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3.2:

단백질 조직

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Biology
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JoVE Core Biology
Protein Organization

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아미노산이번역 동안 리보솜에서 나올 때최초의 제1 단백질 구조를 형성하는데길이가 가변적인 체인 서열이다이 펩타이드 체인은 함께 모이는데두 아미노산의 아민과 카르복실 말단의 공유 결합으로이루어진다펩타이드가 길어지면, 수소 결합이 형성된다어떤 아미노산은 이웃과 결합하여가닥이 짧아지고 휘어지면서알파 나선이라는 나선형 구조를 만들어낸다다른 것들은 측면으로 결합하여 베타 구조라고 한다이러한 배열은 모두 단백질의이차적 구조로 알려져 있다추가 화학적 상호작용에는소수성 힘, 이온 결합 그리고아미노산 측기 사이에 일어나는이황화물 다리가 있는데그 상호작용이 증가하여 구상형의 3-D3차 조직이 되는데그것이 많은 단백질의 최종 기능 형태이다2개 이상의 폴리펩티드 체인이 3차 구조에서결합이 되면더 크고 복잡한 4차 구조가최적 상호작용을 위해 생겨난다

3.2:

단백질 조직

개요

단백질은 세포 내에서 다양한 기능을 수행하는 생명의 기본 구성 요소 중 하나입니다. 단백질은 아미노산(amino acid)으로 조립됩니다. 아미노산 서열(amino acid sequence)은 단백질의 1차 구조(primary structure)로 알려져 있습니다. 개별 아미노산의 국소적인 상호작용은 선형 사슬이 2차 구조(secondary structure)로 접히게 만듭니다. 더 나아가 멀리 떨어진 아미노산 간의 상호작용은 단백질이 3차 구조(tertiary structure)로 접히게 만듭니다. 여러 개의 접힌 사슬들(단위체; subunit)이 모여 조립되면 단백질의 4차 구조(quaternary structure)를 이룹니다.

아미노산 서열은 1차 구조를 결정합니다

아미노산이 사슬로 연결된 것을 폴리펩타이드(polypeptide)라고 부릅니다. 아미노산은 아미노기(amino group; –NH3)와 카복실기(carboxyl group; –COOH)가 연결하는 펩타이드 결합(peptide bond)을 통해 서로 연결됩니다. 이렇게 연결된 탄소와 질소 원자의 사슬은 단백질의 뼈대를 이루고, 아미노산 측쇄(amino acid side chain)는 이 뼈대에서 수직으로 돌출된 형상을 이룹니다. 폴리펩타이드 사슬 내 아미노산 잔기(amino acid residue)의 서열은 1차 구조를 이룹니다.

인접한 아미노산 잔기 간의 수소결합이 2차 구조에 기여합니다

단백질 뼈대의 아미노기와 카복실기는 수소결합을 형성할 수 있습니다. 서로 인접한 복수의 아미노산 잔기들이 수소결합을 형성하면 알파 나선(alpha helix)과 베타 병풍(beta-pleated sheets) 같은 국소적인 구조가 형성될 수 있습니다. 이런 국소적인 구조는 단백질의 2차 구조를 이룹니다.

멀리 떨어진 측쇄 간의 상호작용이 3차 구조를 결정합니다

단백질의 3차 구조는 단백질의 3차원 배열을 설명합니다. 아미노산 잔기들은 3차 구조를 안정시키기 위해 폴리펩타이드 사슬 내에서 멀리 떨어진 잔기들과 상호작용을 합니다. 이 상호작용은 약하거나 강할 수 있고, 또 비공유결합(non-covalent bond; 예: 이온결합(ionic bond), 소수성 상호작용(hydrophobic interactions), 수소결합(hydrogen bonds))을 이루거나 공유결합(covalent bond; 예: 이황화 결합(disulfide bridge))을 이룰 수 있습니다. 이런 모든 상호작용은 단백질의 모양과 기능에 기여합니다.

여러 개의 폴리펩타이드 사슬이 단일 단백질을 형성할 수 있습니다

지금까지 우리는 단일 폴리펩타이드 사슬에서 생성된 단백질을 둘러봤습니다. 많은 단백질은 하나의 폴리펩타이드 사슬로 이루어진 단위체로 구성됩니다. 따라서 단백질 단위체의 구성과 상호작용이 4차 구조를 형성합니다.