28、生物分子结构解析

生物分子结构解析

1. 两亲分子 - 水系统相图

两亲分子 - 水系统的简化相图展示了不同分散结构与温度和水含量的关系。分散结构主要有凝胶、液晶、固体结晶和溶胶。实际上，该相图更为复杂，且依赖于两亲分子的特定性质。

对于生物系统而言，溶胶相是最优选择，因为其中包含大小合适的囊泡或脂质体。在生理温度下，双层膜的稳定性和机械性能由磷脂、鞘脂的适当化学成分以及胆固醇共同控制，胆固醇可使双层膜变硬。这种与内置蛋白质分子结合的脂质双层形成了生物膜。膜蛋白能执行多种功能，如固定化酶、通道、泵、受体、信号发生器和膜骨架成分等。细胞质膜外表面的糖脂和糖蛋白中的碳水化合物则发挥着重要的免疫作用。

2. 蛋白质结构

2.1 蛋白质的基本组成与一级结构

蛋白质是由氨基酸通过酰胺（肽）键 -CONH- 连接而成的线性聚合物，确切地说是α - 氨基酸的 L - 对映体，侧链连接在中心 Cα 原子上。每个多肽链有 N（氨基）端和 C（羧基）端，氨基酸从 N 端开始编号。肽键的形成是一个吸能反应，需要由 GTP（鸟苷三磷酸）水解释放的自由能。蛋白质主链上具有特定侧链的氨基酸序列是严格固定的，由基因决定，这被称为蛋白质的一级结构。

常见的氨基酸有 20 种，其中甘氨酸（Gly 或 G）、脯氨酸（Pro 或 P）和半胱氨酸（Cys 或 C）在蛋白质空间结构中起着特殊作用。甘氨酸侧链仅为一个氢原子，对主链旋转几乎无空间阻碍，使主链在相邻 Cα - N 和 Cα - C 键处能自由旋转，就像多肽链中的球关节；脯氨酸是亚氨基酸，通过两个键连接主链，使局部主链刚性且呈特定环状；半胱氨酸氧化后形成相对较强的共价键（二硫键），可连接多肽链的不同部位或不同多肽