《蛋白质的改性》PPT课件

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新版重点蛋白质的变性及其对食品品质的影响;蛋白的功能性质及PPT课件

2021/4/8
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氨基酸的疏水性
❖ 是指氨基酸从乙醇转移至水中的自由能变化△G
❖ △G0=-RTlnS乙醇/S水 ❖ S乙醇------氨基酸在乙醇中的溶解度 ❖ S水------氨基酸在水中的溶解度
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(6)氨基酸的光学性质及光谱
Optical properties of amino acids ❖ 氨基酸具有旋光性（除甘氨酸) ❖ 立体异构体：L、D型，天然只存在L型异
❖ 是指多肽链主链骨架围绕一个轴一圈一圈地上升，从而形成一个螺旋式的构象。
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β -折叠片
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回折
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4. 三级结构
The tertiary structure of protein
(1)概念Concept
指含α螺旋、β弯曲和β折叠或无规卷曲等二级结构的蛋白质，其线性多肽链进一步折叠成为紧密结构时的三维空间排列
❖ 天冬酰胺28.5 蛋氨酸56.2
❖ 天冬氨酸5.0
苯丙氨酸27.6
❖ 半胱氨酸--
脯氨酸1620.0
❖ 谷胺酰胺7.2（37℃）丝氨酸422.0
❖ 谷氨酸8.5
苏氨酸13.2
❖ 甘氨酸249.9
色氨酸13.6
❖ 组氨酸--
酪氨酸0.4
❖2021异/4/8 亮氨酸34.5
缬氨酸58.1
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(4)氨基酸的酸碱性质 Acid-base properties of amino acids
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❖ 氨基酸的等电点 pI of amino acids 是指氨基酸在溶液中净电荷为零时的pH值

蛋白质变性ppt课件

在多肽链中带有氨基的一端称作N端，而带有羧基的一端称作C端。
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胰岛素的一级结构
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3. 三级结构：是指多肽链借助各种作用力在二级结构基础上，进一步折叠卷曲形成紧密的复杂球形分子的结构。
稳定蛋白质三级结构的作用力有氢键、离子键、二硫键和范德华力。
肌球素的三级结构
肌球素的三级结构
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（4）费林反应: 含有酪氨酸的Pr因酪氨酸的酚基能育费林试剂
中的磷钼酸和磷钨酸反应，还原成蓝色化合物。利用这一反应定量测定Pr。
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蛋白质的二、三、四级结构的构象不稳定，在某些物理或化学因素作用下，发生不同程度的改变称为变性。变性是指蛋白质高级结构发生改变，而肽键不断裂。变性后的蛋白质某些性质发生变化，主要包括：
些碳水化合物是氨基葡萄糖、氨基半乳糖、半乳糖、甘露糖、海藻糖等中的一种或多种，与蛋白质间的共价键或羟基生成配糖体。糖蛋白可溶于碱性溶液。哺乳动物的物的粘性分泌物、血浆蛋白、卵粘蛋白及大豆某些部位中之蛋白质都属于糖蛋白。
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3．核蛋白：由核酸与蛋白质结合而成的复合物。存在细胞
核及核糖体中。
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4.非极性氨基酸：具有一个疏水性侧链，在水中的溶解度比极性氨基酸低。共有：甘氨酸，丙氨酸、缬氨酸，亮氨酸、甲硫氨酸和异亮氨酸(蛋氨酸)．
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1. 旋光性：除甘氨酸外，氨基酸的碳原子均是手性碳原子，所以具有旋光性。旋光方向和大小取决于其侧链R基性质，也与水溶液的pH有关。
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2. 紫外吸收：20种AA在可见区内无吸收，但在紫外光区酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸有吸收，其最大吸收波 λman分别为278nm、279nm和259nm，故此利用此性质对这三种氨基酸进行测定。酪氨酸、色氨酸残基同样在280nm处有最大的吸收，可用紫外分光光度法定量分析蛋白质。

实验二、蛋白质沉淀、变性反应PPT课件

一、实验目的
1、了解使蛋白质胶体溶液稳定的因素。 2、了解蛋白质的可逆沉淀反应和不可逆沉淀反应。 3、掌握蛋白质的沉淀反应、变性作用的原理及
它们的相互关系。
二、实验原理
维持蛋白质胶体溶液稳定的因素：
水化膜
同种电荷
同种蛋白质表面带有相
同电荷
外面的亲水基团结合一层水，形成水化膜
使蛋白质沉淀的原理破坏水化膜中和电荷
步骤
现象
取试管1，加入1mL蛋白质氯化观察有无蛋白质的沉
钠溶液和21mL95%乙醇
淀
静置，弃去上清液，取出部分蛋白沉淀，加少量蒸馏水
观察沉淀的再溶解
解释结论
3. 蛋白质的不可逆反应——重金属盐（3支试管）
试管操作
现象
操作
现象
试管 1 ①1mL蛋白质溶液
观察有无弃去上清液，取观察沉淀
聚集体的直径＞100nm 即为不稳定的粗分散系
使蛋白质沉淀的方法
（1）盐析（2）有机试剂（3）重金属盐（4）有机酸（5）加热
…………
蛋白质沉淀变性的常见方法
常用方法盐析
有机试剂盐析
原理破坏蛋白质胶体溶液的水化
层和电荷层脱水作用；降低水的介电常数和蛋白质溶解度；蛋白质
析出
常用试剂 (NH4)2S04、Na2S04、 Na3P04、NaCl、MgS04
• 试剂：饱和硫酸铵溶液，硫酸铵粉，95%乙醇，2% 硝酸银，0.5%乙酸铅，1%硫酸铜，10%三氯乙酸溶液，5%磺基水杨酸。
2. 仪器
漏斗,滤纸,吸管,试管及试管架,量筒、离心机等。
四、实验操作
1. 蛋白质的可逆反应——盐析
步骤
现象

蛋白质工程(最终)ppt课件

蛋白质改造—不可遗传）（2）对基因进行改造比对蛋白质直接改造要容易操作，难度要小得多。
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某多肽链的一段氨基酸序列是：
……-丙氨酸-色氨酸-赖氨酸-甲硫氨酸-苯丙氨酸-……
丙氨酸：GCU、GCC、GCA、GCG
色氨酸：UGG
赖氨酸：AAA、AAG 甲硫氨酸：AUG 苯丙氨酸：UUU、UUC
问题2：如何对天然蛋白质的结构进行改造？
(你认为直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？能否说出你的理由？)
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答：毫无疑问应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造，主要原因如下：（1）任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因即对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以遗传下去。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。（基因改造—可遗传；
回顾：
基因工程的实质：
将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者产生它本不能产的蛋白质，进而表现出新的性状。
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基因工程的成果
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2
基因工程的局限性：
基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。
这些蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
是（Ｄ）
Ａ．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
C．肽链结构
D．基因结构
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2、蛋白质工程的基本流程正确的是（C）
①蛋白质分子结构设计 ②DNA合成 ③预期蛋白质功能 ④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A.①→②→③→④ B.④→②→①→③ C. ③→①→④→② D.③→④→①→②

蛋白质工程ppt课件

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二、蛋白质工程的诞生
蛋白质工程是指基于蛋白质结构功能的研究结果，通过基因工程技术，改造现有蛋白质和设计制造新蛋白质，因而也称为第二代基因工程。
蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。
蛋白中占70%以上，而动物蛋白则不足30%。
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蛋白质是由各种氨基酸相互联结而构成的具有空间结构生物大分子。
其理化性质(尤其分子量、氨基酸组成、静电荷和表面疏水性)与功能特性直接相关。
蛋白质改性就是用生化因素(如化学试剂、酶制剂等)或物
理因素(如热、射线、机械振荡等)使其氨基酸残基和多肽
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1.2蛋白质的结构
氨基酸是蛋白质的基本结构单位，各种氨基酸之间通过肽键彼此按直线形头尾相连，构成不同长短的肽链。
肽键的形成
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肽链又以一定方式折叠盘绕成独特的空间结构，这时才产生具有生物活性的天然蛋白质。
多肽链的折叠可分为四种不同层次的结构。一级结构：仅指肽链中的氨基酸线型排列顺序，不考虑空间的排列。
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四级结构：具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构。其中，每个具有独立三级结构的多肽链单位称为亚基。四级结构实际上是指亚基的立体排布、相互作用及接触部位的布局。如血红蛋白分子中四个亚基之间的空间关系。
血红蛋白的结构
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➢ 蛋白质是一类重要而复杂的生物大分子，它广泛地存在于所有生物界的机体之中，具有许多重要的作用；
➢ 生物体新陈代谢的几乎全部的化学反应都是在活性蛋白质-酶的催化下进行；

三蛋白质的修饰和表达精品PPT课件

侧链上的特定功能团发生化学反应修饰类型：巯基、氨基、羧基、二硫键
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（一）巯基的修饰
特点：亲核最容易发生反应的侧链基团
修饰试剂烷基化试剂（碘乙酸、碘乙酰胺） N-乙基马来酰亚胺
DTNB
反应类型羧甲基化
光吸收二硫键、有颜色的TNB
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（二、氨基的化学修饰）
特点：亲和反应活性高赖氨酸的ε –氨基
表真达核载表体达(体ex系pr：es酵si母on、v昆ec虫to、r) 哺乳动物为使插入的外源DNA序列可转录和翻译成多肽链而特意设计的载体称为表达载体。
• 偶连基团：氨基、巯基、羧基
• 优点：延长半衰期、较小毒性、血药浓度波动小、
酶降解作用降低……
?
• 应用：天门冬酰胺酶、腺苷脱氨酶
PEG 修饰脂质体包被的阿霉素
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四、蛋白质的化学交联和化学偶联
• 交联：含有双功能基团的化学试剂与蛋白质分子间形成网状交联。
• 偶联：蛋白质分子偶联到一个化学惰性的水不溶性的载体上。
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（四）二硫键的化学修饰
• 修饰方法：还原 • 修饰试剂：2-巯基乙醇、巯基乙酸和二硫苏糖醇等。 • 判断蛋白质分子中有无二硫键，是链内二硫键还是
链间二硫键的方法可用非还原/还原双向SDS-PAGE 电泳技术。处理后的蛋白很容易自动氧化，重新形成二硫键，因而需要经过羧甲基处理，防止重新形成二硫键。
类型
特点
应用
亲和标记专一性标记酶活性部位分离细胞表面受体
不可逆
光亲和标记专一性标记酶活性部位发现疾病相关的靶位点
不可逆
鉴别蛋白质
光反应基团
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三、蛋白质的聚乙二醇修饰
• PEG特点：亲水、不带电荷

实验一蛋白质变性凝固及沉淀(WT)ppt课件

精选课件
3
蛋白质的变性 (denaturation)
在某些理化因素的作用下，蛋白质严格的空间结构被破坏（不包括肽键的断裂），从而引起若干理化性质和生物学性质改变的现象。
精选课件
4
变性后的蛋白质称变性蛋白,能使蛋白质变性的物质叫蛋白质变性剂。
高温、高压
物理因素
紫外线、X射线、
变性因素
电离辐射和超声波等强酸、强碱
在等电点的蛋白质（亲水胶体）
脱水
脱水
++ +
+
+
+
+
+
带正电荷的蛋白质
（疏水胶体）
碱
酸
不稳定的蛋白质颗粒（沉淀）
蛋白质胶精选体课颗件粒的沉淀
-
-
-
-
-
-
-
-
带负电荷的蛋白质（亲水胶体）
脱水
-
-
-
---
带负电荷的蛋白质
（疏水胶体）
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蛋白质的沉淀
可逆沉淀
结构和性质都不变适当条件下可重新溶解是分离和纯化的基本方法
实验一
蛋白质的变性、凝固及沉淀
生物化学与分子生物学教研室
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1
实验目的
能够说出蛋白质变性、凝固反应的原理及实验方法能够说出蛋白质沉淀反应的原理及实验方法能够运用盐析法及重金属沉淀法
精选课件
2
主要实验内容
蛋白质的加热变性凝固蛋白质沉淀反应
蛋白质盐析重金属盐沉淀蛋白质生物碱试剂沉淀蛋白质
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6
蛋白质的胶体性质及沉淀:
蛋白质分子颗粒大小1-100nm之间,属胶体颗粒范围，在溶液中能形成稳定的胶体。

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• 目前常用的蛋白质改性技术有： • 1、物理改性 • 2、化学改性 • 3、酶法改性 • 4、基因工程改性等
• 1、物理改性 • 所谓蛋白质的物理改性是指利用机械处理、热、挤压、冷冻、电、磁等物理作
用形式，改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式。一般不涉及蛋白质的一级结构。如蒸煮、搅打等均属于物理改性技术。
酰化反应式：
❖酰化后蛋白质分子表面负电荷增多，多肽链伸展及空间结构发生较大改变，导致分子柔韧性提高，从而增强蛋白质溶解性、持水性及持油性，改善乳化性及起泡性。
• 2、3去酰胺改性
• 一般认为蛋白质中的脱酰胺是羧基中的0和H直接发生质子化作用，导致NH释放，即将蛋白质中天冬酰氨和谷氨酰胺脱去酰胺基生成天冬氨酸和谷氨酸。通过去除此类蛋白质酰胺基团，便可获得良好溶解性、乳化性及发泡性。
• 常用的磷酸化试剂有化学磷酸化试剂和蛋白激酶。
• ①化学磷酸化试剂:如磷酰氯(POC1 )磷酸、三聚磷酸钠(STP)，其中大规模应用于工业生产的为POC1 、STP； • ②蛋白激酶:如依赖于CAMP激活的蛋白激酶(CAMPdPK)、酪蛋白激酶。
• 3 、酶法改性
• 酶改性的方式有很多种，酶法改性通常是蛋白酶的有限水解，改性的程度与酶量、底物浓度、水解时间等因素密切相关。通过蛋白酶催化的蛋白质水解作用能提高蛋白质的溶解度，这主要是由于形成了较少的，弱亲水的和较易溶剂化的多肽单位。
• 食品蛋白质化学改性方法，包括酸碱化、酰化、脱酰胺、磷酸化、糖基化(即美拉德反应) 等方法。
• 2、1 酸调改性
• 蛋白质在水溶液中是两性离子，在其等电点，蛋白质分子本身具有最低的自由电荷，分子自身容易相互聚集，并从水溶液中沉淀出来，其水合度也达到最低。利用这一特点，用各种酸改性蛋白质，研究制得的塑料样片在吸水性能上的变化。调节pH值的酸包括盐酸、硫酸、醋酸、丙酸、磷酸和柠檬酸等。
的化学反应(包括美拉德反应)，称之为蛋白质糖基化作用。
• 这种方法，也被广泛用来提高蛋白质功能特性。一般来说，合成糖基化蛋白在较低离子强度或天然蛋白等电点处仍表现出较高溶解性；同时，糖基化也提高了蛋白质热稳定性，且随着糖基化程度提高，糖基化蛋白质功能特性也随之提高。
• 2、5 磷酸化作用改性
• 蛋白质的磷酸化作用是无机磷酸与蛋白质上特定的氧原子( Ser、Thr、Tyr 的-OH) 或氮原子( Lys 的氨基、Arg 的胍基末端N) 作用形成C-O- Pi 或C-N- Pi 的酯化反应。蛋白质的磷酸化改性可通过化学方法或酶法予以实现。常用的磷酸化试剂有化学磷酸化试剂和蛋白激酶。
• （2）用碱催化去酰胺改性仅台湾有报道，这种方法虽速度快，但使蛋白质中氨基酸发生消旋作用，使必需氨基酸L一对映体减少和消化率降低，并产生赖丙氨酸，毒理研究表明它对小鼠肾有毒害作用，因此研究甚少。
• 2、4糖基化作用改性 • 将碳水化合物以共价键与蛋白质分子上氨基(主要为Lys的ε—氨基)或羧基相结合
• 基因工程法是通过重组蛋白质的合成基因，从而改变蛋白质功能特性。但由于该技术周期长、见效慢，目前仍处于实验室阶段。
基因点改变示意图
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蛋白质的改性
• 蛋白质是由各种氨基酸相互联结而构成的具有空间结构的生物大分子。其理化性质(尤其分子量、氨基酸组成、静电荷和表面疏水性等)与功能
特性直接相关。
• 蛋白质改性就是用生化因素(如化学试剂、酶制剂等)或物理因素(如热、射线、机械振荡等)使其氨基酸残基和多肽链发生某种变化，引起蛋白大分子空间结构和理化性质改变，从而获得较好功能特性和营养特性蛋白质。
• 例：加入硼酸3％会明显提高全粉白豆蛋白的机械性能。
• 2、2 酰化作用改性
• 酰化的原理是蛋白质分子的亲核基团(如氨基或羟基)与酸酐的亲电子基团(如羰基)相互反应，从而引入了酸亲水基团，然后在催化剂作用下又引入长碳链亲油基团，使得蛋白质成为具有双极性基团的高分子表面活性剂的过程。
• 酰化改性最为常见酰化剂为琥珀酐和乙酸酐。
• 同化学改性和物理改性相比，酶法改性具有以下几个方面的优点：
• (1)酶解过程十分温和，不会破坏蛋白质原有的功能性质； • (2)最终水解产物经平衡后，含盐极少且最终产品的功能性质可通过选择特定的
酶和反应因素加以控制；
• (3)蛋白水解物易被人体消化吸收且具有特殊的生理功能。
• 4 、基因工程改性
• 蛋白质化学去酰胺作用可通过以下二种机制进行：(1)酸或碱催化下水解；(2)p 一转变机制(p-shiftmechanism)。
• 酸碱去酰胺改性是在比较温和条件下进行。
• （1）在酸性条件下，去酰胺反应是直接水解蛋白质酰胺键中氨，脱氨形成羧酸。但酸法去酰胺由于温度高，不仅在酸的催化下肽键水解控制不好，蛋白质也有部分变性。
• 它具有费用低，无毒副作用，作用时间短及对产品营养性能影响较小等优点。
• 物理改性主要用于蛋白的增溶和凝胶。
• 2、化学改性
• 化学改性是通过化学试剂作用于蛋白质, 使部分肽键断裂或者引入各种功能基团如亲水亲油基团、二硫基团、带负电荷基团等, 利用蛋白质侧链基团的化学活性, 选择地将某些基团转化为衍生物, 以此来达到改变蛋白质功能性质的目的。