โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)

            โปรตีนคือสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่และมีโครงสร้างซับซ้อนเกิดจากหน่วยย่อยกรดอะมิโน(amino acid) จำนวนมากตั้งแต่หลักร้อยจนถึงหลักพันหน่วยมาต่อกันเกิดเป็นสายยาว(long chains) เรียกว่า polypeptide ซึ่งในสายหรือระหว่างสายของ polypeptide เองก็จะเกิดพันธะทางเคมีขึ้นได้ทำให้โปรตีนมีโครงสร้างที่แตกต่างกันออกไปและทำให้โปรตีนเองมีคุณสมบัติที่หลากหลายและโครงสร้างซับซ้อน

            กรดอะมิโนเป็นหน่วยย่อย(monomer) ของโปรตีนซึ่งประกอบไปด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิด โครงสร้างของกรดอะมิโนประกอบด้วย หมู่อะมิโน(NH₃) หมู่คาร์บอกซิล(COO^-) และหมู่ R หรือ side chain ที่จับอยู่กับ alpha carbon โดยกรดอะมิโนแต่ละชนิดจะมีโครงสร้างเหมือนกันจะแตกต่างกันเพียงแค่หมู่ R เท่านั้น กรดอะมิโนแต่ละตัวจะมีเชื่อมต่อกันโดยพันธะเพปไทด์(peptide bond) ระหว่างหมู่คาร์บอกซิลและหมู่อะมิโน ดังนั้นสิ่งที่กำหนดคุณสมบัติของโปรตีน หน้าที่ของโปรตีน และโครงสร้างของโปรตีนก็คือ ชนิดของกรดอะมิโนในสายโปรตีน หรือหมู่ R ที่ตัวกำหนดชนิดของกรดอะมิโน และความผิดปกติที่เกิดขึ้นในสายโปนตีนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนเพียงตัวเดียวจะส่งผลกับหน้าที่และโครงสร้างของโปรตีนอย่างมาก

http://www.proprofs.com/flashcards/story.php?title=biological-molecules-aqa-proteins

            โครงสร้างของโปรตีนจะมีทั้งหมด 4 ระดับ เมื่อเกิดสังเคราะห์โปรตีนโดยการต่อกันของกรดอะมิโนเป็น polypeptide สายยาวเกิดขึ้นโครงสร้างนี้เรียกว่า primary structure ต่อมา polypeptide จะเกิดการปรับเปลี่ยนโครงสร้างให้อยู่ในรูปที่เสถียรมากกว่า primary structure กลายเป็นโครงสร้าง secondary structure แบบแผ่น หรือ beta-pleated sheets และแบบเกลียว(alpha-helices) ความแตกต่างของกรดอะมิโนภายในโครงสร้างจะเป็นตัวกำหนดว่าจะเกิดการปรับเปลี่ยนโครงสร้างเป็นแบบไหนโดยจะมีกรดอะมิโนตัวที่เป็น signature ว่าตรงส่วนนั้นจะเป็น beta-pleated sheets หรือ alpha-helices เช่น methionine, alanine , leucine uncharged glutamate และ lysine (MALEK) เป็น signature ที่จะทำให้เกิด helix forming ในขณะที่ proline และ glycine  จะเกิดได้ยากกว่า

            Tertiary structure เกิดจาก interaction ระหว่างกรดอะมิโนในโครงสร้างของ primary หรือ secondary เกิดโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่ามาก และเกิดเป็นโครงสร้างสามมิติของโปรตีน โดย interaction ที่เกิดขึ้นอาจเกิดขึ้นจากทั้งจากแรงที่อ่อนที่สุดอย่าง H bond หรือ Van der Waals หรือพันธะที่แข็งแรงอย่าง ionic bond และ disulfide bond ที่เกิดจาก thiol group ระหว่าง cysteine ด้วยกันเองเป็นพันธะที่แข็งแรงมากทำให้โครงสร้างสามมิติของโปรตีนมีความเสถียร์และแข็งแรงมากๆด้วยเช่นกัน  นอกจากนี้โปรตีนบางชนิดเป็นโปรตีนที่มีโครงสร้างซับซ้อนโดยเกิดจากโปรตีน(protein subunit) หลายๆตัวมารวมกันโดยเกิดเพียง weak interaction ระหว่าง subunit ตัวอย่างเช่น hemoglobin เราเรียกว่าโครงสร้างแบบนี้ว่าเป็น quaternary structure

โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)#โครงสร้างโปรตีน (Protein structure)