蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)

章節(jié)目錄一、研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法二、穩(wěn)定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的作用力三、多肽主鏈折疊的空間限制四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式五、纖維狀蛋白質(zhì)六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域七、結(jié)構(gòu)域八、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測九、亞基締合和四級結(jié)構(gòu)當(dāng)前第1頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（一）X射線衍射法（二）研究溶液中蛋白質(zhì)構(gòu)象的光譜學(xué)方法1紫外差光譜2熒光和熒光偏振3圓二色性4核磁共振一、研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法當(dāng)前第2頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)氨基端（N端）羧基端（C端）肽主鏈肽單位當(dāng)前第3頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)NCCHNC

肽鍵雖是單鍵卻具有局部雙鍵性質(zhì)O肽鍵周邊六個原子在同一平面上前后兩個氨基酸的α-碳在對角(trans)Csp2sp2肽鍵的特性當(dāng)前第4頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)

HCCNCOp軌道電子共振使肽鍵具雙鍵特性當(dāng)前第5頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)肽平面處于穩(wěn)定的伸展構(gòu)象肽平面處于一種不穩(wěn)定的構(gòu)象多肽主鏈在構(gòu)象上受到很大限制當(dāng)前第6頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)以單鍵表示肽鍵以共振雜化形式表示肽鍵(反式)以雙鍵表示肽鍵肽的C-N鍵略短：共振雜化（1）限制繞肽鍵自由旋轉(zhuǎn)肽鍵（2）形成肽平面性（3）具有部分雙鍵（4）肽鍵存在永久偶極肽鍵共振雜化意義：肽鍵以共振雜化形式存在當(dāng)前第7頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)N-endC-endtrans相鄰殘基的C分別處于肽鍵兩側(cè)cis相鄰殘基的C處于肽鍵同側(cè)Pro肽鍵的順/反構(gòu)型對鄰近C上側(cè)鏈基團(tuán)的影響差別不大

順式中相鄰C的側(cè)鏈基團(tuán)干擾大

肽單位構(gòu)型當(dāng)前第8頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)肽鍵具有部分雙鍵性而不能自由旋轉(zhuǎn)肽鍵連接重復(fù)單位(-C-C-N-C-)N-C旋轉(zhuǎn)角C-C旋轉(zhuǎn)角肽鏈處于充分伸展構(gòu)象時和均規(guī)定為180o其取值都將受到肽平面的限制三、多肽主鏈折疊的空間限制（一）酰胺平面與α-碳原子的二面角（f和y

）酰胺平面C是兩個相鄰酰胺平面的連接點(diǎn)當(dāng)前第9頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)(a)(b)肽平面處于穩(wěn)定的伸展構(gòu)象肽平面處于一種不穩(wěn)定的構(gòu)象(相鄰肽單位羰基O的vanderWaals半徑重疊)多肽主鏈在構(gòu)象上受到很大限制當(dāng)前第10頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)理論上Cα

原子的兩個單鍵可以在-180o~+180o范圍內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，但因空間位阻的存在，實(shí)際上是不可能的，因?yàn)轸驶鵒和酰胺H將發(fā)生空間重疊。并非所有的f和y角都允許二面角（和）所規(guī)定的構(gòu)象是否存在，主要取決于兩個相鄰肽單位中非共價(jià)鍵合原子之間有無阻礙。即非鍵合的原子之間的距離不應(yīng)小于它相應(yīng)的范德華距離。當(dāng)前第11頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)拉氏構(gòu)象圖完全允許的構(gòu)象區(qū)穩(wěn)定構(gòu)象不完全允許的構(gòu)象區(qū)穩(wěn)定構(gòu)象極限允許的構(gòu)象區(qū)極不穩(wěn)定不允許的構(gòu)象區(qū)可允許的值：拉氏構(gòu)象圖當(dāng)前第12頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)只有當(dāng)大量的連續(xù)殘基都具有類似的φ和ψ值時才會形成相應(yīng)的二級結(jié)構(gòu)3.613-螺旋(N-C旋轉(zhuǎn))(C-C旋轉(zhuǎn))當(dāng)前第13頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（一）α螺旋螺旋的每個α-碳的φ和ψ分別在-57o和-47o附近每圈螺旋占3.6個氨基酸殘基沿螺旋軸方向上升0.54nm每個殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100o沿軸上升0.15nmα-螺旋的旋光性是α碳原子的構(gòu)型不對稱性和α螺旋的構(gòu)象不對稱性的總反映氨基端羧基端四、二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊的規(guī)則方式氫鍵3.613-螺旋：氫鍵封閉的13元環(huán)相鄰螺圈之間形成氫鍵，氫鍵的取向幾乎與螺旋軸平行。當(dāng)前第14頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)氨基酸的前3個肽鍵內(nèi)NH不能形成α-螺旋氫鍵α-螺旋的氫鍵連接發(fā)生在C=O和NH之間羧基端的后3個肽鍵內(nèi)C=O不能形成α-螺旋氫鍵

第n個殘基（第n個肽鍵）

第n+4個殘基（第n+3個肽鍵）α-螺旋（2）H-bond幾乎平行于長軸羧基端氨基端3.613-螺旋：氫鍵封閉的13元環(huán)當(dāng)前第15頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)α-螺旋端視圖α-螺旋（1）所有殘基的R-側(cè)鏈都指向螺旋外側(cè)

α-螺旋側(cè)視圖殘基測鏈伸向外側(cè)，側(cè)鏈不計(jì)，螺旋的直徑約為0.5nm當(dāng)前第16頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)α螺旋的左旋和右旋兩種形式右旋比左旋穩(wěn)定左旋右旋α-螺旋（3）當(dāng)前第17頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)影響α螺旋形成的因素相鄰側(cè)鏈帶同種電荷側(cè)鏈之間的排斥作用

R基的大小脯氨酸不可能繞N-Ca旋轉(zhuǎn)而引入結(jié)節(jié)酰胺N上也沒有H可供形成氫鍵甘氨酸側(cè)鏈僅為H，太容易繞Ca旋轉(zhuǎn)使α螺旋更穩(wěn)定因素每隔3個殘基的2個側(cè)鏈上正、負(fù)電荷形成離子鍵結(jié)合每隔3個殘基的2個側(cè)鏈的疏水作用α-螺旋（4）當(dāng)前第18頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)反平行β折疊片β折疊片(1)與-螺旋的鏈內(nèi)氫鍵不同，-折疊主要依賴鏈間氫鍵維系其穩(wěn)定反向C

NN

CC

NCCC0.7nm反平行β折疊片α-碳的φ和ψ分別在-139o和+135o附近β折疊股H鍵當(dāng)前第19頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)平行β折疊片β折疊片(2)平行β折疊片α-碳的φ和ψ分別在-119o和+113o附近0.65nm當(dāng)前第20頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)氨基酸2和3肽鍵可自由的與水形成氫鍵Gly側(cè)鏈Hβ轉(zhuǎn)角4個氨基酸殘基組成的非重復(fù)性結(jié)構(gòu)當(dāng)前第21頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)無規(guī)卷曲當(dāng)前第22頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)原纖維初原纖維兩條鏈左旋纏繞角蛋白α-螺旋（一）

α-角蛋白五、纖維狀蛋白質(zhì)初原/中纖維之間的二硫鍵交聯(lián)(未顯示)可進(jìn)一步增加毛發(fā)、皮膚和指甲等整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且二硫鍵愈多質(zhì)地也愈堅(jiān)硬當(dāng)前第23頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)將頭發(fā)盤卷涂還原劑（巰基物）打開鏈間的二硫鍵除還原劑涂氧化劑建立新的二硫鍵永久性卷發(fā)（燙發(fā)）當(dāng)前第24頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)堆積的β折疊片的三維結(jié)構(gòu)絲心蛋白和其他β-角蛋白：β折疊片蛋白（1）當(dāng)前第25頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)絲心蛋白丙氨酸甘氨酸絲心蛋白和其他β-角蛋白：β折疊片蛋白（2）當(dāng)前第26頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（a）膠原纖維中原膠原分子的排列（b）原膠原分子是一種右手三股螺旋（c）三股螺旋中的每股鏈?zhǔn)亲笫致菪╠）三股螺旋的原子水平模型膠原蛋白：一種三股螺旋(1)當(dāng)前第27頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)橫紋（64nm）膠原蛋白分子片段膠原蛋白分子頭部相鄰的各股膠原螺旋均錯位排列，每5行重復(fù)一次膠原蛋白：一種三股螺旋(2)當(dāng)前第28頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)膠原蛋白：一種三股螺旋(3)膠原蛋白中的共價(jià)交聯(lián)當(dāng)前第29頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)六、超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域（1）超二級結(jié)構(gòu)概念是由RossmanM.G于1973年首次提出兩個平行β-折疊由一個-螺旋連接一個環(huán)連接兩個連續(xù)的反平行的螺旋超二級結(jié)構(gòu)是基本二級結(jié)構(gòu)元件的組合

通常由一級結(jié)構(gòu)的相鄰片段所組成當(dāng)前第30頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域（2）回形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（只有一種形式存在）當(dāng)前第31頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域（3）當(dāng)前第32頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域（4）當(dāng)前第33頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)超螺旋結(jié)構(gòu)中兩股α-螺旋鏈的非幾極性邊緣的疏水作用超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域（5）當(dāng)前第34頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)域概念多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)的局部折疊區(qū)，它是相對獨(dú)立的緊密球狀實(shí)體。七、結(jié)構(gòu)域核糖核酸酶細(xì)胞色素c多結(jié)構(gòu)域的酶其活性中心多位于結(jié)構(gòu)域之間活性中心當(dāng)前第35頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)甘油醛-3-磷酸脫氫酶的雙結(jié)構(gòu)域亞基底物結(jié)合結(jié)構(gòu)域肌鈣蛋白CCa-結(jié)合結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域的形成：-動力學(xué)上更為合理-功能上便于結(jié)合底物輔基結(jié)合結(jié)構(gòu)域

大蛋白一般含有多個結(jié)構(gòu)域當(dāng)前第36頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)反平行α螺旋結(jié)構(gòu)域（全α-結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)域的類型(1)當(dāng)前第37頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)反平行β螺旋結(jié)構(gòu)域（全β-結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)域的類型(2)當(dāng)前第38頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)α/β型結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域的類型(3)當(dāng)前第39頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)α+β型結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域的類型(4)當(dāng)前第40頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)二、穩(wěn)定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的因素當(dāng)前第41頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)一級結(jié)構(gòu)上相距很遠(yuǎn)的殘基可能在三級結(jié)構(gòu)中靠得很近而導(dǎo)致其側(cè)鏈基團(tuán)相應(yīng)互作非極性殘基間的疏水互作(3)是多肽鏈折疊的主要驅(qū)動力(熵效應(yīng))

vanderWaals力(4)和氫鍵(2)有助于穩(wěn)定球蛋白的高級結(jié)構(gòu)共價(jià)交聯(lián)(5)和離子互作(1)亦可協(xié)助維持天然構(gòu)象的穩(wěn)定當(dāng)前第42頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)水分子圍繞疏水溶質(zhì)形成的籠形結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致其有序度明顯增加而熵值則相應(yīng)減小，結(jié)果將迫使疏水溶質(zhì)之間形成凈吸引(=疏水互作)疏水互作(entropyeffect)當(dāng)前第43頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)26-8440-9558-11065-72ChristianAnfinsen1916-1995

牛胰RNaseA變-復(fù)性實(shí)驗(yàn)(1957)naturalRNaseA

-124AA-4pairs-S-S-99%配對不正確酶活性僅有1%2-巰基乙醇intheair1972NPinChemistry當(dāng)前第44頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（一）蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性作用

天然蛋白質(zhì)分子受到：物理因素(熱、紫外線照射、高壓、表面張力)、化學(xué)因素(有機(jī)溶劑，脲、胍、酸、堿等)的影響時，生物活性喪失，溶解度降低，不對稱性增高，以及其他的物理化學(xué)常數(shù)發(fā)生改變，這種過程稱蛋白質(zhì)的變性。

實(shí)質(zhì)------蛋白質(zhì)分子中的次級鍵被破壞，引起天然構(gòu)象解體。

變性不涉及共價(jià)鍵（肽鍵，二硫鍵等）的斷裂，一級結(jié)構(gòu)保持完好。

蛋白質(zhì)變性過程中出現(xiàn)下列現(xiàn)象：

（1）生物活性的喪失

（2）一些側(cè)鏈基團(tuán)的暴露

（3）一些物理化學(xué)性質(zhì)的改變

（4）生物化學(xué)性質(zhì)的改變

八、蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測變性的實(shí)質(zhì)是次級鍵被破壞當(dāng)前第45頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)肽鏈伸展活性喪失恢復(fù)天然構(gòu)象活性恢復(fù)天然構(gòu)象有活性加尿素和巰基乙醇去除尿素和巰基乙醇變性與復(fù)性核糖核酸酶A脫輔基紅蛋白變-復(fù)性研究的理論意義：直接證實(shí)蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象是由其一級結(jié)構(gòu)所確定的當(dāng)前第46頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)①DnaJ和DnaK依次與松散/部分折疊的肽鏈結(jié)合②DnaJ激活DnaK水解ATP，DnaK-ADP與松散的肽鏈緊密結(jié)合③GrpE(ingerm)

激活A(yù)DP的釋放，使DnaJ與DnaK脫離④ATP與DnaK結(jié)合、進(jìn)入下一輪循環(huán)或釋出已形成天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)形成(部分)正確折疊分子伴侶作用機(jī)制結(jié)合松散/部分折疊的肽鏈，避免裸露的疏水片段不恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合Chaperonin在真核類尚未確定其存在相當(dāng)于真核類的Hsp40和Hsp70當(dāng)前第47頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（1）含多種二級結(jié)構(gòu)元件（2）三維結(jié)構(gòu)具有明顯的折疊層次（3）緊密的球狀或橢圓狀實(shí)體

（4）疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面。（5）表面有一個空穴

球狀蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的特征當(dāng)前第48頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)模擬蛋白質(zhì)折疊途徑示意圖蛋白質(zhì)折疊當(dāng)前第49頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)-起始結(jié)構(gòu)單元的形成有助于后續(xù)結(jié)構(gòu)單元的正確排列-酶催化異構(gòu)反應(yīng)可以協(xié)助多肽鏈折疊蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶(PDI)催化二硫鍵交換或改組以確定天然配對方式肽酰脯氨酰順反異構(gòu)酶(PPI,)加速脯氨酰異構(gòu)化-分子伴侶能提高多肽鏈的正確折疊率蛋白質(zhì)的折疊是協(xié)同而有序的當(dāng)前第50頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測當(dāng)前第51頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)

很多蛋白質(zhì)是以三級結(jié)構(gòu)的球狀蛋白質(zhì)的聚集體形式存在的。這些球狀蛋白質(zhì)通過非共價(jià)鍵彼此締合在一起，這樣的聚集體成為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)，每個球狀蛋白質(zhì)稱為亞基或亞單位。

二聚體蛋白質(zhì)：由二個亞基組成的蛋白質(zhì)。

四聚體蛋白質(zhì)：由四個亞基組成的蛋白質(zhì)。

寡聚蛋白質(zhì)或多體蛋白質(zhì)：由二個或多個亞基組成的蛋白質(zhì)。

單體蛋白質(zhì)：無四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)例如.溶菌酶,肌紅蛋白.

原體：對稱的寡聚蛋白質(zhì)分子是由二個或多個不對稱的等同結(jié)構(gòu)成分組成的，這種等同結(jié)構(gòu)成分稱原體。原體一般就是亞基，可以是二個或多個亞基的聚集體。血紅蛋白分子--兩個原體：α亞基β亞基

（一）有關(guān)四級結(jié)構(gòu)的一些概念九、亞基締合和四級結(jié)構(gòu)當(dāng)前第52頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)血紅蛋白的四級結(jié)構(gòu)亞基締合和四級結(jié)構(gòu)當(dāng)前第53頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)兩種環(huán)狀對稱兩種二面體對稱亞基相互作用的方式當(dāng)前第54頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)二十面體對稱三重對稱五重對稱兩重對稱四級結(jié)構(gòu)的對稱性當(dāng)前第55頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)多聚蛋白：病毒外殼(1)脊髓灰質(zhì)炎病毒當(dāng)前第56頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)蛋白質(zhì)亞基煙草花葉病毒模型多聚蛋白：病毒外殼(2)當(dāng)前第57頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)小結(jié)（1）每一種蛋白質(zhì)至少都有一種構(gòu)象在生理?xiàng)l件下是穩(wěn)定的，并具有生物活性，這種構(gòu)象稱為蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象。研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的主要方法是X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。此外紫外差光譜、熒光和熒光偏振、圓二色性、核磁共振和重氫交換等被用于研究溶液中的蛋白質(zhì)構(gòu)象。穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象的作用力有氫鍵、范德華力、疏水作用和離子鍵。此外二硫鍵在穩(wěn)定某些蛋白質(zhì)的構(gòu)象中也起重要作用。多肽鏈折疊成特定的構(gòu)象受到空間上的許多限制。蛋白質(zhì)主鏈的折疊形成由氫鍵維系的重復(fù)結(jié)構(gòu)稱為二級結(jié)構(gòu)。最常見的二級結(jié)構(gòu)元件有α螺旋、β折疊片和β轉(zhuǎn)角等。

α螺旋是蛋白質(zhì)中最典型、含量最豐富的二級結(jié)構(gòu)。α螺旋結(jié)構(gòu)中每個肽平面上的羧基氧和酰胺氫都參與氫鍵的形成，因此這種構(gòu)象是相當(dāng)穩(wěn)定的。氫鍵大體上與螺旋軸平行，每圈螺旋占3.6個氨基酸殘基，每個殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100o，螺距為0.54nm。

β折疊片中肽鏈主鏈處于較伸展的曲折形式，肽鏈之間或一條肽段之間借助氫鍵彼此連成片狀結(jié)構(gòu)，故稱β折疊片，每條肽鏈或肽段稱為β折疊股或β股。肽鏈走向可以有平行和反平行兩種形式。它們的重復(fù)周期分別為0.65nm和0.70nm。大多數(shù)β折疊股或β折疊片都有右手扭曲的傾向，以緩解側(cè)鏈之間的空間應(yīng)力。當(dāng)前第58頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)小結(jié)（2）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一般被分為4個組織層次，一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。細(xì)分時可在二、三級之間增加超二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域兩個層次。超二級結(jié)構(gòu)是指一級序列上相鄰的二級結(jié)構(gòu)在三維折疊中彼此靠近并相互作用形成的組合體。結(jié)構(gòu)域是在二級結(jié)構(gòu)和超二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成相對獨(dú)立的三級結(jié)構(gòu)局部折疊區(qū)。結(jié)構(gòu)域常常也就是功能域。蛋白質(zhì)受到某些物理或化學(xué)因素作用時，引起生物活性丟失，溶解度降低以及其他物理化學(xué)常數(shù)的改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。變性的實(shí)質(zhì)是非共價(jià)鍵破裂，天然構(gòu)象解體，但共價(jià)鍵未遭破裂。有些變性是可逆的。蛋白質(zhì)的變性和復(fù)性實(shí)驗(yàn)表明，一級結(jié)構(gòu)規(guī)定它的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)天然構(gòu)象所具有的性質(zhì)。天然構(gòu)象是在生理?xiàng)l件下熱力學(xué)上最穩(wěn)定的即自由能最低的三維結(jié)構(gòu)。多肽鏈折疊過程中存在熔球態(tài)中間體，并有異構(gòu)酶和伴侶蛋白質(zhì)等參與。寡聚蛋白是由兩個或多個亞基通過非共價(jià)相互作用締合而成的聚集體。締合形成聚集體的方式構(gòu)成蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)，它涉及亞基在聚集體中的空間排列以及亞基之間的接觸位點(diǎn)和作用力當(dāng)前第59頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系當(dāng)前第60頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)章節(jié)目錄一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能三、血紅蛋白分子病四、免疫系統(tǒng)和免疫球蛋白五、肌球蛋白絲、肌動蛋白絲與肌肉收縮六、肌節(jié)結(jié)構(gòu)當(dāng)前第61頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能抹香鯨肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)當(dāng)前第62頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)153個氨基酸殘基形成8個α-螺旋段A、B、C、D、E、F、G、H螺旋段之間的轉(zhuǎn)折為不規(guī)則卷曲在疏水性裂隙中插入1個血紅素，F(xiàn)8和E7的兩個His殘基夾著血紅素F8的His殘基連接在血紅素中心的Fe原子Fe血紅素肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能當(dāng)前第63頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)血紅素的結(jié)構(gòu)輔基血紅素當(dāng)前第64頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)卟啉環(huán)卟啉的填充模型Fe的6個配位鍵，其中4個與卟啉環(huán)的N連接，個與F8His連接，1個與O2連接F8的His殘基卟啉環(huán)平面輔基血紅素當(dāng)前第65頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)氧合肌紅蛋白游離血紅素游離在溶液中的鐵卟啉結(jié)合一氧化碳比結(jié)合O2強(qiáng)25000倍肌紅蛋白中的血紅素對CO的親合力僅比O2約大250倍O2與肌紅蛋白的結(jié)合近側(cè)組氨酸遠(yuǎn)側(cè)組氨酸有60°的傾斜直線排列當(dāng)前第66頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)O2的結(jié)合改變肌紅蛋白的構(gòu)象鐵原子的位置和卟啉環(huán)平面發(fā)生改變。當(dāng)前第67頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)p(O2)Y=————p(O2)+K氧分?jǐn)?shù)飽和度（Y）肌紅蛋白結(jié)合氧的定量分析氧結(jié)合曲線當(dāng)前第68頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)（一）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能當(dāng)前第69頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)血紅蛋白的結(jié)構(gòu)血紅素輔基肌紅蛋白Mb血紅蛋白Hbβ鏈當(dāng)前第70頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)血紅蛋白中各亞基的排列血紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)當(dāng)前第71頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)subunits(141AA)subunits(146AA)6-23Hb實(shí)際上是二聚體(互作要比/的強(qiáng)得多)Hemoglobin(22)血紅蛋白是四聚體當(dāng)前第72頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)脫氧Hb各亞基間有八對鹽鍵-鏈內(nèi)兩對-鏈間四對--鏈間兩對7-9Alloftheselinksareabolishedinthedeoxytooxytransition.氧合時均斷開當(dāng)前第73頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)氧飽和百分?jǐn)?shù)（Y）高親合態(tài)R態(tài)低親合態(tài)T態(tài)由低親合態(tài)向高親合態(tài)轉(zhuǎn)變：S型曲線pn(O2)Y=————pn(O2)+K血紅蛋白的協(xié)同性氧結(jié)合（1）Hb氧結(jié)合曲線當(dāng)前第74頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)MbMbP50=2.8HbP50=26-高p(O2)時，Mb/Hb對O2的親和性都很高，幾乎均被飽和-低p(O2)時，Mb對O2的親和性則明顯高于Hb的，使O2

被轉(zhuǎn)移到Mb上兩者的生理作用與其在低氧分壓下對O2的相對親和性直接相關(guān)

Mb和Hb的氧解離曲線不同工作肌肉中毛細(xì)血管p(O2)?y<10%?y>70%肺泡p(O2)pn(O2)Y=————pn(O2)+K當(dāng)前第75頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)血紅蛋白的Hill圖（示出非線性性質(zhì)）log(——)Y1-Ylog(——)=nlogp(O2)-logKY1-Y血紅蛋白的協(xié)同性氧結(jié)合（2）當(dāng)前第76頁\共有84頁\編于星期三\15點(diǎn)pH的降低使S曲線右移，即氧合能力降低，促使O2解離組織呼吸釋放CO2，CO2進(jìn)入紅細(xì)胞H2O+CO2+H2CO3H++HCO3-H+促使HB