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二級結構 - 维基百科,自由的百科全书 とべ转到内容ないよう

きゅう結構けっこう

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重定しげさだこう级结构
はだべに蛋白たんぱくてき立體りったい

きゅう結構けっこう英語えいごSecondary structureざい生物せいぶつ化學かがく結構けっこう生物せいぶつがくなかゆびいち生物せいぶつ大分おおいた,如蛋白質たんぱくしつ核酸かくさんDNAあるRNA),局部きょくぶだんてきさんつうしきしか而它なみ描述にんなん特定とくていてき原子げんし位置いちざいさんきゅう結構けっこうちゅう描述)。

二級結構是由生物大分子在原子分辨率結構中所观察到的氫鍵らい定義ていぎてき蛋白質たんぱくしつてき二級結構通常是以しゅなか氨基これあいだてき氫鍵しきらい定義ていぎあずかしゅ链-侧链间以及侧链-侧链间的氢键无关〉,またそくDSSPてき定義ていぎ[1]核酸かくさんてききゅう結構けっこう鹼基これあいだてき氫鍵らい定義ていぎ

ざい级结构中,特定とくていてき氫鍵しき往往おうおうともずい其他いち結構けっこう特徵とくちょうただし如果ただこう虑这些结构特せい而忽りゃく氢键本身ほんみ,则会导致しょ定義ていぎてききゅう結構けっこうじゅん确。れい如,蛋白質たんぱくしつてき螺旋らせんちゅうてきざんもと分布ぶんぷざいひしげ(以主鏈めんかく为坐标)てき特定とくてい區域くいきいん此二面角位于这一区域的残基都會被认为参与形成「螺旋らせん」,而不ろん它是真正しんせいてき存在そんざい对应氫鍵。其他ややほろじゅん确的定義ていぎ應用おうよう曲線きょくせん微分びぶん幾何きかてき觀念かんねん,如きょくりつ扭量也有やゆう一些結構生物學家以肉眼にくがん观察どおり过软けん显示てき蛋白たんぱく质结构來決定けってい其二そのじきゅう結構けっこう

對生たいせいぶつ大分おおいたてき二級結構含量可以以ひかりらい初步しょほ估計。たい蛋白質たんぱくしつさい常用じょうようてき方法ほうほうえんしょくせい(Circular dichroism), (利用りようちょう紫外線しがいせん波長はちょう范围170-250nm)。ざい获得てきひかり吸收きゅうしゅうきょく线上,αあるふぁ螺旋らせん結構けっこうかいざい208nm及222nm两处どう时出现极しょう值,而204nm207nm处出现单个极しょう值則分別ふんべつ表示ひょうじ存在そんざい无规まききょくβべーたおりたたみ結構けっこう。另一個較常用的方法是べにがいこう,它可以偵測いん氫鍵しょ造成ぞうせい胺基てき震盪しんとう。而ひかりなか,测定二級結構最準確的方法是利用かく共振きょうしんひかり谱所纪录てき化學かがくうつりゆかり于仪样品せい备上てき原因げんいん,这一方法较为少用。

類型るいけい

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蛋白質たんぱくしつ

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蛋白质一级结构蛋白质二级结构蛋白质三级结构蛋白质四级结构
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蛋白たんぱく质结构てき交互こうごしき图像,以PCNA为演しめせ。(PDB 1AXC)
蛋白質たんぱくしつ螺旋らせんてき三種主要形式的結構特徵[2]
幾何きか屬性ぞくせい αあるふぁ-螺旋らせん 310 螺旋らせん πぱい-螺旋らせん
まいいちけんてきざんもと 3.6 3.0 4.4
まい个残もとてきこぼし 1.5 Å(0.15 nm) 2.0 Å(0.20 nm) 1.1 Å(0.11 nm)
螺旋らせん半径はんけい 2.3 Å(0.23 nm) 1.9 Å(0.19 nm) 2.8 Å(0.28 nm)
あいだ 5.4 Å(0.54 nm) 6.0 Å(0.60 nm) 4.8 Å(0.48 nm)
氫鍵(黃色おうしょくてん)穩定いちαあるふぁ-螺旋らせん

蛋白質たんぱくしつてき二級結構包含局部殘基之間由氫鍵ところ調節ちょうせつてき相互そうご作用さようさい普遍ふへんてききゅう結構けっこう就是αあるふぁ螺旋らせんβべーたおりたたみけい計算けいさん發現はつげん其他螺旋らせんれい310螺旋らせんπぱい螺旋らせんざいのうりょううえゆうちょ有利ゆうりてき氫鍵しきただし這些螺旋らせん卻是ざい自然しぜんてき蛋白質たんぱくしつちゅう稀有けうてきようαあるふぁ螺旋らせんざい中央ちゅうおう進行しんこう不利ふりてきほね包裝ほうそうざいざい末端まったんちゅう發現はつげん。緊的てんかくひらき及靈かつてきたまきかい連結れんけつさら規則きそくてききゅう結構けっこう任意にんいがたなみ真正しんせいてききゅう結構けっこうただし卻是一類缺乏規則的二級結構的形態。

胺基さんざい形成けいせい不同ふどうてき二級結構上有著不同的能力。脯氨さんあま胺酸かいざいてんかくうえ出現しゅつげんなみ且可以瓦解がかいαあるふぁ螺旋らせんこつてき規則きそく形態けいたいただし兩者りょうしゃ卻有ちょ正常せいじょうてき形態けいたい能力のうりょくざい蛋白質たんぱくしつ採用さいよう螺旋らせん形態けいたいてき胺基さんゆう蛋氨さんへい氨酸あきら氨酸こく氨酸よりゆき氨酸(胺基さんたん字母じぼへんごうため「MALEK」);相反あいはん大型おおがたてき芳香ほうこうせいざんもといろ氨酸酪氨さん苯丙氨酸)及Cβべーたぶんえだてき胺基さんあきら氨酸纈氨さん氨酸のり採用さいようβべーたおりたたみ形態けいたいただしわかたん序列じょれつらい,這些不足ふそく構成こうせい一個可靠的方法來預測二級結構。

DSSPへんごう

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DSSP「Dictionary of Protein Secondary Structure」てき縮寫しゅくしゃ,它是一編文章正式列出已知さん結構けっこうてき蛋白質たんぱくしつきゅう結構けっこう。DSSPへんごう一般いっぱんよう單一たんいつ英文えいぶん字母じぼらい描述蛋白質たんぱくしつきゅう結構けっこう[3]きゅう結構けっこう根據こんきょ氫鍵しきらい指定していてき[4][5]

  • G:3てんかく螺旋らせんまたそく310螺旋らせん)。さい短長たんちょうため3ざんもと
  • H:4てんかく螺旋らせんαあるふぁ螺旋らせん)。さい短長たんちょうため4ざんもと
  • I:5てんかく螺旋らせんπぱい螺旋らせん)。さい短長たんちょうため5ざんもと
  • T:氫鍵てんかく(3、4ある5てんかく)。
  • E:平行へいこうてきβべーたおりたたみある/及反平行へいこうてきおりたたみ形態けいたい延伸えんしん鏈)。さい短長たんちょうため2ざんもと
  • B:獨立どくりつβべーたはし內的ざんもと一對いっついβべーたおりたたみ氫鍵)
  • S:彎曲わんきょくただいち氫鍵てき指定してい

所有しょゆう以上いじょう形態けいたいてきざんもとざいDSSP以空かくらい指定していてき,而有のり以Cらい代表だいひょうめくきょくあるLらい代表だいひょうたまき螺旋らせんそくG、H及I)及折たたみ形態けいたい需要じゅよう一定いっていてきちょう。這即ゆび兩個りゃんこざいいちきゅう結構けっこう鄰接てきざんもと必須ひっす形成けいせいしょうどうてき氫鍵しき。如果螺旋らせんあるおりたたみてき氫鍵しきふとしたん,就會分別ふんべつ以TあるBへん碼。とうなかまたゆう其他蛋白質たんぱくしつきゅう結構けっこうへんごうただし卻較しょう使用しよう

DSSP氫鍵定義ていぎ

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よしきゅう結構けっこう氫鍵らい定義ていぎ所以ゆえん氫鍵てき正確せいかく定義ていぎじゅうふん重要じゅうよう。DSSP內二級結構的標準氫鍵是一個純粹しずかでん模型もけいたい羰基てき指定していてき電荷でんか分別ふんべつため

而對於氨基てき指定していてき電荷でんかそく分別ふんべつため

而靜でんのう

根據こんきょDSSP,一個氫鍵只有在Eしょう於-0.5 kcal/molざいかい存在そんざい。雖然上述じょうじゅつてき方程式ほうていしきただ一個相對於氫鍵能量的估算,ただし一般接受作為定義二級結構的工具。

蛋白質たんぱくしつきゅう結構けっこうあずかはか

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早期そうき蛋白質たんぱくしつ二級結構預測的方法是建基於胺基さん形成けいせい螺旋らせんあるおりたたみてき傾向けいこう,而有須聯どう估計形成けいせいきゅう結構けっこうてきのうりょうてき方法ほうほうらい使用しよう。這些方法ほうほうざいあずかはかざんもとてきさんしゅ狀態じょうたい螺旋らせんおりたたみあるめくきょく以有やく60%てきじゅんかくせいわか使用しよう多重たじゅう序列じょれつたい以將じゅんかくせい大幅おおはばひさげますいたり80%。序列じょれつたい以知どう胺基さんざいぼう一位置的完正分佈(包括ほうかつざい附近ふきんてき位置いち一般いっぱんざいまい一邊いっぺんてき7ざんもと),而えんじ過程かてい提供ていきょうりょう結構けっこう趨向すうこうさら明確めいかくてき圖畫ずがれい如,ざい蛋白質たんぱくしつぼう位置いちてきあま胺酸本身ほんみやめ表明ひょうめいいち任意にんいがたただし序列じょれつ對比たいひ發現はつげんざい接近せっきんじゅうおくねんえんじ95%てき蛋白質たんぱくしつちゅう一個有利螺旋的胺基酸。さいしゃわかざい位置いちけんはか平均へいきん疏水そすいせいまたかい發現はつげんざんもと可溶性かようせいあずかαあるふぁ螺旋らせん一致いっち綜合そうごうらいせつ,這些いんもと顯示けんじばらさき蛋白質たんぱくしつ內甘胺酸αあるふぁ螺旋らせん結構けっこう,而非任意にんいがた多種たしゅ方法ほうほう都會とかい結合けつごうやめゆうてきすうよりどころらい組成そせい三種狀態的預測,這些方法ほうほうゆう神經しんけいもうかくれしかおっと模型もけい支持しじこうりょう現代げんだいあずかはか方法ほうほうまたざいごと一個位置的預測結果提供信賴分數。

二級結構預測方法一直不斷地在校準,れいEVA實驗じっけんもと於約270ほしてきはかこころみさいじゅんかくてき方法ほうほうようさんPsiPRED页面そん档备份そん互联网档あん)、SAM[永久えいきゅう失效しっこう連結れんけつ]PORTERPROFSABLE页面そん档备份そん互联网档あん)。ゆうおもむきてきざい這多しゅ方法ほうほうちゅう找出ども識或一致いっちなみ不能ふのうひさげます它們てきじゅんかくせい最大さいだい改善かいぜんてき地方ちほう乎是ざいβべーたまたてきあずかはかいん為所しどころ使用しようてき方法ほうほうかいゆるがせいちβべーたまただん整體せいたいじょう而言,最高さいこうてきあずかはかじゅんかくせいただ以達90%,いんDSSPてき標準ひょうじゅん方法ほうほうてき性質せいしつあずかこうじゅんてきあずかはかあい違背いはい

じゅんかくてき二級結構預測是さんきゅう結構けっこうあずかはかてき重要じゅうようげんもとれいいち確定かくていてきβαββαβきゅう結構けっこうしき,就是てつ氧化かえげん蛋白たんぱくてき記號きごう

核酸かくさん

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核酸かくさんまたゆうきゅう結構けっこう大部おおぶ份都たんまたかくとう核酸かくさん[らいみなもと請求せいきゅう](RNA)分子ぶんし。RNA二級結構可以分為螺旋(緊接てき鹼基たい)及不どう種類しゅるいてきたまき螺旋らせん圍繞いじょうてきなりたいかく苷酸)。くきたまき結構けっこう一個鹼基對螺旋結構,末端まったんためみじかしょうてきなりたいたまき。這種くきたまき結構けっこう非常ひじょう普遍ふへんなみ且是けん構大がた结构たい,如さんようそう結構けっこうそく如在うたてうんRNAなかてきよん螺旋らせんゆいてんてき基本きほん單位たんい。內環結構けっこうざいちょう鹼基たい螺旋らせんちゅうてきたん而不なりたい鹼基)及膨ざい螺旋らせんまたちゅうがくがい插入そうにゅうただし卻在相對そうたいまたちゅうぼつ有配ゆうはいたいてき鹼基)また很經常會じょうかい出現しゅつげん最後さいごにせゆい及base triplesまたかい出現しゅつげんざいRNA。

よし於RNA二級結構差不多全都是由鹼基對作為中介,它可以說確定かくていざい一個分子或複合物中哪些鹼基成對。ただし傳統でんとうてきはなせいかつさとかつ鹼基たいなみただいちざいRNAてきはいたい方法ほうほう霍氏はいたい方法ほうほうまた普遍ふへん

DNAてきそう螺旋らせん

だつ氧核とう核酸かくさん(DNA)てき二级结构主要是各种形式的螺旋,とく别是Bがたそう螺旋らせん、此外还有Aがたそう螺旋らせん、Zがたそう螺旋らせん、三螺旋和四螺旋结构等[6]じょりょう上述じょうじゅつ3种最つね见的标准级结构(Bがた、A/CがたZがたそと,细胞ないDNAざい特殊とくしゅ条件下じょうけんかまた形成けいせい其他几种标准级结构,如弯きょく(bending)、十字形じゅうじがた(cruciforms)、さん螺旋らせん(triple helix)、すべり动(slipped mispaired DNA,SMP-DNA)错配剪辑こぼし转(base flipping)とう[6]

RNAきゅう結構けっこうあずかはか

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生物せいぶつしんいきがくてき其中一種應用是使用預測的RNA二級結構來搜尋用作RNAこうのう形式けいしき而非へん碼的もといんぐみ。舉例らいせつしょう分子ぶんしRNAゆうちょゆかりしょう內環中斷ちゅうだんてきちょうくきたまき結構けっこう計算けいさん可能かのうてきRNAきゅう結構けっこう以用動態どうたいぶんまわし方法ほうほうただし不能ふのう偵測にせゆいある其他鹼基たいぼつゆう全面ぜんめん網羅もうらてき情況じょうきょう通用つうようてき方法ほうほうゆうずい上下じょうげぶん無關むせき語法ごほうMfold一個使用動態規劃的網站。

ざい很多RNA分子ぶんしきゅう結構けっこうたいRNA正常せいじょうこうのう非常ひじょう重要じゅうようゆう甚至於較序列じょれつ重要じゅうよう。這可以幫すけよう分析ぶんせきへん碼RNA。RNAきゅう結構けっこう以用電腦でんのうらいひさげますあずかはかじゅんかくせい[7],而其生物せいぶつしんいきがくてき應用おうようかい使用しよう一些二級結構的概念來分析RNA。

應用おうよう

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蛋白質たんぱくしつRNA二級結構都可以用在協助多重たじゅう序列じょれつたい。這種たいざい加入かにゅうゆうせきてききゅう結構けっこう資料しりょう以變どくさらためじゅんかくただしゆうたいRNA卻不ふと有用ゆうよう,這是よし於RNA鹼基たい序列じょれつさら受到高度こうど保存ほぞんいち不能ふのうたいいちきゅう結構けっこうてき蛋白質たんぱくしつ,二級結構有時亦可以找出它們之間的關係來。

参考さんこう文献ぶんけん

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  1. ^ C Branden; J Tooze. Introduction to Protein Structure 2nd ed. New York: Garland Publishing. 1999. 
  2. ^ Steven Bottomley. Interactive Protein Structure Tutorial. 2004 [January 9, 2011]. (原始げんし内容ないようそん档于2010-12-19). 页面そん档备份そん互联网档あん
  3. ^ Kabsch W; Sander C. Dictionary of protein secondary structure: pattern recognition of hydrogen-bonded and geometrical features. Biopolymers. 1983, 22: 2577–2637. PMID 6667333. 
  4. ^ L. Pauling; R.B Corey. Configurations of polypeptide chains with favored orientations of the polypeptide around single bonds: Two pleated sheets. Proc. Natl. Acad. Sci. Wash. 1951, 37: 729–740. 
  5. ^ L. Pauling; R.B. Corey and H.R. Branson. Two hydrogen-bonded helical configurations of the polypeptide chain. Proc. Natl. Acad. Sci. Wash. 1951, 37: 205–211. 
  6. ^ 6.0 6.1 杨荣. だいろくしょうだいさん节:核酸かくさんてきだか级结构. 生物せいぶつ化学かがく原理げんり 2. 北京ぺきん: 高等こうとう教育きょういく出版しゅっぱんしゃ. 2012. ISBN 978-7-04-035696-0. OCLC 910676076. 
  7. ^ M. Zuker. Computer prediction of RNA structure. Methods in Enzymology. 1989, 180: 262–88. 

延伸えんしん閱讀

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まいり

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外部がいぶ連結れんけつ

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