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蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為四個結(jié)構(gòu)水平是具有特定構(gòu)象的
蛋白質(zhì)是具有特定構(gòu)象的大分子，為研究方便，將蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分為四個結(jié)構(gòu)水平，包括一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。一般將二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)稱為三維構(gòu)象或高級結(jié)構(gòu)。
一級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序。肽鍵是蛋白質(zhì)中氨基酸之間的主要連接方式，即由一個氨基酸的α-氨基和另一個氨基酸的α-之間脫去一分子水相互連接。肽鍵具有部分雙鍵的性質(zhì)，所以整個肽單位是一個剛性的平面結(jié)構(gòu)。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱為肽鏈的氨基端或N端，而另一端含有一個游離羧基的一端稱為肽鏈的羧基端或C端。
蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈骨架盤繞折疊所形成的有規(guī)律性的結(jié)構(gòu)。最基本的二級結(jié)構(gòu)類型有α-螺旋結(jié)構(gòu)和β-折疊結(jié)構(gòu)，此外還有β-轉(zhuǎn)角和自由回轉(zhuǎn)。右手α-螺旋結(jié)構(gòu)是在纖維蛋白和球蛋白中發(fā)現(xiàn)的最常見的二級結(jié)構(gòu),每圈螺旋含有3.6個氨基酸殘基，螺距為0.54nm,螺旋中的每個肽鍵均參與氫鍵的形成以維持螺旋的穩(wěn)定。β-折疊結(jié)構(gòu)也是一種常見的二級結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)中，多肽鏈以較伸展的曲折形式存在，肽鏈（或肽段）的排列可以有平行和反平行兩種方式。氨基酸之間的軸心距為0.35nm,相鄰肽鏈之間借助氫鍵彼此連成片層結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)域是介于二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)之間的一種結(jié)構(gòu)層次，是指蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域。
超二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子 中的多肽鏈在三維折疊中形成有規(guī)則的三級結(jié)構(gòu)聚集體。
蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是整個多肽鏈的三維構(gòu)象，它是在二級結(jié)構(gòu)的基礎上，多肽鏈進一步折疊卷曲形成復雜的球狀分子結(jié)構(gòu)。具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)一般都是球蛋白，這類蛋白質(zhì)的多肽鏈在三維空間中沿多個方向進行盤繞折疊，形成十分緊密的近似球形的結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)部的空間只能容納少數(shù)水分子，幾乎所有的極性R基都分布在分子外表面，形成親水的分子外殼，而非極性的基團則被埋在分子內(nèi)部，不與水接觸。蛋白質(zhì)分子中側(cè)鏈R基團的相互作用對穩(wěn)定球狀蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)起著重要作用。
蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)指數(shù)條具有獨立的三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈通過非共價鍵相互連接而成的聚合體結(jié)構(gòu)。在具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)中，每一條具有三級結(jié)構(gòu)的皚鏈稱為亞基或亞單位，缺少一個亞基或亞基單獨存在都不具有活性。四級結(jié)構(gòu)涉及亞基在整個分子中的空間排布以及亞基之間的相互關系。
維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的作用力主要是氫鍵、離子鍵、疏水作用力和范德華力等非共價鍵，又稱次級鍵。此外，在某些蛋白質(zhì)中還有二硫鍵，二硫鍵在維持蛋白質(zhì)構(gòu)象方面也起著重要作用。
蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)取決于它的一級結(jié)構(gòu)，多肽離岸主鏈上的氨基酸排列順序包含了形成復雜的三維結(jié)構(gòu)（即正確的空間結(jié)構(gòu)）所需要的全部信息。
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