蛋白质化学蛋白质的结构与功能关系.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质分子基础,蛋白质的结构与功能,蛋白质一级结构与功能的关系,蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。,一部分氨基酸残基直接参与构成蛋白质的功能活性区，它们的特殊侧链基团即为蛋白质的功能基团，这种氨基酸残基如被置换都会直接影响该蛋白质的功能,另一部分氨基酸残基虽然不直接作为功能基团，但它们在蛋白质的构象中处于关键位置，这种残基一旦被置换就会影响蛋白质的构象，从而影响蛋白质的活性,蛋白质一级结构与功能的关系,一级结构不同的各种蛋白质，它们的构象和功能自然不同；反之，一级结构大体相似的蛋白质，它们的构象和功能也可能相似,例如，来源于不同动物种后的胰岛素，它们的一级结构不完全一样，但其组成的氨基酸总数或排列顺序却很相似，从而使其基本构象和功能相同。,又如几种来源不同的蛋白酶，其一级结构各不相同，但它们的活性部位都含有以丝氨酸残基为中心的相似排列顺序，使其分子中这一局部的构象相似，并显示出相似的催化肽键水解的活性。,蛋白质一级结构与功能的关系,牛胰凝乳蛋白酶 丝丝半蛋 甘天丝甘甘脯亮缬半,牛胰蛋白酶 天丝半谷胺 甘天丝甘甘脯缬缬半,猪弹性蛋白酶 丝甘半谷胺 甘天丝甘甘脯亮组半,人凝血酶 天丙半谷 甘天丝甘甘脯苯缬蛋,牛凝血酶 天丙半谷 甘天丝甘甘脯苯缬蛋,人凝血因子,Xa,天丙半谷胺 甘天丝甘甘脯组缬苏,牛凝血因子,Xa,天丙半谷胺 甘天丝甘甘脯组缬苏,但是，有些一级结构同源性较小（,10%,）的蛋白质如不同物种的血红蛋白，其高级结构非常相似，因此具有非常相似的功能。,活性蛋白质与前体,激素与激素原,胰岛素与前体（参见,p278),-,调节生理功能,酶与酶原,胰蛋白酶与酶原：胰蛋白酶酶原在肠激酶的作用下，切开它的,Lys6-Ile7,之间的肽键，切下,N-,端的,6,肽，使构象发生变化，形成酶的活性中心。（参见,P283),-,信号肽,二、血红蛋白的结构和功能,血红蛋白的结构和功能,血红蛋白,(,Hb,),就是一种最早发现的具有别构效应的蛋白质，它的功能是运输氧和二氧化碳，,Hb,运输,O2,的作用是通过它对,O2,的结合与脱结合,(,释放,),来实现的。,Hb,有两种能够互变的天然构象。一种叫紧密型,(T,型,),，另一种叫松弛型,(R,型,),。,T,型对,O2,的亲和力低，不易与,O2,结合；,R,型则相反，它与,O2,的亲和力高，易于结合,O2,。,血红蛋白的结构和功能,血红蛋白的结构和功能,血红蛋白T态和S态示意,血红蛋白的结构和功能,T,型,Hb,分子的第一个亚基与,O2,结合后，即引起其构象开始变化，将构象变化的“信息”传递至第二个亚基，使第二、第三和第四个亚基与,O2,的亲和力依次增高，,Hb,分子的构象由,T,型转变成,R,型。,Hb,随红细胞在血循环中往返于肺及其他组织之间，随着条件的变化，,Hb,的,T,型与,R,型不断互变：在肺部毛细血管内，,O2,分压很高，促使,T,型转变为,R,型，利于,Hb,饱和地“装载”,O2,；在全身组织毛细血管中，,O2,分压较低，,R,型,Hb,又转变为,T,型，有利于释放,O2,。,Hb,分子两型构象的互变，引起结合,O2,与释放,O2,的变化，这就微妙地完成了运,O2,的功能,血红蛋白的结构和功能,血红蛋白T态和S态示意血红蛋白O2结合曲线（S形曲线）,分子病,在蛋白质的一级结构中，参与功能活性部位的残基或处于特定构象关键部位的残基，即使在整个分子中发生一个残基的异常，那么该蛋白质的功能也会受到明显的影响。,分子病,正常红细胞镰刀状红细胞,蛋白质的变性,变性是指在一些物理或化学因素作用下，使蛋白质分子空间结构破坏，从而引起蛋白质理化性质改变，包括结晶性能消失。蛋白质溶液粘度增加，呈色反应加强及易被消化水解等，尤其是溶解度降低和生物活性丧失的过程。,蛋白质变性的机理是分子中非共价键断裂，使蛋白质分子从严密且有序的空间结构转变成杂乱松散、无序的空间结构，因此生物活性也必然丧失；同时由于蛋白质变性后，分子内部的疏水基团暴露到了分子的表面，因此其溶解度降低、容易沉淀析出。变性的蛋白质大多沉淀，但沉淀的蛋白质在蛋白质分离纯化中并不是变性的。,