03-蛋白质-5.ppt

一、一级结构对蛋白质结构功能的影响 二、空间结构变化对蛋白质功能的影响 1、一级结构是空间构象的基础 2、同源蛋白质有顺序同源性 3、蛋白质的一级结构与分子病 4、前体与活性蛋白质一级结构的关系 蛋白质的空间构象的维持是靠次级键的作用，那么空间构象的改变也主要是次级键发生的变化，有的也是二硫键的变化。构象的改变与生物功能的丧失是蛋白质变性的核心。 蛋白质变性的种类： 1、可逆变性：当除去变性物质后，蛋白质的构象又可以恢复原状，生物功能也随之恢复的——复性。 2、不可逆变性：当除去变性因素时，蛋白质的构象不恢复原状，生物功能也不恢复。 蛋白质折叠不是通过随机搜索找到自由能最低的构象。Anfinsen疑题（p237) 同源蛋白质 在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。 如：血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能，细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。 同源蛋白质一级结构（序列）上存在种属差异 这种一级结构的差异又不影响生物学功能；而结构决定了功能，这种差异就一定是并不影响蛋白分子的空间构象的变化。 同源蛋白质一级结构（序列）的特点： ① 同源蛋白质氨基酸序列具有明显的相似性（同源性）。 ② 有许多位置的氨基酸对所有种属来说都是相同的，称不变残基，不变残基高度保守，是必需的。 除不变残基以外，其它位置的氨基酸对不同的种属有很大变化，称可变残基，可变残基中，个别氨基酸的变化不影响蛋白质的功能。 ③ 多肽链长度相同或相近。 通过比较同源蛋白质的氨基酸序列的差异可以研究不同物种间的亲源关系和进化。 亲源关系越远，同源蛋白的氨基酸顺序差异就越大。 进化论有了分子水平上的直接证据。 细胞色素C 分子量：12500左右 氨基酸残基：100个左右，单链。 25种生物中，细胞色素C的不变残基35个。 60种生物中，细胞色素C的不变残基27个。 亲源关系越近的，其细胞色素C的差异越小。 亲源关系越远的，其细胞色素C的差异越大。 人与黑猩猩 0 人与狗 10 人与猴 1 人与酵母 44 胰岛素 ● 有24个氨基酸残基位置始终不变：A．B链上6个Cys 不变，其余18个氨基酸多数为非极性侧链，对稳定蛋白质的空间结构起重要作用。 ● 其它可变氨基酸对稳定蛋白质的空间结构作用不大，但对免疫反应起作用。 ● 猪与人接近，而狗则与人不同，因此可用猪的胰岛素治疗人的糖尿病。 蛋白质一级结构的突变导致分子病 分子病：由于基因突变导致机体合成蛋白质一级结构的改变，从而引起生物功能的障碍，而产生先天性疾病，这就是分子病。 最典型的例子是镰刀形贫血病 在正常人的血红蛋白β-链N末端第6位aa是Glu，而在镰刀形贫血病人中血红蛋白β-链N末端第6位aa是Val。 地中海贫血 （2）、?? 肌红蛋白的氧合曲线 3、?? Hill曲线和Hill系数? 在血液中结合并转运O2 它由2a和2b四条多肽链构成，每个亚基都含有一个血红素分子，血红素中的二价铁原子在与氧结合的前后，并不发生价数的改变。 通过观察发现血红蛋白与氧的结合具有变构效应。 变构效应（allosteric effect):寡聚蛋白中由于一个亚基构象的改变，引起其它亚基构象与功能上的变化，叫变构效应。 （1）血红蛋白的结构 成人： HbA： a2b2 98% HbA2： a2d2 2% 胎儿： HbF a2g2 早期胚胎： z2 e2 血液之所以是红色的，是因为其中的红血球。红血球中的血红蛋白是一种含铁的红色素，它的颜色因含氧量不同而稍有变化。因此，动脉血含氧高而鲜红；静脉血缺氧而偏暗红。红血球也称红细胞，它们在血液中负责运送氧和二氧化碳。红细胞没有细胞核，所以中间凹陷，像一顶小红帽。它的直径只有7微米，每立方毫米中男人平均500万个，女人平均420万个。 血常规包括血红蛋白测定、红细胞计数、白细胞计数及白细胞分类计数4项。 血红蛋白(Hb)：正常男性为120～160g/L，女性为110～150g/L，新生儿 170-200g/L。 红细胞(RBC)计数：正常男性为400-550万/μL，女性为350～500万/μL，新生儿为600～700万/μL； 血红蛋白及红细胞增多，常见于脱水所致血液浓缩或慢性组织缺氧等；其减少则常见于各种贫血； 白细胞(WBC)计数:正常成人为4000～10000/μL，新生儿为15000～20000/μL，6个月至2岁婴儿为11000～120