蛋白質(zhì)理化性質(zhì)ppt課件-展示頁
2025-05-13 12:08本頁面
【正文】 熵值變化的貢獻(xiàn) ΔG總 =ΔH鏈 +ΔH溶劑 TΔS鏈 TΔS溶劑 ? 折疊態(tài)蛋白質(zhì)與伸展態(tài)相比 ,是一種高度有序化的結(jié)構(gòu) , 因此 ΔS鏈?zhǔn)秦?fù)數(shù) , 則 TΔS鏈為正值。 ? 同時(shí)，疏水基團(tuán)的聚集是有序化的過程，熵值減少，但其變化值不大，一般對(duì)蛋白質(zhì)折疊不起主要作用。 疏水作用是熵驅(qū)動(dòng)的自發(fā)過程 ? 當(dāng)疏水化合物或基團(tuán)進(jìn)入水中，它周圍的水分子將排列成剛性的有序結(jié)構(gòu)，即形成所謂籠形結(jié)構(gòu)，最常見的就是五角形十二面體籠形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比冰更為有序。 熵不可能減小 ，即 熵總是增大的 。 2． 開爾文： 不可能從單一的熱源取出熱使之完全轉(zhuǎn)化為功 ， 而不發(fā)生其它的變化 。 也即 無法解決 化學(xué)變化的方向和限度問題 。 C（ s） + H2O（ g） ==CO（ g） + H2（ g） 是 一個(gè)吸熱反應(yīng)，但仍能自動(dòng)的進(jìn)行 。即，凡放熱反應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行，而吸熱反應(yīng)均不能自動(dòng)進(jìn)行。 電流 ： 總是從高電勢(shì)自發(fā)的流向低電勢(shì)處 ，直至各處的電勢(shì)相等 ， 等等 。 如： 熱的傳遞： 總是從高溫物體自動(dòng)傳向低溫物體 ， 直至平衡 （ 即溫度均一 ） 。第四章 蛋白質(zhì)的理化性質(zhì) 楊學(xué)習(xí) 一、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) ? 熱力學(xué) ? 研究熱現(xiàn)象中物質(zhì)系統(tǒng)在平衡時(shí)的性質(zhì)和建立能量的平衡關(guān)系，以及狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)與外界相互作用的學(xué)科。 ? 動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) ? 研究作用于物體的力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 世界處于永恒的運(yùn)動(dòng)變化之中： ? 地殼： 滄海桑田 ? 人生： 生老病死 ? 植物： 花開花落 ? 氣象： 風(fēng)雨雷電 萬事萬物變化的規(guī)律是什么？ 一切自然界的過程是有方向性的 。 氣體的流動(dòng) ： 從高壓處自動(dòng)流向低壓處 ，直至各處壓強(qiáng)相等 。 ? 熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律 ? 宇宙的能量是一個(gè)常數(shù)，能量可以不斷被轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，但不可能被創(chuàng)造，也不可能被消滅 ? 熱力學(xué)第二定律 ? 人們?cè)噲D用熱力學(xué)第一定律所建立的狀態(tài)函數(shù)判斷：在一定的條件下 ， 一化學(xué)變化或物理變化能否自發(fā)的進(jìn)行 ？ 進(jìn)行到何種程度 ？ ? 熱力學(xué)第二定律，理變化能否自發(fā)的進(jìn)行 ？ 進(jìn)行到何種程度 ？? 其中比較著名的是 湯姆遜 —塞羅規(guī)則 ： 在沒有外來能量的干預(yù)下，一切化學(xué)變化都是朝著放出能量最多的方向進(jìn)行。 然而 ， 更多的研究發(fā)現(xiàn)：有不少吸熱反應(yīng)也能自動(dòng)進(jìn)行 。 熱力學(xué)第一定律 只能告訴人們一化學(xué)反應(yīng)中的能量效應(yīng) ， 卻無法解釋 ， 一定條件下 ，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自動(dòng)進(jìn)行及進(jìn)行到何種程度 。 ： 不可能將熱從低溫物體轉(zhuǎn)到高溫物體 ， 而不引起其它的變化 。 ? 熱力學(xué)將不能做功的隨機(jī)和無序狀態(tài)的能定義為 熵 ，以 S表示 ? 宇宙或系統(tǒng)的各種過程總向著熵增大的方向進(jìn)行 之熵判據(jù) 在 孤立體系 或 絕熱體系 中系統(tǒng)一切可以發(fā)生的過程要么是熵變?yōu)?0（ 可逆 ， 平衡態(tài) ） ，要么熵變大于 0（ 不可逆 ） 。 ? 熱力學(xué)將系統(tǒng)中總的熱量稱為 焓 ，以 H表示 ? 在恒定溫度和壓力條件下總能量中可以做功的那一部分能量為 自由能 ， 以 G表示 DG = DHTDS (T為絕對(duì)溫度 ) ? 因此 ， 當(dāng)熵增加時(shí) ， 系統(tǒng)的自由能便會(huì)下降 之自由能判據(jù) 在一個(gè)反應(yīng)中 ， 如果產(chǎn)物比反應(yīng)物含有更少的自由能 ， 這個(gè)反應(yīng)便趨向于自發(fā)地進(jìn)行 ? 物理和化學(xué)過程達(dá)到平衡時(shí)， 即達(dá)到系統(tǒng)的自由能最小而熵最大 二、蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)定律 ? 熵判據(jù)和蛋白質(zhì)折疊 ? 自由能判據(jù)和蛋白質(zhì)折疊 ? 蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)假說 未折疊的狀態(tài)包含很多具有不同構(gòu)象的分子。 ? 但當(dāng)疏水作用發(fā)生時(shí)，籠型結(jié)構(gòu)被破壞，這部分水分子被排入自由水中，使得體系的混亂度增加，即熵值增加。 疏水作用是多肽鏈折疊的主要驅(qū)動(dòng)力，疏水作用的主要?jiǎng)恿碜杂诘鞍踪|(zhì)溶液體系的熵值的增加。 ? ΔH鏈對(duì)疏水側(cè)鏈為正值 ,從而有利于伸展態(tài)。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)處于折疊態(tài)時(shí) ,許多水分子之間的相互作用將代替水分子和疏水側(cè)鏈的相互作用。 ? 蛋白質(zhì)折疊過程中會(huì)打破水的有序化 ,則 ΔS溶劑為較大的正值 ,因而有利于折疊態(tài)。 ? 在不同類型的蛋白質(zhì)中 ,總熵變化和總焓變化所做的貢獻(xiàn)是不同的 ,但結(jié)果一樣 ,蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)是生理?xiàng)l件下自由能最低的構(gòu)象。 三、蛋白質(zhì)折疊的動(dòng)力學(xué) ? The Levinthal Paradox ? 中間體 ? 動(dòng)力學(xué)假說 Levintha
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