蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-05-15
目前的研究認(rèn)為:α-氨基酸通過(guò)肽鍵形成的多肽鏈?zhǔn)墙M成各種蛋白質(zhì)分子的基本結(jié)構(gòu)。各種蛋白質(zhì)分子的氫基酸組成是不同的,更重要的是各個(gè)氨基酸在不同的蛋白質(zhì)分子中其排列順序也是不同的,而且視蛋白質(zhì)分子的大小,組成蛋白質(zhì)的多肽鏈也可能有長(zhǎng)有短,這樣就使有限的二十余種氨基酸經(jīng)過(guò)不同的排列組合,形成了各種各樣的蛋白質(zhì)。例如我國(guó)在世界上第一個(gè)人工全合成的蛋白質(zhì)胰島素(牛胰)(胰島素是一種能調(diào)節(jié)人體和高等動(dòng)物體內(nèi)血糖代謝的激素。如果缺少了它,血液中血糖含量就升高,引起糖尿病,所以醫(yī)藥上可用胰島素醫(yī)治糖尿病。反之,若體內(nèi)胰島素含量過(guò)多,則血糖量降低。如血量過(guò)低,就會(huì)引起休克,以致死亡)就是一個(gè)51肽,它是由51個(gè)(包括16種不同的)α-氨基酸以嚴(yán)格一定的排列順序組成A、B兩條多肽鏈,然后再用兩個(gè)雙硫鍵(—S—S—)將A、B兩鏈聯(lián)結(jié)起來(lái)組成的。其結(jié)構(gòu)式如下:
蛋白質(zhì)不僅種類繁多(如人體中就有十萬(wàn)種不同的蛋白質(zhì)),而且還具有很復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,組成蛋白質(zhì)分子的多肽鏈并不象上述胰島素結(jié)構(gòu)式所示的那樣伸直展開(kāi)成平面形式,而是象彈簧一樣盤繞折曲成螺旋狀的(見(jiàn)圖3-2)。由于多肽鏈中含有許多肽鍵,因此肽鍵上
基中的氫原子,能與相鄰近螺旋圈上的另一個(gè)肽鍵上
基中的氧原子以靜電相互吸引組成氫鍵。各螺旋圈之間的固定主要就是靠氫鍵來(lái)維持的。
具有螺旋結(jié)構(gòu)的多肽鏈,還會(huì)在空間進(jìn)一步彎曲或盤繞起來(lái)形成更復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu),如纖維狀蛋白就是由數(shù)條螺旋狀的多肽鏈互相擰合成纜繩狀,如圖3-3。而球狀蛋白則是由一條或幾條螺旋狀的多肽鏈按一定的方式盤繞成復(fù)雜的球狀體。在球蛋白中,肽鏈上的憎水基(烴基)被包在螺旋體的內(nèi)部,而親水基(如—NH2基、—COOH基、—OH基等)則暴露在螺旋體的外部,所以球蛋白一般能溶于水、鹽水或稀酸、稀堿等極性溶劑中。
氫鍵在蛋白質(zhì)分子中的數(shù)目是很多的,它對(duì)維持蛋白質(zhì)分子復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)起著極重要的作用。
由上可見(jiàn),蛋白質(zhì)是一種分子結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的高分子化合物。正是由于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,才使蛋白質(zhì)表現(xiàn)出高度復(fù)雜的生理功能。