蛋白质的功能与进化.pptx

一、肌红蛋白的结构与功能(一)肌红蛋白的三级结构(二)辅基血红素(三)O2与肌红蛋白的结合(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)MbO2Mb+O2K=MbO2/MbO2 (1)Y=MbO2/Mb+MbO2 (2)Y=O2/O2+K将（1）改写为：MbO2=MbO2/K 并代入（2）得：LogY/(1-Y)=log p(O2)logKY=O2/O2+K =p(O2)/p(O2)+KY K=p(O2)Y p(O2)=p(O2)(1Y)Y/(1Y)=p(O2)/K 二、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(三)血红蛋白的协同性氧结合(Hb氧结合曲线)(四)H+、CO2和BPG对血红蛋白结合氧的影响1.H+、CO2 促进O2的释放(Bohr效应)2.BPG降低血红蛋白对氧的亲和力链的143位为丝氨酸，而链的143位为组氨酸三、血红蛋白分子病(一)分子病是遗传的(二)镰刀状细胞贫血病(三)其他血红蛋白病 突变发生在关键部位会致病，突变发生在非关键部位则不会致病。(四)地中海贫血 1.地中海贫血 每条染色体有1个拷贝，杂合子症状较轻，纯合子会在童年夭折。2.地中海贫血 每条染色体有2个拷贝，只要有1个拷贝正常，就不会有严重症状。4个拷贝均丢失会在出生前后死亡。四、免疫系统和免疫球蛋白(一)免疫系统1.免疫学的含义 免疫是指机体识别并清除从外环境中入侵的病原体及其毒素,和内环境中因基因突变产生的异常细胞,保持内环境稳定的功能。免疫学是研究免疫系统结构,免疫的机制,及利用免疫的方法预防和治疗疾病的学科。2.非特异性免疫(1)上皮细胞及其附属成分 物理屏障：机械屏障；毛发的保护作用；分泌液的冲洗作用。化学屏障：体液的抗菌作用。微生物屏障：正常菌对病源菌的抑制作用。(2)吞噬细胞的作用 识别病原体糖蛋白和糖脂的糖基，可吞噬多种病原体。巨噬细胞：由血液中单核细胞移行到各组织发育而成，可吞噬或杀伤微生物。中性粒细胞：感染发生时，从血管移出，在感染部位吞噬病原体。(3)自然杀伤细胞（NK细胞）其细胞表面有两种受体 杀伤细胞活化受体（KAR）：识别病毒感染细胞和肿瘤细胞表面的糖基，与其结合后生成穿孔素和水解酶使靶细胞死亡。同时产生干扰素-，肿瘤坏死因子等细胞因子，激活特异性免疫系统。杀伤细胞抑制受体（KIR）：识别自身正常细胞表面由MHCI展示的，由自身蛋白分解产生的肽段，抑制杀伤作用。3.特异性免疫 病原体及其分解产物刺激特定的免疫细胞增殖，清除特定的病原体。通过分泌可溶性抗体清除特定抗原的途径称体液免疫。通过免疫细胞与受感染细胞结合而清除受感染细胞的途径称细胞免疫。(2)体液免疫 由骨髓的多能造血干细胞发育而成的B细胞种类极多，每种B细胞含有一种多个特定的受体(BCR,实际是膜结合的抗体)。抗原与BCR结合后，通过细胞内信号转导系统启动细胞的快速分裂，使细胞大量增殖。增殖后的细胞大部分用来产生可溶性抗体，称作浆细胞，一小部分用来产生膜结合抗体，并长期生存，称记忆细胞。同种抗原再次入侵时，记忆细胞可快速启动免疫系统，疫苗就是根据这一原理设计的。抗体可结合抗原，并使其失活，称中和作用。抗原-抗体复合物可以与吞噬细胞的Fc受体结合，促进吞噬作用，称调理作用。抗原-抗体复合物可以与补体结合，补体使病原体穿孔崩裂，还可促进抗原-抗体复合物与吞噬细胞结合。(3)细胞免疫 由骨髓迁移到胸腺发育而成的T细胞种类极多,每种T细胞含有一种多个特定的T细胞受体(TCR)。T细胞按功能主要分为两个亚群:Tc细胞(细胞毒性T细胞)的受体与抗原肽-MHCI（主要组织相容性复合体I）复合物结合后,细胞被激活并大量增殖,增殖后的细胞产生穿孔素和颗粒酶,使受感染的细胞裂解,还可以使DNA内切酶激活,造成细胞凋亡。TH细胞(辅助性T细胞)的受体与抗原肽-MHCII（主要组织相容性复合体II）复合物结合后,细胞被激活并大量增殖,产生多种细胞因子。细胞因子与Tc细胞、TH细胞、B细胞和吞噬细胞的特异性受体结合,促进其增殖。TH细胞还可以促进一些抗原与B细胞结合,因此,TH细胞功能障碍会引起严重的疾病,如HIV引起的艾滋病。4.免疫组织和器官 骨髓和胸腺是B细胞和T细胞发育成熟的器官,称作中枢淋巴器官。免疫细胞经血管和淋巴管网络在全身循环,并可在淋巴结和脾脏聚集,淋巴结和脾脏称作外周淋巴器官。上皮细胞下常有淋巴细胞聚集,因无包膜,称作淋巴组织。(二)免疫系统能识别自我和非我 存在于几乎所有细胞的表面，展示细胞内蛋白质分解产生的肽段,介导其与相应的Tc细胞结合。能识别自身蛋白质分解产生的肽段的Tc细胞在发育过程中被清除。存在于巨噬细胞和B细胞的表面，展示外来蛋白质分解产生的肽段。介导其与相应的TH细胞结合。(三)在细胞表面的分子相互作用引发免疫反应(四)免疫球蛋白的结构和类别1.免疫球蛋白的结构 免疫球蛋白G(IgG)是一类最简单的免疫球蛋白。IgG含有两条相同的重链(heavy chain)和两条相的轻链(light chain)。四条链通过二硫键共价联接成Y字形结构。每一免疫球蛋白分子含有二个抗原结合部位，它们位于Y形结构的二个顶点。2.免疫球蛋白的类别 按照重链的类型按照重链的类型分为分为:重链重链 轻链轻链IgG 或或IgA 或或IgM 或或IgD 或或IgE 或或IgM IgG是记忆B细胞引发的再次免疫反应的主要抗体，可以通过胎盘。IgA是存在于唾液、泪液、乳汁等分泌物的主要抗体，可以是单体、二聚体或三聚体。IgM是初次免疫反应早期产生的，可以以单体形式与膜结合，或形成5聚体。IgD主要存在于B细胞表面，功能不详。IgE与过敏源结合诱导细胞产生组胺和其他活性胺，使血管扩张，渗透性增大，引起炎症反应。(五)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2.免疫印迹测定3.单克隆抗体的制备 1.用选定的抗原免疫小鼠,取出脾脏,制备B淋巴细胞。2.培养小鼠的骨髓瘤细胞。3.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。4.转移到只有杂交瘤细胞才能生长的培养基上,培养选择杂交瘤细胞。5.用ELISA筛选产生特定单克隆抗体的杂交瘤细胞。6.用小鼠腹水或培养箱培养选出的杂交瘤细胞。7.纯化所需的单克隆抗体。五、肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩(一)肌纤维的结构(二)肌原纤维由粗丝和细丝构成(三)骨骼肌的相关蛋白质 M盘中主要含M蛋白、肌中蛋白和肌酸激酶，后者可以促进ATP的快速再生。与Z盘相关的主要有-辅肌动蛋白、结蛋白和波形蛋白等。细胞骨架蛋白主要有肌连蛋白和伴肌动蛋白，肌连蛋白是一种弹性蛋白，可以防止肌肉过分伸长。（四）肌肉收缩的机制 基本要求1.熟悉肌红蛋白的结构与功能。2.掌握血红蛋白的结构与功能。3.熟悉血红蛋白分子病。4.熟悉免疫系统和免疫球蛋白。5.熟悉肌球蛋白丝、肌动蛋白丝与肌肉收缩。6.了解蛋白质的结构与功能的进化。作业题作业题1.第287页第1题；2.第288页第2题；3.第288页第4题；4.288页第5题；5.第288页第6题；6.第288页第7题；7.第288页第9题。