蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系第一頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能第二頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)特定的功能都是由其特定的構(gòu)象所決定的，各種蛋白質(zhì)特定的構(gòu)象又與其一級(jí)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。一部分氨基酸殘基直接參與構(gòu)成蛋白質(zhì)的功能活性區(qū)，它們的特殊側(cè)鏈基團(tuán)即為蛋白質(zhì)的功能基團(tuán)，這種氨基酸殘基如被置換都會(huì)直接影響該蛋白質(zhì)的功能

另一部分氨基酸殘基雖然不直接作為功能基團(tuán)，但它們?cè)诘鞍踪|(zhì)的構(gòu)象中處于關(guān)鍵位置，這種殘基一旦被置換就會(huì)影響蛋白質(zhì)的構(gòu)象，從而影響蛋白質(zhì)的活性

第三頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的各種蛋白質(zhì)，它們的構(gòu)象和功能自然不同；反之，一級(jí)結(jié)構(gòu)大體相似的蛋白質(zhì)，它們的構(gòu)象和功能也可能相似例如，來(lái)源于不同動(dòng)物種后的胰島素，它們的一級(jí)結(jié)構(gòu)不完全一樣，但其組成的氨基酸總數(shù)或排列順序卻很相似，從而使其基本構(gòu)象和功能相同。

又如幾種來(lái)源不同的蛋白酶，其一級(jí)結(jié)構(gòu)各不相同，但它們的活性部位都含有以絲氨酸殘基為中心的相似排列順序，使其分子中這一局部的構(gòu)象相似，并顯示出相似的催化肽鍵水解的活性。第四頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

牛胰凝乳蛋白酶

絲絲半蛋

甘天絲甘甘脯亮纈半

牛胰蛋白酶

天絲半谷胺甘天絲甘甘脯纈纈半

豬彈性蛋白酶

絲甘半谷胺甘天絲甘甘脯亮組半

人凝血酶

天丙半谷

甘天絲甘甘脯苯纈蛋

牛凝血酶

天丙半谷

甘天絲甘甘脯苯纈蛋

人凝血因子X(jué)a

天丙半谷胺甘天絲甘甘脯組纈蘇

牛凝血因子X(jué)a

天丙半谷胺甘天絲甘甘脯組纈蘇但是，有些一級(jí)結(jié)構(gòu)同源性較小（<10%）的蛋白質(zhì)如不同物種的血紅蛋白，其高級(jí)結(jié)構(gòu)非常相似，因此具有非常相似的功能。第五頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)構(gòu)象與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)特定的構(gòu)象顯示出特定的功能

------構(gòu)象決定功能別構(gòu)效應(yīng)(allostericeffect，也有人譯為別位效應(yīng)或變構(gòu)效應(yīng))

：當(dāng)某種小分子物質(zhì)特異地與某種蛋白質(zhì)(或酶)結(jié)合后(結(jié)合部位多在遠(yuǎn)離活性部位的另一部位，通常稱(chēng)為別位)，能夠引起該蛋白質(zhì)(或酶)的構(gòu)象發(fā)生微妙而規(guī)律的變化，從而使其活性發(fā)生變化(活性可以從無(wú)到有或從有到無(wú)，也可以從低到高或從高到低)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為別構(gòu)效應(yīng)。別構(gòu)效應(yīng)充分說(shuō)明了構(gòu)象與功能活性之間的密切關(guān)系。第六頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能一、活性蛋白質(zhì)與前體二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與功能三、蛋白質(zhì)的變性第七頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日活性蛋白質(zhì)與前體激素與激素原胰島素與前體（參見(jiàn)p278)-----調(diào)節(jié)生理功能酶與酶原胰蛋白酶與酶原：胰蛋白酶酶原在腸激酶的作用下，切開(kāi)它的Lys6-Ile7之間的肽鍵，切下N-端的6肽，使構(gòu)象發(fā)生變化，形成酶的活性中心。（參見(jiàn)P283)------信號(hào)肽第八頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日二、血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能第九頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能血紅蛋白(Hb)就是一種最早發(fā)現(xiàn)的具有別構(gòu)效應(yīng)的蛋白質(zhì)，它的功能是運(yùn)輸氧和二氧化碳，Hb運(yùn)輸O2的作用是通過(guò)它對(duì)O2的結(jié)合與脫結(jié)合(釋放)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Hb有兩種能夠互變的天然構(gòu)象。一種叫緊密型(T型)，另一種叫松弛型(R型)。T型對(duì)O2的親和力低，不易與O2結(jié)合；R型則相反，它與O2的親和力高，易于結(jié)合O2。第十頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能第十一頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能血紅蛋白T態(tài)和S態(tài)示意第十二頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能T型Hb分子的第一個(gè)亞基與O2結(jié)合后，即引起其構(gòu)象開(kāi)始變化，將構(gòu)象變化的“信息”傳遞至第二個(gè)亞基，使第二、第三和第四個(gè)亞基與O2的親和力依次增高，Hb分子的構(gòu)象由T型轉(zhuǎn)變成R型。Hb隨紅細(xì)胞在血循環(huán)中往返于肺及其他組織之間，隨著條件的變化，Hb的T型與R型不斷互變：在肺部毛細(xì)血管內(nèi)，O2分壓很高，促使T型轉(zhuǎn)變?yōu)镽型，利于Hb飽和地“裝載”O(jiān)2；在全身組織毛細(xì)血管中，O2分壓較低，R型Hb又轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)型，有利于釋放O2。Hb分子兩型構(gòu)象的互變，引起結(jié)合O2與釋放O2的變化，這就微妙地完成了運(yùn)O2的功能

第十三頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日血紅蛋白的結(jié)構(gòu)和功能血紅蛋白T態(tài)和S態(tài)示意血紅蛋白O2結(jié)合曲線（S形曲線）

第十四頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日分子病在蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)中，參與功能活性部位的殘基或處于特定構(gòu)象關(guān)鍵部位的殘基，即使在整個(gè)分子中發(fā)生一個(gè)殘基的異常，那么該蛋白質(zhì)的功能也會(huì)受到明顯的影響。

第十五頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日分子病正常紅細(xì)胞

鐮刀狀紅細(xì)胞

第十六頁(yè)，共十七頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的變性變性是指在一些物理或化學(xué)因素作用下，使蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)破壞，從而引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變，包括結(jié)晶性能消失。蛋白質(zhì)溶液粘度增加，呈色反應(yīng)加強(qiáng)及易被消化水解等，尤其是溶解度降低和生物活性喪失的過(guò)程。蛋白質(zhì)變性的機(jī)理是分子中非共價(jià)鍵斷裂，使蛋白質(zhì)分子從嚴(yán)密且有序的空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變