蛋白质化学结构与空间结构的基本概念、结构特点、稳定因素及蛋白质结构与功能关系

一、蛋白质的一级结构

一级结构又称蛋白质的化学结构（chemical structure）、共价结构或初级结构。指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序以及二硫键的位置。一级结构是蛋白质分子结构的基础。

二、蛋白质的二级结构

蛋白质二级结构、三级结构和四级结构又称为蛋白质的空间结构或三维结构。蛋白质的二级结构（secondary structure）是指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕的方式。主要有α-螺旋、β-折叠和β转角。氢键是稳定二级结构的主要作用力。

三、超二级结构和结构域

蛋白质分子中的多肽链在三维折叠中形成有规则的二级结构聚集体，称为超二级结构（super-secondarystructure），如α-螺旋聚集体（αα型）、β-折叠聚集体（βββ型）以及α-螺旋和β-折叠的聚集体，常见的是βαβ型聚集体。

结构域（structural domain）是介于二级和三级结构之间的另一种结构层次，是指蛋白质多肽链在二级结构或超二级结构的基础上折叠形成的几个紧密球状结构区域。

四、蛋白质的三级结构

蛋白质的三级结构（tertiary structure）是指多肽链在二级结构、超二级结构以及结构域的基础上，进一步卷曲折叠形成复杂的球状分子结构。蛋白质的三级结构的特点：通常都是球蛋白，有近似球状或椭球状的外形；大多数疏水性氨基酸侧链都埋藏在分子内部，是蛋白质分子的功能部位或活性中心；大多数亲水性氨基酸侧链都分布在分子的表面，从而使球蛋白分子可溶于水。

五、蛋白质的四级结构

具有独立三级结构的多肽链彼此通过非共价键相互连接而形成的聚合体结构就是蛋白质的四级结构（quaternary structure）。在具有四级结构的蛋白质中，每一个具有独立的三级结构的多肽链称为该蛋白质的亚单位或亚基（subunit）。亚基之间通过其表面的次级键连接在一起，形成完整的寡聚蛋白质分子。

六、维持蛋白质构象的作用力

蛋白质空间构象的稳定性主要依赖于大量的非共价键，又称次级键。二硫键在蛋白质构象稳定中也起重要作用。次级键主要有：氢键、离子键、疏水键和范德华力。

七、蛋白质结构的测定

1．蛋白质一级结构测定

  （1）蛋白质的肽链数目及N-端和C-端氨基酸的种类分析。

  （2）拆开二硫键并分离出每条多肽链。

  （3）采用酶法或化学法，将每条多肽链用两种不同方法进行部分水解。

  （4）测定各个肽段的氨基酸排列顺序，分析与比较两种水解方法得到的两套肽段的氨基酸顺序，根        据交叉重叠部分的顺序推导出完整肽链的氨基酸顺序。

   （5）确定二硫键位置。2.空间结构测定的方法
2．蛋白质空间结构测定

蛋白质空间结构的测定方法，主要手段包括：（1）吸收光谱、（2）荧光光谱法（fluorescence spectrum）、（3）园二色谱（CD，circulardichroism）、（4）核磁共振（NMR，unclear magnetic resonance）、（5）扫描隧道显微技术（STM，scanningtunneling microscope）、（6）X射线衍射技术六种方法，其中X射线衍射法最为常用，目前蛋白质结构数据库中的80%的结构来自X射线衍射测定结果。

烫发

爱美之心人皆有之。烫发就是利用头发的角蛋白分子结构中富含半胱氨酸所形成的二硫键（-S-S-），通过烫发水中的还原剂将-S-S-打开后成为还原态的巯基（-SH），缠绕弯曲定型，再由氧化剂将-SH重新氧化成二硫键（-S-S-），最后形成波浪式的飘逸大方的美丽发型。