01 第一章 蛋白质的结构与功能要点.pptVIP

由2个以上亚基组成的蛋白质四级结构中，若亚基分子结构相同，称之为同二聚体(homodimer)，若亚基分子结构不同，则称之为异二聚体(heterodimer)。 第三节 蛋白质结构与功能的关系 The Relation of Structure and Function of protein 一、蛋白质的一级结构与功能的关系 蛋白质的功能是由其特定的构象所决定的， 一级结构是空间构象的基础。某些肽段一级结构 （氨基酸组成）决定特定二级结构（α-螺旋或 β-折叠）的形成。 牛核糖核酸酶的一级结构 二硫键 天然状态，有催化活性 尿素、 β-巯基乙醇 去除尿素、 β-巯基乙醇 非折叠状态，无活性 哺乳类动物胰岛素氨基酸序列的差异 蛋白质一级结构中起关键作用的氨基酸 残基缺失或被替代，可通过影响空间构象而 影响其生理功能。 例如血红蛋白β亚基的第6位谷氨酸被 缬氨酸替代，可导致镰刀形贫血。 例：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) 这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病” 二、 蛋白质的空间结构与功能的关系 蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质 特定的空间构象密切相关，所以蛋白质构 象是其生物活性的基础。 肌红蛋白和血红蛋白的结构 肌红蛋白与血红蛋白都是含有血红素 辅基的蛋白质。 肌红蛋白是一个只有三级结构的单链蛋白质， 它的三级结构折叠方式使辅基血红素能与O2结合 与解散，发挥储氧的功能。 血红素结构 血红蛋白的构象变化与运氧功能 随氧分压增高，氧合Hb占总Hb的百分数 随之增加，这一变化关系称为氧解离曲线。 肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线 蛋白质构象改变可引起疾病 蛋白质构象疾病：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。 疯牛病是由朊病毒蛋白(prion protein, PrP)引起的一组人和动物神经退行性病变。 正常的PrP富含α-螺旋，称为PrPc。PrPc在某种未知蛋白质的作用下可转变成全为β-折叠的PrPsc，从而致病。 第四节 蛋白质的理化性质 The Physical and Chemical Characters of Protein 一、蛋白质的两性解离 蛋白质分子在一定的溶液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，此时溶液的pH称为蛋白质的等电点。 利用蛋白质两性电离的性质，可通过电泳、离子交换层析、等电聚焦等技术分离蛋白质。 二、蛋白质的胶体性质 蛋白质是高分子化合物 蛋白质胶体稳定性的因素： 颗粒表面水化膜 表面电荷 除去上述两个稳定因素时，蛋白质从 溶液中析出。 + + + + + + + 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 溶液中蛋白质的沉淀 三、蛋白质的变性、复性 1.变性(denaturation) 蛋白质在某些理化因素的作用下，空 间构象受到破坏，改变理化性质，并失去 其生物活性，称为蛋白质的变性。 变性涉及空间结构的改变。一级结构 不变，肽键无断裂。 变性的本质: ——破坏非共价键和二硫键，不改变蛋白质的一级结构。 蛋白质变性的因素 常见的有高温、高压、紫外线和乙醇 等有机溶剂、重金属离子及生物碱试剂等。 在医学上，变性因素可导致病原微生物 蛋白的变性失活，常被用来消毒灭菌。此外, 防止蛋白质变性也是有效保存蛋白质制剂（如疫苗等）的必要条件。 2. 复性(renaturation) 当蛋白质变性程度较轻，消除变性 因素使蛋白质恢复或部分恢复其原