教程案例教案

第四章蛋白質(zhì)功能課外話M.Perutz佩魯茨（英國(guó)，1914-2002年，年月日生于奧地利維也納。年畢業(yè)于維學(xué)獎(jiǎng)）攻讀生理學(xué)。在霍奇金（1964年化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）的引導(dǎo)下，佩魯茨改而從事蛋白質(zhì)的X射線衍射的研究，并于1940年獲大學(xué)生物化學(xué)博士。100倍以上。因此，當(dāng)時(shí)誰(shuí)都認(rèn)為佩魯茨的研究不可能有任何結(jié)果，但他面對(duì)沒有退縮。佩魯茨與同事肯德魯共同開發(fā)了重X射線照射溶液。X射線照射到晶體時(shí)形成衍射，并在溶液后面的照相底板上形成點(diǎn)陣衍射圖像。為了得到更有價(jià)值的圖像，他在血紅蛋白中加入有機(jī)，從而得到分子201959年測(cè)定出肌紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)并獲得也因此先于導(dǎo)師霍奇金兩年榮獲1962年化學(xué)獎(jiǎng)。肽鏈在肌紅蛋白分子中的空間排列順序。1959年，他闡明了肌紅蛋白分子的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，從而證實(shí)了化學(xué)家鮑林（1954年化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）關(guān)于蛋白質(zhì)分子中存在螺旋體模型的設(shè)想。為此，肯德魯及其同事佩魯茨了1962年化學(xué)獎(jiǎng)。肯德魯很早就參與了由佩魯茨主持的分子生物學(xué)的工作，在此開始了他研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)問題的科學(xué)生涯。蛋白質(zhì)的測(cè)定工作前后歷時(shí)近半個(gè)世紀(jì)，至此才獲得比較的解肯德魯和佩魯茨在試圖測(cè)出蛋白質(zhì)分子更精密結(jié)構(gòu)的過程中，把重金屬如金、水銀等金屬的單個(gè)原子加進(jìn)蛋白質(zhì)的分子中，再進(jìn)行X從而獲得比較清晰的空間結(jié)構(gòu)圖。之后，再由電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算，最終獲得了球狀蛋白質(zhì)分子的精確三結(jié)構(gòu)圖像。組成蛋白質(zhì)分子肽鏈的螺旋區(qū)與非螺旋區(qū)之間還存在有三的不同的排列方式。這類排魯茨稱他們所測(cè)定的螺旋體和散開的肽鏈在球狀蛋白質(zhì)分子中盤來扭去的結(jié)合方式為蛋白質(zhì)定，1962年，二人共同獲得化學(xué)獎(jiǎng)。永久性卷發(fā)（燙發(fā)）是一項(xiàng)生物化學(xué)工二硫鍵還原，切開交聯(lián)形成兩個(gè)半胱氨酸殘基。濕熱氣體使氫鍵斷開，引起多肽鏈的α螺旋硫鍵，但這些半胱氨酸對(duì)與處理前不同。在洗滌和冷卻頭發(fā)后，多肽鏈回復(fù)α螺旋構(gòu)象。由于新形成的二硫鍵造成頭發(fā)纖維α螺旋卷曲束的一些和變形，現(xiàn)在頭發(fā)纖維卷曲成了人們想要的式樣。永久性卷發(fā)并不真正永久，因?yàn)轭^發(fā)是生長(zhǎng)的，新生頭發(fā)中的α-角蛋白是天膠原Pro殘基在由脯氨酰羥化酶催化的反應(yīng)中轉(zhuǎn)變?yōu)镠ypC維持活性。如果飲口愈合不良甚至。山黧豆癥（lathyrism）由長(zhǎng)期攝入山黧屬（Lathyrusodoratus）甜豆引起，其中1類膠原的突變會(huì)imperfecta（而不同，即使單個(gè)氨基酸的變化也能導(dǎo)致致命的。是Ehlers-Danlos綜合癥。C.Anfinsen與核糖核酸酶(ChristianBoehmer華德·斯坦(WilliamHowardStein)共獲1972年化學(xué)獎(jiǎng)。安芬森（，1916~1995年，1916年3月26日生于賓夕法尼亞洲，1937年畢業(yè)于斯沃思莫爾大學(xué)，1939年獲賓夕法尼亞大學(xué)理學(xué)后，赴丹麥卡爾斯伯格深造，1940年返回后到哈佛醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)，1943年獲哈佛大學(xué)生物化學(xué)博士后留任哈佛藥理學(xué)院直到1950年。1950年至1982年，先后任職于丹麥卡爾斯伯格、斯德哥爾、哈佛大學(xué)、國(guó)家疾病。年后任職于霍普金斯大學(xué)直至退休。年月日，安芬森逝世于馬里蘭。安芬森的父母都是來自于挪威的，父親是工程師，家境較好，安芬森從小受到良好程師，以繼承自己的事業(yè)。因?yàn)閺氖录夹g(shù)比從事化學(xué)、生物研究等純科學(xué)研究更易找到理想安芬森繼承了父輩北歐人的遺傳，身材高大、體格健壯而勻稱，而且英俊瀟灑，言談?dòng)哪L(fēng)趣。他既是棒球和橄欖球場(chǎng)上的健將，也是一流的舞者，在學(xué)校里深受異性青睞。甚至的精力放在學(xué)習(xí)上，各種活動(dòng)只不過是調(diào)節(jié)生活的一種。體育運(yùn)動(dòng)既讓他練就不曾脫離過實(shí)驗(yàn)，但又決不僅僅依靠實(shí)驗(yàn)，他將自己在有機(jī)合成領(lǐng)域的特長(zhǎng)運(yùn)用于現(xiàn)物德里克·桑格的進(jìn)一步確定了部分核糖核酸酶肽鏈的基本結(jié)構(gòu)和氨基酸序列。20世紀(jì)70年20世紀(jì)80年代，他著重研究各種酶的純化及重新激活等特性。他用尿素的2-巰基乙醇溶液活性。經(jīng)透析法除去最初加入的試劑后，酶可恢復(fù)初始構(gòu)象和活性。這一反應(yīng)過程最顯著的特征是，雖然由伸展的肽鏈在恢復(fù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)時(shí)，8個(gè)-SH基形成4對(duì)二硫鍵共有105種可能方式，但它們卻總是以同一種正確方式形成。這說明氨基酸序列含有足夠的信息整系的能量降至最低，這就是蛋白質(zhì)鏈折疊的熱力學(xué)假設(shè)。后來，安芬森的蛋白系瘧疾和血紅蛋白瘧疾是影響人類致命的傳染性疾病。瘧疾流行區(qū)域的25億人中，有1億人患病，每年有100萬(wàn)人，其中多數(shù)為幼小的兒童。瘧疾是由寄生于蚊子的瘧原蟲Plasmodium細(xì)血管壁上，血液流向維持生命的，從而導(dǎo)致。帶有鐮狀細(xì)胞的純合因血紅蛋白的突變而飽受鐮狀紅細(xì)胞貧血的困擾，而雜合（擁有血紅蛋白A和S）的人就比較幸運(yùn)了，雜合突變對(duì)他們的血紅蛋白功能幾乎無(wú)影響，并且他們?cè)趪?yán)重的惡性瘧疾后癥狀輕微，且較正常人有更強(qiáng)的抵抗力。在赤道附近的非洲地區(qū)是鐮狀細(xì)胞的流行區(qū)，其瘧疾的比沒有這種的人低，表明鐮血紅蛋白S(HbS)的抗瘧疾機(jī)制是什么早在20世紀(jì)40年代，研究人員就注意到，被稱作血紅蛋白S（或稱鐮狀細(xì)胞血紅蛋白）的血紅蛋白S的血型是如何能夠保護(hù)人們來抵抗瘧疾。S這種異常血細(xì)胞結(jié)構(gòu)的紅細(xì)胞看來能夠限制這種瘧①M(fèi).Cyrklaff,C.P.SanchezandN.Killanetal.HemoglobinsSandCInterferewithActinRemodelinginPlasmodiumfalciparum–InfectedErythrocytes,Science2December2011,Vol.334no.6060pp.1283-1286CyrklaffS的紅細(xì)胞中，該瘧原蟲高度適應(yīng)性隨著海拔高度的上升，氣壓下降，在海拔10000英尺的高度上，氧分壓只有海平面的70％，約110torr。為了維持正常的動(dòng)pO2水平（pO2水平低85torr將導(dǎo)致智力損傷，一天就會(huì)有明顯的適應(yīng)。這是由于紅細(xì)胞中大量合成了BPG,BPG的增加降低了血紅蛋白與O2p50增加血紅蛋白在毛細(xì)血管中釋放氧的數(shù)量（BPG沒BPG不能穿過紅細(xì)胞膜。對(duì)于患有諸如各種貧血和冠狀動(dòng)脈缺血病等限制血的氧合（低氧癥）的來講，BPG濃度也會(huì)有類似的增加。pO2的調(diào)節(jié)劑。過度呼吸是另一個(gè)對(duì)高度的早期反應(yīng)，可能導(dǎo)致呼吸性堿。有趣的是，與較低海拔高度的人們相比，安第斯山和喜馬拉雅山地區(qū)的人們的肺活量高、血紅蛋白水平高和增大（反映出心臟輸出能力。其他的氧轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)地球大氣中氧氣的存在和在代謝燃燒中的利用推動(dòng)了貯氧和轉(zhuǎn)運(yùn)氧的多種機(jī)制的進(jìn)O2在水中溶解度小的限制。菌中的類血紅蛋白的零星出現(xiàn)增加了進(jìn)化過程中在一點(diǎn)或多點(diǎn)從動(dòng)物向細(xì)菌傳遞的可能75000CuHis殘基相連，當(dāng)His和酸性殘基結(jié)合，氧合時(shí)為紫色（脫氧時(shí)為無(wú)色。蚯蚓血紅蛋白多數(shù)在胞內(nèi)，而血合部位超過100。這些蛋白質(zhì)多數(shù)在胞外蛋白質(zhì)中占主導(dǎo)地位。它們還有其他的功能，如作pH的變化和滲透壓的波動(dòng)等。在一些無(wú)脊椎動(dòng)物中，氧結(jié)合蛋白還可作為凝集gltninlectin的早期用詞，常見于復(fù)合詞和組合詞中，如植物凝集素（phytoagglutininPNA）、大豆凝集素（soybeanagglutinin）等。凝集素的最大特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)中含有糖識(shí)別域（carbohydraterecognition,CRD），能識(shí)別細(xì)胞膜表面許多糖蛋白或糖脂中的寡糖。一種凝集素只與某一種特異性糖基專一結(jié)合，如菜豆凝集素只與N-乙酰乳糖胺結(jié)合。細(xì)胞黏著細(xì)胞黏著（celladhesion）是指在細(xì)胞識(shí)別的基礎(chǔ)上，同類細(xì)胞發(fā)生形成CAM（integrins淋巴細(xì)胞歸巢循環(huán)在血液中的淋巴細(xì)胞傾向于回到它原先的淋巴細(xì)胞部位，如淋，這一回歸現(xiàn)象稱為淋巴細(xì)胞歸巢（lymphocytehoming）。淋巴細(xì)胞歸巢的分子基礎(chǔ)是淋巴細(xì)胞與各組織、血管內(nèi)皮細(xì)胞黏著分子的相互作用。通常將淋巴細(xì)胞所表達(dá)的黏著分子稱為淋巴細(xì)胞歸巢受體（lymphocytehomingreceptor,LHR），而將其對(duì)應(yīng)的血管內(nèi)皮細(xì)胞上的黏著分子稱為血管地址素（vascular細(xì)胞含有識(shí)別不同血管地址素的歸巢受體，因此被定向歸巢至特定的淋巴。例如B淋巴細(xì)胞主要?dú)w巢到黏膜締合淋巴組織，而T淋巴細(xì)胞歸巢到淋。研究表明，腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)半壽期（half-life）。促生成素與促甲狀腺素含有可被肝細(xì)胞上的凝集素（受體）識(shí)別的些動(dòng)物（包括流感）通過和宿主細(xì)胞表面的寡糖相互作用附著到它們的宿主細(xì)胞上，流感的凝集素（血細(xì)胞凝集素蛋白）是進(jìn)入和宿主細(xì)胞所必需的。凝集素結(jié)合到宿主細(xì)胞膜糖鏈的唾液酸殘基上。進(jìn)入宿主細(xì)胞后，被，新合成的顆粒被一部分質(zhì)膜包裹，像芽一樣突出于細(xì)胞表面。唾液酸酶修剪掉宿主細(xì)胞寡糖末端的唾液酸殘基，從而釋放顆粒，并防止與該細(xì)胞的。另一輪又開始。治療流感時(shí)，臨應(yīng)用抗藥oseltamivir（Tamiflu）和zanamivir(Relenza)是糖類似物。這些糖類似物通過與宿主細(xì)胞寡糖競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，從而抑制了唾液酸酶，這就防止從的細(xì)胞釋放，同時(shí)也造成顆粒，這兩者阻斷了另一輪。如，多數(shù)胃潰瘍是由幽門螺旋桿菌（Helicobacterpylori）引起的。螺旋桿菌通過其質(zhì)膜桿菌識(shí)別的結(jié)合部位中有一個(gè)斯b寡糖