臨床蛋白質(zhì)三級和四級結(jié)構(gòu)

　　一.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)

　　具有二級結(jié)構(gòu)、超二級結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)域的一條多肽鏈，由于其序列上相隔較遠(yuǎn)的氨基酸殘基側(cè)鏈的相互作用，而進(jìn)行范圍廣泛的盤曲和折疊，形成包括主、側(cè)鏈在內(nèi)的空間排列，這種在一條多肽鏈中所有原子三維空間的整體排布稱為三級結(jié)構(gòu)(teriary structure)。以肌紅蛋白為例，該蛋白是由153個氨基酸殘基構(gòu)成的單鏈蛋白質(zhì)，含有一個血紅素輔基，能夠進(jìn)行可逆的氧合和脫氧。X射線衍射法測定了它的空間構(gòu)象：a-螺旋占75%,形成A至H 8個螺旋區(qū)，兩個螺旋之間有一段無規(guī)卷曲。由于側(cè)鏈R基團(tuán)的相互作用;多肽鏈盤繞、折疊成緊密的球狀結(jié)構(gòu)。親水R基團(tuán)大部分分布在球狀分子的表面;疏水R基團(tuán)位于分子內(nèi)部，形成一個疏水"口袋"。血紅素位于“口袋"中，它的Fe原子配位與F8組氨酸相連。

　　二.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

　　許多有生物活性的蛋白質(zhì)是由兩條或多條肽鏈構(gòu)成，具有一、二和三級結(jié)構(gòu)的肽鏈稱為亞基(subunit)。亞基與亞基之間呈特定的空間結(jié)構(gòu)排布，并以非共價鍵連接，這種蛋白質(zhì)分子中各個亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)(quaternary structure)。在蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)中，各亞基之間靠次級鍵來維系。單獨的亞基一般沒有生物學(xué)功能，只有具有完整四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)才具有生物學(xué)功能。

　　以血紅蛋白為例，血紅蛋白是由2個a亞基和2個b亞基組成的四聚體，兩種亞基的三級結(jié)構(gòu)頗為相似，且每個亞基都結(jié)合有1個血紅素輔基。4個亞基通過8個離子鍵相連，形成血紅蛋白的四聚體，具有運輸氧和CO2的功能。每個亞基單獨存在時，雖也可結(jié)合氧并與氧親和力增強(qiáng)，但在體內(nèi)組織中難于釋放氧。

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