生物化学2-3蛋白质.ppt

2012年2月2日《 Nature 》杂志封面故事: 蜘蛛丝的非线性应力反应 1. 用BrCN处理含等量的Met,Phe,Asp,Ser,Thr的多肽，释放出肽和单一的高丝氨酸。原5肽用胰凝乳蛋白酶处理的两个碎片，一个比另一个酸性强，酸性碎片有甲硫氨酸。原来肽用羧肽酶A处理，迅速放出Ser，随后放在Thr。推断该5肽的氨基酸排列顺序。 肌红蛋白（myoglobin，Mb) 2.5 蛋白质功能 ①一条多肽链（珠蛋白，153 AA） ②一个血红素辅基 MW：16700 8个右手α-螺旋片段（A~H）， 最长α-螺旋23个AA，最短的7个AA， 螺旋以外是不规则卷曲（AB…FG，GH） Pro导致4处转折，Ser,Thr,Asn,Ile侧链障碍也导致转折 分子紧密，内部只有容纳4个水分子的空间 血红素辅基 近侧组氨酸 第93位（或F8） 远侧组氨酸 第64位（或E7） 卟啉环与Fe2+ 肌红蛋白中的辅基血红素 2.5 蛋白质功能 His64 His93 肌红蛋白中的辅基血红素 2.5 蛋白质功能 肌红蛋白（myoglobin，Mb) 2.5 蛋白质功能 O2 和 Mb 的结合是一个可逆的过程，称为氧合作用。 无氧的肌红蛋白称为脱氧肌红蛋白，载氧的称为氧合肌红蛋白 Y：氧结合部位结合氧的分数（氧饱和度） pO2：O2的分压，也叫氧压力浓度 K ：反应的解离常数 肌红蛋白（myoglobin，Mb) 2.5 蛋白质功能 肌红蛋白的氧合曲线 P50 = K Y = 0.5 P50 = 2.8 Torr 肌红蛋白达到半饱合状态时的氧分压 动脉血：100 Torr 静脉血： 30 Torr 肌红蛋白有效地将氧气从毛细血管转移到肌肉细胞中。 血红蛋白（Hemoglobin Hb） 2.5 蛋白质功能 血红蛋白的一级结构 2条 ?- 链、 2条 ?- 链 四聚体：?2 ?2 血红素 Fe(Ⅱ) 血红蛋白的功能 运输O2和CO2; 对血液的pH起缓冲作用。 脊椎动物红细胞内的呼吸蛋白, 转运氧 血红蛋白（Hemoglobin Hb） 2.5 蛋白质功能 肌红蛋白与血红蛋白的亚基（α-珠蛋白链和β-珠蛋白链） 在氨基酸序列上具有明显的同源性，构象及功能也十分相似。 2条 ?- 链（141AA）缺失D螺旋，缩短H螺旋 2条 ?- 链（146 AA）缩短H螺旋 血红蛋白与肌红蛋白的氧合曲线 2.5 蛋白质功能 蛋白 氧合曲线 p50 （Torr） Mb 双曲线 2.8 Hb S形曲线 26 结合正 协同性 在肺部（ pO2大约100 torr）时，Mb和Hb对氧的亲和性都很高，被饱和; 在肌肉等组织的毛细管内(pO2 20 ~ 40 torr），Hb氧的亲和性低，释放氧出来，释放出来的氧都可被Mb结合。 血红蛋白与肌红蛋白氧的转运系统 2.5 蛋白质功能 氧分子 任何一个亚基结合氧分子后，会增加其它亚基与氧结合的能力 肺 肌肉 动脉 静脉 T态 R态 血红蛋白 肌红蛋白 释放出氧后,Hb 变回T态 pO2低时,Hb 释放出氧分子 pO2高时,Hb 结合氧分子 血红蛋白的别构作用 2.5 蛋白质功能 别构作用（allosteric effect）某种不直接涉及蛋白 质活性的物质，结合于蛋白质活性部位以外的其他 部位（别构部位），引起蛋白质分子的构象变化，而导致蛋白质活性改变的现象。 H+、CO2、BPG影响Hb结合O2 H+、CO2对血红蛋白的别构作用 2.5 蛋白质功能 CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- 碳酸酐酶 波尔效应（Bohr effect）： pH 降低，使得血红蛋白的 p50 升高的现象。 降低Hb对氧的亲和性，提高氧的运转系统效率。 毛细血管： CO2浓度高，pH低，Hb利于释放O2，利于结合H+，促使生成HCO3-，有利于CO2转运，缓冲血液pH 肺部： CO2浓度低，Hb利于结合O2，释放CO2和H+，CO2呼出利于生成氧合血红蛋白 2.5 蛋白质功能 BPG对血红蛋白的别构作用 BPG结合在2个β亚基间的空隙，促使Hb保持T态，降低Hb对