蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件

1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能三、血紅蛋白分子病三、血紅蛋白分子病四、免疫球蛋白四、免疫球蛋白五、蛋白質(zhì)的氨基酸序列與生物學(xué)功能五、蛋白質(zhì)的氨基酸序列與生物學(xué)功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（一）、蛋白質(zhì)功能的多樣性（一）、蛋白質(zhì)功能的多樣性 1. 催化功能催化功能-酶酶 2. 調(diào)節(jié)功能調(diào)節(jié)功能-激素、基因調(diào)控因子激素、基因調(diào)控因子 3. 轉(zhuǎn)運(yùn)功能轉(zhuǎn)運(yùn)功能-膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、血紅膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、血紅/血清蛋白血清蛋白 4. 貯存功能貯存功能-乳、蛋、谷蛋白乳、蛋、谷蛋白 5. 運(yùn)動(dòng)功

2、能運(yùn)動(dòng)功能-鞭毛、肌肉蛋白鞭毛、肌肉蛋白 6. 結(jié)構(gòu)成分結(jié)構(gòu)成分-皮、毛、骨、牙、細(xì)胞骨架皮、毛、骨、牙、細(xì)胞骨架 7. 支架作用支架作用-接頭蛋白接頭蛋白 8. 防御功能防御功能-免疫球蛋白免疫球蛋白 9. 異常功能異常功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能（一）三級(jí)結(jié)構(gòu)（一）三級(jí)結(jié)構(gòu)肌紅蛋白（肌紅蛋白（myoglobin，Mb）主要存在于肌肉中，是主要存在于肌肉中，是哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物細(xì)胞主要是肌細(xì)胞貯存和分配氧細(xì)胞主要是肌細(xì)胞貯存和分配氧的蛋白質(zhì)。的蛋白質(zhì)。肌紅蛋白由一條多肽肌紅蛋白由一條多肽鏈和一個(gè)輔基血紅素（鏈和一個(gè)輔基血紅素（heme）構(gòu)成，相對(duì)分子量構(gòu)成，相對(duì)分子

3、量16700，含，含153個(gè)氨基酸殘基。除去血紅素個(gè)氨基酸殘基。除去血紅素后僅剩下的肽鏈部分稱為脫輔基后僅剩下的肽鏈部分稱為脫輔基蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)（apoprotein),又叫又叫珠蛋珠蛋白白，它和血紅蛋白的，它和血紅蛋白的、亞基有亞基有明顯的同源性，它們的構(gòu)象和功明顯的同源性，它們的構(gòu)象和功能也極為相似。血紅素非共價(jià)地能也極為相似。血紅素非共價(jià)地結(jié)合在珠蛋白的疏水空穴中。結(jié)合在珠蛋白的疏水空穴中。 抹香鯨肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)抹香鯨肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（二）輔基（二）輔基血紅素由原卟啉血紅素由原卟啉（protoporphyrin ）中間結(jié)合一個(gè)）中間結(jié)合一個(gè)Fe原子構(gòu)成，

4、原卟原子構(gòu)成，原卟啉啉是由是由4個(gè)吡咯環(huán)個(gè)吡咯環(huán)通過甲叉橋連接而通過甲叉橋連接而成的扁平環(huán)狀化合成的扁平環(huán)狀化合物。物。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件丙酸基丙酸基乙烯基乙烯基乙烯基乙烯基甲基甲基乙烯基乙烯基血紅素血紅素卟啉環(huán)中央結(jié)合卟啉環(huán)中央結(jié)合Fe原子，原子，F(xiàn)e原子通常是八面體配位，原子通常是八面體配位，應(yīng)該有應(yīng)該有6個(gè)配位鍵，其中個(gè)配位鍵，其中4個(gè)與個(gè)與4個(gè)吡咯環(huán)的個(gè)吡咯環(huán)的N原子相原子相連，另兩個(gè)配位鍵分布在連，另兩個(gè)配位鍵分布在卟啉環(huán)的上下。卟啉環(huán)的上下。Fe原子可原子可以是二價(jià)的或三價(jià)的，相以是二價(jià)的或三價(jià)的，相應(yīng)的血紅素稱為應(yīng)的血紅素稱為亞鐵亞鐵血紅血紅素（素（ferroheme，

5、heme）和高鐵血紅素（和高鐵血紅素（ferriheme，hematin），相應(yīng)的肌紅蛋），相應(yīng)的肌紅蛋白稱為白稱為亞鐵亞鐵肌紅蛋白肌紅蛋白（ferromyoglobin）和高）和高鐵肌紅蛋白鐵肌紅蛋白（ferrimyoglobin，metmyoglobin）。）。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（三）（三）O2與與Mb的結(jié)合的結(jié)合蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件近端組氨酸遠(yuǎn)端組氨酸蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件空間位阻空間位阻蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件CO的毒性作用 第第6個(gè)配位位置的空間位阻很重要。游離在溶個(gè)配位位置的空間位阻很重要。游離在溶

6、液中的鐵卟啉結(jié)合液中的鐵卟啉結(jié)合CO的能力比結(jié)合的能力比結(jié)合O2強(qiáng)強(qiáng)25000倍，倍，但在肌紅蛋白中，血紅素對(duì)但在肌紅蛋白中，血紅素對(duì)CO的親和力僅比對(duì)的親和力僅比對(duì)O2的親和力大的親和力大250倍。肌紅蛋白（還有血紅蛋白）降倍。肌紅蛋白（還有血紅蛋白）降低對(duì)低對(duì)CO的親和力，可以有效地防止代謝過程中產(chǎn)的親和力，可以有效地防止代謝過程中產(chǎn)生的少量生的少量CO占據(jù)它們的占據(jù)它們的O2結(jié)合部位。盡管如此，結(jié)合部位。盡管如此，當(dāng)空氣中當(dāng)空氣中CO的含量達(dá)到的含量達(dá)到0.06%0.08%即有中毒即有中毒的危險(xiǎn)，達(dá)到的危險(xiǎn)，達(dá)到0.1%則會(huì)導(dǎo)致死亡。則會(huì)導(dǎo)致死亡。 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件O2 2和

7、CO與肌紅蛋白血紅素Fe（）的結(jié)合蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件肌紅蛋白的蛋白質(zhì)部分的作用 通常情況下，通常情況下，O2分子與分子與Fe（）緊密接觸）緊密接觸會(huì)使會(huì)使Fe（）氧化成）氧化成Fe（），溶液中游離的），溶液中游離的亞鐵血紅素很容易被氧化成高鐵血紅素，但在亞鐵血紅素很容易被氧化成高鐵血紅素，但在肌紅蛋白中，由于血紅素處于疏水環(huán)境中，血肌紅蛋白中，由于血紅素處于疏水環(huán)境中，血紅素紅素Fe（）不容易被氧化。）不容易被氧化。 同樣是血紅素，與不同的蛋白質(zhì)結(jié)合后，具同樣是血紅素，與不同的蛋白質(zhì)結(jié)合后，具有不同的功能，如在細(xì)胞色素有不同的功能，如在細(xì)胞色素C中，血紅素起中，血紅素起可逆電子載體的

8、作用，過氧化氫酶中，血紅素可逆電子載體的作用，過氧化氫酶中，血紅素催化催化H2O2歧化成水和歧化成水和O2。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件肌紅蛋白血紅素Fe原子的位移 肌紅蛋白血紅素在沒有與肌紅蛋白血紅素在沒有與O2結(jié)合時(shí)，鐵原結(jié)合時(shí)，鐵原子是向第子是向第 5 配位體方向（配位體方向（His F8）突出的。當(dāng)）突出的。當(dāng)與與O2結(jié)合時(shí)，鐵原子被拉回到卟啉平面。結(jié)合時(shí)，鐵原子被拉回到卟啉平面。 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件肌紅蛋白血紅素Fe原子的位移 肌紅蛋白血紅肌紅蛋白血紅素在沒有與素在沒有與O2結(jié)結(jié)合時(shí)，鐵原子是合時(shí)，鐵原子是向第向第 5 配位體方配位體方向（向（His F8）突出）突出的。當(dāng)

9、與的。當(dāng)與O2結(jié)合結(jié)合時(shí)，鐵原子被拉時(shí)，鐵原子被拉回到卟啉平面。回到卟啉平面。 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（四）（四）Mb的氧結(jié)合曲線的氧結(jié)合曲線 MbO2Mb+O2氧合氧合Mb去氧去氧Mb氧合氧合Mb與與去氧去氧Mb的濃度比與氧濃度成正比的濃度比與氧濃度成正比蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 氧分?jǐn)?shù)飽和度（氧分?jǐn)?shù)飽和度（fractional satuation ） 肌紅蛋白分子總數(shù)肌紅蛋白分子總數(shù)氧合肌紅蛋白分子數(shù)氧合肌紅蛋白分子數(shù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 Y=1 Mb被氧完全飽和被氧完全飽和 Y=0.5 p(O2)=K=P50P50 ：Mb被氧半飽和時(shí)的氧分壓被氧半飽和時(shí)的氧分壓蛋白質(zhì)的

10、結(jié)構(gòu)與功能(9)課件YMb氧結(jié)合氧結(jié)合/ /解離曲線解離曲線蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件Hill圖圖蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件氧與肌紅蛋白結(jié)合的Hill圖蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能( hemoglobin， Hb )1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：1 、2、1、2亞基亞基蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件卟啉鐵卟啉鐵蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件肌紅蛋白肌紅蛋白 血紅蛋白血紅蛋白 血紅蛋白血紅蛋白蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件遠(yuǎn)端組氨酸蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件近端組氨酸蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 肌紅蛋白肌紅蛋白 / 血紅蛋白血

11、紅蛋白 / 血紅蛋白血紅蛋白lAAAA序列不相同，結(jié)構(gòu)相似序列不相同，結(jié)構(gòu)相似l結(jié)構(gòu)決定功能（載氧）結(jié)構(gòu)決定功能（載氧）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 血紅蛋白是一個(gè)四聚體蛋白，它與肌紅蛋血紅蛋白是一個(gè)四聚體蛋白，它與肌紅蛋白相比，出現(xiàn)了一些新的性質(zhì)。血紅蛋白的氧白相比，出現(xiàn)了一些新的性質(zhì)。血紅蛋白的氧合具有正協(xié)同同促效應(yīng)，即一個(gè)合具有正協(xié)同同促效應(yīng)，即一個(gè)O2的結(jié)合促進(jìn)的結(jié)合促進(jìn)同一分子其它亞基與同一分子其它亞基與O2的結(jié)合。具有這種性質(zhì)的結(jié)合。具有這種性質(zhì)的蛋白質(zhì)稱為別構(gòu)蛋白（也有負(fù)協(xié)同效應(yīng)的）。的蛋白質(zhì)稱為別構(gòu)蛋白（也有負(fù)協(xié)同效應(yīng)的）。 血紅蛋白的別構(gòu)效應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件別構(gòu)效

12、應(yīng)：別構(gòu)效應(yīng)：多亞基蛋白質(zhì)一般具有多個(gè)配體結(jié)合部位,一個(gè)配體與蛋白質(zhì)上的一個(gè)結(jié)合部位的結(jié)合影響同一個(gè)蛋白質(zhì)上其他結(jié)合部位的親和力,稱為別構(gòu)效應(yīng)別構(gòu)蛋白：別構(gòu)蛋白：多是寡聚蛋白，每個(gè)亞基除了有正常的配體結(jié)合部位（結(jié)合配體）外，還有別構(gòu)部位（結(jié)合調(diào)節(jié)物），有時(shí)配體結(jié)合部位和別構(gòu)部位分屬不同的亞基（活性亞基和調(diào)節(jié)亞基），配體結(jié)合部位之間以及配體結(jié)合部位和調(diào)節(jié)部位之間通過蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化而相互作用。同促同促(別構(gòu)別構(gòu))效應(yīng)效應(yīng)：別構(gòu)蛋白與一種配基的的結(jié)合對(duì)于和后續(xù)同種配基結(jié)合能力的影響，包括（正）協(xié)同效應(yīng)和負(fù)協(xié)同效應(yīng)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件正協(xié)同效應(yīng)正協(xié)同效應(yīng)：一種配基的結(jié)合促進(jìn)后續(xù)同：一種配基

13、的結(jié)合促進(jìn)后續(xù)同種配基的結(jié)合，種配基的結(jié)合，S型結(jié)合曲線。型結(jié)合曲線。負(fù)協(xié)同效應(yīng)負(fù)協(xié)同效應(yīng)：一種配基的結(jié)合抑制促進(jìn)后：一種配基的結(jié)合抑制促進(jìn)后續(xù)同種配基的結(jié)合。續(xù)同種配基的結(jié)合。異促異促(別構(gòu)別構(gòu))效應(yīng)效應(yīng)：就是別構(gòu)效應(yīng)，正常配體：就是別構(gòu)效應(yīng)，正常配體的結(jié)合行為受到另一種配體的結(jié)合行為受到另一種配體(調(diào)節(jié)物調(diào)節(jié)物)與另一與另一種部位種部位(別構(gòu)部位別構(gòu)部位)結(jié)合的影響。結(jié)合的影響。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（二）氧結(jié)合引起的（二）氧結(jié)合引起的Hb的構(gòu)象變化的構(gòu)象變化 變構(gòu)變構(gòu)脫氧血紅蛋白脫氧血紅蛋白 氧合血紅蛋白氧合血紅蛋白對(duì)氧的親和力低對(duì)氧的親和力低 對(duì)氧的親和力高對(duì)氧的親和力高 1、氧

14、合作用改變、氧合作用改變Hb四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件裝配接觸裝配接觸滑動(dòng)接觸滑動(dòng)接觸22112112可變可變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件氧合時(shí)，每個(gè)氧合時(shí)，每個(gè)二聚體半分子作為一個(gè)剛體移動(dòng)，這兩個(gè)二聚體彼二聚體半分子作為一個(gè)剛體移動(dòng)，這兩個(gè)二聚體彼此滑動(dòng)。我們將其中一個(gè)二聚體看作不動(dòng)，另一個(gè)二聚體將繞一個(gè)此滑動(dòng)。我們將其中一個(gè)二聚體看作不動(dòng)，另一個(gè)二聚體將繞一個(gè)設(shè)想的偏心軸旋轉(zhuǎn)設(shè)想的偏心軸旋轉(zhuǎn)15，并平移，并平移0.08nm。 血紅蛋白氧合時(shí)亞基的移動(dòng) 去氧血紅蛋白去氧血紅蛋白 1111的移動(dòng)過程的移動(dòng)過程 氧合血紅蛋白氧合血紅蛋白蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件2、Hb的兩種

15、不同構(gòu)象態(tài)的兩種不同構(gòu)象態(tài)tense staterelaxed state蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件雖然氧雖然氧R態(tài)和態(tài)和T態(tài)的血紅蛋白結(jié)合，但與態(tài)的血紅蛋白結(jié)合，但與R態(tài)的親和力明顯高于態(tài)的親和力明顯高于T態(tài)，并且氧的結(jié)合穩(wěn)定了態(tài)，并且氧的結(jié)合穩(wěn)定了R態(tài)。態(tài)。 R態(tài)是氧合血紅蛋白的主要存態(tài)是氧合血紅蛋白的主要存在形式在形式蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件l T T 型血紅蛋白肽鏈之間的型血紅蛋白肽鏈之間的8 8個(gè)鹽橋個(gè)鹽橋l 鏈鏈C C末端有末端有Tyr-OHTyr-OH可與可與C=OC=O形成氫鍵形成氫鍵蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（三）（三）Hb氧結(jié)合曲線氧結(jié)合曲線對(duì)于具有對(duì)于具有n n個(gè)

16、結(jié)合位點(diǎn)的蛋白個(gè)結(jié)合位點(diǎn)的蛋白P P：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件肌紅蛋白和血紅蛋白氧結(jié)合曲線比較肌紅蛋白和血紅蛋白氧結(jié)合曲線比較等軸雙曲線S形曲線蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件Hill 方程方程蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件nH = 1非協(xié)同非協(xié)同nH 1正協(xié)同正協(xié)同nH =n完全協(xié)同完全協(xié)同Hill系系數(shù)數(shù)與與配配體體的的結(jié)結(jié)合合蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件Y蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件(R)relaxed state(T) tense state 血中氧分子的運(yùn)送：LungMuscle靜脈動(dòng)脈環(huán)境氧高時(shí)Hb 快速吸收氧分子環(huán)境氧低時(shí)Hb 迅速釋放氧分子釋放氧分子后Hb 變回 T state任

17、何一個(gè)亞基接受氧分子后，會(huì)增進(jìn)其它亞基吸附氧分子的能力蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（四）（四）Hb結(jié)合氧的調(diào)節(jié)結(jié)合氧的調(diào)節(jié)1、 H+、CO2促進(jìn)促進(jìn)O2的釋放的釋放碳酸酐酶碳酸酐酶H+Hb氧合的拮抗物氧合的拮抗物pH降低時(shí)：促進(jìn)氧的釋放降低時(shí)：促進(jìn)氧的釋放 緩沖血液緩沖血液pH蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件CO2與與Hb的結(jié)合的結(jié)合釋放的釋放的H+有助于有助于Bohr效應(yīng)效應(yīng)氨甲酸可形成額外的鹽橋：穩(wěn)定氨甲酸可形成額外的鹽橋：穩(wěn)定T態(tài)態(tài) 促進(jìn)氧的釋放促進(jìn)氧的釋放蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件在氧分壓不變時(shí)，低在氧分壓不變時(shí)，低pH能促進(jìn)更多的氧釋放能促進(jìn)更多的氧釋放Bohr效應(yīng)效應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功

18、能(9)課件2、BPG降低降低Hb對(duì)氧的親和力對(duì)氧的親和力2，3 - 二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 Hb異促別構(gòu)調(diào)節(jié)的效應(yīng)物異促別構(gòu)調(diào)節(jié)的效應(yīng)物Hb四聚體只有一個(gè)四聚體只有一個(gè)BPG結(jié)合部位結(jié)合部位4個(gè)亞基締合形成個(gè)亞基締合形成的中央空穴內(nèi)的中央空穴內(nèi)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件BPG蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件離子鍵穩(wěn)定離子鍵穩(wěn)定T態(tài)態(tài)O2和和BPG與血紅蛋白的結(jié)合是互相排斥的，雖然它們有與血紅蛋白的結(jié)合是互相排斥的，雖然它們有自己的結(jié)合部位并相隔較遠(yuǎn)自己的結(jié)合部位并相隔較遠(yuǎn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 氧合氧合Hb中央空穴太小，容納不了中央空穴太小，容納不了BPG,BPG對(duì)對(duì)R態(tài)態(tài)Hb親和力的

19、大小順序?yàn)橛H和力的大小順序?yàn)? HbO2Hb(O2)2Hb(O2)3 BPG與與Hb(O2)4不結(jié)合不結(jié)合fetal hemoglobin 胎兒血紅蛋白胎兒血紅蛋白 HbF ( 22 ) 對(duì)氧的親和力比成人高，從母體的對(duì)氧的親和力比成人高，從母體的HbA中中獲得獲得O2 Ser取代取代His 與與BPG結(jié)合能力減弱結(jié)合能力減弱蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件氧分?jǐn)?shù)飽和度氧分?jǐn)?shù)飽和度Y蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件分子?。悍肿硬。河捎诨蛲蛔?，導(dǎo)致蛋白質(zhì)由于基因突變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中氨基酸種類發(fā)生變化，并引起功能中氨基酸種類發(fā)生變化，并引起功能降低或喪失。降低或喪失。鐮刀型貧血癥（鐮刀型貧血癥（sickl

20、e-cell anemia）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 鐮刀狀貧血病鐮刀狀貧血病血液中大量出現(xiàn)血液中大量出現(xiàn)鐮刀紅細(xì)胞，患鐮刀紅細(xì)胞，患者因此缺氧窒息者因此缺氧窒息正常細(xì)胞正常細(xì)胞 鐮刀形細(xì)胞鐮刀形細(xì)胞w它是最早認(rèn)識(shí)的它是最早認(rèn)識(shí)的一種分子病一種分子病w死亡率極高死亡率極高w由于遺傳基因突由于遺傳基因突變導(dǎo)致血紅蛋白變導(dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)突變分子結(jié)構(gòu)突變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件鐮刀狀細(xì)胞貧血病 鐮刀狀細(xì)胞貧血病是一種致死性疾病，它的純鐮刀狀細(xì)胞貧血病是一種致死性疾病，它的純合子患者有的在童年就死亡。雜合子患者的壽命也合子患者有的在童年就死亡。雜合子患者的壽命也

21、不長(zhǎng)，但它能抵抗一種流行于非洲的瘧疾。這種瘧不長(zhǎng)，但它能抵抗一種流行于非洲的瘧疾。這種瘧疾也是一種致死性疾病，甚至對(duì)于具有正常血紅蛋疾也是一種致死性疾病，甚至對(duì)于具有正常血紅蛋白的人死于這種瘧疾的比例也很高，常常在還沒有白的人死于這種瘧疾的比例也很高，常常在還沒有繁殖后代就已死去。繁殖后代就已死去。HbsHbs雜合子患者對(duì)這種瘧疾有雜合子患者對(duì)這種瘧疾有一定的抵抗能力，尚能繁殖后代，這是因?yàn)殡s合子一定的抵抗能力，尚能繁殖后代，這是因?yàn)殡s合子患者加速被感染紅細(xì)胞的破壞而中斷瘧原蟲的生活患者加速被感染紅細(xì)胞的破壞而中斷瘧原蟲的生活周期的緣故。周期的緣故。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件HbA和HbS的

22、胰蛋白酶消化液的指紋圖譜HbA（先垂直方向?yàn)V紙層析，后水平方向電泳）（先垂直方向?yàn)V紙層析，后水平方向電泳）HbS蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件正常型正常型 -Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys -鏈鏈 谷氨酸谷氨酸鐮刀型鐮刀型 -Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys -鏈鏈 纈氨酸纈氨酸 （極性）（極性） （非極性）（非極性）N蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件五、與免疫有關(guān)的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件2 2、免疫球蛋白（、免疫球蛋白（immunoglobulin） 可溶性

23、血清糖蛋白可溶性血清糖蛋白蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件A A、IgAIgA：存在于身體的分泌物中：存在于身體的分泌物中蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（2 2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 兩條輕鏈（兩條輕鏈（L）、兩條重鏈（）、兩條重鏈（H） 每條鏈都有可變區(qū)（每條鏈都有可變區(qū)（V）、恒定區(qū)（）、恒定區(qū)（C） 可變區(qū)都在可變區(qū)都在N端端Fab：Fragment antigen bindingFc： Fragment crystallizable蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件（Fab）2和和Fc蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件反平行反平行折疊片折疊片蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件Fab與

24、抗原的結(jié)合與抗原的結(jié)合蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件ELISA蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件免疫印跡免疫印跡樣品純化樣品純化 前前 后后蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件1.1.蛋白質(zhì)的功能是由空間構(gòu)象決定的蛋白質(zhì)的功能是由空間構(gòu)象決定的2.2.蛋白質(zhì)空間構(gòu)象由關(guān)鍵部位蛋白質(zhì)空間構(gòu)象由關(guān)鍵部位AAAA順序決定順序決定3.3.關(guān)鍵部位關(guān)鍵部位AAAA的變化會(huì)引起功能改變的變化會(huì)引起功能改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 同源蛋白質(zhì)：同源蛋白質(zhì)：來自來自不同不同生物體、生物體、 執(zhí)行同一執(zhí)行同一 /相似功能的蛋白質(zhì)相似功能的蛋

25、白質(zhì) 同種蛋白質(zhì)：同種蛋白質(zhì)：來自來自相同相同生物體、生物體、 執(zhí)行同一功能的蛋白質(zhì)執(zhí)行同一功能的蛋白質(zhì)1 1、同源蛋白質(zhì)、同源蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的AAAA序列與生物功能序列與生物功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱為在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)稱為同同源蛋白質(zhì)源蛋白質(zhì)，例如各種脊椎動(dòng)物體內(nèi)的血紅蛋白就屬于同源，例如各種脊椎動(dòng)物體內(nèi)的血紅蛋白就屬于同源蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列具有明顯的相似性，這蛋白質(zhì)。同源蛋白質(zhì)的氨基酸序列具有明顯的相似性，這種序列上的相似性叫做種序列上的相似性叫做同源性同源性。同源蛋白質(zhì)中有許多氨基。同源蛋白質(zhì)中有

26、許多氨基酸殘基是相同的，稱為酸殘基是相同的，稱為不變殘基不變殘基，而在不同物種的同源蛋，而在不同物種的同源蛋白質(zhì)中發(fā)生了變化的氨基酸殘基稱為白質(zhì)中發(fā)生了變化的氨基酸殘基稱為可變殘基可變殘基。 親緣關(guān)系越近的同源蛋白質(zhì)的同源性越強(qiáng)。親緣關(guān)系越近的同源蛋白質(zhì)的同源性越強(qiáng)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件 一百多個(gè)一百多個(gè)AA殘基殘基 MW約約12.5103 2 8個(gè)不變殘基個(gè)不變殘基 細(xì)胞色素細(xì)胞色素C的的AA序列差異可用于核對(duì)各物序列差異可用于核對(duì)各物種間的分類學(xué)關(guān)系以及繪制系統(tǒng)樹種間的分類學(xué)關(guān)系以及繪制系統(tǒng)樹/進(jìn)化樹。進(jìn)化樹。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件細(xì)胞色素C 細(xì)胞色素細(xì)胞色素C是一種含血紅素

27、的蛋白質(zhì)，在是一種含血紅素的蛋白質(zhì)，在線粒體中起電子傳遞的作用。大多數(shù)細(xì)胞色線粒體中起電子傳遞的作用。大多數(shù)細(xì)胞色素素C含一百零幾個(gè)氨基酸殘基，含一百零幾個(gè)氨基酸殘基，40多個(gè)物種的多個(gè)物種的細(xì)胞色素細(xì)胞色素C氨基酸序列分析表明，有氨基酸序列分析表明，有28個(gè)殘基個(gè)殘基是不變的，所有細(xì)胞色素是不變的，所有細(xì)胞色素C在在第第14位位,第第17位位上都是一個(gè)上都是一個(gè)Cys殘基，這個(gè)殘基是血紅素結(jié)合殘基，這個(gè)殘基是血紅素結(jié)合的部位。的部位。 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件invariant residues (yellow) conservative substitutions (blue)nonconservative or variable residues (unshaded)Conservation and variation of cytochrome c sequences蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(9)課件細(xì)胞色素C的不變殘基