蛋白质结构与功能

三级结构

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取一条单一的多肽链——它上面已经点缀着螺旋与折叠片——让它坍缩、堆叠成一个紧凑、特定的三维形状。整条链折叠后的总体形状,就是它的三级结构。如果说一级结构是拼写、二级结构是单词,那么三级结构就是有了意义的完整句子:蛋白质可工作的形态。

是什么把链驱赶成那一种形状?最大的力,出人意料地,来自水。油腻的非极性侧链无法与水成键,于是链折叠起来,把它们塞进一个干燥的内核、远离周围的水,同时让亲水的侧链朝外——这就是疏水效应,是折叠的主引擎。一旦总体形状定下,便由少数更特定的接触加固:氢键、电荷相反侧链之间的盐桥、形状贴合处紧密的范德华堆积,以及在某些蛋白质中、像图钉一样把两处远端钉在一起的共价二硫键。折叠是所有这些弱相互作用的平衡;它稳定,但只是勉强稳定,这正是为什么热或苛刻的化学物质能使蛋白质展开(变性)。

三级结构正是功能诞生之处。精确的三维排布造就了酶活性位点的口袋、受体的结合裂隙、转运蛋白的通道。关键在于,序列上相距很远的残基,可以因折叠而在空间中被带到彼此紧邻——一个活性位点往往由散布在整条链上的氨基酸构成,只有当蛋白质折叠时才被装配成可用的工具。这正是为什么干活的是形状,而不仅是序列。

把鸡蛋煮熟,透明的蛋清变得凝固而不透明:热量使蛋白质的三级结构展开,原本埋藏的内核暴露出来、彼此缠结。这种改变不可逆——你没法把熟蛋还原成生蛋。

烹饪使蛋白质变性——展开它们的三级结构,改变其外观与行为。

折叠的主导驱动力是疏水效应(把油腻侧链埋藏起来、避开水),而不是它们之间的直接吸引——这是一个微妙但重要的区别。

又称
3D foldthe fold三级结构三級結構