维持蛋白质一级、二级、三级和四级结构的主要化学键是
二级和三级结构:各种价键,主要是氢键,还有盐键(-NH3+-OOC-)、酯键、二硫键、疏水相互作用、范德华力、金属键等。
四级结构:非* *价键(主要是疏水相互作用)。
:一级结构
蛋白质的一级结构是蛋白质多肽链中氨基酸残基的序列,也是蛋白质最基本的结构。是由基因上的遗传密码顺序决定的。按照遗传密码的顺序,各种氨基酸通过肽键连接形成多肽链,所以肽键是蛋白质结构中的主键。
二级结构
蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子的局部空间排列,即构象,不涉及侧链部分的构象。
(1)肽键中C-N键的长度为0.132nm,比相邻的N-C单键(0.147nm)短,比常见的C=N双键(0.128nm)长。可以看出肽键中的-C-N-。
(2)肽键的C和N周围的三个键角之和为360°,意味着它们都在同一平面内,即六个原子基本在同一平面内,这就是肽键平面。肽链中只有α碳原子形成的单键可以旋转,而这个单键的旋转决定了两个肽键平面的位置关系,因此肽键平面成为肽链曲折折叠的基本单位。
(3)肽键中的C-N具有双键的性质,所以顺式和反式会有不同的立体异构,已被证明处于反位。
三级结构
蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上进一步卷曲或折叠,形成具有一定规律性的三维空间结构,称为蛋白质的三级结构。蛋白质三级结构的稳定性主要取决于二级键,包括氢键、疏水键、盐键和范德华力。这些二级键可以存在于一级结构数相距较远的R组氨基酸残基之间,所以蛋白质的三级结构主要是指氨基酸残基侧链之间的结合。二级键都是非* *价键,易受环境中pH、温度、离子强度的影响,可能发生变化。二硫键不是二级键,但在某些肽链中,它可以将两个相距较远的肽段连接在一起,对蛋白质三级结构的稳定性起着重要作用。
四级结构
由两条或多条具有独立三级结构的多肽链组成的蛋白质,多肽链通过二级键结合形成的空间结构称为蛋白质的四级结构。其中,每个具有独立三级结构的多肽链单元称为亚基。四级结构实际上是指子单元接触部分的三维排列、相互作用和布局。亚基之间没有价键,亚基之间的二级键比二级和三级结构更松散。因此,在一定条件下,四级结构的蛋白质可以分离成其组成亚基,而亚基的构象保持不变。