蛋白质结构与功能的-关系ppt课件.ppt

5、蛋白质结构与功能的关系ReversibleBindingofaProteintoaLigand:Oxygen-BindingProteins（蛋白与配体的可逆结合）

ComplementaryInteractionsbetweenProteinsandLigands:TheImmuneSystemandImmunoglobulins（蛋白和配体的互补性相互作用）

ProteinInteractionsModulatedbyChemicalEnergy:Actin,Myosin,andMolecularMotors（化学能调控的蛋白质相互作用）肌红蛋白的结构与功能
血红蛋白的结构与功能
血红蛋白分子病
免疫系统和免疫球蛋白
肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩
蛋白质结构与功能的进化肌红蛋白的结构与功能O2与肌红蛋白的结合卟啉环...空间位阻.O2与肌红蛋白的结合氧合改变MB的构象组氨酸F8和F7与HEM形成配位键组氨酸O2和HisF8与血红素形成配位键肌红蛋白结合氧的定量分析（氧结合曲线）氧分数饱和度（fractionalsatuation）
Y=1Mb被氧完全饱和
Y=0.5p(O2)=K=P50肌红蛋白氧合曲线nH=1
非协同肌红蛋白氧合曲线肌红蛋白的结构与功能
血红蛋白的结构与功能
血红蛋白分子病
免疫系统和免疫球蛋白
肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩
蛋白质结构与功能的进化血红蛋白的结构与功能血红蛋白是由α2β2组成的四聚体，每个亚基都有一个血红素辅基，和一个氧结合部位。每一个亚基相当于一个肌红蛋白。血红蛋白的结构（四聚体）肌红蛋白血红蛋白α血红蛋白β.有9个位置的残基是所有研究过的血红蛋白所共有的。这些高度保守的残基对血红蛋白分子的功能有着特殊重要的意义
近侧组氨酸F8
远侧组氨酸E7
PheCD1和LeuF4与血红素接触。
TyrHC2通过在H和F螺旋之间形成一个链内氢键以稳定分子
GlyB6也是一个保守残基，这可能由于它的体积小，因为大于氢原子的侧链将不允许B和E螺旋彼此接近得如此紧密
ProC2也很重要，因为它能引起C螺旋的终止，因而规定了C螺旋的一端.血红蛋白的四个亚基之间通过次级键结合在一起，其中不同的亚基之间的结合紧密，在血红蛋白和氧结合的过程中，亚基之间的缔合会受到影响。血红蛋白可看成是αβ-二聚体的二聚体
每个αβ-二聚体作为一个刚体移动人在不同的发育阶段血红蛋白亚基的种类是不同的。
至少有7种基因：α、β、Aγ、Gγ、δ、ε、ζ
成人血红蛋白主要是HbA(HbA1),其亚基组成为α2β2;次要组分是HbA2，其亚基组成为α2δ2（约占总Hb的2%）
胎儿血红蛋白简称HbF，亚基组成为α2γ2（Aγ和Gγ均存在于HbF中，其差别仅在于第136位上的Ala改变为Gly）。
HbF的γ链和β链很相似，也由146个氨基酸组成
但是γ链中的H21（第143位）残基是Ser，而不是β链中的His。
这样就减少了BPG（2，3-二磷酸甘油酸）分子结合部位的正电荷，也即减低了对BPG的亲和力。
HbF对BPG的亲和力减低使得它对氧的亲和力增高。因此独立循环系统的胎儿能有效地通过胎盘从母体的血循环中吸收氧。血红蛋白亚基之间可通过离子键相互作用，从而稳定其四级结构。在与氧结合的过程中，亚基间的离子键发生变化。未结合氧的T态，T态时，形成盐桥，与氧结合的R态，R态时，盐桥断裂Hb的氧合与构象的改变氧结合引起的血红蛋白构象变化.肌红蛋白和血红蛋白的氧饱和曲线的比较

血红蛋白对氧的结合具有分子开关效应。

血红蛋白中各亚基之间存在协同效应。Hb的协同性氧合然而实际观测到的氧结合曲线并不符合n=4的曲线，而是n=2.8

Hb结合氧的调节在氧分压不变时，低pH能促进更多的氧释放CO2与Hb的结合H+和CO2降低血红蛋白对O2的亲和力BPG—2,3-二磷酸甘油酸2,3-bisphosphoglycerateBPGBPG的结合BPG的结合BPG的结合BPG的结合hemoglobinfetalHbF(α2γ2)对氧的亲和力比成人高——Ser取代His与BPG结合能力减弱肌红蛋白的结构与功能
血红蛋白的结构与功能
血红蛋白分子病
免疫系统和免疫球蛋白
肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩
蛋白质结构与功能的进化血红蛋白分子病分子病是遗传的Almost500geneticvariantsofhemoglobinareknowntooccurinthehumanpopulation;allbutafewarequiterare.
镰刀状贫血病—血液中大量出现镰刀红细胞，患者因此缺氧窒息。
它是最早认识的一种分子病.死亡率极高。
由于遗传基因突变导致血红蛋白分子结构突变
血红蛋白病（hemoglobinopathy),是由于α或β链发生