Mb Hb
静脉血
动脉血
P50 氧分压
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（三）蛋白质构象改变与疾病
蛋白质构象病： 若蛋白质的折叠发生错误，尽管
其一级结构不变，但蛋白质的构象发 生改变，仍可影响其功能，严重时会 导致疾病发生。
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折叠错误 相互聚集 淀粉样纤维沉淀
毒性
疯牛病 老年痴呆症 亨丁顿舞蹈病 人纹状体脊髓变性病
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朊病毒
1. 肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的结构
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2. 血红蛋白构象变化与结合氧
Hb与Mb一样能可逆地与O2结合；但 Hb第一个亚基与O2结合，可促进第二、第 三个亚基与O2的结合，前三个亚基与O2结 合，又大大促进第四个亚基与O2结合，这 种效应，称协同效应
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100% -
氧 饱 和 度
Hb与Mb的氧解离曲线
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第二节 蛋白质的分子结构
The Molecular Structure of Protein
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高级结构或空间结构
一
二
三
级
级
级
结
结
结
构
构
构
四 级 结 构
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一、蛋白质的一级结构
定义： 多肽链中氨基酸的数目、排列 顺序及共价连接
主要的化学键： 肽键，有些蛋白质还包括二硫键
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牛胰岛素——第一个被测定的一级结构
由肽键平面盘旋形成 的右手螺旋状构象
最常见、最丰富， 呈棒状
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（二）β-折叠 (β-pleated sheet)
是由两条或多条几乎完全伸展的肽 段平行排列，通过肽段间的氢键交联而 形成的
肽段的主链呈锯齿状折叠构象
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β-折叠结构特点
(1) 相邻肽键平面的夹角为1100 ，呈锯齿状排列； 侧链Ｒ基团交错地分布在片层平面的两侧。
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二、蛋白质二级结构
定义：
是指蛋白质分子中多肽链骨架原子 的局部空间排列，不涉及到氨基酸残基 侧链的构象
主要的化学键：氢键
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多肽链骨架 由－N－Ca－C－序列重复排列而成
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蛋白质二级结构的主要类型
α-螺旋 β-折叠 β-转角，Ω-环 无规卷曲
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（一）α－螺旋 (α-helix)
1.概念
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（三）β-转角
肽链出现180°回折的转角处的结构
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Ω-环
• 形态象希腊字母Ω，结构类似转角，常在 球形蛋白表面，含亲水基团。
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（四）无规卷曲
没有确定规律性的肽链构象
H2N
COOH
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（五）超二级结构-----模体（motif）
在多肽链内顺序上相互邻近的 二级结构常常在空间折叠中靠近， 彼此相互作用，形成规则的二级结 构聚集体
朊病毒(prion)是一种 不同于病毒、类病毒、细菌、 霉菌、寄生虫的传染性病原 体。它不含有核酸，单纯由 蛋白质组成
朊病毒蛋白有两种构象： 细胞型(PrPC)和搔痒型 (PrPSC) 细胞型(PrPC)是一种正常无害 的蛋白质，可能与神经系统功 能维持有关
朊病毒电镜照片
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疯牛病
可能机制：
人和动物神经退行性病变， 具传染性，发病时主要表现为 视物模糊、平衡障碍、肌肉收 缩和不随意运动现象等，一般 在出现症状后2年内死亡
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第三节
蛋白质结构与功能的关系
The Relation of Structure and Function of Protein
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一、蛋白质一级结构与功能的关系 （一） 一级结构是构象的基础
顺序规定构象 构象：空间结构、三维结构
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天然状态
牛
有催化活性
RNA
尿素
酶 的 变
b-巯基乙醇
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锌指结构
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三、蛋白质的三级结构
（一）定义
整条肽链中全部氨基酸残基的相对空 间位置，也就是整条肽链所有原子在三维 空间的排布位置
三级结构不仅包括蛋白质分子主链的 构象，还包括侧链的构象
主要的化学键
疏水作用、离子键、氢键、范德华力等
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（二）结构域(domain)
分子量大的蛋白质三级结构常 可分隔为两个和数个球状或纤维状 的区域，折叠得较为紧密，各行其 功能，称为结构域
说明非蛋折白叠质状一态级结 构的－是基S空础－无间，S活－结而性被构只还形有原成具
性
备了特定的空间结
与 复
透析
构的蛋白质才具有
生物天学然活状性态
性
－S－S－恢复正确配对
活性恢复
目录 α
（三）一级结构改变与分子病
蛋白质分子中起关键作用的氨基酸 残基缺失或被替代，将严重影响空间 结构乃至生物学功能
这种由蛋白质分子发生变异所导 致的疾病，称为“分子病”
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细胞表面蛋白CD4分子4个相似结构域
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四、蛋白质的四级结构
亚基(subunit) 蛋白质分子由两条或两条以上肽
链组成，每条肽链都有完整的三级结 构，称为亚基
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蛋白质的四级结构
亚基间的空间排布、亚基间相互 作用与接触部位的布局，不包括亚基 本身的空间结构
亚基间的结合力主要是疏水作用， 其次是离子键和氢键
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镰刀型细胞贫血
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镰刀型细胞贫血
Herrick
1904年发现一 个黑人大学生 RBC呈镰刀型
Linus Pauling
1945年发现异 常血红蛋白HbS
Ingram （英格兰姆）
1957年阐明镰 刀型红细胞贫 血的分子机制
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有意思的是在非洲大陆某些地区 镰刀状贫血症发病率高，携带者也多
这些地区恰恰又是一种恶性疟疾 流行地区
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L-氨基酸结构通式
羧基 COO-
a +
氨基 H3 N
H
R基
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二、肽
（一） 肽（peptide） 肽键（peptide bond）：由一个
氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基 脱去一分子水缩合而形成的化学键
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肽单元(peptide unit)：
组成肽键的4个原子(C、N、O、H )和与 之相邻的2个α碳原子(Cα1 、 C α2)位于同一平 面，构成所谓的肽单元
分析表明，镰刀状贫血症缺陷 基因携带者比正常人对恶性疟疾有抗 性
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恶性疟疾流行地区
镰刀状贫血病Leabharlann 因 高频地区目录二、蛋白质空间结构与功能的关系
（一）蛋白质的功能依赖于特定的空间结构 构象决定功能
➢构象是蛋白质活性与功能的根本。 ➢构象为氨基酸序列所规定，而后者
又为基因所规定。
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（二）血红蛋白构象变化与结合氧
蛋白质结构与功能
Structure and Function of Protein
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第一节 蛋白质的分子组成
The Molecular Component of Protein
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一 、氨基酸(amino acid，aa)
——蛋白质的基本构成单位 自然界中的氨基酸有300余种 组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种，且 均属 L-α-氨基酸（甘氨酸除外）