【正确答案】蛋白质的二级结构是指蛋白质多肽链主链骨架的盘绕和折叠方式。天然蛋白质的二级结构主要有四种基本类型:α-螺旋、β-折叠和β-转角和无规则区域。
(1)α-螺旋:α-螺旋结构是Pauling和Corey在1951年提出来的。纤维状蛋白和球状蛋白中均存在α-螺旋结构,它是蛋白质中最常见、最典型的二级结构类型。α-螺旋结构的特点是:
①肽链主链像螺旋状盘曲,每隔3.6个氨基酸残基沿中心轴螺旋上升一圈,螺距为0.54nm,即每个氨基酸残基沿中心轴旋转100°,沿轴上升0.15nm,螺旋的直径约为0.5nm。
②α-螺旋中氨基酸残基的侧链伸向外侧。相邻的螺圈之间形成链内氢键,氢键的取向几乎与中心轴平行。从N-末端出发,氢键是由每个氨基酸残基的C==O与前面第4个氨基酸的N—H之间形成的。α-螺旋的稳定靠氢键维持。
α-螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种,但天然蛋白质的α-螺旋,绝大多数都是右手螺旋,右手螺旋比左手螺旋稳定。
(2)β-折叠结构:这种结构也是在1951年由Pauling等人首先提出的,它是蛋白质中第二种最常见的二级结构。B-折叠是由几乎伸展的多肽链侧向聚集在一起,相邻肽链的主链之间靠氢键联结而形成的锯齿状片层结构。β-折叠结构的特点是:
①肽链按层排列,主链呈锯齿状。相邻肽链主链上的N—H和C==O之间形成氢键,β-折叠靠氢键维持其结构的稳定性。
②相邻肽链走向可以平行,也可以反平行。肽链的N端在同侧为平行式,在不同侧为反平行式,从能量角度考虑,反平行式更为稳定。
③肽链中氨基酸残基的R侧链交替分布在片层的上下。
④反平行折叠结构中重复周期(肽链同侧两个相邻的同一基团之间的距离)为0.7nm,而平行式的重复周期为0.65nm。
⑤在纤维状蛋白质中,β-折叠可以在不同肽链之间形成,而球状蛋白质中的β-折叠既可以在不同肽链之间形成,也可以在同一肽链的不同肽段之间形成。
(3)β-转角:是在球状蛋白质中存在的一种二级结构。β-转角是由多肽链上4个连续的氨基酸残基组成,主链骨架以180°回折,其中第一个氨基酸残基的C==O与第四个氨基酸残基的N—H之间形成氢键,是一种不很稳定的环形结构。由于β-转角结构,可使多肽链走向发生改变,目前发现的β-转角多数都处在球状蛋白质分子的表面,在这里改变多肽链的方向阻力比较小。
(4)无规则区域:指无一定规律的松散盘曲的肽链结构,往往成“环”或“卷曲”结构,绝非变性蛋白的无规则卷曲。无规则区域的生物学功能不亚于规则的二级结构,它有利于多肽链形成灵活的、具有特异性生物学活性的球状构象。无规则区域有时在球状蛋白分子表面,有时在其分子内部。
【答案解析】