题目

[问答题，论述题] 举例说明蛋白质一级结构、空间结构与功能之间的关系。

题目解答

答案

蛋白质一级结构是高级结构的基础。有相似一级结构的蛋白质，其空间构象和功能也有相似之处。如垂体前叶分泌的ACTH的第4至10个氨基酸残基与促黑激素（α-MSH、β-MSH）有相似序列，因此，ACTH有较弱的促黑激素作用。但蛋白质分子关键活性部位氨基酸残基的改变，可导致其功能改变。如镰刀形红细胞性贫血是因其Hb的β-链上一个氨基酸发生改变所致（由正常的β-6-Glu变为β-6-Val）。蛋白质的空间结构与功能密切相关，如Hb由T型（紧密型）变为R型（疏松型），Hb与氧的亲和力增大约200倍。

解析

步骤 1：蛋白质一级结构的定义
蛋白质的一级结构是指蛋白质多肽链中氨基酸的线性排列顺序，即氨基酸残基的序列。一级结构是蛋白质高级结构的基础，决定了蛋白质的高级结构和功能。
步骤 2：蛋白质空间结构的定义
蛋白质的空间结构包括二级结构、三级结构和四级结构。二级结构是指蛋白质多肽链中局部的、有规则的构象，如α-螺旋和β-折叠。三级结构是指蛋白质多肽链中所有原子在三维空间中的排列方式。四级结构是指由多个多肽链组成的蛋白质，各多肽链之间的空间排列方式。
步骤 3：蛋白质一级结构与空间结构的关系
蛋白质的一级结构决定了其空间结构。氨基酸序列的改变可以导致蛋白质空间结构的改变，从而影响蛋白质的功能。例如，镰刀形红细胞性贫血是由于血红蛋白β链上的一个氨基酸发生改变，导致血红蛋白的空间结构发生改变，从而影响其功能。
步骤 4：蛋白质空间结构与功能的关系
蛋白质的空间结构决定了其功能。蛋白质的空间结构决定了其与底物、配体等分子的相互作用，从而决定了其功能。例如，血红蛋白的空间结构决定了其与氧气的结合和释放，从而决定了其运输氧气的功能。