蛋白質(zhì)概述第二章蛋白質(zhì)(protein)蛋白質(zhì)參與了幾乎所有的生命活動過程。蛋白質(zhì)是生命活動的物質(zhì)基礎，它是構(gòu)成生物體最基本的結(jié)構(gòu)和功能物質(zhì)。Proteinsatwork….Theyfunctionascatalysts,theytransportandstorenutriment,theyprovidemechanicalsupport

andimmuneprotection,theygeneratemovement,theytransmitnerveimpulses,theycontrolgrowthanddifferentiation,………………..一、蛋白質(zhì)的化學組成二、蛋白質(zhì)的大小和分子量三、蛋白質(zhì)的分類

一、蛋白質(zhì)的化學組成1.元素組成：碳50％-55%氫6.5-7.3％氧19-24％氮16%

硫0-3％其他微量蛋白質(zhì)的含量測定凱氏（Kjedahl）定氮法：根據(jù)生物樣品中的含氮量來計算蛋白質(zhì)的大概含量：蛋白質(zhì)含量=蛋白氮

6.256.25為蛋白質(zhì)系數(shù)，即1克氮所代表的蛋白質(zhì)量（克數(shù)）2.分子組成：

經(jīng)酸、堿和酶處理蛋白質(zhì)，使其徹底水解得到產(chǎn)物為氨基酸，組成蛋白質(zhì)的常見20種氨基酸（基本AA）中除脯氨酸外，均為

-氨基酸：不變部分可變部分二、蛋白質(zhì)的大小與分子量蛋白質(zhì)分子量：約6000到1000000道爾頓（Da）或更大。有些寡聚蛋白質(zhì)的分子量可高達數(shù)百萬甚至數(shù)千萬。三、蛋白質(zhì)的分類一）依據(jù)蛋白質(zhì)的外形分類Globularprotein和fibrousprotein球狀蛋白質(zhì)：globularprotein外形接近球形或橢圓形，溶解性較好，能形成結(jié)晶，大多數(shù)蛋白質(zhì)屬于這一類。纖維狀蛋白質(zhì)：fibrousprotein分子類似纖維或細棒。分子軸比(長軸／短軸)大于10二）依據(jù)蛋白質(zhì)的組成分類簡單蛋白(simpleprotein)：結(jié)合蛋白(conjugatedprotein)prostheticgroupProteinsarelinearpolymersof20differentaminoacids.The20aminoacidsbestowspecificfunctionalpropertiesonthepolymer(protein).Theyaretheembodimentofthetransitionfromone-dimensionalworldofsequencestothethreedimensionalworldofmoleculescapableofdiverseactivities.第一節(jié)蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位—氨基酸（Buildingblocksofproteins—aminoacid）一、氨基酸的分類二、氨基酸的理化性質(zhì)一、氨基酸的分類（一）根據(jù)來源分：內(nèi)源氨基酸和外源氨基酸（二）從營養(yǎng)學角度分：必需氨基酸和非必需氨基酸IleMetLysValLeu

Trp

Phe

Thr一家來寫兩三本書（三）根據(jù)是否組成蛋白質(zhì)來分：蛋白質(zhì)中常見氨基酸、蛋白質(zhì)中稀有氨基酸和非蛋白氨基酸1、蛋白質(zhì)中20常見氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine(G)

中性氨基酸氨基乙酸1)脂肪族氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

中性氨基酸甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine(A)-氨基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine(V)

中性氨基酸-氨基異戊酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine(L)

中性氨基酸-氨基異己酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

丙氨酸

Alanine纈氨酸

Valine亮氨酸

Leucine異亮氨酸

Ileucine(I)

中性氨基酸-氨基--甲基戊酸中性氨基酸R基為中性烷基（Gly為H），對分子酸堿性影響很小，幾乎有相同的等電點（6.0）。從Gly至Ile，R基團疏水性增加，Ile是這20種氨基酸中脂溶性最強的之一（除Phe、Trp、Tyr

以外）。中性氨基酸一般位于在蛋白質(zhì)內(nèi)部，側(cè)鏈不被修飾。

中性氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

甲硫氨酸

Methionine(M)

含硫氨基酸-氨基--甲硫基丁酸Met中含有甲硫基（-SCH3），硫原子有親核性，易發(fā)生極化。在生物合成中是一種重要的甲基供體。氨基酸的結(jié)構(gòu)

甲硫氨酸

Methionine半胱氨酸

Cysteine(C)含硫氨基酸-氨基--巰基丙酸Cys的R基中含-SH，兩個Cys的-SH氧化生成二硫鍵，生成胱氨酸。

Cys-SH+Cys-SHCys-S-S-Cys

二硫鍵利于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。氨基酸的結(jié)構(gòu)

絲氨酸

Serine（S）

含羥基氨基酸-氨基--羥基丙酸Ser的-OH基是一個極性基團，易與其它基團形成氫鍵，具有重要的生理意義。在大多數(shù)酶的活性中心都發(fā)現(xiàn)有Ser殘基。-OH易發(fā)生磷酸化修飾，以此調(diào)節(jié)酶的活性。氨基酸的結(jié)構(gòu)

絲氨酸

Serine

蘇氨酸

Threonine（T）

含羥基氨基酸-氨基--羥基丁酸Thr

中的-OH是仲醇，具有親水性，但-OH形成氫鍵的能力較弱，在蛋白質(zhì)活性中心中很少出現(xiàn)。氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸精氨酸

Arginine（R）-氨基--胍基戊酸Arg是堿性最強的氨基酸，pKa值為12.48，生理條件下完全質(zhì)子化。氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸精氨酸Arginine賴氨酸

Lysine（K），-二氨基己酸Lys側(cè)鏈氨基的pKa為10.53，生理條件下側(cè)鏈帶一個正電荷。此外，它的側(cè)鏈有4個C的直鏈，柔性較大，使側(cè)鏈的氨基反應活性增大。氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬氨酸

Aspartate（D）

酸性氨基酸-氨基丁二酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬氨酸Aspartate

谷氨酸

Glutamate（E）

酸性氨基酸-氨基戊二酸Asp、Glu側(cè)鏈羧基pKa分別為3.86和4.25。它們在生理條件下帶有負電荷。氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬酰胺

Asparagine(Asn；N)

含酰胺氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬酰胺Asparagine谷氨酰胺

Glutamine(Gln；Q)

含酰胺氨基酸

Asp和Gln易發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移反應，轉(zhuǎn)氨基反應在生物合成和代謝中有重要意義。氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine（F）-氨基--苯基丙酸2)芳香族氨基酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine（Y）-氨基--對羥苯基丙酸氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine色氨酸

Tryptophan（Trp；W）-氨基--吲哚基丙酸芳香族氨基酸都具有共軛π電子體系，易與其它缺電子體系或π電子體系形成電荷轉(zhuǎn)移復合物(charge-transfercomplex)，在分子相互識別過程中具有重要作用。它們在紫外區(qū)有特征吸收峰。氨基酸的結(jié)構(gòu)

組氨酸

Histidine（H）-氨基--咪唑基丙酸3）雜環(huán)族氨基酸是側(cè)鏈pKa值最接近生理pH值的一種aa，在接近中性pH時，可離解平衡，具有緩沖能力。氨基酸的結(jié)構(gòu)

脯氨酸

Proline(P)-吡咯烷基--羧酸3）雜環(huán)族氨基酸Pro的α-亞氨基是環(huán)的一部分，因此具有特殊的剛性結(jié)構(gòu)。它在蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)中具有極重要的作用，Pro殘基處在骨架方向發(fā)生變化的位置。

按R基極性分類20種常見氨基酸(1)非極性R基氨基酸：8種—AlaValLeuIle

Phe

TrpProMet(2)不帶電荷的極性R基氨基酸：7種—SerThr

Tyr

Asn

Gln

Cys

Gly(3)帶負電荷R基氨基酸：2種—AspGlu(4)帶正電荷R基氨基酸：3種—LysArgHis非極性氨基酸一般位于蛋白質(zhì)的疏水核心，帶電荷的氨基酸和極性氨基酸位于蛋白質(zhì)表面。酶的活性中心：His、Ser2.蛋白質(zhì)中的稀有氨基酸有些氨基酸雖然不常見但在某些蛋白質(zhì)中存在。這些氨基酸都是由相應的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸、N-甲基賴氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。其結(jié)構(gòu)如下：

3.非蛋白氨基酸

廣泛存在于各種細胞和組織中，呈游離或結(jié)合態(tài)，但并不存在蛋白質(zhì)中的一類氨基酸（150多種），大部分也是蛋白質(zhì)氨基酸的衍生物。

H2N-CH2-CH2-COOHH2N-CH2-CH2-CH2-COOH-丙氨酸-氨基丁酸非蛋白氨基酸存在的意義：1.作為細菌細胞壁中肽聚糖的組分：D-GluD-Ala2.作為一些重要代謝物的前體或中間體:-丙氨酸（VB3）、鳥氨酸（Orn）、胍氨酸（Cit）(尿素)3.是神經(jīng)傳導的化學介質(zhì)：-氨基丁酸4.有些氨基酸只作為一種N素的轉(zhuǎn)運和貯藏載體（刀豆氨酸）5.防御作用：D-環(huán)Ser(抗生素）絕大部分非蛋白氨基酸的功能不清楚。二、氨基酸的理化性質(zhì)

（一）氨基酸的一般物理性質(zhì)

1.氨基酸的構(gòu)型和旋光性氨基酸都含有一個手性

-碳原子(Gly

除外），具有旋光性，有兩種光學異構(gòu)體：L型、D型。構(gòu)成protein的氨基酸均屬L-型(除Gly）。2.氨基酸的光吸收20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有Tyr、Phe和Trp有吸收光的能力。Tyr的

max＝275nmPhe的max＝257nm

Trp的max＝280nm（二）氨基酸的兩性性質(zhì)和等電點1.氨基酸的兩性解離性質(zhì)

①晶體溶點高，離子晶格，不是分子晶格。②氨基酸使水的介電常數(shù)增高（而乙醇、丙酮使水的介電常數(shù)降低），水溶液中氨基酸是以兼性離子的形式存在：。

實驗：α-COOHpK1在2.0左右，當pH>3.5，α-羧基以-COO-形式存在。α-NH2pK2在9.4左右，當pH<8.0時，α-氨基以α-NH+3形式存在。在pH3.5-8.0時，帶有相反電荷。因此，氨基酸在水溶液中是以兩性離子形式存在。ThechargeofanaminoaciddependsonpH氨基酸的等電點（isoeletricpoint）及其計算氨基酸的等電點：當外液pH為某一pH值時，氨基酸分子中所含正電荷數(shù)和負電荷數(shù)正好相等即凈電荷為0，那么這一pH值即為氨基酸的等電點，簡稱pI。在等電點時，氨基酸既不向正極也不向負極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。氨基酸在等電點狀態(tài)下，溶解度最小。

pH>pI時，氨基酸帶負電荷，向正極移動。

pH=pI時，氨基酸凈電荷為零。

pH<pI時，氨基酸帶正電荷，向負極移動。中性氨基酸（R基不解離），其pI是它的pK1和pK2的算術(shù)平均值：pI=(pK1+pK2)/2

同樣，R基解離的氨基酸，其pI值也決定于兩性離子兩邊的pK值的算術(shù)平均值。酸性氨基酸：pI=(pK1+pK

R-COO-

)/2

堿性氨基酸：pI=(pK2+pKR-NH2)/2氨基酸等電點（pI）的計算：實際上：（三）氨基酸參與的化學反應1、α-NH2和α-COOH共同參加的反應1）成肽反應

2）與茚三酮反應茚三酮在弱酸中與α-氨基酸共熱，引起氨基酸的氧化脫氨、脫羧反應。最后，茚三酮與反應產(chǎn)物—氨及還原茚三酮反應，生成紫色物質(zhì)。（λmax=570nm，Proλmax=440nm）

氨基酸分析定性、定量。茚三酮水合茚三酮+NH3弱酸紫色物質(zhì)圖氨基酸與茚三酮反應1）酰化反應酰化試劑：芐氧酰氯、叔丁氧甲酰氯（BOC）、苯二甲酸酐、對-甲苯磺酰氯。多肽和protein的人工合成中被用作氨基保護劑。

丹磺酰氯（DNS-Cl，5—二甲基氨基萘-1-磺酰氯）2、α-NH2參加的反應圖DNS-氨基酸弱堿強酸DNS-Cl可用于多肽鏈—NH2末端氨基酸的標記。

Gly—Ala—Ser—Leu—Phe

DNS—Gly—Ala—Ser—Leu—Phe

水解產(chǎn)物：DNS—Gly、Ala、Ser、

Leu、

Phe

DNS-氨基酸被紫外光激發(fā)后發(fā)黃綠色熒光。2）烷基化反應

α-氨基中的氮是一個親核中心，能發(fā)生親核取代反應。

A.2.4—二硝基氟苯反應（DNFB、FDNB）

Sanger反應

有機相（黃色）水相OH-B.異硫氰酸苯酯反應（PITCEdman

反應）有機相268nmEdman用此反應來鑒定多肽和protein的NH2末端氨基酸。現(xiàn)用于蛋白質(zhì)序列自動分析。例如：Gly—Ala—Ser—Leu—Phe

PTC—Gly—Ala—Ser—Leu—Phe

無水強酸裂解：PTH—Gly、Ala—Ser—Leu—Phe（1）耦聯(lián)PITC＋H２N—A-B-C-DpH8-9，40℃PTC－A-B-C-D（2）裂解PTC－A-B-C-D+TFA無水三氟乙酸

ATZ－A+H2N—B-C-D（3）轉(zhuǎn)化ATZ－APTH—A（層析法分離）Edman

反應步驟：一次水解一個Ｎ端氨基酸3）生成西佛堿的反應（Schiff）氨基酸的α氨基與醛類反應，生成西佛堿。

西佛堿是某些酶促反應的中間產(chǎn)物（如轉(zhuǎn)氨基反應的中間產(chǎn)物）。3、α-羧基參加的反應

1）成鹽、成酯分別與堿、醇作用。

2）成酰氯的反應（使羧基活化）氨基被保護后，羧基可與二氯亞砜或五氯化磷反應，生成酰氯。

此反應使氨基酸的羧基活化，易與另一個氨基酸的氨基結(jié)合，在多肽的人工合成中常用。4、側(cè)鏈R基參加的反應

用于protein的化學修飾

protein的化學修飾：是指在較溫和的條件下，以可控制的方式使蛋白質(zhì)與某種試劑（稱化學修飾劑）起特異反應，以引起蛋白質(zhì)中個別氨基酸側(cè)鏈或功能基團發(fā)生共價化學改變。第二節(jié)肽（peptide）P162一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。一、肽與肽鍵由兩個氨基酸組成的肽稱為二肽，由多個氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。肽鍵（peptidebond）：肽鍵的特點是氮原子上的孤對電子與羰基具有明顯的共振作用，形成共振雜化體，穩(wěn)定性高。肽鍵中的C-N鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能自由旋轉(zhuǎn)。

0.125nm鍵長=0.133nm

0.145nm肽鍵組成肽鍵的6個原子處于同一平面（酰氨平面）。在大多數(shù)情況下，以反式結(jié)構(gòu)存在,而Pro的肽鍵可能出現(xiàn)順、反兩種構(gòu)型。在多肽鏈中，氨基酸殘基按一定的順序排列，這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個游離的

-氨基，稱為氨基端或N-端；在另一端含有一個游離的

-羧基，稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始，以C-端氨基酸殘基為終點的排列順序。如上述五肽可表示為：

Ser-Val-Tyr-Asp-Gln二、肽鏈中AA的排列順序和命名四肽的結(jié)構(gòu)三、肽的重要理化性質(zhì)1、每種肽也有其晶體，晶體的熔點都很高。2、肽的酸堿性質(zhì)主要來自游離末端

-NH2和游離末端-COOH以及側(cè)鏈上可解離的基團。3、肽的等電點計算方法以及在溶液中所帶電荷的判斷方法與AA一致，但復雜。

A2+A+A0A-A2-K1K2K3

K4pI=pK2+pK3/24、肽的化學反應：肽的α-羧基，α-氨基和側(cè)鏈R基上的活性基團都能發(fā)生與游離氨基酸相似的反應。如：也能發(fā)生茚三酮反應、Sanger反應、DNS－Cl反應和Edman反應；還可發(fā)生雙縮脲反應。多肽的雙縮脲反應雙縮脲反應是指雙縮脲(NH2-CO-NH-CO-NH2)在堿性溶液中可與銅離子產(chǎn)生紫紅色的絡合物。多肽或蛋白質(zhì)中有多個肽鍵,也能與銅離子發(fā)生雙縮脲反應，游離氨基酸無此反應。四、天然存在的重要多肽在生物體中，多肽最重要的存在形式是作為蛋白質(zhì)的亞單位。多肽與蛋白質(zhì)區(qū)別？但是，也有許多分子量比較小的多肽以游離狀態(tài)存在。這類多肽通常都具有特殊的生理功能，常稱為活性肽（activepeptide）。活性肽具有人體代謝和生理調(diào)節(jié)功能,易消化吸收,有促進免疫、激素、酶抑制劑、抗菌、抗病毒、降血脂等作用,食用安全性及高,是當前國際食品界和醫(yī)學界最熱門的研究課題之一，是極具發(fā)展前景的功能因子。

CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COOHCH2CH2CHNH2COOHCH2SH

谷胱甘肽—存在與動、植物及微生物中：

在細胞內(nèi)參與氧化還原過程，清除內(nèi)源性過氧化物和自由基，保護細胞膜。維護protein或酶活性中心的巰基處于還原狀態(tài)。2GSHGS-SG1.谷胱甘肽

Glu—Cys—Gly-谷氨酰半光氨酰甘氨酸

由細菌分泌的多肽，有時含有D-氨基酸和一些非蛋白氨基酸。如鳥氨酸（Ornithine）。

具有抗菌作用。

L-Leu-D-Phe-L-Pro-L-Val

L-Orn

L-Orn

L-Val-L-Pro-D-Phe-L-Leu

短桿菌肽S(環(huán)十肽)

2、短桿菌肽（抗生素）

3.腦啡肽5肽，具有鎮(zhèn)痛作用，已發(fā)現(xiàn)幾十種。

Met腦啡肽：Tyr—Gly—Gly—Phe—Met

Leu腦啡肽：Tyr—Gly—Gly—Phe—Leu

Leu腦啡肽，既有鎮(zhèn)痛作用又不會象嗎啡那樣使人上癮。某些“腦肽”與機體的學習記憶、睡眠、食欲和行為都有密切關(guān)系。

4、鵝膏蕈堿（環(huán)八肽）專一性的與真核生物的RNA聚合酶和牢固結(jié)合，阻止mRNA的延長,從而抑制細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成。5、肽類激素第三節(jié)：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和纖維狀蛋白三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的構(gòu)象蛋白質(zhì)是氨基酸連接成的多肽鏈。每一種天然蛋白質(zhì)都有自己特有的空間結(jié)構(gòu)，這種空間結(jié)構(gòu)稱為蛋白質(zhì)的（天然）構(gòu)象（conformation）。Protein的結(jié)構(gòu)層次一級結(jié)構(gòu)（氨基酸順序）Primary↓

二級結(jié)構(gòu)Secondary↓

超二級結(jié)構(gòu)Supersecondary↓

構(gòu)象結(jié)構(gòu)域Domain

高級結(jié)構(gòu)↓三級結(jié)構(gòu)(球狀結(jié)構(gòu))Tertiary↓

四級結(jié)構(gòu)(多亞基聚集)Quaternary

一、蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

1.定義——1969年，國際純化學與應用化學委員會（IUPAC）規(guī)定：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽連中AA的排列順序，包括二硫鍵的位置。其中最重要的是多肽鏈的氨基酸順序，它是蛋白質(zhì)生物功能的基礎。主要鍵：肽鍵，有些蛋白質(zhì)還包括二硫鍵

2.Sequenceprimarystructure

意義：protein一級結(jié)構(gòu)(序列)中含有形成高級結(jié)構(gòu)全部必需的信息，一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)及功能。

推斷氨基酸序列（一級結(jié)構(gòu)）空間結(jié)構(gòu)預測空間結(jié)構(gòu)（高級結(jié)構(gòu)）功能

圖一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)（1）

測定protein分子中多肽鏈的數(shù)目（2）

拆分protein分子中的多肽鏈（3）

斷裂鏈內(nèi)二硫鍵（4）

分析多肽鏈的N末端和C末端（5）

多肽鏈部分裂解成肽段（6）

測定各個肽段的氨基酸順序（7）

確定肽段在多肽鏈中的順序（8）

確定多肽鏈中二硫鍵的位置1）protein測序的一般步驟對于一個純protein，理想的方法是從N端直接測至C端，目前只能測60個N端氨基酸。

1.直接法（測protein的序列）兩種以上特異性裂解法：

NCA法裂解

A1

A2

A3

A4

B法裂解

B1

B2

B3

B4

2.間接法（測定核酸序列，推斷氨基酸序列）2）protein測序的基本策略Trypsinase：R1=Lys和Arg側(cè)鏈（專一性較強，水解速度快）。R2=Pro水解受抑。肽鏈水解位點胰蛋白酶-HN-CH-CO-NH-CH-CO-R1R2或胰凝乳蛋白酶（Chymotrypsin）：R1=Phe,Trp,Tyr時水解快;R1=Leu，Met和His水解稍慢。R2=Pro水解受抑。肽鏈水解位點糜蛋白酶Pepsin：R1和R2＝Phe,Trp,Tyr;以及其它疏水性氨基酸。R1=Pro水解受抑。肽鏈水解位點胃蛋白酶thermolysin：R2=Phe,Trp,Tyr;以及其它疏水性強的氨基酸水解速度較快。R2=Pro或Gly

不水解。R1或R3=Pro水解受抑。肽鏈水解位點嗜熱菌蛋白酶谷氨酸蛋白酶：R1=Glu和Asp精氨酸蛋白酶：R1=Arg肽鏈水解位點谷氨酸蛋白酶和精氨酸蛋白酶

化學法：可獲得較大的肽段溴化氰(Cyanogenbromide)水解法，它能選擇性地切割由Met的羧基所形成的肽鍵。

化學法：可獲得較大的肽段羥胺（NH2OH）：專一性斷裂-Asn-Gly-之間的肽鍵（約150個氨基酸出現(xiàn)一次）。也能部分裂解-Asn-Leu-之間的肽鍵以及-Asn-Ala-之間的肽鍵。ThedeterminationoftheAAsequenceofinsulin(1953)isalandmarkinbiochemistrybecauseitshowedforthefirsttimethataproteinhasapreciselydefinedAAsequence.

3.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)生物功能

1)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)舉例：

（1）胰島素（Insulin）MW：5700dalton，51個氨基酸殘基，A鏈21個殘基，B鏈30個殘基。A鏈內(nèi)有1個2硫鍵Cys6—

Cys11A.B鏈間有2個2硫鍵A.Cys7－B.Cys7

A.Cys20—

B.Cys19

（2）牛胰核糖核酸酶（RNase）

一條多肽鏈，124AA殘基組成，四個鏈內(nèi)二硫鍵，分子量12600.它是測出一級結(jié)構(gòu)的第一個酶分子。RNase同源蛋白質(zhì)（homologousprotein）：

不同的生物體內(nèi)具有同一功能的蛋白質(zhì)，由同一祖先進化而來。如：hemoglobin具有輸送氧氣的功能，cytochrome在所有的生物中都是電子傳遞鏈的組成部分。2)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系（1）同源蛋白質(zhì)與生物進化（一級結(jié)構(gòu)的種屬差異）Homologousprotein的特點：①多肽鏈長度相同或相近。②氨基酸順序中有許多位置的氨基酸對所有種屬來說都是相同的，稱不變殘基（invariantresidue）。不變殘基高度保守，是必需殘基。③除不變殘基以外，其它位置的氨基酸對不同的種屬有很大變化，稱可變殘基（variableresidue）。可變殘基中，個別氨基酸的變化不影響蛋白質(zhì)的功能。通過比較homologousprotein的氨基酸序列（aminoacidsequence）的差異可以研究不同物種間的親源關(guān)系和進化(evolvement)。親源關(guān)系越遠，homologousprotein的aminoacidsequence差異就越大。如：細胞色素C（cytochromec）氨基酸殘基：100個左右，單鏈。Blast比較aa差異：人與黑猩猩0人與猴1人與狗10人與酵母44/GenBank/BlastPIR(ProteinInformationResouce)EMBL（EuropeanMolecularBiologyLaboratoryDataBank)分子病—指蛋白質(zhì)分子中由于AA排列順序與正常蛋白質(zhì)不同而發(fā)生的一種遺傳病(基因突變造成的)。(DNAsequenceaminoacidssequence)

鐮刀型紅細胞貧血（sickle-cellanemia）：是由于hemoglobin發(fā)生了遺傳突變引起的。

鏈第6位的氨基酸殘基由正常的親水性的Glu變成了疏水的Val。

正常人血紅蛋白：β.NGlu6

鐮刀型貧血：β.NVal6（3）蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的變異與分子病鐮刀狀紅細胞貧血病：病人體內(nèi)紅細胞的形狀為新月形，即鐮刀狀。此種細胞壁薄，而且脆性大，極易漲破而發(fā)生溶血；再者，病變的細胞粘滯加大，易栓塞血管；由于流速較慢，輸氧機能降低，使心臟器官供血出現(xiàn)障礙，從而引起頭昏、胸悶而導致死亡。（4）一級結(jié)構(gòu)的部分切除與蛋白質(zhì)的激活血液凝固的機理：凝血因子（clottingfactor）

凝血酶原凝血酶

血纖蛋白原血纖蛋白交聯(lián)的血纖蛋白凝塊在凝血因子(凝血酶原致活因子)催化下，凝血酶原分子中的Arg274—Thr275、Arg323—Ile324斷裂，釋放出A、B肽鏈，A、B肽鏈通過二硫鍵連接形成有活性的凝血酶（thrombin）。A鏈49氨基酸殘基。

B鏈259氨基酸殘基。A、凝血酶原的激活B.血纖蛋白原的激活（fibrinogen）

血纖蛋白原的結(jié)構(gòu)：

2β2

2

凝血酶在α鏈和β鏈的N端各斷裂一個特定的肽鍵-Arg-Gly-，釋放出血纖肽A（19個氨基酸）和血纖肽B（21個氨基酸），它們含有較多的酸性氨基酸。

A、B肽切除后，減少了蛋白質(zhì)分子的負電荷，在凝血因子XIIIa（血纖蛋白穩(wěn)定因子）催化下，血纖蛋白單體間形成共價健（Gln-Lys結(jié)合），生成交聯(lián)的血纖蛋白（fibrin）。

preproinsulinproinsulininsulinsignalpeptidasepeptidase胰島素原的激活蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)只有一種或很少幾種穩(wěn)定構(gòu)象，稱天然構(gòu)象。天然構(gòu)象蛋白質(zhì)具有生物活性，主鏈上的單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。（一）蛋白質(zhì)的構(gòu)象(conformation)Why?

二、蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)與纖維狀蛋白

1.肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)，不能繞鍵自由旋轉(zhuǎn)

2.組成肽鍵的原子都處于同一個酰胺平面內(nèi)。

蛋白質(zhì)多肽鏈空間折疊（構(gòu)象）的限制因素：

酰氨平面角角二面角(構(gòu)象角)★只有α碳原子連接的兩個鍵（Cα—N和Cα-C）是單鍵，能自由旋轉(zhuǎn)。★環(huán)繞Cα—N鍵旋轉(zhuǎn)的角度為Φ

環(huán)繞Cα—C鍵旋轉(zhuǎn)的角度稱Ψ蛋白質(zhì)多肽鏈空間折疊的限制因素：Cα的二面角Φ和Ψ同時為180時，兩個相鄰肽單位呈充分伸展構(gòu)象。Φ和Ψ同時為0的構(gòu)象實際不存在。

二面角（Φ、Ψ）所決定的構(gòu)象能否存在，主要取決于兩個相鄰肽單位中非共價鍵合原子間的接近有無阻礙。

Cα上的R基的大小與帶電性影響Φ和Ψ。蛋白質(zhì)中非共價鍵合原子間的最小接觸距離如下表：蛋白質(zhì)中非共價鍵合原子之間的最小接觸距離(A)

CNOHCNOH3.20(3.00)2.9(2.80)2.8(2.70)2.4(2.20)2.7(2.60)2.7(2.60)2.4(2.20)2.7(2.60)2.4(2.20)2.00(1.90)o拉氏構(gòu)象圖：

Ramachandran根據(jù)蛋白質(zhì)中非共價鍵合原子（non-covalently-bondedatom）間的最小接觸距離，確定了哪些二面角（Φ、Ψ）所確定的兩個相鄰肽單位的構(gòu)象是允許的，哪些是不允許的，并且以Φ為橫坐標，以Ψ為縱坐標在坐標圖上標出，該坐標圖稱拉氏構(gòu)象圖。

Gly除外。

Ramachandran構(gòu)象圖實線封閉區(qū)域為一般允許區(qū)（7.7%)虛線封閉區(qū)域為最大允許區(qū)(20.3％)虛線外區(qū)域為不允許區(qū)

(三)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)(Secondarystructure)：

氫鍵是穩(wěn)定二級結(jié)構(gòu)的主要作用力。Secondarystructure

element:-螺旋、-折疊、-轉(zhuǎn)角、無規(guī)卷曲。★多肽主鏈按右手或左手方向盤繞，形成右手螺旋或左手螺旋，★相鄰的螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵★構(gòu)成螺旋的每個Cα都取相同的二面角Φ、Ψ。1.-螺旋（-helix）1）α螺旋的一般特征：2）典型

-螺旋的結(jié)構(gòu)特點A.二面角Φ=-57°,Ψ=-48°，幾乎都是右手螺旋。

B.每圈3.6個氨基酸殘基，高度0.54nm。C.每個殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100°，沿軸上升0.15nm。D.氨基酸殘基側(cè)鏈R基向外。E.相鄰螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鏈，氫鍵的取向幾乎與中心軸平行。F.肽鍵上C=0氧與它前面（N端）第三個殘基上的N-H氫間形成氫鍵。(c）Atopviewof

-helix.TheRgroupspointawayfromthelongaxisofthehelix.RRRRR試計算由122個氨基酸殘基組成的α-螺旋的軸長。典型的α螺旋用3.613表示，3.6表示每圈螺旋包括3.6個殘基，13表示氫鍵封閉的環(huán)包括13個原子。α螺旋的表示：

R側(cè)鏈的電荷和大小決定了α-螺旋的穩(wěn)定性。A、多肽鏈上連續(xù)出現(xiàn)帶同種電荷的氨基酸殘基，不能形成穩(wěn)定的α-螺旋。如多聚Lys、多聚Glu。B、R基大，空間位阻大，不易形成α-螺旋，如Ile。C、R基較小，且不帶電荷的氨基酸利于α-螺旋的形成。如多聚Ala，在pH7的水溶液中自發(fā)卷曲成α-螺旋。D、Pro中止α-螺旋3）R側(cè)鏈對α-螺旋穩(wěn)定性的影響4）pH對α-螺旋的影響

右手螺旋比左手螺旋穩(wěn)定。蛋白質(zhì)中的α-螺旋幾乎都是右手。但也有例外，在嗜熱菌蛋白酶中有很短的一段左手α-螺旋，由Asp-Asn-Gly-Gly（226-229）組成（φ+64°、Ψ+42°）。5）右手α-螺旋與左手α-螺旋由于α-螺旋結(jié)構(gòu)是一種不對稱的分子結(jié)構(gòu)，因而具有旋光性。

A.α碳原子的不對稱性。

B.構(gòu)象本身的不對稱性。α-螺旋的比旋不等于構(gòu)成其本身的氨基酸比旋的加和。6）α-螺旋結(jié)構(gòu)的旋光性2.

-折疊（-pleatedsheet）肽鏈平行聚集在一起，相鄰肽鏈主鏈上的NH和C=0之間形成氫鏈，這樣的多肽構(gòu)象就是β-折疊或

-折疊片。β-折疊也可以通過同一肽鏈180o回折形成。（1）氫鍵與肽鏈的長軸接近垂直。（2）多肽主鏈呈鋸齒狀折疊,

Cα位于折疊線上。（3）側(cè)鏈R基交替地分布在片層平面的兩側(cè)。

-折疊有兩種類型：平行式，即所有肽鏈的N-端都在同一邊。反平行式，即相鄰兩條肽鏈的方向相反。

2.

-折疊的特點Normallyantiparallelformismorestablethanparallelform.

纖維狀蛋白質(zhì)中，β-折疊主要是反平行式，球狀蛋白質(zhì)中兩種方式都存在。在纖維狀蛋白質(zhì)的β-折疊中，氫鍵主要是在肽鏈之間形成；而在球狀蛋白質(zhì)中，β-折疊既可在不同肽鏈間形成，也可在同一肽鏈的不同部分之間形成。bsheetsaredepictedbyarrowsinproteinstructureschematicdiagramsParallelβ-arrayproteinsExamplesofantiparallelβ-sheetstructure

3.

-轉(zhuǎn)角(-turn)

亦稱：-

reverseturn,-bend肽鏈出現(xiàn)的180°回折，由第一個氨基酸殘基的C=O與第四個氨基酸殘基的N-H間形成氫鍵。

β轉(zhuǎn)角的特征：

A.4個連續(xù)的氨基酸殘基組成

B.主鏈骨架180°折疊

C.第一個氨基酸殘基的C=O與第四個氨基酸殘基的N-H形成氫鍵。

D.C1α與C4α之間距離小于0.7nmE.多數(shù)由親水氨基酸殘基組成（特別是Gly、Pro）β轉(zhuǎn)角主要存在于球狀蛋白分子的表面。4.無規(guī)卷曲或自由回轉(zhuǎn)（nonregular

coil,randomcoil）指無一定規(guī)律的松散盤曲的肽鏈結(jié)構(gòu)。酶的功能部位常包含此構(gòu)象，靈活易變。Randomcoilsbetweenalphahelicesorbetasheetsoftenareveryimportantfunctionaldomainsofproteins.（四）超二級結(jié)構(gòu)

（super-secondarystructure）超二級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)中相鄰的二級結(jié)構(gòu)單位（-螺旋或-折疊或-轉(zhuǎn)角）組合在一起，形成有規(guī)則的、在空間上能夠辨認的二級結(jié)構(gòu)組合體。超二級結(jié)構(gòu)的基本類型：、、1.αα結(jié)構(gòu)

由兩股或三股右手α-螺旋彼此纏繞形成的左手旋，存在于α-角蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和纖維蛋白原中。2.

βxβ結(jié)構(gòu)

兩段平行式的β-折疊通過一段連接鏈（x結(jié)構(gòu))）連接而形成的超二級結(jié)構(gòu)。①βcβ：x為無規(guī)卷曲

②βαβ:x為α-螺旋，最常見的是βαβαβ，稱Rossmann折疊，存在于蘋果酸脫氫酶，乳酸脫氫酶中。

3.

β曲折（β-meander）由三條（以上）相鄰的反平行式的β-折疊鏈通過緊湊的β-轉(zhuǎn)角連接而形成的超二級結(jié)構(gòu)。

4.

回形拓撲結(jié)構(gòu)（希臘鑰匙）A.ααB.βαβC.βαβαβ(Rossmannpleat)D.β-meander

E.GreekkeyEExamplesoftheso-calledGreekkeyantiparallelβ-sheetstructure

5.β-折疊桶(β-barrel)

多條β-折疊構(gòu)成的β-折疊層，卷成一個筒狀結(jié)構(gòu)，一般由5-15條β-折疊股組成,筒中心由疏水氨基酸殘基組成。bsheetsoftenfoldbackuponthemselvestoformbbarrels

含大量的α-螺旋或β-折疊片，整個分子呈纖維狀，廣泛分布于動物體內(nèi)，占脊椎動物體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的50%以上，起支架和保護作用。（五）

纖維狀蛋白(Fibrousprotein)

（1）角蛋白

Keratin廣泛存在于動物的皮膚及皮膚的衍生物，包括

-角蛋白和

-角蛋白。

-角蛋白（毛發(fā)）一般是由三條右手

-螺旋肽鏈形成一個原纖維,原纖維的肽鏈之間有二硫鍵交聯(lián)以維持其穩(wěn)定性

-角蛋白的伸縮性能很好，當

-角蛋白被過度拉伸時，則氫鍵被破壞而不能復原。此時

-角蛋白轉(zhuǎn)變成

-折疊結(jié)構(gòu)，稱為

-角蛋白。燙發(fā)的生化機理。

-角蛋白分子中的二硫鍵Protofibril=3

-helixMicrofibril=11ProtofibrilMacrofibril=n100Microfibril（2）-角蛋白絲心蛋白(fibroin)：以β-折疊結(jié)構(gòu)為主。反平行式β-折疊片的多層堆積結(jié)構(gòu)，鏈間主要以氫鍵結(jié)合，層間主要靠范德華力維系。富含Gly、Ala、Ser。絲蛋白的結(jié)構(gòu)絲蛋白的肽鏈通常是由多個六肽單元重復而成。這六肽的氨基酸順序為：

-（Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala）n-三、蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)1.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(TertiaryStructure)是指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)、超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域的基礎上，進一步盤繞、折疊形成的包括主鏈和側(cè)鏈構(gòu)象在內(nèi)的特征三維結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)域(structuraldomain)：指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)或超二級結(jié)構(gòu)的基礎上，進一步卷曲、折疊形成幾個相對獨立、近似球形的三維實體。（P64）DomainstructureofproteinsItisusefultothinkofproteinsascontainingdiscretedomainswhoseconformationisgenerallyindependentofotherdomainsintheproteinThedomainsareusuallyglobularandconsistof100to400aminoacidsthatfoldindependentlyWethinkofthesedomainsas“beadsonastring”O(jiān)fteneachdomainisencodedbyadistinctexonofageneTertiaryStructure球狀蛋白的三維特征含幾種類型的二級結(jié)構(gòu)元件具明顯的折疊層次依賴疏水作用力形成致密的球狀實體分子表面有一個空穴Figure3.45.DistributionofAminoAcidsinMyoglobin.(A)Aspace-fillingmodelofmyoglobinwithhydrophobicaminoacidsshowninyellow,chargedaminoacidsshowninblue,andothersshowninwhite.Thesurfaceofthemoleculehasmanychargedaminoacids,aswellassomehydrophobicaminoacids.(B)Across-sectionalviewshowsthatmostlyhydrophobicaminoacidsarefoundontheinsideofthestructure,whereasthechargedaminoacidsarefoundontheproteinsurface.2.維持三級結(jié)構(gòu)的作用力氫鍵范德華力:分子間及基團間作用力疏水鍵（疏水相互作用）:在水介質(zhì)中球狀蛋白質(zhì)的折疊總是傾向于把疏水殘基埋藏在分子的內(nèi)部。這一現(xiàn)象稱為疏水相互作用。離子鍵（鹽鍵）二硫鍵:二硫鍵不指導多肽鏈的折疊，但三級結(jié)構(gòu)形成后，二硫鍵可穩(wěn)定構(gòu)象。疏水鍵，在蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)中起著重要作用，它是使蛋白質(zhì)多肽鏈進行折疊的主要驅(qū)動力。2.維持三級結(jié)構(gòu)的作用力3.肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)與功能（1）肌紅蛋白（myoglobin，Mb）的功能：哺乳動物肌肉中儲存氧并運輸氧的蛋白。（2）肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點1963年，Kendrew：一級結(jié)構(gòu)：單條肽鏈，153個aa，其中的83個aa為保守序列,含有一分子血紅素輔基，分子量17600。二級結(jié)構(gòu)：幾乎全是α-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲連接。三級結(jié)構(gòu)：扁平的菱形，屬于球蛋白。

其三級結(jié)構(gòu)在分子表面形成一個疏水的空穴，血紅素即藏在其中.

肌紅蛋白肽鏈共折疊成8段較直的-螺旋體（A-H），最長的有23個氨基酸殘基，最短的有7個氨基酸殘基。拐彎處多由Pro、Ser、Ile、Thr等組成。分子中幾乎80%的氨基酸殘基處在α-螺旋區(qū)內(nèi)。血紅素（鐵卟啉）輔基的結(jié)構(gòu)及其氧合部位輔基：血紅素（鐵卟啉），原卟啉IX與Fe的絡合物,扁平狀，結(jié)合在肌紅蛋白表面的一個洞穴內(nèi)。原卟啉CO可以與O2競爭性的結(jié)合Mb。肌紅蛋白（myoglobin，Mb）解離平衡：MbO2Mb+O2

解離平衡常數(shù)：（3）肌紅蛋白的氧合曲線….(1)在給定氧壓下肌紅蛋白的氧飽和度：MbO2占肌紅蛋白總數(shù)的百分數(shù)Y代表在給定的氧壓下肌紅蛋白的氧飽和度。…..(2)由（1）（2）可得：（3）肌紅蛋白的氧合曲線Y=1時，表明所有肌紅蛋白的氧合位置均被占據(jù)，即肌紅蛋白為氧飽和。(Mb=0)Y=0.5時，肌紅蛋白的一半被飽和，故解離常數(shù)為肌紅蛋白一半被飽和時的氧壓，即K＝PO2＝P50。(Mb=MbO2)肌紅蛋白的氧合曲線從圖中可以看出，Mb傾向于結(jié)合氧氣而不愿意放出氧氣，所以它的功能是儲存氧氣（P50＝2torr），只有在PO2極低的時候（體內(nèi)缺氧的時候）它才釋放出氧氣。四、蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：多個具有三級結(jié)構(gòu)的亞基，通過非共價鍵聚集形成的特定構(gòu)象。一般情況下，具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)含有的肽鏈不會太多，故稱這類蛋白質(zhì)為寡聚蛋白。

實質(zhì)：蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)實際上研究亞基之間的相互作用、空間排布及亞基接觸部位的空間布局。1.定義2.維持蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)的主要作用力在蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)中，亞基之間的作用力主要包括：氫鍵、離子鍵、范德華力和疏水鍵。注意：不包括二硫鍵！疏水鍵是最主要的作用力。3.血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（1）血紅蛋白的功能：存在動物血液的紅細胞中，具有運輸O2和CO2的功能；血紅蛋白還能和H+結(jié)合，從而可以維持體內(nèi)pH.（2）血紅蛋白的結(jié)構(gòu)特點：血紅蛋白：Hb（Hemoglobin），在人體中有三種，HbA，HbA2，HbF（僅存于胎兒中），三者的結(jié)構(gòu)和功能大同小異，此處以HbA為例。

一級結(jié)構(gòu)：4條鏈，α2β2。α141，β146，每條肽鏈都結(jié)合著一分子的血紅素，在亞基締合形成的中央空穴內(nèi)有一分子BPG（2,3-二磷酸甘油酸）。

二級結(jié)構(gòu)：4條鏈均同Mb,幾乎全是α-右手螺旋，中間由無規(guī)卷曲連接。

三級結(jié)構(gòu)：4條鏈均同Mb,扁平的菱形，屬于球蛋白。

四級結(jié)構(gòu)：4個亞基占據(jù)著4面體的4個角，鏈間以離子鍵結(jié)合，一條α鏈與一條β鏈形成二聚體，Hb可以看成是（αβ）2，在二聚體內(nèi)結(jié)合緊密，接觸面積大（B、G、H、GH共30多個AA，packingcontact），在二聚體之間結(jié)合疏松（C、G、FG，19AA，slidingcontact）。氧合引起的血紅蛋白的構(gòu)象變化非氧合蛋白中四個亞基間的相互作用P78與氧結(jié)合時血紅蛋白的變構(gòu)過程血紅素中鐵原子的變化高自旋狀態(tài)低自旋（非氧合，原子半徑較大）（氧合，原子半徑較小）與氧結(jié)合時血紅蛋白的變構(gòu)過程亞基三級結(jié)構(gòu)及整個蛋白四級結(jié)構(gòu)的變化

鐵原子的位移F8His的位移使F螺旋、EF拐角及FG拐角發(fā)生位移F螺旋向H螺旋移動擠出HC2Tyr

導致四級結(jié)構(gòu)的鹽橋破壞擠出BPG分子。

T構(gòu)象R構(gòu)象O2

構(gòu)象緊密構(gòu)象松弛氧親和力低氧親和力高（allostericeffect）：寡聚蛋白亞基除了有活性部位外，還有別構(gòu)部位結(jié)合調(diào)節(jié)物。活性部位之間以及活性部位和調(diào)節(jié)部位之間通過蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化而相互作用，并最終引起其功能改變的現(xiàn)象。具有協(xié)同性。協(xié)同效應（cooperativityeffect）別構(gòu)效應(b)齊變模型序變模型四個亞基之間具有正協(xié)同效應，因此，它的氧合曲線是S型曲線C.血紅蛋白的氧合曲線血紅蛋白S形氧合曲線的生理意義協(xié)同效應可增加血紅蛋白在肌肉中的卸氧量，使它能有效地輸送氧氣。肺泡氧壓Po2=100torr，Y=0.97。

肌肉毛細血管Po2=20torr，Y=0.25。(血紅蛋白P50=26torr，肌紅蛋白P50=2torr)

釋放氧：△Y=0.97-0.25=0.724Mb:4Hb:D.H+、CO2和BPG對血紅蛋白結(jié)合氧的影響

H+、CO2的影響1914年，C.Bohr發(fā)現(xiàn)，高濃度的H+和CO2促使氧合血紅蛋白分子釋放O2，而高濃度的O2促使脫氧血紅蛋白分子釋放H+和CO2。——血紅蛋白對O2、H+和CO2結(jié)合的這種相互關(guān)系叫波耳效應HbO2+H++CO2肌肉pH7.2肺泡pH7.6HbH+CO2+O2波耳效應的生理意義pH對血紅蛋白氧合的影響H+的結(jié)合部位

146-His

N-Val

122-His使血紅蛋白保持T態(tài)CO2的結(jié)合部位四個亞基N-末端氨基Hb-NH2+CO2（氧合態(tài)）Hb-NH-COO-+H+氨甲酰衍生物BPG的影響：

Hb-BPG+4O2Hb(O2)4+BPGBPG降低血紅蛋白親氧能力的重要生理意義：血紅蛋白是一個別構(gòu)蛋白，BPG是它的負效應物。無BPG時，P50=2torr，BPG=4.5mM時，P50=26torr。BPG與血紅蛋白的兩個β亞基形成鹽鍵穩(wěn)定了血紅蛋白的T態(tài)的構(gòu)象，降低脫氧血紅蛋白與氧的親和力，加大血紅蛋白的卸氧量。提高了血紅蛋白的輸氧效率。BPG和O2對血紅蛋白的結(jié)合是排斥的1.00.5Po2Y有BPG

小結(jié)：氧的S形結(jié)合，Bohr效應和BPG效應物的調(diào)節(jié)使得Hb的輸氧能力達到最高效率。同時，Hb使機體的pH也維持在一個穩(wěn)定的水平。

Hb的別構(gòu)效應充分反映了它的生物學適應性，結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一性。E.胎兒血紅蛋白的氧合能力大于HbA胎兒血紅蛋白（HbF）為

2

2，而成人血紅蛋白(HbA)為2

2，

與的區(qū)別為：

143—His

(BPG與

亞基的結(jié)合部位：

Val1--NH3+Lys82--NH3+His143-咪唑基)

143——Ser，使HbF與BPG的結(jié)合能力減弱，因而增加了HbF對氧的親和力。其意義在于胎兒血液流經(jīng)胎盤時HbF可以從母體HbA獲得O2。

五、免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)與功能（一）抗原與抗體的一般概念抗原（antigen）是指進入異體機體后，能致敏淋巴細胞產(chǎn)生特異抗體，并能與抗體特異結(jié)合的物質(zhì)，如：多糖、核酸和蛋白質(zhì)等。抗原決定簇（antigenicdeterminant）：抗原分子表面決定或控制抗原性的化學基團。抗原決定簇的作用：A.被免疫活性細胞識別，激活免疫活性細胞產(chǎn)生抗體。B.與相應抗體結(jié)合

免疫反應：淋巴細胞和巨噬細胞抗體（antibody）：是免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)，機體在遭遇抗原侵入時，自身產(chǎn)生一種能特異結(jié)合抗原的物質(zhì)。抗體的特點：高度特異性和多樣性幾乎所有的外源蛋白都能誘導相應的特異性抗體，人體內(nèi)任一時刻約有10000種抗體存在。Tcellreceptorsonlyrecognizeantigenonthesurfaceofothercells,notantigeninsolution,byrequiringantigentobeboundtoMHCproteinsonthesurfaceofothercellstoberecognized.CytotoxicTcellsrecognizeantigenboundtoMHCIonthesurfaceofothercellsandhelperTcellsrecognizeantigenboundtoMHCIIonantigen-presentingcells.CD4(helperTcells)andCD8(cytotoxicTcells)arecofactorsinMHCrecognition.TH細胞被激活后分泌淋巴因子，激活B細胞、Tc細胞、巨噬細胞。

Tc細胞被激活不分泌淋巴因子，而是獲得胞毒活性。（二）免疫球蛋白的分類

人的免疫球蛋白分5類：

IgA(存在于分泌液中的一類主要抗體)

IgD（功能尚未知）

IgE（對過敏原的免疫）

IgG（血液中存在的主要抗體）

IgM（可與入