第6章蛋白质的结构与功能

一、肌红蛋白的结构和功能（一）三级结构

myoglobin，Mb

当前第1页\共有99页\编于星期五\21点（二）辅基当前第2页\共有99页\编于星期五\21点丙酸基乙烯基乙烯基甲基甲基甲基甲基丙酸基血红素当前第3页\共有99页\编于星期五\21点当前第4页\共有99页\编于星期五\21点当前第5页\共有99页\编于星期五\21点（三）O2与Mb的结合当前第6页\共有99页\编于星期五\21点当前第7页\共有99页\编于星期五\21点当前第8页\共有99页\编于星期五\21点当前第9页\共有99页\编于星期五\21点当前第10页\共有99页\编于星期五\21点空间位阻当前第11页\共有99页\编于星期五\21点当前第12页\共有99页\编于星期五\21点（四）Mb的氧结合曲线MbO2Mb+O2氧合Mb去氧Mb氧合Mb与去氧Mb的浓度比与氧浓度成正比当前第13页\共有99页\编于星期五\21点氧分数饱和度（fractionalsatuation）肌红蛋白分子总数氧合肌红蛋白分子数当前第14页\共有99页\编于星期五\21点Y=1Mb被氧完全饱和Y=0.5p(O2)=K=P50P50：Mb被氧半饱和时的氧分压当前第15页\共有99页\编于星期五\21点YMb氧结合/解离曲线当前第16页\共有99页\编于星期五\21点Hill图当前第17页\共有99页\编于星期五\21点二、血红蛋白的结构和功能

(hemoglobin，Hb)1、结构：α1、α2、β1、β2亚基当前第18页\共有99页\编于星期五\21点卟啉铁当前第19页\共有99页\编于星期五\21点肌红蛋白血红蛋白α血红蛋白β当前第20页\共有99页\编于星期五\21点当前第21页\共有99页\编于星期五\21点当前第22页\共有99页\编于星期五\21点当前第23页\共有99页\编于星期五\21点当前第24页\共有99页\编于星期五\21点肌红蛋白/血红蛋白α/血红蛋白βAA序列大不相同，结构相似结构决定功能（载氧）当前第25页\共有99页\编于星期五\21点

2、血红蛋白的分类

hemoglobinadultHbA(α2β2/α2δ2)

hemoglobinfetalHbF(α2γ2)

hemoglobinsickleHbS(α2β*2)

hemoglobin胚胎(ε2ζ2)

HbA1HbA2当前第26页\共有99页\编于星期五\21点（二）氧结合引起的Hb的构象变化变构脱氧血红蛋白氧合血红蛋白对氧的亲和力低对氧的亲和力高1、氧合作用改变Hb四级结构当前第27页\共有99页\编于星期五\21点装配接触滑动接触α2β2α1β1α2β1α1β2可变当前第28页\共有99页\编于星期五\21点2、Hb的两种不同构象态tensestaterelaxedstate当前第29页\共有99页\编于星期五\21点当前第30页\共有99页\编于星期五\21点当前第31页\共有99页\编于星期五\21点T型血红蛋白肽链之间的8个盐桥αβ链C末端有Tyr-OH可与C=O形成氢键当前第32页\共有99页\编于星期五\21点（三）Hb氧结合曲线对于具有n个结合位点的蛋白P：当前第33页\共有99页\编于星期五\21点Hill方程当前第34页\共有99页\编于星期五\21点nH=1非协同nH＞1正协同nH=n完全协同Hill系数与配体的结合当前第35页\共有99页\编于星期五\21点当前第36页\共有99页\编于星期五\21点(R)relaxedstate(T)tensestate

血中氧分子的运送：Lung氧分子HemoglobinMyoglobinMuscle静脉动脉环境氧高时Hb快速吸收氧分子环境氧低时Hb迅速释放氧分子释放氧分子后Hb变回

Tstate任何一个亚基接受氧分子后，会增进其它亚基吸附氧分子的能力当前第37页\共有99页\编于星期五\21点当前第38页\共有99页\编于星期五\21点（四）Hb结合氧的调节1、H+、CO2促进O2的释放碳酸酐酶H+—Hb氧合的拮抗物pH降低时：促进氧的释放缓冲血液pH当前第39页\共有99页\编于星期五\21点在氧分压不变时，低pH能促进更多的氧释放Bohr效应当前第40页\共有99页\编于星期五\21点CO2与Hb的结合释放的H+有助于Bohr效应氨甲酸可形成额外的盐桥：稳定T态促进氧的释放当前第41页\共有99页\编于星期五\21点2、BPG降低Hb对氧的亲和力2，3-二磷酸甘油酸——Hb异促别构调节的效应物Hb四聚体只有一个BPG结合部位—4个亚基缔合形成的中央空穴内当前第42页\共有99页\编于星期五\21点BPG当前第43页\共有99页\编于星期五\21点离子键稳定T态当前第44页\共有99页\编于星期五\21点当前第45页\共有99页\编于星期五\21点

hemoglobinfetalHbF(α2γ2)

对氧的亲和力比成人高

——Ser取代His

与BPG结合能力减弱氧合Hb中央空穴太小，容纳不了BPG,BPG对R态Hb亲和力的大小顺序为:HbO2>Hb(O2)2>Hb(O2)3BPG与Hb(O2)4不结合当前第46页\共有99页\编于星期五\21点分子病：由于基因突变，导致蛋白质中氨基酸种类发生变化，并引起功能降低或丧失。

镰刀型贫血症（sickle-cellanemia）三、血红蛋白分子病当前第47页\共有99页\编于星期五\21点镰刀状贫血病—血液中大量出现镰刀红细胞，患者因此缺氧窒息正常细胞镰刀形细胞它是最早认识的一种分子病死亡率极高由于遗传基因突变导致血红蛋白分子结构突变当前第48页\共有99页\编于星期五\21点正常型

---Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys---β链

谷氨酸镰刀型

---Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys---β链

缬氨酸（极性）（非极性）N当前第49页\共有99页\编于星期五\21点当前第50页\共有99页\编于星期五\21点当前第51页\共有99页\编于星期五\21点当前第52页\共有99页\编于星期五\21点四、与免疫有关的蛋白质当前第53页\共有99页\编于星期五\21点白血病是一种造血组织的恶性疾病，俗称“血癌”，特点是某一类型的白血病细胞在骨髓或其他造血组织中的肿瘤性增生，可浸润体内各器官、组织、使各个脏器的功能受损，产生相应的症状和体征。获得性免疫缺陷综合征(AIDS)

当前第54页\共有99页\编于星期五\21点（一）体内参与免疫反应的淋巴细胞骨髓胸腺T

淋巴细胞巨噬细胞

B

淋巴细胞细胞免疫抗体体液免疫当前第55页\共有99页\编于星期五\21点当前第56页\共有99页\编于星期五\21点（二）与免疫有关的蛋白1、主要组织相容性复合体

（majorhistocompatibilitycomplex，MHC)

——膜蛋白、呈递抗原给T细胞当前第57页\共有99页\编于星期五\21点结合抗原肽的裂隙当前第58页\共有99页\编于星期五\21点人：MHCⅠ二硫键当前第59页\共有99页\编于星期五\21点当前第60页\共有99页\编于星期五\21点当前第61页\共有99页\编于星期五\21点当前第62页\共有99页\编于星期五\21点辅受体辅受体当前第63页\共有99页\编于星期五\21点当前第64页\共有99页\编于星期五\21点存在于：几乎所有的脊椎动物细胞表面结合并展示：细胞内随机发生的蛋白降解及更新衍生来的肽当前第65页\共有99页\编于星期五\21点当前第66页\共有99页\编于星期五\21点展示被细胞摄入的外部蛋白巨噬细胞和B细胞当前第67页\共有99页\编于星期五\21点2、免疫球蛋白（immunoglobulin）

——可溶性血清糖蛋白（1）分类当前第68页\共有99页\编于星期五\21点A、IgA：存在于身体的分泌物中B、IgD：存在于B细胞表面C、IgE：与过敏反应有关D、IgM：初次免疫反应初期产生E、IgG：体内最多的一类当前第69页\共有99页\编于星期五\21点（2）结构特点

两条轻链（L）、两条重链（H）

每条链都有可变区（V）、恒定区（C）

可变区都在N端Fab：FragmentantigenbindingFc：Fragmentcrystallizable当前第70页\共有99页\编于星期五\21点（Fab）2和Fc当前第71页\共有99页\编于星期五\21点反平行β折叠片当前第72页\共有99页\编于星期五\21点当前第73页\共有99页\编于星期五\21点Fab与抗原的结合当前第74页\共有99页\编于星期五\21点IgG是血液中参与免疫反应的最主要的抗体IgG+抗原巨噬细胞结合、吞噬当前第75页\共有99页\编于星期五\21点IgM五聚体，只存在于血液中当前第76页\共有99页\编于星期五\21点（3）基于抗原-抗体反应的生化分析方法ELISA当前第77页\共有99页\编于星期五\21点当前第78页\共有99页\编于星期五\21点免疫印迹样品纯化前后当前第79页\共有99页\编于星期五\21点当前第80页\共有99页\编于星期五\21点五、肌球蛋白和肌动蛋白参与需能的收缩活动当前第81页\共有99页\编于星期五\21点肌肉组成肌肉肌纤维束肌纤维肌原纤维当前第82页\共有99页\编于星期五\21点肌原纤维：明带和暗带肌节当前第83页\共有99页\编于星期五\21点肌原纤维由纵向排列的肌丝组成：粗丝（thickfilament）——只分布于暗/A带细丝（thickfilament）——I带只有细丝H区只有粗丝肌球蛋白肌动蛋白当前第84页\共有99页\编于星期五\21点当前第85页\共有99页\编于星期五\21点当前第86页\共有99页\编于星期五\21点当前第87页\共有99页\编于星期五\21点肌动蛋白的两种形式：

球状∽(G—actin)

纤维状∽(F—actin)

单体形式聚合形式K+、

Mg2+、

ATP存在时当前第88页\共有99页\编于星期五\21点原肌球蛋白肌钙蛋白复合体当前第89页\共有99页\编于星期五\21点当前第90页\共有99页\编于星期五\21点当前第91