蛋白质的生物学功能重点难点剖析摘

考点一、肌红蛋白的结构与功能★★★

1肌红蛋白的结构

肌红蛋白是哺乳动物肌细胞中的球状蛋白质，主要功能是贮存和分送氧。

（1）肌红蛋白由一条多肽链（含个氨基酸残基）和一个辅基血红素构成，分子中多肽主链由长短不等的8段α螺旋组成球状蛋白。除去血红素的脱辅基多肽链部分称为珠蛋白。

（2）辅基血红素是指原卟啉Ⅸ与Fe的络合物铁原卟啉Ⅸ，铁原子可以是2价（Fe2＋）或3价（Fe3＋），相应的血红素称为（亚铁）血红素和高铁血红素。相应的肌红蛋白称为（亚铁）肌红蛋白和高铁肌红蛋白。其中只有（亚铁）肌红蛋白才能结合O2。

2肌红蛋白与O2的结合过程

（1）肌红蛋白与O2结合

肌红蛋白中血红素铁与珠蛋白His侧链的咪唑N结合，血红素在亚铁态Fe（Ⅱ）时能可逆地与O2结合，高铁态Fe（Ⅲ）时不能与O2结合，H2O分子代替O2成为Fe（Ⅲ）的配体。

（2）O2的结合改变肌红蛋白的构象

肌红蛋白血红素与O2结合后，铁原子的位置与卟啉环平面的关系发生关键性改变。在去氧肌红蛋白中Fe（Ⅱ）离子只有5个配体，此时铁卟啉呈圆顶状或凸形。当与O2结合时，Fe（Ⅱ）被拉回到卟啉环平面，铁卟啉由圆顶状变成平面状，这一微小变化改变了血红蛋白四聚体内的亚基-亚基相互作用，是肌红蛋白具有别构性质的基本原因。

3肌红蛋白的氧结合曲线（图4-1）

图4-1　肌红蛋白和血红蛋白的氧结合曲线

肌红蛋白的氧结合曲线是双曲线，在低氧时，对氧具有较高的亲和力，有利于从氧含量低的血液中结合氧，贮存氧。

考点二、血红蛋白的结构与功能★★★

血红蛋白存在于血液中的血细胞中，主要功能是在血液中结合并转运氧气。

1血红蛋白的结构

血红蛋白（Hb）是一个由4个亚基（两个α亚基和两个β亚基）组成的四聚体，每一个亚基含有一个血红素辅基。一分子Hb可结合4分子氧。

2氧结合引起的血红蛋白构象变化

氧合作用改变了血红蛋白（Hb）的四级结构，血红素铁的微小移动导致血红蛋白构象的转换。血红蛋白存在两种主要构象态：T态（紧张态，去氧血红蛋白的主要构象）和R态（松弛态，氧合血红蛋白的主要构象）。T态和R态常常用于描述别构蛋白质的两种互换的构象。O2对R态血红蛋白的亲和力高，对T态的亲和力比较低。并且氧的结合更稳定了R态。

3血红蛋白的氧结合曲线（图4-1）

血红蛋白的氧合曲线是S形，在低氧时（去氧血红蛋白），对氧的亲和力低；在高氧时（氧合血红蛋白）对氧有高亲和力。血红蛋白在氧气浓度高的肺中结合氧，在氧气浓度低的组织中释放氧气，具有氧合正协同性同促效应，能更有效地发挥运输氧气的功能。

4H＋和CO2促进O2的释放（Bohr效应）

Bohr效应是指pH和CO2对血红蛋白氧亲和力的影响。H＋浓度增加（pH下降）或者CO2浓度增加，都能降低血红蛋白对氧的亲和力，促进血红蛋白释放氧气，Hb的氧分数饱和曲线向右移动。因此H＋可看成是血红蛋白氧合的拮抗物。

5BPG降低血红蛋白对O2的亲和力

BPG（2,3-二磷酸甘油酸）是血红蛋白的一个别构效应物，BPG与血红蛋白的相互作用属于异促调节。血红蛋白分子只有一个BPG的结合部位，当它们结合时，有利于稳定去氧血红蛋白（T态）的构象，促进氧的释放；而氧合血红蛋白（R态）的中央空穴容纳不了BPG，所以O2和BPG与血红蛋白的结合是相互排斥的。

考点三、血红蛋白分子病★★★

基因突变引起血红蛋白的异常，能够通过遗传在群体中散布，有些突变是有害的，因此会产生相应的遗传病，以血红蛋白的突变为例，介绍以下几种血红蛋白分子病（表4-1）。

表4-1　血红蛋白分子病

考点四、免疫系统和免疫球蛋白★★★★

1免疫系统

免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。分为固有免疫（又称非特异性免疫）和适应免疫（又称特异性免疫），其中适应免疫包括体液免疫和细胞免疫。

（1）淋巴细胞

淋巴细胞是一类白细胞，是在造血过程中由骨髓中的造血干细胞分化而来，可以分为B细胞和T细胞两类（表4-2）。

表4-2　B细胞和T细胞的比较

（2）巨噬细胞

巨噬细胞的功能是吞噬大颗粒和细胞以及作为抗原呈递细胞。

2MHC蛋白

MHC（主要组织相容性复合体）蛋白是内在膜蛋白，是一种异二聚体分子，可与细胞内被消化的蛋白质的肽片段结合，并将它们展示在细胞的外表面，随后T细胞受体与这些片段结合，引起免疫应答。MHC蛋白分为MHC-Ⅰ蛋白和MHC-Ⅱ蛋白两类。

3免疫球蛋白

参与机体免疫反应的免疫球蛋白（Ig）都是糖蛋白。免疫球蛋白具有高度特异性和多样性。免疫球蛋白的分类如表4-3所示。

表4-3　免疫球蛋白的分类

4基于抗体-抗原相互作用的生化分析方法

多克隆抗体、单克隆抗体、ELISA（酶联免疫吸附测定）和免疫印迹测定或称Western印迹（Westernblotting）都是基于抗体-抗原相互作用的生化分析方法。

考点五、肌动蛋白、肌球蛋白和分子马达★★

肌球蛋白和肌动蛋白的相互作用使得各种类型肌肉（心肌、平滑肌和骨骼肌）具有收缩功能。肌原纤维是肌纤维的基本组成单位，是由粗肌丝和细肌丝组成的肌节构成的，肌节是骨骼肌收缩和扩张的基本功能单位。粗肌丝由肌球蛋白组成，细肌丝主要由肌动蛋白组成。肌原纤维呈现规则的明带（I带）、暗带（A带）交替，暗带中央有一段相对透明的区域，称为H区。在H区中央即整个暗带的中央，有一条暗线，称为M线。明带中央有一条暗线，称为Z线。两条Z线之间的区域即为肌小节，它包含一个位于中间部分的暗带和两侧各1/2的明带。肌丝滑行学说表明肌肉收缩是细丝在粗丝之上滑行所致，在整个收缩的过程之中，粗细肌丝的长度都不发生改变。

摘自：学习网