蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽链,但是天然蛋白质分子并不是走向随机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或称三维结构,这种三维结构通常被称为蛋白质的构象,即蛋白质的结构。
蛋白质的分子结构可划分为四级,以描述其不同的方面:
一级结构:组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。
二级结构:依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构,主要为α螺旋和β折叠。
三级结构:通过多个二级结构元素在三维空间的排列所形成的一个蛋白质分子的三维结构。
四级结构:用于描述由不同多肽链(亚基)间相互作用形成具有功能的蛋白质复合物分子。
除了这些结构层次,蛋白质可以在多个类似结构中转换,以行使其生物学功能。对于功能性的结构变化,这些三级或四级结构通常用化学构象进行描述,而相应的结构转换就被称为构象变化。
1、维持组织器官结构与功能
蛋白质是构成组织的重要成分,具有维持细胞渗透压、调节细胞酸碱平衡等作用。此外,蛋白质还是许多酶的活性中心,参与细胞内物质的代谢转换。
2、促进生长发育
蛋白质是人体生长发育的重要营养物质,是人体组织、细胞的重要成分,是人体生命活动的物质基础。儿童时期、青少年时期、孕妇以及哺乳期的女性,需要为其提供足够的蛋白质,满足生长发育的需求。
3、调节机体免疫功能
蛋白质是免疫细胞的主要成分,在人体抗体的形成和免疫球蛋白的生成中发挥着重要作用。此外,蛋白质还是调节免疫功能的重要组成部分,在受到抗原刺激时,可促进B细胞分化为浆细胞,从而产生抗体,达到调节免疫功能的目的。
除了蛋白质之外,维生素、钙元素、铁元素等也是人体必需营养物质,建议患者完善饮食结构,有利于身体健康。
许多蛋白质都可以被分为多个结构组成单元,结构域就是这样一个组成单元。结构域一般可以自稳定,且常常独立进行折叠,而不需要蛋白质其他部分的参与;很多结构域都有自己独特的生物学功能。很多结构域并不是一个基因或基因家族对应蛋白质的独特结构单元,而往往是许多类蛋白质的共同结构单元。结构域常常是以其生物学功能来命名,如“钙离子结合结构域”;或以几类最初发现此结构域的蛋白名称衍生而来,如PDZ结构域。由于结构域自身可以稳定存在,因此可以将不同来源的结构域通过遗传工程人为地结合在一起,形成杂合蛋白质。
结构花样同样是一种结构组成单元,它是由几个二级结构的特定组合(如螺旋-转角-螺旋)所组成;这些组合又被称为超二级结构。结构花样往往还包含有长度不同的loop区。