一级结构与功能的关系ppt课件

1、一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 以细胞色素以细胞色素C C为例：细胞色素为例：细胞色素C C广泛存在于真核生物广泛存在于真核生物细胞的线粒体中，是一种含有血红素辅基的单链蛋白质细胞的线粒体中，是一种含有血红素辅基的单链蛋白质。在生物氧化时，细胞色素。在生物氧化时，细胞色素C C在呼吸链的电子传送系统在呼吸链的电子传送系统中起传送电子的作用，使血红素上铁原子的价数发生变中起传送电子的作用，使血红素上铁原子的价数发生变化。化。 1.同功能蛋白的种属特异性与一级构造的关系三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 脊椎动物的细胞色素脊椎

2、动物的细胞色素C C由由l04l04个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成，分子量约，分子量约13,00013,000左右；昆虫有左右；昆虫有108108个氨基酸残基组个氨基酸残基组成；植物那么有成；植物那么有112112个氨基酸残基组成，大都沿个氨基酸残基组成，大都沿N N端端延伸。对不同生物的细胞色素延伸。对不同生物的细胞色素C C的一级构造分析阐明的一级构造分析阐明，大约有，大约有2828个氨基酸残基是各种生物共有的，阐明个氨基酸残基是各种生物共有的，阐明这些氨基酸残基是规定细胞色素这些氨基酸残基是规定细胞色素C C的生物功能所必需的生物功能所必需的。的。 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构

3、造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 其中包括第14和17位上两个半胱氨酸残基是细胞色素C与血红素辅基共价相连的位置；第70-80位上成串的不变氨基酸残基能够是细胞色素C与酶结合的部位。 在分子进化过程中，细胞色素C分子中坚持氨基酸残基不变的区域称为保守部位。保守部位的氨基酸都是细胞色素C完成其生物学功能所必需的。 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系表4-5 不同有机体中细胞色素C中的氨基酸顺序与人的差别生物称号生物称号 氨基酸差别数氨基酸差别数 生物称号生物称号 氨基酸差别数氨基酸差别数黑猩猩黑猩猩0鸡、火鸡鸡、火鸡13恒河猴恒河猴1响尾蛇响尾蛇14兔兔9乌

4、龟乌龟15袋鼠袋鼠10金枪鱼金枪鱼21鲸鲸10狗鱼狗鱼23牛羊猪牛羊猪10蚕蛾蚕蛾31狗狗11小麦小麦43骡骡11面包酵母面包酵母45马马12红色面包霉红色面包霉48 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 2.一级构造变异与分子病 所谓分子病是指由于遗传基因突变导致蛋白分子中某些氨基酸残基被改换所呵斥的一种遗传病。镰刀状细胞贫血病sickle-cell anemia是最早被认识的一种分子病，这种疾病在非洲的某些地域非常流行。病人的红细胞在氧气缺乏的情况下变形而呈镰刀状，故由此得名 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造

5、与功能的关系一一级构造与功能的关系 2.一级构造变异与分子病 经过对血红蛋白分子的一级构造研讨阐明，病人的经过对血红蛋白分子的一级构造研讨阐明，病人的血红蛋白血红蛋白HbS与正常人的血红蛋白与正常人的血红蛋白HbA相比，相比，在在574个氨基酸残基中只需个氨基酸残基中只需2个氨基酸残基的差别。个氨基酸残基的差别。HbA和和 HbS的的-链是完全一样的，所不同只是链是完全一样的，所不同只是-链上从链上从N末端开场的第末端开场的第6位的氨基酸残基，在正常的位的氨基酸残基，在正常的HbA分子中分子中是谷氨酸，而患者的是谷氨酸，而患者的HbS分子中为缬氨酸所替代，分子中为缬氨酸所替代， 三、蛋白质构造

6、与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 2.一级构造变异与分子病 镰刀状细胞贫血病：Hb-A正常人：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-LysHb-S患者： Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys-链 1 2 3 4 5 6 7 8 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 2.一级构造变异与分子病 缘由是什么？ Glu 和Val 分子的侧链在性质上有很大的不同。Glu 侧链带负电荷，而Val侧链是一个非极性基团，所以使得HbS分子外表的负电荷减少，这种变化使

7、患者的血红蛋白容易发生聚集并构成杆状多聚体，这就是导致红细胞变形的缘由。 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 在体内许多具有一定功能的蛋白质如酶蛋白、在体内许多具有一定功能的蛋白质如酶蛋白、激素类蛋白等常以无活性的前体方式产生和储存。激素类蛋白等常以无活性的前体方式产生和储存。在一定情况下，这些前体经特定蛋白酶水解，切除在一定情况下，这些前体经特定蛋白酶水解，切除部分肽段后，才转变成有活性的蛋白质。这一过程部分肽段后，才转变成有活性的蛋白质。这一过程叫做蛋白质前体的激活叫做蛋白质前体的激活3.一级构造与蛋白质前体的激活三、蛋白质构造与功

8、能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 例如：例如： 有功能的胰岛素含有有功能的胰岛素含有51个氨基酸残基，个氨基酸残基，由由A、B两条链组成。但在胰岛两条链组成。但在胰岛细胞最初合成的细胞最初合成的是一个比胰岛素分子大一倍多的单链多肽，称前是一个比胰岛素分子大一倍多的单链多肽，称前胰岛素原，它是胰岛素原的前体，而胰岛素原是胰岛素原，它是胰岛素原的前体，而胰岛素原是有活性的胰岛素的前体。前胰岛素原比胰岛素原有活性的胰岛素的前体。前胰岛素原比胰岛素原在在N末端上多一段肽链，称信号肽末端上多一段肽链，称信号肽signal peptide，含有，含有20个左右氨基

9、酸残基，其中很多是疏水个左右氨基酸残基，其中很多是疏水侧链残基。侧链残基。 3.一级构造与蛋白质前体的激活三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系一一级构造与功能的关系一一级构造与功能的关系 许多蛋白质，如酶蛋白、激素蛋白等，它们在体许多蛋白质，如酶蛋白、激素蛋白等，它们在体内常以无活性的前体存在，在一定情况下经体内的蛋内常以无活性的前体存在，在一定情况下经体内的蛋白酶水解，切去部分肽段后，才变成有活性的蛋白质白酶水解，切去部分肽段后，才变成有活性的蛋白质。 3.一级构造与蛋白质前体的激活 前体胰岛素前体胰岛素84 aa84 aa A A链链21aa21aa B B链链30aa30aa

10、 C C链链33aa33aa 活性胰岛素活性胰岛素三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系二空间构造与功能的关系二空间构造与功能的关系 牛胰核糖核酸酶牛胰核糖核酸酶A ARNaseRNase是由是由124124个氨个氨基酸残基组成的单链蛋白质，含有基酸残基组成的单链蛋白质，含有4 4个二硫键，个二硫键，并经过其它次级键使多肽链得以折叠成一个具并经过其它次级键使多肽链得以折叠成一个具有三维构象的、有催化才干的活性蛋白质。三有三维构象的、有催化才干的活性蛋白质。三维构造的构成对维持酶的活力是必不可少的。维构造的构成对维持酶的活力是必不可少的。 例一例一三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造

11、与功能关系二空间构造与功能的关系二空间构造与功能的关系 当天然的当天然的RNase RNase 在在8molL-18molL-1尿素存在下用尿素存在下用- -巯基巯基乙醇处置后，分子内四个二硫键即被断裂，整个肽链乙醇处置后，分子内四个二硫键即被断裂，整个肽链呈伸展的无规那么的线外形状，同时酶活性完全丧失呈伸展的无规那么的线外形状，同时酶活性完全丧失。但是当用透析方法将尿素和巯基乙醇除去后，。但是当用透析方法将尿素和巯基乙醇除去后，RNaseRNase活性又可完全恢复。研讨阐明，复性后的产物与天然活性又可完全恢复。研讨阐明，复性后的产物与天然RNaseRNase并无差别。一切正确配对的并无差别。一切正确配对的4 4个二硫键都获得重个二硫键都获得重建。建。 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系二空间构造与功能的关系二空间构造与功能的关系 三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系二空间构造与功能的关系二空间构造与功能的关系 血红蛋白的别构效应血红蛋白的别构效应 例二例二三、蛋白质构造与功能关系三、蛋白质构造与功能关系二