蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系.ppt

1、第6章 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,一、肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能,(一) 肌紅蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu),(二) 輔基血紅素,(三) O2與肌紅蛋白的結(jié)合,(四) O2的結(jié)合改變肌紅蛋白的構(gòu)象,(五) 肌紅蛋白結(jié)合氧的定量分析(氧結(jié)合曲線),MbO2Mb+O2,K = MbO2 / MbO2 (1),Y=MbO2/Mb+MbO2 (2),Y=O2,/,O2+K,將（1）改寫(xiě)為： MbO2 = MbO2 / K 并代入（2）得：,LogY/(1-Y)=log p(O2) logK,Y=O2 / O2+K =p(O2)/p(O2)+K,Y K= p(O2) Y p(O2) = p(O2)(1Y),Y/ (1Y)= p

2、(O2)/ K,二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能,(一) 血紅蛋白的結(jié)構(gòu),(二) 氧結(jié)合引起的血紅蛋白構(gòu)象變化,(三) 血紅蛋白的協(xié)同性氧結(jié)合(Hb氧結(jié)合曲線),(四) H+、CO2和BPG對(duì)血紅蛋白結(jié)合氧的影響 1. H+、CO2 促進(jìn)O2的釋放(Bohr效應(yīng)),2.BPG降低血紅蛋白對(duì)氧的親和力,鏈的143位為絲氨酸，而鏈的143位為組氨酸,三、血紅蛋白分子病(一) 分子病是遺傳的(二)鐮刀狀細(xì)胞貧血病,(三)其他血紅蛋白病 突變發(fā)生在關(guān)鍵部位會(huì)致病，突變發(fā)生在非關(guān)鍵部位則不會(huì)致病。 (四)地中海貧血 1.地中海貧血 每條染色體有1個(gè)拷貝，雜合子癥狀較輕，純合子會(huì)在童年夭折。 2.地中海貧血 每條

3、染色體有2個(gè)拷貝，只要有1個(gè)拷貝正常，就不會(huì)有嚴(yán)重癥狀。4個(gè)拷貝均丟失會(huì)在出生前后死亡。,四、免疫系統(tǒng)和免疫球蛋白,(一)免疫系統(tǒng) 1.免疫學(xué)的含義 免疫是指機(jī)體識(shí)別并清除從外環(huán)境中入侵的病原體及其毒素,和內(nèi)環(huán)境中因基因突變產(chǎn)生的異常細(xì)胞,保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的功能。 免疫學(xué)是研究免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu),免疫的機(jī)制,及利用免疫的方法預(yù)防和治療疾病的學(xué)科。,2.非特異性免疫,(1)上皮細(xì)胞及其附屬成分 物理屏障：機(jī)械屏障；毛發(fā)的保護(hù)作用；分泌液的沖洗作用。 化學(xué)屏障：體液的抗菌作用。 微生物屏障：正常菌對(duì)病源菌的抑制作用。 (2)吞噬細(xì)胞的作用 識(shí)別病原體糖蛋白和糖脂的糖基，可吞噬多種病原體。 巨噬細(xì)胞：由血液

4、中單核細(xì)胞移行到各組織發(fā)育而成，可吞噬或殺傷微生物。 中性粒細(xì)胞：感染發(fā)生時(shí)，從血管移出，在感染部位吞噬病原體。 (3)自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞） 其細(xì)胞表面有兩種受體 殺傷細(xì)胞活化受體（KAR）：識(shí)別病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞表面的糖基，與其結(jié)合后生成穿孔素和水解酶使靶細(xì)胞死亡。同時(shí)產(chǎn)生干擾素-，腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子，激活特異性免疫系統(tǒng)。 殺傷細(xì)胞抑制受體（KIR）：識(shí)別自身正常細(xì)胞表面由MHCI展示的，由自身蛋白分解產(chǎn)生的肽段，抑制殺傷作用。,3.特異性免疫 病原體及其分解產(chǎn)物刺激特定的免疫細(xì)胞增殖，清除特定的病原體。 通過(guò)分泌可溶性抗體清除特定抗原的途徑稱(chēng)體液免疫。 通過(guò)免疫細(xì)胞與受感染細(xì)胞

5、結(jié)合而清除受感染細(xì)胞的途徑稱(chēng)細(xì)胞免疫。,(2) 體液免疫,由骨髓的多能造血干細(xì)胞發(fā)育而成的B細(xì)胞種類(lèi)極多，每種B細(xì)胞含有一種多個(gè)特定的受體(BCR,實(shí)際是膜結(jié)合的抗體)。 抗原與BCR結(jié)合后，通過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)細(xì)胞的快速分裂，使細(xì)胞大量增殖。 增殖后的細(xì)胞大部分用來(lái)產(chǎn)生可溶性抗體，稱(chēng)作漿細(xì)胞，一小部分用來(lái)產(chǎn)生膜結(jié)合抗體，并長(zhǎng)期生存，稱(chēng)記憶細(xì)胞。 同種抗原再次入侵時(shí)，記憶細(xì)胞可快速啟動(dòng)免疫系統(tǒng)，疫苗就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的。 抗體可結(jié)合抗原，并使其失活，稱(chēng)中和作用。 抗原-抗體復(fù)合物可以與吞噬細(xì)胞的Fc受體結(jié)合，促進(jìn)吞噬作用，稱(chēng)調(diào)理作用。 抗原-抗體復(fù)合物可以與補(bǔ)體結(jié)合，補(bǔ)體使病原體穿孔崩

6、裂，還可促進(jìn)抗原-抗體復(fù)合物與吞噬細(xì)胞結(jié)合。,(3) 細(xì)胞免疫,由骨髓遷移到胸腺發(fā)育而成的T細(xì)胞種類(lèi)極多,每種T細(xì)胞含有一種多個(gè)特定的T細(xì)胞受體(TCR)。 T細(xì)胞按功能主要分為兩個(gè)亞群: Tc細(xì)胞(細(xì)胞毒性T細(xì)胞)的受體與抗原肽-MHCI（主要組織相容性復(fù)合體I）復(fù)合物結(jié)合后,細(xì)胞被激活并大量增殖,增殖后的細(xì)胞產(chǎn)生穿孔素和顆粒酶,使受感染的細(xì)胞裂解,還可以使DNA內(nèi)切酶激活,造成細(xì)胞凋亡。 TH細(xì)胞(輔助性T細(xì)胞)的受體與抗原肽- MHCII（主要組織相容性復(fù)合體II）復(fù)合物結(jié)合后,細(xì)胞被激活并大量增殖, 產(chǎn)生多種細(xì)胞因子。細(xì)胞因子與Tc細(xì)胞、 TH細(xì)胞、 B細(xì)胞和吞噬細(xì)胞的特異性受體結(jié)合,

7、促進(jìn)其增殖。 TH細(xì)胞還可以促進(jìn)一些抗原與B細(xì)胞結(jié)合,因此, TH細(xì)胞功能障礙會(huì)引起嚴(yán)重的疾病,如HIV引起的艾滋病。,4.免疫組織和器官,骨髓和胸腺是B細(xì)胞和T細(xì)胞發(fā)育成熟的器官,稱(chēng)作中樞淋巴器官。 免疫細(xì)胞經(jīng)血管和淋巴管網(wǎng)絡(luò)在全身循環(huán),并可在淋巴結(jié)和脾臟聚集,淋巴結(jié)和脾臟稱(chēng)作外周淋巴器官。 上皮細(xì)胞下常有淋巴細(xì)胞聚集,因無(wú)包膜,稱(chēng)作淋巴組織。,(二) 免疫系統(tǒng)能識(shí)別自我和非我,存在于幾乎所有細(xì)胞的表面，展示細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的肽段,介導(dǎo)其與相應(yīng)的Tc細(xì)胞結(jié)合 。能識(shí)別自身蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的肽段的Tc細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中被清除。,存在于巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞的表面，展示外來(lái)蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的肽段。介導(dǎo)其

8、與相應(yīng)的TH細(xì)胞結(jié)合。,(三) 在細(xì)胞表面的分子相互作用引發(fā)免疫反應(yīng),(四) 免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)和類(lèi)別 1.免疫球蛋白的結(jié)構(gòu) 免疫球蛋白G(IgG)是一類(lèi)最簡(jiǎn)單的免疫球蛋白。IgG含有兩條相同的重鏈(heavy chain)和兩條相的輕鏈(light chain)。四條鏈通過(guò)二硫鍵共價(jià)聯(lián)接成Y字形結(jié)構(gòu)。每一免疫球蛋白分子含有二個(gè)抗原結(jié)合部位，它們位于Y形結(jié)構(gòu)的二個(gè)頂點(diǎn)。,2.免疫球蛋白的類(lèi)別 按照重鏈的類(lèi)型分為: 重鏈 輕鏈 IgG 或 IgA 或 IgM 或 IgD 或 IgE 或,IgM,IgG是記憶B細(xì)胞引發(fā)的再次免疫反應(yīng)的主要抗體，可以通過(guò)胎盤(pán) 。IgA是存在于唾液、淚液、乳汁等分泌物的

9、主要抗體，可以是單體、二聚體或三聚體。,IgM是初次免疫反應(yīng)早期產(chǎn)生的，可以以單體形式與膜結(jié)合，或形成5聚體。 IgD主要存在于B細(xì)胞表面，功能不詳。 IgE與過(guò)敏源結(jié)合誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生組胺和其他活性胺，使血管擴(kuò)張，滲透性增大，引起炎癥反應(yīng)。,(五) 基于抗體-抗原相互作用的生化分析方法 1.酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定,2.免疫印跡測(cè)定,3.單克隆抗體的制備,1.用選定的抗原免疫小鼠,取出脾臟,制備B淋巴細(xì)胞。 2.培養(yǎng)小鼠的骨髓瘤細(xì)胞。 3.B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合。 4.轉(zhuǎn)移到只有雜交瘤細(xì)胞才能生長(zhǎng)的培養(yǎng)基上,培養(yǎng)選擇雜交瘤細(xì)胞。 5.用ELISA篩選產(chǎn)生特定單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。 6.用小鼠腹水或培養(yǎng)箱培養(yǎng)選出的雜交瘤細(xì)胞。 7.純化所需的單克隆抗體。,五、肌球蛋白絲、肌動(dòng)蛋白絲與肌肉收縮 (一) 肌纖維的結(jié)構(gòu),(二) 肌原纖維由粗絲和細(xì)絲構(gòu)成,(三) 骨骼肌的相關(guān)蛋白質(zhì) M盤(pán)中主要含M蛋白、肌中蛋白和肌酸激酶，后者可以促進(jìn)ATP的快速再生。 與Z盤(pán)相關(guān)的主要有-輔肌動(dòng)蛋白、結(jié)蛋白和波形蛋白等。 細(xì)胞骨架蛋白主要有肌連蛋白和伴肌