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不同层次的蛋白质结构的介绍

2022.3.10

  蛋白质结构,从一级结构到四级结构

  蛋白质的分子结构可划分为四级,以描述其不同的方面:

  一级结构:组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。

  二级结构: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,主要为α螺旋和β折叠。

  三级结构:通过多个二级结构元素在三维空间的排列所形成的一个蛋白质分子的三维结构。

  四级结构:用于描述由不同多肽链(亚基)间相互作用形成具有功能的蛋白质复合物分子。

  除了这些结构层次,蛋白质可以在多个类似结构中转换,以行使其生物学功能。对于功能性的结构变化,这些三级或四级结构通常用化学构象进行描述,而相应的结构转换就被称为构象变化。

  一级结构是通过共价键(肽键)来形成。生物体中,肽键的形成是发生在蛋白质生物合成的翻译步骤。氨基酸链的两端,根据末端自由基团的成分,分别以“N末端”(或“氨基端”)和“C末端”(或“羧基端”)来表示。

  定义不同类型的二级结构有不同的方法,最常用的方法是通过主链原子之间的氢键的排列方式来判断的。而在蛋白质完全折叠的状态下,这些氢键可以得到稳定。

  三级结构主要是通过结构“非特异性”相互作用来形成。然而,只有当蛋白质结构域通过“特异性”相互作用(如盐桥,氢键以及侧链间的堆积作用)固定到相应位置,所形成的三级结构才能稳定。对于细胞外周蛋白,二硫键起到了关键的稳定作用;而对于细胞内蛋白质,则很少出现二硫键,因为原生质中是还原环境,不利于二硫键的形成。

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