绪论 　　生物化学（Biochemistry）是研究生命化学的科学，它在分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。 生物化学是医学生必修的基础医学课程，为学习其它基础医学和临床医学课程、在分子水平上认识病因和发病机理、诊断和防止疾病奠定扎实的基础。当今生物化学越来越多的成为生命科学的共同语言，它已成为生命科学领域的前沿学科。

一、基本内容和重点 　　本课程主要介绍以下几方面内容： （1）生物大分子（包括蛋白质、酶及核酸等）的分子结构、主要理化性质，并在分子水平上阐述其结构与功能的关系； （2）物质代谢（包括糖类、脂类及蛋白质）的代谢变化，重点阐述主要代谢途径、生物氧化与能量转换、代谢途径间的联系以及代谢调节原理及规律； （3）阐明遗传学中心法则所揭示的信息流向，包括DNA复制、RNA转录、翻译及基因表达调控； （4）概要地介绍重组DNA和基因工程技术及其与医学应用的联系； （5）概要地介绍细胞信息传递及其途径。

二、学习方法 本课程的一个特点是各章节之间联系紧密，与其它学科也有很大联系。因此，在学习过程中必须加强相关章节、相关学科知识的学习，特别是必须在学好有机化学、生物学等学科的基础上，才能较好理解生物化学的有关内容； 另一个特点是内容较抽象，自学难度较大，必须进行课前预习，充分利用老师的课堂讲授理解所学的内容，课后及时复习，一定的习题练习也有助于理论知识的理解。

Structure and Function of Protein 第 一 章 蛋白质的结构与功能 Structure and Function of Protein

本章主要内容 蛋白质的分子组成 蛋白质的分子结构 蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的理化性质与分离纯化

一、什么是蛋白质? 蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键相连形成的高分子含氮化合物。

二、蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。

2. 蛋白质具有重要的生物学功能 1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递

蛋 白 质 的 分 子 组 成 The Molecular Component of Protein 第 一 节 蛋 白 质 的 分 子 组 成 The Molecular Component of Protein

 组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。

 蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，只要测定生物样品中的含氮量，就可以根据以下公式推算出蛋白质的大致含量： 100克样品中蛋白质的含量 ( g % ) = 每克样品含氮克数× 6.25×100 1/16%

一、氨基酸 —— 组成蛋白质的基本单位 存在于自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种。这些氨基酸中，大部分属于L--氨基酸。其中，脯氨酸属于L--亚氨基酸，而甘氨酸则属于-氨基酸。

L-氨基酸的通式 R CH3 丙氨酸 H 甘氨酸

与羧基相邻的α-碳原子上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸。 蛋白质的基本单位——L--氨基酸 或 L--氨基酸的结构通式(投影式) 与羧基相邻的α-碳原子上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸。

构型：分子中各原子或基团之间的连接方式称为分子的构型。 组成蛋白质的氨基酸除Gly以外都有手性碳原子，在三维空间上就有两种不同的排列方式，它们互为镜影，这两种不同的构型分别称为D-型和L-型。 丙氨酸的两种立体异构体

（一）氨基酸的分类 (1)按侧链R基的结构

* 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下: (2) 按侧链R基的极性 非极性疏水性氨基酸 极性中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸 * 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:

非极性疏水性氨基酸 甘氨酸 glycine Gly G 5.97 丙氨酸 alanine Ala A 6.00 缬氨酸 valine Val V 5.96 亮氨酸 leucine Leu L 5.98 异亮氨酸 isoleucine Ile I 6.02 苯丙氨酸 phenylalanine Phe F 5.48 脯氨酸 proline Pro P 6.30

2. 极性中性氨基酸 色氨酸 tryptophan Trp W 5.89 丝氨酸 serine Ser S 5.68 酪氨酸 tyrosine Tyr Y 5.66 半胱氨酸 cysteine Cys C 5.07 蛋氨酸 methionine Met M 5.74 天冬酰胺 asparagine Asn N 5.41 谷氨酰胺 glutamine Gln Q 5.65 苏氨酸 threonine Thr T 5.60

3. 酸性氨基酸 天冬氨酸 aspartic acid Asp D 2.97 谷氨酸 glutamic acid Glu E 3.22 4. 碱性氨基酸 赖氨酸 lysine Lys K 9.74 精氨酸 arginine Arg R 10.76 组氨酸 histidine His H 7.59

几种特殊氨基酸 甘氨酸（Gly） 无光学活性

脯氨酸 Pro （亚氨基酸）

 半胱氨酸 Cys + -HH 二硫键 胱氨酸

苯丙氨酸Phe、酪氨酸Tyr 和色氨酸Trp 蛋白质分子中Phe, Tyr和Trp残基的存在使得蛋白质在近紫外区(220-300nm)有特征性吸收 ＊

苯丙氨酸的max＝257nm 酪氨酸的max＝275nm 色氨酸的max＝280nm

（二）氨基酸的理化性质 1. 两性解离及等电点 氨基酸是两性电解质，其解离程度取决于所处溶液的酸碱度。 等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨基酸的等电点。

+OH- +OH- +H+ +H+ pH>pI pH<pI pH=pI 阳离子 氨基酸的兼性离子 阴离子

2. 紫外吸收 色氨酸、酪氨酸在 280 nm 波长处具有特异性吸收峰。 芳香族氨基酸的紫外吸收

3.茚三酮反应（氨基酸呈色反应） 氨基酸与茚三酮水合物共热，可生成蓝紫色化合物，最大吸收峰在570nm处。 由于此吸收峰值与氨基酸的含量存在正比关系，因此可作为氨基酸定量分析方法。

二、肽 * 肽键(peptide bond)是由一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键。 （一）肽(peptide)

* 肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化合物。 * 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨基酸缩合则形成三肽…… * 由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽，由更多的氨基酸相连形成的肽称多肽。 * 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不全，被称为氨基酸残基(residue)。 * 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。

+ -HOH 甘氨酰甘氨酸 肽键

肽键为共价键，具有部分双键性质，不能自由旋转。 参与肽键组成的6个原子C1、C、O、N、H、C2位于同一平面，此同一平面上的6个原子构成了所谓的肽单元（酰氨平面） 。

多肽链的主链由许多酰胺平面组成，平面之间以碳原子相隔。

多肽与蛋白质 蛋白质与多肽并无严格的界线，通常是将分子量在6000道尔顿以上的多肽称为蛋白质。 蛋白质分子量变化范围很大, 从大约6000到1000000 道尔顿甚至更大。

* 多肽链：是指许多氨基酸之间以肽键连接而成的一种结构。 肽链的N末端与C末端： 通常在多肽链的一端含有一个游离的-氨基，称为氨基末端或N末端；在另一端含有一个游离的-羧基，称为羧基末端或C末端。 氨基酸顺序： 氨基酸的顺序是从N末端的氨基酸残基开始，以C末端氨基酸残基为终点。

牛核糖核酸酶 N末端 C末端

肽链的表示法(简写) 上述五肽可简写表示为：Ser-Val-Tyr-Asp-Gln

1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) （二） 几种生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) GSH是细胞内重要还原剂，它保护蛋白质分子中的SH基团免遭氧化，使蛋白质或酶处于活性状态。

H2O2 2GSH NADP+ 2H2O GSSG NADPH+H+ GSH过氧化物酶 GSH还原酶 GSH上的氢，在谷胱甘肽过氧化物酶的催化下，能还原细胞内产生的H2O2，使其变成H2O，同时GSH成为氧化型即GSSG，后者又在谷胱甘肽还原酶催化下，再生成GSH。 因此，GSH是细胞内十分重要的还原剂。

2. 多肽类激素及神经肽 种类较多，生理功能各异。 多肽类激素主要见于垂体及下丘脑分泌的激素，如催产素（9肽）、加压素（9肽）、促肾上腺皮质激素（39肽）、促甲状腺素释放激素（3肽）。 神经肽主要与神经信号转导作用相关，包括脑啡肽（5肽）、-内啡肽（31肽）、强啡肽（17肽）等。

垂体后叶分泌的激素如催产素和加压素

由下丘脑分泌的激素之一 促甲状腺素释放激素

神经肽 Responsible for signal transduction (信号转导) in neurotransmission 甲硫氨酸脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-phe-Met 亮氨酸脑啡肽 Tyr-Gly-Gly-phe-Leu 临床应用：镇痛 例如 脑啡肽 ： Responsible for signal transduction (信号转导) in neurotransmission 　脑啡肽；内啡肽；强啡肽； 神经肽Y

三、蛋白质的分类 * 根据蛋白质组成成分 单纯蛋白质 结合蛋白质 = 蛋白质部分 + 非蛋白质部分 * 根据蛋白质形状 纤维状蛋白质 球状蛋白质 * 根据蛋白质功能

蛋 白 质 的 分 子 结 构 The Molecular Structure of Protein 第 二 节 蛋 白 质 的 分 子 结 构 The Molecular Structure of Protein

蛋白质的分子结构包括 空间结构 一级结构(primary structure) 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure) 空间结构

一级结构 二级结构 三级结构 四级结构

一、蛋白质的一级结构 定义：指多肽链中氨基酸的排列顺序。 主要的化学键：肽键， 有些蛋白质还包括二硫键。

一级结构是蛋白质空间结构和特定生物学功能的基础。

二、蛋白质的二级结构 定义:指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构，也就是该段肽链骨架原子的相对空间位置，不包括氨基酸残基侧链的构象。 主要的化学键：氢键

蛋白质二级结构的主要形式 -螺旋 (  -helix ) -折叠 ( -pleated sheet ) -转角 ( -turn ) 无规卷曲 ( random coil )

（一）  -螺旋

1.多肽链主链围绕中心轴呈有规律地螺旋式上升，顺时钟走向，即右手螺旋 。 2.每隔3.6个氨基酸残基上升一圈，螺距为0.54nm。 3.α-螺旋的每个肽键的Ｎ-Ｈ和第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平形。  -螺旋结构的要点如下： 左手和右手螺旋

（二）-折叠 多肽链主链走向呈折纸状，而氨基酸侧链Ｒ基团交替地位于折纸状结构上下方。在两条相邻的肽链之间形成氢键。

（三）-转角和无规卷曲 无规卷曲是指没有确定规律性的局部肽链结构。 β-转角是指蛋白质分子的多肽链经常出现180º的回折，在回折角上的结构就称β-转角。通常由４个氨基酸残基组成，第二个残基常为脯氨酸。由第一个氨基酸残基的C=O与第四个氨基酸残基的N—H之间形成氢键。 （三）-转角和无规卷曲 无规卷曲是指没有确定规律性的局部肽链结构。

三、蛋白质的三级结构 定义:整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置，即多肽链的整体构象。 主要的化学键: 疏水键（最主要）、 离子键、氢键和范德华力等。

肌红蛋白 (Mb) Mb是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段-螺旋结构。 1963年Kendrew等通过鲸肌红蛋白的x-射线衍射分析， 测得了它的空间结构。　 Mb是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段-螺旋结构。 整条多肽链折叠成紧密球形分子，氨基酸侧链上的疏水侧链大都在分子内部，富极性及电荷的则在分子表面。 Mb分子内部有一个袋形空穴，血红素居与其中。血红素辅基与蛋白质部分稳定结合。

核酸酶

视紫红质

四、蛋白质的四级结构 对蛋白质分子的二、三级结构而言，只涉及一条多肽链卷曲而成的蛋白质。而有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，其中每一个具有独立三级结构的多肽链称为蛋白质的亚基 。 蛋白质分子中各亚基之间的相对空间位置，称为蛋白质的四级结构。 由一条肽链形成的蛋白质没有四级结构。 主要的化学键 主要是疏水键、氢键和离子键。

血红蛋白的四级结构 血红蛋白：具有４个亚基组成的四级结构，可结合４分子氧。成人由两条α-肽链和两条β-肽链组成。

一级结构 二级结构 三级结构 四级结构

Mathews et al (2000) Biochemistry (3e) p.195

The Relation of Structure and Function of Protein 第 三 节 蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of Protein

一、蛋白质一级结构与功能的关系 （一）一级结构是空间结构和特定生物学功能的基础。 一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象以及功能也相似。

牛核糖核酸酶的一级结构 二硫键

天然状态，有催化活性 去除尿素、 β-巯基乙醇 尿素、 β-巯基乙醇 非折叠状态，无活性

（二）一级结构与功能的关系 例：镰刀状红细胞贫血 HbA β 肽 链 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · ·C(146) HbS β 肽链 HbA β 肽 链 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · ·C(146) 正常人血红蛋白β链的第6位氨基酸是Glu，而镰刀状细胞贫血病人的血红蛋白中， Glu变成了Val，仅此一个氨基酸之差，本是水溶性的血红蛋白，就聚集成不溶性的纤维束，并引起红细胞变形成镰刀状而极易破裂，产生贫血。 这种由蛋白质分子一级结构发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。

HbA（ adult hemoglobin） HbS（sickle-cell hemoglobin） Observed Normal range Red cell count 2.6×106/ml 4.6～6.2×106/ml Hemoglobin content 8g/100ml 14～18g/100ml White cell count 15,250/ml 4,000～10,000/ml HbA（ adult hemoglobin） HbS（sickle-cell hemoglobin） HbA β-链：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys… HbS β-链：Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…

二、蛋白质空间结构与功能的关系 （一）肌红蛋白与血红蛋白的结构

Hemoglobin Myoglobin 肌红蛋白和血红蛋白是两个研究得最透彻的蛋白质，它们是蛋白质结构与功能的范例。肌红蛋白是哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质，它和血红蛋白的亚基在氨基酸序列上具有明显的同源性，它们的构象和功能也十分相似。

肌红蛋白 Mb是一个只有三级结构的单链蛋白质，有8段-螺旋结构。 易与氧气结合，氧解离曲线呈直角双曲线。 整条多肽链折叠成紧密球形分子，氨基酸侧链上的疏水侧链大都在分子内部，富极性及电荷的则在分子表面。 Mb分子内部有一个袋形空穴，血红素居与其中。血红素辅基与蛋白质部分稳定结合。

血红蛋白 血红蛋白具有4个亚基组成的四级结构，每个亚基中间有一个疏水袋形空穴，可结合一个血红素并携带1分子氧， 因此1分子Hb共结合4分子氧。 Hb各亚基的三级结构与Mb极为相似。 Hb各亚基之间通过8对盐健，紧密结合成亲水的球状蛋白。 成人红细胞中Hb主要是由两条α肽链和两条β肽链组成（α2β2）。

血红蛋白在氧分压较低时，与氧气结合较难，氧解离曲线呈Ｓ状曲线。 但当氧与血红蛋白分子中一个亚基的血红素辅基的铁结合后，即引起该亚基构象的改变，一个亚基构象的改变又会引起其余亚基的构象相继发生改变，亚基间的次级键被破坏，结果整个分子从紧密的构象变成比较松散的构象，易于与氧结合，从而使血红蛋白与氧结合的速度大大加快。

（二）血红蛋白的构象变化与结合氧 肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线

Mb易与O2结合，而Hb在O2分压较低时较难结合O2 。 Mb氧解离曲线为S状曲线，而Hb的为双曲线。因为： Mb第一个亚基与氧气结合以后，促进第二及第三个亚基与氧气的结合，当前三个亚基与氧气结合后，又大大促进第四个亚基与氧气结合。即Mb各亚基间存在正协同效应。

血红蛋白中血红素辅基的结构

血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。 O2

氧合作用显著改变Hb的四级结构，血红素铁的微小移动导致血红蛋白构象的转换（从T态→R态） T态（tense state）紧张态 R态（relaxed state）松驰态。

* 协同效应 (cooperativity) 一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合能力的现象，称为协同效应。 如果是促进作用则称为正协同效应 如果是抑制作用则称为负协同效应

变构效应 (allosteric effect) 蛋白质因与小分子物质相互作用而发生空间结构的改变，导致蛋白质功能的变化，称为变构效应。

（三）蛋白质构象改变与疾病 蛋白质构象疾病：若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。

蛋白质构象改变导致疾病的机理：有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒性而致病。 这类疾病包括： 疯牛病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、老年痴呆症、亨廷顿舞蹈病等。

疯牛病中的蛋白质构象改变 疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一种人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。 PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。 PrPc α-螺旋 PrPsc β-折叠 正常 疯牛病

第四节 蛋白质的理化性质与分离纯化 The Physical and Chemical Characters and Separation and Purification of Protein

一、理化性质 （一）蛋白质的两性电离 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下都可解离成带负电荷或正电荷的基团。 * 蛋白质的等电点 ( pI ) 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。

（二）蛋白质的胶体性质 由于蛋白质分子很大，在水中形成胶体溶液。蛋白质（主要是指球状蛋白质）有亲水面，它的亲水基团都在表面，因此与水有很大的亲和力，成为亲水胶体。 蛋白质的亲水胶体溶液是相当稳定的，一方面由于蛋白质表面的亲水基团会吸引它周围的水分子，使水分子定向排列在它的周围，形成“水化膜”。另一方面由于蛋白质在非等电点时带有同种电荷，同种电荷相斥，也使蛋白质分子保持一定的距离而不会聚合。

* 维持蛋白质亲水胶体稳定的因素： 水化膜 颗粒表面电荷

+ 带正电荷的蛋白质 － 带负电荷的蛋白质 在等电点的蛋白质 水化膜 不稳定的蛋白质颗粒 酸 碱 脱水作用 溶液中蛋白质的聚沉

（三）蛋白质的变性、沉淀和凝固 * 蛋白质的变性(denaturation) 在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。

变性的本质 主要为二硫键和非共价键的破坏，不涉及一级结构的改变。变性后，其溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。 造成变性的因素 如加热、乙醇等有机溶剂、强酸、强碱、重金属离子及生物碱试剂、超声波、紫外线、震荡等。

应用举例 临床医学上，变性因素常被应用来消毒及灭菌。 此外, 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。

若蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后，蛋白质仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为复性(renaturation) 。

天然状态，有催化活性 去除尿素、 β-巯基乙醇 尿素、 β-巯基乙醇 非折叠状态，无活性

* 蛋白质沉淀 在一定条件下，蛋白疏水侧链暴露在外，溶解度降低，甚至肽链相互聚集，而从溶液中析出的现象。 变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀，但并不变性。 盐析法：加入大量的中性盐（如硫酸铵、硫酸钠或氯化钠 ），脱去水化层而沉淀。 蛋白质沉淀法 有机溶剂沉淀法：加入极性的有机溶剂如乙醇、丙酮等，破坏水化层而沉淀。 重金属盐沉淀法：当pH大于等电点时，蛋白质颗粒带净负电荷，易与重金属离子结合成不溶性盐而沉淀。 生物碱或酸类沉淀法：当pH小于等电点时，蛋白质颗粒带净正电荷，易与生物碱或酸根负离子结合成不溶性盐而沉淀。 加热变性沉淀法：蛋白质因加热变性而凝固。

（四）蛋白质的紫外吸收 由于蛋白质分子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。 蛋白质的OD280与其浓度呈正比关系，因此可作蛋白质定量测定。

蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应。双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。 （五）蛋白质的呈色反应 ⒈茚三酮反应 蛋白质经水解后产生的氨基酸也可发生茚三酮反应。 ⒉双缩脲反应 蛋白质和多肽分子中肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热，呈现紫色或红色，此反应称为双缩脲反应。双缩脲反应可用来检测蛋白质水解程度。

二、蛋白质的分离和纯化

蛋白质的分离纯化方法 分子大小 透析和超过滤 密度梯度离心 凝胶过滤 溶解度 等电点沉淀和pH控制 盐溶和盐析 有机溶剂分级分离法 温度沉淀 电荷 离子交换层析 等电聚焦 层析聚焦 电泳 区带电泳 聚丙烯酰氨凝胶电泳（PAGE） 毛细管电泳

吸附：吸附层析 蛋白质分离纯化方法 特异亲和力：亲和层析 其它：如高效液相层析（HPLC）

（一）透析及超滤法 * 透析 利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。透析是利用蛋白质分子不能通过半透膜而与小分子分离。

* 超滤法 应用正压或离心力使蛋白质溶液透过有一定截留分子量的超滤膜（半透膜） ，达到浓缩蛋白质溶液的目的。

（二）丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀 *使用丙酮沉淀时，必须在0～4℃低温下进行，丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液体积。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。 *盐析是将硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等加入蛋白质溶液，使蛋白质表面电荷被中和以及水化膜被破坏，导致蛋白质沉淀。

* 免疫沉淀法：将某一纯化蛋白质免疫动物可获得抗该蛋白的特异抗体。利用特异抗体识别相应的抗原蛋白，并形成抗原抗体复合物的性质，可从蛋白质混合溶液中分离获得抗原蛋白。

（三）蛋白质电泳 蛋白质在高于或低于其pI的溶液中为带电的颗粒，在电场中能向正极或负极移动。这种通过蛋白质在电场中泳动而达到分离各种蛋白质的技术, 称为电泳 (elctrophoresis) 。

几种重要的蛋白质电泳 *SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，常用于蛋白质分子量的测定。 *等电聚焦电泳，通过蛋白质等电点的差异而分离蛋白质的电泳方法。 *双向凝胶电泳是蛋白质组学研究的重要技术。

（四）层析 层析分离蛋白质的原理 待分离蛋白质溶液（流动相）经过一个固态物质（固定相）时，根据溶液中待分离的蛋白质颗粒大小、电荷多少及亲和力等，使待分离的蛋白质组分在两相中反复分配，并以不同速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的 。

蛋白质分离常用的层析方法 * 离子交换层析：利用各蛋白质的电荷量及性质不同进行分离。 * 凝胶过滤又称分子筛层析，利用各蛋白质分子大小不同分离。

（五）超速离心 * 超速离心法(ultracentrifugation)既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。

教学大纲 本大纲将教材内容分为三个层次，对不同层次的内容，教学要求不同： [了解]：能够识别、记忆有关的概念、定义。 [熟悉]：在了解的基础上，领悟、理解详细内容的整体大轮廓。 [掌握]：在熟悉的基础上，要求知道详细内容的重要细节并能够运用基本理论进行综合分析。此部分内容是学习和考核的重点。

教学大纲 一、蛋白质的化学组成 （一）了解蛋白质的元素组成。 掌握蛋白质元素组成特点及其在蛋白质含量计算中的运用。 （二）掌握蛋白质的基本结构单位—20种氨基酸的结构通式、中文名称及其分类。 掌握氨基酸、肽键、肽、主链、侧链、多肽链N-端、C-端的概念。 了解生物体内具有活性的多肽。

教学大纲 二、蛋白质的分子结构 （一）掌握蛋白质一级结构的概念及主要维系键。 熟悉蛋白质一级结构的意义。 （二）掌握蛋白质二、三、四级结构的概念 及主要维系键。 熟悉α-螺旋及β-折叠的结构要点。 掌握三级结构与蛋白质的性质及活性的关系。 熟悉肽平面、亚基的概念。 （三）蛋白质结构与功能的关系 熟悉蛋白质一级结构、三维结构与其功能的 关系，并了解重要实例。

教学大纲 三、蛋白质的理化性质 四、蛋白质的分类 五、蛋白质的分离纯化及鉴定 （一）掌握蛋白质两性解离、等电点的概念及与其结构的 关系。熟悉电泳的概念。 （二）高分子性质--掌握维持蛋白质亲水胶体稳定的两个 因素并了解其应用。 （三）掌握蛋白质变性的概念、后果并了解其实际应用。 （四）掌握蛋白质沉淀的概念并熟悉使沉淀的常用方法。 （五）了解蛋白质的颜色反应及吸收光谱特点。 （六）免疫学特性--熟悉抗原、抗体、免疫反应的概念。 了解免疫球蛋白的结构和功能。 四、蛋白质的分类 了解蛋白质的多种分类方法。 五、蛋白质的分离纯化及鉴定 了解蛋白质分离、纯化、鉴定的常用方法。

小测验 名词解释 蛋白质三级结构 蛋白质变性