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1、蛋白质结构与功能的关系,蛋白质一级结构决定高级结构,核糖核酸酶的变性与复性,核糖核酸酶的变性与复性,镰刀型红细胞贫血的分子基础,镰刀型红细胞贫血的分子基础,HbA: Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys HbS: Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys 链 1 2 3 4 5 6 7 8,结果：荷负电的Glu变为疏水性的Val，使HbS分子表面的负电荷减少，亲水基团变为疏水基团，使HbS分子聚合，溶解度降低，红细胞变形，呈镰刀状，并易于破裂溶血。 治疗：体外，KCNO共价修饰链N端Val残基，使亲水性增加，可防止HbS分子间的缔和,肌红蛋白（M
2、b）,是哺乳动物主要是肌肉细胞贮存和分配氧的蛋白质； Mb由1条多肽链和1个辅基血红素构成 多肽链由8段直的螺旋组成，分别命名为A、BH，相应的非螺旋区为NA、AB； 4个脯氨酸处在拐弯处，还有Ser、Thr、Asn、ILe； 含亲水基团侧链的氨基酸残基全部分布于分子的外表面，疏水侧链的氨基酸残基几乎全在内部,原卟啉和血红素,氧结合部位：Mb和Hb-Fe2+；节肢动物的血蓝蛋白-Cu+； 亚铁血红素 高铁血红素 (亚铁肌红蛋白) (高铁肌红蛋白),O2与Mb的结合,O2与Mb的结合,O2与Mb的结合*,血红素非共价地结合于Mb的疏水孔穴中 近侧组氨酸与远侧组氨酸使氧结合部位为空间位阻区域 CO
3、与Mb的结合 在Mb内部的疏水环境中，血红素铁不易氧化 疏水环境：固定血红素基； 保护血红素铁免遭氧化； 为O2提供一个合适的结合部位,O2的结合改变Mb的构象,去氧Mb中Fe2+只有5个配体且位于离卟啉环平面上方0.055nm处 铁卟啉为圆顶状或凸形 与O2结合时，Fe2+被拉回到距卟啉环平面只有0.026nm处,血红蛋白（Hb）,在血液中结合并转运氧气 1. Hb的结构 Hb由4个多肽亚基组成且每个亚基都有1个血红素基和1个氧结合部位； 成人Hb主要为HbA，其亚基组成为22，胎儿Hb主要为HbF，亚基为22。,血红蛋白（Hb）,2. Hb的三维结构 4个血红素基分别位于每个多肽链的E和F
4、螺旋之间的裂缝处，并暴露在分子表面 疏水核心：可防止Hb变为高铁Hb；稳定三维结构,Mb和Hb的血红素,血红蛋白,氧结合引起的Hb构象变化,1. 氧合作用显著改变Hb的四级结构 2. 血红素铁的微小移动导致Hb构象的转移 3. 氧合Hb和去氧Hb代表不同的构象态(T态和R态),氧合血红蛋白和去氧血红蛋白代表不同的构象态,T态和R态,去氧Hb中各亚基间的盐桥,Hb的协同性氧结合,Hb除具有Mb的输氧外还能运输H+和CO2 别构蛋白质 Hb的氧合具有正协同性同促效应 Hb氧结合曲线是S形,H+、CO2和BPG对Hb结合氧的影响,1. H+和CO2促进O2的释放 2. BPG（2,3-二磷酸甘油酸）
5、降低Hb O2对的亲和力,氧的S型曲线结合 Bohr效应 Hb的输氧能力达到最大效率 BPG效应物的调节,免疫系统和免疫球蛋白,免疫系统能在分子水平上识别“自我”和“非我”，破坏那些被鉴定为非我的实体； 免疫系统 淋巴细胞 巨噬细胞,体液免疫系统,细胞免疫系统,B细胞,T细胞,B细胞和T细胞,B细胞 骨髓中发育完成 为膜结合的糖蛋白 可分化为记忆细胞和效应细胞,T细胞 迁移到胸腺完成后期发育 T细胞受体只有当抗原与MHC结合时,才能识别 可分化为记忆T细胞和各种效应T细胞,免疫系统识别“自我”和“非我”,宿主中蛋白质抗原的检测由MHC蛋白介导 MHC与细胞内被消化的蛋白质的肽片段结合,并将其展
6、示在细胞外表面 MHC:结合并展示由细胞内随机发生的蛋白质降解和更新衍生来的肽,成为T细胞受体的识别靶 MHC:结合并展示被细胞摄入的外部蛋白质,是各种助T细胞的结合靶,MHC蛋白分子,MHC-I蛋白的三维结构,在细胞表面的分子相互作用引发免疫反应,免疫球蛋白的结构及类别,免疫球蛋白：抗体，是可溶性血清糖蛋白 特点： 1. 结构（IgG） 由4条链组成，重链（H链）+轻链（L链）通过非共价键和二硫键结合 可变区（VL区） 恒定区（CL区） 可变区（VH区） 恒定区（CH1、CH2、CH3）,L链,H链,免疫球蛋白的结构,抗体与抗原的结合,免疫球蛋白的类别,IgG、IgA、IgM、IgD、IgE Ig分子的轻链恒定区（CL）的氨基酸序列为和，每个Ig只含1种；重链恒定区的序列为、和， IgG、A、M、D、E分别含、和；,免疫球蛋白的功能,IgM：对入侵抗原作初次免疫早期产生，以单体的膜结合形式或五聚体形式存在（见图）； IgA：存在于身体的分泌物如唾液、泪和乳中； IgD：存在于B细胞表面 IgG：记忆B细胞引发的再次免疫反应中的主要抗体 IgE：在过敏反应中起重要作用。,IgM的结构,酶联免疫吸附测定步骤的图解,