2017年公卫助理医师《生物化学》蛋白质的化学知识

　　三、蛋白质的三级结构(tertiary structure)

　　指一条多肽链中所有原子的整体排布，包括主链和侧链。维系三级结构的作用力主要是次级键(疏水相互作用、静电力、氢键等)。在序列中相隔较远的氨基酸疏水侧链相互靠近，结合蛋白质的辅基往往镶嵌其内，形成功能活性部位，而亲水基团则在外，这也是球状蛋白质易溶于水的原因。

　　四、蛋白质的四级结构 (quaternary structure)

　　有些蛋白质的分子量很大，由2条或2条以上具有独立三级结构的多肽链通过非共价键相互结合而成，称为蛋白质的四级结构。构成四级结构的每条多肽链称为亚基 (subunit)，亚基单独存在时一般没有生物学功能，构成四级结构的几个亚基可以相同或不同。如血红蛋白(hemoglobin,Hb) 是由两个α-亚基和两个β-亚基形成的四聚体。

　　五、蛋白质分子中的化学键

　　蛋白质的一级结构是由共价键形成的，如肽键和二硫键。而维持空间构象稳定的是非共价的次级键。如氢键、盐键、疏水键、范德华引力等。

　　第三节蛋白质结构与功能的关系

　　一、蛋白质一级结构与功能的关系

　　(一)一级结构是空间构象的基础

　　如果一级结构未破坏，保持了氨基酸的排列顺序就可能回复到原来的三级结构，功能依然存在。

　　(二)种属差异

　　(三)分子病

　　镰刀状红细胞贫血病。

　　二、蛋白质空间结构与功能的关系

　　蛋白质的空间结构是其生物活性的基础，空间结构变化，其功能也随之改变。

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　　第四节蛋白质的理化性质

　　蛋白质的理化性质和氨基酸相似，有两性解离及等电点、紫外吸收和呈色反应。还有胶体性质、沉淀、变性和凝固等特点。

　　一、蛋白质的高分子性质

　　蛋白质的水溶液具有亲水胶体的性质。颗粒表面的水化膜和电荷是其稳定的因素，调节pH至pI、加入脱水剂等，蛋白质即可从溶液中沉淀出来。

　　透析法是利用蛋白质不能透过半透膜的性质，去掉小分子物质，达到纯化的目的。

　　大小不同的蛋白质分子可以通过凝胶过滤分开。又称分子筛层析。

　　二、蛋白质的两性解离

　　蛋白质和氨基酸一样是两性电解质，在溶液中的荷电状态受pH值影响。当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为该蛋白质的等电点。pH>pI时，该蛋白质颗粒带负电荷，反之则带正电荷。在人体体液中多数蛋白质的等电点接近pH5，所以在生理pH7.4环境下，多数蛋白质解离成阴离子。少量蛋白质，如鱼精蛋白、组蛋白的pI偏于碱性，称碱性蛋白质，而胃蛋白酶和丝蛋白为酸性蛋白。

　　三、蛋白质的变性、沉淀和凝固

　　蛋白质在某些理化因素的作用下，空间结构被破坏，导致理化性质改变，生物学活性丧失，称为蛋白质的变性(denaturation)。

　　蛋白质变性的本质是多肽链从卷曲到伸展的过程，不涉及一级结构的改变。变性作用不过于剧烈，是一种可逆反应，去除变性因素，有些蛋白质原有的构象和功能可恢复或部分恢复，称为复性(denaturation)。

　　蛋白质变性的主要表现是失去生物学活性，变性蛋白溶解度降低，易形成沉淀析出;易被蛋白水解酶消化。

　　蛋白质自溶液中析出的现象，称为蛋白质的沉淀。盐析、有机溶剂、重金属盐、生物碱试剂都可沉淀蛋白质。盐析沉淀蛋白质不变性，是分离制备蛋白质的常用方法。如血浆中的清蛋白在饱和的硫酸铵溶液中可沉淀，而球蛋白则在半饱和硫酸铵溶液中发生沉淀。乙醇、丙酮均为脱水剂，可破坏水化膜，降低水的介电常数，使蛋白质的解离程度降低，表面电荷减少，从而使蛋白质沉淀析出。低温时，用丙酮沉淀蛋白质，可保留原有的生物学活性。但用乙醇，时间较长则会导致变性。重金属盐(Hg2+、Cu2+、Ag+)，生物碱与蛋白质结合成盐而沉淀，是不可逆的。

　　凝固是蛋白质变性发展的不可逆的结果。沉淀的蛋白质不一定变性(如盐析)。

　　四、蛋白质的紫外吸收和呈色反应

　　蛋白质含芳香族氨基酸，在280nm波长处有特征性吸收峰。

　　例题：

　　1.测得某一蛋白质样品的氮含量为0.40g，此样品约含蛋白质多少?

　　A.2.00g　　B.2.50g　　C.6.40g　　D.3.00g　　 E.6.25g

　　2.下列含有两个羧基的氨基酸是：

　　A.精氨酸　B.赖氨酸　C.甘氨酸　 D.色氨酸　 E.谷氨酸

　　3.维持蛋白质二级结构的主要化学键是：

　　A.盐键　 B.疏水键　 C.肽键　　　D.氢键　　　 E.二硫键

　　参考答案

　　1.B 2.E 3.D