下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
1 蛋白质三级结构、结构域的定义
蛋白质的三级结构是指蛋白质在二级结构和结构域的基础上进一步盘曲折叠，形成的具有一定空间结构的球状实体。三级结构也包括了多肽链中所有原子的空间排布。维系三级结构的作用力有疏水作用、氢键、范德华力以及离子键，同时二硫键在某些蛋白质中也起非常重要的作用。
结构域是指多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，是相对独立的紧密球状实体。
①特点
a．结构域是球状蛋白质的独立折叠单位；
b．功能域是蛋白质分子中能独立存在的功能单位，功能域可以是一个结构域，也可以是由两个结构域或两个以上结构域组成。
②分类
图1-2-2 结构域的分类
2 蛋白质变性的概念及使其变性的物理和化学因素
蛋白质变性是指天然蛋白质分子受到某些物理因素或化学因素的影响时，生物活性丧失、溶解度降低、不对称性增高以及其他理化性质发生改变的过程。
物理因素如热、紫外线照射、高压和表面张力等；化学因素如强酸强碱、有机溶剂、重金属盐及去污剂等。
3 变性试剂
（1）变性剂是指能引起天然蛋白质变性的物质，如尿素和盐酸胍能与多肽主链竞争氢键，增加非极性侧链在水中的溶解度，因而降低了维持蛋白质三级结构的疏水相互作用。
（2）去污剂也是蛋白质的变性剂，如十二烷基硫酸钠（SDS）能破坏蛋白质分子内的疏水相互作用使非极性基团暴露于介质水中。去污剂可降低非极性侧链从疏水内部到水介质的转移自由能。
4 变性后的理化性质
蛋白质变性之后，一般会失去生物活性。
蛋白质在变性时，有些原来在分子内部包藏而不易与化学试剂起反应的侧链基团，由于结构的伸展松散而暴露出来，成为化学可亲性基团。
蛋白质变性后，溶解度降低，不对称性升高，黏度增加，扩散系数降低，分子大小改变等物理化学常数发生改变。
蛋白质变性后，分子结构伸展松散，易被蛋白水解酶分解。
5 蛋白质复性的概念及常用试剂
蛋白质复性是指当变性因素除去之后，变性蛋白质又可重新恢复到原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性的现象。
盐酸胍和尿素就是蛋白质复性中最常使用的试剂。一些还原剂（半胱氨酸、抗坏血酸、β-巯基乙醇和DTT）的使用，可以还原二硫键，能有助于变性后蛋白的复性。
6 蛋白质高级结构和一级结构的关系
蛋白质的一级结构决定高级结构。蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，也是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构，成百亿的天然蛋白质各有其特殊的生物学活性，决定每一种蛋白质的生物学活性的结构特点，首先在于其肽链的氨基酸序列，由于组成蛋白质的20种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团的理化性质和空间排布各不相同，当它们按照不同的序列关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学活性的蛋白质分子。
7 牛胰核糖核酸酶的变性和复性的实验分析
美国科学家Anfinsen进行牛胰核糖核酸酶的变性复性实验，提出来蛋白质的一级结构决定空间结构的命题。该实验的基本原理如下：
核糖核酸酶由124个氨基酸残基组成，有四对二硫键。用尿素和β-巯基乙醇处理该酶溶液，分别破坏次级键和二硫键，肽链完全伸展，核糖核酸酶变性，失去催化活性。当用透析法除去变性剂之后，酶的活性几乎完全恢复，理化性质也与天然酶一样。
1 肌红蛋白分子的重要结构特征、生物功能
肌红蛋白是哺乳动物肌细胞中的蛋白质，主要功能是贮存和分配氧。
（1）肌红蛋白由一条多肽链和一个辅基血红素构成，分子中多肽主链由长短不等的8段直的α-螺旋组成球状蛋白。
（2）辅基血红素是指原卟啉Ⅸ与Fe的络合物铁原卟啉Ⅸ，铁原子可以是2价（Fe 2 ＋ ）或3价（Fe 3 ＋ ）的，相应的血红素称为（亚铁）血红素和高铁血红素。相应的肌红蛋白称为（亚铁）肌红蛋白和高铁肌红蛋白。其中只有亚铁态的蛋白质才能结合O 2 。
2 肌红蛋白、血红蛋白中的血红素辅基结构特点
（1）肌红蛋白由珠蛋白和血红素辅基组成。肌红蛋白中血红素辅基由亚铁离子与原卟啉Ⅸ构成。亚铁离子与原卟啉Ⅸ形成4个配位键，第五个配位键与珠蛋白结合，空余的一个配位键可与氧可逆结合。
（2）血红蛋白含四个血红素辅基。血红蛋白四个亚基构成一个四面体构型，每个亚基的三级结构都与肌红蛋白相似。
3 血红素辅基中Fe原子有结合氧的能力时的状态
血红素辅基中铁原子可以是2价（Fe 2 ＋ ）或3价（Fe 3 ＋ ）的，相应的血红素称为（亚铁）血红素和高铁血红素，相应的肌红蛋白称为（亚铁）肌红蛋白和高铁肌红蛋白。其中只有亚铁态的蛋白质才能结合O 2 。