热激蛋白的结构与功能_王彩琴

蛋白质结构与功能的关系

蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的主要功能：已知有些蛋白质具有多种功能，也有些蛋白质功能至今尚未阐明。蛋白质在机体内几乎无处不发挥各种特有的功能。 1：构成细胞和生物体结构蛋白质是组成人体各种组织、器官、细胞的重要成分。人的肌肉，内脏、神经、血液、骨骼等，包括皮肤，毛发都含有丰富的蛋白质。蛋白质是细胞的重要结构组分，如膜蛋白质，细胞器的组成蛋白质，染色体蛋白质等。这些组织细胞每天都在不断的更新。因此，人体必须每天摄入一定量的蛋白质，作为构成和补充组织细胞的原料。 2：物质运输体内的各种物质主要通过血液进行运输。人体不断地从外界获取的营养物质和氧气运输到组织细胞，将代谢产生的废物排出体外。血红蛋白可以携带氧气到身体的各个部分，供组织细胞代谢使用。体内有许多营养素必须与某种特异的蛋白质结合，将其作为载体才能运转。例如血液中的载脂蛋白不仅运输脂质，还具有调节被运输脂质代谢的作用。清蛋白能与脂肪酸，ca2+.胆红素，磺酸等多种物质结合。此外，血浆中还有皮质激素传递蛋白，运铁蛋白，铜蓝蛋白等。 3：催化功能人体内每时每刻都进行着化学反应来实施新陈代谢。大量的酶类快速精准的催化化学反应，所有的生命活动都离不开酶和水的参与，没有酶就没有生命。这些各具特殊功能的酶，绝大多数是蛋白质。 4：信息交流存在于细胞膜上使细胞对外界刺激产生相应的效应的受体是蛋白质。信号转导通路中的衔接蛋白，含有各种能与其他蛋白质结合的结构域，能形成各种信号复合体。通过特异性的蛋白质—蛋白质相互作用形成蛋白质复合体来激活下游信号通路。 5：免疫功能保护机体抵抗相应病原体的感染的抗体、淋巴因子等免疫分子，都是蛋白质。6：氧化功能体内的蛋白质可以彻底氧化分解为水，二氧化碳，并释放能量。正常膳食情况下，机体首先利用糖提供能量。饥饿时，组织蛋白质分解增加，故氧化供能是蛋白质的生理功能。 7：维持机体的酸碱平衡机体内组织细胞必须处于合适的酸碱度范围内才能完成其正常的生理活动。机体的这种维持酸碱平衡的能力是通过肺，肾以及血液缓冲系统来实现的。蛋白质缓冲体系是血液缓冲系统的重要组成部分。因此，蛋白质在维持机体酸碱平衡方面起着十分重要的作用。 8：维持正常的血浆渗透压血浆胶体渗透压主要由蛋白质分子构成，其中，血浆清蛋白分子量较小，数目较多，决定血浆胶体渗透压的大小。血浆渗透压能使血浆和组织之间的物质交换保持平衡。如果血浆蛋白质特别是清蛋白的含量降低，血液内的水分便会过多地渗入周围组织，造成临床上的营养不良性水肿。

蛋白质结构与功能的关系94592

蛋白质结构与功能的关系 （The relationship between protein structure and function） 摘要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。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强！现而今关于蛋白质功能研究还有待发展，一门新兴学科正在发展，血清蛋白组学，生物信息学等！本文仅就蛋白质结构与其功能关系进行粗略阐述。 关键词：蛋白质结构；折叠/功能关系；蛋白质构象紊乱症；分子伴侣 Keywords：protein structure；fold／function relationship；protein conformational disorder；molecular chaperons 虽然蛋白质结构与生物功能的关系比序列与功能的关系更加紧密，但结构与功能的这种关联亦若隐若现，并不能排除折叠差别悬殊的蛋白质执行相似的功能，折叠相似的蛋白质执行差别悬殊功能的现象的存在。无奈，该领域仍不得不将100多年前Fisher提出的“锁一钥匙”模型(“lock—key”model)和50多年前Koshand提出的诱导契合模型(induce fitmodel)作为蛋白质实现功能的理论基础。这2个略显粗糙的模型只是认为蛋白质执行功能的部位局限在结构中的一个或几个小区域内，此类区域通常是蛋白质表面上的凹洞或裂隙。这种凹洞或裂隙被称为“活性部位(active site)”或“别构部位（fallosteric site）”，凹陷部位与配体分子在空间形状和静电上互补。此外，在酶的活性部位中还存在着几个作为催化基团(catalyticgroup)的氨基酸残基。对蛋白质未来的研究应从实验基本数据的归纳和统计入手，从原始的水平上发现蛋白质的潜藏机制【1】。 蛋白质结构与功能关系的研究主要是以力求刻画蛋白质的3D结构的几何学为基础的。蛋白质结构既非规则的几何形，又非完全的无规线团(randomcoil)，而是有序(α一螺旋和β一折叠)与无序(线团或环域loop)的混合体。理解蛋白质3D结构的技巧是将结构简化，只保留某种几何特征或拓扑模式，并将其数字化。探求数字中所蕴含的规律，且根据这一规律将蛋白质进行分类，再将分类的结构与蛋白质的功能进行比较，以检验蛋白质抽象结构的合理性。如果一种对蛋白质结构的简化、比较和分类能与蛋自质的功能有较好地对应关系，那么这就是一种对蛋白质结构的有价值的理解。蛋白质结构中，多种弱力(氢键、范德华力、静电相互作用、疏水相互作用、堆积力等)和可逆的二硫键使多肽链折叠成特定的构象。从某种意义上说，共价键维系了蛋白质的一级结构；主链上的氢键维系了蛋白质的二级结构；而氨基酸侧链的相互作用和二硫桥维系着蛋白质的三级结构。亚基(subunit)内部的侧链相互作用是构象稳定的基础，蛋白质链之间的侧链的相互作用是亚基组装(四级结构)的基础，而蛋白质中侧链与配体基团问的相互作用是蛋白质行使功能的基础。 牛胰核糖核酸酶(RNase)变性和复性的实验是蛋白质结构与功能关系的很好例证。蛋白质空间结构遭到破坏；，可导致蛋白质的理比性质和生物学性质的变化，这就是蛋白质变性。变性的蛋白质，只要其一级结构仍然完好，可在一定条件下恢复其空间结构，随之理化性质和生物学性质也可重现，这被称为复性。RNase是由124个氨基酸残基组成的一条肽链，分子中8个半胱氨酸的巯基构成4对二硫键，进而形成具有一定空间构象的活性蛋白质。天然RNase遇尿素和β巯基乙醇时发生变性，其分子中的氢键和4个二硫键解开，严密的空间结构遭破坏，丧失了生物学活性，但一级结构完整无损。若去除尿素和β巯基乙醇，RNase又可恢复其原有构象和生物学活性。RNase分子中的8个巯基若随机排列成二硫键可有105种方式。有活性的RNase只是其中的一种，复性时之所以选择了自

植物生理学

光合作用 1、光合作用的气孔限制与非气孔限制，判断。气孔限制值的计算，优缺点？ 2、叶绿素荧光诱导动力学曲线，可以测定哪些叶绿素荧光参数？有什么生理意义？ 叶绿素荧光诱导动力学是指当暗适应的绿色植物材料转至光下时，其体内叶绿素荧光强度会产生有规律的随时间的变化 3、光合作用的光抑制，衡量指标，植物光保护机制？ 4、水孔蛋白的种类和功能? 5、渗透调节，植物相容性物质的作用机理？ 6、植物激素的研究进展？测定植物激素的方法？优缺点 7、根系化学信号，植物感知土壤干旱信息并调控气孔运动 8、植物次生代谢物，植物次生代谢物的合成途径及生理功能 9、植物热激蛋白，LEA蛋白质 10、 11、植物的抗盐性，antiport 简述植物光系统的结构和功能 矿质离子营养 1、什么是离子吸收动力学曲线，其参数意义是什么？ 2、为什么低亲和力的硝酸盐吸收也需要H+--ATPase的参与？ 3、与其他的养分离子相比，硝酸盐转运蛋白基因表达的调节有何特点？ 4、钾离子运输蛋白有哪几类？有何特点？ 5、不同植物铁吸收运输机制有什么不同，有哪些基因参与？ 光受体 1、光敏色素发现的意义何在？举例说明PHY在植物的个体发育过程中有哪些作用？例：、1、光敏色素与植物光周期反应 2、光敏色素与生理节律现象 3、避阴反应 4、光敏色素对植物激素等成分的调节作用 1.种子萌发 2.弯钩张开 3.节间延长 4.根原基起始 5.叶分化和扩大 6.小叶运动 7.膜透性11.光周期 12.花诱导 13.子叶张开 14.肉质化 15.偏上性 16.叶脱落 17.块茎形成 18.性别表现 19.单子叶展叶 20.节律现象 8.向光敏感性 9.花色素形成 10.质体形成 2、简述PHY的三种反应类型VLFR、LFR、HIR的作用特点 光敏色素的反应可按它们对光量的需求进行区分 每个光敏色素的反应都有特定的光通量范围，在此范围内，反应幅度与光通量成正比。这些反应根据所需要的光量可分为三个类型： 极低辐照度反应(VLFR） 这类反应可以被10-4～10-2μmol/㎡的红光或远红光诱导，但红光反应不能被远红光所逆

蛋白质结构与功能的关系

蛋白质结构与功能的关系 蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构、四级结构。 一级结构是蛋白质的一级结构指在蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸排列顺序。一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学功能的基础，但不是决定蛋白质空间构象的唯一因素。 蛋白质的二级结构是指多肽链的主链骨架本身在空间上有规律的折叠和盘绕，它是由氨基酸残基非侧链基团之间的氢键决定的。常见的二级结构有α螺旋、三股螺旋、β折叠、β转角、β凸起和无规卷曲。α螺旋中肽链骨架围绕一个轴以螺旋的方式伸展，它可能是极性的、疏水的或两亲的。β折叠是肽链的一种相当伸展的结构，有平行和反平行两种。如果β股交替出现极性残基和非极性残基，那么就可以形成两亲的β折叠。β转角指伸展的肽链形成180°的U形回折结构而改变了肽链的方向。β凸起是由于β折叠股中额外插入一个氨基酸残基而形成的，它也能改变多肽链的走向。无规卷曲是在蛋白质分子中的一些极不规则的二级结构的总称。无规卷曲无固定走向，有时以环的形式存在，但不是任意变动的。从结构的稳定性上看，右手α螺旋＞β折叠＞ U型回折＞无规卷曲，但在功能上，酶与蛋白质的活性中心通常由无规卷曲充当，α右手螺旋和β折叠一般只起支持作用。 蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕、卷曲和折叠，形成主要通过氨基酸侧链以次级键以及二硫键维系的完整的三维结构。三级结构通常由模体和结构域组成。稳定三级结构的化学键包括氢键、疏水键、离子键、范德华力、金属配位键和二硫键。模体可用在一级结构上，特指具有特殊生化功能的序列模体，也可被用于功能模体或结构模体，相当于超二级结构。结构模体是结构域的组分，基本形式有αα、βαβ和βββ等。常见的模体包括：左手超螺旋、右手超螺旋、卷曲螺旋、螺旋束、α螺旋-环-α螺旋、Rossmann卷曲和希腊钥匙模体。结构域是在一个蛋白质分子内的相对独立的球状结构和/或功能模块，由若干个结构模体组成的相对独立的球形结构单位，它们通常是独自折叠形成的，与蛋白质的功能直接相关。一个结构域通常由一段连续的氨基酸序列组成。根据其占优势的二级结构元件的类型，结构域可分为五大类：α结构域、β结构域、α/β结构域、α+β 结构域、交联结构域。以上每一类结构域的二级结构元件可能有不同的组织方式，每一种组织就是一种结构模体。这些结构域都有疏水的核心，疏水核心是结构域稳定所必需的。 具有两条和两条以上多肽链的寡聚蛋白质或多聚蛋白质才会有四级结构。组成寡聚蛋白质或多聚蛋白质的每一个亚基都有自己的三级结构。蛋白质的四级结构内容包括亚基的种类、数目、空间排布以及亚基之间的相互作用。驱动四级结构形成或稳定四级结构的作用力包括

生物化学蛋白质的结构与功能试题及答案

第一章蛋白质的结构与功能 [测试题] 一、名词解释：1．氨基酸 2．肽 3．肽键 4．肽键平面 5．蛋白质一级结构 6．α-螺旋 7．模序 8．次级键 9．结构域 10．亚基 11．协同效应 12．蛋白质等电点 13．蛋白质的变性 14．蛋白质的沉淀 15．电泳 16．透析 17．层析 18．沉降系数 19．双缩脲反应 20．谷胱甘肽 二、填空题 21．在各种蛋白质分子中，含量比较相近的元素是____，测得某蛋白质样品含氮量为15.2克，该样品白质含量应为____克。 22．组成蛋白质的基本单位是____，它们的结构均为____，它们之间靠____键彼此连接而形成的物质称为____。 23．由于氨基酸既含有碱性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中带____电荷，在碱性溶液中带____电荷，因此，氨基酸是____电解质。当所带的正、负电荷相等时，氨基酸成为____离子，此时溶液的pH值称为该氨基酸的____。 24．决定蛋白质的空间构象和生物学功能的是蛋白质的____级结构，该结构是指多肽链中____的排列顺序。25．蛋白质的二级结构是蛋白质分子中某一段肽链的____构象，多肽链的折叠盘绕是以____为基础的，常见的二级结构形式包括____，____，____和____。 26．维持蛋白质二级结构的化学键是____，它们是在肽键平面上的____和____之间形成。 27．稳定蛋白质三级结构的次级键包括____，____，____和____等。 28．构成蛋白质的氨基酸有____种，除____外都有旋光性。其中碱性氨基酸有____，____，____。酸性氨基酸有____，____。 29．电泳法分离蛋白质主要根据在某一pH值条件下，蛋白质所带的净电荷____而达到分离的目的，还和蛋白质的____及____有一定关系。 30．蛋白质在pI时以____离子的形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以____离子形式存在，在pH

植物热激转录因子在非生物逆境中的作用

分子植物育种，２００６年，第４卷，第１期，第８８－９４页 ＭｏｌｅｃｕｌａｒＰｌａｎｔＢｒｅｅｄｉｎｇ，２００６，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１，８８－９４ 专题介绍 Ｒｅｖｉｅｗ 植物热激转录因子在非生物逆境中的作用 翁锦周洪月云＊ 福建省农业科学院闽台园艺研究中心，漳州，３６３００５ ＊通讯作者，ｈｏｎｇｙｈｋ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 摘要非生物逆境通常导致生物体内蛋白变性。热激蛋白（Ｈｓｐ）作为分子伴侣协助蛋白的重新折叠、稳定、胞内运输和降解，以阻止受损蛋白的累积，维护细胞内环境的稳定。而热激蛋白的表达是通过热激转录因子（Ｈｓｆｓ）结合于热激蛋白基因的启动子的热激元件上（ｈｅａｔｓｈｏｃｋｅｌｅｍｅｎｔ，ＨＳＥ），以募集其它转录因子而形成转录复合体，促进热激蛋白基因的表达。植物热激转录因子比动物系统更为多样性。根据其基本的结构域，植物热激转录因子可分为三类：ＨｓｆＡ、ＨｓｆＢ、ＨｓｆＣ。Ａ类Ｈｓｆｓ已有大量深入的研究和报道，特别是在番茄方面。ＨｓｆＢ和ＨｓｆＣ的作用尚不清楚。在其复杂的网络中，每一热激转录因子均有其独特的作用，取决于其表达模式、亚细胞定位、聚合化、活性及与其他蛋白的相互作用。在非生物逆境，尤其是热激逆境下，Ａ类热激转录因子在调节热激蛋白的表达起着重要作用。番茄的ＨｓｆＡ１起着主导作用，其缺失无法被其他相近的Ｈｓｆｓ所取代，但在持续热逆境下，在ＨｓｆＡ１的配合下，ＨｓｆＡ２可成为主要调节因子。Ｂ类热激转录因子可作为Ａ类Ｈｓｆｓ的阻抑蛋白。然而，基于对不同的单个突变体的研究，以及对酵母Ｈｓｆ１致死突变体的拯救恢复，一些热激转录因子的作用又是丰余的。此外，热激蛋白也对热激转录因子起负反馈调节作用。 关键词热激转录因子（Ｈｓｆｓ），热激蛋白（Ｈｓｐｓ），热胁迫，非生物逆境 ＴｈｅＲｏｌｅｓｏｆＰｌａｎｔＨｅａｔＳｈｏｃｋＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎＦａｃｔｏｒｓｉｎＡｂｉｏｔｉｃＳｔｒｅｓｓ ＷｅｎｇＪｉｎｚｈｏｕＨｏｎｇＹｕｅｙｕｎ＊ Ｆｕｊｉａｎ－ＴａｉｗａｎＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ，３６３００５ ＊Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，ｈｏｎｇｙｈｋ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｒｅｓｕｌｔｓｉｎｐｒｏｔｅｉｎｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ．Ｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｓｍｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｐｅｒｏｎｅｓｉｎｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄａｍａｇｅｄｐｒｏｔｅｉｎｓｔｏｍａｉｎｔａｉｎｃｅｌｌｕｌａｒｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓｂｙｒｅｆｏｌｄｉｎｇ，ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｉｎ－ｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｔｅｉｎｓ．Ｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎｓ（Ｈｓｐｓ）ｉｓｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｈｅａｔｓｈｏｃｋｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ（Ｈｓｆｓ）ｖｉａｂｉｎｄｉｎｇｔｏｔｈｅｈｅａｔｓｈｏｃｋｅｌｅｍｅｎｔ（ＨＳＥ）ｏｆＨｓｐｓｇｅｎｅｓｔｏｒｅｃｒｕｉｔｏｔｈｅｒｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ，ｃａｕｓｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｓｐｓ．ＴｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅＨｓｆｓｙｓｔｅｍｉｎｐｌａｎｔｓｉｓｅｖｉｄｅｎｔｌｙｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆａｎｉｍａｌｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｐｌａｎｔＨｓｆｓｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｃｌａｓｓｅｓ，ＨｓｆＡ，ＨｓｆＢ，ａｎｄＨｓｆＣ．ＣｌａｓｓＡＨｓｆｓａｒｅｗｅｌｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｏｍａｔｏ．ＴｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｃｌａｓｓＢａｎｄＣａｒｅｓｔｉｌｌｎｏｔｃｌｅａｒ．ＩｎｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋｏｆＨｓｆｓ，ｅａｃｈｏｆＨｓｆｓｈａｓｉｔｓｕｎｉｑｕｅｒｏｌｅ，ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｎｔｈｅｅｘ－ｐｒｅｓｓｉｏｎｐａｔｔｅｒｎ，ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ，ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ，ａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｗｉｔｈｏｔｈｅｒｐｒｏｔｅｉｎｓ．ＣｌａｓｓＡＨｓｆｓｐｌａｙａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｔｈｅＨｓｐｇｅｎｅｓｉｎａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｈｅａｔｓｔｒｅｓｓ．ＨｓｆＡ１ｉｎｔｏｍａｔｏａｃｔａｓａｍａｓｔｅｒｒｅｇｕｌａｔｏｒ．ＴｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｏｍａｔｏＨｓｆＡ１ｃａｎｎｏｔｂｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄｂｙａｎｙｏｆｏｔｈｅｒｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄＨｓｆｓ．ＨｓｆＡ２ｍｉｇｈｔｂｅｃｏｍｅｄｏｍｉｎａｎｔｒｅｇｕｌａｔｏｒｕｎｄｅｒｐｒｏｌｏｎｇｅｄｈｅａｔｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｌｔｈｏｕｇｈｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎｒｅ－ｑｕｉｒｅｓｃｏｏｐｅｒａｔｅｗｉｔｈＨｓｆＡ１．ＣｌａｓｓＢＨｓｆｓｍｉｇｈｔｆｕｎｃｔｉｏｎａｓｒｅｐｒｅｓｓｏｒｏｆｃｌａｓｓＡｏｆＨｓｆｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅＨｓｆｓａｒｅａｌｓｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙｒｅｄｕｎｄａｎｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｓｉｎｇｌｅｍｕｔａｎｔｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＨｓｆａｎｄｒｅｓｃｕｅｏｆｙｅａｓｔＨｓｆ１ｌｅｔｈａｌｍｕｔａｎｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ＨｓｐｓａｌｓｏａｃｔａｓｎｅｇａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｓｆｓ． ＫｅｙｗｏｒｄｓＨｅａｔｓｈｏｃｋｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ（Ｈｓｆｓ），Ｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎｓ（Ｈｓｐｓ），Ｈｅａｔｓｔｒｅｓｓ，Ａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓ

以多种蛋白为例阐述蛋白质结构与功能的关系

举例说明蛋白质结构和功能的关系 答： 1.蛋白质的一级结构与功能的关系 蛋白质的一级机构指：肽链中氨基酸残基（包括二硫键的位置）的排列顺序。一级结构是蛋白质空间机构的基础，包含分子所有的信息，且决定蛋白质高级结构与功能。 ①一级结构的变异与分子病 蛋白质一级结构是空间结构的基础，与蛋白质的功能密切相关，一级机构的改变，往往引起蛋白质功能的改变。 例如：镰刀形细胞贫血病 镰刀形细胞贫血病的血红蛋白（HbS）与正常人的血红蛋白（HbA）相比，发现，两种血红蛋白的差异仅仅来源于一个肽段的位置发生了变化，这个差异肽段是位于β链N端的一个八肽。在这个八肽中，β链N端第6位氨基酸发生了置换，HbA中的带电荷的谷氨酸残基在HbS中被置换成了非极性缬氨酸残基，即蛋白质的一级机构发生了变化。 ②序列的同源性 不同生物中执行相同或相似功能的蛋白质称为同源蛋白质，同源蛋白质的一级机构具有相似性，称为序列的同源性。最为典型的例子， 例如：细胞色素C（Cyt c） Cyt c是古老的蛋白质，是线粒体电子传递链中的组分，存在于从细菌到人的所有需氧生物中。通过比较Cyt c的序列可以反映不同种属生物的进化关系。亲缘越近的物种，Cyt c中氨基酸残基的差异越小。如人与黑猩猩的Cyt c完全一致，人与绵羊的Cyt c有10个残基不同，与植物之间相差更多。蛋白质的进化反映了生物的进化。 2.蛋白质空间结构与功能的关系 天然状态下，蛋白质的多肽链紧密折叠形成蛋白质特定的空间结构，称为蛋白质的天然构象或三维构象。三维构象与蛋白质的功能密切相关。 ①一级结构与高级结构的关系： 一级结构决定高级机构，当特定构象存在时，蛋白质表现出生物功能；当特定构象被破坏时，即使一级构象没有发生改变，蛋白质的生物学活性丧失。例如：牛胰核糖核苷酸酶A（RNase A）的变性与复性 当RNase A处于天然构象是，具有催化活性； 当RNase A处于去折叠状态时，二硫键被还原不具有催化活性；当RNase A恢复天然构象时，二硫键重新形成，活性恢复。 ②变构效应 变构效应：是寡聚蛋白质分子中亚基之间存在相互作用，这种相互作用通过亚基构象的改变来实现。蛋白质在执行功能是时，构象发生一定变化。 例如：肌红蛋白、血红蛋白与氧的结合 两种蛋白质有很多相同之处，结构相似表现出相似功能。这两钟蛋白质都含有血红素 辅基，都能与氧进行可逆结合，因此存在着氧合与脱氧的两种结构形式。但是肌红蛋白几乎在任何氧分压情况下都保持对氧分子的高亲和性。血红蛋白则不同，在氧分压较高时，血红蛋白几乎被氧完全饱和；而在氧分压较低时，血红蛋白与氧的亲和力降低，释放出携带的氧并转移给肌红蛋白。

钙参与植物对热激的反应与适应

钙参与植物对热激的反应与适应Ξ 宰学明1,吴国荣2 (1.金陵科技学院园艺系,江苏　南京　210038;2.南京师范大学生命科学学院,江苏　南京　210097) 摘　要:从Ca2+参与热激,调控热激(钙调素、Ca2+2CaM信号系统、Ca2+2A TPase应激反应)等方面综述了植物对热激的适应与Ca2+之间的关系。 关键词:植物;热激;反应;适应;Ca2+ 中图分类号:Q945.3 文献标识码:A 文章编号:1672-755X(2005)02-0082-03 C a2+and Plant R esponding and Adapting to H eat Shock ZA I Xue2Ming1,WU Guo2rong2 (1.Jinling Institute of Technology,Nanjing210038,China; 2.Nanjing Normal University,Nanjing210097,China) Abstract:The relations of Ca2+and plant responding and adapting to heat shock are reviewed from the facts such as Ca2+taking part in heat shock and regulating it(CaM,the signal system of Ca2+ 2CaM,the response of Ca2+2A TPase). K ey w ords:plant;heat shock;responding;adapt;Ca2+ 温室效应,干旱高温直接威胁着21世纪农业生产的发展。近年来对植物热胁迫适应机理的研究引起了广泛关注。生理学研究表明,Ca2+在植物抗逆性中具有重要作用,它可以作为耦联胞外信号与胞内生理生化反应的第二信使。现将近年来国内外Ca2+与植物对热激适应关系的研究进展综述如下。 1　C a2+参与植物的热激反应 80年代,在动物的研究中己发现热激使果蝇、大鼠细胞中[Ca2+]显著升高,随后在植物方面也证明这一点。K1ein等发现对悬浮培养的梨细胞热激处理能使细胞中的[Ca2+]显著提高[1];G ong 等用转水母发光蛋白基因的烟草进行实验时发现热激时细胞质中[Ca2+]有短暂升高而叶绿体中[Ca2+]却无变化,用质膜的Ca2+通道阻断剂和细胞内Ca2+通道阻断剂或磷脂酶(PLC)抑制剂均可抑制热激后[Ca2+]的升高,所以热激既动员胞内Ca2+又动员胞外[Ca2+][2]。在蓝藻中热激同样既动员胞内[Ca2+]又动员胞外[Ca2+][3]。这给Ca2+参予热激反应提供了更为确切的证据。 2　C a2+参与热激蛋白基因的表达和调节 当前有关热胁迫信号通过何种途径激活热激蛋白的基因表达是热激蛋白研究领域中的热点。在植物中用Ca2+载体A23187或Ca2+整合剂EG2 TA预处理白菜下胚轴或种子,可分别促进或抑制 第21卷　第2期2005年6月 金陵科技学院学报 JOURNAL OF J INL IN G INSTITU TE OF TECHNOLO GY Vol.21,No.2 J un.,2005 Ξ收稿日期:2004-04-10;修回日期:2005-04-22 作者简介:宰学明(1968-),男,江苏仪征人,硕士,金陵科技学院讲师,主要从事植物生理生化教学和科研。

高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系

高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系小编给各位考生整理了高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系技巧，希望对大家有所帮助。更多的资讯请持续关注。 高考复习正在进行中，高考生物想在原有的基础上提分，这就要求考生要掌握一定的知识量，能随机应变，灵活运用已掌握的知识。以下是小编对《高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系技巧》进行的总结，供考生参考。 常见考法：在平常测试中，蛋白质知识占有较大比例，可以以选择题或简答题的形式出现。通常考查氨基酸结构的判断、氨基酸脱水缩合过程中的计算问题、蛋白质的结构和功能等相关问题，出题形式灵活，难度较大。在高考中，从近几年生物试题看，有关蛋白质的结构与功能一直是高考命题的热点，题目多以选择题形式考查。除上海高考题外，其他地区试题较少涉及蛋白质的有关计算。结合蛋白质的合成、蛋白质结构多样性及具体蛋白质类物质的功能是近几年各地试题命题的新动向。 高考生物必备知识点：蛋白质结构与功能的关系 蛋白质一级结构又称化学结构(primary structure)，是指氨基酸在肽键中的排列顺序和二硫键的位置，肽链中氨基酸间以肽键为连接键。蛋白质的一级结构是最基本的结构，它决定了蛋白质的二级结构和三级结构，其三维结构所需的全

部信息都贮存于氨基酸的顺序之中。 二级结构(secondary structure)是指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键星湖作用而形成的空间结构。 三级结构(tertiary structure)是指多肽链在二级结构的基础上，进一步折叠，盘曲而形成特定的球状分子结构。 四级结构(quaternary structure)是由两条或者两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成的具有特定三维结构的蛋白质构想。 不同的蛋白质，由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质，功能与结构密切相关。 高考生物必备知识点：蛋白质相关概念 1、氨基酸：氨基酸的结构是这节的一个难点，因为这个牵涉到有机化合物结构式的书写，而这些内容在化学方面还没有介绍，因此这里要注意听老师认真讲解。氨基酸的种类很多，但构成生物体蛋白质的氨基酸只有20种，这20种都有个共同的特定，就是都至少有一个氨基和一个羧基，并且氨基和羧基都连在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。说明一点，大家只需要记住氨基酸的结构通式，会判断就可以，具体氨基酸的结构式不需要掌握。 2、氨基酸的脱水缩合：这个也是一个难点。脱水缩合是氨

蛋白质的结构和功能的关系

蛋白质结构与功能的关系 摘要：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。天然蛋白质的构象一旦发生变化，必然会影响到它的生物活性。由于蛋白质的构象的变化引起蛋白质功能变化，可能导致蛋白质构象紊乱症，当然也能引起生物体对环境的适应性增强！现而今关于蛋白质功能研究还有待发展，一门新兴学科正在发展，血清蛋白组学，生物信息学等！本文仅就蛋白质结构与其功能关系进行粗略阐述。 关键词：蛋白质分子一级结构、空间结构、折叠/功能关系、蛋白质构象紊乱症；分子伴侣正文： 1、蛋白质分子一级结构和功能的关系 蛋白质分子中关键活性部位氨基酸残基的改变，会影响其生理功能，甚至造成分子病(molecular disease)。例如镰状细胞贫血，就是由于血红蛋白分子中两个β亚基第6位正常的谷氨酸变异成了缬氨酸，从酸性氨基酸换成了中性支链氨基酸，降低了血红蛋白在红细胞中的溶解度，使它在红细胞中随血流至氧分压低的外周毛细血管时，容易凝聚并沉淀析出，从而造成红细胞破裂溶血和运氧功能的低下。 另一方面，在蛋白质结构和功能关系中，一些非关键部位氨基酸残基的改变或缺失，则不会影响蛋白质的生物活性。例如人、猪、牛、羊等哺乳动物胰岛素分子A链中8、9、10位和B链30位的氨基酸残基各不相同，有种族差异，但这并不影响它们都具有降低生物体血糖浓度的共同生理功能。 蛋白质一级结构与功能间的关系十分复杂。不同生物中具有相似生理功能的蛋白质或同一种生物体内具有相似功能的蛋白质，其一级结构往往相似，但也有时可相差很大。如催化DNA 复制的DNA聚合酶，细菌的和小鼠的就相差很大，具有明显的种族差异，可见生命现象十分复杂多样。 2、蛋白质分子空间结构和功能的关系 蛋白质分子空间结构和其性质及生理功能的关系也十分密切。不同的蛋白质，正因为具有不同的空间结构，因此具有不同的理化性质和生理功能。如指甲和毛发中的角蛋白，分子中含有大量的α-螺旋二级结构，因此性质稳定坚韧又富有弹性，这是和角蛋白的保护功能分不开的;而胶原蛋白的三股π螺旋平行再几股拧成缆绳样胶原微纤维结构，使其性质稳定而具有强大的抗张力作用 又如细胞质膜上一些蛋白质是离子通道，就是因为在其多肽链中的一些α-螺旋或β-折叠二级结构中，一侧多由亲水性氨基酸组成，而另一侧却多由疏水性氨基酸组成，因此是具有“两亲性”(amphipathic)的特点，几段α-螺旋或β-折叠的亲水侧之间就构成了离子通道，而其疏水侧，即通过疏水键将离子通道蛋白质固定在细胞质膜上。载脂蛋白也具有两亲性，既能与血浆中脂类结合，又使之溶解在血液中进行脂类的运输。 3、折叠/功能关系 体内各种蛋白质都有特殊的生理功能，这与空间构象有着密切的关系。肌红蛋门和血红蛋白是阐述空间结构与功能关系的典型例子。肌红蛋门(Mb))和血红蛋白(Hb)都是含血红素辅基的结合蛋白质。Mb有一条肽链，经盘曲折折叠形成三级结构，整条肽链由A~H8段α螺旋盘曲折叠成为球状，疏水氨基酸侧链在分子内部，亲水氨基酸侧链在分子外部，形成亲水的球状蛋白，血红素辅基位于Mb分子内部的袋状空穴中。Hb有四条肽链，两条β链也有与Mb 相似的A~H8段α螺旋，有两条α链只有7段α螺旋。Hb与Mb的折叠方式相似，也都能与氧进行可逆的结合。Hb的一个亚基与氧结合后可引起构象变化，是另一个亚基更易于与氧结合，这种带氧的亚基协助不带氧的亚基去结合氧的现象称为协同效应。氧与Hb结合后可

蛋白质的结构与功能概述

蛋白质的结构与功能概述 「考纲」 1.蛋白质的分子组成：①元素组成；②基本单位。 2.蛋白质的分子结构：①肽键与肽；②一级结构；③二级结构--α螺旋；④三级和四级结构概念。 3.蛋白质的理化性质：①等电点；②沉淀；③变性。 「考点」 1.蛋白质的含氮量平均为16%。 2.氨基酸是蛋白质的基本组成单位，除甘氨酸外属L-α-氨基酸。 3.酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸；碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸。 4.半胱氨酸巯基是GSH的主要功能基团。 5.一级结构的主要化学键是肽键。 6.维系蛋白质二级结构的因素是氢键 7.并不是所有的蛋白质都有四级结构。 8.溶液pH>pI时蛋白质带负电，溶液pH 9.蛋白质变性的实质是空间结构的改变，并不涉及一级结构的改变。 「试题」 （1～3题共用备选答案） A.蛋白质一级结构 B.蛋白质二级结构 C.蛋白质三级结构 D.蛋白质四级结构 E.单个亚基结构 1.不属于空间结构的是 答案：A 2.整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置即是 答案：C 3.蛋白质变性时，不受影响的结构是 答案：A 4.维系蛋白质分子一级结构的化学键是 A.离子键 B.肽键 C.二硫键 D.氢键 E.疏水键 答案：B 5.变性蛋白质的主要特点是 A.不易被蛋白酶水解 B.分子量降低 C.溶解性增加 D.生物学活性丧失 E.共价键被破坏 答案：D

蛋白质二级结构是指分子中6. A.氨基酸的排列顺序 B.每一氨基酸侧链的空间构象 C.局部主链的空间构象 D.亚基间相对的空间位置 E. 每一原子的相对空间位置 答案： C 7.下列关于肽键性质和组成的叙述正确的是 A.由C α和 C-COOH组成 B.由Cα1 和Cα2组成 C.由 Cα和 N组成 D. 肽键有一定程度双键性质 E. 肽键可以自由旋转 答案： D （ 8～ 9题共用备选答案） A. 一级结构破坏 B.二级结构破坏 C. 三级结构破坏 D.四级结构破坏 E. 空间结构破坏 8.亚基解聚时 答案： D 9. 蛋白酶水解时 答案： A 10. 关于蛋白质二级结构的叙述正确的是指 A. 氨基酸的排列顺序 B.每一氨基酸侧链的空间构象 C.局部主链的空间构象 D.亚基间相对的空间位置 E.每一原子的相对空间位置 C 答案：

高中生物蛋白质结构与功能的关系

高中生物蛋白质结构与功能的关系 常见考法：在平常测试中，蛋白质知识占有较大比例，可以以选择题或简答题的形式出现。通常考查氨基酸结构的判断、氨基酸脱水缩合过程中的计算问题、蛋白质的结构和功能等相关问题，出题形式灵活，难度较大。在高考中，从近几年生物试题看，有关蛋白质的结构与功能一直是高考命题的热点，题目多以选择题形式考查。除上海高考题外，其他地区试题较少涉及蛋白质的有关计算。结合蛋白质的合成、蛋白质结构多样性及具体蛋白质类物质的功能是近几年各地试题命题的新动向。 1蛋白质相关概念 1.氨基酸：氨基酸的结构是这节的一个难点，因为这个牵涉到有机化合物结构式的书写，而这些内容在化学方面还没有介绍，因此这里要注意听老师认真讲解。氨基酸的种类很多，但构成生物体蛋白质的氨基酸只有20种，这20种都有个共同的特定，就是都至少有一个氨基和一个羧基，并且氨基和羧基都连在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。说明一点，大家只需要记住氨基酸的结构通式，会判断就可以，具体氨基酸的结构式不需要掌握。小编为大家整理整理了高中语数外、政史地、物化生九科知识点，各科知识点都包含了知识专题、学习方法、解题技巧等内容。更多2016年高考各科复习知识点请查看>>，高考知识点频道有你想要的珍贵复习资料。欢迎访问，高考生的专属网站。 2.氨基酸的脱水缩合：这个也是一个难点。脱水缩合是氨基酸相互结合的方式，并且脱水缩合只发生在共同结构的氨基和羧基之间，R基上的氨基和羧基不参与脱水缩合。三肽和三肽以上又叫多肽，也叫肽链，有时还考查到环状肽。肽链不呈直线，也不在同一平面上，因此使得蛋白质具有十分复杂的空间结构。 3.蛋白质的结构和功能：蛋白质的结构可以分为化学结构和空间

第1章 蛋白质结构与功能习题

第二章蛋白质的结构与功能 复习测试 （一）名词解释 1. 肽键 2. 结构域 3. 蛋白质的等电点 4. 蛋白质的沉淀 5. 蛋白质的凝固 （二）选择题 A型题： 1. 天然蛋白质中不存在的氨基酸是： A. 胱氨酸 B. 谷氨酸 C. 瓜氨酸 D. 蛋氨酸 E. 丝氨酸 2. 下列哪种氨基酸为非编码氨基酸： A. 半胱氨酸 B. 组氨酸 C. 鸟氨酸 D. 丝氨酸 E. 亮氨酸 3. 下列氨基酸中哪种氨基酸无 L型与D型氨基酸之分： A. 丙氨酸 B. 甘氨酸 C. 亮氨酸 D. 丝氨酸 E. 缬氨酸 4. 天然蛋白质中有遗传密码的氨基酸有： A. 8种 B. 61种 C. 12种 D. 20种 E. 64种 5. 测定100克生物样品中氮含量是2克，该样品中蛋白质含量大约为： A. 6.25% B. 12.5% C. 1% D. 2% E. 20% 6. 蛋白质分子中的肽键： A. 是一个氨基酸的α-氨基和另一个氨基酸的α-羧基形成的 B. 是由谷氨酸的γ-羧基与另一个氨基酸的α-氨基形成的 C. 氨基酸的各种氨基和各种羧基均可形成肽键 D. 是由赖氨酸的ε-氨基与另一分子氨基酸的α-羧基形成的 E. 以上都不是 7. 多肽链中主链骨架的组成是 A. –CNCCNCNCCNCNCCNC- B. –CCHNOCCHNOCCHNOC- C. –CCONHCCONHCCONHC- D. -CCNOHCCNOHCCNOHC- E. -CCHNOCCHNOCCHNOC- 8. 蛋白质的一级结构是指下面的哪一种情况： A. 氨基酸种类的数量 B. 分子中的各种化学键 C. 多肽链的形态和大小 D. 氨基酸残基的排列顺序 E. 分子中的共价键 9. 维持蛋白质分子一级结构的主要化学键是： A. 盐键 B. 氢键 C. 疏水键 D. 二硫键 E. 肽键 10. 蛋白质分子中α-螺旋构象的特点是： A. 肽键平面充分伸展 B. 靠盐键维持稳定 C. 螺旋方向与长轴垂直 D. 多为左手螺旋 E. 以上都不是 11. 下列哪种结构不属于蛋白质二级结构： A. α-螺旋 B. 双螺旋 C. β-片层 D. β-转角 E. 不规则卷曲

蛋白质结构与功能关系

举例说明蛋白质的结构于其功能之间的关系。 1、蛋白质一级结构决定高级结构，高级结构决定生物功能。 2、在不同种属之间，有些 aa 发生变化，不影响他的生物功能，例如，胰岛素的种属差异十分明显，但不同种属间分离得到的胰岛素具有相同的将血糖作用，不同种属间胰分离得到的胰岛素具有相同的将血糖作用，不同种属间胰岛素的一级结构稍有不同，但功能相同，主要是不同种属间具有20个不变aa残基构成的保守区决定的。此外，还包括细胞色素c，肌红蛋白，血红蛋白等一级结构稍有不同，功能相似。 3、在不同种属之间，由于基因突变，有些 aa 发生微观变化就引起功能的明显变化。例如，人的镰刀状红细胞贫血病和地中海贫血病。人的血红蛋白 b 链中第 6 位 glu 被 val 代替，由一个 aa 的变化，导致红细胞呈镰刀状， 降低运氧能力一起细胞形态和功能的变化。力起细胞形态和功能的变化 4、总之，蛋白质一级结构中各 aa 贡献不同，不变残基在蛋白质高级结构和功能上起重要作用，可变残基发生改变，不引起功能变化。不变残基在功能上起作用，可变残基在蛋白质进化上起重要作用。 5、蛋白质高级结构与功能的高度统一，结构决定功能。如血红蛋白的变构效应。血红蛋白由 4 个亚基组成， 2 个 a 亚基 ,2 个 b 亚基，分子中的 a 亚基对氧的亲和力比 b 亚基大，能首先与第一个氧结合，导致 a 亚基构象发生变化，进而引起相邻的b 亚基的构象也发生变化进而引起相邻的 b 亚基的构象也发生变化，增强 b 亚基对氧的亲和力。由于导致整个血红蛋白分子构象发生改变，与氧的结合能力大大加强，在肺部充分利用氧，使氧分压不致过高，在血液流经组织内时，当第一个氧放出后，其余三个氧很快放出，供组织利用氧。

蛋白质的结构和功能

第二讲蛋白质的结构与功能(第二部份) Lecture 2 Structure and Function of Protein (Part II) (续) 2.5 升降β-筒（Up and Down β-barrel） 相邻及平行的β-链间以发卡连接形成升降形式的筒形结构。β-链间连接的β-转角常是底物结合位点（图34~35）。 图34 大豆胰蛋白酶抑制剂中的升降β-筒 Fig 34 The Up and Down β-barrel in Soybean Trypsin Inhibitor 图35 视黄醇结合蛋白中的升降β-筒 Fig 35 The Up and Down β-barrel in Retinol Binding Protein 2.6 β-三叶草折叠（β Trefoil Folds） “β-三叶草折叠”是β-折叠链盘绕形成近似的具有三重对称轴的“三叶草”样结构（图36）。 图36 刺酮胰蛋白酶抑制剂中的β-三叶草折叠 Fig 36 The β Trefoil Fold in Erythrina Trypsin Inhibitor 2.7 β-螺旋（β Helix） 由β-折叠链盘绕形成“螺旋”样结构，比较少见（图37）。

图37 果胶酸脂裂解酶C中的β-螺旋 Fig 37 The β Helix in Pectate Lyase C 3. 全α拓扑结构(All α Topologies) 此类拓扑结构全部由α-螺旋构成。α-螺旋常呈反平行排列或垂直连接。前述“EF手型模体”、“螺旋-转角-螺旋模体”、“同源结构域模体”以及“亮氨酸拉链模体”均属于此类拓扑结构。 3.1 升降螺旋束（Up and Down Helix Bundle） 相邻反向排列的αα模体首尾相连，每个螺旋向左倾斜18°，形成左手扭曲的筒形螺旋束。最常见的是4螺旋束，形成两层结合（图38~41）。 图38 细胞色素b562中的升降螺旋束 Fig 38 The Up and Down Helix Bundle in Cytochrome b562 图39 铁蛋白中的升降螺旋束 Fig 39 The Up and Down Helix Bundle in Ferritin