第3章(2) 蛋白质变性与复性

基础生物化学重点一、名词解释1.蛋白质的空间结构：是指分子中各个原子和基团在三维空间的排列和分布。

2.蛋白质的变性与复性：蛋白质因受某些物理或化学因素的影响，分子的空间构象被破坏，从而导致其理化性质发生改变并失去原有的生物学活性；如果除去变性因素，在适当条件下蛋白质可恢复天然构象和生物学活性。

3.氨基酸的等电点：在一定的PH条件下，氨基酸分子所带的正电荷和负电荷数相同，即净电荷为零，此时溶液的PH称为氨基酸的等电点4.肽平面：多肽链中从一个Cａ到相邻Cａ之间的结构。

5.DNA的变性与复性：DNA在一定外界条件（变性因素）作用下，氢键断裂，双螺旋解开，形成单链的无规卷曲，这一现象称为变性；缓慢恢复原始条件，变性DNA重新配对恢复正常双螺旋结构的过程。

6.增色效应与减色效应：当DNA从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在260nm处的吸收便增加，这叫“增色效应”；当核苷酸单链重新缔合形成双螺旋结构时，其A260降低，称减色效应。

7.熔解温度：核酸加热变性过程中，增色效应达到最大值的50%时的温度称为核酸的熔解温度(Tm)或熔点。

8.同工酶：是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构及理化性质等不同的一组酶。

9.多酶体系：由几个功能相关的酶嵌合而成的复合物，有利于化学反应的进行，提高酶的催化效率。

10.全酶：由蛋白质和非蛋白的小分子有机物或金属离子组成的有催化活性的酶。

11.酶的活性中心：酶分子中直接与底物结合并催化底物发生反应的区域。

12.亲核催化：酶分子的亲核基团攻击底物的亲电基团而进行的催化作用。

13.诱导契合学说：酶的活性中心在结构上具柔性，底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构象发生变化，这样就使使酶活性中心有关基团正确排列和定向，使之与底物成互补形状有机的结合而催化反应进行。

14.糖异生作用：以非糖物质(如丙酮酸、甘油、乳酸和绝大多数氨基酸、脂肪酸等)为前体合成为葡萄糖的作用。

15.回补反应：由于中间产物的离开，引起中间产物浓度的下降，从而引起循环反应的运转，因此必须不断补充中间产物才能维持循环正常进行，这种补充称为回补反应16.底物水平磷酸化：高能化合物将高能磷酰基转移给ADP形成ATP的过程。

第三章蛋白质化学1蛋白质：是一类生物大分子，由一条或多条肽链构成，每条肽链都有一定数量的氨基酸按一定序列以肽键连接形成。

蛋白质是生命的物质基础，是一切细胞和组织的重要组成成分。

2标准氨基酸：是可以用于合成蛋白质的20种氨基酸。

3、茚三酮反应：是指氨基酸、肽和蛋白质等与水合茚三酮发生反应，生成蓝紫色化合物，该化合物在570mm波长处存在吸收峰。

4、两性电解质：在溶液中既可以给出H+而表现出酸性，又可以结合H+而表现碱性的电解质。

5、兼性离子：即带正电和、又带负电荷的离子。

6、氨基酸的等电点：氨基酸在溶液中的解离程度受PH值影响，在某一PH值条件下，氨基酸解离成阳离子和阴离子的程度相等，溶液中的氨基酸以兼性离子形式存在，且净电荷为零，此时溶液的PH值成为氨基酸的等电点。

7、单纯蛋白质：完全由氨基酸构成的蛋白质。

8、缀合蛋白质：含有氨基酸成分的蛋白质。

9、蛋白质的辅基：缀合蛋白质所含有的非氨基酸成分。

10、肽键：存在于蛋白质和肽分子中，是由一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩合时形成的化学键。

11、肽平面：在肽单元中，羧基的π键电子对与氮原子的孤电子对存在部分共享，C-N键具有一定程度的双键性质，不能自由旋转。

因此，肽单元的六个原子处在同一个平面上，称为肽平面。

12、肽：是指由两个或者多个氨基酸通过肽键连接而成的分子。

13、氨基酸的残基：肽和蛋白质分子中的氨基酸是不完整的，氨基失去了氢，羧基失去了羟基，因而称为氨基酸的残基。

14、多肽：由10个以上氨基酸通过肽键连接而成的肽。

15、多肽链：多肽的化学结构呈链状，所以又称多肽链。

16、生物活性肽：是指具有特殊生理功能的肽类物质。

它们多为蛋白质多肽链的一个片段，当被降解释放之后就会表现出活性，例如参与代谢调节、神经传导。

食物蛋白质的消化产物中也有生物活性肽，他们可以被直接吸收。

17、谷胱甘肽：由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键连接构成的酸性三肽，是一种生物活性肽，是机体内重要的抗氧化剂。

综合习题测试（二）一、糖（1）糖的概念及其分类糖类的元素组成、化学本质及生物学作用旋光异构单糖、二糖、寡糖和多糖的结构和性质糖聚合物及其代表和它们的生物学功能糖蛋白的生物活性糖的鉴定原理一、基本概念糖的生物学功能、醛糖、酮糖、单糖、寡糖、还原糖、构型、构像、变旋、对映体、异头物、糖苷、糖苷键、氨基糖、肽聚糖、脂多糖、糖蛋白、蛋白聚糖、凝集素二、基本问题1. 常见单糖、寡糖、多糖、糖衍生物及特点；2. 单糖的化学性质；3. 还原糖的定性、定量方法；4. 糖肽连键的类型；习题一、判断题1.[ ]人体不仅能利用D-葡萄糖而且能利用L-葡萄糖。

2.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。

3.[ ]由于酮类无还原性,所以酮糖亦无还原性。

4.[ ]果糖是左旋的，因此它属于L-构型。

5.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。

6.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。

7.[ ]一切有旋光性的糖都有变旋现象。

8.[ ]α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α-1,4糖苷键，β-淀粉酶水解β-1,4糖苷键9.[ ]糖对于生物体来说所起的作用就是作为能量物质和结构物质。

10.[ ]天然葡萄糖只能以一种构型存在，因此也只有一种旋光度。

12.[ ]构成淀粉,纤维素和半纤维素的基本单位都是葡萄糖.二、填空题1、糖是具有_____结构的一大类化合物。

根据其分子大小可分为_______、_______和______三大类。

2.蔗糖是由一分子______和一分子________组成,它们之间通过_______糖苷键相连。

3.糖苷是指糖的___________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。

4.糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多_______组成,它们之间通过_______和______两种糖苷键相连。

两者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉________、_______和________。

1．磷酸二酯键：核酸分子中核苷酸残基之间的磷酸酯键。

2．磷酸单酯键：单核苷酸分子中，核苷的戊糖与磷酸的羟基之间形成的磷酸酯键。

3．核酸一级结构：核苷酸残基在核酸分子中的排列顺序。

4．DNA二级结构：两条DNA单链通过碱基互补配对的原则所形成的双螺旋结构。

8．增色效应：当核酸分子加热变性时，其在260nm处的紫外吸收会急剧增加的现象。

10．分子杂交：当两条不同源的DNA（或RNA）链或DNA链与RNA链之间存在互补顺序时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子，这种分子称为杂交分子。

形成杂交分子的过程称为分子杂交。

11．Tm值：当核酸分子加热变性时，其在260nm处的紫外吸收急剧增加，当紫外吸收变化达到最大变化的半数值时，此时所对应的温度称为熔解温度或变性温度，用Tm值表示。

1．构型和构象：构型是指在大分子化合物的立体异构体中，取代原子或基团在空间的取向。

构象是指当单键旋转时，分子中的原子或基团形成不同的空间排列，不同的空间排列称为不同的构象。

4．超二级结构：指二级结构单元β折叠股和α-螺旋股相互聚集形成有规律的更高一级的、但又低于三级结构的结构，被称为超二级结构。

二级结构指多肽链主链在一级结构的基础上进一步的盘旋或折叠，从而形成有规律的构象，如α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲等，这些结构又称为主链构象的结构单元。

维系二级结构的作用力是氢键。

二级结构不涉及氨基酸残基的侧链构象。

5．蛋白质的变性和复性：在各种物理和化学因素影响下，蛋白质构象发生变化，导致其物理和化学性质发生变化，生物学功能更新换代的过程称为变性。

在一定条件下，变性的蛋白质恢复原来构象、性质和生物学功能的过程称为复性。

11．别构效应：又称变构效应，当某些寡聚蛋白与别构效应剂发生作用时，可通过蛋白质构象的变化改变蛋白的活性，这种改变可以是活性的增加或减少。

协同效应是别构效应的一种特殊类型，是亚基之间的一种相互作用。

它指寡聚蛋白的某一个亚基与配基结合时可改变蛋白质其他亚基的构象，进而改变蛋白质生物活性的过程。

蛋白的变性和复性变性：蛋白质的空间结构是体现生物功能的基础，蛋白质折叠则是形成空间结构的过程。

蛋白质一级结构决定其高级结构的著名学说, 认为蛋白质折叠是受热力学因素控制的. 天然蛋白质处于能量最低(即热力学最稳定)的状态. 一般来说, 天然蛋白质的结构是相对稳定的, 结构的稳定性也是其保持生物个体功能和物种的相对稳定所要求的.蛋白质担负着复杂的生化反应, 同时在生物合成以后, 蛋白质本身也经历着繁杂的生理过程. 蛋白质自翻译以后, 还需进行一系列的翻译后过程, 包括跨膜转运、修饰加工、折叠复性、生化反应、生物降解等. 这些过程似乎都伴随着蛋白质的结构转换, 不但受蛋白质肽链自身的热力学稳定性所控制, 而且还受动力学过程控制.变性原因：蛋白质因受某些物理或化学因素的影响，分子的空间构象被破坏，从而导致其理化性质发生改变并失去原有的生物学活性的现象称为蛋白质的变性作用（denaturation）。

变性作用并不引起蛋白质一级结构的破坏，而是二级结构以上的高级结构的破坏，变性后的蛋白质称为变性蛋白。

引起蛋白质变性的因素很多，物理因素有高温、紫外线、X-射线、超声波、高压、剧烈的搅拌、震荡等。

化学因素有强酸、强碱、尿素、胍盐、去污剂、重金属盐（如Hg2+、Ag+、Pb2+等）三氯乙酸，浓乙醇等。

不同蛋白质对各种因素的敏感程度不同。

蛋白质变性后许多性质都发生了改变，主要有以下几个方面：（一）生物活性丧失蛋白质的生物活性是指蛋白质所具有的酶、激素、毒素、抗原与抗体、血红蛋白的载氧能力等生物学功能。

生物活性丧失是蛋白质变性的主要特征。

有时蛋白质的空间结构只有轻微变化即可引起生物活性的丧失。

（二）某些理化性质的改变蛋白质变性后理化性质发生改变，如溶解度降低而产生沉淀，因为有些原来在分子内部的疏水基团由于结构松散而暴露出来,分子的不对称性增加，因此粘度增加，扩散系数降低。

（三）生物化学性质的改变蛋白质变性后，分子结构松散，不能形成结晶，易被蛋白酶水解。