西北农林科技大学生命学院生物化学复习指南第4章 蛋白质功能
第4章 蛋白质功能
概念
氧饱和曲线
BPG： ---2，3-二磷酸甘油酸
Hbs：镰刀形细胞贫血症的红细胞之所以变性是因为不正常的血红蛋白引起的，这种蛋白称为HBs.
抗原:能引起免疫反应的任何分子或病原体称为抗原(antigen).
表位:一个单独的抗体或T细胞受体只能结合抗原内的一个特定分子结构，称为它的抗原决定簇或表位
单克隆抗体:有同一个B细胞克隆合成并分泌，是一种均一的抗体，识别同一个抗原决定簇
多克隆抗体：是识别一个抗原的不同决定簇的多种抗体的混合物。
ELISA：即酶联免疫吸附测定，它能快速筛查和定量一个抗原在样品中的存在。
Western blot：免疫印迹测定，对蛋白质样品进行凝胶电泳分离，然后凝胶板与硝酸纤维模板贴在一起，进行电泳转移，将凝胶上的蛋白条带转印到纤维模板上。
Fab: 两个单价的臀片段（Mr45000）
Fc : 释放基部片段（Mr50000）
HMC: 称为主要组织相容性复合体的膜蛋白结合
简答
以血红蛋白和肌红蛋白为例说明蛋白质结构与功能的关系。
血红蛋白是一种寡聚蛋白，由α2β 2组成的四聚体，每个亚基均有一个血红素，且有与氧结合的高亲和力，每个血红素都可以和一个氧分子结合，当四个亚基组成血红蛋白后其结合氧的能力就会随氧分压及其他因素的改变而改变，由于血红蛋白的分子构象可以发生一定程度的变化，从而影响了血红蛋白与氧结合能力，另外血红蛋白分子上残基若发生变化，也会影响其功能的改变，如血红蛋白β链中的N-末端第六位上谷氨酸被缬氨酸取代，就会产生镰刀形细胞贫血症使细胞不能正常携带氧。
肌红蛋白其主要功能是储存氧，Mb是由一条肽链（153个氨基酸残基）和一个辅基血红素构成。它由8个a-螺旋组成。其三级结构折叠方式使辅基血红素对环境中氧浓度的改变非常敏感，当环境中氧分压高时，mb与氧结合能力极高，起到对氧的储存功能，当环境中氧分压低时，肌红蛋白与氧结合能力大大降低，对外释放氧气，为环境提供氧气，供机体所需。
血红蛋白是，每个亚基都有一个血红素辅基，和一个氧结合部位。每一个亚基相当于一个肌红蛋白。血红蛋白的四个亚基之间通过次级键结合在一起，其中unlike的亚基之间的结合紧密，在血红蛋白和氧结合的过程中，亚基之间的缔合会受到影响。血红蛋白亚基之间可通过离子键相互作用，从而稳定其四级结构。在与氧结合的过程中，亚基间的离子键发生变化。未结合氧的T态， T态时，形成盐桥
与氧结合的R态， R态时，盐桥断裂
血红蛋白对氧的结合具有分子开关效应。血红蛋白中各亚基之间存在协同效应。
胎儿与成人的血红蛋白和肌红蛋白有何不同 ?
人在不同的发育阶段血红蛋白亚基的种类是不同的。至少有7种基因：α、β、Aγ、Gγ、δ、ε、ζ（zita）
成人血红蛋白主要是Hb A(Hb A1),其亚基组成为α2β2; 次要组分是Hb A2，其亚基组成为α2 δ2（约占总Hb的2%）胎儿血红蛋白简称Hb F，亚基组成为α2γ2（Aγ和Gγ均存在于Hb F中，其差别仅在于第136位上的Ala改变为Gly）。Hb F的γ链和β链很相似，也由146个氨基酸组成但是γ链中的H21（第143位）残基是Ser，而不是β链中的His。这样就减少了BPG（2，3-二磷酸甘油酸）分子结合部位的正电荷，也即减低了对BPG的亲和力。Hb F对BPG的亲和力减低使得它对氧的亲和力增高。因此独立循环系统的胎儿能有效地通过胎盘从母体的血循环中吸收氧。BPG和血红蛋白的结结合位点远离氧结合位点。 胎儿通过脐带从母体中获得氧，所以胎儿的血红蛋白和氧的亲和力必须大于成年人。a2r2,r亚基和PBG结合力下降。PBG表面的负电荷和分子表面的正电荷相互作用。R态，PBG不能和HB结合。
抗体分为哪几类，含量最多的是那种，它的结构特征是什么？
分为IgG,IgA,IgM,IgD和IgE
最主要的是IgG，它是由4条多肽链组成的，两条大的链称为重链或H链，两条小的链称为轻链或L链。他们通过非共价键和二硫键连接成Mr150000的复合体。IgG分子的两条重链在一端彼此相互作用，在另一端分别于轻链相互作用，形成Y形结构。
什么是分子病，举例说明一级结构和高级结构的关系。
由于基因或DNA分子的缺陷，致使细胞内RNA及蛋白质合成出现异常、人体结构与功能随之发生变异的疾病。
蛋白质的一级结构决定其高级结构。如：镰刀型红细胞贫血症仅仅是因为在血红蛋白分子的4条肽链的574个氨基酸残基中只有两条β链中的两个谷氨酸残基分别为两个缬氨酸残基所代替而引起的严重的分子病。又如核糖核酸酶含124个氨基酸残基，含4对二硫键，在尿素和还原剂β-巯基乙醇存在下松解为非折叠状态。但去除尿素和β—巯基乙醇后，该有正确一级结构的肽链，可自动形成4对二硫键，盘曲成天然三级结构构象并恢复生物学功能。
参与肌肉收缩的两种主要蛋白是什么，如何实现肌肉的收缩。
一类是所谓发动机蛋白质也称分子发动机，这类蛋白质主要有肌球蛋白、动力蛋白和驱动蛋白。另一类是作为分子发动机的基地或运动轨道的蛋白质，如微丝和微管他们是细胞骨架的重要成分。
发动机蛋白质是一类涉及移动或转运的机械化学酶，例如肌球蛋白实际上是一种ATP酶，酶的活性中心在它的头部，这类酶能把核苷三磷酸（一般是ATP）形式的化学能转变为收缩、游动一类的机械能。ATP的水解驱动并控制蛋白质的构象变化，结果是一个分子（分子发动机）相对于另一个分子（微丝或微管）发生相对滑动或步行运动。
抗体是由那种类型细胞产生，为什么抗体的数目远大于人类基因的数目，对应于某一种抗原的抗体是如何产生的？
答：抗体是由淋巴细胞产生的，抗体具有特异性和多样性的特点。特异性只抗体只能与引起它产生的相应抗原发生反应。多样性指抗体可以喝成千上万的各种抗原（天然的和人工的）起反应。所以抗体的数目要远大于人类基因数目。少数抗原的抗原决定簇与B细胞表面的受体分子结合，从而直接刺激B细胞使之 活化长大并迅速分裂。
多数抗原要先经过吞噬细胞无特异性的吞噬后，一些抗原分子穿过吞噬细胞的细胞膜而露到细胞表面，夹在吞噬细胞本身的组织相容性附合体分子的沟中。T细胞中有一类助T细胞，不同的助T细胞表面带有不同的受体，能识别不同的抗原。那些能识别吞噬细胞表面组织相容性抗原加上特异的抗原分子结合物的助T细胞，在遇到这些吞噬细胞后，就活化分裂而产生更多有同样特异性的助T细胞。B细胞表面也带有组织相容性附合体，可和特异的抗原分子结合。上述特异的助T细胞的作用是刺激已经和特异的抗原分子结合的B细胞，使之分裂分化。这一B细胞依靠助T细胞和吞噬细胞而活化的步骤，比第一个不需要助T细胞参与的步骤作用更强大。
反应阶段：指B细胞接受抗原刺激后，增殖分化形成效应B细胞和记忆细胞的过程。所谓效应B细胞也称浆细胞，一般停留在各种淋巴结中，它们产生抗体的能力很强，每个效应B细胞每秒钟能产生2 000个抗体，可以说是制造特种蛋白质的机器。浆细胞的寿命很短，经过几天大量产生抗体以后就死去。抗体离开浆细胞后，随血液淋巴流到全身各部，发挥消灭抗原的作用。记忆细胞的特点是寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。如果有同样的抗原第二次入侵时，记忆细胞比没有记忆的B细胞更快地做出反应，很快分裂产生新的效应B细胞和新的记忆细胞。
