蛋白质结构和功能关系

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1、第六章蛋白质结构与功能关系Knowingthethree-dimensionalstructureofaproteinisanimportantpartofunderstandinghowtheproteinfunctions.However,thestructureshownintwodimensionsonapageisdeceptivelystatic.Proteinsaredynamicmoleculeswhosefunctionsalmostinvariablydependoninteractionswithoth

2、ermolecules,andtheseinteractionsareaffectedinphysiologicallyimportantwaysbysometimessubtle,sometimesstrikingchangesinproteinconformation.蛋白质一级结构决定高级结构，决定蛋白质的功能。Thefunctionsofmanyproteinsinvolvethereversiblebindingofothermolecules.Amoleculeboundreversiblybyaproteini

3、scalledaligand.p253Aligandbindsatasiteontheproteincalledthebindingsite,whichiscomplementarytotheligandinsize,shape,charge,andhydrophobicorhydrophiliccharacter.Furthermore,theinteractionisspecific:theproteincandiscriminateamongthethousandsofdifferentmoleculesinitsen

4、vironmentandselectivelybindonlyoneorafew.第一节：肌红蛋白结构与功能Myoglobin是重要的氧结合蛋白一、三级结构Myoglobin-1peptideplus1辅基构成，153AA，MW16,700。脱去血红素谓之珠蛋白。Kendew等1963年完成鲸肌红蛋白空间结构测定，利用不同分辨率X射线衍射，可以识别出AA残基。0.6nm，多肽链走向；0.2nm，侧链基团；0.14nm，所有AA残基。结构：p253由8段a螺旋构成，疏水基团几乎全部位于分子内部。二、血红素：由原卟啉IX与Fe结

5、合形成血红素，2价，则为亚铁血红素，3+为高铁血红素p254，它以非共价的形式结合于肌红蛋白分子疏水空穴中。三、O2与肌红蛋白的结合在氧和肌红蛋白结合时，血红素之Fe在第五配位键与His93(proximal)进行结合，而第六配位键与氧结合，另一个氧原子则与His64(distal)作用。p255四、O2与肌红蛋白的结合改变了肌红蛋白的构象，氧的结合，将Fe拉回到卟啉环平面，从而导致His93的空间位置改变，进而使整个蛋白的构象发生改变。五、肌红蛋白氧合曲线肌红蛋白与氧结合是在组织中，可逆的接受来自Hb的O2，有：MbO2=

6、Mb+O2,该式的解离常数可以描述为：K=[Mb][O2]/[MbO2],(1)转换后有：[MbO2][Mb]=O2/K(2),引入Y，定义为给定氧压下肌红蛋白氧饱和度，即MbO2占总Mb的比例Y=[MbO2]/[Mb]+[MbO2]，(3)以（2）式MbO2替换,得：Y=O2/O2+K,按Henry定律，改写为O2分压，则实践中，Y值可以通过光谱法测量，再以Y对p(O2)作图，得到的曲线为氧合曲线或氧解离曲线。意义：当y=1,所有Mb均与O2结合当y=0.5时，Y=K=P50为方便起见，对前面方程进行改写：再两边取对数，得

7、到：以log[Y/(1-Y)]对logPO2作图得到一条直线：即Hill图第二节Hb脊椎动物，4个亚基构成，成人主要为HbA，含a2b2。分别为141和146个aa残基。Hb的近侧F8His位于a链His87或b链His92，远侧His为E7，分别为His58和His63.当O2与Hb的一个亚单位之血红素结合时，可导致Fe被拉回血红素平面（只是非常微小的变化），后者又会拖动F8His残基，从而引起Hb构象变化，使Hb的b亚基之间空穴减小，导致BPG被挤出，促使Hb与O2的亲和力增加。Hb的构象有两种状态，即R态和T态，R态与

8、O2亲和力更高，在去氧状态时，T态更加稳定并由广泛的盐键维持构象稳定，但一旦其中一个亚基与氧结合，将使Hb由T转变为R态二、Hb氧合曲线Hb的氧合曲线是S型曲线，而非Mb的双曲线，其生理意义是在低氧分压下，有利于释放氧。这一现象早在1910年就由Hill发现，并试图对其进行了解释。Hb与O