生化小课 | 配体的协同结合可以定量描述

配体的协同结合可以定量描述

1910 年，Archibald Hill 首次分析了血红蛋白与氧的协同结合。这项工作得出了研究配体与多亚基蛋白协同结合的一般方法。

对于具有 n 个结合位点的蛋白质，等式 5-1 的平衡状态变为

关联常数的表达式变为

Y 的表达式（见公式 5-8）为

重排后取两边的对数，得出

公式 5-16 是Hill方程（Hill equation），log [Y/(1−Y)]与log [L]的关系图称为Hill曲线（Hill plot）。根据公式，Hill曲线的斜率应为n。然而，实验确定的斜率实际上反映的不是结合位点的数量，而是它们之间相互作用的程度。因此，Hill 曲线的斜率用 nH 表示，即Hill系数（Hill coefficient），它是协作程度的度量。如果 nH 等于 1，说明配体结合不具有协同性，即使是多亚基蛋白质，如果亚基之间没有交流，也会出现这种情况。nH 大于 1 表示配体结合具有正协同性。这就是在血红蛋白中观察到的情况，其中一分子配体的结合促进了其他配体的结合。当nH = n时，达到nH的理论上限，在这种情况下，结合将是完全协同的：蛋白质上的所有结合位点将同时结合配体，在任何条件下都不会出现部分配体饱和的蛋白质分子。在实际应用中从未达到过这一极限，测得的 nH 值总是小于蛋白质中配体结合位点的实际数量。

nH 小于 1 表示负协同性，即一分子配体的结合会阻碍其他配体的结合。有据可查的负协同性案例并不多见。

为了使Hill方程适用于氧与血红蛋白的结合，我们必须再次用pO2代替[L]，用Pn50代替Kd:

图 5-13 给出了肌红蛋白和血红蛋白的Hill曲线。

Principles of Biochemistry

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