《生物化学》课程PPT教学课件：蛋白质的重要性质

第五节:蛋白质的重要性质 ■蛋白质与多肽一样,能够发生两性离解 也有等电点。在等电点时 Isoelectric oint pr),蛋白质的溶解度最小,在电 场中不移动。 在不同的pH环境下,蛋白质的电学性质 鷹不同。在外液pH低于等电点的溶液中 蛋白质粒子带正电荷,在电场中向负极 移动:在外液pH高于等电点的溶液中 蛋白质粒子带负电荷,在电场中向正极 移动。这种现象称为蛋白质电泳 (E| ectrophoresis)带电粒子在电场中移 动的现象

◼ 蛋白质与多肽一样，能够发生两性离解， 也有等电点。在等电点时(Isoelectric point pI)，蛋白质的溶解度最小，在电 场中不移动。 ◼ 在不同的pH环境下，蛋白质的电学性质 不同。在外液pH低于等电点的溶液中， 蛋白质粒子带正电荷，在电场中向负极 移动；在外液pH高于等电点的溶液中， 蛋白质粒子带负电荷，在电场中向正极 移动。这种现象称为蛋白质电泳— (Electrophoresis)带电粒子在电场中移 动的现象。 （ 1 ） 蛋 白 质 的 两 性 离 解 和 电 泳 现 象 第五节：蛋白质的重要性质

电泳 蛋白质在等 Partial proton 电点pH条 digest sample streak 件下,不发 生电泳现象。 利用蛋白质a 的电泳现象, 可以将蛋白 质进行分离 纯化。 Direction of Hurter migration

电泳 ◼ 蛋白质在等 电点pH条 件下，不发 生电泳现象。 利用蛋白质 的电泳现象， 可以将蛋白 质进行分离 纯化

由于蛋白质的分子量很大(1-100nm) ⌒它在水中能够形成胶体溶液。蛋白质溶 2液具有胶体溶液的典型性质,如丁达尔 现象、布郎运动等。 由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透 膜,因此可以应用透析法将非蛋白的小 分子杂质除去。 透析法:以半透膜提纯蛋白质的方法叫透 析法 半透膜:只允许溶剂小分子通过,而溶质 大分子不能通过,如羊皮纸、火棉胶、 玻璃纸等

◼ 由于蛋白质的分子量很大（1-100nm）， 它在水中能够形成胶体溶液。蛋白质溶 液具有胶体溶液的典型性质，如丁达尔 现象、布郎运动等。 ◼ 由于胶体溶液中的蛋白质不能通过半透 膜，因此可以应用透析法将非蛋白的小 分子杂质除去。 透析法：以半透膜提纯蛋白质的方法叫透 析法 半透膜：只允许溶剂小分子通过，而溶质 大分子不能通过，如羊皮纸、火棉胶、 玻璃纸等 （ 2 ） 蛋 白 质 的 胶 体 性 质

蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量 3大小、所带的电荷和水化作用有关。 改变溶液的条件,将影响蛋白质的溶解 性质 的适当的条件下,蛋白质能够从溶液中 沉淀出来。 电荷保 雀持其稳定性,水膜和电荷一旦除去重 白质溶液的稳定性就被破坏,蛋白质就 会从溶液中沉淀下来,此现象即为蛋白 质的沉淀作用

◼ 蛋白质胶体溶液的稳定性与它的分子量 大小、所带的电荷和水化作用有关。 ◼ 改变溶液的条件，将影响蛋白质的溶解 性质 ◼ 在适当的条件下，蛋白质能够从溶液中 沉淀出来。 ◼ 定义：蛋白质在溶液中靠水膜和电荷保 持其稳定性，水膜和电荷一旦除去，蛋 白质溶液的稳定性就被破坏，蛋白质就 会从溶液中沉淀下来，此现象即为蛋白 质的沉淀作用。 （ 3 ） 蛋 白 质 的 沉 淀 作 用

可逆沉淀 在温和条件下,通过改变溶液的pH或电 ≡荷状况,使蛋白质从胶体溶液中沉淀分 离 然在沉淀过程中结构和性质都没有发生 变化,在适当的条件下,可以重新溶解 张脑液,所以这种沉淀又称为排变性 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方 法,如等电点沉淀法、盐析法和有机溶 剂沉淀法等

◼ 在温和条件下，通过改变溶液的pH或电 荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分 离。 ◼ 在沉淀过程中，结构和性质都没有发生 变化，在适当的条件下，可以重新溶解 形成溶液，所以这种沉淀又称为非变性 沉淀。 ◼ 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方 法，如等电点沉淀法、盐析法和有机溶 剂沉淀法等。 （ 3 ） 蛋 白 质 的 沉 淀 作 用 可逆沉淀

可逆沉淀 3-等电点沉淀法 盐析法:向蛋白质溶液中加入大量的中性盐(硫酸 蛋铵、硫酸钠、氯化钠)使蛋白质沉淀析出的现象 (水与离子的相互作用增加了蛋白质表面的疏水补 丁的相互作用;同时瓦解了以电荷为基础的蛋白质 分子之间的作用)。分段盐析 盐溶:低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度, 角些此现象叫盐洛 ■有机溶剂沉淀法(脱去水化层、降低介电常数)。 在低温下或缩短处理时间可防止或减缓变性)

◼ 等电点沉淀法 ◼ 盐析法：向蛋白质溶液中加入大量的中性盐（硫酸 铵、硫酸钠、氯化钠）使蛋白质沉淀析出的现象 （水与离子的相互作用增加了蛋白质表面的疏水补 丁的相互作用；同时瓦解了以电荷为基础的蛋白质 分子之间的作用）。分段盐析 盐溶：低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度， 此现象叫盐溶。 ◼ 有机溶剂沉淀法（脱去水化层、降低介电常数）。 在低温下或缩短处理时间可防止或减缓变性） （ 3 ） 蛋 白 质 的 沉 淀 作 用 可逆沉淀

不可逆沉淀 在强烈沉淀条件下,不仅破坏了蛋白质 3胶体溶液的稳定性,而且也破坏了蛋白 蛋质的结构和性质,产生的蛋白质沉淀不 可能再重新溶解于水 质由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性 況质的变化,所以又称为沉 如热沉淀(次级键)、强酸碱沉淀 作 甫(影响荷电)、重金属盐沉淀(Hq2 Pb2+、Cu2+、Ag2+)和生物碱试剂可 某些酸类沉等都属于不可逆沉淀

◼ 在强烈沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质 胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白 质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不 可能再重新溶解于水。 ◼ 由于沉淀过程发生了蛋白质的结构和性 质的变化，所以又称为变性沉淀。 ◼ 如加热沉淀（次级键）、强酸碱沉淀 （影响荷电）、重金属盐沉淀（Hg2+ 、 Pb2+ 、Cu2+ 、 Ag2+）和生物碱试剂或 某些酸类沉淀等都属于不可逆沉淀。 （ 3 ） 蛋 白 质 的 沉 淀 作 用 不可逆沉淀

天然蛋白质因受物理、化学因素的影响 使蛋白质分子的构象发生了异常变化 蛋从而导致生物活性的丧失以及物理、化 学性质的异常变化。这种现象称为蛋白 质的变性( denaturation)。 Native Unfolded

◼ 天然蛋白质因受物理、化学因素的影响， 使蛋白质分子的构象发生了异常变化， 从而导致生物活性的丧失以及物理、化 学性质的异常变化。这种现象称为蛋白 质的变性(denaturation)。 （ 4 ） 蛋 白 质 的 变 性

a蛋白质的变性 Native molecule Denatured molecule ■蛋白质变性后的表现:生物活性丧失;溶解 度降低,对于球状蛋白粘度增加;生化反应 易进行;光吸收系数增大;组分和分子量不 变

a.蛋白质的变性 ◼ 蛋白质变性后的表现：生物活性丧失；溶解 度降低，对于球状蛋白粘度增加；生化反应 易进行；光吸收系数增大；组分和分子量不 变

b引起蛋白质变性的主要因素: 温度(热、冷) 强酸、强碱 尿素和盐酸胍的影响(破坏分子内部氢键、破坏疏水效应 H2N-C-NH2 H2N-C-NH2*CI 表面活性剂的影响:如十二烷基硫酸钠(SDS) 3D529CH2-0S-0Na+ CCH

b.引起蛋白质变性的主要因素： ◼ 温度（热、冷） ◼ 强酸、强碱 ◼ 尿素和盐酸胍的影响（破坏分子内部氢键、破坏疏水效应） ◼ H2N-C-NH2 H2N-C-NH2 +Cl- ◼ 表面活性剂的影响：如十二烷基硫酸钠（SDS） CH3 -（CH2）10-CH2 -O-S-O-.Na+ （1.4gSDS/1g蛋白） O NH2 o o