血红蛋白α链β链的空间结构有何特点？维持血红蛋白四级空间结构的力量包括那些化学键？安顺学院图书馆
答:(1) 血红蛋白是由四条多肽链组成的──二条α链(每条α链含141个氨基酸残基)和二条β链(每条β链含146个氨基酸残基)。每条多肽链的螺旋结构形成一个疏水性的空间，可保护血红素分子不与水接触，Fe2+不被氧化。Fe2+位于血红素卟啉环的中央，与卟啉环的4个吡咯基、O2及多肽链上的组氨酸形成六配位体。每个血红蛋白分子可逆结合4个氧分子，每克血红蛋白可结合1.34 mL氧气。 （2）范德华力、氢键、离子键和疏水键作用还有亚基间的二硫键。
2.镰刀细胞性贫血的分子基础是什么？用什么方法可以诊断？
点突变(point mutation)发生於β-多肽链基因(HBB 基因)上的第六个密码子(condon)，GAG 突变成GTG。结果令到β-多肽链(β-珠球蛋白)上的第六个氨基酸被置换，由谷氨酸(glutamic acid) 置换成缬氨酸(valine)，谷氨酸是一个亲水氨基酸，氨基酸位点位于血红蛋白分子外部，易与水结合。但是缬氨酸是一个疏水氨基酸，这样的氨基酸分子暴露在血红蛋白分子外
部是不利的。由于这样的疏水作用，血红蛋白分子的这个位点不易与水结合，水溶性降低，众多的血红蛋白分子相互聚集沉淀，形成纤维状的纤维沉淀。这样的结果是使得红细胞的形态结构发生变化，红细胞特有的圆饼状结构消失，变成扁平细长的镰刀型细胞。
答：诊断方法：基因检测，限制性内切酶分析法。限制性内切酶分析法是利用限制性内切酶和特异性DNA探针来检测是否存在基因变异。当待测DNA序列中发生突变时会导致某些限制性内切酶位点的改变，某特异的限制性酶切段的状态在电泳迁移率上也会随之改变，借此可作出分析诊断。
南京农业大学学报3 为什么患者的红细胞会变成镰刀状?空气干燥
答：正常人血红蛋白β亚基的第6位氨基酸是谷氨酸，而镰刀形细胞贫血患者的血红蛋白中，谷氨酸变成了缬氨酸。谷氨酸是一个亲水氨基酸，氨基酸位点位于血红蛋白分子外部，易与水结合。但是缬氨酸是一个疏水氨基酸，这样的氨基酸分子暴露在血红蛋白分子外部是不利的。由于这样的疏水作用，血红蛋白分子的这个位点不易与水结合，水溶性降低，众多的血红蛋白分子相互聚集沉淀，形成纤维状的纤维沉淀。这样的结果是使得红细胞的形态结构发生变化，红细胞特有的圆饼状结构消失，变成扁平细长的镰刀型细胞。这
样的细胞结构不稳定，易破碎，而且在红细胞遇到较狭窄的毛细血管时，不易通过，造成了输氧的困难。
4 患者产生症状的病理生理学基础是什么/
HbS纯合子病人往往出现极其剧烈的骨骼、关节或腹部的疼痛，或者发生溶血、黄疸、贫血．这些临床症状有其分子病理学基础。HbS是β链第6位谷氨酸变为缬氨酸的异常血红蛋白。谷氨酸是带负电荷的极性亲水氨基酸，而缬氨酸是不带电荷的非极性疏水氨基酸。虽然氨基酸
的替代发生在分子表面，但由于表面亲水的谷氨酸被疏水的缬氨酸所替代，就使高度水溶的分子外部出现一个疏水的区域，使溶解度下降5倍，因此在氧张力低的毛细血管区，HbS分子问便由于溶解度下降而形成管状凝胶化结构，使红细胞发生镰变．这种僵硬的镰形红细胞难以通过微循环，加上凝胶化结构使血液粘滞性增加，阻塞微循环引起局部缺血缺氧，甚至坏死，产生剧痛。根据血管闭塞的部位不同，导致不同器官的病变，如肝、肾、脑、心损伤等．又由于这种镰变红细胞的变形性降低，易在脾和肝阻留破坏，出现溶血性贫血症状。
e学论坛——选自【医学遗传学】第二版446页
5 镰刀细胞性贫血在世界范围内的分布有何特点？
镰刀型细胞贫血症主要发生在黑人种中,在非洲黑人中的发病率最高。人们在非洲疟疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型个体对疟疾的感染率，比正常人低得多。这是因为镰刀型细胞杂合基因型在人体本身并不表现明显的临床贫血症状，而对寄生在红血球里的疟原虫却是致死的，红血球内轻微缺氧就足以中断疟原虫形成分生孢子，终归于死亡。因此，在疟疾流行的地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流行。这一实例，也说明基因突变的有害性是相对的，在一定外界条件下，有害的突变基因可以转化为有利。此外，镰刀形细胞贫血症在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地,发病人数也不少,在我国的南方地区也发现有这类病例。
6 镰刀细胞性贫血患者的血红蛋白在电泳行为上与正常的血红蛋白有何异同？
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正常的血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的四聚体，其中每条肽链都以非共价键与一个血红素相连接。α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成。镰刀型细胞贫血症患者
的血红蛋白的分子结构与正常人的血红蛋白的分子结构不同。1956年，英格拉姆(Ingram)等人用胰蛋白酶把正常的血红蛋白(HbA)和镰形细胞的血红蛋白(HbS)在相同条件下切成肽段，通过对比二者的滤纸电泳双向层析谱，发现有一个肽段的位置不同。这是β链N末端的一段肽链。也就是说，HbS和HbA的α链是完全相同的，所不同的只是"链上从N末端开始的第6位的氨基酸残基，在正常的HbA分子中是谷氨酸，在病态的HbS分子中却被缬氨酸所代替。
7 人血红蛋白有哪些肽链组成？这些肽链在一级结构上有何差别/
正常的血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的四聚体，其中每条肽链都以非共价键与一个血红蛋白相连接。α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成。
8 如何界定异常血红蛋白病与地中海贫血？
镰状细胞病的特征是红血球形状发生突变，由平滑的圆圈形状改变为新月形或半月形。畸形细胞缺乏可塑性，会阻塞毛细血管，阻碍血液流动。这一状况导致红血球存活期缩短，继而发生贫血，通常称之为镰状细胞贫血。镰状细胞病患者血液含氧量低并且发生血管堵塞，可
导致出现慢性和急性疼痛综合症、重度细菌感染和坏疽(组织坏死)。地中海贫血也是遗传性血液异常。地中海贫血患者的红血球中无法产生足够的血红蛋白，向身体各个部位送氧。当红血球里没有足够的血红蛋白时，氧气则无法到达身体各个部位。这时器官就会缺氧，也就无法正常活动。地中海贫血主要分为两种，即α型和β型，以组成正常血红蛋白的两条蛋白链命名。α型和β型血红蛋白有轻度和重度两种病症。
9 掌握以下概念。
蛋白质一级结构：指多肽中从N-端到C-端的氨基酸序列,包括二硫键的位置 蛋白质二级结构：多肽链借助氢键排列自己特有的a螺旋和b折叠片断
蛋白质三级结构：指一条多肽链在二级结构或者超二级结构甚至结构域的基础上，进一步盘绕，折叠，依靠共价键的维系固定所形成的特定空间结构
蛋白质四级结构：指亚基的种类，数目及各个亚基在寡聚蛋白中的空间排布和亚基之间的互相作用。
结构域：蛋白质多肽链中可被特定分子识别和具有特定功能的三级结构元件。
救世军氢键：和负电性原子或原子团共价结合的氢原子与邻近的负电性原子（往往为氧或氮原子）之间形成的一种非共价键。在保持DNA、蛋白质分子结构和磷脂双层的稳定性方面起重要作用。
疏水键：非极性分子或基团间的相互引力。对稳定蛋白质分子构象及生物膜磷脂双分子层起极重要作用。
α螺旋：蛋白质中常见的二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是右手螺旋结构，螺旋是靠链内氢键维持的。每个氨基酸残基（第n个）的羰基与多肽链C端方向的第4个残基（第4+n个）的酰胺氮形成氢键。在古典的右手α-螺旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的长轴上升0.15nm.
β折叠：是蛋白质的二级结构,肽键平面折叠成锯齿状,相邻肽链主链的N-H和C=O之间形成有规则的氢键,在β-折叠中,所有的肽键都参与链间氢键的形成,氢键与β-折叠的长轴呈垂直关系.
β转角: 蛋白质二级结构的基本类型之一,由4个氨基酸残基组成，其中第一个残基的CO基团和第四个残基的NH基团之间形成氢键，使多肽链的方向发生U形改变。
离子键：同一分子的不同部位或不同分子上的正负电荷基团之间所形成的化学键。
范德华引力：指存在于分子间的一种吸引力。对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强。
模体：构成任意一种特征序列或结构的基本单位。
变构效应：别构效应又称为变构效应，是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致蛋白质生物活性改变的现象. 别构效应（allosteric effect）某种不直接涉及蛋白质活性的物质，结合于蛋白质活性部位以外的其他部位（别构部位），引起蛋白质分子的构象变化，而导致蛋白质活性改变的现象。
血红素：原卟啉Ⅸ的Fe2+络合物。为血红蛋白、肌红蛋白等的辅基。
酸性氨基酸; -NH2比-COOH数目少天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu) 酸性氨基酸：pI<7，即pH<7 强酸性溶液中，主要以正离子存在，向阴极移动。
碱性氨基酸：碱性氨基酸（精氨酸、赖氨酸、组氨酸）即能水解的氨基个数多于能水解的羧基个数(溶液呈碱性)的氨基酸.
极性氨基酸; 极性氨基酸（亲水氨基酸）：1）极性不带电荷：7种甘氨酸（Gly）丝氨酸（Ser）苏氨酸（Thr）半胱氨酸（Cys）酪氨酸（Tyr）天冬酰胺（Asn）谷氨酰胺（Gln）2）极性带正电荷的氨基酸（碱性氨基酸）3种赖氨酸（Lys）精氨酸（Arg）组氨酸（His）3）极性带负电荷的氨基酸（酸性氨基酸）2种天冬氨酸（Asp）谷氨酸（Glu）
非极性氨基酸：非极性氨基酸（疏水氨基酸）8种丙氨酸（Ala）缬氨酸（V al）亮氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）脯氨酸（Pro）苯丙氨酸（Phe）氨酸（Trp）蛋氨酸
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