蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2024-09-12 00:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (negative cooperativity) O2 血紅素與氧結(jié)合后 ， 鐵原子半徑變小 ， 就能進(jìn)入卟啉環(huán)的小孔中 ， 繼而引起肽鏈位臵的變動(dòng) 。 變（別）構(gòu)效應(yīng) (allosteric effect) 某些蛋白質(zhì)表現(xiàn)其生物學(xué)功能時(shí) ，構(gòu)象發(fā)生改變 ， 從而改變了整個(gè)分子的性質(zhì) ， 這種現(xiàn)象稱為 別構(gòu)效應(yīng) 。 (R) relaxed state (T) tense state 血液中 O2的 運(yùn)輸 (Hb R/T態(tài)的互換 ) Lung 氧 分 子 Hemoglobin 血紅蛋白 Myoglobin 肌紅蛋白 Muscle 靜脈 動(dòng)脈 環(huán)境氧濃度高時(shí) Hb 快速吸收氧分子 環(huán)境氧濃度低時(shí) Hb 迅速釋放氧氣 任何一個(gè)亞基接受 O2后，會(huì)增加其他亞基吸收 O2的能力 釋放氧氣后 Hb 變回 T state （三）蛋白質(zhì)構(gòu)象改變與疾病 蛋白質(zhì)構(gòu)象疾病 ：若蛋白質(zhì)的折疊發(fā)生錯(cuò)誤 ， 盡管其一級(jí)結(jié)構(gòu)不變 ， 但蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生改變 ， 仍可影響其功能 ， 嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致疾病發(fā)生 。 蛋白質(zhì)構(gòu)象改變導(dǎo)致疾病的機(jī)理 ：有些蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉樣纖維沉淀，產(chǎn)生毒性而致病，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)淀粉樣纖維沉淀的病理改變。 這類疾病包括 ：人紋狀體脊髓變性病、老年癡呆癥、亨停頓舞蹈病、瘋牛病等。 瘋牛病中的蛋白質(zhì)構(gòu)象改變 瘋牛病是由朊病毒蛋白 (prion protein, PrP)引起的一組人和動(dòng)物神經(jīng)退行性病變。 正常的 PrP富含 α螺旋，稱為 PrPc。 PrPc在某種未知蛋白質(zhì)的作用下可轉(zhuǎn)變成全為 β折疊的 PrPsc，從而致病。 PrPc α螺旋 PrPsc β折疊 正常 瘋牛病 第四節(jié) 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)與分離純化 The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein ? 蛋白質(zhì)的兩性離解和電泳現(xiàn)象 ? 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) ? 蛋白質(zhì)的沉淀作用 ? 蛋白質(zhì)的變性 ? 蛋白質(zhì)的紫外吸收 一、蛋白質(zhì) 的理化性質(zhì) 蛋白質(zhì)的兩性解離和電泳現(xiàn)象 ? 蛋白質(zhì)分子 與多肽、氨基酸一樣， 除兩端的氨基和羧基可解離外，氨基酸殘基 側(cè)鏈 中某些基團(tuán)，在一定的溶液 pH條件下都可解離成帶負(fù)電荷或正電荷的基團(tuán)。 P rN H 3+C O O HP rN H 3+C O OP rN H 2C O OO HH +O HH +兼 性 離 子p H = p I陽(yáng) 離 子p H p I陰 離 子p H p I蛋白質(zhì)的兩性解離性質(zhì)使其成為人體及動(dòng)物體中的重要緩沖劑，調(diào)節(jié)體液正常 pH。 蛋白質(zhì) ? 蛋白質(zhì)的等電點(diǎn) ( isoelectric point, pI) 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液處于某一 pH時(shí) ， 蛋白質(zhì)解離成正 、 負(fù)離子的趨勢(shì)相等 ， 即成為兼性離子 ， 凈電荷為零 ， 此時(shí)溶液的 pH稱為 蛋白質(zhì)的等電點(diǎn) 。 在等電點(diǎn)時(shí) ， 蛋白質(zhì)較穩(wěn)定 ， 其 溶解度 、 導(dǎo)電性 、 黏度 、 滲透壓等皆最小 （ 制備或沉淀蛋白質(zhì) ） ， 在電場(chǎng)中不移動(dòng) （ 分離蛋白質(zhì) ） 。 在不同的 pH環(huán)境下，蛋白質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)不同。 ?在等電點(diǎn) 偏酸性 溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶 負(fù)電荷 ，在電場(chǎng)中向正極移動(dòng)； ?在等電點(diǎn) 偏堿性 溶液中，蛋白質(zhì)粒子帶 正電荷 ，在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。 利用蛋白質(zhì)兩性電離的性質(zhì) ， 可通過(guò) 電泳 、離子交換層析 、 等電聚焦等技術(shù)分離蛋白質(zhì) 。 電泳 ? 蛋白質(zhì)在等電點(diǎn) pH條件下，不發(fā)生電泳現(xiàn)象。 ? 利用蛋白質(zhì)的電泳現(xiàn)象，可以將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離純化。 例 題 ? 根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)，指出下列蛋白質(zhì)在所指定的 pH條件下，電泳時(shí)的泳動(dòng)方向： ? (1)胃蛋白酶 (pI )，在 pH ； ? 帶負(fù)電，向正極泳動(dòng) ? (2)血清清蛋白 (pI )，在 pH ； ? 帶負(fù)電，向正極泳動(dòng) ? (3)α 脂蛋白 (pI )，在 pH pH ； ? 在 pH ，向負(fù)極泳動(dòng)；在 pH 帶負(fù)電，向正極泳動(dòng) 2 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) ? 蛋白質(zhì)屬于生物 大 分子，分子量可自 1萬(wàn)至100萬(wàn)之巨，其分子的直徑可達(dá) 1～ 100nm，為膠粒范圍之內(nèi)。因此 ，它在水中能夠形成膠體溶液。 ? * 蛋白質(zhì)膠體穩(wěn)定的因素 – 顆粒表面電荷 – 水化膜 + + + + + + + 帶正電荷的蛋白質(zhì) － － － － － － － － 帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì) 在等電點(diǎn)的蛋白質(zhì) 水化膜 + + + + + + + + 帶正電荷的蛋白質(zhì) － － － － － － － － 帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì) 不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)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(zhì)的聚沉 ? 蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì)，如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)等。 ? 由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過(guò)半透膜，因此可以應(yīng)用 透析法 將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。 3 蛋白質(zhì)的沉淀作用 ? 蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性與 它的分子量大小、所帶的電荷和水化作用 有關(guān)。 ? 改變?nèi)芤旱臈l件，將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)，在適當(dāng)?shù)臈l件下，蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來(lái)。 蛋白質(zhì)的沉淀作用 ? 根據(jù)蛋白質(zhì)的親水膠體性質(zhì)，當(dāng)其環(huán)境發(fā)生改變 （加入適當(dāng)?shù)脑噭┦沟鞍踪|(zhì)分子處于等電點(diǎn)狀態(tài)或失去水化層） 時(shí)，蛋白質(zhì)的膠體溶液就不再穩(wěn)定并將發(fā)生沉淀作用(Precipitation)。 ? 沉淀法具有部分純化、濃縮特點(diǎn)。 3 蛋白質(zhì)的沉淀作用 ? （ 1）可逆沉淀： 在 溫和 條件下，通過(guò)改變?nèi)芤旱膒H或電荷狀況，使蛋白質(zhì)從膠體溶液中沉淀分離。蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀后，用透析等方法除去沉淀劑，可使蛋白質(zhì)重新溶于原來(lái)的溶液中。 ? 在沉淀過(guò)程中， 結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都沒(méi)有發(fā)生變化 ，在適當(dāng)?shù)臈l件下，可以重新溶解形成溶液，所以這種沉淀又稱為 非變性沉淀 。 ? 因?yàn)?
化學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1