蛋白质化学9-蛋白质的结构与功能关系

蛋白质分子基础蛋白质的结构与功能蛋白质一级结构与功能的关系蛋白质特定的功能都是由其特定的构象所决定的，各种蛋白质特定的构象又与其一级结构密切相关。一部分氨基酸残基直接参与构成蛋白质的功能活性区，它们的特殊侧链基团即为蛋白质的功能基团，这种氨基酸残基如被置换都会直接影响该蛋白质的功能

另一部分氨基酸残基虽然不直接作为功能基团，但它们在蛋白质的构象中处于关键位置，这种残基一旦被置换就会影响蛋白质的构象，从而影响蛋白质的活性

蛋白质一级结构与功能的关系一级结构不同的各种蛋白质，它们的构象和功能自然不同；反之，一级结构大体相似的蛋白质，它们的构象和功能也可能相似例如，来源于不同动物种后的胰岛素，它们的一级结构不完全一样，但其组成的氨基酸总数或排列顺序却很相似，从而使其基本构象和功能相同。

又如几种来源不同的蛋白酶，其一级结构各不相同，但它们的活性部位都含有以丝氨酸残基为中心的相似排列顺序，使其分子中这一局部的构象相似，并显示出相似的催化肽键水解的活性。蛋白质一级结构与功能的关系牛胰凝乳蛋白酶

丝丝半蛋

甘天丝甘甘脯亮缬半

牛胰蛋白酶

天丝半谷胺甘天丝甘甘脯缬缬半

猪弹性蛋白酶

丝甘半谷胺甘天丝甘甘脯亮组半

人凝血酶

天丙半谷

甘天丝甘甘脯苯缬蛋

牛凝血酶

天丙半谷

甘天丝甘甘脯苯缬蛋

人凝血因子Xa

天丙半谷胺甘天丝甘甘脯组缬苏

牛凝血因子Xa

天丙半谷胺甘天丝甘甘脯组缬苏但是，有些一级结构同源性较小（<10%）的蛋白质如不同物种的血红蛋白，其高级结构非常相似，因此具有非常相似的功能。蛋白质构象与功能的关系蛋白质特定的构象显示出特定的功能

------构象决定功能别构效应(allostericeffect，也有人译为别位效应或变构效应)

：当某种小分子物质特异地与某种蛋白质(或酶)结合后(结合部位多在远离活性部位的另一部位，通常称为别位)，能够引起该蛋白质(或酶)的构象发生微妙而规律的变化，从而使其活性发生变化(活性可以从无到有或从有到无，也可以从低到高或从高到低)，这种现象称为别构效应。别构效应充分说明了构象与功能活性之间的密切关系。蛋白质的结构与功能一、活性蛋白质与前体二、血红蛋白的结构与功能三、蛋白质的变性活性蛋白质与前体激素与激素原胰岛素与前体（参见p278)-----调节生理功能酶与酶原胰蛋白酶与酶原：胰蛋白酶酶原在肠激酶的作用下，切开它的Lys6-Ile7之间的肽键，切下N-端的6肽，使构象发生变化，形成酶的活性中心。（参见P283)------信号肽二、血红蛋白的结构和功能血红蛋白的结构和功能血红蛋白(Hb)就是一种最早发现的具有别构效应的蛋白质，它的功能是运输氧和二氧化碳，Hb运输O2的作用是通过它对O2的结合与脱结合(释放)来实现的。Hb有两种能够互变的天然构象。一种叫紧密型(T型)，另一种叫松弛型(R型)。T型对O2的亲和力低，不易与O2结合；R型则相反，它与O2的亲和力高，易于结合O2。血红蛋白的结构和功能血红蛋白的结构和功能血红蛋白T态和S态示意血红蛋白的结构和功能T型Hb分子的第一个亚基与O2结合后，即引起其构象开始变化，将构象变化的“信息”传递至第二个亚基，使第二、第三和第四个亚基与O2的亲和力依次增高，Hb分子的构象由T型转变成R型。Hb随红细胞在血循环中往返于肺及其他组织之间，随着条件的变化，Hb的T型与R型不断互变：在肺部毛细血管内，O2分压很高，促使T型转变为R型，利于Hb饱和地“装载”O2；在全身组织毛细血管中，O2分压较低，R型Hb又转变为T型，有利于释放O2。Hb分子两型构象的互变，引起结合O2与释放O2的变化，这就微妙地完成了运O2的功能

血红蛋白的结构和功能血红蛋白T态和S态示意血红蛋白O2结合曲线（S形曲线）

分子病在蛋白质的一级结构中，参与功能活性部位的