第4节蛋白质结构与功能的关系一、肌红蛋白的结构与功能（一）肌红蛋白的三级结构肌红蛋白的内部几乎都是由疏水氨基酸残基组成的，特别是一些疏水性强的氨基酸，如缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸。而表面既含有亲水的氨基酸残基，也含有疏水的氨基酸残基，通常水分子被排除在球蛋白内部，大多数可离子化的残基都位于表面。血红素辅基处于一个由蛋白部分形成的疏水的、象个笼子似的裂隙内，血红素中的铁原子是氧结合部位。无氧的肌红蛋白称之脱氧肌红蛋白，而载氧的分子称之氧合肌红蛋白，可逆结合氧的过程称之氧合作用。抹香鲸肌红蛋白（Myoglobin）的三级结构（二）辅基血红素（三）02与肌红蛋白的结合空间位阻的意义游离在溶液中的铁卟啉结合CO的能力比O2大25000倍，但在肌红蛋白中，仅比O2大250倍。原因是由于空间位阻造成的。这样可以防止代谢过程中产生的CO占据O2的结合部位。疏水环境的意义通常O2与Fe(Ⅱ)接触会使Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)，血红素也是一样。但在肌红蛋白内部，由于疏水的环境，Fe(Ⅱ)不易被氧化。微环境的作用：固定血红素基；保护血红素铁免遭氧化；为O2提供一个合适的结合部位．（四）02的结合改变肌红蛋白的构象（五）肌红蛋白结合氧的定量分析二、血红蛋白的结构与功能（一）血红蛋白的结构1.血红蛋白的亚基组成2.血红蛋白的三维结构图6-9血红蛋白α链和β链和肌红蛋白构象的相似性（二）氧结合引起的血红蛋白构象的变化1.氧合血红蛋白显著改变Hb的四级结构作为动态构象分子，血红蛋白可以看作是αβ-二聚体的二聚体，也可以看作是相同的二聚体半分子组成：α1β1-亚基和α2β2-亚基对。每个αβ-二聚体作为钢体移动。当血红素基氧合时，分子的两个二聚体半分子彼此滑动。如果一个αβ-二聚体固定不动，则另一个αβ-二聚体将绕一个设想的αβ-二聚体的偏心枢轴旋转约15°并平移0.08nm。2.血红素铁的微小移动导致血红蛋白构象的转换3.氧合血红蛋白和去氧血红蛋白代表不同的构象态（三）血红蛋白的协同性氧结合（Hb氧结合曲线）（四）H+、CO2和BPG对血红蛋白结合氧的影响1.H+、和CO2促进氧的释放（Bohr效应）２.ＢＰＧ降低Hb对氧的亲和力三、血红蛋白与分子病（一）分子病是遗传的（二）镰刀状细胞贫血病1.镰刀状细胞贫血病是血红蛋白分子突变引起的2.镰刀状细胞血红蛋白的氨基酸序列的细微变化3.镰刀状细胞血红蛋白可形成纤维状沉淀4.镰刀状细胞血红蛋白的治疗性矫正（三）其他血红蛋白病2.突变发生在血红素辅基附近3.突变发生在特异的部位4.突变发生在亚基界面上（四）地中海贫血1.β-地中海贫血2.a-地中海贫血四、免疫系统和免疫球蛋白（一）免疫系统（二）免疫系统能识别自我和非我（三）在细胞表面的分子相互作用引发免疫反应（四）免疫球蛋白的结构和类型（五）基于抗体—抗原相互作用的生化分析方法五、肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩（一）肌纤维的结构（二）肌原纤维由粗丝和细丝构成（三）骨骼肌的相关蛋白（四）肌肉收缩的机制：肌丝滑动模型六、蛋白质的结构与功能的进化（一）肌红蛋白的三级结构（二）辅基血红素1.H+、和CO2促进氧的释放（Bohr效应）三、血红蛋白与分子病（二）镰刀状细胞贫血病4.镰刀状细胞血红蛋白的治疗性矫正（五）基于抗体—抗原相互作用的生化分析方法