高中化学竞赛蛋白质功能与进化 课件.ppt

具有4条多肽链的对称结构 2条较长、Mr 较大的相同的重链(H链)； 2条较短、 Mr较小的相同的轻链(L链)。 链间由二硫键和非共价键联结。 * 轻链有κ和λ两种， 重链有μ、δ、γ、ε和α五 种。 * 恒定区都具有相同的或几乎相同的Aa序列(给定物种不同抗体分子)。 可变区位于“Y”的两臂末端。其内有一小部分Aa残基变化特别强烈，其组成和排列顺序更易发生变异区域称高变区。 恒定区 可变区 * 。 高变区位于分子表面2 ～ 17个 Aa残基 。其氨基酸序列决定了该抗体结合抗原的特异性 * IgG的二级结构几乎 全是β-折叠,由无规 卷曲连接; IgG的三级结构由 12个球形结构域组成, 每个均被二硫键锁住. 二硫键总共有16对. * * 五聚体IgM * 一个抗体分子上的两个抗原结合部位是相同的，位于两臂末端称抗原结合片段( Fab)。Y的柄部称结晶片段(Fc)，糖结合在Fc 上。 (antigen- binding fragment) (crystalline fragment) * 2Fab片段+1Fc片段; Fab的可变区含一个抗原结合位点,是1价; Fc片段含2个补体结合位点. 1F(ab)2片段+若干Fc片段; F(ab)2结合2分子抗原,是2价. * Ab分子上有2个Ag结合位点 * (三)基于抗体-抗原相互作用的生化分析方法 * 免疫印迹测定 能检测样品中的微量成分和近似Mr * 酶联免疫吸附测定 1971,瑞典学者Engvail和Perlmann,荷兰学者Van Weerman和Schuurs分别报道将免疫技术发展为检测体液中微量物质的固相免疫测定方法，即酶联免疫吸附测定法 。 ELISA已成为分析化学领域中的前沿课题 ，它是一种特殊的试剂分析方法，是在免疫酶技术的基础上发展起来的一种新型的免疫测定技术 。 (enzyme-linked immunosorbent assay , ELISA) * 基本原理 它采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接，然后通过酶与底物产生颜色反应，其所生成的颜色深浅与欲测的抗原（抗体）含量成正比。 测定的对象可以是抗体也可以是抗原。 这种有色产物可用肉眼、光学显微镜、电子显微镜观察，也可以用分光光度计（酶标仪）加以测定。 其方法简单，方便讯速，特异性强。 * ELISA在饲料安全,农药残留,农药,毒素,疾病诊断中广泛应用. 所生成的颜色深浅与欲测的抗原含量成正比 * * ELISA试验 * 六.氨基酸序列与生物功能 (一)同源蛋白质的物种差异与生物进化 * * 在生物进化过程中同源蛋白质在结构上的变化——分子进化 在生物进化过程中，具有相同功能的蛋白质在结构上是相同还是不同? 即蛋白质结构是否具有进化的意义? Cyt c: 研究较多,104AA残基。 * 不同生物Cyt c的AA差异 生物名称 与人不同的氨基酸数目 生物名称 与人不同的氨基酸数目 黑猩猩 恒河猴 兔 袋鼠 鲸 牛、猪、羊 狗、驴 马 鸡 0 1 9 10 10 10 11 12 13 响尾蛇 海龟 金枪鱼 狗鱼 小蝇 小麦 粗糙链孢霉 酵母 14 15 21 23 25 35 43 44 亲缘关系越近，其结构越相似，反之亦然。 * * * 104个AA中有35个AA是各种生物共有的不变的。 其中:14和17位的两个Cys, 18His, 48Tyr,59Trp, 80Met, 这些部位是保证其功能的关键部位,是不变的(即保守顺序不变)。 * (二)同源蛋白质具有共同的进化起源 由基因复制产生生物学功能高度保守的蛋白质 * 另外一些蛋白质序列同源性很高,但表现出趋异的生物学功能. 丝氨酸蛋白酶 凝血酶与纤溶酶 基因的突变和复制是创造多样性的重要进化力. 酶活性中心氨基酸 序列高度保守 * * * * * * 当正常人短时间内由海平面上升到4500m高山时,红细胞中BPG的浓度几小时后开始上升,两天内可由4.5mmol/L 增加到7.5mmol/L. 在海拔4500m处,肺部氧分压不到7kPa,肺部的Y与组织的Y差值会减少,影响对组织氧的供应. 虽然BPG的浓度增加对肺部Hb与氧结合影响不大,Y略有减小,但能降低组织处Hb与氧的亲合力,促进氧释放. * 生活在空气稀薄的高山的人，或者是换气困难的肺气肿病人，其红细胞中BPG浓度会增加，使为数不多的HbO2尽量释放O2，以满足组织对O2的需要。 * 人体红细胞中有三种血红蛋白：HbA、HbA2和HbF， HbA和HbA2是成人血红蛋白，HbF是胎儿血红蛋白. HbF由α2γ2组成，HbF与BPG的结合能力比HbA与BPG结合能力弱，原因是，HbF中的