镰刀型细胞贫血一级结构
《镰刀细胞型贫血》课件
基因治疗与干细胞移植
基因治疗
通过基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷
基因，从根本上治疗疾病。
干细胞移植
通过移植正常干细胞来替代患者体 内的异常细胞，以达到治疗目的。
治疗效果
基因治疗和干细胞移植是目前治疗 镰刀细胞型贫血最有前景的方法， 但仍胞型贫血的病例分享
主要包括贫血、黄疸、脾肿大、骨痛 和发育障碍等。根据病情轻重，可分 为轻度、中度、重度三种类型。
诊断
通过血液检查发现镰状细胞贫血特征 ，如红细胞镰变、贫血和脾肿大等。 基因检测可确诊并分型。
02
镰刀细胞型贫血的遗传学基 础
基因突变与遗传方式
基因突变
是指基因序列的突然、可遗传的变异现象。
遗传方式
镰刀细胞型贫血是一种常染色体隐性遗传病，这意味着患者从父母双方各继承一 个异常基因。
优化基因治疗方案
针对不同患者的基因突变情况，制定个性化的治疗方案，提高治疗效果。
预防策略的制定与实践
要点一
预防策略的制定
制定针对镰刀细胞型贫血的预防策略，降低疾病的发生率 。
要点二
提高公众意识
加强公众对镰刀细胞型贫血的认识，提高预防意识和自我 保护能力。
THANKS
靶向治疗药物
针对特定基因突变的药物 ，如Givosiran和 Voxelotor等，正在研发 中。
输血治疗
输血目的
输血可以改善镰状细胞引 起的缺氧和贫血症状，提 高生活质量。
输血原则
输血应遵循个体化原则， 根据患者的病情和年龄等 因素制定输血方案。
输血风险
输血可能带来一些风险， 如过敏反应、感染等，应 严格控制输血适应症。
病例一：临床表现与诊断
生物化学 第2章 蛋白质化学
第二章蛋白质化学一、填空题：1、不同蛋白质的含量颇为相近，平均含量为____%。
2、蛋白质中存在种氨基酸，除了氨基酸外，其余氨基酸的α-碳原子上都有一个自由的基及一个自由的基。
3、能形成二硫键的氨基酸是，分子量最小的氨基酸是。
4、蛋白质具有两性电离性质，大多数在酸性溶液中带电荷，在碱性溶液中带负电荷。
当蛋白质处在某一pH值溶液中时，它所带的正负电荷数相等，此时的蛋白质成为，该溶液的pH值称为蛋白质的________。
5、蛋白质的一级结构是指在蛋白质多肽链中的。
6、在蛋白质分子中，一个氨基酸的α碳原子上的与另一个氨基酸α碳原子上的_______脱去一分子水形成的键叫，它是蛋白质分子中的基本结构键。
7、一个四肽Lys-Val-His-Arg在pH=7溶液中进行电泳，它将向极方向移动。
8、蛋白质在280nm处有最大吸收峰，这是由于蛋白质分子中存在、和残基的缘故。
9、α—螺旋和β—折叠结构属于蛋白质的级结构，稳定其结构的作用力是。
10、丝氨酸、苏氨酸及酪氨酸的极性是由侧链基团的基提供的；天冬酰胺和谷氨酰胺的极性是由其引起的，而半胱氨酸的极性则是因为含的缘故。
11、蛋白质颗粒表面的和是蛋白质亲水胶体稳定的两个因素。
12、蛋白质变性主要是因为破坏了维持和稳定其空间构象的各种键，使天然蛋白质原有的与性质改变。
13、.蛋白质分子二级结构常见的两种类型是和。
14、天然蛋白质分子中的α—螺旋都属于手螺旋。
15、已知下列肽段：(1)-Ala-Phe-Tyr-Ala-Arg-Ser-Glu—(2)-Lys-Glu-Arg-Gln-His-Ala-Ala—(3)-Gln-Cys-Leu-Ala-Ser-Cys-Ala—(4)-Gly-Leu-Ser-Pro-Ala-Phe-Val—其中在pH=7条件下向负极移动快的多肽是；在280nm有最大光吸收的是；可能形成二硫键桥的是；α—螺旋中断的是。
二、选择题(只有一个最佳答案)：1、在寡聚蛋白质中，亚基间的立体排布、相互作用以及接触部位间的空间结构称之谓( )A、三级结构B、缔合现象C、四级结构D、变构现象2、形成稳定的肽链空间结构，非常重要的一点是肽键中的四个原子以及和它相邻的两个α-碳原子处于( )A、不断绕动状态B、可以相对自由旋转C、同一平面D、随不同外界环境而变化的状态3、甘氨酸的解离常数是pK1=2.34, pK2=9.60，它的等电点（pI）是( )A、7.26B、5.97C、7.14D、10.774、肽链中的肽键是：( )A、顺式结构B、顺式和反式共存C、反式结构5、维持蛋白质二级结构稳定的主要因素是：( )A、静电作用力B、氢键C、疏水键D、范德华作用力6、蛋白质变性是由于（）A、一级结构改变B、空间构象破坏C、辅基脱落D、蛋白质水解7、必需氨基酸是对（）而言的。
简述蛋白质的一级结构
简述蛋白质的一级结构
在每种蛋白质中，多肽链中氨基酸的排列顺序,包括二硫键的位置，我们称为蛋白质的一级结构，也叫初级结构或基本结构。
蛋白质一级结构是理解蛋白质结构、作用机制以及与其同源蛋白质生理功能的必要基础。
是指多肽链上各种氨基酸残基的排列顺序。
一级结构的变异与分子病蛋白质中的氨基酸序列与生物功能密切相关，一级结构的变化往往导致蛋白质生物功能的变化。
如镰刀型细胞贫血症，其病因是血红蛋白基因中的一个核苷酸的突变导致该蛋白分子中β-链第6位谷氨酸被缬氨酸取代。
这个一级结构上的细微差别并使患者的血红蛋白分子难出现汇聚，引致红细胞变为镰刀状，难断裂引发贫血，即为血红蛋白的功能出现了变化。
一级结构与生物进化研究发现，同源蛋白质中有许多位置的氨基酸是相同的，而其它氨基酸差异较大。
如比较不同生物的细胞色素c的一级结构，发现与人类亲缘关系接近，其氨基酸组成的差异越小，亲缘关系越远差异越大。
蛋白质的一级结构同意了蛋白质的二级、三级等高级结构，成百亿的天然蛋白质各存有其特定的生物学活性，同意每一种蛋白质的生物学活性的结构特点，是其肽链的氨基酸序列。
由于组成蛋白质的20种氨基酸各具特殊的侧链，侧链基团的理化性质和空间排布各不相同，当按照不同的序列关系组合时，就可形成多种多样的空间结构和不同生物学活性的蛋白质分子。
镰刀型细胞贫血病指南(罕见病诊疗指南)
106.镰刀型细胞贫血病概述镰刀型细胞贫血病（sickle cell disease，SCD）是一种常染色体显性遗传血红蛋白（Hb）病。
由于β-肽链第6位的谷氨酸被缬氨酸替代，使血红蛋白S （hemoglobin S，HbS）异常，以致红细胞呈镰刀状得名。
临床表现为慢性溶血性贫血、慢性局部缺血导致器官组织损害、易感染和再发性疼痛危象（以前也称为镰状细胞危象）。
镰状细胞综合征通常用于描述与链状细胞改变现象有关的所有疾病，包括纯合子状态、杂合子状态、HbS与其他异常血红蛋白的双杂合子状态3种主要表现形式，而镰状细胞贫血病这一术语则通常用于描述HbS的纯合状态。
病因和流行病学镰状细胞贫血病是1949年世界上发现的第一个分子病，由此开创了疾病分子生物学。
正常成人血红蛋白是由两条α链和两条β链相互结合成的四聚体，α链和β链分别由141和146个氨基酸顺序连接构成。
镰状细胞贫血患者因β链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替，形成了异常HbS，取代了正常血红蛋白（HbA），在脱氧状态时HbS分子间相互作用，聚集成为溶解度很低的螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（镰变）。
这种多聚体形似长绳状，由于其HbS的β链与邻近的β链通过疏水链连接，结构非常稳定，水溶性较氧合HbS 降低5倍以上。
纤维状多聚体与细胞膜平行紧密接触，也常与其他纤维连成线，所以当有足够多的多聚体形成时，红细胞即由正常的双凹圆盘状扭曲变为典型的新月形或镰刀形，并导致红细胞变形性显著下降。
脱氧HbS的聚合是慢性缺血、血管阻塞现象的必要条件。
红细胞内HbS浓度、脱氧程度、酸中毒、红细胞脱水程度等许多因素与红细胞镰变有关。
红细胞镰变的初期是可逆的，给予氧即可逆转镰变过程。
但当镰变已严重损害红细胞膜后，镰变就变为不可逆，即使将这种细胞置于有氧条件下，红细胞仍保持镰状。
镰变的红细胞僵硬，变形性差，可受血管的机制破坏和单核巨噬系统吞噬而发生溶血。
镰变的红细胞还可使血液黏滞性增加，血流缓慢，加之变形性差，易堵塞毛细血管引起局部缺氧和炎症反应导致相应部位产生疼痛危象，多发生于肌肉、骨骼、四肢关节、胸腹部，尤以关节和胸腹部为常见。
镰刀形红细胞贫血的生化机制
镰刀形红细胞贫血的生化机制镰刀形红细胞贫血，听起来有点吓人，其实它就是咱们的红血球变得像镰刀一样，真是让人哭笑不得。
想象一下，正常的红细胞就像一个个小圆饼，轻轻松松地在血液中畅游，带着氧气去喂养全身的细胞。
但这镰刀形的家伙，哎呀，完全变了个样，变得硬邦邦，样子就像个不怎么好吃的弯曲面条。
它们一旦进入血管，就会跟正常的细胞打架，造成血液流动不畅，真是麻烦透顶。
为什么会发生这样的事情呢？其实啊，镰刀形红细胞贫血跟遗传有很大关系。
像个顽皮的小孩，咱们的基因就会传递一些不太靠谱的指令，导致红细胞在制造的时候出错。
换句话说，就是我们身体里的“工厂”出了问题。
那些工厂原本应该造出圆圆的细胞，却偏偏做出了这种难看的镰刀形，简直是给我们身体制造了不少困扰。
要知道，这种贫血可不是闹着玩的，常常让人感到疲惫不堪，甚至出现疼痛，仿佛身上背着个大石头一样，动都动不了。
更有意思的是，这种病在某些地方尤其常见，像非洲、地中海地区，简直是个“流行病”。
许多家长常常无奈地看着孩子，心里想着：哎，怎么就偏偏撞上了这样的运气呢？再加上，镰刀形红细胞在一些特定的情况下，比如缺氧或者脱水，表现得特别“活跃”，像是在血管里搞事情，惹得周围的细胞也跟着慌张。
就像是在一场热闹的舞会上，有人忽然跌倒，大家都跟着乱了阵脚，场面一度失控。
生活中，这种贫血可不是小事，真的是影响了一大堆事情。
咱们常常听到有人说，身体是革命的本钱，这话可真不假。
镰刀形红细胞贫血让很多人无法正常生活，工作、学习都受到影响，心情也跟着跌到了谷底。
有人可能会觉得这只是小病，实则不然，长时间的贫血，身体的各个器官都可能受到影响，真是捡了芝麻，丢了西瓜。
在治疗上，医生通常会采取一些手段来改善病情。
有些人需要定期输血，给身体补充正常的红细胞，像给植物浇水一样，才能让它们恢复活力。
还得服用一些药物来促进红细胞的生成，真的是无微不至，生怕出一点岔子。
再加上，饮食上也要讲究，富含叶酸和铁的食物绝对是我们的好朋友，像菠菜、红肉，都是补血的好帮手。
红细胞镰刀型贫血课件
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SUCCESS
2019/9/12
1.镰状红细胞贫血患者的细胞 学特征
由于珠蛋白的β基因发生单一碱基突变,正常β基因的第6位密 码子为GAG,编码谷氨酸,突变后为GTG,编码缬氨酸,使成为HbS. 这个疏水氨基酸正好适合另一血红蛋白分子β链EF角上的“口 袋”，这使两条血红蛋白链互相“锁”在一起，在脱氧状态下 聚集成多聚体,因形成的多聚体排列方向与膜平行,与细胞膜的 接触又非常紧密,所以当多聚体达到一定量时, 形成一个不溶 的长柱形螺旋纤维束，细胞膜便由正常的双凹圆盘状变成镰刀 形.该细胞僵硬,变形性差,易破而溶血。
患者呈现明显的贫血症状（红细胞缺乏）、严重感染以及 重要器官损伤。
诊断：镰状红细胞贫血。
正常生理指标： 1.血红蛋白: 男：120--160g/L 女：110--150g/L 2.白细胞数:4—10*10^9/L
镰刀形红细胞贫血症
左为正常红细胞;右为镰刀形红细胞
镰刀形红细胞贫血症（Sickle Cell Anemia）是一种常染色 体隐性基因遗传病。患病者的 血液红细胞表现为镰刀状，其 携带氧的功能只有正常红细胞 的一半。现在医生可以用 regular blood transfusion 避开伤害患者的大脑来阻止这 类疾病的发病，但是，迄今为 止还没有能真正治愈的药物。
3 一氧化氮或可减轻镰刀形红细胞贫血症患者痛感
吸入一氧化氮（NO）气体，也许能减轻镰刀形红细胞 贫血症患者的痛感。这是美国科学家最新研究成果， 但仍需进一步人体临床试验。
谢谢观看。
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2019/9/12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.HbS结构的变化对其功能的影响
镰刀形红细胞贫血
外周血干细胞(PBSC)的采集方法与成分血的单采术类似，即用血
细胞分离机分离采集外周血的单个核细胞组分。目前最常用的细 胞分离机机型是FewnalCS—3000(或CS—3000Plus)。多采用分离淋巴
细胞的程序分离。一般情况下行大静脉穿刺即可，外周静脉穿刺 困难(尤其是小儿)时需中心静脉穿刺。 采集成人时的血流速度为50—60m1/min，每次分离4—6循环(约3— 4h)，分离血液的总容积9L，依据情况连续或隔日采集。对儿童采 集时的血流速度和分离的总容积依年龄和体重而定。
羊膜穿刺术
取样时间：
1.中孕羊膜腔穿刺：以在妊娠16 ～21周进行最佳。在孕15周时， 羊水容量已达200ml，一般抽吸 羊水20ml。
2.早孕羊膜腔穿刺：在妊娠9～13 周进行。7～10周时抽取羊水5ml ，10周后抽取羊水量可达10ml。 该方法对胚胎发育可能有影响， 所取的标本量少，故目前很少应 用。
镰形红细胞贫血&疟原虫
猜测：
寄生虫感染的红细胞选择性发生镰变，使单核巨噬细胞系统能更 加有效地清除感染的红细胞，通过钾流失增加，红细胞PH降低 ，寄生虫感染的红细胞对内皮细胞粘附增加等，对寄生虫的生长 产生抑制效应。
高空缺氧
平原进入高原后，红细胞和血红蛋白显著 增加，增加的程度与海拔高度、居住时间 、劳动强度及性别有关。
什么是HLA配型？
HLA抗原是人类主要组织相容性复合物抗原，它们与同种异体移 植中的排斥反应有密切关系，故又称为移植抗原。
HLA-Ⅰ类和Ⅱ类分子均是主要移植抗原，但这两类抗原在移植中 所起的作用是不相同的。体外实验表明，供受体Ⅱ类分子不同时 ，供体Ⅱ类抗原能直接刺激受体CD4+T细胞增殖和淋巴因子分泌 ，即MLR。这一反应是免疫应答的中心，因为B细胞抗体的生成及 CD8+T细胞发育和分化，都有赖于CD4+T细胞的活化以及淋巴因 子的分泌。而Ⅰ类分子不同以及次要组织相容性抗原不同，就会 诱发CD8+T细胞增殖和分化成熟，导致移植物的破坏。
初级药士基础知识-试卷35-1_真题(含答案与解析)-交互
初级药士基础知识-试卷35-1(总分60, 做题时间90分钟)1. A1型题1.测得某一蛋白质样品氮含量为0．2克，此样品蛋白质含量是SSS_SINGLE_SELA 1．00克B 1．25克C 1．50克D 3．20克E 6．25克分值: 2答案:B解析：本题要点是蛋白质元素组成特点。
蛋白质含有C、H、O、N、S、P等，但其元素组成的特点是含有较多的N。
蛋白质含氮量为13％～19％，平均为16％，即每1单位的氮表示6．25单位的蛋白质，据此计算如下：0．2g×6．25=1．25g。
2.组成人体蛋白质的氨基酸结构，下面哪项正确SSS_SINGLE_SELA 每个氨基酸仅含一个氨基B 每个氨基酸仅含一个羧基C 每个氨基酸都含两个氨基D 每个氨基酸都含两个羧基E 每个氨基酸的α-碳原子上都连接一个氨基和一个羧基分值: 2答案:E解析：本题要点是蛋白质的分子组成。
组成蛋白质的氨基酸共20种，它们结构上的共同特点是α-碳原子上都连接一个氨基和一个羧基。
除甘氨酸外，均为L-α-氨基酸，甘氨酸因无手性碳原子而无构型，脯氨酸是亚氨基酸。
3.下列属于酸性氨基酸的一组是SSS_SINGLE_SELA 精氨酸，谷氨酸B 赖氨酸，天冬氨酸C 甘氨酸，色氨酸D 色氨酸，组氨酸E 谷氨酸，天冬氨酸答案:E解析：本题要点是氨基酸的分类。
组成蛋白质的20种氨基酸按其侧链的理化性质分为4类：①非极性疏水性氨基酸，包括甘氨酸，丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，苯丙氨酸，脯氨酸7种；②极性中性氨基酸，包括色氨酸，丝氨酸，酪氨酸，半胱氨酸，蛋氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，苏氨酸共8种；③酸性氨基酸，包括天冬氨酸，谷氨酸共2种；④碱性氨基酸，包括精氨酸，赖氨酸，组氨酸共3种。
应优先记住酸性和碱性氨基酸。
4.完全是碱性氨基酸的是哪一组SSS_SINGLE_SELA 赖氨酸、组氨酸、精氨酸B 苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸C 谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸D 谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸E 亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸分值: 2答案:A解析：碱性氨基酸有三种，即赖氨酸、组氨酸、精氨酸。
镰刀型细胞贫血症
2021/3/27
CHENLI
7
限制性内切核酸酶酶谱分析
❖ 限制酶MstⅡ识别的核苷酸序列为CCTGAGG， 基因组DNA被此酶消化并与-珠蛋白基因探针 进行杂交后，正常-珠蛋白基因CCTGAGGAG产 生1.15kb+0.20kb的片段，而HbS的-珠蛋白 基因（CCTGTGGAG）失去了MstⅡ识别序列， 从而产生了1.35kb的片段，据此可对HbS病做 出基因诊断。
2021/3/27
CHENLI
13
❖ 在疟原虫毁坏镰刀型贫血症携带者
（杂合子）的红细胞时，会导致患
者缺氧，这样就会让原来正常的红
细胞变成镰刀型的，镰刀型红细胞
容易形成血栓，人体自身免疫系统
会提前结束这些阻碍血流畅通的红
细胞的生命，而积聚在红细胞中正
等待大量繁殖的疟原虫也同样被杀
死了。
2021/3/27
2021/3/27
CHENLI
停滞血管 急性危象 慢性进行性器 官损伤
12
5、镰刀细胞性贫血在世界范围内的分布有何特点？
❖ 本病主要分布在非洲，也散发于地中海地区， 在东非某些地区HbS基因频率高达40%，因此 镰状细胞贫血症成为世界范围内最严重的血 红蛋白病。
❖ HbS基因的地形分布于疟疾的地形分布相似， 这与HbS携带者对疟疾有较强的抵抗力有关。
CHENLI
14
HbS病
2021/3/27
CHENLI
15
6、镰刀细胞性贫血患者的血红蛋白在电 泳行为上与正常的血红蛋白有何差别？
2021/3/27
镰刀状细胞贫血症
镰刀状细胞贫血症案例分析报告学院：基础医学院专业：七年制临床任课老师：吴艺舟组员：徐欢赵晓燕陈露承璐潇李嘉慧2014年3月目录1.案例内容摘要及初步分析--------------------22.镰状细胞贫血的发病机制--------------------53.镰状细胞贫血的辅助检查及意义--------------84.镰状细胞贫血的治疗方法-------------------115.对患病女性的生育问题的讨论---------------146.组员分工及参考文献-----------------------18前言镰刀形红细胞贫血症（Sickle Cell Anemia）是血红蛋白分子遗传缺陷造成的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰刀状。
其特点是病人的血红蛋白β—亚基N端的第六个氨基酸残基是缬氨酸，而不是下正常的谷氨酸残基,因此镰刀型细胞贫血病是一种分子病。
它是一种遗传性贫血症，属隐性遗传。
是基因突变产生的血红蛋白质分子结构改变的一种分子病。
患者的红细胞缺氧时变成镰刀形（正常的是圆盘形），失去输氧的功能,许多红血球还会因此而破裂造成严重贫血，甚至引起病人死亡。
本次案例主要探讨镰刀状细胞贫血症的发病机制，包括其分子机制及病理机制，通过该案例我们还进一步了解了镰刀状细胞贫血症的治疗及预防患者后代患病方法。
1.案例内容摘要及初步分析本节为对案例内容的讨论结果汇总，部分检查与疾病的具体原因在后面几节详述。
1.1 第一幕1.1.1 内容Helen，18岁，埃塞尔比亚人。
去西藏旅游，到达当天，双侧大腿和臀部突然疼痛，当天晚上疼痛突然加重，服用布洛芬（止痛药）无缓解。
十多年前，检查出有明显的贫血，经常出现头晕、头疼的症状。
易患感冒并伴有贫血的加重。
去西藏前，无外伤，无剧烈运动史。
入院后，做检查，结果如下：体格检查：体温36.8℃，睑结膜、口腔稍微苍白；双侧大腿外观无异常。
辅助检查：①外周血红细胞：血红蛋白70g/L(正常值110~150g/L)，网织红细胞计数14%（正常0.5%~1.5%）；红细胞大小不均，呈多染性，嗜碱性点彩红细胞增多，可见有核红细胞、靶形红细胞、异形红细胞及Howell-Jolly小体，部分红细胞呈镰刀形，镰变试验阳性。
镰刀型细胞性贫血症
• 血红蛋白分子结构异常的遗传性疾病，主 要症状是贫血。病人衰弱、头晕、气短、
心脏有杂音和脉搏增高；血液血红蛋白 （Hb）含量仅及正常人（每100毫升血 15～16克）的一半；红细胞不仅数量少而 且异常；出现许多长而薄，看起来像镰刀 的新月形红细胞。
• 当血液脱氧合（不携氧）时，镰刀形细胞大大增多。这种细胞极脆， 易破损造成血液血红蛋白低水平。更严重的后果是某些器官的毛细血 管被这些长形异常细胞堵塞，这是许多镰刀形红细胞贫血症病人早死 的主要原因。镰刀形红细胞贫血病是从双亲处接受Hb突变基因的一种 遗传病。只从父母一方得到此异常基因，则仅有约1%的红细胞镰刀 形化，这种人只有轻微的镰刀形红细胞贫血症症状，如避免强烈的运 动或其他使循环系统紧张的状态，可过完全正常的生活。镰刀形红细 胞贫血症是一种“分子病”，即分子结构、特别是蛋白质分子结构发 生遗传性变化而造成的病变。异常血红蛋白β链的第6位谷氨酸被缬氨 酸所代替。这个疏水氨基酸正好适合另一血红蛋白分子β链EF角上的 “口袋”，这使两条血红蛋白链互相“锁”在一起，最终与其他血红 蛋白链共同形成一个不溶的长柱形螺旋纤维束，使红细胞扭旋成镰刀 形。至于为什么脱氧合血红蛋白镰刀形化而氧合血红蛋白（携氧）不 镰刀形化？可以简单解释为：在氧合形式中，血红蛋白亚基的重新排 列使β链的口袋不能接受相邻的血红蛋白分子。
• 这种病常见于非洲和美洲黑人。人们在非洲疟疾 流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型个体对 疟疾的感染率，比正常人低得多。这是因为镰刀 型细胞杂合基因型在人体本身并不表现明显的临 床贫血症状，而对寄生在红血球里的疟原虫却是 致死的，红血球内轻微缺氧就足以中断疟原虫形 成分生孢子，终归于死亡。因此，在疟疾流行的 地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利 于防止疟疾的流行。这一实例，也说明基因突变 的有害性是相对的，在一定外界条件下，有害的 突变基因可以转化为有利。
镰刀形细胞贫血症
[病因]红细胞内含有HbS其化学性质与正常血红蛋白A不同。
HbS在低氧状态
下其溶解度降低聚合成为螺旋状，拉长后使红细胞扭曲成镰刀形，此时红细胞失去弹性
H其“可变性”减低，不易通过毛细血管。
加上毛细血管中血液粘滞度增加，血流缓慢，局部缺氧，更进～步促成镰刀状红细胞之形成，随之导致在网状内皮系统破坏而溶m，
青岛医学院内科血液病组编.实用血液病学.青岛医学院,.
镰刀细胞贫血即Hb—S的纯合子状态，是一种慢性，遗传性溶血性贫血。
患者自父母二人各遗传到一个Hb—S基因，红细胞中有Hb—S，没有Hb—A。
在低氧条件下，红细胞变成镰刀形
陈文杰陈辉树编著.造血系统疾病临床病理学.北京医科大学,1997年06月第1版.
病理学基础：镰刀红细胞变形性很差，使红细胞变得僵硬，在微细的毛细血管中不易通过、引起血管堵塞，造成局部缺氧，又加重红细胞发生镰刀形变，造成恶性循环。
血管堵塞引起血栓形成和梗塞，因此脾脏常发生梗死。
这种梗死的形态学改变并无特征性与其它原因所致的梗死相似。
未发生梗死的部位与其它先天性溶血性贫血和椭圆形红细胞增多症等脾脏形态无明显不同，可见红髓充血或淤血，脾窦受压，髓外造血及含铁血黄素沉着(图2—19)。
梗死也可发生在其它器官，并引起相应的症状，如下肢溃疡，骨坏死，血尿，肺出血坏死或
陈文杰陈辉树编著.造血系统疾病临床病理学.北京医科大学,1997年06月第1版.。
镰刀细胞性贫血
1、血红蛋白的α链和β链的空间结构有何特点？维持血红蛋白四级空间结构的力量包括哪些化学键？答：（1）珠蛋白按四级结构与血红素形成血红蛋白。
血红蛋白的每个哑基由一条珠蛋白肽链和一个血红素分子构成，肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形，把血红素分子包在里面．这条肽链盘绕成的球形结构义被称为珠蛋白。
血红蛋白是由四条多肽链组成的──二条α链(每条α链含141个氨基酸残基)和二条β链(每条β链含146个氨基酸残基)。
每条多肽链的螺旋结构形成一个疏水性的空间，可保护血红素分子不与水接触，Fe2+不被氧化。
Fe2+位于血红素卟啉环的中央，与卟啉环的4个吡咯基、O2及多肽链上的组氨酸形成六配位体。
每个血红蛋白分子可逆结合4个氧分子，每克血红蛋白可结合1.34 mL氧气。
（2）范德华力、氢键、离子键和疏水键作用还有亚基间的二硫键。
2、镰刀细胞性贫血的分子基础是什么（基因和蛋白质的改变）？用什么方法可以诊断？答：分子病理是β基因发生单一碱基突变，正常β基因第6个密码子为GAG，编译谷氨酸突变后变为GTG编译缬氨酸，这种单个氨基酸的替代即形成HbS。
当血氧过低时，HbS互相聚集，形成纤维状多聚体。
其排列方向与细胞膜平行，并与之紧密接触，当有足够的多聚体形成时，红细胞即由双面凹盘状变成镰刀形．此过程称“镰变”。
镰变的红细胞僵硬、变形性差，在微循环中易破坏而发生溶血。
镰变的红细胞也可使血液黏滞性增加，血流缓慢，引起微血管堵塞，加重组织缺氧、酸中毒，从而进一步诱发更多的红细胞发生镰变。
本病的诊断并不困难重要的是要考虑到本病的可能性而不遗漏本病。
根据种族和家族史镰变试验阳性血红蛋白电泳显示主要成分为HbS，再结合临床表现，即可明确诊断。
实验室检查：1）外周血血红蛋白为50～100g/L，危象时进一步降低。
网织红细胞计数常在10%以上。
红细胞大小不均，多染性、嗜碱性点彩细胞增多可见有核红细胞、靶形红细胞异形红细胞、Howell-Jolly小体。
举例说明蛋白质结构与功能的关系
举例说明蛋白质结构和功能的关系答：1.蛋白质的一级结构与功能的关系蛋白质的一级机构指：肽链中氨基酸残基（包括二硫键的位置）的排列顺序。
一级结构是蛋白质空间机构的基础，包含分子所有的信息，且决定蛋白质高级结构与功能。
1.1.一级结构的变异与分子病蛋白质一级结构是空间结构的基础，与蛋白质的功能密切相关，一级机构的改变，往往引起蛋白质功能的改变。
例如：镰刀形细胞贫血病镰刀形细胞贫血病的血红蛋白（HbS）与正常人的血红蛋白（HbA）相比，发现，两种血红蛋白的差异仅仅来源于一个肽段的位置发生了变化，这个差异肽段是位于β链N端的一个八肽。
在这个八肽中，β链N端第6位氨基酸发生了置换，HbA中的带电荷的谷氨酸残基在HbS中被置换成了非极性缬氨酸残基，即蛋白质的一级机构发生了变化。
1.2.序列的同源性不同生物中执行相同或相似功能的蛋白质称为同源蛋白质，同源蛋白质的一级机构具有相似性，称为序列的同源性。
最为典型的例子，例如：细胞色素C（Cyt c）Cyt c是古老的蛋白质，是线粒体电子传递链中的组分，存在于从细菌到人的所有需氧生物中。
通过比较Cyt c的序列可以反映不同种属生物的进化关系。
亲缘越近的物种，Cyt c中氨基酸残基的差异越小。
如人与黑猩猩的Cyt c完全一致，人与绵羊的Cyt c有10个残基不同，与植物之间相差更多。
蛋白质的进化反映了生物的进化。
2.蛋白质空间结构与功能的关系天然状态下，蛋白质的多肽链紧密折叠形成蛋白质特定的空间结构，称为蛋白质的天然构象或三维构象。
三维构象与蛋白质的功能密切相关。
2.1.一级结构与高级结构的关系：一级结构决定高级机构，当特定构象存在时，蛋白质表现出生物功能；当特定构象被破坏时，即使一级构象没有发生改变，蛋白质的生物学活性丧失。
例如：牛胰核糖核苷酸酶A（RNase A）的变性与复性当RNase A处于天然构象是，具有催化活性；当RNase A处于去折叠状态时，二硫键被还原不具有催化活性；当RNase A恢复天然构象时，二硫键重新形成，活性恢复。
镰状细胞贫血(共19张PPT)
证据表明(红细胞Hale Waihona Puke 镰变的过程 鲍林是著名的量子化学家，
可能是与红细胞内血红蛋白的 他在化学的多个领域都有过
状态和性质密切相关的。
重大贡献。曾两次荣获诺贝 尔奖（1954年化学奖，
1962年和平奖），有很高
的国际声誉。
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• 鲍林将正常人、镰刀型细胞贫血症患者和镰刀型细胞贫血症基 因携带者的血红蛋白,分别放在一定的缓冲溶液中电泳,发现正常人 和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同,而携带者的血红蛋白的 电泳图谱,与由正常人的和患者的血红蛋白以1:1的比例配成的混
合物的电泳图谱非常相似。鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血 红蛋白分子的缺陷造成的。
血红蛋白 HbA的等电点 HbS的等电点 差值
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镰刀型细胞贫血症主要发生 在黑色人种中，在非洲黑人 中的发病率最高。人们在非 洲疟疾流行的地区，发现镰 刀型细胞杂合基因型个体对 疟疾的感染率，比正常人低 得多。
后来,人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。
①激活HbF合成：已试用过多种药物。
现为镰刀状，其携带氧的功能只有
2、对胎儿进行镰刀型贫血症的产前诊断也是一个很有效的方法。
正常红细胞的一半。现在医生可以 该病的主要原因是因为珠蛋白的β基因发生单一碱基突变，正常β基因第六个密码子为GAG，编码谷氨酸，突变后为GTG，编码结氨酸，使
镰状细胞贫血
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• 定义 • 认知过程 • 地域分布 • 病因 • 症状 • 并发症 • 诊断 • 治疗 • 预防
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现在，美国几乎所有的州还有欧盟的一些成员国都要求新生儿筛查血红蛋白病，包括镰刀细胞病。
患者经常出现周期性的疼痛和急性胸部症候群，引起发烧和呼吸道症状，例如呼吸困难。
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镰刀型细胞贫血一级结构
引言：
镰刀型细胞贫血（Sickle cell anemia）是一种常见的遗传性血液疾病，主要由于血红蛋白基因突变引起的。
这种突变导致血红蛋白分子的构象发生改变，使红细胞呈现出镰刀状。
本文将从分子水平、细胞水平和组织水平三个层面来介绍镰刀型细胞贫血的一级结构。
一、分子水平
1. 血红蛋白基因突变
镰刀型细胞贫血主要由血红蛋白基因HBB的突变引起，突变位点位于第11号染色体上。
正常情况下，血红蛋白基因编码的蛋白质是β-珠蛋白。
而在镰刀型细胞贫血患者中，这个基因突变导致β-珠蛋白中的一氨基酸瓦尔（Val）被缬氨酸（Glu）替代。
2. 血红蛋白构象改变
由于β-珠蛋白中的一氨基酸被替换，血红蛋白分子的构象发生了改变。
正常情况下，血红蛋白分子呈现出圆盘状，有利于氧气的运输。
而在镰刀型细胞贫血患者中，血红蛋白分子由于突变而呈现出一种长条形的形态，即所谓的镰刀状。
二、细胞水平
1. 红细胞变形
镰刀型细胞贫血患者的红细胞由于血红蛋白分子构象改变，呈现出
镰刀状。
这种形态的红细胞在流经血管时容易发生变形，变得更加坚硬和粘稠。
这种变形使得红细胞在血管内的流动受到阻碍，容易堵塞小血管，导致组织缺血。
2. 血液黏稠度增加
由于红细胞变形，镰刀型细胞贫血患者的血液黏稠度明显增加。
这种增加使得血液在血管中的流动变得更加困难，增加了心脏负担，也容易导致血栓形成。
三、组织水平
1. 缺氧引发疼痛危机
镰刀型细胞贫血患者的红细胞由于变形而容易堵塞小血管，导致组织缺氧。
当缺氧发生时，患者可能会出现严重的疼痛，称为疼痛危机。
这是因为缺氧引起组织损伤和炎症反应，刺激神经末梢导致疼痛感。
2. 组织器官损害
长期缺氧和血液黏稠度增加会导致各个组织器官受损。
特别是肝脏、脾脏和肾脏等器官，由于长期受到缺氧和血流阻塞的影响，易发生功能异常和组织纤维化。
结论：
镰刀型细胞贫血的一级结构主要包括分子水平的基因突变和血红蛋白构象改变，细胞水平的红细胞变形和血液黏稠度增加，以及组织
水平的缺氧引发疼痛危机和组织器官损害。
了解镰刀型细胞贫血的一级结构有助于我们深入理解这种疾病的发病机制，为其治疗和预防提供理论依据。
同时，也提醒人们重视遗传性血液疾病的防控工作，减少镰刀型细胞贫血给患者带来的痛苦和健康风险。