生化蛋白质结构与功能.pptVIP

血红蛋白分子病镰刀状细胞贫血病被称之为“分子病”的镰刀状细胞贫血仅仅是血红蛋白（Hb）β亚基574个氨基酸残基中，一个氨基酸残基即N端的第6位的谷氨酸被缬氨酸取代，发生了变异所造成的。突变导致本是可溶性的血红蛋白聚集成丝，相互粘着，导致红细胞变形而成镰刀状，极易破碎导致贫血。地中海贫血产生原因：缺失一个或多个编码血红蛋白链的基因；一个或多个基因无义突变－缩短的蛋白链；发生移码突变－不能合成正确的多肽链；编码区外突变－转录阻断或mRNA不能正确加工。类型：?-地中海贫血?-地中海贫血蛋白质空间结构与功能的关系蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关，蛋白质的空间构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。蛋白质变性时，由于其空间构象被破坏，故引起功能活性丧失，变性蛋白质在复性后，构象复原，活性即能恢复。在生物体内，当某种物质特异地与蛋白质分子的某个部位结合，触发该蛋白质的构象发生一定变化，从而导致其功能活性的变化，这种现象称为蛋白质的别构效应(allostery)。蛋白质(或酶)的别构效应，在生物体内普遍存在，这对物质代谢的调节和某些生理功能的变化都是十分重要的。血红蛋白(hemoglobin,Hb)结构与功能4个亚基组成，两两相同，每个亚基都有一个血红素基和一个氧结合部位。Hb分子近似球形，4个亚基占据相当于四面体的四个顶角。辅基血红素（heme）氧与蛋白不能直接结合；借助过渡金属的低氧态（Fe2＋）和有机分子原卟啉IX；卟啉化合物着色力强，血红蛋白的铁卟啉使血液呈红色；原卟啉IX和Fe的络合物成为血红素（heme）。O2血红素与氧结合后，铁原子半径变小，就能进入卟啉环的小孔中，继而引起肽链位置的变动。卟啉平面卟啉平面Fea-螺旋(a-helix)多个肽键平面通过α-碳原子旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的右手螺旋。由于这种结构可以产生许多氢键，所以是一种相当稳定的结构。最常见的螺旋称为α-螺旋，n＝3.6残基/每圈，螺距p＝0.54nm。侧链向外排布以减少空间障碍，长度为4-50个残基，平均为12个残基。a-helixSideviewofa-helixα-helix形成最为相关的作用力：氢键。topviewofa-helixb-折叠(b-sheet)b-sheet的b表示这是第二种规则的二级结构，呈现折板状，如同α螺旋，依靠两条肽链或一条肽链内的两段肽链间的C＝O与H形成氢键，使构象稳定。b-sheet和α-螺旋不同的是，b-折叠并不一定要在一级结构（序列）上连续，而是各片段可以来自不同的一级结构区，而且相对于α-螺旋的紧密结构，b-折叠是完全伸展的。β-转角(β-turn)蛋白质分子中，肽链经常会出现180°的回折，在这种回折角处的构象就是β－转角(β－turn或β－bend)，一般含有2～16个氨基酸残基。含有5个氨基酸残基以上的转角又常称之环（loops）。无规卷曲(randomcoil)无规卷曲没有确定规律性的部分肽链构象，肽链中肽键平面不规则排列，属于松散的无规卷曲(randomcoil)。这类有序的非重复性结构经常构成酶活性部位和其他蛋白质特异的功能部位，例如铁氧还蛋白和红氧还蛋白中结合铁硫串的肽环以及许多钙结合蛋白中结合钙离子的E-F手结构的中央环。超二级结构

（SupersecondaryMotifs）1973年由Rossman提出。许多球蛋白中，α-helix或β-sheet二级结构可以形成所谓的超二级结构，在不同的蛋白质中重复出现。超二级结构的单位有aa，bb，bab，b曲折和希腊钥匙拓扑结构。超二级结构的形成主要是氨基酸残基侧链基团间相互作用的结果。模体(motif)在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象，被称为模体(motif)。钙结合蛋白中结合钙离子的模体锌指结构Zn-fingermotif三级结构

（TertiaryStructure）蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成具有一定规律的三维空间结构，称为蛋白质的三级结构(tertiarystructure)。蛋白质三级结构的稳定主要靠次级键，包括氢键、疏水键、盐键以及范德华力(VanderWasls)等。这些次级键可存在于一级结构中相隔很远的氨基酸残基的R基团之间，因此蛋白质的三级结构主要指氨基酸残基的侧链间的结合。二硫键不属于次级键，但对于蛋白质三级结构的稳定上起着重要作用。三级结构具备三级结构的蛋白质从其外形上看，有的细长(长轴比短轴大10倍以上)，属于纤维状蛋白质(fibrou