第八章：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能(12學(xué)時)

1、第八章：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能（12學(xué)時） 第一節(jié)：活性蛋白質(zhì)與前體（PP277-285）2.3.前體蛋白酶的限制性水解切去一個或幾個肽段活性蛋白質(zhì)例如:酶原激素原蛋白酶；激素，或者：前激素原激素原激素、激素與激素原（PP277-279）1.2.提取和確定前體的方法：前體不表現(xiàn)生物活性，活性測定的方法無效。免疫復(fù)合物提取法（主要方法，例如胰島素前體的提取），步驟如下：制備抗激素抗體：以激素作為抗原，注射到實(shí)驗(yàn)動物體內(nèi)，待動物產(chǎn)生 相應(yīng)的抗體后，抽取血清，提取具有交叉反應(yīng)性的抗激素抗體。找出無活性的蛋白質(zhì)：利用激素原能和“抗激素抗體”形成免疫復(fù)合物 的特性，將抗激素抗體與產(chǎn)生激素的腺體的組織勻漿混合

2、，分離提取免 疫復(fù)合物，找出無活性的蛋白質(zhì)，即為可疑的激素原。鑒定激素原：對這種無活性的蛋白質(zhì)測序，與相應(yīng)的激素的一級結(jié)構(gòu)對 比，就能推斷是不是該激素的前體。重組DNA譯碼法：例如“前腦啡肽原”的確定前體與激素在一級結(jié)構(gòu)方面的關(guān)系：見227頁表8-1。前體部分序列與激素相同，或者說，激素的序列包含在前體的序列之中。胰島素與前體1 .胰島素的分布、功能和來源：主要作用于肝、肌肉、脂肪組織，參與糖代謝, 有平衡血糖的作用。作為糖尿病的特效藥，在臨床醫(yī)學(xué)上廣為應(yīng)用。胰島素 原由胰腺中胰島B細(xì)胞產(chǎn)生。胰島素的活化過程：前胰島素原：胰島素原:3.4.（見278頁圖8-1和8-2）信號肽一B-鏈一C-肽鏈

3、一A-鏈（105肽）信號肽酶 切下信號肽（24肽）B-鏈一C-肽鏈一A-鏈（81肽）類胰蛋白酶+類羧肽酶切下 Arg31, Arg32, Lys59, Arg60 和 C 鏈胰島素（A-鏈+B-鏈）（21肽+30肽）便于生物合成；利于二硫鍵正確配對。胰島素：C肽的作用：信號肽的作用：在新生肽鏈的傳送過程中起識別和導(dǎo)向的作用。1.C端為甲硫氨酸;C端為亮氨酸。（見280頁圖8-3 ）腦啡肽與前體腦啡肽的分布和功能：腦啡肽存在于腦區(qū)，與腦細(xì)胞的專一性受體結(jié)合，對機(jī)體具有強(qiáng)烈的鎮(zhèn)痛作用。腦啡肽的種類：甲硫腦啡肽：Tyr-Gly-Gly- Phe-Met亮腦啡肽：Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu

4、前腦啡肽原的一級結(jié)構(gòu)特征：(LEK ) 1 個：位于 230234 ;MEK-RK ) 1 個：位于 261-267;MEK-RGL ) 1 個：位于 189-193;(配對堿性殘基)：三種(Lys-Arg ; Lys-Lys ; Arg-Arg ), 12 個。4.腦啡肽結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系:Tyr1 :Gly2 :Gly3 :P he4：Met5 :全長267個氨基酸殘基（人體）；信號肽段1個：位于124 ;甲硫腦啡肽（MEK） 4 個：位于 100104、107111、136140、210214; 亮腦啡肽甲七肽（ 甲八肽（ 酶切位點(diǎn)以甲氧基取代酚羥基，失去活性；前面加一個Arg，活性下降;

5、改為D-Ala （ D型丙氨酸），則鎮(zhèn)痛作用大大提高；為活性必需的，不能被取代；可被Trp或者N-CH 3-Phe取代；但不能被 Tyr和Leu取代； 去除則活性下降；延長一個Thr，則活性不變。pp279-283)二、酶與酶原（體內(nèi)蛋白酶的來源和功能： 胃和胰臟：產(chǎn)生消化食物蛋白質(zhì)的酶； 血液：產(chǎn)生導(dǎo)致血液凝固的蛋白酶。酶原的概念：酶的前體，含有酶的一級結(jié)構(gòu)的氨基酸殘基序列，但是由于多余肽段的存在，沒有形成活化中心的立體結(jié)構(gòu)（功能域），因而不具有催化活性。在生理活動需要時，在其他酶和/或因子的作用下，切去多余的肽段，形成酶。10種酶原激活的條件和過程：見281頁，表8-2。 胰凝乳蛋白酶原的

6、激活1.激活過程：（282頁，圖8-4）胰凝乳蛋白酶原：1.2.3.單鏈,n -胰凝乳蛋白酶:雙鏈,245肽，5對二硫鍵胰蛋白酶Arg15 Ile16之間切斷15肽+230肽，酶活性最高，但不穩(wěn)定n -胰凝乳蛋白酶（自身激活）切開三處釋放 2 個 2 肽：Ser14-Arg15 ;Thr147-As n148A鏈、B鏈、C鏈，穩(wěn)定，但活性較低三鏈:a -胰凝乳蛋白酶：2.活化中心的形成：（催化部位變化不大，結(jié)合部位從無到有） 催化部位（Asp102、His57、Ser195）:酶原和酶的分子構(gòu)象非常相似，活化中心的催化部位具有相同的取向（282-283頁，圖8-5 A.和B.）。 結(jié)合部位（1

7、89192位口袋）：是酶原中不存在的（283頁圖8-6）。胰凝乳蛋白酶結(jié)合部位形成的機(jī)理：Ile16氨基質(zhì)子化：15-16切開后，Ile16與Asp 194羧基形成離子鍵。 形成“口袋”結(jié)構(gòu)：上述離子鍵的形成，引起一系列的構(gòu)象變化：-Met192從酶分子內(nèi)部轉(zhuǎn)移到分子表面，暴露疏水側(cè)鏈；- Gly187和Gly193伸展，形成疏水“口袋”，可與底物結(jié)合；- Ser195和Gly193的亞氨基也與底物羰基氧形成氫鍵。胰蛋白酶原的激活1. 激活過程：（284頁，圖8-7）（提前教室畫圖） 激活的地點(diǎn)：來自胰臟，在12指腸激活。 過程：在腸激酶或者胰蛋白酶的催化下，切下N端6肽。2 .連鎖反應(yīng)：（2

8、84頁，圖8-8）（提前教室畫圖）三、兩類前體的不同功能（PP283-285） 表兩類前體功能和結(jié)構(gòu)的比較前體前激素原/前酶原激素原/酶原多余肽段的 生理作用：信號肽：起識別和向?qū)ё饔茫瑢⑿?生肽輸送到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，信號 肽切除后，肽段進(jìn)入儲存 場所分泌顆粒。多余肽段：起阻礙活化中心或者活性 肽形成的作用，是酶的無活 性儲備形式，接受生理功能 調(diào)節(jié)。多余肽段的 結(jié)構(gòu)特征：信號肽：數(shù)目：1個；位置：多肽鏈的 N端； 長度：1530個殘基； 殘基：很強(qiáng)的疏水性。多余肽段：數(shù)目：1至多個； 位置：末端或肽段的中部； 長度：或長或短；殘基：切口處常有 Arg,Lys第二節(jié)：血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（pp285-

9、299）一、概述1.2.3.pp285-285） 分布及功能 存在于人和脊椎動物的紅細(xì)胞中，是02和CO2的運(yùn)載工具。學(xué)科發(fā)展史上的貢獻(xiàn) 在結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的研究上，它是研究得最清楚的蛋白質(zhì)。 血紅蛋白的種類和亞基的組成 HbA ： HbA 2： HbF：在成人體內(nèi)為主要成分，占 在成人體內(nèi)為次要成分，占 是胎兒的主要血紅蛋白。95% 以上；2 % 左右；二、血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)（ 血紅蛋白一、二、三、四級結(jié)構(gòu) 一級結(jié)構(gòu)特征： （以 HbA 為例）見 286 頁的圖 a鏈和3鏈有60處氨基酸殘基是相同的，占pp285-291)1.8-942 % ；2.3. a鏈和3鏈與肌紅蛋白有23處相同，占16

10、 % ；二、三級結(jié)構(gòu)： a鏈和3鏈與肌紅蛋白三者的構(gòu)象高度相似，走向相同（見圖 三者的差異見 288頁表 8-4（以肌紅蛋白作標(biāo)準(zhǔn)） 。 四級結(jié)構(gòu)：（見 288頁的圖 8-1）8-11）；四聚體結(jié)構(gòu)：為四面體排布（二面體對稱），體積：6.4 X 5.5X 5 nm。亞基的接觸：分為兩種a i/ 3 1 或者（a 2/ 3 2）:兩條鏈之間有 34 個殘基的接觸，共形成 17-19 個氫鍵，接觸面積較 大，形成一個穩(wěn)定的二聚體，不受 02 結(jié)合作用的影響； a i/ 3 2 或者（a 2/ 3 1）:兩條鏈之間只有 19 個殘基的接觸，接觸面積較小，受02結(jié)合作用的影響。能把兩個二聚體聯(lián)系成為一

11、個四聚體。脫氧血紅蛋白的亞基間的離子鍵（見 289 頁的圖 8-13 ） ：總共 8個1與a 2之間的離子鍵：兩個末端離子鍵，兩個鏈間的離子鍵；1 或者3 2的各自鏈內(nèi)離子鍵一個，共兩個；1 與3 2之間離子鍵一個；2 與3 1 之間離子鍵一個。(X這種四聚體對氧分子的親和力低于亞基，也低于氧合血紅蛋白。 脫氧血紅蛋白亞基與 DPG 間的離子鍵（見 290頁的圖 8-14 ） ：共 6個DPG:是2,3-二磷酸甘油醛的簡稱，位于四聚體的中央空穴中。 離子鍵： DPG 帶負(fù)電荷，與3 1 和3 2 上六個（每鏈三個）帶正電荷 的基團(tuán)形成離子鍵。作用：使脫氧血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，降低對氧分子的

12、親和力。 原卟啉、鐵原子（見 212 頁 圖 6-24 提前畫圖 ； 291 頁 圖 8-15） 血紅素、 血紅素：位于各亞基的疏水性空穴中，由一個原卟啉和一個鐵原子組成。 原卟啉：由 4 個吡咯基構(gòu)成，呈扁平狀，鐵原子位于中央。 鐵原子：通過 2個共價鍵和 2 個配位鍵與原卟啉的 4個氮原子相連，另外還 5 配位鍵和第 6 配位鍵。1.2.3.能形成 2 個具有非常重要生物功能的配位鍵，稱為第血紅素與珠蛋白的結(jié)合、氧分子的結(jié)合位 血紅素與珠蛋白的結(jié)合依靠來自1.2.E和第5配位鍵與F8組氨酸的相連： 位鍵與鐵原子相連； 第6配位鍵與E7組氨酸的相連：（291 頁圖 8-15）F螺旋上的E7和

13、F8位上的兩個組氨酸:F8位上的組氨酸距離血紅素較近，直接以配E7位上的組氨酸距離血紅素較遠(yuǎn),不能直接與鐵原子相連，因此在兩者之間形成了一個空間； 氧分子的結(jié)合位：上述的空間就是氧分子的結(jié)合位。氧分子在這個位置上的 結(jié)合是一種可逆的結(jié)合過程。疏水性空穴：水分子可以障礙氧分子的結(jié)合。為了防水，珠蛋白為血紅素構(gòu) 筑了一個防水的空穴。三、血紅蛋白對氧分子的結(jié)合（PP291-292）結(jié)合狀態(tài)的決定因素： 血紅蛋白與氧分子的可逆結(jié)合主要取決與血液中的氧分壓（ 在肺部，氧分壓高： 在組織，氧分壓低：3.4.1.P02):2.3.Hb + 4 0 2Hb(O2)4；Hb(O2)4 Hb + 4 02式中Hb

14、成為脫氧血紅蛋白；Hb（O2）4稱為氧合血紅蛋白 每個血紅蛋白有四條肽鏈，故可以與四個氧分子結(jié)合。鐵原子的變價： 在血紅蛋白分子中，鐵原子可以有二價與三價的變化： 在Hb中，鐵原子為亞鐵：Fe2* ； 在Hb（O 2）4中，鐵原子為三價鐵：Fe3+。 血紅蛋白氧飽和度（丫）:（有時簡寫為HbO2）。100%血紅蛋白上已結(jié)合氧分 子的氧結(jié)合部位數(shù)4.Y 血紅蛋白應(yīng)能結(jié)合氧分子的氧結(jié)合部位總數(shù)血紅蛋白的氧結(jié)合曲線（氧解離曲線）：即全部為脫氧血紅蛋 坐標(biāo)系：P02為橫坐標(biāo)；丫為縱坐標(biāo)：最低值為 0%白，最高值為100%即全部為氧合血紅蛋白。 特征：肌紅蛋白為雙曲線型，血紅蛋白為S型（見292頁 圖8

15、-16 ）。四、血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)（ PP292-293）1. 變構(gòu)效應(yīng)的概念：變構(gòu)效應(yīng)（allosteric effect）指的是：在蛋白質(zhì)分子中一個亞基由于與配子體 （例如氧分子）的結(jié)合，導(dǎo)致亞基的構(gòu)象發(fā)生變化，隨之引起相鄰亞基的構(gòu)象和功能發(fā)生改變的現(xiàn)象。許多蛋白質(zhì)和酶都具有變構(gòu)效應(yīng)。2. 血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng)：書上的Adair模型的推導(dǎo)過程請同學(xué)自己看，不作要求。模型要點(diǎn)是： 血紅蛋白的4個亞基（或者4個氧結(jié)合位）之間有協(xié)同作用； 這種協(xié)同作用使結(jié)合常數(shù) K1 K2 K3 K 4,換句話說，對氧分子的結(jié)合， 一個比一個更容易，具體就表現(xiàn)為這種S型曲線；在血紅蛋白分子中，a -亞基首先與氧分

16、子結(jié)合，氧分子引起a-亞基構(gòu)象變化。這種構(gòu)象變化使相鄰的B-亞基的構(gòu)象隨之發(fā)生變化，排除了B亞基氧分子結(jié)合部位的空間障礙，提高了B-亞基對氧的親和力。五、血紅蛋白的變構(gòu)過程（ pp293-295 ） 是實(shí)際測量結(jié)果加上推斷得出理論假說。 1鐵原子和血紅素的變化： 原子半徑的變化：在血紅素中，鐵原子由于其電子所占外層軌道的不同， 而有高自旋和低自旋兩種狀態(tài)。在脫氧血紅蛋白中，鐵原子處于高自旋 狀態(tài)，半徑大;在氧合血紅蛋白中，鐵原子處于低自旋狀態(tài)， 血紅素構(gòu)象的變化： （參見 294 頁圖 8-17）在脫氧狀態(tài)， 大，不能嵌合在卟啉環(huán)的中央小孔，而偏離原卟啉平面 與Fe2+結(jié)合時，鐵原子由高旋狀態(tài)

17、變成低旋狀態(tài)，半徑縮小半徑小。 由于鐵原子半徑0.06 nm;當(dāng) 0213 %，于是23鐵原子移動0.06 nm,進(jìn)入原卟啉的中央小孔， 并且牽動了 F8 His向原卟 啉平面的位移，從而引起蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生變化。亞基三級結(jié)構(gòu)的變化：F8 His 向原卟啉平面的位移,引起亞基三級結(jié)構(gòu)的變化包括：F螺旋、EF拐角、FG拐角發(fā)生位移 F 螺旋與 H 螺旋之間的空隙變小（見 HC2 Tyr 的酚基排出空隙之外; 導(dǎo)致與相鄰亞基相連的離子鍵斷裂（見見 294 頁 圖 8-18 ）；296 頁 圖 8-21 ），使位于該空隙的 四級結(jié)構(gòu)的變化：296頁 圖 8-21）。a 1 3 1二聚體與a 2

18、3 2二聚體之間相對位置旋轉(zhuǎn)15,平移0.08 nm ;3 2相對于a 1旋轉(zhuǎn)了 13.5 0： 3 2的AspG1（99）與a i的TyrC7（42）之間的氫 鍵消失，而新建3 2的AsnG4（102）與a1的AspG1（94）之間的氫鍵（295頁 圖 8-21 ）； 兩個3亞基之間的空隙變小,擠出了 DPG 分子,兩個3亞基之間的離子 鍵全部斷裂；上述變化進(jìn)一步使維持四級結(jié)構(gòu)所有的離子鍵都斷裂；血紅蛋白分子由緊密的 T構(gòu)象轉(zhuǎn)變成松弛的 R構(gòu)象，對O2親和力提高； 3亞基的構(gòu)象變化，使對氧分子結(jié)合的空間障礙（E11Val）消失，3亞基也與氧結(jié)合。六、S型氧合曲線的生理意義（PP295-296

19、）1 血液流經(jīng)肺部時：肺部氧分壓相對較高,但是受環(huán)境氣壓的影響較大。即使 02分壓從 100 毫米汞柱降至 80 毫米汞柱（例如從平原進(jìn)入高原地區(qū)） ,由于 S 型曲線上部較為平坦, 血液的氧飽和度并不受很大的影響, 氧飽和度僅下降 2 %（從 0.95 降至 0.93）,血紅蛋白仍然能夠保證充分的攝氧能力。2 血液流經(jīng)組織時：進(jìn)入了解離曲線的中段,氧分壓從 40 毫米汞柱降至 20 毫 米汞柱,血液的氧飽和度隨之下降 30 %（從 0.60 降至 0.30）,保證了血液在 流經(jīng)氧分壓低的在組織時,即使氧分壓僅有較小的變化,氧合血紅蛋白的解 離也有明顯的增加,從而釋放出更多的 02,保證組織需

20、要。七、影響血紅蛋白氧親和力的因素（ pp296-299 ）氧親和力：指的是血紅蛋白對氧結(jié)合的牢固程度，表示為P0250，含義是血紅蛋白中的氧達(dá)到半飽和程度所需要的氧分壓。 氧親和力越高， 血紅蛋白與氧分子的結(jié)合 越牢固，則釋放給給組織的氧就越少;反之越低， 組織就能得到更多的氧供應(yīng)。影 響血紅蛋白氧親和力的因素有： H+、C02、DPG 等濃度， Hb 的變異。 質(zhì)子（H +）和二氧化碳（CO2）的影響1.2.3.波爾效應(yīng)（Bohr effect）:質(zhì)子濃度和二氧化碳分壓，能夠降低血紅蛋白對氧分子的親和力，促使氧解離曲線右移（297頁圖8-22）。波爾效應(yīng)（Bohr effect）的生理意義

21、： 當(dāng)血液流經(jīng)組織時：與血液相比，組織的pH值較低，CO2分壓較高，曲線右移，因而有利于氧合血紅蛋白釋放02,同時02的釋放又促進(jìn)了脫氧血紅蛋白分子與 H+和CO2的結(jié)合； 當(dāng)血液流經(jīng)肺部時：由于肺氣泡的O2分壓較高，促使脫氧血紅蛋白分子釋放H+和CO2。CO2的呼出，曲線左移，有利于氧合血紅蛋白的生成。波爾效應(yīng)（Bohr effect）的發(fā)生機(jī)理：H+有助于離子鍵形成：日+與鏈N末端Vai的一NH2結(jié)合：生成正電基團(tuán)一 NH3+，后者再 與另一個a鏈的C末端的一COO 結(jié)合形成離子鍵；日+與8鏈His146的咪唑基結(jié)合：生成帶正電荷的基團(tuán)，后者再與同 一條鏈上的B Asp94的側(cè)鏈一COO

22、結(jié)合形成離子鍵；CO2也有助于離子鍵形成：與N末端的a NH2發(fā)生可逆反應(yīng)，生成 H+和R NH COO；后者可與B 82 Lys和a 141 Arg的正電基團(tuán)生成離子鍵 這些離子鍵增加了脫氧血紅蛋白的穩(wěn)定性從而降低了對氧的親和力。 2,3-二磷酸甘油酸（DPG）的影響1 .DPG的來源和特征：DPG分子量雖然不DPG是一種有機(jī)磷酸酯，是紅細(xì)胞中糖酵解支路的產(chǎn)物。 大，但是帶有高密度的負(fù)電。DPG的右移作用：DPG能夠穩(wěn)定脫氧血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)，降低后者對氧分子的親和力，使血 紅蛋白的氧合曲線右移（見298頁 圖8-23）。DPG的右移作用的發(fā)生機(jī)理： 脫氧血紅蛋白分子的中央空穴較大，可以容納

23、1個DPG分子。在氧分壓低的組織中，DPG與血紅蛋白的結(jié)合能力大于O2，同時在血紅蛋白中 DPG又與O2是互不相容，這樣在血紅蛋白與DPG結(jié)合的同時，就必須釋放O2;而另一方面，與 DPG的結(jié)合使得血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，使血紅蛋白對O2的親和力進(jìn)一步降低。當(dāng)血液流經(jīng) O2分壓低組織時：紅細(xì)胞中的DPG能促進(jìn)氧合血紅蛋白釋放 更多的O2,以滿足組織對 O2的需要。DPG的濃度越大，則釋放的 O2越 多。故DPG濃度變化是調(diào)節(jié)血紅蛋白分子對O2親和力的重要因素；在有呼吸困難時：例如在空氣稀薄的高山上的人，或者有換氣困難的肺氣腫病人，其紅細(xì)胞中的 DPG濃度都會代償性增加，使為數(shù)不多的氧合血 紅

24、蛋白分子盡量地釋放 O2，以滿足組織對O2的需要。胎兒紅細(xì)胞中的 DPG :胎兒紅細(xì)胞中血紅蛋白主要是HbF （a 2 丫 2） , HbF對O2的親和力比HbA高，這使胎兒血液流經(jīng)胎盤時，HbF能從胎盤的另側(cè)母體的HbA奪取到O2。其原因是丫鏈的143位是絲氨酸而不是組氨酸， 故而HbF結(jié)合DPG的能力弱，因而對 O2親和力高。DPG的生理作用： 第三節(jié)：分子?。≒P299-305）一、概述1.2.（PP299-300）分子?。╩olecular disease）:這一名詞常用來稱呼蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的氨基酸序 列與正常有所不同的遺傳病。病因是DNA分子上的基因突變，機(jī)體合成了失去正?；钚缘漠惓?/p>

25、蛋白質(zhì)，或者是缺失了某種蛋白質(zhì)，影響了機(jī)體的正常生 理功能，而產(chǎn)生的疾病。由于病因是基因的突變，故分子病可以遺傳。 基因突變的類型： 單個堿基取代；一個或多個密碼子的嵌入或缺失; 基因的連接；終止密碼子的變異等3.異常血紅蛋白：即單個 單個堿基取代：目前發(fā)現(xiàn)的異常血紅蛋白絕大多數(shù)是第一種類型， 堿基的取代。單個堿基引起蛋白質(zhì)異常的機(jī)理如下： 按照蛋白質(zhì)生物合成的翻譯機(jī)理（A-U、G-C、C-G、T-A配對）：DNA 所含的A、G、C、T （腺、鳥嘌呤；胞、胸腺嘧啶）； mRNA 所含的U、C、G、A （尿、胞嘧啶；鳥、腺嘌呤、mRNA中四種核苷酸，三個一組相連，可以排列組成64種三聯(lián)密碼子。6

26、4個密碼子中61種對應(yīng)于20種不同的氨基酸（每種氨基酸，少則對應(yīng)1種密碼子，如蛋氨酸 AUG、色氨酸UGC ;多則對應(yīng)6種密碼子，如精氨酸、亮 氨酸），如果三聯(lián)密碼子中某個堿基被取代，就有可能翻譯出不同的氨基酸， 造成蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的錯誤（見2-4頁表1-1,第5列）。舉例：參見299頁 圖8-24:（提前畫表）4.其它突變類型：還可以見到一個或多個密碼子的嵌入或缺失等等情況。 異常血紅蛋白的分類：改換分子表面：改換活性部位：改換三級結(jié)構(gòu)：改換四級結(jié)構(gòu)：取代發(fā)生在分子的表面，絕大多數(shù)無害（HbS等例外）；變異發(fā)生在血紅素附近，影響對氧的結(jié)合； 多肽鏈?zhǔn)フ?gòu)象，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定； 在亞基之間界面上

27、的突變，常具有異常的氧親和力。異常Hb正常B鏈異常B鏈位置DNAmRNA1 AADNAmRNAAAHbS6CTTGAAGluCATGUAValHbC6CTTGAAGluTTTAAALysHb Siriraj7CTTGAAGluTTTAAALysHbE26CTTGAAGluTTTAAALysHb Ms63GTACAUHisATAUAUTyrHb N95TTTAAA1 LysCTTGAAGlu100二、分子表面突變的血紅蛋白一鐮刀狀紅細(xì)胞貧血癥（PP300-302）1. 概況：暴露于血紅蛋白 （HbA ）分子表面是極性的氨基酸殘基。在人類以及各種動物的血紅蛋白之間，分子表面的氨基酸殘基有顯著的差異

28、。說明這部分 的氨基酸容易變異，它們對于血紅蛋白的功能是不重要的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的 多種在分子表面發(fā)生氨基酸取代的異常血紅蛋白，絕大多數(shù)是無害的。只有 一小部分，例如：HbS、HbC、HbE、HbI、HbK等可以引起臨床癥狀。2. 鐮刀狀紅細(xì)胞貧血癥： 分布及危害：鐮刀狀紅細(xì)胞貧血癥在非洲黑人中流行。因?yàn)榧t細(xì)胞中含 有HbS血紅蛋白，使病人的紅細(xì)胞呈鐮刀狀，而不是正常的扁圓形（見300頁 圖8-25）。鐮刀狀紅細(xì)胞極易破碎，壽命短，造成嚴(yán)重的貧血，危 及生命。遺傳學(xué)分析表明，患者若為純合子（HbS/HbS ），其紅細(xì)胞中HbS 含量高達(dá)95%以上，患者很難活到成年；患者若為雜合子（HbS/HbA），

29、紅細(xì)胞中HbS含量約為35%，臨床癥狀不嚴(yán)重，不危及生命，但能將疾 病的基因傳給下一代。HbS與HbA 級結(jié)構(gòu)的差異：如上表所述，決定B 6位氨基酸的mRNA 的三聯(lián)密碼子由 GAA變成了 GUA , （DNA中：CTT變成了 CAT;）,使 得氨基酸由Glu變成為Vai。HbS與HbA三級結(jié)構(gòu)的差異：相同點(diǎn)：B6位氨基酸都位于分子表面；不同點(diǎn)：在 HbS中B 6位氨基酸疏水側(cè)鏈不帶電荷，HBA中B 6位氨基酸側(cè)鏈帶負(fù)電荷。使脫氧 HbS在紅細(xì)胞中的溶解度大大降低。B亞基6位粘斑和血紅蛋白纖維的形成：在HbS中B 6位氨基酸疏水側(cè)鏈起到了粘斑的作用（301頁圖8-26）,使得HbS分子可以形成

30、細(xì)長的 聚合體，即一股螺旋纖維。幾股螺旋纖維進(jìn)一步纏繞在一起，就形成了 直徑為17nm和21.5 nm的兩種纖維（302頁圖8-27 ）。它們使紅細(xì)胞變 成了鐮刀形，而這種細(xì)胞就容易破碎，導(dǎo)致貧血，最后危及生命。三、活性部位突變的血紅蛋白一HbM病和CHBHA ?。╬p302-303） 先天性青紫癥（HbM?。?.HbM病的分布和危害：HbM病發(fā)現(xiàn)于世界各地區(qū)和各種種族。在HbM的四聚體中只有半數(shù)的血紅素可以與02結(jié)合，結(jié)果產(chǎn)生組織供氧不足，導(dǎo)致臨床上的先天性青紫癥狀，以 及繼發(fā)性的紅細(xì)胞增多癥。2.血紅蛋白名稱氨基酸的取代氧親和力波爾效應(yīng)M Bost onTyra 58(E7)His降低降低

31、M IwateTyra 87(F8)His降低降低M Saskatoo nTyrB 63(E7)His正常存在M Hyde ParkTyrB 92(F8)His正常存在M Milwaukee-1GluB 67(E11)Val降低存在HbM病的發(fā)病機(jī)理（見 303頁 圖8-28）：3. CHBHACHBHAHbM的分類：分為以下五種類型 表8-6血紅蛋白M的類型酪氨酸Tyr對E7和F8 His的取代：見于前四種 HbM病。由于Tyr殘基 的負(fù)離子（一 0）與血紅素的Fe 3+構(gòu)成了離子鍵，從而使血紅素固定 在高鐵（Fe 3+）狀態(tài)，受影響的血紅素喪失了與氧結(jié)合的能力。谷氨酸Glu對B 67 （E

32、11） Vai的取代：見于最后一種 HbM病。B 67 （E11） Vai 與B 63 （E7） His非常接近，相距4個殘基，這在a螺旋上大致相當(dāng)于轉(zhuǎn)了 一圈，因此兩者指的方向相同。由于Glu帶負(fù)電荷，它也能與血紅素的Fe 3+構(gòu)成了離子鍵，從而使血紅素固定在高鐵（Fe 3+）狀態(tài)，受影響的血紅素喪失了與氧結(jié)合的能力。病的發(fā)病機(jī)理（見 290頁表8-5和304頁 圖8-29）:病又稱為“先天性亨氏小體溶血性貧血癥”。與血紅素接觸的氨基酸殘基都位于血紅素空穴的周圍，這些殘基絕大多數(shù)都 是非極性的殘基，非極性殘基與血紅素互相作用，可以將血紅素固定在該空穴之中，這對于血紅蛋白的功能是必需的。如果上

33、述殘基被極性殘基取代，可以使血紅素脫離血紅蛋白，不能攜帶氧分子，失去血紅蛋白的功能。，故這一而沒有血紅素的珠蛋白也會發(fā)生變性、沉淀形成所謂的“亨氏小體”類的分子病又稱為“先天性亨氏小體溶血性貧血癥” 。四、三級結(jié)構(gòu)突變的血紅蛋白(pp303-304)1 殘基被脯氨酸 Pro 取代，造成三級結(jié)構(gòu)的破壞：Pro是a螺旋的破壞者(參見 200頁上)。如果脯氨酸取代了螺旋段中的氨基 酸殘基，則血紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)就會遭到破壞，從而產(chǎn)生不穩(wěn)定的血紅蛋白 和 CHBHA 。例如：Hb Duarte 是3 62 (E6) 的 Val 被 Pro 取代所致；Hb Genoa 是3 28 (B10) 的 Leu

34、被 Pro 取代所致。2 殘基的缺失，造成三級結(jié)構(gòu)的破壞： 許多種不穩(wěn)定的血紅蛋白，由于多肽鏈關(guān)鍵部位缺失一個或多個氨基酸殘基， 從而使a螺旋和肽鏈的構(gòu)象受到破壞，導(dǎo)致血紅蛋白的穩(wěn)定性下降，喪失了 結(jié)合02的能力。例如(見 304頁圖8-30):Hb Freiburg 是由于3 23 (B5) 缺失所致；Hb Gun Hill 是由于 3 91 3 95 (即 F7FG2)缺失所致。五、四級結(jié)構(gòu)突變的血紅蛋白(1a1圖 8-20)：99 (G1) Asp與a 42(G7)Tyr之間形成一個氫鍵；102 (G4) Asn與a 94(G1)Asp之間形成一個氫鍵。pp304-305) 亞基之間界面

35、上的相對位移： 在正常情況下，在氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白互相轉(zhuǎn)變時，血紅蛋白的四 級結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，包括a1 3 2 (或者a 23 1 )的接觸處兩條肽鏈發(fā)生明顯的前后位移(見 295 頁在脫氧狀況下：3 在氧合狀況下：3 當(dāng)這一個氫鍵形成時，另一個就破壞；另一個形成時，這一個就破壞。維持了血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)構(gòu)象的穩(wěn)定。 如果相關(guān)的殘基被取代， 會引起血紅蛋白變構(gòu) 效應(yīng)的喪失，出現(xiàn)異常的氧親和力(升高或降低) 。23 99 (G1) Asp 被取代： 如果3 99 (G1) Asp 被取代，將會破壞脫氧狀態(tài)構(gòu)象的穩(wěn)定性，氧親和力升高。 屬于這類的突變血紅蛋白有：Hb Yakima ：His

36、-3 99 (G1) Asp ；Hb Kempsey ：Asn-3 99 (G1) Asp ；Hb Radcliffe ：Ala -3 99 (G1) Asp ；3 102 (G4) Asn 被取代：如果B 102 (G4) Asn被取代，將會破壞氧合狀態(tài)構(gòu)象的穩(wěn)定性，氧親和力降低。屬于這類的突變血紅蛋白有：Hb Kansas：Thr 3 102 (G4) Asn。第四節(jié)：蛋白質(zhì)的進(jìn)化（ pp305-313 ） 一、蛋白質(zhì)分子進(jìn)化的一般規(guī)律： （ pp305-306） 123456104個（個別 103 個）108個111114個（一般為 112 個）在 N 端增長了 4 個 在 N 端增長了

37、 58 個突變理論：蛋白質(zhì)是 DNA 基因表達(dá)的產(chǎn)物。結(jié)構(gòu)基因的突變會導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的變異。 自然選擇的淘汰：如果變異有損于蛋白質(zhì)的生物功能，則有關(guān)的生物個 體就受到自然選擇的淘汰，得不到延續(xù)； 物種的進(jìn)化：如果變異有助于蛋白質(zhì)的生物功能的改進(jìn)，或者新的功能 的產(chǎn)生，就有可能促成物種的進(jìn)化； 中性突變：在更多的情況下，蛋白質(zhì)的生物功能不受影響，則這種突變 可以得以遺傳，稱為中性突變。同源蛋白： 指的是：由共同的祖先蛋白質(zhì)分子經(jīng)過變異和自然選擇而產(chǎn)生的功能上相同、 相關(guān)、甚至不同，但是結(jié)構(gòu)上有某種程度相似性的不同蛋白質(zhì)。例如血紅蛋 白與肌紅蛋白就是同源蛋白（結(jié)構(gòu)相似，功能相關(guān)） 同源蛋白的進(jìn)化趨

38、勢： 功能完善：使蛋白質(zhì)所具備的功能得以保全，并得以完善； 功能異化：使蛋白質(zhì)產(chǎn)生新的功能。功能異化是蛋白質(zhì)進(jìn)化的普遍現(xiàn)象。 守恒氨基酸殘基（嚴(yán)格守恒） ： 指的是：在生物進(jìn)化過程中，始終保持不變氨基酸殘基。守恒氨基酸殘基一 般與蛋白質(zhì)分子的生物功能保持密切的關(guān)聯(lián)。尤其是與活性部位（包括與金 屬輔基或輔酶相結(jié)合的位置）構(gòu)象有關(guān)的氨基酸殘基均不會發(fā)生改變，這是 維持蛋白質(zhì)生物功能的基本條件。疏水核疏水性的守恒（相對守恒） ： 蛋白質(zhì)分子的疏水核，其疏水作用對維持蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象有重要的作用， 因此在進(jìn)化過程中，疏水核中的個別殘基可以置換，但疏水性是守恒的。 蛋白質(zhì)分子表面的變異（相對易變） ：

39、由于分子內(nèi)部的氨基酸殘基通常對維系三維結(jié)構(gòu)比較重要，因此變異較多發(fā) 生在蛋白質(zhì)分子表面上。在同源蛋白的進(jìn)化過程中，氨基酸殘基之間的置換 有下列規(guī)律：殘基側(cè)鏈的大小、形狀、柔性、電荷、氫鍵形成能力等越近似， 則置換越容易發(fā)生。例如： Lys 被置換為 Arg ；Ile 被置換為 Leu 等等。二、細(xì)胞色素 C 分子的進(jìn)化（ pp306-313 ） 細(xì)胞色素 C 一級結(jié)構(gòu)的種族差異 1 用細(xì)胞色素 C 分子研究進(jìn)化的優(yōu)勢： 分布廣泛：細(xì)胞色素 C 是生物界中廣泛存在的一種古老蛋白質(zhì)，從細(xì)菌 到人，一切需要氧的生物體中都有細(xì)胞色素C 存在。 結(jié)構(gòu)簡單：細(xì)胞色素 C 分子結(jié)構(gòu)比較簡單，大小合適，容易純

40、化、結(jié)晶， 結(jié)構(gòu)測定比較方便?，F(xiàn)在，已經(jīng)測出近 100 種生物的細(xì)胞色素 C 一級結(jié)構(gòu)。 2 細(xì)胞色素 C 一級結(jié)構(gòu)的種族差異： 多肽鏈殘基數(shù)目的差異： 脊椎動物： 昆蟲： 植物：一級結(jié)構(gòu)殘基改變數(shù)與親緣關(guān)系(見人與黑猩猩：完全相同；人與恒河猴：相差一個殘基；人與馬：相差12個殘基;人與烏龜：相差15個殘基;人與金槍魚：相差21個殘基;人與蠶蛾：相差31個殘基;人與小麥：相差43個殘基;人與面包酵母：相差45個殘基;306頁 表8-7):以人為例 生物進(jìn)化樹：Dickerson等人根據(jù)各種生物的細(xì)胞色素 c 一級結(jié)構(gòu)的差異和相同性，繪 制出生物界的進(jìn)化樹(evoiuti on ary tree

41、)，與生物分類學(xué)所繪制的進(jìn)化樹 是一致的。細(xì)胞色素C三級結(jié)構(gòu)的保守性從表8-7中發(fā)現(xiàn)，在不同物種的細(xì)胞色素c 一級結(jié)構(gòu)中，有 26個位置的氨基酸殘基是完全不變的(守恒殘基)。這些守恒殘基分散在多肽鏈的各個部位。在分子進(jìn)化過程中，細(xì)胞色素c的一級結(jié)構(gòu)雖然有較大的變化，但是三級結(jié)構(gòu)基本上保持不變(見 312頁 圖8-32)O血紅素結(jié)合位(功能域)的嚴(yán)格保守性(312頁圖8-32):血紅素是細(xì)胞色素 c分子的電子傳遞中心，在生物進(jìn)化中保持不變。 Cys14和Cys17的S原子與血紅素的乙烯基共價相連；Met18的N原子和Met80的S原子與血紅素的 Fe原子配位鍵相連; Tyr48和Trp59與血紅

42、素的丙酸基以氫鍵相連。8-7)：1 .血紅素疏水環(huán)境的嚴(yán)格保守性(表70-80位11個殘基參與形成血紅素的疏水環(huán)境，都是守恒殘基。多肽鏈轉(zhuǎn)彎處的嚴(yán)格保守性： Pro (30, 71,76); Gly (29, 34, 45, 77, 84)。環(huán)狹縫疏水基團(tuán)的保守性取代：環(huán)繞狹縫的16個疏水殘基：Leu (32, 35, 64, 68, 94, 98)6 個；3個;2 個;2 個;2 個;1個。Ile (81,85, 95)Pro (30, 71)Phe (10, 46)Tyr 輕 67)Trp (59)雙下畫線為守恒殘基；單下畫線為保守性取代殘基。所謂保守性取代指 的是：化學(xué)性質(zhì)相似的氨基酸殘

43、基之間的互相置換現(xiàn)象。例如：Leu 與 lie;Vai 與 lie;Phe 與 Tyr;電子傳遞通道的守恒殘基：血紅素與環(huán)境之間有兩個通道，其中左通道由5274肽段組成，是電子的傳遞通道，其中 Trp59, Tyr67, Tyr74是3個疏水守恒殘基。5.第五節(jié)：蛋白質(zhì)變性( pp313-326)一、概述( pp313-315 ) 引起變性的因素：、尿素、1 化學(xué)因素：包括：酸、堿、有機(jī)溶劑(如：乙醇、甲醇、丙酮、乙醚)鹽酸胍、SDS、三氯乙酸、磷鎢酸、水楊酸等等；2 物理因素：包括：熱、紫外線、X 射線、超聲波、高壓、表面張力、劇烈的振蕩、研磨、攪拌等等。 變形現(xiàn)象：變性蛋白有下列表現(xiàn)1物理

44、性質(zhì)的改變：包括溶解度下降，凝集、沉淀； 失去結(jié)晶能力； 出現(xiàn)流動雙折射現(xiàn)象； 特性黏度增加； 旋光值和橢圓度的改變； 熒光光譜發(fā)生變化。2化學(xué)性質(zhì)改變：包括 消化率提高：在變性前不易被水解，但變性后，水解部位增加，加快。 內(nèi)部基團(tuán)暴露：變性后，埋藏在分子內(nèi)部的基團(tuán)暴露到了分子的表面。 從而變得可以與某些試劑發(fā)生反應(yīng)了。3生物性能的改變：包括 抗原性質(zhì)的改變：抗體失去與專一抗原結(jié)合的能力；4 生物功能的喪失：例如，酶失去催化活性、激素失去生理調(diào)節(jié)功能等。 天然蛋白質(zhì)：沒有發(fā)生上述變化的蛋白質(zhì)，就是天然蛋白質(zhì)。 狹義天然蛋白質(zhì)：在體內(nèi)條件下，具有呈現(xiàn)全部生物功能所需要的精確 構(gòu)象的蛋白質(zhì)。 廣義

45、天然蛋白質(zhì)：一般來說，關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究是在體外進(jìn) 行的，需要從體內(nèi)分離提純蛋白質(zhì)。因此，把具有生物活性的離體蛋白 質(zhì)也稱為“天然”蛋白質(zhì)，并假定這種蛋白質(zhì)的構(gòu)象，完全類似于體內(nèi) 天然蛋白質(zhì)的構(gòu)象。廣義天然蛋白質(zhì)的概念用得更為頻繁。 變性的概念1 變性的定義：由于外界因素的作用，使天然蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象發(fā)生了異常變 化，從而導(dǎo)致生物活性的喪失，以及物理、化學(xué)性質(zhì)的異常變化。變性可以 涉及次級鍵、二硫鍵的斷裂，但不涉及一級結(jié)構(gòu)的斷裂。2 變性的程度：變性的程度有大小之分：小的變性只引起很小的構(gòu)象變化，以 致于目前的實(shí)驗(yàn)手段都無法測量；大的變性可以用物理、化學(xué)的方法測量。測定蛋白質(zhì)的比活性：

46、用幾種方法提純的蛋白質(zhì)，若得到相同的比活性，就 可認(rèn)為，此蛋白質(zhì)制劑是天然蛋白質(zhì)。比活性可以追蹤純化蛋白質(zhì)變性程度。 測定蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)： 觀察蛋白質(zhì)的溶解度是否下降， 是否凝集、 沉淀； 以天然蛋白質(zhì)作對照，測定蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)。例如： a 用旋光法測定蛋 白質(zhì)的旋光度的變化；b用圓二色法測定蛋白質(zhì)的橢圓度變化；c以紫外差示光譜法測定蛋白質(zhì)消光系數(shù)的變化； d 以粘度法測量蛋白質(zhì)溶液的特征粘度變 化；e以電泳法測定蛋白質(zhì)的電泳遷移率的變化等。測定蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)：例如：測定蛋白質(zhì)分子中某側(cè)鏈基團(tuán)與專一性試劑 蛋白質(zhì)變性的鑒定方法231反應(yīng)的數(shù)目，觀察參加反應(yīng)的側(cè)鏈基團(tuán)數(shù)目有無增加；測定蛋白

47、質(zhì)的水解速 度，看蛋白質(zhì)被水解的速度有無增加。4 測定蛋白質(zhì)的抗原性：用免疫法測定蛋白質(zhì)的抗原性是否改變，抗體能不能 與抗原專一性結(jié)合。5 測定方法的綜合應(yīng)用：檢查蛋白質(zhì)變性的情況往往要采用多種方法，最后觀 察其綜合結(jié)果，才能得到確切的結(jié)論。 變性研究的重要意義：掌握變性條件，掌握變性條件，利用變性條件，利用變性過程，123防止產(chǎn)生變性：大多數(shù)從事該領(lǐng)域研究的人，都希望認(rèn)識和 以得到高活性的蛋白質(zhì)和酶制劑。 研究亞基特征：例如：亞基的拆離和亞基分子量的測定。研究各種作用力：例如：維持二級、三級、四級結(jié)構(gòu)的作用力；研究各種作用力在活性部位上的作用。二、變性和復(fù)性（ pp321 -325） 可逆變

48、性和不可逆變性1概念： 可逆變性：除去變性因素之后，在適當(dāng)?shù)臈l件下，蛋白質(zhì)構(gòu)象可以由變 性態(tài)恢復(fù)到天然態(tài)的變性，稱為可逆變性； 不可逆變性：除去變性因素之后，蛋白質(zhì)構(gòu)象不能由變性態(tài)恢復(fù)到天然 態(tài)的變性，稱為不可逆變性。2可逆變性的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：血紅蛋白：多種方法所致的血紅蛋白變性都可以設(shè)法使它復(fù)性，復(fù)性后 的蛋白質(zhì)的許多指標(biāo)，如溶解度、結(jié)晶性質(zhì)、特征光譜、對氧的親和力 等都與天然蛋白質(zhì)一樣。RNA 酶：在溫和堿性條件下，由于巰基乙醇和 8 mol/L 脲的作用，發(fā)生 了變性。二硫鍵全部斷裂，肽鏈完全伸展，酶活性全部喪失。如果用透 析的方法除去變性劑，并在 O2 存在的條件下，讓二硫鍵重新生成，則酶

49、 的活性接近全部恢復(fù)，晶體的 X 射線衍射圖譜，與天然晶體完全相同。胰蛋白酶：在酸性溶液中，經(jīng)過70100 C的熱處理，便喪失活性和溶解性。如果適當(dāng)冷卻，仍然可以恢復(fù)原來的酶活性和溶解度。40 年代之前，都認(rèn)為蛋白質(zhì)變性是不可逆的，但是后來的實(shí)驗(yàn)研究表明，有 些蛋白質(zhì)的變性是可逆的。這些實(shí)驗(yàn)包括：雖然，上述例子證明了蛋白質(zhì)變性是可逆的，但是為數(shù)很少，大多數(shù)蛋白質(zhì) 的變性是不可逆的。3不能復(fù)性的原因： 從理論上講，大多數(shù)蛋白質(zhì)的變性應(yīng)該是可逆的。不少蛋白質(zhì)之所以不能復(fù) 性，主要原因是因?yàn)樗枰臈l件復(fù)雜，如：折疊所需要的輔因子、蛋白酶 的徹底去除、解離和結(jié)合的條件、巰基的保護(hù)等等，未能掌握和滿足

50、。 蛋白質(zhì)的變性過程：1. 天然態(tài)（ N ）和變性態(tài)（ U）：天然態(tài)：指的是天然蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象，蛋白質(zhì)的多肽鏈處于折疊狀態(tài)；變性態(tài)：指的是變性蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象，蛋白質(zhì)的多肽鏈處于伸展?fàn)顟B(tài)。2.3.中間態(tài)（I）:部分蛋白質(zhì)的變性過程包含1個或多個中間態(tài)（中間構(gòu)象狀態(tài)）。例如：-乳球蛋白，在鹽酸胍作用下，其變性過程包含一個中間態(tài)；磷酸化酶b在尿素作用下，其變性過程包含 變性的可逆過程：天然態(tài)2個中間態(tài)。變性態(tài)（折疊態(tài)）在某些變性條件下（變性）（伸展態(tài)）在某些有利于天然態(tài)的條件下（復(fù)性）（折疊態(tài)）天然態(tài)變性過程的二態(tài)性（見 322頁 圖8-37）: 實(shí)驗(yàn)證明：在蛋白質(zhì)的變性（伸展）過程中，肽單位要

51、么呈充分折疊的狀態(tài)（N）,要么呈充分伸展的狀態(tài)（U）;如果某蛋白質(zhì)在變性過程中存在中間態(tài)（I）,則中間態(tài)（I）存在的時間也是極為短暫，即所謂的“二態(tài)性”。例如:肽鏈的伸展百分?jǐn)?shù)為 50 %，這時的情況是：50 %的肽單位是處于充分伸展?fàn)?態(tài)；余下的肽單位則是處于充分折疊狀態(tài)。而不是 100 %的肽單位同時處于 半折疊構(gòu)象狀態(tài)。變性過程的協(xié)同性：實(shí)驗(yàn)還證明：在蛋白質(zhì)的變性過程中，在某一個折疊構(gòu)象中，一旦任何一個 肽單位發(fā)生變性，由折疊態(tài)變成為伸展態(tài)，都會導(dǎo)致這個折疊單位中其他肽 單位也發(fā)生一致的變化。形象地說，蛋白質(zhì)的變性過程好象“多米諾骨牌”的變化一樣：具有“二態(tài)性”：也具有“協(xié)同性”。4.5

52、.蛋白質(zhì)的復(fù)性過程：蛋白質(zhì)的復(fù)性過程（重新折疊）比變性過程（伸展）的動力學(xué)變化要復(fù)雜得多。1 .1個或多個中間態(tài)（I）。但是，所有的中間態(tài)（Ii, 和折疊態(tài)（N）穩(wěn)定。過程表達(dá)如下：復(fù)性的概念：當(dāng)無活性的伸展的蛋白質(zhì)處于有利于折疊的最適環(huán)境里，伸展 的肽鏈會自動折疊成天然的折疊態(tài)，并恢復(fù)成天然的折疊態(tài)，并恢復(fù)全部的 生物活性，稱為復(fù)性。復(fù)性過程的擇優(yōu)性：雖然多肽鏈有能力采取許多不同的構(gòu)象，例如100個殘基的多肽鏈可能形成 10100個不同的構(gòu)象，但是復(fù)性過程采取一種目前還不能 解釋的擇優(yōu)方式進(jìn)行，復(fù)性過程具有恢復(fù)天然蛋白質(zhì)的唯一構(gòu)象的趨勢。復(fù)性過程的步驟：復(fù)性過程通常包含二個或更多的步驟，過程

53、較為復(fù)雜。和 變性過程相同的是，可能包括I2In）都不如伸展態(tài)（U ）5.U I1I2I3 In N中間產(chǎn)物的檢測：并不是每個中間產(chǎn)物都可以積累到可以檢測的水平，一般 只有限速步驟之前的中間產(chǎn)物，才有可能積累到一定的水平，并被檢出；即 它的形成速度常數(shù)大于消失速度常數(shù)。充分折疊的蛋白質(zhì)：Baldwin等人的研究表明，蛋白質(zhì)的充分折疊一般要經(jīng)歷 兩個或兩個以上速度不等的的重新折疊步驟（根據(jù)速度的不同可以分為“快 速重新折疊”和“慢速重新折疊”）;而充分折疊的蛋白質(zhì)，總是以其中最慢步驟的速度形成（瓶頸效應(yīng)） 。6 造成慢速折疊的原因： 只有肽鍵中所有異構(gòu)態(tài)都與折疊態(tài)所要求的一致時，伸展的肽鏈才能重新折 疊。而糾正錯誤構(gòu)象的異構(gòu)體的是一種緩慢的過程。 與脯氨酸 Pro 殘基相鄰的肽鍵的“順反異構(gòu)現(xiàn)象” ； 其它錯誤構(gòu)象的異構(gòu)體（也有可能是先折疊，后糾正）。而在溶液中7 Uslow、Ufast 和 N 態(tài)之間的平衡（ 323-324 頁，翻譯有問題） 要點(diǎn)：如果存