1. 一级结构

• 定义：蛋白质一级结构是指氨基酸的线性排列顺序。

• 特点：

  • 包括二硫键的位置。

  • 是蛋白质高级结构和功能的基础。

  • 氨基酸序列的差异导致蛋白质结构和功能的显著不同。

• 分子病：由氨基酸序列（一级结构）异常导致的疾病

  • eg. 镰刀形红细胞贫血病：Hb β 第 6 位氨基酸由 Glu 变成 Val，导致携氧能力下降，脆性提高（容易溶血）

2. 二级结构

• 定义：蛋白质二级结构是多肽链局部区域通过氢键形成的规则空间结构。

• 主要类型：

  1. α- 螺旋：通过氢键沿主链形成右手螺旋，每 3.6 个氨基酸残基顺时针上升一圈，螺距为 0.54 nm。

  2. β- 折叠：多条多肽链平行或反平行排列，形成片层结构。

  3. β- 转角：180˚回折，含 4 个氨基酸残基

  4. 其他结构：如无规则卷曲

• 特点：仅涉及主链骨架原子的空间位置，不涉及侧链构象。

3. 三级结构

• 定义：蛋白质三级结构是整条肽链中所有氨基酸残基在三维空间的排布。

• 形成机制：主要依靠次级键，包括疏水键、离子键、氢键和范德华力。

• 主要类型：

  • 结构模体：具有特定空间构象和功能的结构单位，超二级结构，往往和结合蛋白有关。

    • 特征：由特定氨基酸序列组成，发挥特定功能。

    • 常见模体：eg. αα、βαβ、ββ、锌指、Leu 拉链等。

    • 示例：钙离子结合蛋白、纤维蛋白受体结合肽。

  • 结构域：三级结构中具有独立结构和功能的区域。

4. 四级结构

• 定义：四级结构指蛋白质分子中各亚基的空间排布，仅适用于由多条肽链组成的蛋白质。

• 特点：

  • 每条肽链（亚基）具有完整的三级结构。

  • 亚基间主要通过氢键和离子键结合。

  • 完整的四级结构是发挥生物学功能的前提。

5. 稳定蛋白质的作用力

6. 蛋白质结构与功能的关系

6.1 一级结构与功能

• 一级结构是蛋白质空间构象的基础。

• 一级结构相似的蛋白质通常具有相似的高级结构和功能。

• 氨基酸序列改变可能导致分子病（如镰状细胞贫血）。

• 序列信息提供生物进化线索。

6.2 高级结构与功能

• 一级结构决定功能，但高级结构是功能发挥的前提。

• 示例：

  • 肌红蛋白（Mb）：单链三级结构蛋白质。

  • 血红蛋白（Hb）：由四个亚基组成的四级结构蛋白质。

• 构象改变可能引发疾病（如疯牛病朊病毒）。