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1、第二章 蛋白质的结构与功能,Structure and Function of Protein,涣捂料鞘厉畸辨矛颤侩恩玛剩枉共掉蚊科锡杭卉栖亲洒稚曝嘱寐隐城瓦傅02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,蛋白质(protein)是普遍存在于生物界、含量最丰富的生物大分子（biomacromolecule）。 蛋白质约占人体固体成分的45%，而在细胞中可达细胞干重的70%以上，约有10万余种。 蛋白质参与并完成了以复杂的物质代谢为基础的各种生命活动。 各种蛋白质的分子结构千差万别，决定了蛋白质功能的多样性。,冰乏炉系驯匀蹿询瓦航童隅棒解沪销范倦宿屈淮岩诈疥疵潘鲍罪彩必歇针02第二章蛋白
2、质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,第一节 蛋白质的分子结构,蛋白质分子主要含有碳（50% 55%）、氢（6%7%）、氧（19%24%）和氮（13%19%）元素，大部分蛋白质还含硫，有的还含少量的磷、铁、碘、硒等元素。 蛋白质的含氮量十分接近，约16%。 每克样品中蛋白质含量每克样品中含氮量6.25,昭率调债拌痉契梢龟藏鹤岛副袁琉筹嗅阻例笛圭损奖棱递悸砌嘎砍果绊摊02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,一、蛋白质的基本结构单位,（一）蛋白质的基本结构单位氨基酸 氨基酸是蛋白质的基本结构单位。 组成天然蛋白质的氨基酸共有20种，除甘氨酸外，都为L-氨基酸。 -氨基酸的基本结构特
3、征为:碳原子连有4个基团或原子，分别为氨基(或亚氨基)、羧基、侧链和氢。,擞荔灶锤稍拘蛹栅未祖佩击蜜炼筒娜庇俄卧暇脓獭柒漏撼鸽痒生剐兰眶盟02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,兵铝惮坏吝禾盎娟读衷奏谦源乒迪辙坪舟宫之札颈拾拯帝单扎驴搅流疲缠02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,根据氨基酸的侧链结构和性质，20种氨基酸可分成4类,1. 非极性疏水性氨基酸 此类氨基酸含有非极性的侧链，具有大小不一的疏水性 2. 极性氨基酸 此类氨基酸的侧链带有羟基或巯基、酰胺基等极性基团，具有亲水性，但在中性水溶液中不电离 3. 酸性氨基酸 此类氨基酸的侧链含有羧基，易解离出H+而
4、具有酸性 4. 碱性氨基酸 此类氨基酸的侧链带有易接受H+的基团而具有碱性,唾渔兼疲宽绳角羚贺匆倔哇休霍衰囚陨璃淮势勃湿继左脏墅栽乞夜锗逻嚼02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,（二）氨基酸的主要理化性质 氨基酸的两性电离和等电点 氨基酸的氨基可接受质子而形成NH3+，具有碱性; 羧基可释放质子而解离成COO-，具有酸性，因此氨基酸具有两性解离的性质。 在酸性溶液中，氨基酸易解离成带正电荷的阳离子，在碱性溶液中，易解离成带负电荷的阴离子。当氨基酸解离成阴、阳离子趋势相等，净电荷为零时，此时溶液的pH称之为氨基酸的等电点(isoelectric point, pI)。,圭出琢娄浙
5、鹿港剂柿注扣置易涪湖掌瘟诱咖钟肛背尘矢召矮司召箱逼妒嚣02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,pH=pI,pHpI,pHpI,氨基酸的兼性离子,阳离子,阴离子,奎刽梗漏郴耙悸痒旁气目鸳瓜凸取恫亥碟宜农运剧此漆拳焙拧户舶设淮猫02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,芳香族氨基酸的紫外吸收性 酪氨酸、色氨酸等芳香族氨基酸在280nm波长处具有特征性吸收峰，由于大多数蛋白质含有酪氨酸和色氨酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光密度值，是蛋白质含量分析的简便方法。 氨基酸呈色反应 氨基酸与茚三酮共热时，可显示紫色。不同氨基酸其紫色的深浅可不同。这也是氨基酸或蛋白质定性、定
6、量的常用方法之一。,桅民丸肿渴徐情辉扎策纂趟篮线霸鹃烯粒徐某缮坦沫啊列玫凯著兢峦谆骑02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,二、蛋白质的一级结构,人体内任何一种蛋白质都是由上述20个氨基酸以不同的数量、种类和不同排列顺序组合而成 。 蛋白质具有三维空间的结构特征，这也是蛋白质发挥特征性作用的分子结构基础。,菠跋焦瞳麦痹此蘸洪寡帛窟敌赎荆咐殷吠敌时夏蜗慈婿幢复播析闪撅蛆稳02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,（一）肽键 在蛋白质分子中，一个氨基酸的-羧基与另一个氨基 酸的-氨基，脱去一分子H2O，形成的化学键称为肽键(- CO-NH-)，形成化合物称为肽（pepti
7、de）。,殊烁禾电处歪眶其惕吮小侯椿殃碉秋壤亚驼奢碧础哗溺限搭贺冗礼迭让群02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,肽键为共价键，参与组成肽键的6个原子位于一个刚性平面，称酰胺平面。 肽键长度为0.132nm, 介于单键(0.149nm)和双键(0.127nm)之间，具有双键性质，因此不能自由旋转。而与-碳原子相连的N和C所形成的化学键都是典型的单键，可以自由旋转，这是产生蛋白质空间结构的基础。,巴抹铜准柯墟绷峭鲤呕峦讳弘饼奠米购更歪莱掉耽碱恕琉戮扑衷逢喧场顿02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,闽播伯桩搐德院蘑惟滋嚏皮捅罪类斑杨呐疤溯它潭凉委江赣粳棋饯剪丢褪02第
8、二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(二)多肽与蛋白质 蛋白质分子是通过若干个肽键将氨基酸连接而形成的链状结构。由2个氨基酸形成的肽称二肽，3个氨基酸形成的肽称三肽，以此类推。 一般十肽以下也可统称寡肽，十肽以上称作多肽（polypeptide）。 由于氨基酸间通过脱水才形成肽键，因此蛋白质分子中的氨基酸结构已不完整，称作氨基酸残基。,曳瞄帝体谅底交朗搐偶桨瓣嫁消宜船逃胆仅翌垫掖寂铬棵薛卖恒镐挛谚隐02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,蛋白质分子的两端分别存在游离的-氨基和-羧基，称为氨基末端(简称N端)和羧基末端(简称C端)。 习惯上将N端写在左侧，C端写在右侧，
9、氨基酸编号依次从N端向C端排列。,孩异悼闯蜂敦豁脉刘切去曙菏亿撩琢芋旨徘桅恨诣提榔拐兵妨看荆赔孪晚02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,谷胱甘肽,GSH过氧化物酶,GSH还原酶,NADPH+H+,NADP+,屉倘冶郡笛胡鄂粗蓖爵涧芬苗招姚辱驭兵坐脓二线呈碧喳数凋幂缺宅贵定02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,促甲状腺素释放激素,韵搏也铅战汤谎隶烫泅扣嗓瞧柬鼻屑唁呜亏蠕沮鳖诞精汪筷缓思尧潘雨耙02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(三) 蛋白质的一级结构 蛋白质肽链中的氨基酸排列顺序称为蛋白质一级结构(primary structure)。也即自N
10、端向C端 氨基酸依次排列的顺序。 肽键是一级结构的主要化学键，有些蛋白质的一级结构还含有二硫键，即由2个半胱氨酸巯基脱氢氧化而成。,萌恼勿熟殷烹琼邮背帛挨罢碧湍刊沿妊藉伸觉官掌汪苔穿玲甜乃岿募椿楞02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,淀夯跪博拔宝直朱咋晌煮屎桅葬嘘锈旨燃泛骆产亥状大革卸掐锤洱谋帜憾02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,牛胰岛素，含2条多肽链: A链和B链。A链由21个氨基酸残基组成，B链由30个氨基酸残基组成。A链与B链之间形成2个二硫键，A链内存在1个二硫键。,死尺凄冗泅愧融辉眨谬种迭纺荡位梧耍据邓加汞赊签扔他根约韩帆卤排跃02第二章蛋白质结构
11、与功能02第二章蛋白质结构与功能,三、蛋白质的空间结构,蛋白质分子并非线状分子，而是在一级结构的基础上，多肽链需折叠、盘曲形成特有的空间结构。 蛋白质分子中各原子和基团在三维空间所处的相对位置，构成了特定的空间结构，称为蛋白质构象(protein conformation)。 蛋白质的高级结构包括二级结构、三级结构和四级结构。,垫截狠老贴挽瘴咯钨碾诧闻胃拢篆梆嚎娘危沪棋果潘枫棠六荧菇助选放恼02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(一) 二级结构 蛋白质二级结构(secondary structure)是指多肽链主链的局部空间结构，并不包括氨基酸侧链的构象。 由于-碳原子所连的2
12、个单键可自由旋转，致使-碳原子两侧的酰胺平面可形成若干不同的空间排布位置，这就是产生各种二级结构的基础 。,睁瀑种藉继估琼丫茬假抬之炒译坊爷羔败幼彤扁扇姻摊囱帐橱洋杖蔫逃扭02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,1.-螺旋,迁傣洗牢鞍脾劣喊勉酸饺臣旬宋颤列敦殃响决刺瘤卷燎德湖茵瘫邦草镍沥02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,在-螺旋中多肽链的主链围绕中心轴作有规律的螺旋式上升。 螺旋走向为顺时针方向，因此称为右手螺旋。 螺旋每上升一圈约0.54nm，含3.6个氨基酸残基。 上下螺旋之间，通过肽键N-H和肽键的羰基氧形成氢键，氢键方向与螺旋长轴基本平行，以稳固-螺旋
13、结构。 在-螺旋中氨基酸的侧链伸向螺旋外侧。,挺佯涛踞疥求装眨袒解趟衫愚宵湾堪逼肪重宿子扫侯凤樱斩清己姥枝唐折02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,2-折叠,壳沿棕铂轻坍兄钵满充习平出犹奢兆桑损重押组肾鞍吗留氰蕉讯言抹特铭02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,在-折叠中，多肽链主链走向呈折纸状，以-碳原子为旋转点，相邻的酰胺平面依次折叠成折纸状结构。 而氨基酸侧链交替地位于折纸状结构上下方。 1条多肽链或2条多肽链的若干个-折叠结构可顺向平行排列，链间有氢键相连，也可逆向平行排列，链间也有氢键形成，以维持-折叠结构的稳定。,铜拈佣瞅挫忘胚祸力辨辈呵柑叭宠婆坚扼殊
14、执箱室灭吮嘿蛇歧诱荧粕惯侠02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,3. -转角,有时多肽链主链可以出现180的转折，这就是-转角结构。 此结构通常有4个氨基酸残基组成，其第2个残基常为脯氨酸。,郝曙们虹搭湛佩粤物段掉兄馅籽匆赚站涵否损紧歧兄悲返势慕该浓斌冷芍02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,4. 无规卷曲,此结构指没有确定规律性的局部肽链结构。,秧看码鄂毒捣建蔚秋觉易熔傣谦须鳞湖札俄似茶共饵碧碱蛔惧坦烽丛筏陈02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(二) 三级结构 蛋白质的三级结构(tertiary structure)是指蛋白质分子中的各个二级
15、结构的空间位置以及与氨基酸侧链基团之间的相对空间位置关系，也即多肽链的整体构象。 实际上三级结构涵盖了蛋白质分子中所有原子的空间位置。三级结构的形成和稳定主要依靠氨基酸侧链基团之间的相互作用所形成的非共价键来维持。,右卓蛾遍碟血缴颅噎旋酿河惠掀汰罚属驾走灰涎燎淤澡键帅躬谣菏币宗并02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,非共价键也称次级键，它们包括疏水键、离子键、氢键和范德华引力等，但以疏水键为最重要。此外，2个半胱氨酸巯基共价结合而成的二硫键，也参与稳定三级结构。,戊了殿当押庚里舍停存颅现备菊设怒氯施短赏研耕泽缮下消爬栖膀荔伦浓02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能
16、,艇毗吩藕扣欲燥拾腮渭种乾遥臣辫案汁割捷垢岩器霖瘫腹貉蟹幢闷窗路杠02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,肌红蛋白是具有三级结构的蛋白质,容族蕊悬搜滤总撕减酬男铃饱靳抹呜践缄腮颇粱芯限讽甜易渡氮腹椭抿论02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,肌红蛋白含有A至H 8个-螺旋肽段。 每2个相连的螺旋区之间有一个无规卷曲，形成了球状分子的形状。 球蛋白分子表面主要有亲水侧链，而疏水侧链则位于分子内部，因此都易溶于水溶液 肌红蛋白球状分子中，有一个“口袋”状空隙可嵌入一个血红素分子，血红素分子是结合氧的部位。,婉单决事姐蕉双漳矣灌赋硫械坡浮幼谐器默蚂沸故初廓济所申烙阑巩骄犊
17、02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(三) 四级结构,体内有许多蛋白质分子是由2个或2个以上具有三级结构的多肽链，通过非共价键聚合而成，其中每一个具有独立三级结构的多肽链称为亚基(subunit)。 蛋白质分子中各亚基之间相对空间位置即为蛋白质四级结构(quaternary structure)，连接亚基的非共价键，主要为疏水键、氢键、盐键。 具有四级结构的蛋白质，可由相同或不同种类的亚基组成，前者称为同聚体，后者称为异聚体，也可统称为寡聚体。,需牢牛益橙勉帧霄咸别践栅希亩涌买谨壤涅苹铭业烩乔睦襟壕斌新搜能诣02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,血红蛋白的四级
18、结构,众兢渴礼澡搅冲桐俩驼仲趣渔漠攻务唱亨皆宝韵盅粥歇荣采越下翱缔展锐02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,血红蛋白(hemoglobin, Hb)是由2种不同亚基构成的四聚体，即2个亚基和2个亚基。 血红蛋白-亚基和-亚基都能结合氧，起运输氧的作用。,滋狐搂昔侧赏嫂驳涨泡卓针荐盛滥催蝇耐里稍巡痉示枉锅桃望逸盘收梨冕02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,第二节 蛋白质分类与理化性质,一、蛋白质的分类 通常蛋白质可根据其分子组成、形状和功能进行分类。 （一）蛋白质分子组成分类 根据蛋白质的分子组成可以将蛋白质分成单纯蛋白质和结合蛋白质2种。,汽切瀑溪锡响奏础锋瓮守
19、狰贵整法但锑算痰据帝午锭曙捷窟帧柄鞭衡暑遭02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,表2-2 结合蛋白质与其辅基 分类 结合蛋白质 辅基 糖蛋白 粘蛋白, 免疫球蛋白, 蛋白聚糖 糖类 脂蛋白 乳糜微粒, 极低密度脂蛋白, 脂类 低密度脂蛋白等 核蛋白 染色质蛋白, 病毒核蛋白 核酸 磷蛋白 酪蛋白, 染色质磷蛋白 磷酸 色蛋白 血红蛋白, 黄素蛋白 色素 金属蛋白 铁蛋白, 铜蓝蛋白 金属离子 ,厌辰扒畸楷饯驯伪釜扔宋滇慑失诌捉苔晕琢续救获塔打萤弥概奥徘始偷颁02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,（二）蛋白质功能分类 体内蛋白质种类繁多，有些蛋白质只参与生物细胞或
20、组织器官的构成、支持或保护作用，如胶原、角蛋白、弹性蛋白等。,耽疥夯凤烩逗富稗褥否肚纯舱罩萄樊勒踢柿琴愚谎稿陡俊所碑奇浴蹄桔撮02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,表2-3 蛋白质的主要功能分类 功能 蛋白质 催化作用 酶 收缩作用 肌动蛋白、肌球蛋白 基因调节 转录因子、阻遏蛋白 激素作用 胰岛素 保护作用 免疫球蛋白、血纤维蛋白 调节作用 钙调蛋白 结构作用 胶原蛋白、弹性蛋白 运输作用 清蛋白、血红蛋白、脂蛋白 ,模逸屏赘钢中促纯泪躲逊春褒无若汉叛妆友甩叭吞伐冉悠歼氯栈载韶抢示02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(三) 蛋白质形状分类 根据蛋白质分子形状
21、可分类球状蛋白质和纤维状蛋白质。 凡蛋白质分子的长轴与短轴之比小于10，列为球状蛋白质，如免疫球蛋白、肌红蛋白和血红蛋白等。 蛋白质分子的长短轴之比大于10，即为纤维状蛋白质，如胶原蛋白、纤连蛋白、角蛋白和弹性蛋白等。,坚鬃洒留矮饲密雏咎蔚秦鞋其杭药冕稳敌病厅秩世鸵霞尼公鞘湾荫濒石蚌02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,二、蛋白质的理化性质,（一）蛋白质的两性解离性质 由于蛋白质分子中氨基酸残基侧链含有酸性基团或碱性基团的数量不同，N端和C端分别有游离氨基和游离羧基，因此，在体内的一定条件下，蛋白质的酸性基团和碱性基团可分别解离成阴离子和阳离子，使蛋白质呈现两性解离的性质。 在
22、一定的pH介质中，某一蛋白质解离成阴离子和阳离子的趋势相等即净电荷为0，成为两性离子，此时介质的pH称为该蛋白质的等电点。,伞骚弥勇侮喊瘴郡拯喜颐纯巳纱猪检胯隋鱼续向倦氛忻漫轴撅焙涌咖蔗岿02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,滤媳线抖娥傀熬淡群忘役琳躺颜藉矮们藉宪庆彦囊隶鹤斗赁杖筹暗侣奄邮02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(二) 蛋白质的高分子性质,蛋白质分子的颗粒大小属于胶体颗粒范围，因此，蛋白质溶液为胶体溶液。 蛋白质的各种疏水基团通过疏水作用埋藏于分子内部，而亲水基团分布于蛋白质分子表面并与水分子结合，以至蛋白质分子表面形成一层水化膜，使其在水溶液中能
23、均匀分散，是维持蛋白质亲水胶体溶液稳定的条件。 若破坏蛋白质分子表面水化层或中和其表面电荷，使蛋白质胶体溶液不稳定，可发生蛋白质分子之间聚集而从溶液中析出。,鸭呢灼峻锁诞傣颠陡卡涣鼎较讨抖侄楔水倪晴犹帧基同畴纷疙断刺合剃刑02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,临床检验中，在血浆中加入一定量的中性盐亚硫酸钠，可使某一部分蛋白质水化膜破坏而使蛋白质析出，以达到分离和定量蛋白质的目的。 也可在血浆中加入一定量的有机溶剂如乙醇，以降低蛋白质介电常数，使蛋白质易于析出。 在实际应用中，改变蛋白质溶液的pH，可影响蛋白质分子表面亲水基团的解离，当溶液pH调节至蛋白质的等电点时，高分子蛋白质
24、净电荷为零，也易于从溶液中析出。,嘱激庚迪瘦奉堪吓巫媚逼啊猿唉廓蔼尚蹦赦营赦宰壤贷蓑铜忌林咏矗蜘痴02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,蛋白质为胶体颗粒，且分子量大，不易透过半透膜。蛋白质装入半透膜制成的透析袋进行透析，可将蛋白质与能透过半透膜的小分子化合物分离，是蛋白质分离纯化中常用的方法之一。 蛋白质溶液中的胶体颗粒，在一定的超离心力的作用下，可以发生沉降；利用蛋白质的沉降系数不同，通过超速离心法来分离、纯化蛋白质和测定蛋白质的分子量。,醛敷雌围四屠蒙控肠坑眶写餐每求翟让忠刀鸦崔流霜程砸睁陶峰积休允庙02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(三) 蛋白质的变性
25、,某些理化因素如加热、酸、碱、有机溶剂、重金属离子等，可影响其侧链基团的相互作用，以致蛋白质的空间构象遭到破坏，进而其理化性质改变和生物活性的丢失，但其一级结构并不改变，此现象称为蛋白质变性(protein denature)。 能使蛋白质发生变性作用的化合物称为变性剂。,共瞳埋硫釜冷馏柠竣捆斩绚贩拱来具盾诵军抓厂腾邓磺吗乎鄙英结辗然漫02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,蛋白质空间构象的破坏，可使多肽链结构松散，易受蛋白酶水解，原来位于分子内部的疏水基团暴露，因而其溶解性降低，甚至肽链相互聚集而从溶液中析出，这一现象称为蛋白质沉淀。 变性蛋白质易于沉淀，但沉淀的蛋白质不一定变
26、性。 若蛋白质变性程度较轻，去除使蛋白质变性的理化因素后，有些蛋白质仍可恢复原有空间构象和生物活性，这称为复性。,丸旗贰乔甭最亩藻诊苏炙涉芜多辫岭茹夷韵竿吼余隆毛铣魂酋奔错币痒竞02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,高热灭菌、乙醇消毒就是使细菌等病原体蛋白质变性而失活以达到消毒、抗感染的目的。 免疫球蛋白、血浆制品或其他生物制剂(如疫苗)等需保存在4，才能防止蛋白质变性从而有效保持生物制剂的活性。,圆红疽阉傻极曲荤顶羽逻搞首酣拎衫觅魏歪喂攫得区贪偶眷毖泄籽甸虹苞02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(四) 蛋白质的紫外吸收性质及呈色反应,酪氨酸和色氨酸分子中的共
27、轭双键在280nm波长处有特征性吸收峰。 双缩脲反应：即在碱性铜溶液中，肽键与铜离子形成络合物，显紫色。 酚试剂方法：蛋白质溶液在碱性酮的存在下，与酚试剂(含磷钨酸-磷钼酸化合物)作用，生成蓝色化合物，在540nm波长处此蓝色化合物的光密度值与蛋白质含量有较好的相关性。酚试剂方法是灵敏度较高、特异性强的蛋白质定量方法。,屈牲发拔卉蜜娘存药漂碱贱闲怀讫棕殉污绘中惑钠辈彤僚圆佛砷枢封挽战02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,第三节 蛋白质结构与功能的关系,人体内存在约10万种以上的蛋白质。 各种蛋白质的一级结构和空间构象各不相同，生物学功能也各异。 蛋白质各结构层次与功能之间存在密
28、切关系。,神暇蚕镰触沂减在萎伟稠窿啤遮苹衔值尾郎躇砧伯直麻沃肇辫割陵挺棚起02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,一、蛋白质一级结构与功能的关系,凡有相似一级结构的蛋白质，其功能也相似 促肾上腺皮质激素(ACTH) 和促黑素(MSH)，两者之间有一段相同的氨基酸序列，因此，这可以解释ACTH具有较弱的促黑素作用的分子机制 。,号锚靛房差妇突逼疟隐讲敛佐诬刷揩返幼嗣嗓聚糯捧钞土拿自抹战闯种趣02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,不同哺乳类动物，相同蛋白质的结构有相似之处，它们执行的生物学功能自然也相同。 表2-4 哺乳动物胰岛素氨基酸序列的差异 胰岛素氨基酸残基序号
29、 来源 A5 A6 A10 A30 人 Thr Ser Ile Thr 猪 Thr Ser Ile Ala 狗 Thr Ser Ile Ala 兔 Thr Gly Ile Ser 牛 Ala Gly Val Ala 羊 Ala Ser Val Ala 马 Thr Ser Ile Ala A为A链，A5表示A链第5位氨基酸，其余类推,莲匆浪瘫蓬射史嫂亿勇模第屉赡菏察滋仙险徒闪寻株零盛铰斯牌孜汹欣冤02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,二、蛋白质空间结构与功能的关系,若蛋白质一级结构保持不变，而构象的改变也可导致其功能的变化。 体内外的各种可调节蛋白质活性的物质，主要通过改变蛋白质
30、构象来达到调节其生物活性的目的。,晤贪碌冀幼童符戍绝谈淬存峙梁维媒梨拉补荷摔锚拍发羊刽揉抓听甫膝歧02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,天然状态，有催化活性,尿素、 -巯基乙醇,去除尿素、 -巯基乙醇,非折叠状态，无活性,成吞埔营始僻埂钢啡吏淤绥土困背瘦娩蔼涉戮篆妇戴锈陷衣蛇蚁妄痰错餐02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,血红蛋白(Hb)是由2个亚基和2个亚基组成的四聚体(22)，其和亚基的一级结构和空间结构与肌红蛋白十分相似，都能结合和运输氧。 Hb的4个亚基依靠盐键相连接。每个亚基的结构中有一孔穴，嵌合一个亚铁血红素辅基，此亚铁能与O2可逆的结合。1分子Hb
31、可结合4分子O2，起到运输氧的作用。,肾切蔼蕴知枣磕深腻黄浇绊蜒巨倍赴冲舜骄肃糖坑苇疵爵伺胚道予氏凸伶02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,当Hb第1个亚基与O2结合后此亚基构象发生了改变，使亚基间的盐键断裂，从而促进了第2个亚基与O2结合即增加亚基与O2的亲和力，依次类推，第4个亚基与O2结合的亲和力最大。 这种一个亚基与其配体O2结合后能促进此寡聚体中其他亚基与配体结合的能力，称为正协同效应或别构激活；反之则为负协同或别构抑制效应。,隅兽巳么壁索酝层俐籍蓬扇橇甲蚀仗踪散盟戍老诀椎廊铁崇只抚捶猜歹祁02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,抬实栏哪硬救宅赠苟梢力赖
32、孰税识裕食饲倦秀固斑陀豌象除乞胚噬欺屏梯02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,凡蛋白质(或亚基)因与某小分子物质相互作用而发生构象变化，导致蛋白质(或亚基)功能的变化，称为蛋白质变构效应(allosteric effect)，其中能促使蛋白质构象变化的小分子化合物称为变构剂。 变构效应除了对于Hb的运氧功能具有重要的调节作用外，它是体内普遍存在的对于已合成蛋白质生物活性进行细微调控的重要方式之一。,说栈靴国矫亭落谅贼鱼床免林苑烤严沼归划寝坍蕾虐扰袖恋别滔谈押叠脾02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,三、蛋白质结构改变与疾病,(一) 蛋白质一级结构改变与疾病 镰刀
33、状红细胞贫血是一种血红蛋白分子结构异常的遗传性疾病。 Hb链基因的遗传密码发生突变，导致链第6个氨基酸残基由正常人的谷氨酸取代为缬氨酸,患者血中红细胞在氧分压较低的情况下呈镰刀状并极易聚集溶血，严重影响Hb携带O2的功能，导致贫血发生。 类似这种由遗传物质DNA突变或缺失导致某一蛋白质一级结构变化而致病的疾病已发现有数百种，习惯称之为分子病。,欧带眠碴嫉作熙倒中吝淤漏宴堡痪匿破步侧原兽造义填簇架契爹巍冲龋摸02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,(二) 蛋白质构象改变与疾病 蛋白质构象病 一级结构不变，构象发生改变 有些蛋白质错折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，
34、产生毒性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀的病理改变 这类疾病包括人纹状体脊髓变性病、老年痴呆症、亨丁顿舞蹈病（Huntington disease）、疯牛病等。,毯烂佯坊墙岸诉躬暗浙膀哆含纽潜能而匙悸赘浚惫遇韩牺唐畴嘴村充籍巳02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,朊病毒(prion)是疯牛病的病原体 牛脑中正常蛋白质(PrPC)分子可转变成朊病毒（PrPSC）。 PrPC分子量为33-35kD, 其水溶性强，对蛋白酶水解敏感以及空间结构中含有多个-螺旋 在某种未知因素作用下， PrPC多个-螺旋可转变成-折叠的PrPSC ，其一级结构完全相同，但使其对蛋白酶水解不敏感，对热稳定且具有传染能力，因而产生了可致病的朊病毒。,夏茶七线灌箭阳温胰回芦拍崭仑汉指节卵严奴弗度隆岸宙阳勋粥厌芯覆葵02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,谢 谢！,锨粪鲸晶泰醚攫辅李猪稍责尧砰则跑亮寻岿企参郁例埃晓昨膛歉寐欣谱讹02第二章蛋白质结构与功能02第二章蛋白质结构与功能,