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第6章 蛋白质结构与功能的关系 华中科技大学 生命科学与技术学院 易 平 第6章蛋白质结构与功能的关系 第6章 蛋白质结构与功能的关系  一、肌红蛋白的结构与功能  二、血红蛋白的结构与功能  三、血红蛋白分子病  四、免疫系统和免疫球蛋白  本章重点与习题 第6章蛋白质结构与功能的关系 一、肌红蛋白的结构与功能 （一）肌红蛋白（Myoglobin）  肌细胞贮存和分配氧的蛋白质  1963年Kendrew J 等完成肌红蛋白的空间结构测定 （ X射线晶体学分析） 珠蛋白（globin ） 肌红蛋白 血红素（辅基） 第6章蛋白质结构与功能的关系 肌红蛋白的三级结构  扁平的棱形  长短不等的8段直的α螺旋（A、B、 C、… H）  非螺旋区（NA、AB 、 BC、….GH、HC）  8个螺旋段大体上组装成两层，构 成肌红蛋白的单结构域。  整个分子致密结实，分子内部只 有一个能容纳4个水分子的空间  可溶性蛋白，亲水残基几乎都在 分子外表面。 第6章蛋白质结构与功能的关系 （二）辅基血红素（heme）  原卟啉Ⅸ与铁的络合物铁原卟啉Ⅸ称为血红素(heme)。  肌红蛋白－血红蛋白家族中铁由有机分子原卟啉 Ⅸ(protoporphyrinⅨ，属卟啉porphyrins 类) 固定。  肌红蛋白－血红蛋白家族以二价铁( Ⅱ)作为氧合结合 部位。  铁原子可以是亚铁或高铁氧化态 （亚铁和高铁血红素） （亚铁和高铁肌红蛋白）  只有亚铁肌红蛋白才能结合O 。 2 第6章蛋白质结构与功能的关系 Fe原子的6个配位键中4个 与四吡咯环的N原子相连， 另两个垂直于卟啉环面， 分别称为第5和第6 配位 Fe2+ 原卟啉Ⅸ 铁原卟啉Ⅸ ：血红素 第6章蛋白质结构与功能的关系 （三）O 与肌红蛋白的结合 2  血红素 非共价地结合于肌红蛋白分子的疏水空穴 中；  铁在第5 配位键与珠蛋白His93 （近侧His ，F8）的咪 唑N 结合，氧合时，第6 配位被O2 占据；  在 高铁肌红蛋白中，氧合部位失活，H O分子代替 2 O2 填充该部位，成为Fe3+ 的第6个配体；  His64 （远侧His ，E7）与Fe原子距离远而不发生相 互作用，但与O2 能紧密接触。因此氧结合部位是一 个空间位阻区域。一些生物学上重要的性质就出自 这种位阻。 第6章蛋白质结构与功能的关系 血 红 素 在 肌 红 蛋 白