④ 结构与生物进化
在各种细胞色素C中几乎只有28个位置上的氨基酸残基是完全不变的。不同种属的细胞色素C的氨基酸差异数与种属之间的亲缘关系相关,亲缘关系相近者,氨基酸差异少,反之则多。
细胞色素C中氨基酸变异情况与生物进化的分类基本平行,故可据此描绘出生物进化的系统树。
猕猴和人类的细胞色素C一级结构只有一个氨基酸的差异。 猩猩和人类的细胞色素C一级结构完全相同。
面包酵母与人类的细胞色素C一级结构相差51个氨基酸。
各种生物亲缘关系差别较大,但具有相同功能的蛋白质,其一级结构中与功能密切相关的氨基酸顺序不会发生变化。
五、蛋白质的性质
蛋白质是由氨基酸组成的大分子化合物,所以既有氨基酸的一部分性质,如两性解离、等电点、呈色反应、成盐反应等,又有大分子的一般特性,如高分子量、胶体性等。 蛋白质的理化特性是由其组分及结构所决定的,通常情况下,蛋白质分子结构的改变会最终导致其某些理化特性的变化。 1、蛋白质分子的大小
6-100kdal.
测定方法:渗透压法、超速离心法、凝胶过滤法、聚丙烯酰胺凝胶电泳法
沉降系数:单位离心场强度的沉降速度。1S =1×10-13s
2、蛋白质的紫外吸收
? 280nm有最大吸收峰。因其含有芳香族氨基酸残基:色氨酸、酪氨酸。可用于蛋白质含量的测定。
? 200-220纳米有最大吸收,是由肽键引起的 3、蛋白质的旋光性
由构成蛋白质的各种氨基酸的旋光度和分子中的α-螺旋结构所决定。 通常为右旋,蛋白质变性后,左旋性增大,可用于推算蛋白质分子中α-螺
旋结构的百分含量。 4、蛋白质的两性电离
由于蛋白质是由氨基酸分子聚合而成,游离的氨基酸残基侧链基团及两端的氨基和羧基都可能解离成带正电或负电的基团,因此,蛋白质分子可呈两性解离,是两性电解质。如天冬氨酸、谷氨酸残基侧链的羧基可解离而带负电,赖氨酸残基的侧链氨基、精氨酸残基的胍基和组氨酸残基的咪唑基可解离而带正电。
蛋白质分子中的各种可解离基团受介质pH的影响,蛋白质所带电荷也随之改变。
蛋白质分子的两性解离特性是由其一级结构决定的,含酸性氨基酸多的蛋白质,其水溶液为弱酸性;含碱性氨基酸多的蛋白质,其水溶液为弱碱性。因此,
蛋白质分子在水溶液中的解离状态由所含氨基酸残基的R侧链的种类和数量所决定。而R基的解离又和溶液的pH值密切相关。
蛋白质的等电点(pI) :在一定的介质中,某一蛋白质解离成阴、阳离子的趋势相等,成为两性离子(净电荷为零),此时介质的pH称为蛋白质的等电点。
不同的蛋白质因所含酸性或碱性氨基酸的比例不同,等电点亦不相同。根据蛋白质等电点的不同可通过电泳进行分离蛋白质。 5、蛋白质的胶体性质
蛋白质是亲水胶体
蛋白质的物理性质符合胶体定义 ? 球状蛋白质溶于水
? 球状蛋白质分子量在0.6~100万之间 ;直径在胶体颗粒的范围(1-100nm) ? 分子中的亲水氨基酸残基多位于颗粒表面,在水溶液中能与水起水合作用
胶体的性质 :丁达尔现象;布朗运动;不能透过半透膜;扩散速度慢;粘度大 溶胶是一种蛋白质颗粒分散在水中形成的胶体。 凝胶可以看成是水分散在蛋白颗粒之中形成的胶体。 腐竹就是干燥的凝胶
1)水化层 2)表面电荷
6、蛋白质的变性、沉淀和凝固
? 蛋白质的变性:在某些物理或化学因素作用下,天然蛋白质严密的空间结构
被破坏,从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失(如酶失去催化活力,激素丧失活性),则称之为蛋白质变性作用。
一般认为蛋白质变性本质是次级键的破坏,只有空间构象的改变,并不涉及一级结构的变化。