第二节蛋白质结构与功能的关系

3.2 蛋白质分子结构与功能的关系 了解蛋白质的三维结构是理解蛋白质如何行使其功能的基础。蛋白质功能总是跟蛋白质与其它分子相互作用相联系，被蛋白质可逆结合的其它分子称为配体。蛋白质—配体相互作用的瞬时性质对生命至关重要，因为它允许生物体在内、外环境变化时，能迅速、可逆地作出反应。蛋白质上的配体结合部位与配体在大小、形状、电荷以及疏水或亲水性质等方面都是互补的。 3.2.1 细胞色素的分子进化 1、细胞色素 C 的一级结构的种属差异和分子进化 从细菌到人，一切需氧的生物体内，都有细胞色素 C 的存在。细胞色素 C是一个具有 104~112 个氨基酸组成的多肽分子，是一种在需氧细胞的代谢中担任重要角色的蛋白质，在蛋白质一级结构的种属差异研究的蛋白质中占有最重要的地位。这是因为，细胞色素 C 分子的结构比较简单，大小合适，容易纯化结晶，结构测定也比较容易，因此，是研究分子进化的最好材料。现在已对不同种属来源的细胞色素 C，从一级结构，三维结构以及功能等各方面进行了系统的研究。 存在部位与作用：细胞色素 C 存在于细胞的线粒体中，是参加生物氧化的一种电子传递体，大约在十亿年前，生物进化到需要氧的阶段，即出现了生物氧化过程，于是就产生了细胞色素 C，因此，细胞色素 C 是生物界广泛存在的一种古老的蛋白质。 细胞色素的残基数：脊椎动物的细胞色素 C 由 104 个氨基酸残基组成。少数 103 个，昆虫 108 个氨基酸残基，植物 111－114 个残基，一般为112 个氨基酸残基。 不同生物与人的CytC 的AA 差异数目 黑猩猩 0 恒河猴 1 兔 9 袋鼠 10 牛、猪、羊、狗 11 马 12 鸡、火鸡 13 响尾蛇 14 海龟 15 金枪鱼 21 角饺 23 小蝇 25 蛾 31 小麦 35 粗早链孢霉 43 酵母 44 以人的细胞色素C 为标准进行比较，发现人与黑猩猩的细胞色素C 的一级结构完全相同，与恒河猴只相差一个残基，与马相差12 个残基。从细胞色素C的一级结构中的氨基酸残基的改变数的多少可以看出，生物从原核到真核，从单细胞生物到多细胞生物，从低等生物到高等生物的进化规律，反映了种属之间的亲缘关系。 2．细胞色素C 三级结构活性部位的保守性 同源蛋白质：在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质，指由共同的祖先蛋白分子经过变异和自然选择而产生的功能上相同、相关并在结构上有某种程度相似性的不同蛋白质。 在进化过程中一级结构始终保持不变的...