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第六章蛋白质结构与功能的关系Hemoglobin(Hb)•第一节肌红蛋白的结构与功能•第二节血红蛋白的结构与功能•第三节血红蛋白的分子病•第四节免疫球蛋白第一节肌红蛋白的结构与功能一.肌红蛋白的三级结构二．血红素（铁卟啉）的结构原卟啉IX血红素三．O2与肌红蛋白的结合近侧His四．O2的结合改变肌红蛋白的构象五．肌红蛋白结合氧的定量分析（氧结合曲线）Y蛋白质的结构－－四级结构第二节血红蛋白的结构与功能一.血红蛋白的结构二．氧结合引起的血红蛋白构象变化020406080100120100806040200PercentO2saturationPartialpressureofoxygen(pO2,mmHg)MuscleinexercisingRelaxingmuscleMyoglobinHemoglobinArtery[O2]Vein[O2]EnvironmentalOxygenEffectsBindingAffinityAdaptedfromGarrett&Grisham(1999)Biochemistry(2e)p.480三．血红蛋白的协同性氧结合（Hb氧结合曲线）Log(Y/1-Y)=nlog[L]-logKd(R)relaxedstate(T)tensestateTheTransportationofBloodOxygenHemoglobinHemoglobinLungOO22MyoglobinMyoglobinMuscleVeinArteryWhenenvironmental[O2]increases,HbbindsoxygenefficientlyWhenenvironmental[O2]decreases,HbreleasesoxygentoMbAnyonesubunitreceivesanoxygenmoleculewillincreasetheoxygen-bindingaffinityoftheothersJuangRH(2004)BCbasicsY四．H+、CO2和BPG对血红蛋白结合氧的影响1.Bohr’seffect2.BPG降低Hb对O2的亲和力Y第三节血红蛋白分子病分子病（moleculardiseases）由于基因突变导致蛋白质分子在数量或结构上产生异常，从而引起机体一系列病理变化，并产生功能障碍的一类疾病称为分子病。实际上任何由遗传原因引起的蛋白质功能异常所带来的疾病都是分子病，但习惯上把酶蛋白分子催化功能异常引起的疾病归属于先天性代谢缺陷.而把除了酶蛋白以外的其他蛋白质异常引起的疾病称为分子病。血红蛋白分子病血浆蛋白分子病免疫缺陷分子病受体蛋白分子病膜蛋白分子病分子病(根据异常蛋白的功能和分布分为)血红蛋白病（hemoglobinopathy）是由于血红蛋白分子合成异常而引起的疾病。异常血红蛋白病:地中海贫血综合征:由于珠蛋白基因异常而导致合成的珠蛋白肽链结构与功能发生异常。如:镰状细胞贫血症珠蛋白基因缺失或缺陷而致珠蛋白肽链合成速率降低。血红蛋白病镰刀状细胞贫血症HbS镰刀状细胞贫血病：Hb-A（正常人）：Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-LysHb-S（患者）：Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys-链12345678蛋白质的一级结构与分子病地中海贫血（Thalassemia）：α链合成缺陷：β链合成缺陷α地中海贫血β地中海贫血地中海贫血α0地贫：α链完全不能合成α＋地贫：α链有部分能合成α地中海贫血β0地贫：β链完全不能合成β＋地贫：β链有部分能合成β地中海贫血第四节免疫球蛋白体液免疫系统细胞免疫系统记忆B细胞效应B细胞记忆T细胞效应T细胞分化一.免疫球蛋白的分类：IgG、IgA、IgM、IgD和IgE五个类别。分子量：15万—95万Da（见表6-2）。所有CL都由κ和λ类型之一构成。CH每种都只由γ（IgG）、α（IgA）、μ（IgM）、δ（IgD）、ε（IgE）之一组成。α、γ和δ长约330AA，μ和ε长约440AAIgM二.免疫球蛋白的结构A.基本结构(一)重链（heavychain，H）2条轻链（lightchain，L）2条(二)可变区（variableregion,V区）恒定区（constantregion,C区）(三)超变区（hyper-variableregion,HVR),又称互补决定区(complementarydeterminingregion,CDR）骨架区（frameworkregion,FR）(四)铰链区（hingeregion）CDR1,CDR2,CDR3,CDR=complementaritydeterminingregionB.功能区（domain）轻链:VL，CL重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA和IgD)多一个CH4（IgM和IgE）三.IgG的水解片段木瓜蛋白酶（Papain）IgGFab段(fragmentofantigen-binding,抗原结合片段)Fc段（fragmentcrystalizable,可结晶片段）胃蛋白酶（Pepsin）IgGF(ab′)2pFc′意义：阐明IgG分子生物学作用；构建基因工程抗体。四．基于抗体—抗原相互作用的生化分析方法1.酶联免疫吸附测定(ELISA)2.免疫印迹测定(WesternBlot)Eachhybridomalinecanproducepuresingleantibody,calledmonoclonalantibody.1234mmmm12341234MonoclonalantibodiesCellfusionSpleencellsMyelomaxAntiseumAntigenImmunizationAmixtureofallAb1234BALB/c12341234Bcell五.单克隆抗体的制备+TheEndofChapter6ThankYouForAttention!