蛋白質一級結構

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蛋白質的一級結構是一串的胺基酸

蛋白質一級結構英語:Protein primary structure)是蛋白質胺基酸的線性序列[1]。按照慣例,蛋白質的一級結構被報導從氨基末端(N)端到羧基末端(C)端。蛋白質生物合成最通常由細胞中的核糖體進行。肽也可以在實驗室中合成。蛋白質一級結構可以被直接蛋白質序列英語Protein sequencing測序,或從DNA序列推斷。

生物化學裡,生物分子的一級結構是其分子組成和分子間化學鍵結的精確模樣。對於一典型的無分支、無交叉的生物聚合物(如DNARNA或典型的細胞內蛋白質分子),其第一結構等同於描述其單體單位的序列,即如DNA序列肽序列。「一級結構」這一名詞在Linderstrom-Lang於1951年的Lane Medical Lectures上首次被提到。一級結構和一級序列有一點相似,即使在二級或三級結構中並沒有平行的概念。

形成[編輯]

生物的形成[編輯]

胺基酸通過肽鍵聚合形成長骨架主鏈,不同的胺基酸側鏈沿其突出。在生物系統中,蛋白質在細胞的核糖體翻譯過程中產生。一些生物體還可以通過非核糖體肽英語Nonribosomal peptide合成製備短肽,其通常使用除了標準的20個之外的胺基酸,並且可以被環化,修飾和交聯。

化學的形成[編輯]

肽可以通過一系列實驗室方法化學合成。化學方法通常以與生物蛋白質合成相反的順序(從C-末端開始)合成肽。

符號[編輯]

蛋白質序列通常表示為字母串,列出了氨基末端開始至羧基末端的胺基酸。三個字母代碼或單個字母代碼可以用於表示20種天然存在的胺基酸,以及混合物或不確定的胺基酸(類似於核酸符號英語Nucleic acid notation[1][2][3]

肽可以直接蛋白質序列英語Protein sequencing測序,或從DNA序列推斷。大型序列資料庫英語Sequence database現在已經存在,整理已知的蛋白質序列。

20種天然胺基酸符號
胺基酸 3-字母[4] 1-字母[4]
丙氨酸(Alanine) Ala A
精氨酸(Arginine) Arg R
天冬醯胺(Asparagine) Asn N
天冬氨酸(Aspartate) Asp D
半胱氨酸(Cysteine) Cys C
穀氨酸(Cysteine) Glu E
穀氨醯胺(Glutamine) Gln Q
甘氨酸(Glycine) Gly G
組氨酸(Histidine) His H
異亮氨酸(Isoleucine) Ile I
亮氨酸(Leucine) Leu L
賴氨酸(Lysine) Lys K
甲硫氨酸(Methionine) Met M
苯丙氨酸(Phenylalanine) Phe F
脯氨酸(Proline) Pro P
絲氨酸(Serine) Ser S
蘇氨酸(Threonine) Thr T
色氨酸(Tryptophan) Trp W
酪氨酸(Tyrosine) Tyr Y
纈氨酸(Valine) Val V
不確定的或未知的胺基酸符號
符號 描述 殘基表達
x 任意的或未知的胺基酸 All
B 天冬氨酸衍生物 D, N
Z 穀氨酸衍生物 E, Q
Φ 疏水性 V, I, L, F, W, Y, M
Ω 芳香性 F, W, Y, H
Ψ 脂肪族化合物 V, I, L, M
π Small P, G, A, S
ζ 親水性 S, T, H, N, Q, E, D, K, R
+ 正離子 K, R, H
- 負離子 D, E

修飾[編輯]

通常,多肽是非支化聚合物,因此它們的一級結構通常可以通過沿其主鏈的胺基酸序列來指定。然而,蛋白質可以變得交叉聯接,最常見地通過二硫鍵,並且一級結構也需要指定交聯原子,例如,指定參與蛋白質二硫鍵的半胱氨酸。其他交聯包括鎖鏈素

其他分子的一級結構[編輯]

任何線性鏈雜聚物可以被稱為具有類似於該術語對於蛋白質的使用的「一級結構」,但是與參考蛋白質的極其常用的用法相比,這種用法是罕見的。在也具有廣泛二級結構的RNA中,鹼基的直鏈通常僅稱為「序列」,如同它在DNA中被稱為的(其通常形成具有很少二級結構的線性雙螺旋)。 其他生物聚合物如多糖也可以被認為具有一級結構,儘管這樣使用不是標準的。

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 SANGER F. The arrangement of amino acids in proteins. Adv. Protein Chem. 1952, 7: 1–67. doi:10.1016/S0065-3233(08)60017-0. PMID 14933251. 
  2. ^ Aasland, Rein; Abrams, Charles; Ampe, Christophe; Ball, Linda J.; Bedford, Mark T.; Cesareni, Gianni; Gimona, Mario; Hurley, James H.; Jarchau, Thomas. Normalization of nomenclature for peptide motifs as ligands of modular protein domains. FEBS Letters. 2002-02-20, 513 (1): 141–144. doi:10.1016/S0014-5793(01)03295-1. ISSN 1873-3468. 
  3. ^ A One-Letter Notation for Amino Acid Sequences*. European Journal of Biochemistry. 1968-07-01, 5 (2): 151–153. doi:10.1111/j.1432-1033.1968.tb00350.x. ISSN 1432-1033. 
  4. ^ 4.0 4.1 Hausman, Robert E.; Cooper, Geoffrey M. The cell: a molecular approach. Washington, D.C: ASM Press. 2004: 51. ISBN 0-87893-214-3.