9 生物体内蛋白质-2

2. 原肌球蛋白(protomyosin): 双股helix，棒状直径20 A ， 长490A，每分子覆盖7个G型肌动球蛋白 3. 肌原蛋白(troponin，Tn): 原肌球蛋白结合亚基(Tn T) ：与原肌球蛋白结合 抑制亚基 (Tn I)：与肌动蛋白结合，其抑制作用 肌钙蛋白(Tn C)：Ca 2+结合，是一个钙调节蛋白。
二 G蛋白（guanylate binding protein） ：
即鸟苷酸结合蛋白。 A. Gilman，M. Rodbell（美）因 发现G蛋白及在细胞 内信号转导中的作用， 而获得1994年Nobel 医学/生理学奖。
G蛋白种类多达40
余种，由、β、γ 3个亚基构成，总分 子量约100kDa。
单体 种子(晶核)
PrPc
极慢
快
快
(2) 定向模式（重折叠模式）：

要点： PrPsc比PrPc更稳定，但因存在能障而不能相互转 化。但PrPc分子不断振动会产生一种部分去折叠构象—— 过渡态PrP*，PrP*易被外源性PrPsc模板诱导成为PrPsc 。 基因突变使PrPc更容易转化为PrPsc ，可以解释朊病毒病具 有遗传性的问题。 PrPsc形成可能需有一些蛋白因子参与，如Hsp60
90
232
SP区：22aa的信号肽
中部：有5个8肽+2个6肽重复序列； C-端附近有两个寡糖链和一个二硫键 SS区：疏水信号序列，加上GPI脂锚钩时去除
3 PrP的三维结构：

PrPc与PrPsc 由同一基因编码，全部蛋白编码区都位于一 个完整的外显子中；在病人或正常人脑中PrP mRNA的表 达水平也相同；同种来源的PrPc与PrPsc一级结构相同，aa 没有共价修饰的差异。 PrPc : 有40% -helix， 3% β-sheet， 可形成4个-helix 区(H1~H4) PrPsc：有30%-helix， 43% β-sheet 只有2个-helix 区，H1和H2转变为β-sheet
（2）激素： 由多细胞生物的特殊细胞合成和分泌。人和高等动物 体内激素含氮激素、类固醇激素和脂肪类激素3大类。 高等动物体内的水溶性激素（除甲状腺素外）以及前 列腺素等，作用于靶细胞的膜表面受体；而类固醇激素和 甲状腺素作用于靶细胞的胞内受体。 （3）细胞因子： 由非腺体细胞分泌的高活性的、特异性强的调节蛋白 或肽类，作用于靶细胞后可调节生长和分化等。以自分泌 和旁分泌为主。如平滑肌细胞、血小板、巨噬细胞、淋巴 细胞等，均可分泌细胞因子。 目前将细胞因子按功能分为生长因子类、造血调节因 子类及免疫因子类（白细胞介素、干扰素等）。
2 PrP的一级结构： PrP基因是一个古老且保守的基因，产物为哺乳动物所必须 PrPsc 和PrPc 一级结构相同：
人新生PrP: N
1
sp
22
CHO CHO ss
C
蛋白酶K
S-S
232
253
成熟PrP蛋白: 33~35kDa
23
GPI锚钩 GPI锚钩
PrP27-30 或PrP90-232：
依照β、γ两个亚基的不同可以将G蛋白分为Gs、Gi、Gt等 六类。
三、 G蛋白偶联受体（GPCRs）
G 蛋白偶联受体与质膜上G蛋白偶联存在，已发现300种 以上。 (1) G蛋白偶联受体结构： 分子量40-50kDa左右，它们在结构 上的共同特征是单一肽链7次穿越膜，构 成7次跨膜受体。肽链的N末端在胞膜外， C末端在细胞内。N末端上常有许多糖基 修饰。 G-蛋白偶联受体的作用部位主要 在细胞内第2～3环的跨膜部位。 （2） 功能： 控制着重要的机体功能，比如 身体的一些感觉，还是一类非常重要的药物靶标，当今前50 种最畅销的上市药物中，25％属于G蛋白受体相关药物。
四、 G蛋白系统作用方式
信使
膜效应酶
G蛋白
G蛋白偶联受体

腺苷酸环化酶 （AC）
靶蛋白磷酸化， 调节细胞功能
DG(甘油二酯)-蛋白激酶C
细胞内信使 离子通道等
IP3肌醇磷脂、
Ca2+-钙调蛋白激酶（代谢） Ca2+可作为第二信使启动多种细胞反应； IP3促进肌浆网或内质网储存的Ca2+释放。
五、 G蛋白系统研究的意义：
四 肌肉收缩的分子机理：
（一）钙离子对肌肉收缩的调节作用：
肌肉舒张时，[Ca 2+]<10-7 M， Ca 2+储存在肌质网 [Ca2+] 介于10 -7 ~10 -5 M时，肌肉收缩：
① TnC与Ca 2+结合，使自身三亚基紧密结合，解除抑制。 ② 肌动蛋白与肌球蛋白形成肌动球蛋白—— 横桥结构 ③ 肌球蛋白中ATP 酶水解ATP供能 ,迫使横桥改变角 度，细丝沿着粗 丝滑动 —— 肌肉收缩
1 PrP的生化特性:

PrP是哺乳动物正常基因编码的产物，是含糖的脂锚定蛋白 PrP蛋白与调节正常生理节律和神经传导有关。 PrPc ：正常型（野生型) ； PrP sc：致病型 生化特点： ① PrPsc 对于一些温和的去污剂具有抗溶性。 ② PrPsc 具有相对的抗蛋白酶水解的能力。 ③ PrPsc 和PrPc 都是通过GPI锚脂结合在膜上，磷酸肌醇磷 酸脂酶使PrPc 脱落而PrPsc 不脱落。 ④ 特异的抗体只与PrPc 反应而与PrP sc 不发生免疫反应， 说明这两种蛋白构象表位有所不同。
第三节 肌肉蛋白与肌肉运动
肌肉收缩（muscle contraction) 是最完善的细胞运动 肌肉是效力极高的换能器，ATP化学能机械能 收缩过程依靠收缩蛋白（肌球蛋白、肌动蛋白）及起调节
作用的原肌球蛋白、肌原蛋白和Ca2+的相互作用
一 肌纤维的 分子构成：
肌肉 肌细胞
肌纤维 肌原纤维 (I带+A带） 细丝 + 粗丝 肌节:两z线之间




2004诺贝尔生理学或医学奖（R.Axel，L.B. Buck)：人体 气味受体和嗅觉系统组织方式研究。香气 ---受体结合-- G 蛋白---纤毛膜上的离子通道----产生电信号---沿着神经细 胞的轴突传送---嗅球。 目前的研究认为与心血管疾病有关的主要受体有5种：分 别是1、 2、1肾上腺素能受体、M2-乙酰胆碱能受体 及肾素血管紧张素受体。它们均属于G-蛋白偶联受体家族。 霍乱，百日咳毒素 也是通过G蛋白起作用。 大量滥用的毒品：可卡因，海洛因，大麻等，通过与G蛋 白偶联进入细胞发挥其药性。 目前发现：肿瘤细胞与正常细胞间最大的区别在于细胞内 的信号转导途径的差异。最近研究证实突变的G蛋白基因 是一种致癌基因。对疾病和致病原因的了解有了很大的幫 助，对以后的基因治療將具有重要意义。
的蛋白的感染因子称为朊病毒蛋白(prion protein，PrP) 克雅氏病、脑软化症、库鲁病、疯牛病、致命性失眠症等 1997年获得Nobel生理及医学奖
二 朊病毒蛋白的结构和生化特性：
PrP单体 (有一定的侵染力) 三聚体 (高度侵染力) PrP杆状物（100×200×25nm ) PrP丛状物
粗丝和细丝的相对运动是肌肉收缩的基础
二 粗丝(thick filament)结构：
构成: 肌球蛋白(myosin)， 2×H , 4×L（L1, 2 xL2 , L3） 肌球蛋白头部功能区：
肌动蛋白结合位 ATP酶活性部位
聚合: 肌球蛋白分子尾部
对尾部地反向排列，成一 束粗丝，分子的头朝向两 端，并露出粗丝表面。
PDB 1GP2
PDB 1GP2
G - side view of -propeller
（2）Gβ： G – face view of -propeller 在多数G蛋白中非常类似， 分子量36kDa左右。呈螺旋桨（propeller）状结构， 起到稳固 Ga 结合受体的作用。 （3）Gγ：分子量8~11kDa，除Gt外，大多数G蛋白的γ亚单位 都是相同的。
能障 PrPC 分子振动 PrPSC
PrP*
*
*
总之，朊病毒的复制不需要核酸，是通过PrPsc分子在特定 条件下胁迫或诱导PrPc 分子畸变实现的。
四 PrP的致病机理和免疫特性：
朊病毒满足传染病病原体的三个基本条件：
增殖性：具有自我复制能力 传染性：食用被污染的饲料、注射污染药物、脑外科手 术等均可导致传染 致病性：PrPsc分子积累，即可聚合形成不溶性纤维状 蛋白沉淀，使脑组织出现淀粉状异样病变 朊病毒病还具有遗传性 PrPsc 侵染机体时，常常不引起机体免疫应答。 因为: PrP蛋白是机体正常蛋白，机体不把它视为外源物 PrP蛋白是与脂类结合的膜蛋白，常常抗原性弱或 无抗原性
CD谱和Fourier转换红外光谱（FTIR）研究发现：
PrPc与PrPsc 区别在二级结构上，两者是构象同分异构体。
三 PrP分子的构象转变与复制机理：
1. 种子模型（具核结晶模型）:
要点：一个由少数PrP低聚物构成的种子(病原)是转变的
限速步骤。可解释朊病毒病具有潜伏期和传染性的问题。 无种子存在时，两种单体可快速转变： 单体： PrPSc 有PrPsc 种子时，PrPsc通过与种子结合而稳定，并加 速PrPc向PrPsc转变。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(二) ATP参与 肌肉收缩过程：
第四节 G蛋白系统与信息传递
一 信息分子与受体：
1. 信息分子：
细胞间进行信息传递的一类化合物。包括第一信使（胞 外的信息分子，包括神经递质、激素、细胞因子等）和第二 信使。 信息细胞：向胞外分泌信息分子的细胞。 靶细胞：接受第一信使信息传递作用的相应细胞。 信息分子作用于靶细胞的方式：自分泌、旁分泌和内分泌。 （1）神经递质： 由神经元突触前膜释放，以旁分泌为主。按化学本质分 为乙酰胆碱、氨基酸类、胺类及肽类等。