生物化学生物化学第一章蛋白质

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垂
直
平
低浓度浓缩胶
板
电
泳
高浓度分离胶
示
意
图
生物化学生物化学第一章蛋白质
生物化学生物化学第一章蛋白质
生物化学生物化学第一章蛋白质
生物化学生物化学第一章蛋白质
生物化学生物化学一章蛋白质
• 肌红蛋白和血红蛋白的每条链都含一个血 红素辅基。
• 血红素由四个吡咯环构成的原卟啉Ⅸ和一 个铁离子组成。作为亚铁离子，可形成6个 配位键：其中4个与卟啉与环的氮原子连接， 第五个与His93相连，第六个与氧可逆结合 附近有个His64辅助氧的结合。
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肌红蛋白与血红蛋白的结构与功能
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目录
• 肌红蛋白(Mb)由153个氨基酸残基组成,血 红蛋白(Hb)的α亚基有141个氨基酸,β亚基 有146个氨基酸残基。Mb and Hb的两种亚 基氨基酸残基数和序列均有变化，但它们 的三级结构几乎完全相同。
• 同功能蛋白质：不同生物体中表现同一功 能的蛋白质，又称同源蛋白质。
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• 对比不同生物的同源蛋白质的氨基酸序列 可以发现，它们长度相同或相近，而且许 多位置的氨基酸是相同的。这些相同的氨 基酸残基称为不变残基。
• 不变残基对于同源蛋白的功能是必需的。
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• 说明肌红蛋白和血红蛋白的α亚基和β亚基 都起源于一个共同的祖先。
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• 在血红蛋白和肌红蛋白分子中与辅基血红 素相连的氨基酸都是组氨酸。说明不同氨 基酸序列中只有关键的氨基酸不变才能产 生相同的构象，执行相同的功能。
• 这种关键氨基酸通常提供形成蛋白质构象 的必要基团。
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2、空间结构与功能的关系
• 核糖核酸酶的变性与复性
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一级结构是空间构象的基础
二 硫 键
牛核糖核酸酶的一 级结构
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Anfinsen实验
去除尿素、 β-巯基乙醇
天然状态， 有催化活性
尿素、 β-巯基乙醇
非折叠状态，无活性
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肌红蛋白氧饱和度
YMM bM b2O b2O
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Mb释放氧 Hb释放氧
P O2=2.67kPa
P O2=13.33kPa
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Mb和Hb的氧合曲线比较
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Mb的储氧功能 Hb的输氧功能
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镰刀状红细胞贫血病
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正常红细胞与
镰刀形红细胞
正常红 细胞
的扫描电镜图
镰刀形红 细胞
-链N端氨基酸排列顺序 1 2 3 4 5 6 7 8 Hb-A（正常人） Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys… Hb-S（患 者） Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys…
海龟
15
兔
9
金枪鱼
21
袋鼠
10
角饺
23
牛、猪、羊、
10
小蝇
25
狗、驴
11
蛾
31
马
12
小麦
35
鸡、火鸡
13
粗早链孢霉
43
酵母
44
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根据细胞色素 C的 生物化学生物化学第一章顺蛋序白质种属差异建立
起来的进化树
2、一级结构的变异与分子病
• 分子病：由于基因突变导致蛋白质一级结 构发生变异，使蛋白质的生物学功能减退 或丧失，甚至造成生理功能的变化而引起 的疾病，称为分子病。
• 其它对于不同种属有相当大变化的残基称 为可变残基。
• 根据可变残基能推测生物种属间在系统发 生上的联系。
• 同源蛋白质的氨基酸序列的相似性称为顺 序同源性。
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不同生物与人的Cytc的AA差异数目
生物
与人不同的AA数目 生物
与人不同的AA数目
黑猩猩
0
响尾蛇
14
恒河猴
1
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血红蛋白与氧结合的协同性
• 肌红蛋白与血红蛋白都能与氧结合，但肌 红蛋白是单体蛋白而血红蛋白是四聚体蛋 白。
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血红蛋白氧饱和度
• 在溶液中血红蛋白分子上已结合氧的位置 数与可结合氧的位置数之比称为饱和度 （saturation)。
饱和 (Y)度 H H b (H O b 2()O nb 2)n
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1）圆盘电泳：玻璃管中进行的凝胶电泳。 2）平板电泳：铺有凝胶的平板上进行的电泳。
—
-
+
+
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聚丙烯酰胺凝胶电泳 既可以作为蛋白质纯度检验方法，也可以 纯化、制备蛋白质。
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聚丙烯酰胺凝胶电泳具有三种物理效应： ①浓缩效应 ②分子筛效应 ③电荷效应
pH = pI
净电荷=0
pH > pI
净电荷为负
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当蛋白质溶液在某一定pH值时，使某特定 蛋白质分子上所带正负电荷相等，成为两 性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极 移动，此时溶液的pH值即为该蛋白质的等 电点 （isoelectric point，pI）
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第五节 蛋白质结构与功能的关系
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一、一级结构与功能的关系
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蛋白质一级结构包含了其分子的所有信息， 并决定其高级结构，高级结构和其功能密 切相关。
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1、同功能蛋白质一级结构的种属 差异与分子进化
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蛋白质电泳
• 蛋白质在溶液中解离成带电颗粒，在 电场中可以向与其电荷相反的电极移 动，这种现象称为：电泳
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• 不同种类的蛋白质由于等电点的不同， 在一个指定pH条件下所带电荷的性质 和多少也不相同，加上它们分子量大 小、颗粒形状的不同，因此在电场中 移动的方向和速度各不相同。根据这 一原理可用此方法对蛋白质进行分离 和分析。
血红蛋白与氧结合的分子机制
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脱氧血红蛋白亚 基间的交联键
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第六节 蛋白质的性质
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蛋白质两性解离性质和等电点
Pr NH3+ COOH
+ OH+ H+
pH< pI
净电荷为正
Pr NH3+ COO-
+ OH+ H+
Pr NH2 COO-