단백질의 구조

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단백질의 구조는 총 4가지 단계로 구분된다.

아미노산들은 탈수 합성 반응을 통하여 서로 결합할 수 있다. 두 분자의 아미노산이 탈수 합성 반응을 거치면서 한 분자의 아미노기에 있는 질소와 다른 분자의 카르복시기에 있는 탄소가 공유 결합하게 되는데 이러한 공유 결합을 펩타이드 결합이라고 한다. 20종류의 아미노산을 구성 단위로 사용하면 수백 만 가지의 조합을 만들 수 있으며 각 조합에 따라 만들어진 아미노산 중합체폴리펩타이드 사슬이라고 한다. 따라서 특정 폴리펩타이드는 여러 아미노산들이 특정한 순서대로 끝과 끝이 연결된 긴 형태로 만들어 진다. 단백질 분자는 폴리펩타이드 사슬 한 개로 만들어 지거나 여러 개의 사슬들로 구성되어 특별한 구조를 가지게 된다.

구조[편집]

1차 구조[편집]

특정 폴리펩타이드 내에서 아미노산들이 정해진 순서대로 배열된 상태를 1차 구조라고 한다. 폴리펩타이드를 구성하고 있는 아미노산들의 서열(배열)은 생명체가 가진 유전 정보에 따라 결정되는데, 이는 생물의 DNA 속의 유전자에 저장되어 있다. 아미노산이 가지는 다양한 종류의 곁사슬은 폴리펩타이드의 형태와 기능에 영향을 미친다. 많은 폴리펩타이드들이 일단 만들어 진 후 안으로 굽히거나 접혀서 둥근 공의 형태를 갖게 되며 내부의 아미노산들이 이웃한 다른 아미노산들과 결합하기도 한다.

2차 구조[편집]

폴리펩타이드 내의 아미노산 서열에 따라 폴리펩타이드의 특정 부위가 일직선으로 펼쳐지는 반면 또 다른 부위는 뒤틀리기도 한다. 이처럼 폴리펩타이드의 일부가 뒤틀린 구조를 2차 구조라고 한다. 예를 들어 단백질은 알파 나선 구조, 즉 꼬여있는 용수철과 같은 형태를 이루기도 한다. 대부분의 2차 구조와 마찬가지로 알파 나선의 형태는 폴리펩타이드 내의 아미노산 곁사슬 간의 수소 결합에 의해 유지 된다. 또한 한 분자내 다른 부위들끼리 결합을 유도하여 연결해 줄 수 있다. 또, 폴리펩타이드는 수소 결합을 통하여 주름 치마와 비슷한 여러 개의 납작하게 접힌 구조를 가질 수 있는데, 이러한 구조를 베타 병풍 구조라고 하며 이 또한 2차 구조에 해당한다.

3차 구조[편집]

나선 또는 병풍의 구조를 가진 폴리펩타이드들에서는 이들 간의 상호 작용의 결과로 더 복잡한 구형의 구조가 만들어진다. 즉, 2차 구조인 알파 나선 구조나 베타 병풍 구조는 뒤틀리거나 서로 결합하여 공 모양의 입체 구조를 만들 수 있다. 이렇게 형성된 복잡한 3차원 적 구조를 3차 구조라고 한다.

4차 구조[편집]

3차 구조를 가진 다른 폴리펩타이드들은 흔히 서로 뒤틀려 꼬이고 화학적으로 결합하기도 한다. 이렇게 하여 만들어진 구조를 4차 구조라고 하며, 이 때 각 폴리펩타이드 사슬은 특정 곁사슬 간의 상호작용에 의하여 서로 결합하게 되며 때로는 이황화 공유 결합을 형성하기도 한다. 예를 들어 독감 이하선염 및 수두와 같은 전염병에 대한 방어 작용에 관련된 면역 글로불린 또는 항체가 4차 구조의 대표적인 예이다.