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球状蛋白质的结构与功能

球状蛋白质结构紧密,呈球状,长/宽<3~4,溶于水,如血红蛋白和胰蛋白酶等。

生物体的主要功能是依赖球状蛋白质来完成。机体内有各种各样的球状蛋白质,这里只选择两类与人体健康有密切关系的蛋白质一珠蛋白家族和免疫球蛋白为例,详细分析它们的结构与功能之间的关系。

珠蛋白家族

光合有机体在地球上的诞生为大气带来了氧气,而氧气的出现大大地推动了地球上生物的进化,因为富能生物分子通过有氧代谢可释放出更多的能量,产生更多的ATP。

例如,1分子葡萄糖在无氧条件下分解,只能为细胞产生2个ATP,但在有氧条件下彻底分解,可为细胞产生至少30个ATP。

然而,生物在利用氧气的时候,会遇到一个麻烦,就是氧气的水溶性比较差。为了解决这个问题,生物在进化过程中,需要借助于一类特殊的蛋白质来运输或贮存氧气,而珠蛋白家族就是这一类蛋白质。

这一家族的蛋白质都含有血红素辅基,都能够可逆地结合氧气,都含有珠蛋白折叠这样的结构模体。属于这一类家族的蛋白质有:肌红蛋白(Mb)、血红蛋白(Hb)、神经珠蛋白(Ngb)、细胞珠蛋白(Cygb)、雄珠蛋白和豆血红蛋白(IegHb)等。

其中肌红蛋白和血红蛋白最为重要,存在于绝大多数脊椎动物体内,只有一些生活在南极水域的冰鱼缺乏这两种蛋白质。

至于IegHb,仅存在于豆科植物的根瘤中,它与氧气结合以后可为固氮菌细胞内的固氮酶创造无氧的环境,因为固氮酶只有在无氧的条件下才能催化反应。

重点介绍肌红蛋白、血红蛋白及其突变体的结构与功能。

免疫球蛋白

免疫球蛋白(Ig)即抗体,是一类由B淋巴细胞分泌出的糖蛋白,可以与特异的抗原结合从而激发特定的体液免疫反应。