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		蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的重要性質(zhì)

　　蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，它的酸堿性質(zhì)取決于肽鏈上的可解離的R基團(tuán)。不同蛋白質(zhì)所含有的氨基酸的種類、數(shù)目不同，所以具有不同的等電點。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)所處環(huán)境的pH大于pI時，蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷，pH小于pI時，蛋白質(zhì)帶正電荷，pH等于 pI時，蛋白質(zhì)所帶凈電荷為零，此時溶解度最小。

　　蛋白質(zhì)分子表面帶有許多親水基團(tuán)，使蛋白質(zhì)成為親水的膠體溶液。蛋白質(zhì)顆粒周圍的水化膜（水化層）以及非等電狀態(tài)時蛋白質(zhì)顆粒所帶的同性電荷的互相排斥是使蛋白質(zhì)膠體系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素。當(dāng)這些穩(wěn)定因素被破壞時，蛋白質(zhì)會產(chǎn)生沉淀。高濃度中性鹽可使蛋白質(zhì)分子脫水并中和其所帶電荷，從而降低蛋白質(zhì)的溶解度并沉淀析出，即鹽析。但這種作用并不引起蛋白質(zhì)的變性。這個性質(zhì)可用于蛋白質(zhì)的分離。

　　蛋白質(zhì)受到某些物理或化學(xué)因素作用時，引起生物活性的喪失，溶解度的降低以及其它性質(zhì)的改變，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性作用。變性作用的實質(zhì)是由于維持蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的次級鍵遭到破壞而造成天然構(gòu)象的解體，但未涉及共價鍵的斷裂。有些變性是可逆的，有些變性是不可逆的。當(dāng)變性條件不劇烈時，變性是可逆的，除去變性因素后，變性蛋白又可從新回復(fù)到原有的天然構(gòu)象，恢復(fù)或部分恢復(fù)其原有的生物活性，這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的復(fù)性。

　　不同的蛋白質(zhì)，由于結(jié)構(gòu)不同而具有不同的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象所具有的性質(zhì)，功能與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

　　1．一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

　　蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)功能有相適應(yīng)性和統(tǒng)一性，可從以下幾個方面說明：

　　（1）一級結(jié)構(gòu)的變異與分子病

　　蛋白質(zhì)中的氨基酸序列與生物功能密切相關(guān)，一級結(jié)構(gòu)的變化往往導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物功能的變化。如鐮刀型細(xì)胞貧血癥，其病因是血紅蛋白基因中的一個核苷酸的突變導(dǎo)致該蛋白分子中β-鏈第6位谷氨酸被纈氨酸取代。這個一級結(jié)構(gòu)上的細(xì)微差別使患者的血紅蛋白分子容易發(fā)生凝聚，導(dǎo)致紅細(xì)胞變成鐮刀狀，容易破裂引起貧血，即血紅蛋白的功能發(fā)生了變化。

　　（2）一級結(jié)構(gòu)與生物進(jìn)化

　　研究發(fā)現(xiàn)，同源蛋白質(zhì)中有許多位置的氨基酸是相同的，而其它氨基酸差異較大。如比較不同生物的細(xì)胞色素C的一級結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)與人類親緣關(guān)系接近，其氨基酸組成的差異越小，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)差異越大。

　　（3）蛋白質(zhì)的激活作用

　　在生物體內(nèi)，有些蛋白質(zhì)常以前體的形式合成，只有按一定方式裂解除去部分肽鏈之后才具有生物活性，如酶原的激活。

　　2．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

　　蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能之間有密切相關(guān)性，其特定的空間結(jié)構(gòu)是行使生物功能的基礎(chǔ)。以下兩方面均可說明這種相關(guān)性。

　　（1）.核糖核酸酶的變性與復(fù)性及其功能的喪失與恢復(fù)

　　核糖核酸酶是由124個氨基酸組成的一條多肽鏈，含有四對二硫鍵，空間構(gòu)象為球狀分子。將天然核糖核酸酶在8mol/L脲中用β-巰基乙醇處理，則分子內(nèi)的四對二硫鍵斷裂，分子變成一條松散的肽鏈，此時酶活性完全喪失。但用透析法除去β -巰基乙醇和脲后，此酶經(jīng)氧化又自發(fā)地折疊成原有的天然構(gòu)象，同時酶活性又恢復(fù)。

　　（2）血紅蛋白的變構(gòu)現(xiàn)象

　　血紅蛋白是一個四聚體蛋白質(zhì)，具有氧合功能，可在血液中運輸氧。研究發(fā)現(xiàn)，脫氧血紅蛋白與氧的親和力很低，不易與氧結(jié)合。一旦血紅蛋白分子中的一個亞基與O2結(jié)合，就會引起該亞基構(gòu)象發(fā)生改變，并引起其它三個亞基的構(gòu)象相繼發(fā)生變化，使它們易于和氧結(jié)合，說明變化后的構(gòu)象最適合與氧結(jié)合。

　　從以上例子可以看出，只有當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)以特定的適當(dāng)空間構(gòu)象存在時才具有生物活性。

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