蛋白质课件全解.ppt

一、蛋白质一级结构与功能的关系 （一） 某些位置的氨基酸改变不影响蛋白质功能--某些同源蛋白质有种属差异 同源蛋白质：在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质。如各种脊椎动物中的氧运输蛋白——血红蛋白。 同源蛋白质一级结构特点： 1.不同种属来源的同源蛋白质肽链长度基本相同。 2.有不变残基和可变残基： 不变残基：同源蛋白中对其功能起决定作用的那些氨基酸残基，在进化过程中非常保守 可变残基：同源蛋白中对其功能不起决定作用的那些氨基酸残基，在进化过程中不保守 可以利用同源蛋白质之间的序列差异判断物种间亲缘关系的远近。 3.有顺序同源现象：亲缘关系相近的物种间同源蛋白质的氨基酸序列具有明显的相似性，这种相似性称序列同源性，或顺序同源现象。 存在 ：细胞线粒体－－电子传递蛋白 组成： 单链蛋白质－－104个氨基酸， 分子量 12.5x103 1分子血红素辅基 物种的亲缘关系越近，细胞色素c的一级结构越相似 不同生物和人的细胞色素c 中氨基酸组成的差异 生物名称 不同氨基酸数 生物名称 不同氨基酸数 黑猩猩 0 恒河猴 1 猪、牛、羊 10 马 12 鸡 13 海龟 15 金枪鱼 21 果蝇 25 小麦 35 酵母 44 系统树： 定义： 是用计算机分析蛋白质或其相应基因序列,找出各分支的最小突变残基数，通过统计方法连接起来，用于表征物种之间进化关系，因为这种关系习惯用类似树的形式描述出来，因此叫做进化树或系统树（Phylogenetic tree ）。 意义：（1）可推论出系统树分支点处的潜在祖先序列。 （2）研究单细胞生物到多细胞生物的进化过程及粗略估计现存的各类物种的分支时间。 （3）通过蛋白质的分子进化树分析，为从分子水平研究物种进化提供了新的手段，可以比较精确的确定某物种的进化地位 从细胞色素C的一级结构看生物进化 1、血红蛋白的构象与功能的关系 1.1 血红蛋白是一个多亚基别构蛋白 1.1.1 血红蛋白是四聚体结构 ：α2β2 （HbA，96%以上）；α2δ2 HbA2（2%）； α2γ2 （胎儿） 1.1.2 尽管氨基酸组成差异很大，但血红蛋白的亚基与肌红蛋白三级结构非常类似，表明氨基酸组成不同的蛋白可以组装成类似的三维结构 1.2.3 不同亚基之间通过非共价键紧密结合 1.2.4 与氧结合后四级结构明显改变 1.2.5 氧结合在血红素上Fe2+第六个配位键上. 1.3 血红蛋白比肌红蛋白对氧更敏感 1.3.1 血红蛋白的氧结合（解离）曲线是S型，而肌红蛋白是双曲线型。 1.3.2 血红蛋白对氧的亲合力比肌红蛋白小，所以肌红蛋白主要是储存氧 1.3.3 在氧浓度低的时候，血红蛋白释放氧的效率高 1.3.4 血红蛋白与氧结合（或释放）有正协同性，即当一个亚基与氧结合（或释放）后有利于其他亚基与氧结合（或释放） 1.3.5 环境中H+和CO2升高降低血红蛋白对氧的亲合性（肌红蛋白则不然），这种现象叫波尔效应。血红蛋白的这种性质有利于其在毛细血管中释放O2。 1.3.6 在低氧（脱氧）条件下，2,3二磷酸苷油酸 (BPG)与血红蛋白结合于四级结构的中心槽穴，有利于血红蛋白维持其紧密态（Tense State) 。BPG在高原缺氧时在与血红蛋白结合，有利于氧释放。 胎儿的血红蛋白HbF结合BPG能力较成年人弱，故对氧的亲合力较高。 1.6.7 血红蛋白与肌红蛋白相比，具有了新的功能，即运输H+和CO2功能。 1.4 血红蛋白的一级结构特点 1.4.1 大部分氨基酸是可变的，在Hb内部的氨基酸变异非常大，但一般都是从一种疏水氨基酸变为另一种疏水氨基酸。这样为血红素提供一个疏水的微环境，防止Fe2+与水接触氧化为Fe3+而丧失与氧结合的功能。 1.4.2 有几个在不同种属中相对非常保守的氨基酸，这些氨基酸对血红蛋白的功能维持有非常