生物化学第6章蛋白质的结构和功能.ppt

Western blotting 蛋白质与配体结合的空间互补性——免疫球蛋白 免疫亲和层析（Immunoaffinity chromatography）是利用抗原和抗体所具有的专一亲和力而设计的层析技术。抗原和抗体在一定条件下能紧密结合成复合物，而这种结合又是可逆的，改变条件可将抗原抗体解离。当把抗原和抗体的一方(称配体)结合在惰性载体上使其固相化，另一方随流动相流经该载体，双方即结合为一整体。然后设法将它们解离，从而得到与配体有特异结合能力的某一特定的物质。 蛋白质与配体结合的空间互补性——免疫球蛋白 蛋白质与配体结合的空间互补性——免疫球蛋白 肌球蛋白与肌动蛋白 化学能对蛋白质相互作用的影响——肌球蛋白与肌动蛋白 肌纤维的结构 肌肉组织由特殊分化的肌细胞所组成。肌细胞通常也称肌纤维。骨骼肌由骨骼肌纤维组成。骨骼肌纤维呈长圆柱状，其表面有肌膜，是多核细胞，核卵圆形，位于肌纤维之边缘，染色质较丰富，沿核膜分布，有l－2个核仁。细胞质称肌浆，内有丰富的肌原纤维。肌浆的基质含有肌红蛋白。肌原纤维是肌纤维中最主要的组分，呈细丝状，沿细胞的长轴平行排列，每条肌原纤维有明暗相间的横纹，而且明暗横纹皆整齐地排列在同一水平，所以整个肌纤维显示出明暗相间的带。用铁苏木精法染色，暗带着色很深，明带着色较浅。 肌原纤维由粗丝和细丝构成 肌原纤维的单位是肌节，藉Z膜隔开，其中央有A带，两侧有I带。I带由I肌丝（主要是肌动蛋白），A带由A肌丝（主要是肌球蛋白）和I肌丝的前一部分组成。。 粗肌丝是由许多肌球蛋白分子通过尾部缔合组成的分子束。M线两侧的肌球蛋白对称排列，杆部均朝向粗肌丝的中段，头部则朝向粗肌丝的两端的两端并露出表面。 细肌丝由三种蛋白质分子组成，即肌动蛋白、原肌球蛋白和肌原蛋白。后二种属于调节蛋白，在肌收缩中起调节作用。肌动蛋白（actin）分子单体为球形，许多单体相互接连成串珠状的纤维形，肌动蛋白就是由两条纤维形肌动蛋白缠绕形成的双股螺旋链。每个球形肌动蛋白单体上都有一个可以与肌球蛋白头部相结合的位点。 原肌球蛋白（tropomyosin）是由较短的双股螺旋多肽链组成，首尾相连，嵌于肌动蛋白双股螺旋链的浅沟内。肌原蛋白（troponin）由3个球形亚单位组成，分别简称为TnT、 TnI和 Tnc 。肌原蛋白借TnT而附于原肌球蛋白分子上， TnI是抑制肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的亚单位， Tnc 则是能与Ca2＋相结合的亚单位。 骨骼肌的主要蛋白是肌球蛋白和肌动蛋白 肌球蛋白分子形状如豆芽状，由2条重链（220K）和4条轻链（20k）构成。两条重链的大部分相互螺旋形地缠绕为杆状，构成豆芽状的杆；重链的剩余部分与轻链一起，构成豆芽的瓣。重链氨基端包括ATP的水解位点。 化学能对蛋白质相互作用的影响——肌球蛋白与肌动蛋白 肌动蛋白(actin)分子量为43kD，外观呈哑铃状，其确切分子结构尚不清楚。肌动蛋白存在于所有真核细胞中，肌动蛋白在真核细胞进化过程中相当保守，在哺乳动物和鸟类细胞中至少已分离到6种肌动蛋白，4种称为α-肌动蛋白，分别为横纹肌、心肌、血管平滑肌和肠道平滑肌所特有，另两种为β-肌动蛋白和γ-肌动蛋白，见于所有肌肉细胞和非肌肉细胞胞质中。不同类型肌肉细胞的α-肌动蛋白分子一级结构(约400个氨基酸残基)仅相差4～6个氨基酸残基，β-肌动蛋白或γ-肌动蛋白与α-横纹肌肌动蛋白相差约25个氨基酸残基。 肌丝滑动模型 电镜下观察肌肉收缩时肌原纤维的变化，发现A带长度不变，只是Ⅰ带随收缩程度不同而有变化，由此推论粗肌丝的长度是不变的。 又知道，从一个肌节的H带未端到下一个肌节的H带起端，这一距离等于细肌丝总长度，当肌肉作最大收缩时，H带消失，而这一距离总长度未变，故认为细肌丝的长度也未发生变化。 据上述现象，1959年，赫胥黎和汉森（Huxley ＆ Hanson）提出了肌肉收缩的滑动学说——“滑动丝模型”，认为在肌肉收缩时肌纤维长度的改变是由于两类肌丝相互滑动之结果。 肌肉收缩的分子机制 肌细胞上的动作电位引起肌质网Ca2+通道开启，肌浆中Ca2+浓度升高，肌钙蛋白与Ca2+结合，引发原肌球蛋白构象改变，暴露出肌动蛋白与肌球蛋白的结合位点。肌动蛋白通过结合与水解ATP、不断发生周期性的构象改变、引起粗肌丝和细肌丝的相对滑动。 肌球蛋白结合ATP，引起头部与肌动蛋白纤维分离； ATP水解，引起头部与肌动蛋白弱结合； Pi释放，头部与肌动蛋白强结合，头部向M线方向弯曲（微丝的负极），引起细肌丝向M线移动； ADP释放ATP结合上去，头部与肌动蛋白纤维分离。 Some key principles of protein function The functions of many proteins involve the re