ВОПРОС № 8. Вторичная структура

Вторичная структура – регулярная пространственная конформация пептидного скелета. Роль радикалов относительно мала.

Стабилизируют ее водородные связи между функциональными группами пептидного остова, а не радикалами.

Наиболее распространенным элементом вторичной структуры является правая α-спираль (α_R). Пептидная цепь здесь изгибается винтообразно (ось выделена оранжевым цветом). α-Спираль стабилизирована почти линейными водородными связями между NH-группой и СО-группой четвертого по счету аминокислотного остатка. Таким образом, в протяженных спиральных участках каждый аминокислотный остаток принимает участие в формировании двух водородных связей. Неполярные или амфифильные α-спирали с 5-6 витками часто обеспечивают заякоривание белков в биологических мембранах. Радикалы все – на наружной стороне спирали. В образовании водородных связей участвуют практически все атомы кислорода и водорода пептидных групп. В результате?-спираль "стягивается" множеством водородных связей.

Препятсствия для спирали:

· пролин. Его атом азота входит в состав жёсткого кольца, что исключает возможность вращения вокруг -N-CH- связи. Кроме того, у атома азота пролита, образующего пептидную связь с другой аминокислотой, нет атома водорода. В результате пролин не способен образовать водородную связь в данном месте пептидного остова, и?-спиральная структура нарушается. Обычно в этом месте пептидной цепи возникает петля или изгиб;

· участки, где последовательно расположены несколько одинаково заряженных радикалов, между которыми возникают электростатические силы отталкивания;

· участки с близко расположенными объёмными радикалами, механически нарушающими формирование?-спирали, например метионин, триптофан.

Вытянутые конформации пептидной цепи называются "β-складчатым листом", так как плоскости пептидных связей расположены в пространстве подобно равномерным складкам листа бумаги. B складчатых структурах также образуются поперечные межцепочечные водородные связи. Если цепи ориентированы в противоположных направлениях, структура называется антипараллельным складчатым листом (β_α), а если цепи ориентированы в одном направлении, структура называется параллельным складчатым листом (β_n). В складчатых структурах α-С-атомы располагаются на перегибах, а боковые цепи ориентированы почти перпендикулярно средней плоскости листа, попеременно вверх и вниз. Энергетически более предпочтительной оказывается β_α-складчатая структура с почти линейными H-мостиками. В растянутых складчатых листах отдельные цепи чаще всего не параллельны, а несколько изогнуты относительно друг друга.