蛋白质结构和功能关系课件

第六章蛋白质结构与功能关系Knowingthethree-dimensionalstructureofaproteinisanimportantpartofunderstandinghowtheproteinfunctions.However,thestructureshownintwodimensionsonapageisdeceptivelystatic.Proteinsaredynamicmoleculeswhosefunctionsalmostinvariablydependoninteractionswithothermolecules,andtheseinteractionsareaffectedinphysiologicallyimportantwaysbysometimessubtle,sometimesstrikingchangesinproteinconformation.蛋白质一级结构决定高级结构，决定蛋白质的功能。Thefunctionsofmanyproteinsinvolvethereversiblebindingofothermolecules.Amoleculeboundreversiblybyaproteiniscalledaligand.p253Aligandbindsatasiteontheproteincalledthebindingsite,whichiscomplementarytotheligandinsize,shape,charge,andhydrophobicorhydrophiliccharacter.Furthermore,theinteractionisspecific:theproteincandiscriminateamongthethousandsofdifferentmoleculesinitsenvironmentandselectivelybindonlyoneorafew.二、血红素：由原卟啉IX与Fe结合形成血红素，2价，则为亚铁血红素，3+为高铁血红素p254，它以非共价的形式结合于肌红蛋白分子疏水空穴中。四、O2与肌红蛋白的结合改变了肌红蛋白的构象，氧的结合，将Fe拉回到卟啉环平面，从而导致His93的空间位置改变，进而使整个蛋白的构象发生改变。五、肌红蛋白氧合曲线肌红蛋白与氧结合是在组织中，可逆的接受来自Hb的O2，有：MbO2=Mb+O2,该式的解离常数可以描述为：K=[Mb][O2]/[MbO2],(1)转换后有：[MbO2][Mb]=O2/K(2),引入Y，定义为给定氧压下肌红蛋白氧饱和度，即MbO2占总Mb的比例Y=[MbO2]/[Mb]+[MbO2]，(3)以（2）式MbO2替换,得：Y=O2/O2+K,按Henry定律，改写为O2分压，则第二节Hb脊椎动物，4个亚基构成，成人主要为HbA，含a2b2。分别为141和146个aa残基。Hb的近侧F8His位于a链His87或b链His92，远侧His为E7，分别为His58和His63.当O2与Hb的一个亚单位之血红素结合时，可导致Fe被拉回血红素平面（只是非常微小的变化），后者又会拖动F8His残基，从而引起Hb构象变化，使Hb的b亚基之间空穴减小，导致BPG被挤出，促使Hb与O2的亲和力增加。Hb的构象有两种状态，即R态和T态，R态与O2亲和力更高，在去氧状态时，T态更加稳定并由广泛的盐键维持构象稳定，但一旦其中一个亚基与氧结合，将使Hb由T转变为R态二、Hb氧合曲线Hb的氧合曲线是S型曲线，而非Mb的双曲线，其生理意义是在低氧分压下，有利于释放氧。这一现象早在1910年就由Hill发现，并试图对其进行了解释。以TR2.BPG降低Hb与O2亲和力BPG带负电荷，每个Hb四聚体可结合一个BPG，BPG与Hb的结合，阻碍了O2的结合，促进O2的释放。在氧合曲线上，BPG浓度增加导致曲线右移。第三节：血红蛋白与分子病迄今发现的与Hb缺陷有关的遗传性疾病有500种以上。多数系单个aa残基的突变造成。一、镰刀状细胞贫血病：最早被认识，非洲恶性疟疾流行区很高，达40%。病人Hb和RBC只有正常人(15-16g/100ml)(约500万）一半左右。血液中存在大量未成熟红细胞和异常的镰刀状RBC。Homo-童年死去，Hetero-寿命