蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的生物活性不僅決定于蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)，而且與其特定的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。異常的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)很可能導(dǎo)致其生物活性的降低、喪失，甚至?xí)?dǎo)致疾病，瘋牛病，Alzheimer's癥等都是由于蛋白質(zhì)折疊異常引起的疾病。蛋白質(zhì)如何在細(xì)胞內(nèi)正確地折疊?為什么這個(gè)過程有時(shí)會(huì)失敗?過去四十年間關(guān)于蛋白質(zhì)折疊過程的研究集中在當(dāng)變性劑被緩沖液稀釋后變性的蛋白質(zhì)如何再重新折疊這一問題上。但是這樣的體外研究與真正的細(xì)胞內(nèi)情況相去甚遠(yuǎn)。強(qiáng)調(diào)活體細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)正常折疊、異常折疊的研究，尤其是折疊催化劑、分子伴侶和大分子的參與是這一領(lǐng)域目前的研究熱點(diǎn)。在功能和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上闡明關(guān)于蛋白質(zhì)折疊的過程將對相關(guān)疾病的預(yù)防和治療有重要意義。肽單位(peptideunit):又稱為肽基(peptidegroup)，是肽鍵主鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)。是由參與肽鏈形成的氮原子，碳原子和它們的4個(gè)取代成分：羰基氧原子，酰氨氫原子和兩個(gè)相鄰a-碳原子組成的一個(gè)平面單位。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)：指蛋白質(zhì)中共價(jià)連接的氨基酸殘基的排列順序。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)(protein在蛋白質(zhì)分子中的局布區(qū)域內(nèi)氨基酸殘基的有規(guī)則的排列。常見的有二級結(jié)構(gòu)有a-螺旋和B-折疊。二級結(jié)構(gòu)是通過骨架上的羰基和酰胺基團(tuán)之間形成的氫鍵維持的。蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)(proteintertiarystructure):蛋白質(zhì)分子處于它的天然折疊狀態(tài)的三維構(gòu)象。三級結(jié)構(gòu)是在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤繞，折疊形成的。三級結(jié)構(gòu)主要是靠氨基酸側(cè)鏈之間的疏水相互作用，氫鍵，范德華力和鹽鍵維持的。蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)(proteinquaternarystructure):多亞基蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。實(shí)際上是具有三級結(jié)構(gòu)多肽(亞基)以適當(dāng)方式聚合所呈現(xiàn)的三維結(jié)構(gòu)。超二級結(jié)構(gòu)(super-secondarystructure):也稱為基元(motif).在蛋白質(zhì)中，特別是球蛋白中，經(jīng)?？梢钥吹接扇舾上噜彽亩壗Y(jié)構(gòu)單元組合在一起，彼此相互作用，形成有規(guī)則的，在空間上能辨認(rèn)的二級結(jié)構(gòu)組合體。結(jié)構(gòu)域（domain）：在蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)內(nèi)的獨(dú)立折疊單元。結(jié)構(gòu)域通常都是幾個(gè)超二級結(jié)構(gòu)單元的組合。二硫鍵（disulfidebond）:通過兩個(gè)（半胱氨酸）巰基的氧化形成的共價(jià)鍵。二硫鍵在穩(wěn)定某些蛋白的三維結(jié)構(gòu)上起著重要的作用。范德華力（vanderWaalsforce）:中性原子之間通過瞬間靜電相互作用產(chǎn)生的一弱的分子之間的力。當(dāng)兩個(gè)原子之間的距離為它們范德華力半徑之和時(shí)，范德華力最強(qiáng)。強(qiáng)的范德華力的排斥作用可防止原子相互靠近。a-螺旋（a-heliv）：蛋白質(zhì)中常見的二級結(jié)構(gòu)，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋是靠鏈內(nèi)氫鍵維持的。每個(gè)氨基酸殘基第n個(gè)）的羰基與多肽鏈C端方向的第4個(gè)殘基（第4+n個(gè)）的酰胺氮形成氫鍵。在古典的右手a-螺旋結(jié)構(gòu)中，螺距為0.54nm,每一圈含有3.6個(gè)氨基酸殘基，每個(gè)殘基沿著螺旋的長軸上升0.15nm.B-折疊（B-sheet）:蛋白質(zhì)中常見的二級結(jié)構(gòu)，是由伸展的多肽鏈組成的。折疊片的構(gòu)象是通過一個(gè)肽鍵的羰基氧和位于同一個(gè)肽鏈的另一個(gè)酰氨氫之間形成的氫鍵維持的。氫鍵幾乎都垂直伸展的肽鏈，這些肽鏈可以是平行排列（由N到C方向）或者是反平行排列（肽鏈反向排列）。B—轉(zhuǎn)角（B-turn）：也是多肽鏈中常見的二級結(jié)構(gòu)，是連接蛋白質(zhì)分子中的二級結(jié)構(gòu)（a-螺旋和B-折疊），使肽鏈走向改變的一種非重復(fù)多肽區(qū)，一般含有2?16個(gè)氨基酸殘基。含有5個(gè)以上的氨基酸殘基的轉(zhuǎn)角又常稱為環(huán)（loop）。常見的轉(zhuǎn)角含有4個(gè)氨基酸