第六章蛋白质的功能与进化.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章 蛋白质结构与功能的关系,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),O,2,与肌红蛋白的结合,(四),O,2,的结合改变肌红蛋白的构象,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,+,、CO,2,和,BPG,对血红蛋白结合氧的影响,1.,H,+,、CO,2,促进,O,2,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:,T,c,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,。,T,H,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,T,c,细胞、,T,H,细胞、,B,细胞和吞噬细胞的特异性受体结合,促进其增殖。,T,H,细胞还可以,促进一些抗原与,B,细胞结合,因此,T,H,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,T,H,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,按照重链的类型分为,:,重链 轻链,IgG,或,IgA,或,IgM,或,IgD,或,IgE,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,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。,