二、蛋白质的空间结构

空间结构也称为空间构象，是指蛋白质分子中各原子的空间排布和相互关系。根据蛋白质结构的复杂程度不同，一般将蛋白质的空间结构分为二级、三级和四级结构。

（一）蛋白质分子的二级结构

蛋白质分子的二级结构是指多肽链主链折叠、盘曲所形成的有规律的、重复出现的空间结构，不涉及氨基酸残基侧链构象。维系二级结构的化学键是氢键。常见形式有α－螺旋、β－折叠、β－转角和无规则卷曲等4种，其中α－螺旋和β－折叠是主要形式（图2－4）。

图2－4　蛋白质二级结构示意图

图2－5　蛋白质三级结构示意图

1.α－螺旋　α－螺旋是多肽链主链的局部盘曲而成的螺旋状结构。螺旋的走向是顺时针方向称为右手螺旋。

2.β－折叠　β－折叠是多肽链主链折叠成锯齿状，若干个β－折叠结构顺向或反向平行排列成β－片层。

3.β－转角　β－转角是指多肽链主链中出现的180°的转折。

4.无规则卷曲　无规则卷曲是多肽链中除了以上几种比较规则的构象外，其余的松散区段的构象。

（二）蛋白质的三级结构

蛋白质分子的三级结构是具有二级结构的多肽链借侧链基团进一步折叠、盘曲所形成的空间结构，即多肽链所有原子的空间排布。稳定三级结构的化学键也称次级键或副键，主要有疏水键、氢键、盐键、范德华力和二硫键（图2－5）。

由一条多肽链构成的蛋白质必须具备三级结构才有生物学功能。

（三）蛋白质的四级结构

蛋白质的四级结构是由两条或两条以上具有三级结构的多肽链通过非共价键聚合而成的空间结构，其中每条独立三级结构的多肽链称为亚基，非共价键即疏水键、范德华力以及氢键和盐键等（图2－6）。

单独存在的亚基没有生物学活性，只有聚合成完整的四级结构才有活性。亚基可以相同，也可以不同。

蛋白质的分子结构极其复杂，不同蛋白质的一级结构和空间结构各不相同。

图2－6　蛋白质四级结构示意图