特定構(gòu)象的大分子多肽鏈中氨基酸的排列順序
更新時(shí)間：2021-08-13 點(diǎn)擊次數(shù)：2010次
蛋白質(zhì)是具有特定構(gòu)象的大分子，為研究方便，將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為四個(gè)結(jié)構(gòu)水平，包括一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。一般將二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)稱為三維構(gòu)象或高級(jí)結(jié)構(gòu)。
一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。肽鍵是蛋白質(zhì)中氨基酸之間的主要連接方式，即由一個(gè)氨基酸的α-氨基和另一個(gè)氨基酸的α-之間脫去一分子水相互連接。肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，所以整個(gè)肽單位是一個(gè)剛性的平面結(jié)構(gòu)。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱為肽鏈的氨基端或N端，而另一端含有一個(gè)游離羧基的一端稱為肽鏈的羧基端或C端。
蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)。最基本的二級(jí)結(jié)構(gòu)類型有α-螺旋結(jié)構(gòu)和β-折疊結(jié)構(gòu)，此外還有β-轉(zhuǎn)角和自由回轉(zhuǎn)。右手α-螺旋結(jié)構(gòu)是在纖維蛋白和球蛋白中發(fā)現(xiàn)的最常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu),每圈螺旋含有3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm,螺旋中的每個(gè)肽鍵均參與氫鍵的形成以維持螺旋的穩(wěn)定。β-折疊結(jié)構(gòu)也是一種常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，多肽鏈以較伸展的曲折形式存在，肽鏈（或肽段）的排列可以有平行和反平行兩種方式。氨基酸之間的軸心距為0.35nm,相鄰肽鏈之間借助氫鍵彼此連成片層結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)域是介于二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的一種結(jié)構(gòu)層次，是指蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開(kāi)的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域。
超二級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子 中的多肽鏈在三維折疊中形成有規(guī)則的三級(jí)結(jié)構(gòu)聚集體。對(duì)照品
蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是整個(gè)多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復(fù)雜的球狀分子結(jié)構(gòu)。具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)一般都是球蛋白，這類蛋白質(zhì)的多肽鏈在三維空間中沿多個(gè)方向進(jìn)行盤繞折疊，形成十分緊密的近似球形的結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)部的空間只能容納少數(shù)水分子，幾乎所有的極性R基都分布在分子外表面，形成親水的分子外殼，而非極性的基團(tuán)則被埋在分子內(nèi)部，不與水接觸。蛋白質(zhì)分子中側(cè)鏈R基團(tuán)的相互作用對(duì)穩(wěn)定球狀蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)起著重要作用。
蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)指數(shù)條具有獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互連接而成的聚合體結(jié)構(gòu)。在具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中，每一條具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的皚鏈稱為亞基或亞單位，缺少一個(gè)亞基或亞基單獨(dú)存在都不具有活性。四級(jí)結(jié)構(gòu)涉及亞基在整個(gè)分子中的空間排布以及亞基之間的相互關(guān)系。
維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是氫鍵、離子鍵、疏水作用力和范德華力等非共價(jià)鍵，又稱次級(jí)鍵。此外，在某些蛋白質(zhì)中還有二硫鍵，二硫鍵在維持蛋白質(zhì)構(gòu)象方面也起著重要作用。
蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)取決于它的一級(jí)結(jié)構(gòu)，多肽離岸主鏈上的氨基酸排列順序包含了形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)（即正確的空間結(jié)構(gòu)）所需要的全部信息。 構(gòu)成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因：
?。?） 組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類不同
（2） 組成蛋白質(zhì)數(shù)目不相同
?。?） 組成蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序不同
?。?） 每種蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)不相同。結(jié)構(gòu)的多樣性決定了功能多樣性，概括有：①構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)如肌動(dòng)蛋白；②催化作用：如酶；③調(diào)節(jié)作用：如胰島素、生長(zhǎng)激素；④免疫作用：如抗體，抗原（不是蛋白質(zhì)）；⑤運(yùn)輸作用：如紅細(xì)胞中的血紅蛋白。蛋白質(zhì)是由氨基酸構(gòu)成的，構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有至少20種，他們不同的排列組合，就有了不同的蛋白質(zhì)，而且空間結(jié)構(gòu)也有不同。這就是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因吧，不知道對(duì)不對(duì)而蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的基本元素，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同就導(dǎo)致了生理功能的不同，比如有些蛋白質(zhì)有催化作用，有些有免疫作用等。
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