ตอบข้อ 2โครงสร้างของโปรตีน
โครงสร้างระดับปฐมภูมิ (Primary structure) กรดอะมิโนเชื่อมต่อกันเกิดเป็นสาย โดยใช้พันธะโคเวเลนซ์ที่เกิดระหว่างหมู่ a-อะมิโนของกรดอีกตัวหนึ่ง เรียกชื่อพันธะนี้อย่งจำเพาะได้ว่าพันธะเพปไทด์ (peptide bond) และเรียกสายของกรดอะมิโนว่า สายเพปไทด์ โดยอาจเรียกเพปไทด์สายสั้นๆ หรืออลิโกเพปไทด์ (oligopeptide) ตามจำนวนกรดอะมิโน องค์ประกอบ เช่น เพนทะเพปไทด์ เกิดจากกรดอะมิโน 5 ตัว พอลิเพปไทด์ เกิดจากกรดอะมิโนจำนวนมาก เป็นต้น การเรียกชื่อโดยระบุกรดอะมิโนองค์ประกอบทำได้โดยเรียงจากปลายด้านอะมิโนหรือปลาย N (N-terminal) ไปปลายด้านคาร์บอนซิลหรือปลาย C (C-terminal) เช่น อาจเรียกเททระเพปไทด์ (tetrapeptide) ในรูปที่ 5.6 ว่า ไกลซิล-แอสพาร์ทิล-ไทโรซิล-ซีริน (glycyl-aspartyl-tyrosyl-serine) และเขียนสัญลักษณ์แทนได้หลายแบบ ลำดับของกรดอะมิโนในสายพอลิเพปไทด์ที่แตกต่างกันนี้คือ โครงสร้างปฐมภูมิ
โครงสร้างทุติยภูมิ (Secondary structure)โครงสร้างทุติยภูมิที่พบในโปรตีน ได้แก่ โครงสร้างรูปเกลียว (helix) รูปแผ่นพับ (pleated sheet) และรูปหัก (turn)โครงสร้างรูปเกลียว (Helical structure)เป็นโครงสร้างทุติยภูมิ ที่พบทั่วไป ในปี ค.ศ. 1951 Pauling ได้ค้นพบโครงสร้างนี้ จากการศาสตร์รังสีเอกซ์ของโปรตีน พอลิเพปไทด์ที่สร้างขึ้นจากกรดอะมิโนรูป L เกลียวแอลฟาแบบเวียนขวา (right-handed a helix)จากการศึกษาโครงสร้างของโปรตีนชนิดต่างๆ พบว่า เกลียวแอลฟาเป็นโครงสร้างพื้นฐานทั้งในโปรตีนเส้นใย (fibrous protein) และในโปรตีนก้อนกลม (globular protein) ในโปรตีนประเภทหลังนี้ มักจะพบสายเกลียวแทรกอยู่เป็นระยะๆ ร่วมกับโครงแบบอื่น นอกจากเกลียวแอลฟาแล้ว เรายังพบเกลียวในลักษณะอื่นๆ ซึ่งมีอยู่ไม่มาก และมีความแตกต่างกันไป
โครงสร้างรูปเบตา (b structure)ในปีเดียวกันที่เสนอโครงสร้างรูปเกลียวแอลฟา ได้เสนอโครงสร้างรูปแผ่นพับเบตา (b pleated sheet) แผ่นผับเบตามีพันธะไฮโครเจนเกิดขึ้นระหว่างสายของพอลิเพปไทด์ที่อยู่ใกล้กัน เมื่อมีพอลิเพปไทด์มากกว่า 2 สาย มาเรียงกันเข้าจะได้ลักษณะเป็นแผ่น ซึ่งมีรอยพับตรงตำแหน่ง Cα
โครงสร้างแผ่นพับ b สามารถจัดได้เป็น 2 ประเภท คือ แบบสวนขนาน (antiparallel) ซึ่งสายพอลิเพปไทด์ที่มาสร้างพันธะไฮโดรเจนต่อกันนั้นวิ่งขนานกันแต่กลับทิศกัน และแบบขนาน (parallel) สายพอลิเพปไทด์วิ่งขนานกันไปในทิศเดียวกัน พอลิเพปไทด์สายเดียวอาจมีโครงสร้างแบบแผ่นวิ่งกลับทิศกันได้ต้องมีตำแหน่งที่สายนั้นวกกลับ เรียกบริเวณนั้นว่า จุดวกกลับ (hairpin turn) โครงสร้างแบบแผ่นที่วิ่งไปในทิศเดียวกัน จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีส่วนหนึ่งของสายเพปไทด์ที่ยาวพอ ที่จะโค้งกลับในลักษณะคล้ายสะพานข้าม (cross-over commection) กลับมาที่จุดตั้งต้นของแผ่นพับเบตาส่วนแรก
โครงสร้างตติยภูมิ (Tertiary structure)
โครงสร้างตติยภูมิเป็นการจัดตัวของโปรตีนในรูปสามมิติซึ่งเกิดจากการนำเอาโครงสร้างระดับทุติยภูมิมารวมกับการบิดเบนของสายเพปไทด์ เพื่ให้วางหมู่โซ่ข้างของกรดอะมิโนให้อยู่ในตำแหน่งที่เสถียร ประมาณปี ค.ศ. 1960 มีผู้ศึกษาโครงสร้างของไมโอโกลบิน (myoglobin) จากปลาวาฬสเปิร์ม (sperm whale) ด้วยเทคนิคการเลียวเบนรังสีเอกซ์ โดยนำไมโอโกลบินที่บริสุทธิ์มาตกผลึก นำผลึกที่ได้มาผ่านรังสีเอกซ์ และเก็บภาพการเลี้ยวเบนของแสงด้วยแผ่นฟิล์ม ซึ่งจะเห็นเป็นจุดด่าง ๆ มากมายเมื่อนำความเข้มและมุมหักเหของแสงที่เลี้ยวเบนมาคำนวณ จะได้แผนผังความหนาแน่นของอิเล็กตรอน (electron density map) เป็นรูปสามมิติจากการวางกรดอะมิโนต่างๆ ของโครงสร้างปฐมภูมิลงบนแผนผังดังกล่าว จะได้โครงสร้างตติยภูมิออกมา พบว่าโมเลกุลของไมโอโกลบินประกอบไปด้วยเกลียวแอลฟา และมีบางส่วนของสายพอลิเพปไทด์พันทบไปมาส่งผลให้รูปร่างโมเลกุลเป็นก้อนกลม
โครงสร้างจตุรภูมิ (Quaternary structure) โปรตีนบางชนิดจะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพตติยภูมิ อย่างไรก็ตามยังมีโปรตีนอีกเป็นจำนวนมากที่มีหลายหน่วยย่อย (subunit) เข้ามารวมตัวกัน เพื่อทำงานอันใดอันหนึ่ง โครงสร้างของโปรตีนในรูปนี้เรียกว่า โครงสร้างระดับจตุรภูมิ ซึ่งเกิดจากหน่วยย่อยที่อาจเหมือนกันหรือต่างกันแล้วแต่ชนิดของโปรตีนนั้น ๆ และบริเวณผิวหน้าของโมเลกุลส่วนที่สัมผัสกันนั้น อาจเกิดขึ้นจากพันธะไฮโดรโฟบิก พันธะไฮโดรเจน และในบางกรณีเป็นพันธะไดซัลไฟด์ การที่มีโมเลกุลของโปรตีนเหล่านี้เข้ามารวมตัวในระดับจตุรภูมิ ช่วยให้การทำหน้าที่ของโปรตีนเหล่านี้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น ทำให้เกิดการร่วมมือกัน (cooperativity) หรือเกิดการควบคุม (regulation) ให้ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือหลาย ๆ อย่างได้ โปรตีนที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ หรือที่รู้จักกันในชื่อเอนไซม์หลายชนิด เช่น แลกเตตดีไฮโดรจีเนส (lactatedehydrogenase) และแอสพาร์เตตทรานส์คาร์บาโมอิเลส (aspartate transcarbamoylase) มีโครงสร้างระดับจตุรภูมิ แลกเตตดีไฮโดรจีเนสประกอบด้วยสายพอลิเพปไทด์ 2 ชนิด มาอยู่รวมกัน 4 สายในสัดส่วนต่าง ๆแอสพาร์เตตทรานส์คาร์บาโมอิเลสก็ประกอบด้วยพอลิเพปไทด์ 2 ชนิด ชนิดหนึ่งอยู่เป็นสองสายหรือไดเมอร์ (dimmer) อีกชนิหนึ่งอยู่เป็นสามสายหรือไทรเมอร์ (Trimer) ไดเมอร์และไทรเมอร์มาอยู่รวมกันเป็น 12 สาย
ที่มา http://www.lks.ac.th/student/kroo_su/chem8/dream/5.html
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น