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蛋白質(zhì)四級結構（蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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蛋白質(zhì)四級結構

蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布

在體內有許多蛋白質(zhì)含有2條或2條以上多肽鏈，才能全面地執行功能。每一條多肽鏈都有其完整的三級結構，稱(chēng)為亞基（subunit），亞基與亞基之間呈特定的三維空間分布，并以非共價(jià)鍵相鏈接，這種蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，即寡聚蛋白中各亞基的空間排布，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級結構（Quaternary structure）。

基本信息

中文名	蛋白質(zhì)四級結構
外文名	quaternary structure of protein
類(lèi)型	蛋白質(zhì)
釋義	蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布

簡(jiǎn)介

決定功能的蛋白質(zhì)空間結構可包括四個(gè)連續不同的結構水平，每一級決定了其更高一級的結構特點(diǎn)。蛋白質(zhì)的四級結構是指蛋白質(zhì)的多條多肽鏈之間相互作用所形成的更為復雜聚合物的一種結構形式，主要描述蛋白質(zhì)亞基空間排列以及亞基之間的連接和相互作用，不涉及亞基內部結構。

蛋白質(zhì)亞基之間主要通過(guò)疏水作用、氫鍵、離子鍵等作用力形成四級結構，其中最主要的是疏水作用。

蛋白質(zhì)四級結構

指多亞基蛋白質(zhì)分子中各個(gè)具有三級結構的多肽鏈以適當方式聚合所呈現的三維結構

名詞解釋

蛋白質(zhì)四級結構：指亞基與亞基之間呈特定的三維空間排布，并以非共價(jià)鍵相連接，這種蛋白質(zhì)分子中各個(gè)亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱(chēng)為蛋白質(zhì)的四級結構。

在四級結構中，各亞基間的結合力主要是氫鍵和離子鍵。

蛋白質(zhì)是具有特定構象的大分子，為研究方便，將蛋白質(zhì)結構分為四個(gè)結構水平，包括一級結構、二級結構、三級結構和四級結構。一般將二級結構、三級結構和四級結構稱(chēng)為三維構象或高級結構。

結構

一級結構又稱(chēng)初級結構（primary structure），指形成肽鏈的氨基酸序列，即指蛋白質(zhì)分子中氨基酸殘基的順序，包括肽鏈中氨基酸的數目、種類(lèi)和順序。肽鍵是蛋白質(zhì)中氨基酸之間的主要連接方式，即由一個(gè)氨基酸的α-氨基和另一個(gè)氨基酸的α-羧基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(gè)肽單位是一個(gè)剛性的平面結構。在多肽鏈的含有游離氨基的一端稱(chēng)為肽鏈的氨基端或N端，而另一端含有一個(gè)游離羧基的一端稱(chēng)為肽鏈的羧基端或C端。蛋白質(zhì)一級結構的改變可使其二級結構（secondary structure）和蛋白質(zhì)的功能發(fā)生變化。例如，血紅蛋白中一個(gè)特定氨基酸的改變可導致鐮形細胞貧血癥（sickle cell anemia）的發(fā)生，其根源就是其一級結構的變化（一個(gè)氨基酸的改變）改變了血紅蛋白的結構和功能。蛋白質(zhì)的一級結構是由編碼它的基因確定的，不同生物同種（或同源）蛋白質(zhì)一級結構之間的差別可以反映出它們的進(jìn)化關(guān)系，即一級結構中氨基酸序列的差別越小，說(shuō)明它們的親緣關(guān)系就越近。

二級結構是指多肽鏈骨架盤(pán)繞折疊所形成的有規律性的結構。最基本的二級結構類(lèi)型有α-螺旋結構和β-折疊結構，兩種構象均由氫鍵維持。此外還有β-轉角和自由回轉。右手α-螺旋結構是在纖維蛋白和球蛋白中發(fā)現的最常見(jiàn)的二級結構，每圈螺旋含有3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm,螺旋中的每個(gè)肽鍵均參與氫鍵的形成以維持螺旋的穩定。β-折疊結構也是一種常見(jiàn)的二級結構，在此結構中，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構。

超二級結構是指蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈在三維折疊中形成有規則的二級結構聚集體。

結構域是介于二級結構和三級結構之間的一種結構層次，是指蛋白質(zhì)亞基結構中明顯分開(kāi)的緊密球狀結構區域。

蛋白質(zhì)的三級結構（tertiary structure)是整個(gè)多肽鏈的三維構象，它是在二級結構的基礎上，多肽鏈進(jìn)一步折疊卷曲形成復雜的球狀分子結構。具有三級結構的蛋白質(zhì)一般都是球蛋白，這類(lèi)蛋白質(zhì)的多肽鏈在三維空間中沿多個(gè)方向進(jìn)行盤(pán)繞折疊，形成十分緊密的近似球形的結構，分子內部的空間只能容納少數水分子，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部，不與水接觸。蛋白質(zhì)分子中側鏈R基團的相互作用對穩定球狀蛋白質(zhì)的三級結構起著(zhù)重要作用。

蛋白質(zhì)的四級結構（quaternary structure)指數條具有獨立的三級結構的多肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵相互連接而成的聚合體結構。在具有四級結構的蛋白質(zhì)中，每一條具有三級結構的肽鏈稱(chēng)為亞基或亞單位，缺少一個(gè)亞基或亞基單獨存在都不具有活性。四級結構涉及亞基在整個(gè)分子中的空間排布以及亞基之間的相互關(guān)系。

參考資料

[1]

蛋白質(zhì)的“五級結構”[引用日期2016-12-21]

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