蛋白质的结构和功能.ppt

几率计算表明, 在随机重组情况下, 8个巯基形成4个二硫键时, 共有105种不一样方法。 然而走向随机松散核糖核酸酶肽链, 在复性过程中, 却只选择其中一个方法。说明了核糖核酸酶肽链上氨基酸次序(即一级结构)控制着肽链本身折叠盘绕成特定天然构象方法, 并由此确定了二硫键正确位置（图）。一级结构决定高级结构, 环境条件是关键。只有在特定条件下, 才能产生特定高级结构。 图 核糖核酸酶（RNase）变性和复性示意图 二 蛋白质分子一级结构与功效关系 （一）一级结构不一样, 生物功效各异 不一样蛋白质或多肽有时仅只是一级结构上微小差异, 表现出生物学功效就不一样。催产素与加压素都是下丘脑神经细胞合成9肽激素, 结构十分相近, 仅第3与8位两个氨基酸不一样, 催产素是异亮与亮氨酸残基, 加压素是苯丙与精氨酸残基, 生理功效却有根本区分, 催产素刺激平滑肌引发子宫收缩, 起催产功效; 加压素促进血管收缩, 升高血压, 促进肾小管重吸收水。 催产素结构式 加压素结构式 （二）种属差异 生物体内不一样物种中实施同一功效蛋白质含有一定差异, 即蛋白质种属差异, 胰岛素就是经典例子。哺乳动物、鸟类和鱼类胰岛素均由51个氨基酸组成, 但它们A链中第8、9、10位和B链第30位氨基酸残基有差异, 这些部位氨基酸改变并不影响胰岛素生物活性, 或者说这些氨基酸残基对胰岛素生物活性并不其决定性作用。 胰岛素功效发挥需要合适空间构象, 与受体结合氨基酸位于胰岛素分子表面。胰岛素分子表面由两部分组成, 一是含有相当面积疏水区, 另一是分散于疏水区周围部分携带电荷或极性基团。疏水区是这个表面专题, 其中芳香环十分关键, 它们除疏水相互作用外, 可识别受体、在结合过程中或结合后诱发受体分子构象改变等, 其它基团或主链部分变换只要这个疏水表面仍能维持1.5nm2左右, 则不会过于严重影响胰岛素分子受体相互作用。 （三）分子病 因为DNA分子结构基因突变, 而合成了失去正常功效异常蛋白质, 从而产生先天性疾病, 这种病称为分子病(也称遗传性疾病)。在非洲人中流行着一个镰刀形红细胞贫血病, 就是经典分子病。 患者红细胞中血红蛋白（HbA）是异常血红蛋白(HbS), 它一级结构只是β-链第6位氨基酸残基不一样, 在HbA中是谷氨酸, 在HbS中是缬氨酸。 从空间结构看, β-链第6位氨基酸残基在Hb分子表面。这种结构上改变, 即使不影响单位HbS分子载氧功效。不过, 红细胞中HbS在浓度很高情况下, 却促进了HbS分子之间相互作用, 使HbS分子一个接一个地线性凝集, 产生溶解度较低线性凝聚物, 从而造成红细胞变成镰刀状和易于破裂。患者易发生溶血现象, 引发头昏、胸闷等贫血症状, 严重者能够引发死亡。研究发觉, 血红蛋白结构异常是因为其结构基团上遗传密码发生突变所造成。 三、蛋白质空间构象与功效关系 蛋白质分子含有特定空间构象是表现其生物学功效所必需, 若空间结构遭到破坏, 则生物学功效丧失, 如蛋白质变性。以无活性形式存在一些蛋白质, 在一定条件下才转变为具特定空间结构蛋白质而表现出生物活性, 如酶原激活, 凝血酶和凝血因子活化等。一些蛋白质尤其是含有亚基蛋白质, 它们功效往往是经过构象改变来调整, 如血红蛋白构象改变与氧结合能力表现出别构效应。由多个亚基组成蛋白质因一个亚基构象改变引发其它亚基构象改变并进而改变蛋白活性现象, 称为别构现象或别构效应（或变构效应）, 含有这种效应蛋白质叫别构蛋白。 血红蛋白是动物和人体内运输氧球状蛋白质, 整个分子是由4个亚基组成四聚体。成年人血红蛋白关键是HbA, 分子中含2个?-亚基和2个?-亚基, 简写为?2?2; 另一个成人血红蛋白是HbA2, 由2个?-亚基和2个?-亚基组成, 记为?2?2; 胎儿期血红蛋白是HbF, 记为?2?2。由上可见, 不一样发育时期血红蛋白都由两种亚基组成, 且都存在?-亚基, 所不一样是另一个亚基, 这是由血红蛋白基因表示调控决定。 血红蛋白在未与氧结合时, Hb?1／?1和?2／?2呈对角排列, 结构较为紧密, 此时构象称为担心态(tense state)构象或称T态构象(图), 每个亚基对氧亲和力都很低, 二者不易合。当血红蛋白在氧分压高肺泡中与氧结合时, 因为血红素中Fe2+与O2结合后半径变小, 进人卟啉环中间小孔(图), 使之经过F8位组氨酸残基而牵动了它所在肽段, 从而影响了亚基与亚基之间相互作用, 部分盐键断裂, 造成亚基间聚合变得疏松。此时Hb分子构象称为松弛态(relaxed state)构象, 或称R态构象。Hb分子只要有1个亚基与氧结合就会使其构象发生连续