蛋白质的结构简式图如下:
蛋白质结构是指蛋白质分子的空间结构。蛋白质主要由碳、氢、氧、氮等化学元素组成,是一类重要的生物大分子,所有蛋白质都是由20种不同氨基酸连接形成的多聚体,在形成蛋白质后,这些氨基酸又被称为残基。
蛋白质和多肽之间的界限并不是很清晰,有人基于发挥功能性作用的结构域所需的残基数认为,若残基数少于40,就称之为多肽或肽。要发挥生物学功能,蛋白质需要正确折叠为一个特定构型,主要是通过大量的非共价相互作用(如氢键,离子键,范德华力和疏水作用)来实现;此外,在一些蛋白质(特别是分泌性蛋白质)折叠中,二硫键也起到关键作用。
为了从分子水平上了解蛋白质的作用机制,常常需要测定蛋白质的三维结构。由研究蛋白质结构而发展起来了结构生物学,采用了包括X射线晶体学、核磁共振等技术来解析蛋白质结构。一定数量的残基对于发挥某一生物化学功能是必要的;40-50个残基通常是一个功能性结构域大小的下限。蛋白质大小的范围可以从这样一个下限一直到数千个残基。
数字代表氨基酸的序号,图中这个蛋白质可以看出肽链有两条,标注7的表示那个位置是第七个氨基酸,标89的表示那个位置是第89个氨基酸,最末端101表示最后一个氨基酸是第101个,也就是这条肽链一共有101个氨基酸,把两条肽链的氨基酸加起来就是整个蛋白质的氨基酸数量了。不懂再追问吧指多肽主链骨架原子沿一定的轴盘旋或折叠而形成的特定的构象,即肽链主链骨架原子的空间位置排布,不涉及氨基酸残基侧链。
由于蛋白质的分子量较大,因此,一个蛋白质分子的不同肽段可含有不同形式的二级结构。
维持二级结构的主要作用力为氢键。
一种蛋白质的二级结构并非单纯的α螺旋或β折叠结构,而是这些不同类型构象的组 。
蛋白质二级结构的主要形式 包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。
蛋白质分子中多个肽平面通过氨基酸α-碳原子的旋转,使多肽主链各原子沿中心轴向右盘曲形成稳定的 α螺旋 (a-helix)构象。
α螺旋具有下列特征 (对应最上面图一中二级结构“即为α螺旋”理解)
(1)多肽链以肽单元为基本单位,以Cα为旋转点形成右手螺旋, 氨基酸残基的侧链基团伸向螺旋的外侧 。
(2)每3.6个氨基酸旋转一周, 肽键平面与中心轴平行 。
(3) 氢键 是α螺旋稳定的主要次级键。相邻螺旋之间形成链内氢键,即每个肽单位N上的氢原子与第四个肽单位羰基(C=O)上的氧原子生成氢键,氢键与中心轴平行。若氢键破坏,α螺旋构象即被破坏。
在β折叠中,两条以上氨基酸链(肽链),或同一条肽链之间的不同部分形成 平行或反平行 排列,成为“股”。肽平面之间呈手风琴状折叠,股与股之间会通过氢键固定,但 氢键主要在股间 而不是股内。氨基酸残基的R侧链分布在片层的上下。
β折叠层并不是平的,因为侧链的存在使得它看上去像手风琴一样波纹起伏。这样每一股会更紧密排列,氢键更容易建立。在蛋白质结构中β折叠通常会用箭头表示。 肽链的氮端在同侧为顺式,不在同侧为反式 。反式较顺式平行折叠更加稳定。
能形成β折叠的氨基酸残基一般不大,而且不带同种电荷,这样有利于多肽链的伸展 ,如甘氨酸、丙氨酸在β折叠中出现的几率最高。免疫球蛋白有大量的β折叠层。
多肽链中出现的180°回折的结构称为β转角(β-bend)或β回折(β-turn), 即U型转折结构。
β折叠中那个转角便是β转角(看上面图二)。
已经发现的 蛋白质的抗体识别、磷酸化、糖基化和羟基化位点 经常出现在转角和紧靠转角。
除上述有规则的构象外,多肽链中肽平面的一些无规则排列的无规律构象,称为 无规则卷曲(random coil) 。
无规卷曲通过主链间的氢键或主链与侧链间的氢键稳定其构象,是蛋白质结构中的基本构件。 卷曲的柔性构象可使肽链改变走向,利于连接结构相对刚性的α螺旋和β折叠 ,在蛋白质肽链的卷曲、折叠过程中起重要作用。
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