生命的化學
蛋白質結構層次
/ PROH-teen STRUK-cher /
蛋白質不是一根鬆軟的線;它是一個精確折疊的物體,而它的形狀正是它功能的全部秘密。生物學家用四個層層嵌套的層次來描述這種折疊,好比先在字母的尺度、再在折痕的尺度、最後在成球的尺度描述一張揉皺的紙。
一級結構就是鏈中胺基酸的順序——逐個字母拼出的序列。二級結構是鏈上某些片段局部折疊成的重複圖案,最著名的是捲曲的螺旋(α 螺旋)和褶皺的片層(β 折疊),由主鏈上的氫鍵固定。三級結構是整條鏈折疊成一個緊湊的三維形狀,主要由水把怕水的側鏈向內擠壓所驅動。四級結構只存在於由不止一條鏈構成的蛋白質中,描述這些各自折疊好的片段如何拼合在一起。
這些層次不只是記帳——它們是一條因果鏈。序列(一級)決定鏈如何折疊(二級和三級),而最終的形狀決定功能。改動一個胺基酸,就可能毀掉折疊和功能;鐮刀型細胞貧血等疾病出的正是這種錯。對蛋白質而言,形狀即命運。
血液中的攜氧蛋白血紅蛋白具備全部四個層次:一段序列、若干螺旋、每條鏈各自的折疊,以及四條鏈聚成一個工作單元。
血紅蛋白同時展現全部四個層次——從序列到螺旋、到折疊、再到四鏈組裝。
當熱或酸使蛋白質展開(變性)時,一級序列毫髮無損,但形狀——以及功能——卻喪失了。煮熟的蛋白無法再變回生的,因為更高層次的折疊回不來。
又稱
另見