蛋白质的高级结构PPT课件

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血红蛋白（Hb）的结构
由四个亚基组成，即为α2β2，具四级结构； 各亚基均由一条肽链和一个血红素分子组成，其
三级结构与肌红蛋白相似； 亚基之间以盐键及疏水相互作用力结合，形成紧
密而亲水的球状分子； 分子内部疏水
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Hill系数：利用变换公式作图可求出K
Y = PO2 1-Y K
或
lg
Y 1-Y
= lgPO2 - lgK
以
lg
Y 1-Y
对作l图gP得O2 一直线，直线斜率称Hill系数，
记为nH，对肌红蛋白 nH=1
lg
Y 1-Y
= 0 时，PO2=P50=K，
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蛋白构象改变
去氧血红蛋白与氧合血红蛋白代表两种不同的构 象，分别为T态(紧张态)和R态(松弛态)；
其中一个亚基与O2的结合，就可导致Hb由T态转 变为R态；
T态对O2的亲和力较R态对O2的亲和力低，所以， 一个亚基结合O2后可促进其他亚基与O2的结合。 ——Hb与O2的结合具有高度协同性的原因
3.2 血红蛋白与氧的结合
Hb分子中每一亚基可结合一分子O2,形成HbO2； 实验测定Hb的氧分数饱和度Y也与PO2有关，但
其氧合曲线呈S形——Hb结合O2具有协同作用
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3.6.2肌红蛋白与血红蛋白的氧合曲线
肌红蛋白的氧合曲线呈双曲线形
➢一个肌红蛋白分子结合一个氧分子:方式
➢Mb与O2的结合程度可用氧分数饱和度(Y)
来表示
Y = [MbO2] / ( [MbO2]+[Mb] )
Mb+O2 → MbO2 K=(PO2·[Mb])/[MbO2] ( K为氧合肌红蛋白的解离常数 )
Y=Po2/(Po2+K) ➢Y-Po2曲线称肌红蛋白的氧合曲线，为一 双曲线
肌肉毛细血管： PO2=20torr，Mb YO2=88% 肌细胞内：PO2=0~10torr ，Mb YO2=78%
生理范围内肌红蛋白可有效地将毛细血管中的
O2转移到肌肉。
代谢旺盛的线粒体内PO2=1torr YO2=26%
肌红蛋白可有迅速地释放氧，供细胞代谢.
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nH=2.8
Hill曲线上
下两端的斜率均
为1，代表在PO2
极低和极高时
Hb对O2的结合 没有协同性，中
间区段协同性最
大
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血红蛋白结合氧的协同性正是血红蛋白高效率运 输氧的机制
当YO2=0.5时，氧分压记为P50，此时，K=( P50 )n， 人的血红蛋P50=26torr 血红蛋白从肺部到肌肉毛细血管间的输氧能力：
血红蛋白分子中两个二聚体成二重轴对称
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亚基内和亚基间的氢键和盐键促进T态的稳定
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➢ 所测曲线较实验测得曲线有较大偏差
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➢ 血红蛋白与氧结合具有正协同效应
n=4，所得曲线较实验测得曲线有较大偏差；
n=1时，得双曲线，与肌红蛋白氧合曲线相似，没 有协同性；
n=2.8时，所得曲线与实测曲线最为接近；
n不再代表Hb可能结合的O2分子数，而可用来 反映Hb结合O2的协同性程度，称作Hill系数， 记作nH
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血红蛋白与氧的结合具有正协同效应
➢ 血红蛋白的氧合曲线呈S形
同样Hb与O2的结合程度用氧分数饱和度(Y)来表 示
Y = [HbO2] / ( [HbO2]+[Hb] )
假设：Hb + nO2Leabharlann Baidu
Hb(O2)n，
K=(PO2)n·[Hb] /[HbO2]
( K为氧合血红蛋白的解离常数 )
得： Y = [PO2]n/([PO2]n+K) 取n=4，作YO2-PO2曲线，得一S型曲线，
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Hb T
血
红 素
由
和态
F
螺 旋 的
R
转 变 为
运态
动过
渡
期
间
，
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Hb(T态)
HbO2 (R态)
T态中各亚基C末端参与稳定T态的离子对被拆开， 亚基α1－β2，α2－β1界面上的残基发生移动，T态迅速 转变为R态
正常人血红蛋白nH＝2.8 利用变换公式作图可求出nH
Y = [PO2]n
1-Y
K
lg
Y 1-Y
= n lgPO2 - lgK
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以
lg
Y 1-Y
对作lg图PO所2 得曲线称Hill曲线，
lg
Y 1-Y
在0H附i近ll曲时线基本为直线，其最大斜率即为
3.6 蛋白质空间结构与功能的关系
3.6.1 肌红蛋白与血红蛋白的结构 肌红蛋白（Mb）结构 ➢扁平棱形分子，含153个氨基酸残基 （M=16700） ➢由一条多肽链和一个血红素辅基组成； ➢肌红蛋白含有长短不等的8个α-螺旋， ➢8段螺旋大体折叠成两层形成单结构域 ➢血红素辅基位于E、F螺旋之间的疏水性口袋 之中 ➢Fe2+以配位键形式结合氧分子
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Y=PO2/(PO2+K)
➢当YO2=0.5时，K=PO2，此时氧分压记为P50， 即 K=P50
Mb的P50=2.8torr，即 K=2.8 Mb可在相当广泛的PO2范围内结合氧 当 PO2=100torr，Mb YO2=97%
肺部：Po2=100torr，Y= 97% Hb在肺部可有效结合氧
肌肉毛细血管：PO2=20torr， YO2=25% Hb在组织可迅速地释放氧，供细胞代谢.
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3.6.3 氧合引起血红蛋白构象的改变
——协同效应的机制 血红素Fe(Ⅱ)与O2结合引起的微小移动导致血红