第四节蛋白质结构与功能的关系.ppt

第4节 蛋白质结构与功能的关系;一、肌红蛋白的结构与功能;（一）肌红蛋白的三级结构;肌红蛋白的内部几乎都是由疏水氨基酸残基组成的，特别是一些疏水性强的氨基酸，如缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸。而表面既含有亲水的氨基酸残基，也含有疏水的氨基酸残基，通常水分子被排除在球蛋白内部，大多数可离子化的残基都位于表面。血红素辅基处于一个由蛋白部分形成的疏水的、象个笼子似的裂隙内，血红素中的铁原子是氧结合部位。无氧的肌红蛋白称之脱氧肌红蛋白，而载氧的分子称之氧合肌红蛋白，可逆结合氧的过程称之氧合作用。 ;抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构;（二）辅基血红素;（三） 02与肌红蛋白的结合;;空间位阻的意义 游离在溶液中的铁卟啉结合CO的能力比O2大25000倍，但在肌红蛋白中，仅比O2大250倍。原因是由于空间位阻造成的。这样可以防止代谢过程中产生的CO占据O2的结合部位。 疏水环境的意义 通常O2与Fe(Ⅱ)接触会使Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)，血红素也是一样。但在肌红蛋白内部，由于疏水的环境， Fe(Ⅱ)不易被氧化。 微环境的作用：固定血红素基；保护血红素铁免遭氧化；为O2提供一个合适的结合部位．;（四） 02的结合改变肌红蛋白的构象;（五）肌红蛋白结合氧的定量分析;二、血红蛋白的结构与功能;（一）血红蛋白的结构;1.血红蛋白的亚基组成;2.血红蛋白的三维结构;图6-9 血红蛋白α链和β链和肌红蛋白构象的相似性;（二）氧结合引起的血红蛋白构象的变化;1.氧合血红蛋白显著改变Hb的四级结构;作为动态构象分子，血红蛋白可以看作是αβ-二聚体的二聚体，也可以看作是相同的二聚体半分子组成：α1β1-亚基和α2β2-亚基对。每个αβ-二聚体作为钢体移动。当血红素基氧合时，分子的两个二聚体半分子彼此滑动。如果一个αβ-二聚体固定不动，则另一个αβ-二聚体将绕一个设想的αβ-二聚体的偏心枢轴旋转约15°并平移0.08nm。;2.血红素铁的微小移动导致血红蛋白构象的转换;3.氧合血红蛋白和去氧血红蛋白代表不同的构象态;;（三）血红蛋白的协同性氧结合（Hb氧结合曲线）;;;（四）H+、CO2和BPG对血红蛋白结合氧的影响;1.H+、和CO2促进氧的释放（Bohr效应）;２.ＢＰＧ降低Hb 对氧的亲和力;;三、血红蛋白与分子病;（一）分子病是遗传的;（二）镰刀状细胞贫血病;1.镰刀状细胞贫血病是血红蛋白分子突变引起的;2.镰刀状细胞血红蛋白的氨基酸序列的细微变化;3.镰刀状细胞血红蛋白可形成纤维状沉淀;4.镰刀状细胞血红蛋白的治疗性矫正;（三）其他血红蛋白病;2.突变发生在血红素辅基附近;3.突变发生在特异的部位;4.突变发生在亚基界面上;;（四）地中海贫血;1. β-地中海贫血;2. a-地中海贫血;四、免疫系统和免疫球蛋白;（一）免疫系统;（二）免疫系统能识别自我和非我;（三）在细胞表面的分子相互作用引发免疫反应;（四）免疫球蛋白的结构和类型;（五）基于抗体—抗原相互作用的生化分析方法;五、肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩;（一）肌纤维的结构;（二）肌原纤维由粗丝和细丝构成;（三）骨骼肌的相关蛋白;（四）肌肉收缩的机制：肌丝滑动模型;六、蛋白质的结构与功能的进化