生物化学 第5章 蛋白质结构与功能

第五章蛋白质结构和功能的关系
一、
、肌红蛋白的结构与功能：
1、肌红蛋白的三级结构
哺乳动物肌肉中储氧的蛋白质。

由一条多肽链（珠蛋白，153个aa残基）和一个血红素辅基组成。

亚铁离子形成六个配位健，四个与N原子，一个与组氨酸，一个与氧配位。

球状分子，单结构域。

8段直的α-螺旋组成，分别命名为A、B、C…H，
拐弯处是由1~8个氨基酸组成的松散肽段（无规卷曲）。

4个Pro残基各自处在一个拐弯处，另外4个是Ser、Thr、Asn、Ile。

血红素辅基
血红素辅基，扁平状，结合在肌红蛋白表面的一个洞穴内。

CO 中毒CO 与肌红蛋白有更高的亲和性
2、肌红蛋白的氧合曲线
O
Mb 解离平衡常数：]
[]][[22MbO K =][2PO Mb K ∙=]
[2MbO 氧饱和度：[]2MbO Y =]
[][2Mb MbO +PO 2Y =2PO K +
Y=0.5时，肌红蛋白的一半被饱和，PO 2=K =P 50=2.8t torr
（托）解离常数K 也称为P 50，即肌红蛋白一半被饱和时的氧压。

3、Hill 曲线和Hill 系数
Y
Y K PO Y
K PO Y log log 1log 122-=-=
-Hill
曲线
Log[Y/(1-Y)]=0时的斜率称Hill 系数（n H )肌红蛋白的n H =1
二血红蛋白的结构与功能蛋白的结构与功能
1、血红蛋白的结构：
成人
成人：HbA：α
2β
2
98%，a亚基(141)，
β亚基（146）
HbA
2：α
2
δ
2
2%
胎儿：HbFα
2γ2
早期胚胎：α
2ε2
▲接近于球体，4个亚基分别在四面体的四个角上，每个亚基上有一个血红素辅基。

▲α、β链的三级结构与肌红蛋白的很相似，一级结构具有同源性。

氧合造成盐桥断裂
4
2、血红蛋白的氧合曲线
四个亚基之间具有正协同效应因此它的氧合曲四个亚基之间具有正协同效应，因此，它的氧合曲线是S 型曲线。

Hill 曲线和Hill 系数。

协同效应可增加血红蛋白在肌肉中的卸氧量，使它能有效地输送氧气。

血红蛋白P
50
=26torr，
肺泡氧压：Po
2=100torr，
Y=0.97
肌肉毛细血管：Po
2=20torr，
Y025
Y=0.25
释放氧
释放氧：△Y=0.97—0.25=0.72
肌红蛋白（无协同效应）△肌红蛋白（无协同效应）：△Y 不足0.1
n H=1,无协同性
n＞1,正协同性H
＜1,负协同性
1
n
H
BPG：二磷酸甘油酸
1、波耳效应及其生理意义
血红蛋白上有结合部位因此血红CO 2和BPG 结合部位，因此，血红蛋白还能运输CO 2。

HbO2+H+=HbH++O2
波耳效应增加的浓度降低H 波耳效应：增加CO 2的浓度、降低pH 能显著降低血红蛋白亚基间的协同效应，降低血红蛋白对O 2的亲和力，促进O 2的+释放，反之，高浓度的O2也能促使血红蛋白释放H 和CO 2。

2、BPG 的别构效应
23-）是血红蛋白的负效应物BPG （2,3-二磷酸甘油酸）是血红蛋白的负效应物。

★协同效应、波耳效应、别构效应使血红蛋白的★协同效应波耳效应别构效应使蛋白的输氧能力达到最高效率
无BPG 时，P 50=1torr ，
BPG=4.5mM 时，P =26torr
50BPG 进一步提高了血红蛋白的输氧效率。

在肺部，P O2超过100torr ，因此，即使有BPG ，血红蛋白也能被饱和，在组织中低降低血红蛋白的氧亲和力加在组织中，P O2低，BPG 降低血红蛋白的氧亲和力，加大血红蛋白的卸氧量。

）高山适应和肺气肿的生理补偿变化升高
（1）高山适应和肺气肿的生理补偿变化；BPG 升高。

（2）血库储血时加入肌苷和BPG 。

治疗：KCNO 氰酸钾
四、免疫系统和免疫球蛋白
先天性免疫和后天性(获得性）免疫
记忆细胞
B 细胞淋巴细胞
浆细胞（效应）
T
细胞
T 助细胞
免疫反应T 胞毒细胞
巨嗜细胞
B 细胞体液免疫
T 细胞
MHC: major histocompatibility complex 主要组织相容性复合体
抗原与抗体
★抗原是指进入异体机体后，能致敏淋巴细胞产生特异抗体，并能与抗体发生特异结合的物质（主要有蛋白质、核酸及其它高分子化合物）。

★抗原性包括免疫原性和抗原特异性。

★免疫原性是指诱导特异免疫反应的能力。

★抗原特异性是指与抗体特异结合的能力。

抗原决定簇抗原性由抗原分子表面特殊的化学团决★抗原决定簇：抗原性由抗原分子表面特殊的化学基团决定（一级结构或空间结构），这种决定或控制抗原性的化学基团称抗原决定簇。

学基团称抗原决定簇
★抗原决定簇的作用：
①被免疫活性细胞识别，从而激活免疫活性细胞产生抗体。

①被免疫活性细胞识别从而激活免疫活性细胞产生抗体
②与相应抗体的Fab结合。

免
★抗体是在对抗原刺激的免疫应答中，B淋巴细胞产生的一类糖蛋白，它是能与相应抗原特异性结合、产生免疫反应的球蛋白，称免疫球蛋白。

反应的球蛋白称免疫球蛋白
★抗体具有两个特点：
★抗体具有两个特点
①高度特异性
②多样性
几乎所有的外源蛋白都能诱导相应的特异性抗体，人体内任时刻约有10000种抗体存在。

任一时刻约有种抗体存在。