《生物化學(xué)》蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系課件

1、第一單元 蛋白質(zhì)化學(xué)第三章 氨基酸第四章 蛋白質(zhì)的共價結(jié)構(gòu)第五章 蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)第六章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第七章 蛋白質(zhì)的分離、純化和表征第6章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能三、血紅蛋白分子病四、免疫系統(tǒng)和免疫球蛋白五、肌球蛋白絲、肌動蛋白絲與肌肉收縮一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（一）肌紅蛋白(myoglobin, Mb)的三級結(jié)構(gòu)（二）輔基血紅素(heme)（三）O2與肌紅蛋白的結(jié)合（四） O2的結(jié)合改變肌紅蛋白的構(gòu)象 Mb與O2結(jié)合，F(xiàn)e+被拉回鐵卟啉環(huán)，鐵卟啉環(huán)由圓頂狀變成平面。（五）肌紅蛋白結(jié)合氧的定量分析（見P256曲線）(一)肌紅蛋白的三

2、級結(jié)構(gòu) 抹香鯨肌紅蛋白（三級結(jié)構(gòu)） 盤狀物代表血紅素（二）輔基血紅素結(jié)構(gòu)原卟啉和血紅素結(jié)構(gòu)（三）O2與肌紅蛋白的結(jié)合FeHis圓頂狀Fe水平狀見P255圖6-5F8F段螺旋第8位的HisF段螺旋第8位的HisO2 及 CO 與肌紅蛋白血紅素Fe的結(jié)合咪唑氧合肌紅蛋白 未結(jié)合氧時，5個配位鍵，F(xiàn)e位于卟啉環(huán)上方0.055nm； 結(jié)合氧時， Fe被拉進卟啉環(huán)，His同時被拉動引起構(gòu)象改變。見P255圖6-5結(jié)合咪唑的游離血紅素肌紅蛋白：CO復(fù)合物ABCC二、血紅蛋白 (hemoglobin, Hb) 的結(jié)構(gòu)與功能 (一)血紅蛋白的結(jié)構(gòu) (二)氧結(jié)合引起的血紅蛋白構(gòu)象變化 (三)血紅蛋白的協(xié)同性氧結(jié)

3、合(Hb氧結(jié)合曲線） (四)H+、CO2和BPG對血紅蛋白結(jié)合氧的影響(一)血紅蛋白的結(jié)構(gòu) 血紅蛋白是由四個亞基組成，2個-亞基，2個-亞基，每個亞基由一條多肽鏈與一個血紅素輔基組成 。個亞基以正四面體的方式排列，彼此之間以非共價鍵相連點擊見圖 血紅蛋白 血紅蛋白是由兩個-亞基和兩個-亞基組成的四聚體（22），有穩(wěn)定的四級結(jié)構(gòu)，與氧的親和力很弱。 (二)氧結(jié)合引起的血紅蛋白構(gòu)象變化 但當(dāng)氧與血紅蛋白分子中一個亞基的血紅素輔基的鐵結(jié)合（第六個配位鍵）后， Fe+被拉回卟啉環(huán)，鐵卟啉環(huán)由圓頂狀變成平面，與第5配位鍵連接的His發(fā)生位移，并引起該亞基構(gòu)象改變，一個亞基構(gòu)象的改變又引起其余亞基的構(gòu)象相

4、繼發(fā)生改變，亞基間的次級鍵被破壞，結(jié)果整個分子從緊密的構(gòu)象變成比較松散的構(gòu)象，易于與氧結(jié)合，使血紅蛋白與氧結(jié)合的速度大大加快（Domino Effect ）。 點擊見圖(二)氧結(jié)合引起的血紅蛋白構(gòu)象變化與氧結(jié)合時血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)變化示意圖 (三)血紅蛋白的協(xié)同性氧結(jié)合 (Hb氧結(jié)合曲線）Hb和Mb氧結(jié)合曲線的比較飽和度(四)H+、CO2和BPG 對血紅蛋白結(jié)合氧的影響1. H+ 、CO2促進O2的釋放（Bohr效應(yīng)）2、BPG（2，3-二磷酸甘油酸）降低Hb對O2的親 和力 不同pH下Mb和Hb的氧飽和百分?jǐn)?shù)曲線hemoglobin代謝越快，H+或CO2越多，需要的氧越多，越有利于Hb釋放O2

5、Bohr效應(yīng) 當(dāng)H+增加，pH下降氧飽和百分?jǐn)?shù)曲線向右移動三、血紅蛋白分子病(一)分子病是遺傳的(二)鐮刀狀細(xì)胞貧血病(三)其他血紅蛋白病(四)地中海貧血(二)鐮刀狀細(xì)胞貧血病 這種病在非洲的某些地區(qū)發(fā)展率較高。這種病人最顯著的特點是相當(dāng)一部分紅血球呈鐮刀形。如圖所示。 這種病人的病因在哪里呢？是由于血紅蛋白分子中-鏈上一個氨基酸的差異，即-鏈第6位原來是Glu，現(xiàn)在被Val取代，見圖。Hemoglobin A Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-Hemoglobin S Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys- 1 2 3 4 5 6 7

6、8 如圖所示由于Val取代了Glu，使Hbs鏈表面具有密集的疏水支鏈,這些疏水支鏈?zhǔn)笻bs分子集成長鏈， 很多長鏈聚集成多股螺旋，將紅血球擠扭成鐮刀狀。四、免疫系統(tǒng)和免疫球蛋白（一）免疫系統(tǒng) (二) 免疫系統(tǒng)能識別自我和非我 (三) 在細(xì)胞表面的分子相互作用引發(fā)免疫反應(yīng)（四）免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)和類型（五）基于抗體抗原相互作用的生化分析方法（一）免疫系統(tǒng) 免疫（immunity）： 免疫系統(tǒng)是覆蓋全部機體的防御網(wǎng)絡(luò)。免疫是免疫系統(tǒng)在分子水平上識別“自我”和“非我”，然后破壞那些鑒定為“非我”的實體。通過這種方式消滅細(xì)菌、病毒等病原體。 免疫反應(yīng)主要涉及淋巴細(xì)胞（lymphocyte）和巨噬細(xì)胞（m

7、icrophage），淋巴細(xì)胞又分為兩個細(xì)胞群，B淋巴細(xì)胞和 T淋巴細(xì)胞。 B淋巴細(xì)胞：又稱B細(xì)胞，它在骨髓中發(fā)育完成。 T淋巴細(xì)胞：又稱T細(xì)胞，它雖在骨髓中分泌但最終遷移 到胸腺中完成它們的后期發(fā)育。 B（T）細(xì)胞受體：B（T）細(xì)胞表達(dá)的抗原特異性膜受體。B 淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞： 又稱B細(xì)胞，它在骨髓中發(fā)育完成。通過迅速分裂產(chǎn)生記憶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞來分泌大量可溶性抗體。T 淋巴細(xì)胞T淋巴細(xì)胞： 又稱T細(xì)胞，它雖在骨髓中分泌但最終遷移到胸腺中完成它們的后期發(fā)育。 T細(xì)胞分TH和TC兩個亞群，通過TH （分泌淋巴因子）和TC （獲得胞毒活性）完成免疫。 （四）免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)和類型免疫球蛋白（Ig

8、） 是抗體的一種，由四條多肽鏈組成，兩條大的鏈稱重鏈或 H 鏈，兩條小的鏈稱輕鏈或 L 鏈，它們通過非共價鍵和二硫鍵連接成分子量 150,000 的復(fù)合體。免疫球蛋白共有5個類別： IgG、IgA、IgM、IgD和IgE（五）基于抗體抗原相互作用的生化分析方法ELISA（酶聯(lián)免疫吸附測定） 采用抗原與抗體的特異反應(yīng)將待測物與酶連接，然后通過酶與底物產(chǎn)生顏色反應(yīng)，用于定量測定。 測定的對象可以是抗體也可以是抗原。用于檢測鹽酸克倫特羅、毒品、農(nóng)藥、非典肺炎等。五、肌球蛋白絲、肌動蛋白絲與肌肉收縮 (一)肌纖維的結(jié)構(gòu) (二)肌原纖維由粗絲和細(xì)絲構(gòu)成 (三)骨骼肌的相關(guān)蛋白質(zhì) (四)肌肉收縮的機制：肌絲滑動模型 肌肉收縮主要通過兩種蛋白完成：肌球蛋白是一種ATP酶，水解ATP，將其中化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，機械能控制肌動蛋白（也稱微絲或微管等）的構(gòu)象變化。ATP肌纖維肌細(xì)胞肌肉由許多平行的肌纖維束組成，肌纖維束中的每個肌纖維就是一個肌細(xì)胞。地中海貧血?。≒270） 是一種遺傳性溶血性貧血病,有、多種類型。其共同特點是由于珠蛋白基因的缺陷使血紅蛋白中的珠蛋白肽鏈有一種或幾種合成減少或不能合成。導(dǎo)致血紅蛋白的組成成分改變，本疾病的臨床癥狀輕重不一，大多表現(xiàn)為慢性進行性溶血性貧血。 本病以地中海沿岸國