蛋白质一级结构与功能的关系
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广东省是我国地中海贫血症发病率最高的地区，约有15%的人携带地 中海贫血症的基因，其次是广西、海南、福建、香港等。
二、蛋白质的空间结构与功能的关系
高级结构与蛋白质功能的表现有关。 构象破坏，功能丧失；恢复自然构象，功能恢复。
5
二 硫 键
牛核糖核酸酶的 一级结构
去除尿素、 β-巯基乙醇
尿素、 β-巯基乙醇
对 PrP c 和PrP sc 两种蛋白质做结构分析。 都是由相同的208 个氨基酸残基组成的疏 水性很强糖蛋白。
Βιβλιοθήκη Baidu
PrPC如何转变成PrPSc？
成核-多聚化模型 PrPC和PrPSc处于热力学平衡，而PrPSc单体
不稳定，聚集在一起后变得稳定。 PrPSc聚集 体通过结合PrPSc单体促进PrPC的转化，使平衡 向生成致病型构象的方向移动。在这个过程中 具有传染性的物质是PrPSc的多聚体，限速步骤 是形成作为种子进一步稳定的PrPSc的核。
羊搔痒症(scrapie in sheep)
link1
牛海绵状脑病 (bovine spongiform encephalitis)
人的库鲁病(kuru)、 克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)等
盖达赛克和吉加斯正在检查一名患Kuru症的儿童
2
镰刀状红细胞贫血症
正 常 的 红 细 胞
异 常 的 红 细 胞
酸性氨基酸变成非极性氨基酸，降低了血红蛋白 在红细胞中的溶解度，血红蛋白聚集成丝，互相 粘着，在氧分压较低时易在红细胞中析出，导致 红细胞变形。
3
地中海贫血
地中海贫血又称海洋性贫血。是一组遗传性溶 血性贫血。其共同特点是由于珠蛋白基因的缺陷使 血红蛋白中的珠蛋白肽链有一种或几种合成减少或 不能合成，导致血红蛋白结构异常，这种含有异常 血红蛋白的红细胞变形性降低，寿命缩短，导致贫 血甚至发育等异常。地中海贫血(地贫)主要发生于 热带地区, 该病高发于地中海沿岸。
一、蛋白质一级结构与功能的关系
（一） 蛋白质的一级结构决定了其构象 蛋白质的一级结构相似，则其功能也一致
哺乳动物胰岛素序列的差异
氨基酸残基位置 A8
A9
A10
B30
人
Thr
Ser
Ile
Thr
猪、狗、马
Thr
Ser
Ile
Ala
兔
Thr
Gly
Ile
Ser
牛
Ala
Gly
Val
Ala
（二）蛋白质的一级结构与分子病
天然状态， 有催化活性
非折叠状态，无活性
鸡卵清溶菌酶与其抗体的结合
抗体上的 抗原结合
结构域
鸡卵清溶菌 酶（抗原）
鸡卵清溶菌 酶上突出的
Gln121
153AA
6.4nm×5.5nm×5.0nm 146AA
141AA 结构相似，141AA中27AA相同
153
141
146
肌红蛋白与血红蛋白结构和功能的比较
分子病：由于遗传物质（DNA）的突变、导致其 编码蛋白质分子的氨基酸序列异常，而引起其生 物学功能改变的遗传性疾病称～
镰刀状红细胞贫血症
正常Hbβ6 －TGT-GGG-CTT-CTT-TTT－
－ 苏 － 脯 － 谷 － 谷 － 赖－
异常Hb
－TGT-GGG-CAT-CTT-TTT－
－ 苏 － 脯 － 缬 － 谷 － 赖－
结构
共同点：
球状蛋白质
肌红蛋白的三级结构与血红蛋白的α亚基或 β亚基极为相似
差异： 肌红蛋白只有三级结构，具有一条多肽链，血红蛋白具有四 级结构，含有四个亚基
功能
共同点：均可与氧可逆结合
差异：肌红蛋白只能贮备氧，而血红蛋白可以运输氧，此外也可运输H+ 和CO2
疯牛病的“罪魁祸首”—朊病毒
疯牛病
正式名称是牛脑部海绵状病 属于传染性海绵质脑病中的一种， 1985年在英国奶牛中首次发现 1996年3月20日，英国卫生部长杜瑞尔 于众议院宣布，疯牛病可因食用牛肉而传播给人，引起全 世界的广泛关注和不安。
朊病毒，朊蛋白； 28 KD小蛋白质； 神经组织的细胞膜上的糖蛋白 正常构象→非正常构象
PrP sc 的入侵，把 脑细胞中原来就有 的 PrP c “带坏”
发生疯牛病时，PrP中一些α螺旋如何转变为β折叠?
正常：PrP c 异常： PrP sc
PrP c 和 PrP sc 在高级 结构上有巨大差别
二、蛋白质的空间结构与功能的关系
高级结构与蛋白质功能的表现有关。 构象破坏，功能丧失；恢复自然构象，功能恢复。
5
二 硫 键
牛核糖核酸酶的 一级结构
去除尿素、 β-巯基乙醇
尿素、 β-巯基乙醇
对 PrP c 和PrP sc 两种蛋白质做结构分析。 都是由相同的208 个氨基酸残基组成的疏 水性很强糖蛋白。
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PrPC如何转变成PrPSc？
成核-多聚化模型 PrPC和PrPSc处于热力学平衡，而PrPSc单体
不稳定，聚集在一起后变得稳定。 PrPSc聚集 体通过结合PrPSc单体促进PrPC的转化，使平衡 向生成致病型构象的方向移动。在这个过程中 具有传染性的物质是PrPSc的多聚体，限速步骤 是形成作为种子进一步稳定的PrPSc的核。
羊搔痒症(scrapie in sheep)
link1
牛海绵状脑病 (bovine spongiform encephalitis)
人的库鲁病(kuru)、 克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)等
盖达赛克和吉加斯正在检查一名患Kuru症的儿童
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镰刀状红细胞贫血症
正 常 的 红 细 胞
异 常 的 红 细 胞
酸性氨基酸变成非极性氨基酸，降低了血红蛋白 在红细胞中的溶解度，血红蛋白聚集成丝，互相 粘着，在氧分压较低时易在红细胞中析出，导致 红细胞变形。
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地中海贫血
地中海贫血又称海洋性贫血。是一组遗传性溶 血性贫血。其共同特点是由于珠蛋白基因的缺陷使 血红蛋白中的珠蛋白肽链有一种或几种合成减少或 不能合成，导致血红蛋白结构异常，这种含有异常 血红蛋白的红细胞变形性降低，寿命缩短，导致贫 血甚至发育等异常。地中海贫血(地贫)主要发生于 热带地区, 该病高发于地中海沿岸。
一、蛋白质一级结构与功能的关系
（一） 蛋白质的一级结构决定了其构象 蛋白质的一级结构相似，则其功能也一致
哺乳动物胰岛素序列的差异
氨基酸残基位置 A8
A9
A10
B30
人
Thr
Ser
Ile
Thr
猪、狗、马
Thr
Ser
Ile
Ala
兔
Thr
Gly
Ile
Ser
牛
Ala
Gly
Val
Ala
（二）蛋白质的一级结构与分子病
天然状态， 有催化活性
非折叠状态，无活性
鸡卵清溶菌酶与其抗体的结合
抗体上的 抗原结合
结构域
鸡卵清溶菌 酶（抗原）
鸡卵清溶菌 酶上突出的
Gln121
153AA
6.4nm×5.5nm×5.0nm 146AA
141AA 结构相似，141AA中27AA相同
153
141
146
肌红蛋白与血红蛋白结构和功能的比较
分子病：由于遗传物质（DNA）的突变、导致其 编码蛋白质分子的氨基酸序列异常，而引起其生 物学功能改变的遗传性疾病称～
镰刀状红细胞贫血症
正常Hbβ6 －TGT-GGG-CTT-CTT-TTT－
－ 苏 － 脯 － 谷 － 谷 － 赖－
异常Hb
－TGT-GGG-CAT-CTT-TTT－
－ 苏 － 脯 － 缬 － 谷 － 赖－
结构
共同点：
球状蛋白质
肌红蛋白的三级结构与血红蛋白的α亚基或 β亚基极为相似
差异： 肌红蛋白只有三级结构，具有一条多肽链，血红蛋白具有四 级结构，含有四个亚基
功能
共同点：均可与氧可逆结合
差异：肌红蛋白只能贮备氧，而血红蛋白可以运输氧，此外也可运输H+ 和CO2
疯牛病的“罪魁祸首”—朊病毒
疯牛病
正式名称是牛脑部海绵状病 属于传染性海绵质脑病中的一种， 1985年在英国奶牛中首次发现 1996年3月20日，英国卫生部长杜瑞尔 于众议院宣布，疯牛病可因食用牛肉而传播给人，引起全 世界的广泛关注和不安。
朊病毒，朊蛋白； 28 KD小蛋白质； 神经组织的细胞膜上的糖蛋白 正常构象→非正常构象
PrP sc 的入侵，把 脑细胞中原来就有 的 PrP c “带坏”
发生疯牛病时，PrP中一些α螺旋如何转变为β折叠?
正常：PrP c 异常： PrP sc
PrP c 和 PrP sc 在高级 结构上有巨大差别