蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能(文件)
【正文】 。 結(jié)構(gòu)域之間常常有一段柔性的肽段相連 ， 形成所謂的鉸鏈區(qū) ， 使結(jié)構(gòu)域之間可以發(fā)生相對(duì)移動(dòng) 。 ?維系三級(jí)結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍵主要是非共價(jià)鍵（次級(jí)鍵），如疏水鍵、氫鍵、鹽鍵、范氏引力等，但也有共價(jià)鍵，如二硫鍵等。 由一條多肽鏈 （ 珠蛋白 ） 和一個(gè)血紅素輔基組成 。 血紅素輔基 ， 扁平狀 ， 結(jié)合在肌紅蛋白表面的一個(gè)洞穴內(nèi) 。 四級(jí)締合在結(jié)構(gòu)和功能上的優(yōu)越性 ?降低比表面積，增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性 ?豐富蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，以行使更復(fù)雜的功能。 ?適當(dāng)降低溶液滲透壓。 血紅蛋白的變構(gòu) ★ 別構(gòu)蛋白： 除了有活性部位（結(jié)合底物）外，還有別構(gòu)部位（結(jié)合調(diào)節(jié)物）。 ★異促效應(yīng)（異位效應(yīng)）： 就是別構(gòu)效應(yīng)，別構(gòu)部位與效應(yīng)物的結(jié)合對(duì)活性部位的影響。 ★ 負(fù)效應(yīng)物： 抑制活性部位與配基結(jié)合的別構(gòu)效應(yīng)物 。 BPG（ 2,3二磷酸甘油酸 ） 通過與它的兩個(gè) β亞基形成鹽鍵穩(wěn)定了血紅蛋白的脫氧態(tài)的構(gòu)象 ， 因而降低脫氧血紅蛋白的氧親和力 。 （ 2） 血庫儲(chǔ)血時(shí)加入肌苷可 BPG。 ? 蛋白質(zhì)分子表面的水化膜和表面電荷是穩(wěn)定蛋白質(zhì)親水溶膠的兩個(gè)重要因素 。 ③ 生物學(xué)性質(zhì)：原有生物學(xué)活性喪失 ，抗原性改變 。 ? 加熱使蛋白質(zhì)變性并凝聚成塊狀稱為 凝固 。 ? 鹽析時(shí)，溶液的 pH在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)處效果最好。 ?沉淀原理是： ① 脫水作用； ② 使水的介電常數(shù)降低 ， 蛋白質(zhì)溶解度降低 。 （三）層析： ?層析 （ chromatography)是一種利用混合物中各組分理化性質(zhì)的差異 ， 在相互接觸的兩相 （ 固定相與流動(dòng)相 ） 之間的分布不同而進(jìn)行分離分析的技術(shù)方法 。 三、氨基酸順序分析 ? 蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸順序分析 ， 即蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測定 ， 主要包括以下幾個(gè)步驟： 1. 分離純化蛋白質(zhì) ， 得到一定量的蛋白質(zhì)純品 。 DNFB法分析 N端氨基酸殘基 肼解法分析 C端氨基酸殘基 4. 采用特異性的酶 （ 如胰蛋白酶 ）或化學(xué)試劑 （ 如溴化氰 ） 將蛋白質(zhì)裂解成為長短不一的若干條肽段 （ 必須作兩套 ） 。 Edman降解法測定氨基酸序列 異硫氰酸苯酯 氨基酸自動(dòng)測序儀 7. 將兩套不同肽段的氨基酸順序進(jìn)行比較 ， 以獲得完整的蛋白質(zhì)分子的氨基酸順序 。 6. 使用氨基酸順序測定儀，測定各條肽段的氨基酸順序。 蛋白質(zhì)的氨基酸組成分析 3. 分析蛋白質(zhì)的 N端和 C端氨基酸 。 凝膠過濾分離蛋白質(zhì) （四）超速離心： ?利用物質(zhì)密度的不同 ， 經(jīng)超速離心后 ，分布于不同的液層而分離 。 ?蛋白質(zhì)分子在溶液中可帶凈的負(fù)電荷或帶凈的正電荷 ， 故可在電場中發(fā)生移動(dòng) 。 ?分段鹽析： 半飽和硫酸銨溶液可沉淀血漿球蛋白 ， 而飽和硫酸銨溶液可沉淀血漿清蛋白 。 第五節(jié)、蛋白質(zhì)的分離與純化 （ 一 ） 鹽析與有機(jī)溶劑沉淀： 1. 鹽析： ?在蛋白質(zhì)溶液中加入大量中性鹽 ，以破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) ， 使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀析出 ， 稱為 鹽析 。 核糖核酸酶的變性與復(fù)性 ? 蛋白質(zhì)分子相互聚集而從溶液中析出的現(xiàn)象稱為 沉淀 。 ?引起蛋白質(zhì)變性的因素有： ① 物理因素 ：高溫 、 高壓 、 紫外線 、電離輻射 、 超聲波等； ② 化學(xué)因素 ：強(qiáng)酸 、 強(qiáng)堿 、 有機(jī)溶劑 、重金屬鹽等 。 （二）蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)： ? 蛋白質(zhì)分子的顆粒直徑已達(dá) 1~100nm，處于膠體顆粒的范圍 。在肺部， PO2超過 100torr，因此，即使沒有 BPG，血紅蛋白也能被飽和，在組織中， PO2低， BPG降低血紅蛋白的氧親和力，加大血紅蛋白的卸氧量。 波耳效應(yīng)：增加 CO2的濃度 、 降低 pH能顯著提高血紅蛋白亞基間的協(xié)同效應(yīng) ， 降低血紅蛋白對(duì) O2的親和力 ， 促進(jìn) O2的釋放 ， 反之 ， 高濃度的 O2也能促使血紅蛋白釋放 H+ 和 CO2 。 ★ 負(fù)協(xié)同效性： 一種配基的結(jié)合抑制促進(jìn)后續(xù)配基的結(jié)合 。 ★ 別構(gòu)效應(yīng)： 別構(gòu)蛋白的別構(gòu)部位與效應(yīng)物的結(jié)合改變了蛋白質(zhì)的構(gòu)象，從而對(duì)活性部位產(chǎn)生的影響。 ▲ α、 β鏈的三級(jí)結(jié)構(gòu)與肌紅蛋白的很相似 ， 血紅蛋白 (hemoglobin)的四級(jí)結(jié)構(gòu) ?當(dāng)血紅蛋白的一個(gè) α 亞基與氧分子結(jié)合以后 ，可引起其他亞基的構(gòu)象發(fā)生改變 ， 對(duì)氧的親和力增加 ， 從而導(dǎo)致整個(gè)分子的氧結(jié)合力迅速增高 ， 使血紅蛋白的氧飽和曲線呈 “ S”形 。 ?使酶的催化基團(tuán)匯集，提高催化效率。 ?亞基 (subunit)就是指參與構(gòu)成蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)的 、 每條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈 。 8段直的 α螺旋組成 ， 分別命名為 A、 B、 C… H， 拐彎處是由 1~8個(gè)氨基酸組成的松散肽段 （ 無規(guī)卷曲 ） 。 ? 球形蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)很密實(shí) ， 大部分的水分子從球形蛋白的核心中被排出 ， 這使得極性基團(tuán)間以及非極性基團(tuán)間的相互用成為可能 。 例如 ， 脫氫酶類的多肽主鏈有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域 ，一個(gè)為 NAD+結(jié)合結(jié)構(gòu)域 ， 一個(gè)是起催化作用的結(jié)構(gòu)域 ， 兩者組合成脫氫酶的脫氫功能區(qū) 。 結(jié)構(gòu)域是球狀蛋白的折疊單位 較小的蛋白質(zhì)分子或亞基往往是單結(jié)構(gòu)域的 。 ⑶ 構(gòu)象依靠第一殘基的 CO基與第四殘基的 NH基之間形成氫鍵來維系 。 ?β 折迭包括平行式和反平行式兩種類型 3. β 轉(zhuǎn)角： ?β 轉(zhuǎn)角是多肽鏈 180176。 ⑥ 肽鍵上 C=O氧與它后面 （ C端 ） 第四個(gè)殘基上的 NH氫間形成氫鍵 。 1. α 螺旋 ： ?α 螺旋是多肽鏈的主鏈原子沿一中心軸盤繞所形成的有規(guī)律的螺旋構(gòu)象 ， 其結(jié)構(gòu)特征為： ① 二面角： Φ= 57176。 （ 4） 肽鍵亞氨基在 pH014內(nèi)不解離 。 ?肽鍵平面 —— 由于肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì) ， 使參與肽鍵構(gòu)成的六個(gè)原子被束縛在同一平面上 ， 這一平面稱為肽鍵平面或肽單元 。 維系蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要化學(xué)鍵是氫鍵 。 3. 離子鍵 （ 鹽鍵 ） ： ?離子鍵 (salt bond)是由帶正電荷基團(tuán)與帶負(fù)電荷基團(tuán)之間相互吸引而形成的化學(xué)鍵 。 ?氫鍵在維系蛋白
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