生物化学蛋白质1

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1、第三节蛋白质结构与功能的关系一、蛋白质一级结构与功能的关系（一）蛋白质一级结构与空间结构、功能的关系蛋白质一级结构的某些差异对其功能的影响(1)胰岛素一级结构与功能的关系(2)丝氨酸蛋白酶一级结构与功能的关系(3)镰刀细胞血红蛋白一级结构差别很大的蛋白质可能有相似的空间结构（二）蛋白质一级结构与物种进化的关系胰岛素的一级结构：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链含一个链内二硫键A链与B链之间有二个二硫键SerGlyIleValGluGlnCysCysThrIleCysSerLeuTyrGlnLeuGluAsnTyrCysAsn

2、PheValAsnGlnHisLeuCysGlySerHisLeuValGluAlaLeuTyrLeuValCysGlyGlyGluArgPhePheTyrThrProLysThrNH215101520COOHA链NH2151015202530HOOCB链表中九种动物之间胰岛素分子一级结构中存在的氨基酸残基组成的差异不影响胰岛素的生物活性。临床上曾经应用猪和牛的胰岛素治疗人的糖尿病，取得了显著的疗效。胰岛素分子中氨基酸残基的差异部分来源氨基酸残基的差异部分A8A9A10B30人ThrSerIleThr猪TheSerIleAla狗ThrSerIleA

3、la兔ThrSerIleSer牛AlaSerValAla羊AlaGlyValAla马ThrGlyIleAla抹香鲸ThrSerIleAla鲸AlaSerThrAla（三）一级结构的种属差异与分子进化不同生物细胞色素C的氨基酸差异数（以人为基数）差异数差异数黑猩猩0响尾蛇14猴子1海龟15免9金枪鱼21猪10小麦35牛10酵母51狗11驴12鸡13动物体细胞色素C一级结构的进化树图中的数字表示该类动物与其祖先相比细胞色素C一级结构氨基酸残基的差异数（四）一级结构与分子病例镰刀状红细胞贫血HbAβ肽链N-Val.his.leu.thr.pro.glu.

4、glu….C(146)HbSβ肽链N-Val.his.leu.thr.pro.val.glu….C(146)这种由蛋白质分子异常引起的疾病，称分子病二、肌红蛋白和血红蛋白的空间结构与功能的关系（一）肌红蛋白的空间结构与功能的关系肌红蛋白（myoglobin,Mb）是由153个氨基酸残基组成的单一多肽链的蛋白质，含8个螺旋（A、B、C、D、E、F、G、H），其辅基为血红素。1221NCNC血红蛋白的四级结构成人血红蛋白由2条链和2条链组成,各亚基分别含一个血红素.血红蛋白空间结构与功能的关系成人血红蛋白由2个亚基与2个亚基组成的四聚

5、体（22），每个亚基含1个血红素分子。血红蛋白每1个亚基可结合1个氧分子。一分子血红蛋白4个亚基可结合运输4个氧分子。肌红蛋白与血红蛋白的带氧曲线肌红蛋白的氧饱和曲线为距形双曲线,血氧饱和度为20%时仍能带氧,肌肉缺氧时(氧饱和度为5%)大量释放氧,以供肌肉收缩需要;血红蛋白的氧饱和曲线为S形曲线,表明血红蛋白四个亚基对氧的结合具有正协同效应。血红素与氧结合：血红素是4个吡咯环形成的铁卟啉化合物，2价铁离子居于中央。铁离子有6个配位键，其中4个与4个吡咯环的N原子相连，1个与F8（-螺旋F中第8个残基）组氨酸（93）相结合，氧分子则与第6个配

6、位键相结合，血红素未结合氧时，Fe偏离卟啉平面约0.06nm，偏向-螺旋F8组氨酸侧，当结合氧后，Fe被拉入卟啉环中，这样带动F8发生位移，进而引发一系列构象改变。氧分子与血红蛋白的结合具有正协同效应紧张态（T态）：铁原子偏离卟啉平面约0.06nm,偏向F8His侧，121与22呈双重对称排布，对氧的亲和力低。松弛态（R态）：铁原子被氧分子拉入卟啉环中，牵动作用Hb亚基三维结构发生改变，亚基间盐键断裂，亚基间结合疏松，121与22之间移位15°，对氧的亲和力高。血红蛋白T态与R态血红蛋白4个亚基的排布是1/1和22呈双重对

7、称排布。紧张态（T态）Hb对氧的亲和力低。当血红蛋白结合氧时，由于铁离子的位移带动-螺旋F做相应的移动，进而引发亚基间的盐键断裂，使亚基间的结合松弛，1/1和22之间移位15；松弛态（R态）的Hb亚基对氧的亲和力高，容易与氧结合。15°11222112+O2–O2T态R态正常朊病毒蛋白结构（显示-螺旋）朊病毒结构（显示-片层结构）朊病毒蛋白（prionprotein,PrP）存在于人体神经原、神经胶质细胞等多种细胞的细胞膜上的糖蛋白。朊病毒是正常朊病毒蛋白空间构象由螺旋变成折叠所致。朊病毒本身不能自我复制，但可以

8、攻击大脑的正常朊病毒蛋白，使之构象改变并与其结合，形成朊病毒二聚体、四聚体。周而复始，脑组织中朊病毒不断积蓄，造成脑组织发