生命的化学

蛋白质结构层次

/ PROH-teen STRUK-cher /

蛋白质不是一根松软的线;它是一个精确折叠的物体,而它的形状正是它功能的全部秘密。生物学家用四个层层嵌套的层次来描述这种折叠,好比先在字母的尺度、再在折痕的尺度、最后在成球的尺度描述一张揉皱的纸。

一级结构就是链中氨基酸的顺序——逐个字母拼出的序列。二级结构是链上某些片段局部折叠成的重复图案,最著名的是卷曲的螺旋(α 螺旋)和褶皱的片层(β 折叠),由主链上的氢键固定。三级结构是整条链折叠成一个紧凑的三维形状,主要由水把怕水的侧链向内挤压所驱动。四级结构只存在于由不止一条链构成的蛋白质中,描述这些各自折叠好的片段如何拼合在一起。

这些层次不只是记账——它们是一条因果链。序列(一级)决定链如何折叠(二级和三级),而最终的形状决定功能。改动一个氨基酸,就可能毁掉折叠和功能;镰刀型细胞贫血等疾病出的正是这种错。对蛋白质而言,形状即命运。

血液中的携氧蛋白血红蛋白具备全部四个层次:一段序列、若干螺旋、每条链各自的折叠,以及四条链聚成一个工作单元。

血红蛋白同时展现全部四个层次——从序列到螺旋、到折叠、再到四链组装。

当热或酸使蛋白质展开(变性)时,一级序列毫发无损,但形状——以及功能——却丧失了。煮熟的蛋清无法再变回生的,因为更高层次的折叠回不来。

又称
primary secondary tertiary quaternary structure蛋白质四级结构