CN2162687Y

CN2162687Y - 血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型

Info

Publication number: CN2162687Y
Application number: CN 93216724
Authority: CN
Inventors: 杨春枝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-26
Filing date: 1993-06-26
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2003-06-26

Abstract

本实用新型是血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型。该模型用两种不同颜色塑胶铝心电线表示分子中的α、β肽链，用不同颜色的尼龙搭扣表示肽链中氨基酸的不同的功能基因，用万能胶将搭扣按一级结构的顺序粘合固定在电线上，表示直链的一级结构；根据α螺旋规律盘旋成不连续的8个螺旋段为二级结构；按三级结构肽链的走向盘旋折叠为三级结构，再以8个盐键连接成四级结构，组成整个分子。授课时使结构理论和实际模型相结合。

Description

本实用新型是一种血红蛋白（以下简称Hb）的蛋白质分子结构演示模型，尤其是用不同颜色塑胶铝心电线表示α、β肽链，用不同颜色的尼龙搭扣代表肽链上不同氨基酸（以下简称aa）上不同的功能基因，再按其结构规律盘旋曲折，表示Hb蛋白质分子的一、二、三、四级分子结构的演示模型。

蛋白质化学是基础医学的重要组成部分。现代科学充分证明蛋白质和核酸是生命的物质基础，要进一步探索生命的奥秘就须掌握蛋白质的分子组成，分子结构与功能的关系，是学好医学基础课和临床课的基础知识。然而该部分内容抽象，理论性强，到目前为止还没有见到反映蛋白质分子结构的直观模型，采用从理论到理论的讲法，学生看不见，摸不到，反映难懂难记。

针对上述现有技术中存在的这个问题，本实用新型的目的为了对复杂的蛋白质分子结构有直观的、清晰的了解，通过观察模型，结合理论自己操作，进一步培养和发展学生独立、主动学习和自己动手的能力。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术措施，用不同颜色的塑胶铝心电线代表蛋白质分子中的α链和β链，用不同颜色的尼龙搭扣剪成长2～3cm，宽0.3～0.5cm的小条，用万能胶将搭扣按一级结构的顺序粘合固定在电线上，表示每条肽链上的不同氨基酸aa的不同的功能基因，就形成一条由aa组成的肽链，即蛋白质的一级结构，再按二、三、四级结构盘旋曲折，组成Hb蛋白质的分子结构演示模型。

本实用新型的效果和主要优点在于：

血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型设计新颖、原理清楚、模型和理论相结合，教学效果明显，用模型表示这部分复杂的理论是一个创造，制作模型材料易得，价格低，因此在教学中具有广泛的推广价值。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

图1表示血红蛋白（Hb）蛋白质分子的一级结构

图2表示HB蛋白质分子的二级结构

图3表示HB蛋白质分子肽链走向的三级结构盘旋图

图4表示HB四级结构的构象

图5表示完整的Hb蛋白质分子结构演示模型。

取不同颜色塑胶铝心电线表示α、β肽链，取不同颜色的尼龙搭扣剪成长2～3cm，宽0.3～0.5cm的小条，用万能胶将这些搭扣按一级结构的顺序粘合固定在电线上，代表aa上不同的功能基因，如氮原子上的氢，侧链R和碳原子上的氧；每条α链上有141个aa，每条β链上有146个aa，如图1所示；有两条α链和两条β链；取四个红色扭扣表示4个亚铁血红素，分别缝在表示β链电线第92个aa代表侧链R的搭扣上和表示α链电线第87个aa代表侧链R的搭扣上，就成了一条由aa组成的肽链的血红蛋白（Hb）的蛋白质分子一级结构。再把代表氮原子上氢的搭扣与相隔5个aa上代表碳原子上氧的搭扣相粘合表示氢键，依次粘合下去就形成了螺旋状的Hb的蛋白质分子的二级结构，螺旋生成规律的结构式如下：

有8个不连续的螺旋段如图2所示：为：A：4－18aa；B：20－35aa；C：36－42aa；D：51－57aa；E58－71aa；F：80－88aa；G：94－112aa；H：118－138aa；螺旋每周含3.6个aa，螺旋每周上升一圈相当于向上平移0.54毫微米，在上下两层螺旋之间形成CO＝NH氢键，使螺旋稳定。

二级结构做好后，按图3已知的肽链的走向盘旋，折叠为三级结构。（图中的序数表示aa数）。具体方法如图3所示：自第1个aa始向左至第4个aa以90角弯曲，向上到第20个aa以80°角斜下到第30个aa时向右上弯至第40个aa向左上到第50个aa，然后盘旋到第60个aa，以90°角斜下到第80个aa，再以60°角斜上到第90个aa，作第二次盘旋，到第97个aa，接着以45°角向左上到第118个aa，向左下作半圆弯曲到第130个aa，最后向右下延伸到第146个aa。

α链与β链的走向相似，维持三级结构的作用力有氢键和盐键。

三级结构做好后，靠八个盐键按图4已知的构象结合，具体方法如下：

两条β链上各自的第94个aa与第146个aa中表示侧链R的搭扣互相粘合，表示两个盐键；两条α链上各自的第1个与第141个aa中表示氢、氧的搭扣，与另一条链上的相同的搭扣互相粘合，表示两个盐键；两条α链各自第126、141个aa中表示侧链R的搭扣与另一条链上的相同搭扣互相粘合表示两个盐键；两条α链上第40个aa中表示侧链R的搭扣各自与两条β链上第146个aa中表示氧的搭扣粘合表示两个盐键；8个盐键把四个三级结构连接成一个近似的球形，即为四级结构，其结构式如下：

将做好的四级结构放入用红铁皮做成的两个能开合的半球代表的细胞膜中，对合成球形即血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型，如图5所示。

实施例

血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型应用的实施例：

在以往教学中，本章内容讲述需要50分钟时间，不少学生当堂还不懂、反应难学，抽象，往往要结合较多的课后辅导，应用演示模型后，授课时间仅需20分钟，学生反映当堂就可掌握蛋白质分子组成，分子结构，还能结合实际说出蛋白质结构与功能的关系。

为了证实演示模型的实际应用效果，于1991年上学期在进修西医士一班用演示模型讲授，选进修西医士二班（同一专业，招生对象相同）为对照组，用传统方法理论讲授，由同一教师任教，以蛋白质组成，分子结构及蛋白质结构与功能关系为题考试，结果见下表

应用Hb蛋白质分子结构演示模型成绩分析

班次／分类学生人数正答人数％错答人数％

实验班 105 91 86.67 14 13.33

对照班 99 64 64.6 35 35.4

经过实验证明，实验班的考试成绩正答率86.6％，明显高于对照班64.6％，充分证明应用自制Hb蛋白质分子结构演示模型教学效果好。

更重要的是该模型可在全国凡开设生物化学课的学院的学生中应用，学习蛋白质化学该部分理论时，每位学生一个模型自己动手操作，并可大批生产成产品，产生可观的经济效益。

Claims

1、血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型由2条α肽链和2条β肽链组成，每条α链上有141个不同的氨基酸(以下简称aa)，每条β链上有146个aa，其特征在于：选用两种不同颜色的塑胶铝心电线各2条，分别代表2条α链和2条β链；用不同颜色的尼龙搭扣剪成长2-3cm宽0、3-0、5cm的小条，用万能胶将这些搭扣按一级结构的顺序粘合固定在电线上代表aa上的功能基因，形成由aa组成的肽链；取四个红色扭扣表示4个亚铁血红素分别缝在表示β链电线第92个aa代表侧链R的搭扣上和表示α链电线第87个aa代表侧链R的搭扣上，即构成蛋白质的一级结构。

2、根据权利要求1所述的血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型，其特征在于：在一级结构的基础上把代表氮原子上的氢的搭扣与相隔5个氨基酸上代表碳原子上氧的搭扣相粘合表示氢键，依次粘合下去就形成了螺旋状的蛋白质的二级结构。

3、根据权利要求2所述的血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型，其特征在于：将二级结构按已知三级结构的肽链的走向盘旋、折叠为三级结构。

4、根据权利要求3所述的血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型，其特征在于：三级结构靠八个盐键，按已知的四级结构的肽链走向连接在一起为四级结构。

5、根据权利要求4所述的血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型，其特征在于用铁皮做成一个直径20cm可以开合的球形，表面漆成红色，表示细胞膜，将做好的血红蛋白的蛋白质分子结构模型装在做成的细胞膜中，表示一个完整的血红蛋白的蛋白质分子结构演示模型。