问答题 (郑州大学2007年考研试题)比较蛋白质α-螺旋中的氢键和DNA双螺旋中的氢键,并指出氢键在稳定这两种结构中的作用。
【正确答案】正确答案:蛋白质α-螺旋的稳定性是靠链内氢键维持的,是由每个氨基酸残基的N-H于前面隔3个氨基酸的C=O形成,肽键上所有的肽链都参与氢键的形成,故α-螺旋相当稳定。在DNA双螺旋中:①稳定双螺旋的最重要因素是碱基堆积力;②碱基配对的氢键,GC含量越多,DNA双螺旋越稳定。 在α-螺旋中,一个残基上的羧基氧与旋转一圈后的(该残基后面)第四个残基上的α一氨基中的氮形成氢键,这些在肽链骨架内原子间形成的氢键大致平行于该螺旋的轴,氨基酸侧链伸向骨架外,不参与螺旋内的氢键形成。在双链DNA中糖-磷酸骨架不形成氢键,相反在相对的两条链中互补的碱基之间形成2个或3个氢键,氢键大致垂直于螺旋轴。 在α-螺旋中,单独的氢键是很弱的,但是这些键的合力稳定了该螺旋结构。尤其是在一个蛋白质的疏水内部,这里水不与氢竞争成键。在DNA中形成氢键的主要作用是使每一条链能作为另一条链的模板,尽管互补碱基之间的氢键帮助稳定螺旋结构,但在疏水内部碱基对之间的堆积对螺旋结构的稳定性的贡献更大。 在蛋白质多肽链的α-螺旋中,多肽主链上的第n个残基的羧基氧与沿螺旋指向的第n+4个残基的酰胺基的氢之间形成氢键,这些氢键大体上与螺旋轴平行。残基的侧链从主链中生出,不出现在螺旋之内,不参与螺旋内的氢键形成。在DNA的双螺旋中,氢键的形成不涉及糖-磷酸骨架,氢键是在两个反向平行的多核苷酸的碱基对之间形成的,每个碱基对可形成两个或三个氢键,氢键大体上与螺旋轴垂直。
【答案解析】