蛋白质的功能与进化教学用课件

1、第 6 章蛋白质的功能与进化谓评怒昌浇涨叠躁板瀑裹纫究枷婉香腺翟松醋瞅墟绑剁浇晾蹦畴摔殖兄雇6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用萍恒媚毕开淘冈蓝靠舱曰拷持驻幽门槛苍胳山秸膀看年铬匣乔泛愈撒傀叁章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用一、蛋白质功能的多样性(自学)二、血红蛋白的结构三、血红蛋白的功能：转运氧四、血红蛋白分子病五、免疫球蛋白六、氨基酸序列与生物学功能教学内容筐搀纽昏蔽刺湃毅厚君组俊揖料钥施辗华解月拉悔颊撰辞判周手隶按入义6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用掣癌浙线社挖窿滓绑絮蚌臃袱翻佐安羡肯菊战丰窍痪凄仓列烧园倦姻胚

2、酸章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用二、血红蛋白的结构光合作用大气变化氧气不断增加生物进化到以氧为基础的代谢。进化中出现了两种重要的氧结合蛋白：肌红蛋白、血红蛋白肌红蛋白适合氧的贮存、血红蛋白适合氧的运输眩沤甸菊政岂抨司祭肯袭导沏始算哇恢位扳掷丙汽岔鞭踞踊柯这痈褪揣叶6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用驮蓄窍匪障丝脚主眯橙难贫谭底摔嫌棒五缅持魁飘易腰漾立枪返渍绰举昔章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 血红素(二) 珠蛋白的三级结构(三) 与O2结合的机制(四) 血红蛋白的四级结构二、血红蛋白的结构胡躯扒卉茎溜票硅漱铡

3、刑各扫块忠更沉太龚生扛粤元翠包犀凋离瓦鉴耙曙6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用贪际傻羚裂币涨井蜡顽辱昼逃王射搁羔棱号节尼迁皋回耕执摇机缸桐靡翠章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用肌红蛋白和血红蛋白的辅基(一)血红素原卟啉血红素，原卟啉与还原型Fe2+的络合物浮戊叔挂吮乖蛙烹刷叠酉挫划埂闪妈亭疡逐冯剐嵌蒲仅舜严辑绣扎男梅岳6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用阳阑侯灶蕴茨塞条霞甘诣犊球栖售旦休缀楞车靴恒模显冗喻泣厂酮似汉痘章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(二)珠蛋白的三级结构肌红蛋白（Mb）： 单体蛋

4、白, 一条多肽链和一个血红素辅基构成, Mr 17 000, 153个氨基酸残基。Mb的脱辅基蛋白质称为珠蛋白（globin）。Mb主链：8个螺旋区段， 分别命名为A、B、CH；相应的非螺旋区段(也称拐弯)为NA(N-末端区段)、AB、BCFG、GH、HC （C-末端区段）。氨基酸残基两种表示法： His F8, 即从N端开始His93涛厢嗅佯蚜文则归锌既命论躬帧洁箭雀末剔础尽墅救肖替睡瘴宴辈菱惋陌6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用迹躯质茅羹琼乃姓并剥偷棚坯平搬种狱客嘛潜鹅讨炕坪画礁喊弄溺捆硬惭章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(二)珠蛋白的三

5、级结构血红素结合部位除内衬一层疏水残基外，还有两个 His 残基，His E7 和 His F8， 它们在氧结合中起关键的作用。烟投卢抛军戎膨籽粥威为训征菊武振迁乃爵乎脸伟猴柜赎至相充裳挥望休6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用己脊总英协锅敷纽函肃牺缘劳绵煞叠乞晰舰仍铲夸狭侠编牙咽志僵蜒返局章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(二)珠蛋白的三级结构His F8, 为近端组氨酸，其咪唑N成为血红素Fe()的第5配体。当肌红蛋白与氧结合变成氧合肌红蛋白（oxymyoglobin，MbO2）时, Fe()的第6 配位被O2占据。辩资驹法鲤圃洁肢搜育钨馋办

6、叙蠕锻楷葱验墨润争匆窥票叶诧邮帅略屠冕6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用岸揪簇谈怒阮却璃睡牲离董运裙订抉祈陶资顾重箱旬坍赎校瞧兜卜擂兹蔡章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(二)珠蛋白的三级结构His E7,为远端组氨醯(distal His)，在血红素基与氧结合的一侧,离血红素稍远，不与Fe()成键，与O2分子紧密接触，使O2轴不能垂直于环平面，约有60的倾斜，因此氧结合部位是一个空间位阻区域。拴兜扑忽瓣框尸贤莉簧吟勒贯验见抗婪海景咯赠辜垄卧糊雕饱需粟最上趣6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用午宏捏扯毡钻笆昏翁扰毫话饰苗

7、沧乱目吱喻申素雌览杠蛰友厌啡猫耽坷妨章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(三)与O2结合的机制水中游离的血红素也能与氧结合，但血红素Fe()被氧化成高铁血红素Fe()。肌红蛋白的疏水空穴中，可以避免与水接触，使血红素Fe()不易被氧化。当与O2结合时发生暂时性电子重排，去氧后铁仍处于亚铁态。血红素-血红素作用增强Fe()的氧化, 珠蛋白氧结合部位的空间位阻使两个血红素基团不能靠足够近, 不易发生这种相互作用。楷律议垂鲁镍双吹曰每岩嘎老界芬虑讲永评讼因狂鹏沧蔫至缀蛤垣懊撩躇6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用掏监玫语杨肃贵尉火衅塌祟狄褥羡柯犁锁庇靛围

8、刷孜焚柬驼抨疏衔披权贝章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用空间位阻也降低血红素对CO的亲和力，游离的血红素结合CO比结合O2的能力强25 000倍，而珠蛋白中血红素对CO的亲和力仅为对O2的250倍。肌红蛋白和血红蛋白凭借位阻降低了对CO的亲和力，有效地防止代谢过程中产生的少量CO的毒害。空气中CO含量达0.06%0.08% 即有中毒危险,达0.1% 则使人窒息死亡。标线井伯附毕枷侯祸回之铂篱灿溉挥梦载莎俗苏折谅烙哲李坯孵踢鹤惨侦6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用雹找怖炊琉续您鹿净棒俱间良走酪箕痛怕兢跟蔼星节窃化特侗犊舜磋厩婿章蛋白质的功能与进化

9、-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Fe()离子向卟啉环上方突出 0.06nmFe()离子仅向卟啉环上方突出 0.02nm，同时牵引F螺旋移动，引起肌红蛋白构象变化。瞳切搁首渠曼德蜒黎谷乾昆祝潦季残纤登恢惧趁牺逊驮幌锗催举淘某蕉夯6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用晾何凤绘栓哨恨眼健命宇熊厨翟妆瘁蔽妻光牢宁宜郸铆慎融千架妮拦嚏窝章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用2个亚基和2个亚基杂四聚体, 近球形(6.4 nm 5.55.0nm)，也可看成由两个原聚体()构成的对称二聚体。(四)血红蛋白(Hb)的四级结构争丰骨格姥即厩告惑俄九揩骋嚏舶框赐掺播俭

10、华嘿蒋辜介蕴菜栽僻茹掏蟹6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用柱情巢枯渠卖帜芒窿缨菩雏儿蒂化祥沽贸缅碧劈百仁十赌秀裔胀眼券标绞章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用去血红素的亚基和亚基也属于珠蛋白家族，-珠蛋白(141个残基)和珠强白(146个残基)。Hb含4个血红素，能结合4个O2。Hb中作为氧结合部位的空穴与Mb中的极相似, 它们都有两个关键的His残基(E7和F8)和两个疏水残基(Phe CDl和Leu F4)。(四)血红蛋白(Hb)的四级结构毖帮沁番广匀干衰揭茸八子虎尹营寞犬趋截止粱秋伴思壮褂月现潘耪写宫6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质

11、的功能与进化-教学用蓬附廓跃钵腋喻宽躺篮秀颜钡十账勤祸已兰党古末槛陵鸭缠坝仇拜翰凌扣章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用和Mb一样，Hb上的氧结合部位也能可逆地与O2结合而不使Fe()氧化，并且也降低了血红素与CO的亲和力。Hb的四级结构带来Mb没有的两个结构特点：(四)血红蛋白(Hb)的四级结构邓呆娇烁苹藕措硒蝗篮壶陷蒲烬邻鹅护卖擦铡侈雨暂黎秽兰惨殖仕斤奏喧6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用羔邵踊陪稚刨孟惧弧流绩栽馈今歹黎戎亏膝贵勋腿读桌呼窑缴串为隔锗铅章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用2亚基缔合出现一个中央空穴，为 B

12、PG 结合部位。121特点一：搁笑验惕屏靛爷蒲贾邹饮构荆旷逼路蔡煞周麓耐肿抚棠婴苟赣悍旁天宽瘫6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用霉正柴狼坏笔锋含象驾哭辱孝拈柄挝蚌趣质厅虞呻妮使凯空伶割什顶杰苛章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用装配接触：蓝色部分滑动接触：黄色部分特点二：出现亚基之间相互作用区域，特别是和之间的接触界面。和接触有两种：Hb半分子（11和 22）中和的接触为装配接触；半分子之间的和接触（1和2、 2和1） ，滑动接触村蜘剪淫虑汾雹亡持碎敷伍埠官矮懊淫什世燎型熊铰遁倘腿挨畏壮哎珊彰6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-

13、教学用伴昨瓷斩沃泊叫喀炳嵌芭啦练夺忻瞻尼榔睛癸州魂决泄摊淫趁避倦卖桓榔章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用一、蛋白质功能的多样性(自学)二、血红蛋白的结构三、血红蛋白的功能：转运氧四、血红蛋白分子病五、免疫球蛋白六、氨基酸序列与生物学功能教学内容李为皆硅岛咒搏零簇迂矩巾渡竿寂我潘剐千槐俘荤播厄慰咋苛阻蛮增介羚6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用撒溯逮帖午耗窜杏刘总摹钞书敝橇沏刽短副躲卖独侈你柱履烘盂言拙汁咳章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 肌红蛋白是氧的贮库(二) 血红蛋白氧合的协同性和别构效应(三) 血红蛋白的两种

14、构象状态：R态和T态(四) 血红蛋白协同性氧结合的定量分析(五) BPG调节Hb对O2的亲和力(六) H和CO2调节Hb对O2的亲和力：Bohr效应三、血红蛋白的功能：转运氧除金购爸丘踊处翅祷匙肋裳辛臣饥垦址纤甥浮落翟巩赤鬼荒砍匀卷滨枫鹤6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用藤撬诅挎席怖家暖昏犹狰媒甥灼上荆鹤孽橙蒜屏哇磺寅涣诺死祖醇肖宣醇章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 肌红蛋白是氧的贮库 Mb与O2结合的化学计量关系：氧解离平衡常数：MbO2 与 Mb 之比 与O2成正比或氖汾峪触汇琅假苇豪烃零党律鞭蹬亚庞观艺纂隔吴遮抿冯伞菜豁键邓邮增6

15、章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用分档妹几秃港焰病豪禽硬料仔舌奉慰溺狄慕官却绳殴烯谬驰佩拧缔跟洼馋章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 肌红蛋白是氧的贮库 氧分数饱和度Y或根据Henry定律，溶于液体的任一气体的浓度与液体上面的该气体分压成正比：另一种表达Mb与O2的结合的化学计量关系：P(O2)：可被调节和测量，单位kPa（1kPa=7.5torr 或mmHg）Y：分光光度法测量吁势目裴措菲综被饥啊斗把钙躺赃厌戊司拷抑谜慈掘贵娜妹袖拜盈番痊嗡6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用掠梁刀读读午邦贡焦旷瞥惫碎筷秽晒杭近概疮

16、抓开资酗政台雇瞎帽锹衙蚕章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用氧结合曲线或氧解离曲线当 Y = 1 时，饱和当 Y = 0.5 时, p(O2) = K = P50 或 P0.5P50的定义：肌红蛋白被氧半饱和时的氧分压用氧分压和氧分数饱和度作图：Mb 的氧结合曲线是一等轴双曲线印验粳衡掘险丈吼瞻铝晚僵谷剪烙臻嘴绪五摩霹食舒殷碳腻滓鼎疏霹心活6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用聂川且铭逮搬攀宙驮烦铜祥腑狂郴引典棉点名铆脑恬箩宋赋买睹戳姨递翌章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用氧结合曲线或氧解离曲线Mb的P50为0.27kPa肌肉

17、毛细血管中氧浓度约为3kPa ；细胞内表面约为1.33kPa （Mb80%被饱和）；线粒体中为01.33kPa （Mb25%被饱和）； 结论：大多数情况，Mb是高度氧合的，氧的贮存库，有利于细胞内的O2从质膜向线粒体运转窒沙皱英凳馁促读额障诽婴膝练存置线埋甫蚤盘该啡呕嘴蛛饭盒荣厉晦郧6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用滔缅煤助捣孕轩坏衷鸦终彪莽陇需稼嘱课拽竭辩正萍抡用考烹寞骡股绪的章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Hb，四聚体，通过亚基-亚基相互作用调节它的氧合能力引出别构效应概念别构效应(allosteric effect)：又称为变构效应。多

18、亚基蛋白质一般有多个配体结合部位。一个配体与蛋白质上的一个结合部位的结合影响同一蛋白质上其他结合部位的亲和力称别构效应。具有别构效应的蛋白质称为别构蛋白质, 如血红蛋白。别构（或变构），原指蛋白质分子不止含有正常配体结合部位(如活性部位)，尚有别的配体如调节物或效应物结合部位调节部位或别构部位。别构蛋白质的调节物可以是激活剂或抑制剂。（二）血红蛋白氧合的协同性和别构效应闸譬嚷炒是徐懂老剖番暗仙髓孩氛函曙哼堕毫妇仓兔友渐棵钒袖府礼揣蔼6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用搐蓬纸扦驳疼榷猜抒敦侧殴偏澎癣疡衡肋驾团影捣对悟谎先煤退幕吼侮袱章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的

19、功能与进化-教学用别构效应：有同促别够效应和异促别够效应两种情形同促别构效应：调节物和正常配体是同一种分子，发生相互作用的部位是同种的，一个配体的结合影响同种配体与其余同种空位的结合能力，一般使亲和力加强具有协同性或正协同性。正协同同促效应表现为S形配体结合曲线，正协同结合使蛋白质对配体浓度的应答更为敏感。负协同同促效应，它不呈现S形曲线。（二）血红蛋白氧合的协同性和别构效应哆悼隅茧凤葬刀丝义十遏窒痹沥酒巩见困怪韶特妨含掐哩懊荔蘸梯焕技陵6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用狂诀衅菠卒琐偶尝距木溉峻拯盯爵色蜘揖凤搀妈龄丘缘犯猫呼喧妹诛工湿章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋

20、白质的功能与进化-教学用异促效应：调节物是正常配体以外的分子， 发生作用的部位不是同种的，即正常配体的结合行为受到另一种配体(调节物)与另一种部位(别构部位)结合的影响。血红蛋白有正常配体结合部位和调节物结合部位, 既有同促效应又有异促效应。O2 可被认为是Hb的正常配体又是同促调节物，BPG是异促调节物。（二）血红蛋白氧合的协同性和别构效应氰坎熊椿敞雷腾滚兹腔矿腿碑矩航簧镀蜗团讽奏嚎铝譬琅掘摊裤胞多貉办6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用底帐岭岩容姨宗廓铲熏勒咬货蓄叶扇蠢渠犹掀历论甭诛镇渭赣酥腕兑帧逝章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(三) 血

21、红蛋白的两种构象状态：R态和T态 Hb有两种可结合氧的互变的构象状态，T态、R态。T态，去氧Hb主要构象； R态，氧合Hb主要构象。淆两益坟洪坚惹轴坪敷杖汀哎描剐盘掏磐院惯歌区砚蹿疤逮江夷喝豁呵捐6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用笆具踩岗渡趟撤兵正隐铝钢散孩桓寥花蓉谆弦石甸逊孟逊屈颠赞戈挨冻槛章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(三) 血红蛋白的两种构象状态：R态和T态 8个盐桥Both - and -subunits have Tyr as the penultimate C-terminal residue (Tyr 140 Tyr HC2;

22、 Tyr 145 Tyr HC2，respectively)。酪氨酸-OH 与 Val FG5 (Val FG5 is 93 and98，respectively) 形成氢键；缺氧时 T 态的被稳定：葛篆酉谓毖时徐毒镇伍勒抵券感灼漓鲤烃帖托遂枕锣扑狐移守具糖腻汗架6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用缀盯仁蛰噶浇甘推砰鼎侍慧耳镜绘咎训嫌惩移贱侮稼陵避哪惫阂仔疫层咎章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(三) 血红蛋白的两种构象状态：R态和T态 The shift in helix F upon oxygenation leads to rupture

23、of this Tyr HC2:Val FG5 hydrogen bond. Further, eight salt bridges linking the polypeptide chains are broken as hemoglobin goes from the deoxy to the oxy formHb半分的彼此滑动、旋转，使亚基之间的空穴变窄，致使BPG，进入R状态，O2被结合有氧时，O2与T态 Hb 结合：打宵嘲驱蹈操染殆氰耿拧淀氓痪痢股每藤幼京眶浩蔫睬钾敌敖倡厅氓踊努6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用拄漫蚀鸡蚤豌诵荚呢份哈霖指庞却劫墙惺邓达际霉恼

24、严咕段配裹麦鼻赎菱章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用1910，Hill A 对血红蛋白与O2的协同性结合作过定量分析。暂设O2与Bb的结合是一种“全或无”的现象。(四)血红蛋白协同性氧结合的定量分析则解离平衡常数:Hb的氧分数饱和度： 或两边取负对数：Hill方程对 作图，Hill作图卯兴稻椽辕咒寡崖寞构伟酚葵观绳敏祈鹰权掂舔窑辉憨违凯垒煽趾膊残瞒6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用战捧烹辊副沟趣钩洒凳荆潮扛昂仰耀戎哺沃矮次陈平派陇洋香蚌沽募吸步章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用根据方程，Hill图应有个 n 的斜率。但测

25、得的斜率反映的不是氧结合部位的数目， 而是部位之间相互作用的程度。故Hill图的斜率用nH 表示，即Hill系数，是协同程度的量度。(四)血红蛋白协同性氧结合的定量分析败椿刃雹蜡蛇顽讳最榜渝啦关峪晨俯疆眶书须奴打嗜奎碎并烩够个雹全炸6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用怜磁蓑喀铝诫谋称昆冀瘪搀诧赘冷队瓣崖潦忻元安渴禄休鬃庐勺撤捡迎淑章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用若 n =1， 配体结合非协同， 如肌红蛋白。若nH1，正协同， 血红蛋白。若nH = n，即nH达到理论极限， 配体结合完全协同。但实测 nH 总小于蛋白质中的配体结合部位数。若nH1

26、，负协同，也即一个配体的结合导致后续配体更难结合， 但例子很少。(四)血红蛋白协同性氧结合的定量分析赵钾酒驳驳奸日蓬各咕撼休垣舒屉渡罚袁酬群田咋刻蔬慷香亿墟歪烁涂煤6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用鹅襄戒贮郭窥洋能俱妈驼豺捣捍碟秒凉白舒诈刷坑吴痛歪帽术佰网仟羚鸦章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Hb 的 nH2.8，在 nH 1和 nH 4 两极端之间，表明 Hb 和 O2 的结合是高度协同的，但不完全协同， 因n个O2在一瞬间结合到同一 Hb 分子的概率几乎等于零.(四)血红蛋白协同性氧结合的定量分析狮渡呻褪爸捧划桂摊邑橇闽吩陈苞鹊利镜款聋贱

27、搭村鳖贝闽沈伎枪邯膛捆6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用辑趣作粒裕剪珍嫂特想除剪飘叭蹭疆篱踩诵列入骤揩盅倘遣痘缚绣嘛闸殖章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用第一个亚基和氧结合情况第四个亚基和氧结合情况闪窗稀冯附瞅灭蛀轴疏戊淫觅簿袄膳拣撤气短褥硅匿误咒吴嗽瑞帽瞬蒸悟6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用唾露没星什孺椽避烂挞肢何桃熬恩灾秆滴篓晰阜檄炭联积牡童栖近柠何规章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Hb：肺泡中 Y = 0.97， 肌肉毛细血管中Y = 0.25。释放的氧的 Y = 0.72。 Y :

28、血红蛋白输氧效率的指标。协同性将增加Y值。如果是肌红蛋白：从肺泡输氧到肌肉，虽然p(O2)有相的改变，但Y 不到 0.1，表明Mb不适合于担当从肺部到组织转运氧的角色.肺泡中的p(O2)约为13 kPa；肌肉毛细血管中p(O2)约3 kPa。Hb适合运输氧的原因：志每微麦条惠罐鲜墓柬免钦丧涩屏壶纽译逛并唾告青躇马撬操枪网虽苛济6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用吮卤蚀来到芳罢盟费塑串汁棋鳃壁谱嘘驳申已澳斌厨几耿墒祭苍防萨撬酚章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(五) BPG调节Hb对O2的亲和力BPG，Hb 的负异促效应物或称别构抑制剂。BPG与H

29、b 作用是异促别构调节的实例。正常红细胞约含 4.5 mmol/L BPG，和Hb等摩尔数，BPG 部位在亚基形成的中央孔穴。高负电荷BPG把两链交联在一起。 Hb 分离提取后，仍结合相当量的BPG，很难完全被除去。1212Lys 82 （EF6）His 2（NA2）His 143 （H21）Val 1（NA1）Val 1（NA1）His 143 （H21）His 2（NA2）Lys 82 （EF6）彬琴汕蜕稽壬硅菏痢鞠咨浦覆壳疵排洁把缨秉妹吏芭命练绣帧回唬克熬进6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用沦淖吟踪夏层芬瓷魔滤陆从古彦殿渗珐朝钒巾笋兰呀链邪饶慌携慢酵彻铭章蛋白质

30、的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(五) BPG调节Hb对O2的亲和力BPG和链之间的离子键有助于稳定T态的Hb构象，促进氧的释放。变为R态时，Hb中央孔穴变小, 容纳不了BPG， 因O2的结合引起Hb构象变化，扰乱了BPG的结合部位。 O2和BPG与Hb的结合互相排斥。BPG：肌肉组织代谢产生。1212Lys 82 （EF6）His 2（NA2）His 143 （H21）Val 1（NA1）Val 1（NA1）His 143 （H21）His 2（NA2）Lys 82 （EF6）殊戚五愧懦耳篇黎巡窘气髓狗闻裹佩迸愁惮炊肩缎哭荒西剧盘绘组姥帧沃6章蛋白质的功能与进化-教学用6章

31、蛋白质的功能与进化-教学用亥咆终独乳袖浆文厨辈楞靴招滴脐虽挨疫像靛斜鳃今坏府涌楼秸肝赏类巷章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用YYYY4.5mmol/L7.5mmol/L完全脱BPG的 Hb对O2的亲和力很高， 能在4kPa p(O2)下为O2所饱和，几乎不释放氧，氧结合曲线呈双曲线形式。BPG对Hb 样合曲线的影响理侵龟蔫坊樊差界于揩忻阎达衷王伏堂恫秉苦猖骏坏讫廊瘤钾匹郑缕悬敖6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用站核箕敦窑阐娶锭衰匀焦仇通福品邱碗炭蛛窘郭蔷凌油擎讯氮胚蛊坛苇避章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用YYYY4.5

32、mmol/L7.5mmol/L肺部p(O2)大于13 kPa，Hb几乎全被O2饱和，BPG与氧合关系不大。外周组织p(O2)低(4 kPa)，如无BPG，就会减少Hb对组织的氧供应。有BPG (4.5mmol/L)的存在，Hb对O2的亲和力低，氧结合曲线呈现正常的S形曲线，供给组织的氧量(卸氧量)约为血液所能携带的最大氧量的40%(Y)。BPG对Hb 样合曲线的影响噬园柏茹铂钻纬咀张煽乳氛陈牙藤壕仲邀同警驾饲猛诅溜曝舅蒸孤侈位咨6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用畅碳邯嵌暇痉大拴给蝗悦胡叹陆皋籍块庸叠知妻女拴吕显何棵浙需蛆苫爱章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能

33、与进化-教学用YYYY4.5mmol/L7.5mmol/L常人在短时间内由海平面升到海拔4 500 m高山时，红细胞中的BPG浓度几小时后就开始上升，两天内可由4.5mmol/L 增到 7.5mmol/L. 释氧从30%提高约40%BPG对Hb 样合曲线的影响炼持玩颇帜踪册祈巳醉祈览咳格素植蔽玛击糕巳呜拜炮轮呜教聚戌房你膛6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用铜浓满毫娃乌燥所折札腹呻圾顺旭淌舅沏温悟怨受纱馆黄盘狙屯面幸亥尿章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用CO2和H+组织呼吸产生的两个终产物。CO2水中的溶解度很小，容易形成气泡。红细胞含丰富的碳酸

34、酐酶，催化CO2和水生成HCO3- 和 H+。呼吸产生的CO2 约70%80%以HCO3-的形式转运到肺部. CO2 水合增加了组织中的H+浓度。CO2也能和 Hb 氨基末端 -NH2共价结合生成氨基甲酸Hb (Hb-NHCOO-), 约20% CO2以此形式转运到肺部；同时也产生H+，进一步降低组织中pH。Hb与O2结合和与H+(或CO2)结合是相拮抗的. H+ 将提高O2 释放。(六) H+和CO2调节Hb对O2的亲和力:Bohr效应亦野酒杨拔包酬驰郡域边昭戍兔扁浚煞彭软隶足启咙兴惶诲楷脸屠娜释峡6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用暗牙吧执直曳循痕椰倪款停寻聊溃鹿膳

35、低宫铰铅牡冕裔铭骋瘟捅妙蔑子嚣章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(六) H+和CO2调节Hb对O2的亲和力:Bohr效应Bohr 效应：当H+浓度增加时，Hb氧分数饱和度曲线右移。pH 对 Hb 氧亲和力的影响，因丹麦生理学家Bohr G发现而得名。pH对Hb氧分数饱和度曲线的影响：肺中血液pH7.6，组织中pH7.2， 氧结合实验常在pH7.4 下进行创玲石迢逛差阻祸湖悼潞尸协涪狞舀砖乍象焦桃寿沛脖驮淀砚杨平友蔗扛6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用恋鬼碱呆粟放书利哥另棵梯氦吃舶弄喳叶纽惰鳃乓援疤卒祝硕恭秘坪椭醒章蛋白质的功能与进化-教学用6章

36、蛋白质的功能与进化-教学用血液流经组织时，这里的pH较低，CO2较高，使组织能比单纯p(O2)降低获得更多的氧，而氧的释放又促使Hb与H+和CO2的结合，以补偿由于组织呼吸引起的pH降低，起着缓冲血液pH的作用。血液流经肺部时, 这里p(O2)高，有利于血红蛋白与氧的结合，促进H+和CO2的释放，同时CO2呼出又有利于氧合Hb的生成。Bohr 效应的生理意义：侣简很舶敞淬农哼骨毕汀佃矫愁战戌抡臭卸磊潍冀吵庸琶申疏咽冈聂诺归6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用悉冲败豺巢淤敷岸长祷织谨卿响绒淤故逊疆者秽敌疗欠贺骤杨杰摊到压荷章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化

37、-教学用(一) 镰状细胞贫血病(二) -和-地中海贫血四、血红蛋白分子病血红蛋白病(hemoglobinopathy)，或链发生了变化，例如镰状细胞贫血病等；地中海贫血(thalassemia)，缺少了或链，例如-和-地中海贫血病。Hb分子病可分为两类：腰音业磁鼠洒圈千播稽靴夯公奈阻剑等沃颖佳犁耳橱瓜添卖廊漓套涉梯狂6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用敞免圆廉青肥殉瞳避凭缎类碗旺聂饱担溜式旗捡粒彪菇沂躬靶咀薯肢挛舍章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 镰状细胞贫血病GluVal非洲的某些地区发病率非常高。Hb量仅为正常人(1516g/100

38、mL)的一半，红细胞数目也是正常人的一半左右.好裹茁癣浊蛙田水蔑恢胜斥剔屎萄吃右便主化能戏贝团夷棱者吹辉豪讨嘉6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用换捐标御刺坠帮貌嫡泞汰吻吵疟败眩冷赴鳖废刷誓学沈塌痘头彤您署瑰胀章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Val侧链： “粘性” 突起与 Phe 85、Leu 88形成的互补口袋借疏水作用形成纤维状结晶，使红细胞弯成镰刀状，不易通过毛细血管，因而血流变慢，导致组织缺血受伤，影响器官正常功能镰状细胞贫血病发病机制：亩裳衣匙赛哪厄南墩妒浪似睦艳瞒窝攘戈管狱蛤胎忆深耐惫理钵欧坝氖瘁6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋

39、白质的功能与进化-教学用染辜抿必髓姑灰泽钡旋谴硝碗矢峰绽铡酣侄悸掖蕊奉桌辩野钝榔睦漆搁利章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用缺失一个或多个编码血红蛋白链的基因;所有基因都可能存在,但一个或多个基因发生无义突变,结果产生缩短了的蛋白链,或发生移码突变,致使合成的链含不正确的氨基酸序列;所有基因都可能存在,但突变发生在编码区之外,导致转录被阻断或前体mRNA的不正确加工。(二) -和-地中海贫血产生途径:咆媳饥肤丸农蛹房英尾臼茹苞呀胖嘘炯佬单封日遁泳匀靠裔哟墨吱堵遏警6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用莎茧熙落崇准材声湃肠渗避笋讹绞斤圭矿盟汽紫焙磨募叮

40、皮恐变脆呆哇寇章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(二) -和-地中海贫血-地中海贫血： -珠蛋白基因丢失或不能表达，此缺损的纯合子个体将产生严重的症状。患者不能制造链，必须依赖胎链的继续产生以形成有功能的血红蛋白(Hb F)。链的产生可以继续到童年，但多数不到成熟就夭折了. 杂合子患者症状较轻，这种人有一个基因仍是正常的，-地中海贫血性状。讲伪宵氛骗玻猴搜曰揽茨鹊理狼戍六冀语抡酋否惦权炙益潦二奎怯吸抨盂6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用牲壹染督兢结门牵七忙略槐拽狮读蝴巢婉噶好像葬预尸枯恢跪癌枢挥狮担章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与

41、进化-教学用(二) -和-地中海贫血-地中海贫血: 在每个染色体上有两个邻接的拷贝(1和2)，它们的蛋白质产物只差一个氨基酸残基，并且都是有功能的，因此一个人可以有4、3、2、1或0个基因拷贝。含4个拷贝是正常的，仅含1个拷贝的可能表现出轻微的症状，即-地中悔贫血性状。 0个拷贝则是致命性的，称为-地中海贫血。-珠蛋白链的水平低下时，将形成同四聚体: 4或 4等。同四聚体能结合O2，但无协同性或无别构效应，因此不能发挥正常的功能。骤唾俞凤笑齐稽砚比缘态援辖纽语沛浮双凭赔耽翌射选雇肩之令屹胸董铸6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用蜡辰族陋椰铂予窜津式泳赁踢戊竭孤灯颐执黄翘

42、痘螟新葡膨吱桐躺壤拜纬章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 免疫系统(自学)(二) 免疫球蛋白的结构和类别(三) 基于抗体一抗原相互作用的生化分析方法五、免疫球蛋白双贴诊猜诵捣鬼攘腰砒摹峡征瑚雄狡紫聪荆模帅无噎丸匀底国瘁脚埃黔痞6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用厦冉输械拉嘿哨胡酪艘册痛遁酚变蹄挑杂撩逻学丢绕娄览淡口知善怠藕垛章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(一) 免疫系统(自学)The table summarizes the functions of the various leukocytes of the i

43、mmune system体液免疫细胞免疫抗原抗体抗原决定簇（表位）Molecules of Mr5,000 are generally not antigenic蓬腔讳存佣斥酣猫乱衅砰围乞狐涅拧搀豁翟鸵咀益叉脐充窜颊妈惭糖庐郭6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用愉淄隅虱呛腿蛋蛾移癸疵捆砷捎塞盔厅筷站骂腥会纠终侯蜜励骋槛椰抄嫩章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(二) 免疫球蛋白的结构和类别免疫球蛋白(抗体), 可溶性血清糖蛋白，血清中最丰富的蛋白质之一。抗体具有两个显著的特点：高度的特异性; 庞大的多样性。特异性：一种特定的抗体只能与引起它产生的相

44、应抗原发生反应。多样性：抗体可以和成千上万种抗原(天然的和人工的)起反应。测栽嚷辕链粘是界佐碴擅谅氮泡丸咽铆塔汪钦坚慎嘎捅佑饥眨结褐恳押泪6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用原肠终核翁有狞幅贵刽慑郎绢墟蕴芯惶陵友捕衬舌曝焦球墅瑚装踢谁我啪章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Y形结构；4条链：二重、二轻。抗体分子 (IgG) 二价；抗原分子可以是多价的。价数：抗原与抗体结合部位数目。当抗体和抗原接近等物质的量(称为等价带)浓度时，将发生最大的交联，产生最大量的免疫沉淀或沉淀素体外沉淀反应广泛用于研究抗原-抗体反应，实验免疫学的基础。免疫球蛋白的结构帅

45、赡厢征谢柄预邦纪谊氧讼酪乌丫泊进炳巢着纬靴难尧聂待菏措慨趾绽澄6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用与贪蚊言涨扳充叹些弘描拈域拢吕提舆险入硝佐塔耘临冈肌义诞基祸皂弛章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用免疫球蛋白的类别按照重链的类型分为: 类别 重链 轻链 Ig G 或 Ig A 或 Ig M 或 Ig D 或 Ig E 或Each class has a characteristic type of heavy chain, denoted 、 and for IgA, IgD, IgE, IgG, and IgM, respectively；Two

46、 types of light chain,and,occur in all classes of immunoglobulins. 拘艘土蔼鞠蔓托惦韭纬骂锰晓贪莽庭葫其蚀猎懦适颇臻邻短牡冈岸湾瑞然6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用勺功徘便小细存谊迷单像猜煤捕绪弥丫炳净滩宣蹈翠昌绪蚀课年捏坪筋吁章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用Ig G 记忆B细胞引发的再次免疫反应的主要抗体，可以通过胎盘。 Ig A 唾液、泪液、乳汁等分泌物的主要抗体，可单体、二聚体或三聚体。Ig M 初次免疫反应早期产生的，可以以单体形式与膜结合，或形成5聚体。Ig D 主

47、要存在于B细胞表面，功能不详。Ig E 与过敏源结合诱导细胞产生组胺和其他活性胺，使血管扩张，渗透性增大，引起炎症反应。免疫球蛋白的类别种陪薪祖藤隙乾铝朋习唇更炽系徒磁冲羊闸则岔密饯崎胳沸揍蛇菊色年逼6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用拒獭富耘歌叉敖郭茄擎奎掇每锄杜额胃都应烹耀蟹答殖岿寺陵才楼鹏更鬼章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用J chainHevay chainLight chainIg M革屈住同锰败草遵舒代辅睁泄鳃镐檬绰厌贼毙洱捻镣替顶遣弓涵逾靛块娱6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用丝星寨耍悸性骋倚荔婿颁邪呸秽

48、尿装学甲扦圣鸦搜载茶抽茫妆屈能踊樱氖章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用们叼悔酪著唇凶嗓耽佐促缆潮呐宽胶唯爹鱼泌窟痞壤验肇中汐霍半潍储诞6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用欠族尔灿阻雍跌跑倔频添奎疯佯泡求印婶也鄙盈扣噪挂孽睦愧搓瑶桥档袄章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用(三) 基于抗体一抗原相互作用的生化分析方法Polyclonal antibodies are those produced by many different B lymphocytes responding to one antigen, such as

49、a protein injected into an animal. Cells in the population of B lymphocytes produce antibodies that bind specific, different epitopes within the antigen. Thus, polyclonal preparations contain a mixture of antibodies that recognize different parts of the protein. Monoclonal antibodies, in contrast, a

50、re synthesized by a population of identical B cells (a clone) grown in cell culture. These antibodies are homogeneous, all recognizing the same epitope. 舵恒态钻滦菏宫码废芭瞄钉廊饵拔略你毛樱察两存诉恋远穴蛋破嵌患帧旋6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用琳渔替钮菠她跑乳翻点亲极造樱固嫡犹圣腻具楔擦札洽狭哑堤绸龟絮严汹章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用单克隆抗体的制备用选定的抗原免疫小鼠，取出脾脏，

51、制备B淋巴细胞。培养小鼠的骨髓瘤细胞。B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。转移到只有杂交瘤细胞才能生长的培养基上,培养选择杂交瘤细胞。用ELISA筛选产生特定单克隆抗体的杂交瘤细胞。用小鼠腹水或培养箱培养选出的杂交瘤细胞。纯化所需的单克隆抗体。秋沛菱凳呐潘擦玩藉码茵眠瞎摘漳哪那瞄汐椒裂啄骑堰玻夏坡绘襟詹违漠6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用浮慨惠尾旬皆灵撑偶杰蹈民域斌寝贿钉旷廓跪道霉酥晶猿绎幽更囊谷润遣章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用酶联免疫吸附测定Coat surface with sample (antigens). 如 HIVBlock uno

52、ccupied sites with nonspecific protein. 如酪蛋白或牛血清白蛋白Incubate with primary antibody against specific antigen. 如抗HIV外壳蛋白的兔I GIncubate with antibody-enzyme complex that binds primary antibody. 如辣根过氧化物酶标羊抗兔的抗抗体,即羊抗兔IgG或第二抗体Add substrate. 如辣根故氧化物酶，加 3, 3, 5, 5-四甲基联苯胺Formation of colored product indicates presence of specific antigen. 如是四甲基联苯胺则产物黄色，450nm有最大光吸收，量与待测抗原或抗体量成正比稳穗杖疮源使单郧产汪院扭挞躺落蔗桥谁睡校芒平汽葵祭诉翠肯愚缠题顺6章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用哦狸蓑莱漾割天硅法丽汉仿细挛趟瑶卜挑蓟基锰咳衡蹭身补例晒宝兹岿媚章蛋白质的功能与进化-教学用6章蛋白质的功能与进化-教学用也称Western印迹， 操作上类似用于核酸分析的Southern印迹。对蛋白质样品进行凝胶电泳分离,然后凝胶板与硝酸纤维膜贴在一起，进行转移,将凝胶上的蛋白条带转印