脯氨酸的蛋白质结构的性质
脯氨酸侧链的独特环状结构使脯氨酸与其他氨基酸相比具有出色的构象刚性。它还影响脯氨酸和其他氨基酸之间的肽键形成速率。当脯氨酸与肽键中的酰胺结合时，它的氮不与任何氢结合，这意味着它不能作为氢键供体，但可以作为氢键受体。
与传入的Pro-tRNAPro形成肽键的速度比任何其他tRNA慢得多，这是N-烷基氨基酸的一般特征。进入的tRNA和以脯氨酸结尾的链之间的肽键形成也很慢；脯氨酸-脯氨酸键的形成速度最慢。
脯氨酸的特殊构象刚性影响脯氨酸残基附近蛋白质的二级结构，并可能解释脯氨酸在嗜热生物蛋白质中的较高流行率。蛋白质二级结构可以用蛋白质骨架的二面角φ、ψ和ω来描述。脯氨酸侧链的环状结构将角度φ锁定在大约-65°。
脯氨酸在常规二级结构元素（如α螺旋和β折叠）中间充当结构破坏剂；然而，脯氨酸通常作为α螺旋的xxx个残基存在，也存在于β折叠的边缘链中。脯氨酸也常见于转角（另一种二级结构）中，有助于形成β转角。这可能解释了脯氨酸通常暴露在溶剂中的奇怪事实，尽管它具有完全脂肪族侧链。
连续的多个脯氨酸和/或羟脯氨酸可以产生多脯氨酸螺旋，这是胶原蛋白中的主要二级结构。通过脯氨酰羟化酶（或其他吸电子取代基如氟的添加）对脯氨酸的羟基化显着增加了胶原蛋白的构象稳定性。因此，脯氨酸的羟基化是维持高等生物结缔组织的关键生化过程。坏血病等严重疾病可能由这种羟基化的缺陷引起，例如脯氨酰羟化酶突变或缺乏必需的抗坏血酸（维生素C）辅因子。
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