蛋白質(zhì)分子一級(jí)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系
蛋白質(zhì)分子中關(guān)鍵活性部位氨基酸殘基的改變，會(huì)影響其生理功能，甚至造成分子?。╩olecular disease）。例如鐮狀細(xì)胞貧血，就是由于血紅蛋白分子中兩個(gè)β亞基第6位正常的谷氨酸變異成了纈氨酸，從酸性氨基酸換成了中性支鏈氨基酸，降低了血紅蛋白在紅細(xì)胞中的溶解度，使它在紅細(xì)胞中隨血流至氧分壓低的外周毛細(xì)血管時(shí)，容易凝聚并沉淀析出，從而造成紅細(xì)胞破裂溶血和運(yùn)氧功能的低下。另實(shí)驗(yàn)證明，若切除了促腎上腺皮質(zhì)激素或胰島素A鏈N端的部分氨基酸，它們的生物活性也會(huì)降低或喪失，可見(jiàn)關(guān)鍵部分氨基酸殘基對(duì)蛋白質(zhì)和多肽功能的重要作用。
所謂“分子病”，首先是蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，從而引起其功能的異?；騿适斐傻募膊?。可見(jiàn)蛋白質(zhì)關(guān)鍵部位甚至僅一個(gè)氨基酸殘基的異常，對(duì)蛋白質(zhì)理化性質(zhì)和生理功能均會(huì)有明顯的影響。分子病是基因突變引起的遺傳性疾病，當(dāng)然首先就是DNA分子結(jié)構(gòu)的改變，是其分子編碼相應(yīng)蛋白質(zhì)基因結(jié)構(gòu)的改變，這是1949年美國(guó)科學(xué)家Pauling在研究血紅蛋白時(shí)首先提出來(lái)的。目前已知血紅蛋白分子異常有500多種，其中約一半在臨床上可造成分子病。分子病也包括整條多肽鏈在合成時(shí)的缺失，如血紅蛋白分子病中的地中海貧血，可缺失血紅蛋白α－亞基或β－亞基等?，F(xiàn)在已知人類有幾千種先天遺傳性疾病，其中大多是由于相應(yīng)蛋白質(zhì)分子異?；蛉笔?。今舉一些并不是十分罕見(jiàn)的分子病實(shí)例如下（表2－9）
另一方面，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系中，一些非關(guān)鍵部位氨基酸殘基的改變或缺失，則不會(huì)影響蛋白質(zhì)的生物活性。例如人、豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物胰島素分子A鏈中8、9、10位和B鏈30位的氨基酸殘基各不相同，有種族差異，但這并不影響它們都具有降低生物體血糖濃度的共同生理功能。又如在人群的不同個(gè)體之間，同一種蛋白質(zhì)有時(shí)也會(huì)有氨基酸殘基的不同或差異，個(gè)體之間，同一種蛋白質(zhì)中有時(shí)會(huì)存在一級(jí)結(jié)構(gòu)的微小差異，但這也并不影響不同個(gè)體中它們擔(dān)負(fù)相同的生理功能。但差異的氨基酸，若是在氨基酸分類中從脂肪族換成芳香族氨基酸等，即蛋白質(zhì)之間的免疫原性就會(huì)差異較大，由這些蛋白質(zhì)組成人體組織、器官，在臨床上進(jìn)行移植時(shí)，就可產(chǎn)生排異反應(yīng)。
蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系十分復(fù)雜。不同生物中具有相似生理功能的蛋白質(zhì)或同一種生物體內(nèi)具有相似功能的蛋白質(zhì)，其一級(jí)結(jié)構(gòu)往往相似，但也有時(shí)可相差很大。如催化DNA復(fù)制的DNA聚合酶，細(xì)菌的和小鼠的就相差很大，具有明顯的種族差異，可見(jiàn)生命現(xiàn)象十分復(fù)雜多樣。
蛋白質(zhì)分子中關(guān)鍵活性部位氨基酸殘基的改變，會(huì)影響其生理功能，甚至造成分子?。╩olecular disease）。例如鐮狀細(xì)胞貧血，就是由于血紅蛋白分子中兩個(gè)β亞基第6位正常的谷氨酸變異成了纈氨酸，從酸性氨基酸換成了中性支鏈氨基酸，降低了血紅蛋白在紅細(xì)胞中的溶解度，使它在紅細(xì)胞中隨血流至氧分壓低的外周毛細(xì)血管時(shí)，容易凝聚并沉淀析出，從而造成紅細(xì)胞破裂溶血和運(yùn)氧功能的低下。另實(shí)驗(yàn)證明，若切除了促腎上腺皮質(zhì)激素或胰島素A鏈N端的部分氨基酸，它們的生物活性也會(huì)降低或喪失，可見(jiàn)關(guān)鍵部分氨基酸殘基對(duì)蛋白質(zhì)和多肽功能的重要作用。
所謂“分子病”，首先是蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，從而引起其功能的異?；騿适斐傻募膊?。可見(jiàn)蛋白質(zhì)關(guān)鍵部位甚至僅一個(gè)氨基酸殘基的異常，對(duì)蛋白質(zhì)理化性質(zhì)和生理功能均會(huì)有明顯的影響。分子病是基因突變引起的遺傳性疾病，當(dāng)然首先就是DNA分子結(jié)構(gòu)的改變，是其分子編碼相應(yīng)蛋白質(zhì)基因結(jié)構(gòu)的改變，這是1949年美國(guó)科學(xué)家Pauling在研究血紅蛋白時(shí)首先提出來(lái)的。目前已知血紅蛋白分子異常有500多種，其中約一半在臨床上可造成分子病。分子病也包括整條多肽鏈在合成時(shí)的缺失，如血紅蛋白分子病中的地中海貧血，可缺失血紅蛋白α－亞基或β－亞基等?，F(xiàn)在已知人類有幾千種先天遺傳性疾病，其中大多是由于相應(yīng)蛋白質(zhì)分子異?；蛉笔?。今舉一些并不是十分罕見(jiàn)的分子病實(shí)例如下（表2－9）
另一方面，在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系中，一些非關(guān)鍵部位氨基酸殘基的改變或缺失，則不會(huì)影響蛋白質(zhì)的生物活性。例如人、豬、牛、羊等哺乳動(dòng)物胰島素分子A鏈中8、9、10位和B鏈30位的氨基酸殘基各不相同，有種族差異，但這并不影響它們都具有降低生物體血糖濃度的共同生理功能。又如在人群的不同個(gè)體之間，同一種蛋白質(zhì)有時(shí)也會(huì)有氨基酸殘基的不同或差異，個(gè)體之間，同一種蛋白質(zhì)中有時(shí)會(huì)存在一級(jí)結(jié)構(gòu)的微小差異，但這也并不影響不同個(gè)體中它們擔(dān)負(fù)相同的生理功能。但差異的氨基酸，若是在氨基酸分類中從脂肪族換成芳香族氨基酸等，即蛋白質(zhì)之間的免疫原性就會(huì)差異較大，由這些蛋白質(zhì)組成人體組織、器官，在臨床上進(jìn)行移植時(shí)，就可產(chǎn)生排異反應(yīng)。
蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系十分復(fù)雜。不同生物中具有相似生理功能的蛋白質(zhì)或同一種生物體內(nèi)具有相似功能的蛋白質(zhì)，其一級(jí)結(jié)構(gòu)往往相似，但也有時(shí)可相差很大。如催化DNA復(fù)制的DNA聚合酶，細(xì)菌的和小鼠的就相差很大，具有明顯的種族差異，可見(jiàn)生命現(xiàn)象十分復(fù)雜多樣。