臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師復(fù)習(xí):生物化學(xué)(7)

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蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)(tertiary structure)
    蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指整條多肽鏈中所有氨基酸殘基,包括相距甚遠的氨基酸殘基主鏈和側(cè)鏈所形成的全部分子結(jié)構(gòu)。因此有些在一級結(jié)構(gòu)上相距甚遠的氨基酸殘基,經(jīng)肽鏈折疊在空間結(jié)構(gòu)上可以非常接近。
    例如肌紅蛋白是一條由153個氨基酸殘基組成的肽鏈,分子中由八個肽段分別形成A~H八段α-螺旋,再進一步通過AB、CD等一些β-轉(zhuǎn)角與隨意卷曲連接,進一步地折疊形成接近球狀的分子三級結(jié)構(gòu),分子大小為4.3nm×3.5nm×2.3nm(43 ×35×23)。臨床上也通過測定病人血中的肌紅蛋白來鑒別診斷心絞痛還是心肌梗死.
    自然界大多數(shù)蛋白質(zhì)都是由一條肽鏈組成的,因此相對穩(wěn)定的三級結(jié)構(gòu)就是其特征性的空間結(jié)構(gòu),這是蛋白質(zhì)分子最顯著的特征之一。不同蛋白質(zhì)有不同的一級結(jié)構(gòu),因此折疊形成不同的三級結(jié)構(gòu),賦予它們不同的生理功能。按一級結(jié)構(gòu)人工合成胰島素的成功,并具有降低動物血糖濃度的作用,是一級結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生理功能的例證。
    肽鏈折疊卷曲形成的球狀、橢圓形等三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子,往往形成一個親水的分子表面和一個疏水的分子內(nèi)核,靠分子內(nèi)部疏水鍵和氫鍵等來維持其空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定。有些蛋白質(zhì)分子的親水表面上也常有一些疏水微區(qū),或在分子表面形成一些形態(tài)各異的“溝”、“槽”或“洞穴”等結(jié)構(gòu),一些蛋白質(zhì)的輔基或金屬離子往往就結(jié)合在其中。例如上述肌紅蛋白分子親水表面上,就有一個疏水洞穴,其中結(jié)合著一個含F(xiàn)e2+的血紅素輔基,起著結(jié)合并儲存氧的功能,供肌肉劇烈收縮氧供應(yīng)相對不足時釋放被利用的需要。而結(jié)合了糖、脂的蛋白質(zhì)分子其三級結(jié)構(gòu)就更復(fù)雜了。