第三章 蛋白质
? 蛋白质是生命活动的主要体现者。构成生命现象的各种活
动主要是通过蛋白质来实现的。
? 蛋白质广布于各种生物组织中，是细胞的重要成分。蛋白
质在生物体内的形成和作用是多样化的。大凡构成生物体
的结构物质（如肌肉蛋白），促进体内化学反应的催化剂
（如酶），调节生理功能的肽类激素，运输氧和二氧化碳
以及传递铁离子的载体（如血红蛋白和铁载体蛋白），抵
抗病菌的抗体，对生物有害的病毒等，其本质均为蛋白质。
? 近年来研究发现在机体脑内、垂体、胃肠道、外周各部位
有许多微量多肽物质，产生各种不同的重要生理作用，控
制着机体生长发育、生殖、代谢、血压调节及胃液分泌。
? 恩格斯指出,, 生命是蛋白体的存在方式，这种存在方
式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断自我更
新。,
第一节 蛋白质的分类
一, 根据组成分类
1,简单蛋白,分子中只含 α -A及其衍生物
(1)白蛋白 (Albumins),又称清蛋白。普遍存在于生物体中，
如血清白蛋白、卵白蛋白、乳白蛋白等。
(2)球蛋白 (Globulins),包括优球蛋白和拟球蛋白。普遍存
在于生物体中，如血清球蛋白、肌球蛋白、乳球蛋白、甲状
腺球蛋白等。
(3)精蛋白 (Protamines),如鲑精蛋白和鲱精蛋白等。
(4)组蛋白 (Histones),如珠蛋白、胸腺组蛋白及鲭组蛋白
等。
(5)硬蛋白 (Albuminoid,Scleroproteine),动物结缔组织
及具有保护功能的蛋白质。如胶原、弹性硬蛋白及角蛋白等。
(6)胶原,皮肤、韧带及骨骼中起支持作用的主要蛋白质。
(7)弹性硬蛋白,存在于弹性组织（韧带及血管）中。
(8)角蛋白,
2,结合蛋白
? 由简单蛋白质与非蛋白质结合而成。酶蛋白中的
非蛋白质部分称为 辅基或辅酶 。
? (1)色蛋白类 (Chromoproteins),为简单蛋白质与
其他色素物质（主要为含铁或镁的卟啉）结合而
成。
? (2)磷蛋白类 (Phosphoproteins),为蛋白质与磷酸
结合而成。
? (3)糖蛋白类 (Glycoproteins),由蛋白质与核酸以
外的糖结合而成。
? (4)脂蛋白类 (Lipoproteins),由蛋白质与脂质结
合而成。
二, 根据蛋白分子的形状分类
? 1,球蛋白,分子似球形。较易溶解，能结
晶，如血液中的血红蛋白、血清球蛋白等。
? 2,纤维蛋白,形状似纤维。分为可溶性纤
维状蛋白（如许多肌肉的结构蛋白、血纤
蛋白原等）及不溶性纤维蛋白质（包括胶
原、弹性蛋白、角蛋白、丝心蛋白等）。
三, 根据生物活性分类
? 1,酶
? 2,激素蛋白
? 3,运输及贮存蛋白
? 4,运动蛋白
? 5,防御蛋白
? 6,受体蛋白
? 7,控制生长与分化的蛋白质
? 8,毒蛋白
? 9,膜蛋白
? 10,非活性蛋白
第二 节 蛋白质的化学性质
一, 蛋白质为高分子有机物
? 1,沉降常数
沉降常数（沉降系数）系指每单位引力场的沉
降分子下降速度，用 S表示，一般在 1× 10-13～
200× 10-13S之间。
S＝ ν /ω2χ ν,沉降速率； ω：离心角速
度； χ,蛋白质界面中点与转子中心距离
? 2,摩擦系数,分子愈是不规则，摩擦系数就
愈大，沉降速度就愈慢。
? 3,扩散常数,系指单位浓度、单位时间和单
位扩散面积时扩散的量。
? 4,微分比容,1g溶质加到一个大体积的
溶液中所占的体积，与颗粒密度呈反比。
? 5,斯托克斯 (stokes)半径,stokes半径
定律说明一个球形颗粒的沉降速度与密
度差、液体粒度和颗粒半径等因素的关
系。可部分说明分子的大小。
? 6,溶液粘度,高度不对称的分子和具有
相同分子量的球形蛋白质分子相比，它
有较高的特性粘度。
二, 蛋白质的两性解离
? 1,两性解离
? 2,等电点
? 3,电泳
三, 蛋白质的变性与凝固
? 变性,若共价结构不变，而构象发生显著改变，称变性
作用。
? 凝固,变性的蛋白质分子互相凝聚为固体的现象称凝固。
? 1,变性因素及机理
? 因素,热（ 60～ 70℃ ）、酸、碱、有机溶剂、辐射、水
杨酸负离子、表面活性剂、酰胺等，以及机械力。
? 机理,
热变性,肽键受过分的热振荡而引起氢键的破坏。
酸碱,破坏盐键。
有机溶剂,降低蛋白质溶液的介电常数。
尿素,形成新的氢键。
? 2,变性蛋白质的特征
溶解度显著减小、结晶性及生物活性皆
消失、易被酶消化。
? 3,抗变性手段
? 4,变性的可逆性
? 四, 蛋白质的变构作用
指蛋白质分子立体即三维空间构象的改变作用
? 五, 蛋白质的沉淀作用
? 1,中性盐
? 2,有机溶剂
? 3,酸
? 4,重金属盐
? 5,生物碱沉淀剂
六, 蛋白质的水解
? 蛋白质 → 月田 → 变性蛋白质 → 蛋白 月示 →
蛋白胨 → 多肽 → 二肽 → 氨基酸
第二 节 蛋白质的制备及分离纯
化
? 一, 原料的选择
? 二, 前处理
? 细胞破碎,剔除结缔组织及脂肪组织
? 机械方法,高速组织捣碎机、玻璃匀浆器、乳
钵
? 物理方法,反复冻融法、冷热交替法、超声波
法、加压破碎法
? 化学及生化方法,有机溶媒法、自溶法、酶法、
表面活性剂处理
? 三, 细胞器的分离,差速离心法
四, 提取
? 1,白蛋白,水、稀盐、稀酸、稀碱，可被 50％饱和度硫
酸铵析出。
? 2,球蛋白,包括真球蛋白和拟球蛋白
真球蛋白,在等电点时不溶于水，但加入少量的盐、酸、
碱，则可溶解。
拟球蛋白,溶于水，可为 50％饱和 (NH4)2SO4析出
? 3,醇溶蛋白,溶于 70～ 80℃ 乙醇中，不溶于水及无水乙
醇。
? 4,壳蛋白,等电点不溶于水和稀盐酸，易溶于稀酸、稀
碱
? 5,精蛋白, 溶于水、稀酸，易在稀氨水中沉淀
? 6,组蛋白,溶于水、稀酸，易在稀氨水中沉淀
? 7,硬蛋白, 不溶于水、盐、稀酸和稀碱
(二 )蛋白质提取
? 1,水溶液提取
? 2,有机溶剂提取
? 3,表面活性剂的利用
? 4,提取物的保护
四, 分离纯化
1,除去杂质
? 核酸沉淀法,核酸沉淀剂、氯化锰、硫酸鱼精蛋白或
链霉素等，必要时也可用脱氧核糖核酸酶除去核酸。
? 醋酸铅沉淀法,除去杂蛋白
? 调 pH值或加热沉淀法,除去杂蛋白
? 选择性变性法,
? 透析法
2、利用溶解度不同的纯化方法
? 盐析法,
? 有机溶剂分离纯化法,
? 3,利用分子形状和大小不同的分离方法
? 凝胶层析,Bio-gel P,sephadex G,sepharose
? 超滤法,
? 4,利用电离性质不同的分离方法
离子交换层析
电泳,凝胶电泳、转移电泳、等电点聚焦技术、层析
聚焦技术
等电点沉淀
? 5,利用生物功能专一性的纯化方法
? 6,高效液相层析
凝胶过滤色谱
离子交换色谱
反相色谱
其他材料的填料
? 五, 浓缩
1,蒸发法
2,冰冻法
3,吸收法
? 六, 结晶
? 七, 干燥
1,真空干燥
2,冷冻真空干燥
3,喷雾干燥
第四 节 临床应用的蛋白质和酶介绍
? 尿激酶 (Urokinase,UK)
? 蛇毒类凝血酶 (Snak venoms thrombin-live
enzyme)
? 蚯蚓纤溶酶
? 超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,
SOD)
? 水蛭素 (Hirudin)
? 蝎毒
? 蜂毒
? 干扰素 (Interferon,IFN)
1、尿激酶的提取与纯化
男性尿
5 m o l / L N a O H
调p H 至9, 0
静置1 h 上清液
5 m o l / L H C l
调p H 至5, 3 ～5, 5
加3 ％( W / V ) 7 3 2 树脂
搅拌1, 5 h
收集树脂
先用0, 1 m o l / L p H 5, 5
磷酸盐缓冲液洗涤
再用0, 1 m o l / L p H 6, 4
磷酸盐缓冲液洗涤
树脂
2 ％氨水洗脱
洗脱液
加( N H 4 ) 2 S O 4 达饱和度6 5 ％
调p H 为8, 6,0 ～2 ℃放置
棕色U K 沉淀
2、超氧化物歧化酶 (SOD)的提取与纯
化
牛血
清洗
离心
血球
溶血
去离子水
溶血液
去血红蛋白
乙醇、氯仿
淡黄色清液
分层
磷酸氢二钾
黄色清液
丙酮沉淀
离心
淡蓝绿色沉淀
动态透析
透析液
上柱
D E A E - 纤维素
收集液
浓缩
浓缩液
冷冻干燥
产品( C u ·Z n - S O D )
? 蛋白质是生命活动的主要体现者。构成生命现象的各种活
动主要是通过蛋白质来实现的。
? 蛋白质广布于各种生物组织中，是细胞的重要成分。蛋白
质在生物体内的形成和作用是多样化的。大凡构成生物体
的结构物质（如肌肉蛋白），促进体内化学反应的催化剂
（如酶），调节生理功能的肽类激素，运输氧和二氧化碳
以及传递铁离子的载体（如血红蛋白和铁载体蛋白），抵
抗病菌的抗体，对生物有害的病毒等，其本质均为蛋白质。
? 近年来研究发现在机体脑内、垂体、胃肠道、外周各部位
有许多微量多肽物质，产生各种不同的重要生理作用，控
制着机体生长发育、生殖、代谢、血压调节及胃液分泌。
? 恩格斯指出,, 生命是蛋白体的存在方式，这种存在方
式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断自我更
新。,
第一节 蛋白质的分类
一, 根据组成分类
1,简单蛋白,分子中只含 α -A及其衍生物
(1)白蛋白 (Albumins),又称清蛋白。普遍存在于生物体中，
如血清白蛋白、卵白蛋白、乳白蛋白等。
(2)球蛋白 (Globulins),包括优球蛋白和拟球蛋白。普遍存
在于生物体中，如血清球蛋白、肌球蛋白、乳球蛋白、甲状
腺球蛋白等。
(3)精蛋白 (Protamines),如鲑精蛋白和鲱精蛋白等。
(4)组蛋白 (Histones),如珠蛋白、胸腺组蛋白及鲭组蛋白
等。
(5)硬蛋白 (Albuminoid,Scleroproteine),动物结缔组织
及具有保护功能的蛋白质。如胶原、弹性硬蛋白及角蛋白等。
(6)胶原,皮肤、韧带及骨骼中起支持作用的主要蛋白质。
(7)弹性硬蛋白,存在于弹性组织（韧带及血管）中。
(8)角蛋白,
2,结合蛋白
? 由简单蛋白质与非蛋白质结合而成。酶蛋白中的
非蛋白质部分称为 辅基或辅酶 。
? (1)色蛋白类 (Chromoproteins),为简单蛋白质与
其他色素物质（主要为含铁或镁的卟啉）结合而
成。
? (2)磷蛋白类 (Phosphoproteins),为蛋白质与磷酸
结合而成。
? (3)糖蛋白类 (Glycoproteins),由蛋白质与核酸以
外的糖结合而成。
? (4)脂蛋白类 (Lipoproteins),由蛋白质与脂质结
合而成。
二, 根据蛋白分子的形状分类
? 1,球蛋白,分子似球形。较易溶解，能结
晶，如血液中的血红蛋白、血清球蛋白等。
? 2,纤维蛋白,形状似纤维。分为可溶性纤
维状蛋白（如许多肌肉的结构蛋白、血纤
蛋白原等）及不溶性纤维蛋白质（包括胶
原、弹性蛋白、角蛋白、丝心蛋白等）。
三, 根据生物活性分类
? 1,酶
? 2,激素蛋白
? 3,运输及贮存蛋白
? 4,运动蛋白
? 5,防御蛋白
? 6,受体蛋白
? 7,控制生长与分化的蛋白质
? 8,毒蛋白
? 9,膜蛋白
? 10,非活性蛋白
第二 节 蛋白质的化学性质
一, 蛋白质为高分子有机物
? 1,沉降常数
沉降常数（沉降系数）系指每单位引力场的沉
降分子下降速度，用 S表示，一般在 1× 10-13～
200× 10-13S之间。
S＝ ν /ω2χ ν,沉降速率； ω：离心角速
度； χ,蛋白质界面中点与转子中心距离
? 2,摩擦系数,分子愈是不规则，摩擦系数就
愈大，沉降速度就愈慢。
? 3,扩散常数,系指单位浓度、单位时间和单
位扩散面积时扩散的量。
? 4,微分比容,1g溶质加到一个大体积的
溶液中所占的体积，与颗粒密度呈反比。
? 5,斯托克斯 (stokes)半径,stokes半径
定律说明一个球形颗粒的沉降速度与密
度差、液体粒度和颗粒半径等因素的关
系。可部分说明分子的大小。
? 6,溶液粘度,高度不对称的分子和具有
相同分子量的球形蛋白质分子相比，它
有较高的特性粘度。
二, 蛋白质的两性解离
? 1,两性解离
? 2,等电点
? 3,电泳
三, 蛋白质的变性与凝固
? 变性,若共价结构不变，而构象发生显著改变，称变性
作用。
? 凝固,变性的蛋白质分子互相凝聚为固体的现象称凝固。
? 1,变性因素及机理
? 因素,热（ 60～ 70℃ ）、酸、碱、有机溶剂、辐射、水
杨酸负离子、表面活性剂、酰胺等，以及机械力。
? 机理,
热变性,肽键受过分的热振荡而引起氢键的破坏。
酸碱,破坏盐键。
有机溶剂,降低蛋白质溶液的介电常数。
尿素,形成新的氢键。
? 2,变性蛋白质的特征
溶解度显著减小、结晶性及生物活性皆
消失、易被酶消化。
? 3,抗变性手段
? 4,变性的可逆性
? 四, 蛋白质的变构作用
指蛋白质分子立体即三维空间构象的改变作用
? 五, 蛋白质的沉淀作用
? 1,中性盐
? 2,有机溶剂
? 3,酸
? 4,重金属盐
? 5,生物碱沉淀剂
六, 蛋白质的水解
? 蛋白质 → 月田 → 变性蛋白质 → 蛋白 月示 →
蛋白胨 → 多肽 → 二肽 → 氨基酸
第二 节 蛋白质的制备及分离纯
化
? 一, 原料的选择
? 二, 前处理
? 细胞破碎,剔除结缔组织及脂肪组织
? 机械方法,高速组织捣碎机、玻璃匀浆器、乳
钵
? 物理方法,反复冻融法、冷热交替法、超声波
法、加压破碎法
? 化学及生化方法,有机溶媒法、自溶法、酶法、
表面活性剂处理
? 三, 细胞器的分离,差速离心法
四, 提取
? 1,白蛋白,水、稀盐、稀酸、稀碱，可被 50％饱和度硫
酸铵析出。
? 2,球蛋白,包括真球蛋白和拟球蛋白
真球蛋白,在等电点时不溶于水，但加入少量的盐、酸、
碱，则可溶解。
拟球蛋白,溶于水，可为 50％饱和 (NH4)2SO4析出
? 3,醇溶蛋白,溶于 70～ 80℃ 乙醇中，不溶于水及无水乙
醇。
? 4,壳蛋白,等电点不溶于水和稀盐酸，易溶于稀酸、稀
碱
? 5,精蛋白, 溶于水、稀酸，易在稀氨水中沉淀
? 6,组蛋白,溶于水、稀酸，易在稀氨水中沉淀
? 7,硬蛋白, 不溶于水、盐、稀酸和稀碱
(二 )蛋白质提取
? 1,水溶液提取
? 2,有机溶剂提取
? 3,表面活性剂的利用
? 4,提取物的保护
四, 分离纯化
1,除去杂质
? 核酸沉淀法,核酸沉淀剂、氯化锰、硫酸鱼精蛋白或
链霉素等，必要时也可用脱氧核糖核酸酶除去核酸。
? 醋酸铅沉淀法,除去杂蛋白
? 调 pH值或加热沉淀法,除去杂蛋白
? 选择性变性法,
? 透析法
2、利用溶解度不同的纯化方法
? 盐析法,
? 有机溶剂分离纯化法,
? 3,利用分子形状和大小不同的分离方法
? 凝胶层析,Bio-gel P,sephadex G,sepharose
? 超滤法,
? 4,利用电离性质不同的分离方法
离子交换层析
电泳,凝胶电泳、转移电泳、等电点聚焦技术、层析
聚焦技术
等电点沉淀
? 5,利用生物功能专一性的纯化方法
? 6,高效液相层析
凝胶过滤色谱
离子交换色谱
反相色谱
其他材料的填料
? 五, 浓缩
1,蒸发法
2,冰冻法
3,吸收法
? 六, 结晶
? 七, 干燥
1,真空干燥
2,冷冻真空干燥
3,喷雾干燥
第四 节 临床应用的蛋白质和酶介绍
? 尿激酶 (Urokinase,UK)
? 蛇毒类凝血酶 (Snak venoms thrombin-live
enzyme)
? 蚯蚓纤溶酶
? 超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,
SOD)
? 水蛭素 (Hirudin)
? 蝎毒
? 蜂毒
? 干扰素 (Interferon,IFN)
1、尿激酶的提取与纯化
男性尿
5 m o l / L N a O H
调p H 至9, 0
静置1 h 上清液
5 m o l / L H C l
调p H 至5, 3 ～5, 5
加3 ％( W / V ) 7 3 2 树脂
搅拌1, 5 h
收集树脂
先用0, 1 m o l / L p H 5, 5
磷酸盐缓冲液洗涤
再用0, 1 m o l / L p H 6, 4
磷酸盐缓冲液洗涤
树脂
2 ％氨水洗脱
洗脱液
加( N H 4 ) 2 S O 4 达饱和度6 5 ％
调p H 为8, 6,0 ～2 ℃放置
棕色U K 沉淀
2、超氧化物歧化酶 (SOD)的提取与纯
化
牛血
清洗
离心
血球
溶血
去离子水
溶血液
去血红蛋白
乙醇、氯仿
淡黄色清液
分层
磷酸氢二钾
黄色清液
丙酮沉淀
离心
淡蓝绿色沉淀
动态透析
透析液
上柱
D E A E - 纤维素
收集液
浓缩
浓缩液
冷冻干燥
产品( C u ·Z n - S O D )
