《生物体内蛋白质》ppt课件

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1、第五章生物体内的蛋白及其功能结构蛋白:构成细胞骨架的蛋白，如纤维蛋白和部分膜蛋白。功能蛋白:生物体内参与生物学功能，多数为球蛋白，一些膜蛋白。第一节血红蛋白与氧的运输一前言:血红蛋白（hemoglobin，Hb)，是迄今为止在结构与能关系方面研究最清楚的蛋白质.人的三种血红蛋白(Hb):——————————————————————HbA成人>95%22HbA2成人~2%22HbF胎儿80%22成人<1%——————————————————————二血红蛋白与氧的结合（一）结合部位：Hb+O2O

2、2分压高（肺）HbO2O2分压低（组织)氧结合于血红蛋白分子中的血红素中Fe2+上一个血红蛋白分子(22)可结合4个氧分子Fe2+NNNNO2NNFHis8(二)S形曲线:氧饱和度：血液中氧合血红蛋白的数量与血红蛋白总量的百分比：氧饱和度=[HbO2][Hb]+[HbO2]肺中>96%；组织回流血64%氧解离曲线：氧饱和度~氧分压结合常数=[HbO2][Hb][O2]nHill系数n=2.8协同与变构氧分压(毫米汞柱）氧饱和度100%(三)氧合前后Hb构象变化：Hb的4个亚基间形成8个盐桥，并且结合一

3、分子BPG(2,3-二磷酸甘油酸)，束缚了Hb的分子结构，使其对O2分子的亲和力下降。NH3+-ValAsp94His146-COO-2-OOC-ArgAsp126Lys40Val-NH3+1NH3+-ValLys40Asp126Arg-COO-2-OOC-His146Asp94Val-NH3+1血红蛋白的中央空穴中还结合着一分子的2,3-二磷酸甘油酸（BPG）OO-CO-HC-O-P-O-CH2OOO=P-O-O-BPG分子的两个磷酸基和一个羧基与血红蛋白两个-亚基中的Val1-NH3+、Ly

4、s82(EF6)的-NH3+及His143(H21)的咪唑基之间共形成6个盐桥亚基Fe2+与O2结合后直径缩小，落入卟啉环空穴中使E、F空穴收缩，HTyr22突围而出导致大量盐桥断裂，挤出BPG分子-亚基构象变化，排除了EVal11的空间障碍，后者即可与O2结合血红蛋白-亚基EVal11氧合前后Hb的四级结构变化：(三)影响血红蛋白氧亲和力的主要因素1BPG的调节作用：可降低血红蛋白对氧的亲和力。血红蛋白不能同时与BPG或4个O2分子结合，具有竞争关系，在代谢调节中具有重要的生理意义：在空气稀薄环

5、境或肺呼吸困难时，BPG带偿性增加，使为数不多的O2分子得以尽量释放HbF（22）胎儿型血红蛋白的亚基的H21(143)为Ser，而不是亚基的His。减少了血红蛋白对BPG的亲和力，近而使HbF对O2的结合能力提高，适应胎儿生长快速的需要。2[H+]浓度和CO2分压的影响：Bohr效应：PH对Hb对O2的亲和力的影响。CO2+H2O碳酸酐酶H2CO3H++HCO2-HbO2+H++CO2PH=7.2(肌肉)HbH++O2PH=7.6(肺)CO2H+结合部位（3个）:亚基：N-Val-NH2，Hi

6、s122-咪唑基亚基：His146-咪唑基CO2结合部位:每个亚基的N-末端氨基Hb-NH2+CO2Hb-NHCOO-+H+(氨基甲酸血红蛋白)通过形成盐桥来稳定脱氧Hb的结构，使Hb和O2的亲和力降低，促进O2的释放。(四)血红蛋白结构与分子病1镰刀型贫血病（sickle-cellanemia):分子病（moleculardisease):因基因突变而导致蛋白表达异常或缺失，从而影响正常生理功能而引起的疾病。镰刀型贫血病是被认识最早的分子病。1949年Pauling应用电泳技术，发现致病原因是由于红细

7、胞中含有异常血红蛋白HbS。HbA-链：H2NVal-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-……HbS-链：H2NVal-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys-……12345678Glu（CTT）Val（CAT）镰刀型状红细胞中HbS分子聚合：疏水性Val取代位于蛋白表面的亲水的Glu后，降低了蛋白的溶解度，并且成为一个“粘性”突起，通过疏水作用等与其它HbS分子聚合成为14股纤维状沉淀，压迫细胞质膜弯曲成镰刀形。后者不易透过毛细血管；氧压低时某些细胞还会破裂在血

8、管中成胶冻状，影响正常功能，并加剧细胞的镰刀状化组织缺血死亡62其它与血红蛋白异常有关的疾病：目前发现的人类血红蛋白疾病近300种，分为血红蛋白病（或链改变）和地中海贫血病（或链丢失）两类:突变发生在Hb分子表面：血红蛋白溶解度、聚合性变异。如镰刀形贫血病突变发生在Hb的血红素附近：影响血红素与O2的结合或与亚基的结合。如：各种先天性青紫血红蛋白(HbM)，是由于血红素附近的His被取代突变发生在特异部位：影响H