蛋白质的分子结构

蛋白质是生物体中，结构和功能都极为多样化的大分子，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有21种。氨基酸分子通过形成肽键连接成肽链，再由一条或一条以上的肽链按照一定方式组成具有一定空间结构和生物活性的大分子，承担一定的生理功能。由于组成蛋白质分子中的氨基酸的种类、数量与排列顺序以及蛋白质的空间结构的不同，形成了多种多样结构不同的蛋白质。蛋白质的分子结构是蛋白质承担功能的物质基础。

蛋白质的分子结构分为4个层次，包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

蛋白质的一级结构

蛋白质分子中的氨基酸（残基）都是按照一定的排列顺序构成肽链的。氨基酸在肽链中的排列顺序（序列）（包括氨基酸的种类、数量和排列顺序）和方式称为蛋白质的一级结构。蛋白质的一级结构也叫初级结构或化学结构（图2-6）。

蛋白质的二级结构

组成蛋白质的多肽链既不是全部以伸直状展开，也不是以任意曲折的状态存在，而是具有一定的空间构型。

多肽链中的一个肽键和相隔若干的另一个肽键（一个氨基酸残基与后面第五个氨基酸残基）之间形成氢键，这些氢键使蛋白质分子中的部分多肽链盘旋成螺旋状（又叫α螺旋），或者折叠成片层状（又叫β折叠）.或者形成180°回折（又叫β转角或β弯曲）（图2-7）。这种多肽链本身的折叠和盘绕方式构成了蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构是蛋白质的基本空间构型。

不同蛋白质的二级结构不同，有的相差很大，例如，α-角蛋白几乎全是α螺旋结构，而蚕丝的丝心蛋白又几乎全是β折叠结构。

蛋白质的三级结构

具有二级结构的多肽链还可以借助氢键和其他化学键（如离子键、二硫键等）进一步卷曲、折叠，形成更复杂的空间构象，这种空间构象叫作蛋白质的三级结构（图2-8）。

蛋白质的四级结构

具有两条或两条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质，其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构（图2-9）。蛋白质分子中，每个具有独立三级结构的多肽链单位称为亚基，四级结构实际上是指多个亚基的空间立体排布及相互作用位点的空间排布，亚基之间不含共价键，亚基间次级键的结合比二级、三级结构疏松，因此，在一定条件下，四级结构的蛋白质可以分离为亚基，而亚基本身的构象仍可以保持不变。

有些蛋白质分子，如肌红蛋白、细胞色素C等，只有三级结构，没有四级结构；而有些蛋白质只有保持四级结构时，才具有生物活性，如谷氨酸脱氢酶、血红蛋白等。

来源：人教版新教材必修1教师用书

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