Proteinska in polipeptidna struktura

Obstajajo štirje nivoji strukture v polipeptidih in beljakovine. Primarna struktura polipeptidnega proteina določa njegove sekundarne, terciarne in kvartarne strukture.

Primarna struktura polipeptidov in proteinov je zaporedje aminokislin v polipeptidni verigi glede na lokacije morebitnih disulfidnih vezi. Primarna struktura se lahko šteje za popoln opis vseh kovalentno vezanje v polipeptidni verigi ali proteinu.

Najpogostejši način označevanja primarne strukture je pisanje zaporedja aminokislin z uporabo standardnih tričrkovnih okrajšav za aminokisline. Na primer, gli-gli-ser-ala je primarna struktura polipeptida, sestavljenega iz glicin, glicin, serin, in alanin, v tem zaporedju, od N-končne aminokisline (glicin) do C-terminalne aminokisline (alanin).

Sekundarna struktura je urejena razporeditev ali konformacija aminokislin na lokaliziranih območjih polipeptida ali proteinske molekule. Vezava vodika ima pomembno vlogo pri stabilizaciji teh zgibnih vzorcev. Dve glavni sekundarni strukturi sta alfa vijačnica in protisporedna beta-nagubana plošča. Obstajajo tudi druge periodične konformacije, vendar sta α-vijak in β-naguban list najbolj stabilna. En sam polipeptid ali protein lahko vsebuje več sekundarnih struktur.

Α-vijačnica je spirala z desno ali desno v smeri urinega kazalca, v kateri je vsaka peptidna vez v trans konformacija in je ravninska. Amska skupina vsake peptidne vezi teče na splošno navzgor in vzporedno z osjo vijačnice; karbonilna skupina kaže na splošno navzdol.

Ploščast nagib je sestavljen iz podaljšanih polipeptidnih verig s sosednjimi verigami, ki se med seboj razprostirajo vzporedno. Kot pri α-vijačnici je vsaka peptidna vez trans in ravninsko. Amin in karbonilna skupina peptidnih vezi je usmerjena drug proti drugemu in v isti ravnini, zato lahko med sosednjimi polipeptidnimi verigami pride do vezave vodika.

Vijačnica se stabilizira z vodikovo vezjo med amin in karbonil skupine iste polipeptidne verige. Ploščast nagib stabiliziran z vodikovimi vezmi med aminskimi skupinami ene verige in karbonilnimi skupinami sosednje verige.

Terciarna struktura polipeptida ali proteina je tridimenzionalna razporeditev atomov znotraj ene polipeptidne verige. Za polipeptid, sestavljen iz enega samega konformacijskega zložljivega vzorca (npr. Samo alfa vijačnice), je lahko sekundarna in terciarna struktura ena in ista. Za beljakovine, sestavljene iz ene same polipeptidne molekule, je terciarna struktura najvišja stopnja dosežene strukture.

Terciarno strukturo večinoma vzdržujejo disulfidne vezi. Disulfidne vezi nastanejo med stranskimi verigami cistein z oksidacijo dveh tiolnih skupin (SH), da nastane disulfidna vez (S-S), ki jo včasih imenujemo tudi disulfidni most.

Četverica se uporablja za opis beljakovin, sestavljenih iz več podenot (več polipeptidnih molekul, od katerih se vsaka imenuje monomer). Večina beljakovin z molekulsko maso večjo od 50 000 je sestavljena iz dveh ali več nekovalentno povezanih monomerov. Razporeditev monomerov v tridimenzionalnem proteinu je kvaternarna struktura. Najpogostejši primer, ki se uporablja za ponazoritev kvartarne strukture, je hemoglobin beljakovine. Kvatarna struktura hemoglobina je paket njegovih monomernih podenot. Hemoglobin je sestavljen iz štirih monomerov. Obstajata dve α-verigi, vsaka s 141 aminokislinami, in dve β-verigi, vsaka s 146 aminokislinami. Ker obstajata dve različni podenoti, ima hemoglobin heteroquaternary strukturo. Če so vsi monomeri v proteinu enaki, obstaja homoquaternary struktura.

Hidrofobna interakcija je glavna stabilizacijska sila za podenote v kvaternarni strukturi. Ko se en monomer zloži v tridimenzionalno obliko, da svoje polarne stranske verige izpostavi vodni okolju in da bi zaščitili svoje nepolarne stranske verige, je na izpostavljenih še nekaj hidrofobnih odsekov površino. Dva ali več monomerov se bosta sestavila tako, da sta njuna izpostavljena hidrofobna odseka v stiku.

Želite več informacij o aminokislinah in beljakovinah? Tukaj je nekaj dodatnih spletnih virov amino kisline in kiralnost aminokislin. Poleg besedil splošne kemije lahko informacije o strukturi beljakovin najdemo v besedilih za biokemijo, organsko kemijo, splošno biologijo, genetiko in molekularno biologijo. Besedila o biologiji običajno vključujejo informacije o procesih prepisovanja in prevajanja, s pomočjo katerih se genetska koda organizma uporablja za proizvodnjo beljakovin.