簡介:,蛋白質(zhì)存在于所有的生物細胞中,是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎,它參與了幾乎所有的生命活動過程。,第一章蛋白質(zhì)PROTEIN,第一節(jié)概述,,一、蛋白質(zhì)的定義蛋白質(zhì)是一切生物體中普遍存在的,由天然氨基酸通過肽鍵連接而成的生物大分子;其種類繁多,各具有一定的相對分子質(zhì)量,復雜的分子結(jié)構(gòu)和特定的生物功能;是表達生物遺傳性狀的一類主要物質(zhì)。二、蛋白質(zhì)在生命中的重要性早在1878年,思格斯就在反杜林論中指出“生命是蛋白體的存在方式,這種存在方式本質(zhì)上就在于這些蛋白體的化學組成部分的不斷的自我更新?!笨梢钥闯?,第一,蛋白體是生命的物質(zhì)基礎;第二,生命是物質(zhì)運動的特殊形式,是蛋白體的存在方式;第三,這種存在方式的本質(zhì)就是蛋白體與其外部自然界不斷的新陳代謝?,F(xiàn)代生物化學的實踐完全證實并發(fā)展了恩格斯的論斷,,1蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)必不可少的重要成分,蛋白質(zhì)占干重人體中(中年人)人體45水55細菌5080蛋白質(zhì)19真菌1452脂肪19酵母菌1450糖類<1白地菌50無機鹽7,2蛋白質(zhì)是一種生物功能的主要體現(xiàn)者,(1)酶的催化作用(2)調(diào)節(jié)作用多肽類激素(3)運輸功能(4)運動功能(5)免疫保護作用干擾素(6)接受、傳遞信息的受體(7)毒蛋白,,,3外源蛋白質(zhì)有營養(yǎng)功能,可作為生產(chǎn)加工的對象,三、蛋白質(zhì)的組成,1元素組成蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物,除含有碳、氫、氧外,還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素,主要是磷、鐵、碘、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為碳50%氫7%氧23%氮16硫03%其他微量,,,,氮占生物組織中所有含氮物質(zhì)的絕大部分。因此,可以將生物組織的含氮量近似地看作蛋白質(zhì)的含氮量。由于大多數(shù)蛋白質(zhì)的含氮量接近于16,所以,可以根據(jù)生物樣品中的含氮量來計算蛋白質(zhì)的大概含量,,★蛋白質(zhì)含量的測定凱氏定氮法測定氮的經(jīng)典方法優(yōu)點對原料無選擇性,儀器簡單,方法也簡單;缺點易將無機氮如核酸中的氮都歸入蛋白質(zhì)中,不精確。一般,樣品含氮量平均在16,取其倒數(shù)100/16625,即為蛋白質(zhì)換算系數(shù),其含義是樣品中每存在1G元素氮,就說明含有625G蛋白質(zhì));故※蛋白質(zhì)含量氮的量100/16625,,除了上法外,還有紫外比色法雙縮脲法FOLIN酚考馬斯亮蘭G250比色法(條件蛋白質(zhì)必須是可溶的),2化學組成(兩種類型)單純蛋白質(zhì)水解為Α氨基酸結(jié)合蛋白質(zhì)單純蛋白質(zhì)輔基,,,,,第二節(jié)氨基酸化學,一、氨基酸的結(jié)構(gòu)與分類,,2除甘氨酸外,其它所有氨基酸分子中的Α碳原子都為不對稱碳原子,所以A氨基酸都具有旋光性。B每一種氨基酸都具有D型和L型兩種立體異構(gòu)體。目前已知的天然蛋白質(zhì)中氨基酸都為L型。,1氨基酸的結(jié)構(gòu)氨基酸是蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物,是組成蛋白質(zhì)的基本單位。從蛋白質(zhì)水解物中分離出來的氨基酸有二十種,除脯氨酸和羥脯氨酸外,這些天然氨基酸在結(jié)構(gòu)上的共同特點為,1與羧基相鄰的Α碳原子上都有一個氨基,因而稱為Α氨基酸,COOHH2NCHΑ碳原子基團RR基團,,,,,,Α氨基酸基本結(jié)構(gòu)通式,,2常見氨基酸的分類,中性AA(1)按R基團的酸堿性分酸性AA堿性AA(2)按R基團的疏水性R基團AA電性質(zhì)分不帶電荷極性R基團的AA帶電荷R基團的AA,脂肪族A(3)按R基團的化學結(jié)構(gòu)分芳香族AA雜環(huán)族AA,,,,,,,,,,,3構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸,,,4人體所需的八種必需氨基酸賴氨酸LYS纈氨酸VAL蛋氨酸MET色氨酸TRY亮氨酸LEU異亮氨酸ILE酪氨酸THR苯丙氨酸PHE嬰兒時期所需精氨酸ARG、組氨酸HIS早產(chǎn)兒所需色氨酸TRY、半胱氨酸CYS,5幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸,通常稱為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的有4羥基脯氨酸、5羥基賴氨酸、N甲基賴氨酸、和3,5二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下,,,二氨基酸的重要理化性質(zhì)1一般物理性質(zhì)常見氨基酸均為無色結(jié)晶,其形狀因構(gòu)型而異,溶解性各種氨基酸在水中的溶解度差別很大,并能溶解于稀酸或稀堿中,但不能溶解于有機溶劑。通常酒精能把氨基酸從其溶液中沉淀析出。2熔點氨基酸的熔點極高,一般在200℃以上。3味感其味隨不同氨基酸有所不同,有的無味、有的為甜、有的味苦,谷氨酸的單鈉鹽有鮮味,是味精的主要成分。旋光性除甘氨酸外,氨基酸都具有旋光性,能使偏振光平面向左或向右旋轉(zhuǎn),左旋者通常用()表示,右旋者用()表示。5光吸收構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收,但在遠紫外區(qū)97以上);B知道蛋白質(zhì)的分子量;C知道蛋白質(zhì)由幾個亞基組成;D測定蛋白質(zhì)的氨基酸組成;并根據(jù)分子量計算每種氨基酸的個數(shù)。E測定水解液中的氨量,計算酰胺的含量。,2測定步驟①多肽鏈的拆分由多條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子,必須先進行拆分。幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起,稱為寡聚蛋白質(zhì),如,血紅蛋白為四聚體,烯醇化酶為二聚體;可用8MOL/L尿素或6MOL/L鹽酸胍處理,即可分開多肽鏈亞基,,②測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關系,即可確定多肽鏈的數(shù)目。③二硫鍵的斷裂幾條多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)在一起??稍诳捎?MOL/L尿素或6MOL/L鹽酸胍存在下,用過量的?巰基乙醇處理,使二硫鍵還原為巰基,然后用烷基化試劑保護生成的巰基,以防止它重新被氧化??梢酝ㄟ^加入鹽酸胍方法解離多肽鏈之間的非共價力;應用過甲酸氧化法或巰基還原法拆分多肽鏈間的二硫鍵。,,,★巰基的保護,④測定每條多肽鏈的氨基酸組成,并計算出氨基酸成分的分子比;⑤分析多肽鏈的N末端和C末端★末端氨基酸的測定多肽鏈端基氨基酸分為兩類,N端氨基酸和C端氨基酸。在肽鏈氨基酸順序分析中,最重要的是N端氨基酸分析法。末端氨基酸測定的主要方法有,,二硝基氟苯(DNFB)法丹磺酰氯法在堿性條件下,丹磺酰氯(二甲氨基萘磺酰氯)可以與N端氨基酸的游離氨基作用,得到丹磺酰氨基酸。此法的優(yōu)點是丹磺酰氨基酸有很強的熒光性質(zhì),檢測靈敏度可以達到1?109MOL。,肼解法此法是多肽鏈C端氨基酸分析法。多肽與肼在無水條件下加熱,C端氨基酸即從肽鏈上解離出來,其余的氨基酸則變成肼化物。肼化物能夠與苯甲醛縮合成不溶于水的物質(zhì)而與C端氨基酸分離。,,氨肽酶法氨肽酶是一種肽鏈外切酶,它能從多肽鏈的N端逐個的向里水解。根基不同的反應時間測出酶水解所釋放出的氨基酸種類和數(shù)量,按反應時間和氨基酸殘基釋放量作動力學曲線,從而知道蛋白質(zhì)的N末端殘基順序。最常用的氨肽酶是亮氨酸氨肽酶,水解以亮氨酸殘基為N末端的肽鍵速度最大。羧肽酶法羧肽酶是一種肽鏈外切酶,它能從多肽鏈的C端逐個的水解。根基不同的反應時間測出酶水解所釋放出的氨基酸種類和數(shù)量,從而知道蛋白質(zhì)的C末端殘基順序。目前常用的羧肽酶有四種A,B,C和Y;A和B來自胰臟;C來自柑桔葉;Y來自面包酵母。羧肽酶A能水解除PRO,ARG和LYS以外的所有C末端氨基酸殘基;B只能水解ARG和LYS為C末端殘基的肽鍵。,,⑥多肽鏈斷裂成多個肽段,可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷裂成兩套或多套肽段或肽碎片,并將其分離開來。多肽的選擇性降解的方法有,,,,,,,,,,酶解法胰蛋白酶,糜蛋白酶,胃蛋白酶,嗜熱菌蛋白酶,羧肽酶和氨肽酶化學法溴化氰水解法,它能選擇性地切割由甲硫氨酸的羧基所形成的肽鍵。,⑦測定每個肽段的氨基酸順序。⑧確定肽段在多肽鏈中的次序利用兩套或多套肽段的氨基酸順序彼此間的交錯重疊,拼湊出整條多肽鏈的氨基酸順序。⑨確定原多肽鏈重二硫鍵的位置一般采用胃蛋白酶處理沒有斷開二硫鍵的多肽鏈,再利用雙向電泳技術(shù)分離出各個肽段,用過甲酸處理后,將每個肽段進行組成及順序分析,然后同其它方法分析的肽段進行比較,確定二硫鍵的位置。,三蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)1蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級SECONDARY結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列,或規(guī)則的幾何走向、旋轉(zhuǎn)及折疊。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有?螺旋、?折疊、?轉(zhuǎn)角。1?螺旋,在?螺旋中肽平面的鍵長和鍵角一定,肽鍵的原子排列呈反式構(gòu)型,相鄰的肽平面構(gòu)成兩面角①多肽鏈中的各個肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn),形成螺旋結(jié)構(gòu),螺旋一周,沿軸上升的距離即螺距為054NM,含36個氨基酸殘基;兩個氨基酸之間的距離015NM②肽鏈內(nèi)形成氫鍵,氫鍵的取向幾乎與軸平行,第一個氨基酸殘基的酰胺基團的CO基與第四個氨基酸殘基酰胺基團的NH基形成氫鍵。③蛋白質(zhì)分子為右手?螺旋。,左手和右手螺旋,,(2)?折疊?折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列,通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒樁折疊構(gòu)象。①在?折疊中,?碳原子總是處于折疊的角上,氨基酸的R基團處于折疊的棱角上并與棱角垂直,兩個氨基酸之間的軸心距為035NM②?折疊結(jié)構(gòu)的氫鍵主要是由兩條肽鏈之間形成的;也可以在同一肽鏈的不同部分之間形成。幾乎所有肽鍵都參與鏈內(nèi)氫鍵的交聯(lián),氫鍵與鏈的長軸接近垂直。③?折疊有兩種類型。一種為平行式,即所有肽鏈的N端都在同一邊。另一種為反平行式,即相鄰兩條肽鏈的方向相反。,(3)?轉(zhuǎn)角在?轉(zhuǎn)角部分,由四個氨基酸殘基組成四個形成轉(zhuǎn)角的殘基中,第三個一般均為甘氨酸殘基.彎曲處的第一個氨基酸殘基的CO和第四個殘基的–NH之間形成氫鍵,形成一個不很穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)主要存在于球狀蛋白分子中。,(4)自由回轉(zhuǎn)沒有一定規(guī)律的松散肽鏈結(jié)構(gòu),但仍是緊密有序的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),通過主鏈間及主鏈與側(cè)鏈間氫鍵維持其構(gòu)象.不同的蛋白質(zhì),自由回轉(zhuǎn)的數(shù)量和形式各不相同.分兩類①緊密環(huán)②連接條帶,2.超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域(1)超二級結(jié)構(gòu)在蛋白質(zhì)分子中,由若干相鄰的二級結(jié)構(gòu)單元組合在一起,彼此相互作用,形成有規(guī)則的、在空間上能辨認的二級結(jié)構(gòu)組合體。幾種類型的超二級結(jié)構(gòu)Α?。沪ⅵ?;ΒΑΒ;ΒΒΒ.★超二級結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)層次上高于二級結(jié)構(gòu),但沒有聚集成具有功能的結(jié)構(gòu)域.,ΑΑ,ΒΒ,ΒΑΒ,(2)結(jié)構(gòu)域?qū)τ谳^大的蛋白質(zhì)分子或亞基,多肽鏈往往由兩個或兩個以上相對獨立的三維實體締合而成三級結(jié)構(gòu)。這種相對獨立的三維實體就稱結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域通常是幾個超二級結(jié)構(gòu)的組合,對于較小的蛋白質(zhì)分子,結(jié)構(gòu)域與三級結(jié)構(gòu)等同,即這些蛋白為單結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域一般由100200個氨基酸殘基組成,但大小范圍可達40400個殘基。氨基酸可以是連續(xù)的,也可以是不連續(xù)的.結(jié)構(gòu)域之間常形成裂隙,比較松散,往往是蛋白質(zhì)優(yōu)先被水解的部位。酶的活性中心往往位于兩個結(jié)構(gòu)域的界面上.結(jié)構(gòu)域之間由“鉸鏈區(qū)”相連,使分子構(gòu)象有一定的柔性,通過結(jié)構(gòu)域之間的相對運動,使蛋白質(zhì)分子實現(xiàn)一定的生物功能。在蛋白質(zhì)分子內(nèi),結(jié)構(gòu)域可作為結(jié)構(gòu)單位進行相對獨立的運動,水解出來后仍能維持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),甚至保留某些生物活性.,★結(jié)構(gòu)域與功能域的關系有時一個結(jié)構(gòu)域就是蛋白質(zhì)的功能域,但不總是.包含一個但通常是多個結(jié)構(gòu)域3.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎上進一步盤旋、折疊,從而生成特定的空間結(jié)構(gòu)。包括主鏈和側(cè)鏈的所有原子的空間排布.一般非極性側(cè)鏈埋在分子內(nèi)部,形成疏水核,極性側(cè)鏈在分子表面.,4.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)許多蛋白質(zhì)是由兩個或兩個以上獨立的三級結(jié)構(gòu)通過非共價鍵結(jié)合成的多聚體,稱為寡聚蛋白。寡聚蛋白中的每個獨立三級結(jié)構(gòu)單元稱為亞基。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指亞基的種類、數(shù)量以及各個亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布和亞基間的相互作用。如,血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)得測定由佩魯茨1958年完成,其結(jié)構(gòu)要點為球狀蛋白,寡聚蛋白,含四個亞基兩條Α鏈,兩條Β鏈,Α2Β2Α鏈141個殘基;Β鏈146個殘基分子量65000含四個血紅素輔基親水性側(cè)鏈基團在分子表面,疏水性基團在分子內(nèi)部,三.蛋白質(zhì)分子中的共價鍵與次級鍵一級結(jié)構(gòu)→二級結(jié)構(gòu)→超二級結(jié)構(gòu)→結(jié)構(gòu)域→三級結(jié)構(gòu)→亞基→四級結(jié)構(gòu),維系蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu)范德華力、鹽鍵,A鹽鍵(離子鍵)B氫鍵C疏水相互作用力D范德華力E二硫鍵F酯鍵,氫鍵、范德華力、疏水相互作用力、鹽鍵,均為次級鍵氫鍵、范德華力雖然鍵能小,但數(shù)量大疏水相互作用力對維持三級結(jié)構(gòu)特別重要鹽鍵數(shù)量小二硫鍵對穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象很重要,二硫鍵越多,蛋白質(zhì)分子構(gòu)象越穩(wěn)定,離子鍵,氫鍵,范德華力,疏水相互作用力,第四節(jié)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關系,一蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關系研究蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能的關系主要是研究多肽鏈中不同部位的殘基與生物功能的關系。進行這方面的研究常用的方法有同源蛋白質(zhì)氨基酸順序相似性分析、氨基酸殘基的化學修飾及切割實驗等。例1鐮刀形貧血病患者血紅細胞合成了一種不正常的血紅蛋白(HBS)它與正常的血紅蛋白(HBA)的差別僅僅在于Β鏈的N末端第6位殘基發(fā)生了變化(HBA)第6位殘基是極性谷氨酸殘基,(HBS)中換成了非極性的纈氨酸殘基使血紅蛋白細胞收縮成鐮刀形,輸氧能力下降,易發(fā)生溶血這說明了蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能關系的高度統(tǒng)一性,例2一級結(jié)構(gòu)的局部斷裂與蛋白質(zhì)的激活體內(nèi)的某些蛋白質(zhì)分子初合成時,常帶有抑制肽,呈無活性狀態(tài),稱為蛋白質(zhì)原蛋白質(zhì)原的部分肽鏈以特定的方式斷裂后,才變?yōu)榛钚苑肿永葝u素,在剛合成時,是一個比成熟的胰島素分子大一倍多的單鏈多肽,稱為前胰島素原前胰島素原的N末端有一段肽鏈,稱為信號肽信號肽被切去,剩下的是胰島素原。胰島素原比胰島素分子多一段C肽,只有當C肽被切除后才成為有51個殘基,分A、B兩條鏈的胰島素分子單體,例3同源蛋白同源蛋白是指在不同有機體中實現(xiàn)同一功能的蛋白質(zhì)同源蛋白中的一級結(jié)構(gòu)中有許多位置的氨基酸對所有種屬來說都是相同的,稱為不變殘基;其他位置的氨基酸稱可變殘基不同種屬的可變殘基有很大變化可用于判斷生物體間親緣關系的遠近例細胞色素C60個物種中,有27個位置上的氨基酸殘基完全不變,是維持其構(gòu)象中發(fā)揮特有功能所必要的部位,屬于不變殘基可變殘基可能隨著進化而變異,而且不同種屬的細胞色素C氨基酸差異數(shù)與種屬之間的親緣關系相關。親緣關系相近者,氨基酸差異少,反之則多(進化樹),黃色不變殘基(INVARIABLERESIDUES)藍色保守氨基酸(CONSERVATIVERESIDUES)未標記可變殘基(VARIABLERESIDUES),二蛋白質(zhì)的構(gòu)象與功能的關系別構(gòu)效應又稱變構(gòu)效應,是指寡聚蛋白與配基結(jié)合,改變蛋白質(zhì)構(gòu)象,導致蛋白質(zhì)生物活性改變的現(xiàn)象它是細胞內(nèi)最簡單的調(diào)節(jié)方式例血紅蛋白的別構(gòu)效應一個亞基與氧結(jié)合后,引起該亞基構(gòu)象改變進而引起另三個亞基的構(gòu)象改變整個分子構(gòu)象改變與氧的結(jié)合能力增加,第五節(jié)蛋白質(zhì)的性質(zhì),一蛋白質(zhì)的分子大小蛋白質(zhì)是分子量很大的生物分子,相對分子質(zhì)量大于10000最高可達40000000(煙草花葉病毒).蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的測定方法1根據(jù)化學成分測定最小相對分子質(zhì)量此法首先利用化學分析方法測定蛋白質(zhì)分子中某一特殊成分的百分含量然后,假定蛋白質(zhì)分子中該成分只有一個,據(jù)其百分含量可計算出最低相對分子質(zhì)量最小相對分子質(zhì)量=(已知成分的相對分子、原子質(zhì)量)/已知成分的百分含量如果蛋白質(zhì)分子中所含已知成分不是一個單位,則真實相對分子質(zhì)量等于最小相對分子質(zhì)量的倍數(shù)。2超離心法在60000~80000R/MIN的高速離心力作用下,蛋白質(zhì)分子會沿旋轉(zhuǎn)中心向外周方向移動用光學方法測定界面移動的速度即為蛋白質(zhì)的離心沉降速度蛋白質(zhì)的沉降速度與分子大小和形狀有關,沉降系數(shù)是溶質(zhì)顆粒在單位離心場中的沉降速度,用S表示。一個S單位,為11013秒相對分子質(zhì)量越大,S值越大蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)1~200S由沉降系數(shù)S可根據(jù)斯維得貝格〔SVEDBERG〕方程計算蛋白質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量MRST/D〔1-IΡ〕R氣體常數(shù)T絕對溫度D擴散系數(shù)Ρ溶劑的密度3凝膠過濾法凝膠過濾所用介質(zhì)為凝膠珠,其內(nèi)部為多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一定型號的凝膠網(wǎng)孔大小一定,只允許相應大小的分子進入凝膠顆粒內(nèi)部,大分子則被排阻在外洗脫時大分子隨洗脫液從顆粒間隙流下來,洗脫液體積小;小分子在顆粒網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中穿來穿去,歷程長,后洗脫下來,洗脫體積大測定蛋白質(zhì)分子量一般用葡聚糖,商品名SEPHADEX,測得幾種標準蛋白質(zhì)的洗脫體積〔VE〕以相對分子質(zhì)量對數(shù)(LOGM)對VE作圖,得標準曲線再測出未知樣品洗脫體積〔VE〕從標準曲線上可查出樣品蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量4SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法SDS十二烷基硫酸鈉,變性劑普通蛋白質(zhì)電泳的泳動速率取決于荷質(zhì)比(凈電荷、大小、形狀)用SDS和巰基乙醇(打開二硫鍵)處理蛋白質(zhì)變性(肽鏈伸展)并與SDS結(jié)合,形成SDS蛋白質(zhì)復合物不同蛋白質(zhì)分子的均帶負電(SDS帶負電);且荷質(zhì)比相同(蛋白質(zhì)分子大,結(jié)合SDS多;分子小,結(jié)合SDS少)不同蛋白質(zhì)分子具有相似的構(gòu)象用幾種標準蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量的對數(shù)值對它們的遷移率作圖測出待測樣品的遷移率從標準曲線上查出樣品的相對分子質(zhì)量,,★影響遷移率的主要因素凝膠的分子篩效應對長短不同的棒形分子會產(chǎn)生不同的阻力〔主要因素〕凝膠的濃度和交聯(lián)度同一電泳條件下,分子小,受阻小,游動快,遷移率大。相對分子質(zhì)量大者,遷移率小★優(yōu)點快速,樣品用量少,可同時測幾個樣品缺點誤差大,約為±10%(誤差主要來源于遷移距離的測量誤差)★此方法只能測得亞基肽鏈的相對分子質(zhì)量二蛋白質(zhì)的兩性離解和電泳現(xiàn)象蛋白質(zhì)與多肽一樣,能夠發(fā)生兩性離解,也有等電點。在等電點時ISOELECTRICPOINTPI,蛋白質(zhì)的溶解度最小,在電場中不移動。在不同的PH環(huán)境下,蛋白質(zhì)的電學性質(zhì)不同。在等電點偏酸性溶液中,蛋白質(zhì)粒子帶負電荷,在電場中向正極移動;在等電點偏堿性溶液中,蛋白質(zhì)粒子帶正電荷,在電場中向負極移動。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)電泳ELECTROPHORESIS。,蛋白質(zhì)在等電點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)進行分離純化。,三蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)由于蛋白質(zhì)的分子量很大,它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì),如丁達爾現(xiàn)象、布郎運動等。由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過半透膜,因此可以應用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。四蛋白質(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。改變?nèi)芤旱臈l件,將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)在適當?shù)臈l件下,蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來。,,,1可逆沉淀1在溫和條件下,通過改變?nèi)芤旱腜H或電荷狀況,使蛋白質(zhì)從膠體溶液中沉淀分離。2在沉淀過程中,結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都沒有發(fā)生變化,在適當?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。3可逆沉淀是分離和純化蛋白質(zhì)的基本方法,如等電點沉淀法、鹽析法和有機溶劑沉淀法等。2不可逆沉淀1在強烈沉淀條件下,不僅破壞了蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性,而且也破壞了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),產(chǎn)生的蛋白質(zhì)沉淀不可能再重新溶解于水。2由于沉淀過程發(fā)生了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化,所以又稱為變性沉淀。3如加熱沉淀、強酸堿沉淀、重金屬鹽沉淀和生物堿沉淀等都屬于不可逆沉淀。五蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)與它們的結(jié)構(gòu)密切相關。某些物理或化學因素,能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài),引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導致其生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性,變性蛋白質(zhì)通常都是固體狀態(tài)物質(zhì),不溶于水和其它溶劑,也不可能恢復原有蛋白質(zhì)所具有的性質(zhì)。所以,蛋白質(zhì)的變性通常都伴隨著不可逆沉淀。引起變性的主要因素是熱、紫外光、激烈的攪拌以及強酸和強堿等。,六蛋白質(zhì)的紫外吸收大部分蛋白質(zhì)均含有帶芳香環(huán)的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。這三種氨基酸的在280NM附近有最大吸收。因此,大多數(shù)蛋白質(zhì)在280NM附近顯示強的吸收。利用這個性質(zhì),可以對蛋白質(zhì)進行定性鑒定。七蛋白質(zhì)的顏色反應1雙縮脲反應兩分子雙縮脲與堿性硫酸銅作用,生成粉紅色的復合物含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物,能發(fā)生同樣的反應肽鍵的反應,肽鍵越多顏色越深受蛋白質(zhì)特異性影響小蛋白質(zhì)定量測定;測定蛋白質(zhì)水解程度,,,,2米倫氏反應酪氨酸的顯色反應(酚羥基反應)米倫試劑為硝酸、亞硝酸、硝酸汞、亞硝酸汞的混合物蛋白溶液中,加入米倫試劑,產(chǎn)生白色沉淀,加熱后變成紅色3乙醛酸反應在蛋白質(zhì)溶液中加入HCOCOOH,將濃硫酸沿管壁緩慢加入,不使相混,在液面交界處,即有紫色環(huán)形成色氨酸的反應(吲哚環(huán)的反應)鑒定蛋白質(zhì)中是否含有色氨酸明膠中不含色氨酸4坂口反應精氨酸的反應(胍基的反應)精氨酸與Α萘酚在堿性次氯酸鈉(或次溴酸鈉)溶液中發(fā)生反應,產(chǎn)生紅色產(chǎn)物鑒定蛋白質(zhì)中是否含有精氨酸定量測定精氨酸,5福林試劑反應酪氨酸、色氨酸的反應(還原反應)福林試劑磷鉬酸磷鎢酸與雙縮脲法結(jié)合LOWRY法在堿性條件下,蛋白質(zhì)與硫酸銅發(fā)生反應蛋白質(zhì)銅絡合物,將福林試劑還原,產(chǎn)生磷鉬藍和磷鎢藍混合物靈敏度提高100倍6茚三酮反應靈敏度差7黃蛋白反應濃硝酸與酪氨酸、色氨酸的反應生成黃色化合物指甲、皮膚、毛發(fā)8考馬斯亮藍G250本身為紅色,與蛋白質(zhì)反應呈藍色與蛋白的親和力強,靈敏度高11000微克/毫升,第六節(jié)蛋白質(zhì)的分類,一依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類按照蛋白質(zhì)的外形可分為球狀蛋白質(zhì)和纖維狀蛋白質(zhì)。1球狀蛋白質(zhì)(GLOBULARPROTEIN)外形接近球形或橢圓形,溶解性較好,能形成結(jié)晶,大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。2纖維狀蛋白質(zhì)FIBROUSPROTEIN分子類似纖維或細棒。它又可分為可溶性纖維狀蛋白質(zhì)和不溶性纖維狀蛋白質(zhì)。二依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類按照蛋白質(zhì)的組成,可以分為1簡單蛋白SIMPLEPROTEIN又稱為單純蛋白質(zhì);這類蛋白質(zhì)只含由?氨基酸組成的肽鏈,不含其它成分。(1)清蛋白和球蛋白ALBUMINANDGLOBULIN廣泛存在于動物組織中。清蛋白易溶于水,球蛋白微溶于水,易溶于稀酸中。(2)谷蛋白GLUTELIN和醇溶谷蛋白PROLAMIN植物蛋白,不溶于水,易溶于稀酸、稀堿中,后者可溶于70-80%乙醇中。(3)精蛋白和組蛋白堿性蛋白質(zhì),存在與細胞核中。(4)硬蛋白存在于各種軟骨、腱、毛、發(fā)、絲等組織中,分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲蛋白。,2結(jié)合蛋白CONJUGATEDPROTEIN由簡單蛋白與其它非蛋白成分結(jié)合而成(1)色蛋白由簡單蛋白與色素物質(zhì)結(jié)合而成。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細胞色素等。(2)糖蛋白由簡單蛋白與糖類物質(zhì)組成。如細胞膜中的糖蛋白等。(3)脂蛋白由簡單蛋白與脂類結(jié)合而成。如血清?,?脂蛋白等。(4)核蛋白由簡單蛋白與核酸結(jié)合而成。如細胞核中的核糖核蛋白等。(5)色蛋白由簡單蛋白與色素結(jié)合而成。如血紅素、過氧化氫酶、細胞色素C等。(6)磷蛋白由簡單蛋白質(zhì)和磷酸組成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、彈性蛋白、絲心蛋白等。,本章小節(jié),蛋白質(zhì)的生物學作用功能蛋白、結(jié)構(gòu)蛋白蛋白質(zhì)的組成(元素組成、化學組成)及蛋白質(zhì)含量的測定二十種氨基酸的結(jié)構(gòu)、分類及名稱(三字縮寫符、單字縮寫符)氨基酸的重要理化性質(zhì)兩性解離、茚三酮顯色、與2,4二硝基氟苯(DNFB)反應、與異硫氰酸苯酯(PITC)的反應蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)肽、肽鍵、活性多肽及一級結(jié)構(gòu)的測定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)單元(?螺旋、?折疊、?轉(zhuǎn)角、自由回轉(zhuǎn))、三級與四級結(jié)構(gòu)(超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、亞基)及結(jié)構(gòu)與功能的關系蛋白質(zhì)的性質(zhì)大分子性質(zhì)、蛋白質(zhì)分子量的測定(離心法、凝膠過濾法、SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳法)、兩性解離(等電點、電泳、離子交換)、膠體性質(zhì)、蛋白質(zhì)沉淀(可逆沉淀、不可逆沉淀)、蛋白質(zhì)變性、紫外吸收及顏色反應蛋白質(zhì)的分類按外形及組成分類,第二章酶ENZYME,1酶的概念酶是一類由活性細胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)。簡單說,酶是一類由活性細胞產(chǎn)生的生物催化劑。,一、酶的概念,2酶催化作用的特點1酶和一般催化劑的共性加快反應速度;不改變平衡常數(shù);自身不參與反應。2酶催化作用特性條件溫和常溫、常壓、PH7;高效率反應速度與不加催化劑相比可提高108~1020,與加普通催化劑相比可提高107~1013;專一性即酶只能對特定的一種或一類底物起作用,這種專一性是由酶蛋白的立體結(jié)構(gòu)所決定的??煞譃榻^對專一性有些酶只作用于一種底物,催化一個反應,而不作用于任何其它物質(zhì)。相對專一性這類酶對結(jié)構(gòu)相近的一類底物都有作用。包括鍵專一性和簇(基團)
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簡介:生物化學說課,,說課主要內(nèi)容,,說教法與教學手段,說大綱和教材,說教學計劃,說學情,,生物化學說課,,,,,A,D,B,C,說大綱,,,護理專業(yè)學科要求,教學大綱,,,,,掌握扎實基礎知識,解釋常見病生化機理,看懂常見生化檢驗單,熟悉簡單的生化術(shù)語,說教材,,,,主要使用的教材,為基本講授教材,內(nèi)容較為前沿,最新研究動態(tài),臨床專業(yè)用書,與基本教材搭配使用,護理專業(yè)教材,前沿性質(zhì)用書,臨床專業(yè)教材,,,,內(nèi)容較為全面,教師選用為工具書性質(zhì),工具性質(zhì)用書,,,從五個方面分析教材,教材分析,分析結(jié)果,教材分析,,,從五個方面分析教材,教材分析,分析結(jié)果,教材分析,地位作用,基礎專業(yè)性學科,地位與作用,,,,生物化學的地位,生物化學的作用,,是醫(yī)學主干課程,臨床醫(yī)學的理論基礎,生物學的重要組成部分,,,,與基礎醫(yī)學聯(lián)系緊密,臨床醫(yī)學的理論基礎,生物學的重要組成部分,,生物化學是研究人體化學組成及其代謝以及化學成分之間相互作用的學科,為重要的基礎性學科。,地位,作用,,,,提高理論及實踐水平,物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其功能,促進學生可持續(xù)發(fā)展,從化學本質(zhì)闡明人體化學結(jié)構(gòu)及功能,夯實理論基礎,促進可持續(xù)發(fā)展,,,從五個方面分析教材,教材分析,分析結(jié)果,教材分析,地位作用,培養(yǎng)目標,基礎專業(yè)性學科,技術(shù)型、應用型人才,,培養(yǎng)目標分為知識、能力、素質(zhì)目標三個層次,,素質(zhì)目標實事求是的工作作風,牢固專業(yè)素養(yǎng),職業(yè)道德和為人類健康服務的奉獻精神,健康的體魄和良好心理素質(zhì),能力目標掌握常見臨床生化指標,具備生化實驗基本技能,運用生化基礎理論知識在分子水平上探討病因和發(fā)病機制。,知識目標分掌握、熟悉、了解三個層次。重點掌握生物大分子的結(jié)構(gòu)功能、代謝過程,能解釋常見的遺傳病機制。,培養(yǎng)目標,,,從五個方面分析教材,教材分析,分析結(jié)果,教材分析,地位作用,培養(yǎng)目標,教材設計,基礎專業(yè)性學科,技術(shù)型、應用型人才,學生夠用、實用性強,教材設計,,,,生物化學中國醫(yī)藥科技出版社出版,系我校教師參編的國家規(guī)劃教材,結(jié)構(gòu)特點體現(xiàn)基本內(nèi)容,重點難點分明。,生物化學教材2009年中國醫(yī)藥科技出版社出版,陳明雄主編,編寫思路以多年實踐教學經(jīng)驗為指導,根據(jù)我校實際情況選擇的符合高職高專學生學習,具有適用性。,,,從五個方面分析教材,教材分析,分析結(jié)果,教材分析,地位作用,培養(yǎng)目標,教材設計,課時分布,基礎專業(yè)性學科,技術(shù)型、應用型人才,學生夠用、實用性強,理論、實驗兼顧,課程時數(shù)分配,分為糖、蛋白、酶及維生素、脂類及核酸四大塊內(nèi)容,總48學時,理論與實驗課時比為2︰1,,,,,,,50,40,40,17,酶及維生素,脂類、核酸,總12學時,實驗占50,總14學時,實驗占40,總12學時,實驗占17,蛋白,糖類,總10學時,實驗占40,,,從五個方面分析教材,教材分析,分析結(jié)果,教材分析,地位作用,培養(yǎng)目標,教材設計,課時分布,重點難點,基礎專業(yè)性學科,技術(shù)型、應用型人才,學生夠用、實用性強,理論、實驗兼顧,大分子結(jié)構(gòu)、功能及代謝過程,,,,大分子結(jié)構(gòu),生物學功能,代謝和途徑,整個課程的講授順序按照先靜態(tài),后動態(tài)的順序講授,這也符合學生的理解順序,邏輯思維習慣。,,重點是各種生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能,難點在于各種大分子的代謝途徑和生物學功能。,重點難點分析,說課主要內(nèi)容,,說教法與教學手段,說大綱和教材,說教學計劃,說學情,,生物化學說課,,,,,A,D,B,C,說學情,,學生情況分析,,課程特點,,,知識基礎,高中起點,基礎知識總體欠佳,且多為文科生,缺乏扎實的化學知識基礎,,,學生特點,,,心理狀態(tài),部分學生心理承受能力差,應激刺激反應遲緩,難適應新環(huán)境,獨立學習和生活能力弱。,學生以女生為主,課堂紀律好,學習積極性高,態(tài)度端正,因此整體學習氛圍好,課程內(nèi)容抽象、途徑繁雜、更新快、教學難度大等特點,說課主要內(nèi)容,,說教法與教學手段,說大綱和教材,說教學計劃,說學情,,生物化學說課,,,,,A,D,B,C,,,,,,,B理念,F考核,D內(nèi)容,E形式,在護理專業(yè)技能的基礎地位,以何種思路設計教學,教學考核方式及要求,教學內(nèi)容及課時安排,以何種理念設計教學,教學中的表現(xiàn)形式,A基礎,C思路,教學計劃,教學計劃,A在護理專業(yè)技能的基礎地位,,,,,,,臨床實踐技能,專業(yè)核心課程,生物化學基礎,解剖學病原微生物及免疫學藥理學,認知見習臨床實習護士職業(yè)資格認定,護理基礎內(nèi)科護理、外科護理婦產(chǎn)科護理、兒科護理,,,,,,,B理念,F考核,D內(nèi)容,E形式,在護理專業(yè)技能的基礎地位,以何種思路設計教學,教學考核方式及要求,教學中的內(nèi)容及課時安排,以何種理念設計教學,教學中的表現(xiàn)形式,A基礎,C思路,教學計劃,說教學計劃,B教學設計理念,,,,,,緊扣高職高專護理專業(yè)人才培養(yǎng)目標,學習與實踐結(jié)合,設計情景學習,加大實踐教學力度,強化職業(yè)能力,以職業(yè)崗位應用為導向,調(diào)整教學內(nèi)容,高級專門技術(shù)型人才,整門課程的設計理念緊扣高職高專培養(yǎng)目標,以職業(yè)崗位要求為導向,著重動手能力培養(yǎng),最終強化職業(yè)能力。,,,,,,,B理念,F考核,D內(nèi)容,E形式,在護理專業(yè)技能的基礎地位,以何種思路設計教學,教學考核方式及要求,教學中的內(nèi)容及課時安排,以何種理念設計教學,教學中的表現(xiàn)形式,A基礎,C思路,教學計劃,說教學計劃,,,,生物大分子性質(zhì)及結(jié)構(gòu)生物大分子代謝途徑,驗證自己的血糖、尿糖對自己的唾液淀粉酶活性測定,對比糖代謝及脂代謝的差異了解三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝聯(lián)系,,,,C教學設計思路,重點難點突出,理論聯(lián)系實際,系統(tǒng)分類歸納,重點難點突出講解后,給學生更多實際驗證的機會,最后再系統(tǒng)分類歸納,得到較好的學習效果,,,,,,,B理念,F考核,D內(nèi)容,E形式,在護理專業(yè)技能的基礎地位,以何種思路設計教學,教學考核方式及要求,具體教學內(nèi)容及課時安排,以何種理念設計教學,教學中的表現(xiàn)形式,A基礎,C思路,教學計劃,說教學計劃,D教學內(nèi)容及時間安排,,,,,,,B理念,F考核,D內(nèi)容,E形式,在護理專業(yè)技能的基礎地位,以何種思路設計教學,教學考核方式及要求,具體教學內(nèi)容及課時安排,以何種理念設計教學,教學中的表現(xiàn)形式,A基礎,C思路,教學計劃,說教學計劃,E教學表現(xiàn)形式,,,表現(xiàn)形式,,,,,,,自制PPT教學課件逐步完善通用型課件的制作,鼓勵教師積極參編教材為課程編寫規(guī)劃教材打牢基礎,,,,,自制題庫及復習指導,參編教材,申報示范課程,自制PPT課件,積極申報校級示范課程為精品課程申報奠定基礎,教研室為單位編寫題庫及習題集最終達到教師授課與考核分離,,,,,,,B理念,F考核,D內(nèi)容,E形式,在護理專業(yè)技能的基礎地位,以何種思路設計教學,教學考核方式及要求,具體教學內(nèi)容及課時安排,以何種理念設計教學,教學中的表現(xiàn)形式,A基礎,C思路,教學計劃,說教學計劃,F考核形式及要求,,,,10,,,60,30,考核形式以期末閉卷筆試為主,輔以實驗操作成績和平時成績,構(gòu)成課程的整個成績,,實驗成績,,平時成績,筆試成績,說課主要內(nèi)容,,說教法與教學手段,說大綱和教材,說教學計劃,說學情,,生物化學說課,,,,,A,D,B,C,教學方法與手段,教學內(nèi)容重點難點剖析,主要教學方法,教學中采取的主要手段,教學模式設計創(chuàng)新,不足與提高之處,A教法,B手段,C重難點,D模式,E不足,,案例模式,多媒體,,實踐教學,,自學形式,,,,,A,B,C,D,以動畫、視頻、音頻為基礎的講授法為主,提高課件質(zhì)量,全方位調(diào)動學生學習熱情,提高教學效果。,設計臨床案例,引發(fā)學生思索,調(diào)動積極性,發(fā)揮其學習的主觀能動性,改變了他們長期被動填鴨式的學習,取得較好的效果。,實驗強化所學理論知識,增加實驗教學比例,加入設計性實驗,使之積極探索并學習知識,增加動手操作能力。,由于課時原因,生物化學課程中部分被設置為自學,課后再提問檢查效果,以培養(yǎng)學生的自學能力、分析和解決問題的能力。,以4種形式為主要教學手段,課程中綜合靈活應用。,A教學方法,B教學手段,,,,,,對比教學法,PBL教學法,情景教學法,虛擬實驗室教學法,網(wǎng)絡新媒體教學法,較為先進實用的教學手段,,,其他教學手段多采用現(xiàn)代化教學設備,先進的通信技術(shù)為基礎來開展的。,C重點難點剖析,,,,,,,,,,,,,,,,聯(lián)系臨床實際,多媒體動畫,結(jié)合基礎學科,具備扎實的化學基礎知識,緊密結(jié)合生理、藥學等基礎學科,才能理解各種大分子的代謝機制。,可采用FLASH詮釋DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯作用機制,效果比文字描述佳。,講授酶的抑制作用時,加入相關的致毒作用機制,加深理解,提高學生學習興趣。,D教學模式設計創(chuàng)新,,,,,,,,,以“培養(yǎng)實踐技能型人才”為指導思想,根據(jù)教學目標和教學內(nèi)設計教學活動,以教師為主導,但是以學生為主體,學生發(fā)揮主人翁精神分組討論學習,完成教學目標,E不足及改進之處,,,,,,,結(jié)合現(xiàn)代教學手段,完善考核系統(tǒng),建立題庫,教學考核分開。,逐步完善理論課和多媒體課件,體現(xiàn)本課程專業(yè)特色。,護理技能與該課程要實現(xiàn)結(jié)合,融匯,做到相輔相成。,逐步開展核酸、分子生物學內(nèi)容的實驗課。,,BAOSHANCOLLEGEOFTRADITIONALCHINESEMEDICINEWWWYNBSYZCN,THANKYOU,
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