第3章 蛋白质的高级结构VIP免费

XiongYanfei1MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry3.6蛋白质空间结构与功能的关系3.6.1肌红蛋白与血红蛋白的结构肌红蛋白（Mb）结构扁平棱形分子，含153个氨基酸残基（M=16700）由一条多肽链和一个血红素辅基组成；肌红蛋白含有长短不等的8个α-螺旋，8段螺旋大体折叠成两层形成单结构域血红素辅基位于E、F螺旋之间的疏水性口袋之中Fe2+以配位键形式结合氧分子XiongYanfei5MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry血红蛋白（Hb）的结构由四个亚基组成，即为α2β2，具四级结构；各亚基均由一条肽链和一个血红素分子组成，其三级结构与肌红蛋白相似；亚基之间以盐键及疏水相互作用力结合，形成紧密而亲水的球状分子；分子内部疏水3.2血红蛋白与氧的结合Hb分子中每一亚基可结合一分子O2,形成HbO2；实验测定Hb的氧分数饱和度Y也与PO2有关，但其氧合曲线呈S形——Hb结合O2具有协同作用XiongYanfei8MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry3.6.2肌红蛋白与血红蛋白的氧合曲线肌红蛋白的氧合曲线呈双曲线形一个肌红蛋白分子结合一个氧分子:方式Mb与O2的结合程度可用氧分数饱和度(Y)来表示Y=[MbO2]/([MbO2]+[Mb])Mb+O2→MbO2K=(PO2·[Mb])/[MbO2](K为氧合肌红蛋白的解离常数)Y=Po2/(Po2+K)Y-Po2曲线称肌红蛋白的氧合曲线，为一双曲线XiongYanfei10MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistryMb的P50=2.8torr，即K=2.8Mb可在相当广泛的PO2范围内结合氧当PO2=100torr，MbYO2=97%肌肉毛细血管：PO2=20torr，MbYO2=88%肌细胞内：PO2=0~10torr，MbYO2=78%生理范围内肌红蛋白可有效地将毛细血管中的O2转移到肌肉。代谢旺盛的线粒体内PO2=1torrYO2=26%肌红蛋白可有迅速地释放氧，供细胞代谢.当YO2=0.5时，K=PO2，此时氧分压记为P50，即K=P50Y=PO2/(PO2+K)XiongYanfei11MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistryHill系数：利用变换公式作图可求出K以作图得一直线，直线斜率称Hill系数，记为nH，对肌红蛋白nH=1Y1-Y=PO2KY1-Ylg=lgPO2-lgK或Y1-Ylg=0时，PO2=P50=K，Y1-Ylg对lgPO2XiongYanfei13MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry血红蛋白与氧的结合具有正协同效应血红蛋白的氧合曲线呈S形同样Hb与O2的结合程度用氧分数饱和度(Y)来表示Y=[HbO2]/([HbO2]+[Hb])假设：Hb+nO2Hb(O2)n，K=(PO2)n·[Hb]/[HbO2](K为氧合血红蛋白的解离常数)得：Y=[PO2]n/([PO2]n+K)取n=4，作YO2-PO2曲线，得一S型曲线，所测曲线较实验测得曲线有较大偏差XiongYanfei15MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry血红蛋白与氧结合具有正协同效应n=4，所得曲线较实验测得曲线有较大偏差；n=1时，得双曲线，与肌红蛋白氧合曲线相似，没有协同性；n=2.8时，所得曲线与实测曲线最为接近；n不再代表Hb可能结合的O2分子数，而可用来反映Hb结合O2的协同性程度，称作Hill系数，记作nH正常人血红蛋白nH＝2.8利用变换公式作图可求出nHY1-Y=[PO2]nKY1-Ylg=nlgPO2-lgKXiongYanfei17MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry以作图所得曲线称Hill曲线，Hill曲线基本为直线，其最大斜率即为nH=2.8Y1-Ylg对lgPO2Hill曲线上下两端的斜率均为1，代表在PO2极低和极高时Hb对O2的结合没有协同性，中间区段协同性最大Y1-Ylg在0附近时XiongYanfei18MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBiochemistry血红蛋白结合氧的协同性正是血红蛋白高效率运输氧的机制当YO2=0.5时，氧分压记为P50，此时，K=(P50)n，人的血红蛋P50=26torr血红蛋白从肺部到肌肉毛细血管间的输氧能力：肺部：Po2=100torr，Y=97%Hb在肺部可有效结合氧肌肉毛细血管：PO2=20torr，YO2=25%Hb在组织可迅速地释放氧，供细胞代谢.XiongYanfei19MultimediaPresentationofMultimediaPresentationofBiochemistryBioche...