蛋白质结构

蛋白质构象Aminoacid•Aminoacidsarebiologicallyimportantorganiccompoundscontainingamine(-NH2)andcarboxylic[,kɑːbɒk'sɪlɪk]acid(-COOH)functionalgroups,usuallyalongwithaside-chainspecifictoeachaminoacid.Peptidebond•Thepeptidebondissynthesizedwhenthecarboxylgroupofoneaminoacidmoleculereactswiththeaminogroupoftheotheraminoacidmolecule,causingthereleaseofamoleculeofwater(H2O),hencetheprocessisadehydrationsynthesisreaction(alsoknownasacondensationreaction).肽键虽是单键，但具有部分双键的性质，难以自由旋转而有一定的刚性，因此形成肽键平面，则包括连接肽键两端的C═O、N－H和2个Cα共6个原子的空间位置处在一个相对接近的平面上。肽平面（amideplane)蛋白质结构•一级结构：组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列，包括二硫键的位置。•二级结构：主链的局部构象，依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构。分为为α螺旋、β折叠、β转角、无轨卷曲。超二级结构：二级结构聚集体，如αα，βαβ，βββ，螺旋转角螺旋等。α螺旋：肽平面围绕Cα旋转盘绕形成的右手螺旋结构，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，使α螺旋非常稳定。α螺旋(α-helix)β折叠肽键平面折叠成锯齿状。β折叠（β-sheet）结构要点1.肽链呈锯齿状，按层排列，可以是不同的肽链，也可以是同一条肽链的不同肽段。2.相邻肽链的C=O与N—H间形成氢键，氢键与长轴垂直。3.相邻肽链平行或反平行排列，反平行的更稳定。也存在平行与反平行混合出现的结构，约占20%。4.一个残基占0.32nm（平行式）或0.34nm（反平行式）。氢键正向反向在平行的β折叠结构中，两条肽链走向相同，氢键不平行。在反平行中β折叠结构则指走向相反，氢键平行。β转角(β-turn)甘氨酸，脯氨酸在β－转角中第一个残基的C=O与第四个残基的N-H氢键键合形成一个紧密的环,使β－转角成为比较稳定的结构,多处在蛋白质分子的表面,在这里改变多肽链方向的阻力比较小。这种结构是伸展的肽链形成180°的U型回折。核苷酸酶的某些二级结构折叠无规卷曲(randoncoil)•此种结构为多肽链中除以上几种比较规则的构象外，其余没有确定规律性的那部分肽链的二级结构构象。蛋白质的三级结构proteintertiarystructure•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，通过侧链基团的相互作用进一步盘绕，折叠，依靠次级键的维系固定所形成的特定空间结构成为蛋白质的三级结构。•三级结构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用，氢键，部分离子键，少量共价键（二硫键）、范德华力和静电作用维持的蛋白质的四级结构（Quaternarystructure）•每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为亚基（subunit），亚基与亚基之间呈特定的三维空间分布，并以非共价键相链接，这种蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构（Quaternarystructure）。维持蛋白质构象的化学键也称盐键，盐桥还有范德华力（任何两原子之间保持范德华半径距离的都存在的一种作用力）。注：疏水作用对蛋白质构象非常重要，蛋白质内部主要聚集了疏水性氨基酸）