直接測定 多肽鏈的氨基酸順序；另一條是 間接的 ，即從編碼蛋白質(zhì)的基因的核苷酸順序來推導(dǎo)蛋白質(zhì)的氨基酸順序。 2． 末端分析 (確定蛋白質(zhì)的肽鏈組成 ) ：通常測定肽鏈的 N末端 . 二硝基氟苯 (DNFB)法 或丹磺酰氯（ DNSCl）法是常用的方法。下面是一個典型的多肽，用胰蛋白酶 (糜酶 )、胰凝乳蛋白酶和溴化氰分別處理所得到的結(jié)果： ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ Ala—Arg—Arg—Met—Phe—Ala—Lys—AspPheLeuLys 用胰酶處理 ： 用糜酶處理 ： 用溴化氰處理 ： AlaArg AlaArgArgMetPhe AlaArgArgMet Arg AlaLysAspPhe PheAlaLysAspPheLys AspPheLeuLys LeuLys MetPheAlaLys 5．肽碎片的氨基酸順序分析： ? Edman降解法 （圖 217） ：專用試劑是 苯異硫氰酸。如果 C末端第二個殘基是 Pro，則酶 A和酶 B都不起作用。 HbA: H3＋ N－ ValHisLeuThrProGluGluLys－ COO－ HbS: H3＋ N－ ValHisLeuThrProGluValLys－ COO－ Section 4 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) 一 .蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的概念及研究方法 蛋白質(zhì)空間構(gòu)象 是指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈在空間上的走向及所有原子和基團在空間中的排列與分布。 二 .蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu) 是指蛋白質(zhì)多肽鏈主鏈在空間中的走向。 但位于肽基兩側(cè)的 Cα 與氮原子間的連接鍵是純粹的單鍵， Cα 與羰基碳原子間的連接鍵也是純粹的單鍵 。由于Cα 實際上處于兩個剛性平面的交線上，所以由 Cα 參與形成的兩個 扭角 (φ 和 ψ)決定了相鄰兩個肽基的相對位置。在多肽鏈中，任何一對扭角如發(fā)生變化，多肽鏈主鏈的構(gòu)象必然發(fā)生相應(yīng)的變化，如果所有與 Cα 相連的這一對扭角都分別相等，則多肽鏈主鏈呈現(xiàn)為有規(guī)律現(xiàn)象。由于與每個 α 碳原子相連的一對扭角在 α 螺旋 (α helix)結(jié)構(gòu)中都分別相等 (Φ＝ 57176。氫鍵是蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力 。 3. β 折疊片也是一種有規(guī)律的二級結(jié)構(gòu) 在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中 , 存在兩種不同的 β 片，即 反平行的和平行的二種 （圖 224） 。 絲心蛋白 的 X射線晶體衍射分析表明，其空間結(jié)構(gòu)與 α 角蛋白完全不同 ，呈現(xiàn)為 反平行的 β 片狀 （ 圖 226a 圖 226b） 。因此，多肽鏈必須具有彎曲、轉(zhuǎn)角和自然改變方向的能力，以便產(chǎn)生緊湊的球狀結(jié)構(gòu)。 卷曲結(jié)構(gòu) 是一種難以描述的多肽鏈走向，也存在于球狀蛋白質(zhì)分子中。 1. 三級結(jié)構(gòu)的某些特征： 1). 球狀蛋白質(zhì)常都含有 α 螺旋和 β 折疊片兩種基本要素 （圖 2 28） 2). 側(cè)鏈的定位隨極性而變化 3). 超二級結(jié)構(gòu) (supersecondary structure)即基元 (motif) 在許多蛋白質(zhì)分子中常觀察到二級結(jié)構(gòu)要素的某些組合，即 超二級結(jié)構(gòu)或稱為基元 。 ● β 桶式 (β barrel) 基元： 由連續(xù)的 β 片卷筑而成 (有三種不同的形式 )。結(jié)構(gòu)域常具特殊功能，例如，結(jié)合小分子 (3磷酸甘油醛脫氫酶同 NAD的結(jié)合屬于這種情況 )（圖 230） 。 蛋白質(zhì)具有眾多的氫鍵供體和受體，包括主鏈上的羰基和酰胺基及極性側(cè)鏈基團。 ▲ 疏水作用 : 疏水作用是由于蛋白質(zhì)多肽鏈的疏水殘基具有避開水的傾向、彼此在分子內(nèi)聚集所產(chǎn)生的作用力 （圖 233） 。 在寡聚蛋白質(zhì)中，每一條折疊的多肽鏈稱為 亞基 (subunit), 亞基可相同也可不同，取決于寡聚蛋白質(zhì)的亞基組成。原體可由一條肽鏈 (一個亞基 )構(gòu)成 ,也可以由幾條不同的肽鏈 (幾個不同的亞基 )構(gòu)成 .例如血紅蛋白是由二個 α 亞基和二個β 亞基構(gòu)成的四聚體 (α 2β 2)。 但是，蛋白質(zhì)不可能倒置或鏡像對稱，因為這樣一種對稱結(jié)合把手性 L殘基轉(zhuǎn)變成 D殘基。 因為對于球形物體來說，表面積是半徑平方的函數(shù)，體積是半徑立方的函數(shù)： 表面積 ＝ 4πr2；體積 ＝ 4/3πr3；表面積 /體積 ＝ 3/上是有利于蛋白質(zhì)的穩(wěn)定 , 由于蛋白質(zhì)表面與溶劑水的相互作用往往在能量上是不利的， 因此在通常的情況下， 減少表面積 /體積的比例將會使蛋白質(zhì)變得更加穩(wěn)定。 例如HIV(人類免疫缺陷性病毒 )蛋白酶 是由相同亞基構(gòu)成的一種二聚體蛋白質(zhì)，它履行與同源細胞的酶相似的功能 (即都能催化蛋白質(zhì)的水解 )，但是 HIV蛋白酶的分子量只是那些由單一肽鏈構(gòu)成的酶的一半。單體也許不能構(gòu)成完整的活性部位，寡聚體的形成可能使所有必需的催化基團匯聚形成酶的活性部位。 五、蛋白質(zhì)的變性 (denaturation) 天然蛋白質(zhì)在構(gòu)象上的亞穩(wěn)定性的，很容易受到許多不利因素的影響而破壞其結(jié)構(gòu)。 六．蛋白質(zhì)的氨基酸順序與空間構(gòu)象的關(guān)系 決定蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的信息存在于它們的特定的氨基酸順序中。 該實驗證明了 蛋白質(zhì)的特定的空間構(gòu)象是由它的一級結(jié)構(gòu)即氨基酸順序決定的。此外在 Cβ位有分枝的殘基 (例如 Ile,Thr) 連續(xù)出現(xiàn)則使 α螺旋失去穩(wěn)定 （表 21） 。肌紅蛋白是組織細胞內(nèi)的氧貯存者。含有一個 血紅素 (heme)輔基，它被包埋于 E螺旋和 F螺旋的孔穴內(nèi)。 血紅蛋白的 α亞基和 β亞基在結(jié)構(gòu)和進化上彼此相關(guān)，也與肌紅蛋白相關(guān)。 1．兩者的氧合曲線是不同的： 肌紅蛋白的氧合曲線是雙曲線，而血紅蛋白的氧合曲線是 S型曲線 （圖 240） 。這與肌紅蛋白分子只有一個氧結(jié)合部位不同。 別構(gòu)作用是寡聚體蛋白質(zhì)在行使功能時的一個共同的特征。目前常使用的分離純化的方法或技術(shù)都是在了解蛋白質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上建立的。用于研究目的蛋白質(zhì)通常應(yīng)保持它的生物活性。 所有的蛋白質(zhì)，不管它具有什么樣的功能，都能在細胞內(nèi)起一定的緩沖作用。 ● 非變性電泳： 蛋白質(zhì)樣品未進行變性處理，凝膠中沒加入變性劑，通過電泳分離的蛋白質(zhì)仍具有生物活性 （圖 243） 。 ● 電泳后的蛋白質(zhì)檢測： ◎ 考馬斯亮藍染色 是常用的一項電泳染色方法 ,是根據(jù)考馬斯亮藍能與蛋白質(zhì)多肽鏈定量結(jié)合的原理而建立起的。一種蛋白質(zhì) (抗原 )能與它產(chǎn)生的抗體專一地反應(yīng)。鹽類的存在可降低離子交換劑的離子基團和蛋白質(zhì)相反電荷基團之間的靜電吸引。 弱堿性的陰離子交換劑一般適合于分離 pI＜ 。 任何物質(zhì)的溶解度都取決于溶質(zhì)分子間的相對親和力及溶質(zhì)分子與溶劑分子的相對親和力。 沉降速度法 ，適用于分離沉降系數(shù)不同但密度相近的蛋白質(zhì)。 常用的有葡聚糖凝膠 (sephadex,)或瓊脂糖凝膠(sepharose) 作為層析柱的填充物 。A，不能與 B結(jié)合的雜蛋白將從柱下流出 , 然后用適當?shù)南疵撘簩?A洗脫下來。 二、酶能快細胞內(nèi)的化學反應(yīng)速度 按照能量學的觀點 ,一個化學反應(yīng)并不是從反應(yīng)物直接向產(chǎn)物生成的方向進行的。 如 圖 3—1所示 ,反應(yīng)物從基態(tài)轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)換態(tài)的能量差值稱為活化能 (△ G?)。典型的酶促反應(yīng)速度比無催化劑存在的反應(yīng)要高出 106～ 1012倍。在反應(yīng)中，酶不會被消耗，平衡點不會改變，但達到平衡的速度則要快得多。一般無機催化劑對它們所作用的底物沒有這種嚴格的選擇性。 、結(jié)合部位和催化部位 酶的活性中心通常是指酶分子上直接與底物結(jié)合并與催化作用直接有關(guān)的部位，是由酶分子上的某些氨基酸殘基的側(cè)鏈基團共同構(gòu)成。這些 具有催化活性的 RNA，叫做 Ribozyme，意即酶活性 RNA。該過程需要鳥苷或者鳥苷酸的存在 .在體內(nèi)，這種剪接方式可能只進行一次， 但在體外， 他象一種真正的酶一樣能作用多次。催化抗體 (catalytic antibodies)又叫做抗體酶 (abzymes)。常規(guī)酶最顯著的催化效力是因為它們對所催化的反應(yīng)轉(zhuǎn)換態(tài)中間物有很高的親和力，因而抗體酶同它的專一性底物（抗原）必定有很高親和力。 例如： L谷氨脫氫酶催化的反應(yīng)是： （圖 33） 谷氨酸： NAD+脫氫酶 (脫氨 )。 (transferanses)： 催化功能基團的轉(zhuǎn)移反應(yīng)： AB + C ←→A + BC (hydrolases): 催化水解反應(yīng) :AB + HOH →AOH + BH (lyases)： 催化底物裂解反應(yīng)，并產(chǎn)生雙鍵，或其 逆反應(yīng)，將一個基團加到雙鍵上： A 2. 酶的活力單位 . 國際酶學委員會規(guī)定 , 一個酶活力單位 (unit,u) 是指在 25℃下 , 其它條件如 pH及底物濃度均采用最適條件 , 在 1分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化1μ mol底物的酶量 (或轉(zhuǎn)化 1μ mol底物的有關(guān)基團的酶量 ).但是，酶的活力單位常根據(jù)實際需要來規(guī)定。由于酶的最基本特性就是加快生物化學反應(yīng)速度，因此，所有酶的催化反應(yīng)速度以及它們的催化效率都是可以定量的。他發(fā)現(xiàn)當蔗糖的濃度比酶的濃度高許多時，反應(yīng)速度不再取決于蔗糖的濃度，即是說，反應(yīng)速度相對于蔗糖來說是零