第四章蛋白质的物理化学性质
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蛋白质的结构与性质1.蛋白质的存在蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质。
动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁以及毛、发、蹄、角等都是由蛋白质构成的。
许多植物(如大豆、花生、小麦、稻谷)的种子里也含有丰富的蛋白质。
2.蛋白质的组成和结构蛋白质的相对分子质量很大,从几万到几千万。
例如,烟草斑纹病毒的核蛋白的相对分子质量就超过两千万。
因此,蛋白质属于天然有机高分子化合物。
(1)蛋白质的组成蛋白质是一类非常复杂的化合物,由C、H、O、N、S等元素组成,有些蛋白质含有P,少数蛋白质还含有微量Fe、Cu、Zn、Mn等。
(2)蛋白质分子的结构氨基酸是构成蛋白质的物质基础,氨基酸分子的种类和排列顺序决定了蛋白质分子的种类及相对分子质量的大小。
名师提醒(1)蛋白质是由不同氨基酸按不同顺序相互结合而形成的高分子化合物。
(2)蛋白质溶液具有胶体的性质。
3.蛋白质的性质(1)蛋白质的物理性质溶解性:有的蛋白质不溶于水,如丝、毛等;有的蛋白质溶于水,如鸡蛋清等。
少量的盐(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等)能促进蛋白质溶解。
当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。
实验探究 教材P89实验4-2 蛋白质的盐析名师提醒(1)盐析只改变蛋白质的溶解度,不改变其结构和化学性质,析出的蛋白质还能溶于水。
(2)盐析必须是浓的盐溶液,少量盐能促进蛋白质溶解。
(3)盐析常用于分离提纯蛋白质。
(2)蛋白质的化学性质 ①蛋白质的两性形成蛋白质的多肽是由多个氨基酸脱水形成的,在多肽链的两端存在着自由的—NH 2和—COOH 。
而且,侧链中也有酸性或碱性基团。
因此,蛋白质与氨基酸一样具有两性,既能与酸反应,又能与碱反应。
②蛋白质的水解在酸、碱或酶的催化作用下,蛋白质能发生水解反应。
蛋白质是由多种氨基酸构成的高分子化合物,其水解反应逐步进行:蛋白质−−−−−→水解酸、碱或酶相对分子质量较小的肽类化合物−−−→水解各种氨基酸。
第三节蛋白质和核酸蛋白质是生物体内一类极为重要的功能高分子化合物,是生命活动的主要物质基础。
它不仅是细胞、组织、肌肉、毛发等的重要组成成分,而且具有多种生物学功能。
一、氨基酸1、氨基酸的分子结构氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基(—NH2)取代后的产物。
氨基酸的命名是以羧基为母体,氨基为取代基,碳原子的编号通常把离羧基最近的碳原子称为α碳原子,离羧基次近碳原子称为β碳原子,依次类推。
2、氨基酸的物理性质常温下状态:无色晶体;熔、沸点:较高;溶解性:能溶于水,难溶于有机溶剂。
3、氨基酸的化学性质(1)甘氨酸与盐酸反应的化学方程式:;(2)甘氨酸与氢氧化钠反应的化学方程式:氨基酸是两性化合物,基中—COOH为酸性基团,—NH2为碱性基团。
(3)成肽反应两个氨基酸分子(可以相同也可以不同)在酸或碱存在下加热,通过一分子的氨基和另一分子的羧基脱去一分子水,缩合形成含有肽键的化合物,称为成肽反应。
二、蛋白质的结构与性质1、蛋白质的结构蛋白质是一类高分子化合物,主要由C、H、O、N、S等元素组成。
蛋白质分子结构的显著特征是:具有独特而稳定的结构。
蛋白质的特殊功能和活性与多肽链的氨基酸种类、数目及排列顺序、特定空间结构相关。
2、蛋白质的性质(1)水解蛋白质在酸、碱或酶的作用下,水解成相对分子质量较小的肽类化合物,最终水解得到各种氨基酸。
(2)盐析少量的盐能促进蛋白质溶解。
当向蛋白质溶液中加入的盐溶液达到一定浓度时,反而使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种作用称为盐析。
盐析是一个可逆过程,不影响蛋白质的活性。
因此可用盐析的方法来分离提纯蛋白质。
(3)变性影响蛋白质变性的因素有:物理因素:加热、加压、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波等。
化学因素:强酸、强碱、重金属盐、三氧乙酸、乙醇、丙酮等。
变性是一个不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的过程,变性后的蛋白质生理活性也同时失去。
(4颜色反应颜色反应一般是指浓硝酸与含有苯基的蛋白质反应,这属于蛋白质的特征反应。
蛋白质的理化性质蛋白质是一类高分子生物大分子化合物,由氨基酸分子结合而成。
下面将从化学、物理、生化等方面来介绍蛋白质的理化性质。
1. 氨基酸的性质氨基酸是蛋白质的基本组成单位,其分子结构具有酸性和碱性两部分,分别是羧基和氨基。
氨基酸的酸性和碱性反应性决定蛋白质的异性和电性。
氨基酸的酸性基团和碱性基团在不同的环境下会存在不同的离子形式,从而影响蛋白质的电性质。
2. 构象的性质蛋白质的构象是指氨基酸之间的立体构型,决定了蛋白质的特殊结构和功能。
蛋白质的构象主要由五种不同层次的结构组成,包括原生构象、二级构象、三级构象、四级构象和超级结构。
每一层次的构象都有一定的稳定性和特殊结构,是蛋白质功能和特性的决定因素。
3. 溶解和凝固的性质蛋白质在水中具有一定的溶解性,但可能会因为温度、pH值、离子强度等因素的改变而发生凝固。
这种溶解或凝固的性质取决于蛋白质的特殊结构以及其所处环境。
当蛋白质分子与水分子之间的相互作用受到破坏或受到特定溶剂或离子的作用时,蛋白质分子会转化为凝胶态或沉淀态。
4. 热力学性质蛋白质分子的热力学性质涉及其结构及其所处溶液环境的物理化学性质,可用于研究蛋白质折叠和复性过程。
蛋白质的热力学性质包括热容量、热稳定性、相转化、热解离等。
这些性质的变化与蛋白质结构的稳定性和功能密切相关。
蛋白质的光学性质主要表现为它们具有的吸收、发射光线的光学行为。
蛋白质的吸收和发射光束涉及其分子内的色团,这些分子内的色团主要由氨基酸的芳香族侧链所构成。
蛋白质的光学性质可以利用光谱分析来研究蛋白质的结构和功能。
综上所述,蛋白质的理化性质是多方面的,包括氨基酸的性质、构象的性质、溶解和凝固的性质、热力学性质以及光学性质等,这些性质的变化都会导致蛋白质的性质和功能的变化。
因此,对蛋白质的理化性质进行研究对于理解蛋白质的结构、功能与机制具有重要意义。