蛋白质的结构和功能 (2).ppt

1-3 一级结构提供重要的生物进化信息 细胞色素(cytochrome C)的进化树 第六十三页，共103页。 表：细胞色素C的种属差异量（以人Cyt C为参照） 生物名称 黑猩猩 恒河猴 兔 袋鼠 鲸 牛 猪 羊 狗 骡 马 残基差异数 0 1 9 10 10 　 10 　 10 11 12 生物名称 鸡、火鸡 响尾蛇 乌龟 狗、鱼 蛾 小麦 面包霉 酵母 残基差异数 13 14 15 31 31 35 43 45 同一种蛋白质一级结构差异愈小，物种间进化愈接近 第六十四页，共103页。 1-4 一级结构改变可引起疾病 例如：镰刀形红细胞贫血 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · ·C(146) HbS β 肽链 HbA β 肽链 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · ·C(146) 由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。 第六十五页，共103页。 2.蛋白质空间结构与功能的关系 2-1 Hb亚基与Mb空间结构相似，都具有运输氧气的功能 Mb Hbα Hbβ HbA 第六十六页，共103页。 2-2 Hb亚基构象变化可影响亚基与氧结合 Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。 O2 saturation pO2(mmHg) P50 P50 Hb 和Mb的氧结合/解离曲线 S型 矩型 第六十七页，共103页。 变构效应(allosteric effect) 又称别构效应。是指寡聚体蛋白质与其配体结合后，引起该蛋白质分子的构象变化，而导致其活性改变的现象。 第六十八页，共103页。 * 协同效应(cooperativity) 寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后，能影响此寡聚体中其他亚基与配体结合能力的现象，称之。 如果是促进作用则称为正协同效应 (positive cooperativity) 如果是抑制作用则称为负协同效应 (negative cooperativity) 第六十九页，共103页。 Deoxy-Hb Oxy-Hb 第七十页，共103页。 O2 血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。 第七十一页，共103页。 2-3 蛋白质构象改变与疾病 若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生。这类疾病如：人纹状体脊髓变性病、脑退行性疾病、亨停顿舞蹈病、疯牛病等。 有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，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。 第七十二页，共103页。 PrPc α-螺旋 PrPsc β-折叠 正常 疯牛病 第七十三页，共103页。 第4节 蛋白质的理化性质 Section 4 The Physical & Chemical Characters of Protein 第七十四页，共103页。 1.蛋白质的两性解离 蛋白质分子除两端的氨基和羧基可解离外，氨基酸残基侧链中某些基团，在一定的溶液pH条件下可解离成带负电荷或正电荷的基团。 当蛋白质溶液处于某一pH时，蛋白质解离成正、负离子的趋势相等，即成为兼性离子，净电荷为零，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点( isoelectric point, pI) 。 第七十五页，共103页。 2.蛋白质的胶体性质 蛋白质属于生物大分子之一，分子量可自1万至数百万kD，其分子的直径可达1～100nm，为胶粒范围之内。 稳定蛋白质胶体的因素：颗粒表面电荷、水化膜。 第七十六页，共103页。 + + + + + + + 带正电荷的蛋白质 － － － － － － － － 带负电荷的蛋白质 在等电点的蛋白质 水化膜 + + + + + + + + 带正电荷的蛋白质 － － － － － － － － 带负电荷的蛋白质 不稳定的蛋白质颗粒 酸 碱 酸 碱 酸 碱 脱水作用 脱水作用 脱水作用 溶液中蛋白质的聚沉 第七十七页，共103页。 3.蛋白质的变性、凝固和沉淀 蛋白质的变性(denaturation)是在某些物理和化学因素作用下，其特定的空间构象被破坏，也即有序的空间结构变成无序的空间结构，从而导致其理化性质改变和生物活性的丧失。 变性蛋白质的特征： （二硫键、非共价键破坏，溶解度降低， 黏度 增加，不易结晶，易沉淀，易被 蛋白酶水解， 生物学活性丧失） 第七十八页，共103