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蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)分為4個(gè)層次：一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)、四級(jí)結(jié)構(gòu)。后三者統(tǒng)稱為高級(jí)結(jié)構(gòu)或空間構(gòu)象。但并非所有蛋白質(zhì)都有四級(jí)結(jié)構(gòu)，由1條肽鏈形成的蛋白質(zhì)只有一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，由2條及以上肽鏈形成的蛋白質(zhì)才有四級(jí)結(jié)構(gòu)。但胰島素沒(méi)有四級(jí)結(jié)構(gòu)。

?? 氨基酸的排列順序決定蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。

多肽鏈的局部有規(guī)則重復(fù)的主鏈構(gòu)象為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)

多肽鏈進(jìn)一步折疊成蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)

含有兩條以上多肽鏈的蛋白質(zhì)具有四級(jí)結(jié)構(gòu)

1、蛋白質(zhì)一、二級(jí)結(jié)構(gòu)的概念

1）蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成蛋白質(zhì)的各種氨基酸在多肽鏈中由N端到C端的排列順序。

主要化學(xué)鍵是肽鍵，少數(shù)含有二硫鍵。

?? 一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象（二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)）和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)，但不是決定蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的唯一因素。

2）蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，也就是該段肽鏈主鏈骨架原子的相對(duì)空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。包括α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和Ω環(huán)。主要化學(xué)鍵是氫鍵。

?? 主鏈骨架原子即氨基N、C-α、羧基C。

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2、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分類及要點(diǎn)

分類：α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和Ω環(huán)。

α-螺旋和β-折疊是蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式。

要點(diǎn)：

1）參與肽鍵形成的6個(gè)原子在同一平面上：

形成蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是肽鍵平面，參與肽鍵的6個(gè)原子C-α1、C、O、N、H、C-α2位于同一平面，此平面稱為肽單元。C-α1和C-α2位置是反式構(gòu)型，肽鍵有一定的雙鍵性能，不能自由旋轉(zhuǎn)。

?? 與C-α連接的單鍵決定兩個(gè)肽單元平面的相對(duì)空間位置。

2）α-螺旋是常見(jiàn)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)

?? α-螺旋的主要特征：

①以肽鍵平面為單位,以α－碳原子為轉(zhuǎn)折盤旋形成右手螺旋。僅個(gè)別蛋白質(zhì)分子中存在左手螺旋。

②每3.6個(gè)氨基酸殘基繞成一個(gè)螺旋圈(360°)，每個(gè)殘基高度0.15nm，螺距為0.54nm。

③α-螺旋的每個(gè)肽鍵的N-H和第四個(gè)肽鍵的羰基氧形成氫鍵，氫鍵的方向與螺旋長(zhǎng)軸基本平行。氫鍵是穩(wěn)定螺旋的主要作用力。

④主鏈原子構(gòu)成螺旋的主體, 側(cè)鏈R基團(tuán)伸向螺旋外側(cè)，其空間形狀、大小及電荷對(duì)α-螺旋的形成和穩(wěn)定有重要影響。

?? 蛋白質(zhì)表面的α-螺旋常具有兩親特點(diǎn)（疏水性和親水性），可見(jiàn)于血漿脂蛋白、多肽激素、鈣調(diào)蛋白激酶。

?? α-螺旋與彈性有關(guān)，如皮膚角蛋白、肌球蛋白、纖維蛋白。

3）β-折疊使多肽鏈形成片層結(jié)構(gòu)

肽鍵平面呈伸展的鋸齒狀排列,形成的結(jié)構(gòu)稱β-折疊。

?? b-折疊的主要特征：蠶絲蛋白。

①肽鏈延伸，肽單元以C-α為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，依次折疊成鋸齒狀。側(cè)鏈交替位于鋸齒狀結(jié)構(gòu)上下方。

②若干條多肽鏈或一條多肽鏈迂回，形成的若干肽段互相靠攏，平行排列，形成氫鍵連接。

③相鄰排列兩條β-折疊結(jié)構(gòu)走向相同時(shí)，稱為順向平行；反之，稱為逆向平行。

4）β-轉(zhuǎn)角和Ω環(huán)存在于球狀蛋白中（了解）

?? β-轉(zhuǎn)角常發(fā)生于肽鏈進(jìn)行180°回折時(shí)的轉(zhuǎn)角上。第一個(gè)殘基的羰基氧與第四個(gè)殘基的氨基氫形成氫鍵，維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。第2個(gè)氨基酸常是脯氨酸。

?? Ω環(huán)屬于無(wú)規(guī)則卷曲，因其形狀像希臘字母Ω而命名。常見(jiàn)于球狀蛋白質(zhì)表面，可能在分子識(shí)別中起作用。

5）氨基酸殘基的側(cè)鏈影響二級(jí)結(jié)構(gòu)的形成。

正、負(fù)電荷妨礙α-螺旋形成（天冬氨酸、谷氨酸相鄰；堿性氨基酸相鄰）。

天冬酰胺、蘇氨酸、半胱氨酸側(cè)鏈大也妨礙α-螺旋形成。

脯氨酸不形成α-螺旋。

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蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對(duì)空間位置/整條肽鏈所有原子在三維空間的排布位置。主要化學(xué)鍵是氫鍵、鹽鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力。

?? 結(jié)構(gòu)模體可由2個(gè)或2個(gè)以上二級(jí)結(jié)構(gòu)肽段組成。

在許多蛋白質(zhì)分子中，可發(fā)現(xiàn)二個(gè)或三個(gè)具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的肽段在空間上相互接近，形成一個(gè)有規(guī)則的二級(jí)結(jié)構(gòu)組合，被稱為超二級(jí)結(jié)構(gòu)。

3、結(jié)構(gòu)域的概念

結(jié)構(gòu)域是三級(jí)結(jié)構(gòu)層次上的獨(dú)立功能區(qū)。

結(jié)構(gòu)域：分子量較大的蛋白質(zhì)?？烧郫B成多個(gè)結(jié)構(gòu)較為緊密且穩(wěn)定的區(qū)域，并各行其功能。

?? 用限制性蛋白酶水解，各結(jié)構(gòu)域構(gòu)象基本不變并保持其功能，而超二級(jí)結(jié)構(gòu)不具有這種特點(diǎn)。但并非所有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域都明顯可分。

了解：

1、有些蛋白質(zhì)分子含有二條或多條多肽鏈，每一條多肽鏈都有完整的三級(jí)結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的亞基。

由兩個(gè)或兩個(gè)以上的亞基借非共價(jià)鍵（氫鍵、離子鍵）結(jié)合而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，稱為蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)。

同二聚體和異二聚體。

2、