生物化学20硫键，由两个半胱氨酸残基的筑基（一SH）氧化生成。蛋白质/多肽链的氨基酸残基序列是由其编码基因决定的。牛胰岛素（insulin）的一级结构由弗里德利克·桑格（FrederickSanger）于1953年揭示。牛胰岛素分子量为5733，由51个氨基酸残基组成A链和B链；A链有21个残基，B链有30个残基。A和B链通过两个链间的二硫键（一S一S一）相连，第三个二硫键在A链内第6位和第11位半2胱氨酸间形成，使A链部分环合（Fig.2-4）。BchainocooooooceNH?OCOO4.C02000#00########Q#0#0COOFig. 2-4 Amino acid sequences of bovine insulin（二）线性多肽链是由可旋转的刚性肽平面组成的柔性伸展结构蛋白质/多肽链内氨基酸的排列顺序实质上是由3种原子按序组成的骨架（一N一CC-cooH一）伸展而成。20世纪30年代末，李纳斯·鲍林（LinusPauling）和罗伯特·考利（RobertCorey）应用X线衍射法解析蛋白质构件单元内的键长和键角，揭示了蛋白质骨架（一N-Ca—C-coOH—）的几何特性：肽键（—CO—NH）中的4个原子和与之相邻的两个α碳原子（C。）位于同一刚性平面内，组成了一个肽单元（peptideunit）（Fig.2-5A）。在同一肽单元中，肽键中亚氨基（一NH一）的氢原子（H）与羰基（C=O）的氧原子（O）的方向几乎总是相反。此外，肽单元中的C一N键具有部分双键（键长0.132nm）特性，不能自由旋转（Fig.2-5B）；而α碳原子（C。）与羰基碳原子（C-cooH）、α碳原子与亚氨基氮原子（N）之间的连接均为单键，所以这些键在刚性肽单元的两侧有较大的自由旋转度。N一C单键旋转角度为（phi)，Ca一C-cooH单键旋转角度为（psi）。不论还是，从N末端看去，顺时针旋转为“+”，逆时针旋转为“-”；当肽链完全伸展时?、角定义为土180。它们的旋转角度决定相邻肽平面之间的相对位置（Fig.2-5C）。尽管各种蛋白质的肽链骨架相同，但组成蛋白质的氨基酸R基团大小、性质、电荷不同，对水的亲和力不同，导致了不同形式的骨架伸展，即氨基酸的组成和排列顺序决定其空间（高级）结构。在大多数肽链中，肽单元两侧的两个C。原子位于连结它们肽键的相反方向，称反式肽单元（trans-peptideunit）（Fig.2-5A）。由于空间位阻，少部分肽单元两侧的C。原子位于肽键的同侧，即顺式肽单元（cis-peptideunit）（Fig.2-5D），蛋白质中遇有脯氨酸时可形成顺式肽单元。顺式肽单元肽键能较高，不如反式肽单元稳定。二、蛋白质分子在一级结构基础上形成空间结构Three-dimensionalStructureIsFormeduponPrimaryStructure在一级结构基础上，蛋白质/多肽链骨架（—N一C。—C-cOOH—）在三维空间旋转、折叠和盘曲，形成特定的构象（conformation），即为蛋白质的空间结构或三维结构（three-dimentional
20 生物化学 2 硫键，由两个半胱氨酸残基的巯基（—SH）氧化生成。蛋白质 / 多肽链的氨基酸残基序列是由其 编码基因决定的。 牛胰岛素（insulin）的一级结构由弗里德利克·桑格（Frederick Sanger）于 1953 年揭示。牛 胰岛素分子量为5 733，由51个氨基酸残基组成A链和B链；A链有21个残基，B链有30个残基。 A 和 B 链通过两个链间的二硫键（—S—S—）相连，第三个二硫键在 A 链内第 6 位和第 11 位半 胱氨酸间形成，使 A 链部分环合（Fig. 2-4）。 Fig. 2-4 Amino acid sequences of bovine insulin （二）线性多肽链是由可旋转的刚性肽平面组成的柔性伸展结构 蛋白质 / 多肽链内氨基酸的排列顺序实质上是由 3 种原子按序组成的骨架（—N—Cα— C—COOH—）伸展而成。20 世纪 30 年代末，李纳斯·鲍林（Linus Pauling）和罗伯特·考利（Robert Corey）应用 X 线衍射法解析蛋白质构件单元内的键长和键角，揭示了蛋白质骨架（—N— Cα—C—COOH—）的几何特性：肽键（—CO—NH—）中的 4 个原子和与之相邻的两个 α 碳原子 （Cα）位于同一刚性平面内，组成了一个肽单元（peptide unit）（Fig. 2-5A）。在同一肽单元中， 肽键中亚氨基（—NH—）的氢原子（H）与羰基（C O）的氧原子（O）的方向几乎总是相反。 此外，肽单元中的 C—N 键具有部分双键（键长 0.132 nm）特性，不能自由旋转（Fig. 2-5B）； 而 α 碳原子（Cα）与羰基碳原子（C—COOH）、α 碳原子与亚氨基氮原子（N）之间的连接均为单 键，所以这些键在刚性肽单元的两侧有较大的自由旋转度。N—Cα 单键旋转角度为 φ（phi）， Cα—C—COOH 单键旋转角度为 ψ（psi）。不论 φ 还是 ψ，从 N 末端看去，顺时针旋转为“＋”，逆 时针旋转为“－”；当肽链完全伸展时 φ、ψ 角定义为 ±180°。它们的旋转角度决定相邻肽平面 之间的相对位置（Fig. 2-5C）。尽管各种蛋白质的肽链骨架相同，但组成蛋白质的氨基酸 R 基团 大小、性质、电荷不同，对水的亲和力不同，导致了不同形式的骨架伸展，即氨基酸的组成和 排列顺序决定其空间（高级）结构。 在大多数肽链中，肽单元两侧的两个 Cα 原子位于连结它们肽键的相反方向，称反式肽单元 （trans-peptide unit）（Fig. 2-5A）。由于空间位阻，少部分肽单元两侧的 Cα 原子位于肽键的同侧， 即顺式肽单元（cis-peptide unit）（Fig. 2-5D），蛋白质中遇有脯氨酸时可形成顺式肽单元。顺式 肽单元肽键能较高，不如反式肽单元稳定。 二、蛋白质分子在一级结构基础上形成空间结构 Three-dimensional Structure Is Formed upon Primary Structure 在一级结构基础上，蛋白质 / 多肽链骨架（—N—Cα—C—COOH—）在三维空间旋转、折叠和 盘曲，形成特定的构象（conformation），即为蛋白质的空间结构或三维结构（three-dimentional PUMP
第二章蛋白质结构与功能21AB123.51221162118.5119.5RPartial double-bond character of the peptide bondtrans-PeptideunitCN terminusC terminusRPeptideunitRotationalanglesand,whicharetherotationalanglesabout theC.-Nbond andtheC.-C bond,respectivelyD?H?H18°11322Hcis-Peptide unitFig.2-5Peptideunitstructure）。构象与构型（configuration）概念不同。构象是化学（取代）基团因化学键可自由旋转，不需破坏化学键而在空间自由取向所呈现的空间排布。构型则是化学基团因手性分子或双键存在所形成的特定空间排布。即构型是固定的，不同构型之间不能相互转换，而分子构象是以变换的。蛋白质的空间构象又可分为如下结构层次。（一）多肽链骨架中原子在空间排列形成二级结构蛋白质分子的二级结构（secondarystructure）是指多肽链骨架（—N—C。—C-cooH—）中的原子在空间的排列或相对位置：这种空间排列是由肽链内，有时是由邻肽链之间的氢键（hydrogenbond）联系的。蛋白质的二级结构形式有3类，即α-螺旋、β-折叠以及非α-螺旋非β-折叠形式，如β-转角和环结构。1.α-螺旋每周含3.6个氨基酸残基1951年，鲍林和考利证明多肽链骨架构象之一是α-螺旋（α-helix）结构（Fig.2-6），是蛋白质/多肽链最常见的二级结构形式，其特点如下。（1）多肽链主链围绕中心轴有规律地螺旋式上升，每隔3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，每个氨基酸残基向上平移0.15nm，螺距为0.54nm。典型的α-螺旋由18个氨基酸残基组成，为5圈螺旋。（2）第一个肽平面羰基上的氧（O）与第四个肽平面亚氨基上的氢（H）形成氢键（hydrogen
第二章 蛋白质结构与功能 21 2 structure）。构象与构型（configuration）概念不同。构象是化学（取代）基团因化学键可自由旋转， 不需破坏化学键而在空间自由取向所呈现的空间排布。构型则是化学基团因手性分子或双键存在 所形成的特定空间排布。即构型是固定的，不同构型之间不能相互转换，而分子构象是可以变换 的。蛋白质的空间构象又可分为如下结构层次。 （一）多肽链骨架中原子在空间排列形成二级结构 蛋白质分子的二级结构（secondary structure）是指多肽链骨架（—N—Cα—C—COOH—）中 的原子在空间的排列或相对位置；这种空间排列是由肽链内，有时是由毗邻肽链之间的氢键 （hydrogen bond）联系的。蛋白质的二级结构形式有 3 类，即 α- 螺旋、β- 折叠以及非 α- 螺旋 非 β- 折叠形式，如 β- 转角和环结构。 1. α- 螺旋每周含 3.6 个氨基酸残基 1951 年，鲍林和考利证明多肽链骨架构象之一是 α- 螺旋（ α-helix）结构（Fig. 2-6），是蛋白质 / 多肽链最常见的二级结构形式，其特点如下。 （1）多肽链主链围绕中心轴有规律地螺旋式上升，每隔 3.6 个氨基酸残基螺旋上升一圈，每 个氨基酸残基向上平移 0.15 nm，螺距为 0.54 nm。典型的 α- 螺旋由 18 个氨基酸残基组成，为 5 圈螺旋。 （2）第一个肽平面羰基上的氧（O）与第四个肽平面亚氨基上的氢（H）形成氢键（hydrogen nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm nm Fig. 2-5 Peptide unit PUMP
生物化学22bond）；氢键方向与螺旋长轴基本平行。尽管氢键是一种很弱的次级键，但因主链上所有肽键均参与氢键的形成，氢键数量大，所以α-螺旋很稳定。（3）组成人体蛋白质的氨基酸均为L-α-氨基酸，故形成右手螺旋，9=一57°，=一47°。侧链R基团伸向螺旋外侧。根据多肽链主链旋转方向不同，螺旋也有左手螺旋，其9=十57°=+47，如噬热菌蛋白酶中就存在左手α-螺旋。2ABNCC0.54nmC-N3.6residuesCCCCCNCN-C-CNNNC-COu'CCNCC8CCN0.51nm.CNNCIRNC-CNCCCN_Rise.pCC0.15nmresidueN4Fig.2-6Schematic drawing ofa right-handed α-helixC and N with the blue shade in Fig. 2-6B represent the carbon and nitrogen atoms in the peptide bonds; C with the gray shade representsan α -carbon with a side chain attached右手α-螺旋是最典型而又最广泛存在的螺旋。此外，脯氨酸可以全反式左手α-螺旋方式形成聚脯氨酸多肽，螺旋每圈3.0个氨基酸残基，螺距0.94nm。这种相当伸展的构象使得脯氨酸侧链相互避开。甘氨酸是最小的氨基酸，多聚甘氨酸所形成的螺旋，除右手螺旋外，其他参数基本与多聚脯氨酸相同。胶原蛋白是含脯氨酸（27%）和甘氨酸（33%）比例极高的结构蛋白，多聚脯氨酸和多聚甘氨酸螺旋是构成胶原蛋白的基本结构。2.β-折叠由平行或反平行的肽段组成1951年，鲍林和考利又提出另一种多肽主链的二级结构形式一一β-折叠（β-pleatedsheet）（Fig.2-7），其特点如下。（1）由两条或以上肽链平行（沿N一C同向排列）或反平行，或由一条肽链内的若干肽段反折成反平行或平行排列组成。在平行折叠的肽链或肽段中两残基间距为0.65nm，反平行折叠的肽链/段中两残基间距为0.70nm。（2）多肽链内各肽键平面（肽单元）折叠成锯齿状伸展，侧链R基团交错位于锯齿状折叠平面结构的上方和下方。（3）平行或反平行排列的肽链或肽段之间通过链间肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键维系，稳定构象。氢键方向与折叠的长轴垂直或近乎垂直。反平行较多见，且比平行折叠稳定。β-折叠见于结构蛋白质的空间构象，也存在于球状蛋白质的空间构象中。如天然丝蛋白中就同时具有β-折叠和α-螺旋；溶菌酶、羧肽酶等球状蛋白质中也都存在β-折叠构象。3.转角和环连接α-螺旋和（或）β-折叠包括β-转角（β-turm）和α环（Qloop），连
22 生物化学 2 bond）；氢键方向与螺旋长轴基本平行。尽管氢键是一种很弱的次级键，但因主链上所有肽键均 参与氢键的形成，氢键数量大，所以 α- 螺旋很稳定。 （3）组成人体蛋白质的氨基酸均为 L-α- 氨基酸，故形成右手螺旋，φ＝－57°，ψ＝－47°。 侧链 R 基团伸向螺旋外侧。根据多肽链主链旋转方向不同，螺旋也有左手螺旋，其 φ＝＋57°， ψ＝＋47°，如噬热菌蛋白酶中就存在左手 α- 螺旋。 Fig. 2-6 Schematic drawing of a right-handed α-helix C and N with the blue shade in Fig. 2-6B represent the carbon and nitrogen atoms in the peptide bonds； C with the gray shade represents an α-carbon with a side chain attached 右手 α- 螺旋是最典型而又最广泛存在的螺旋。此外，脯氨酸可以全反式左手 α- 螺旋方式 形成聚脯氨酸多肽，螺旋每圈 3.0 个氨基酸残基，螺距 0.94 nm。这种相当伸展的构象使得脯氨 酸侧链相互避开。甘氨酸是最小的氨基酸，多聚甘氨酸所形成的螺旋，除右手螺旋外，其他参 数基本与多聚脯氨酸相同。胶原蛋白是含脯氨酸（27%）和甘氨酸（33%）比例极高的结构蛋白， 多聚脯氨酸和多聚甘氨酸螺旋是构成胶原蛋白的基本结构。 2. β- 折叠由平行或反平行的肽段组成 1951 年，鲍林和考利又提出另一种多肽主链的二级 结构形式——β- 折叠（ β-pleated sheet）（Fig. 2-7），其特点如下。 （1）由两条或以上肽链平行（沿 N C 同向排列）或反平行，或由一条肽链内的若干肽段 反折成反平行或平行排列组成。在平行折叠的肽链或肽段中两残基间距为 0.65 nm，反平行折叠 的肽链 / 段中两残基间距为 0.70 nm。 （2）多肽链内各肽键平面（肽单元）折叠成锯齿状伸展，侧链 R 基团交错位于锯齿状折叠平 面结构的上方和下方。 （3）平行或反平行排列的肽链或肽段之间通过链间肽键羰基氧和亚氨基氢形成氢键维系，稳 定构象。氢键方向与折叠的长轴垂直或近乎垂直。反平行较多见，且比平行折叠稳定。 β- 折叠见于结构蛋白质的空间构象，也存在于球状蛋白质的空间构象中。如天然丝蛋白中 就同时具有 β- 折叠和 α- 螺旋；溶菌酶、羧肽酶等球状蛋白质中也都存在 β- 折叠构象。 3. 转角和环连接 α- 螺旋和（或）β- 折叠 包括 β- 转角（ β-turn）和 Ω 环（ Ω loop），连 PUMP
第二章蛋白质结构与功能23?Fig.2-7 Antiparallel(A)and parallel(B)β-pleated sheet structuresUpperpanelshowsatopview:lowerpanelshowsasideview接α-螺旋和（或）β-折叠，可改变多肽链的延伸方向。在球状蛋白质分子中，肽链主链常会出现180°回折，回折部分称β-转角。有两种类型的β-转角，均由4个连续的氨基酸残基组成，第一个残基羰基氧与第四个残基亚氨基氢形成氢键。β-转角4个连续的氨基酸残基构成3个连续的肽单元。若中间肽单元的氧原子与侧链Rz、R，呈反式位置，称I型；若氧原子与Rz、R呈顺式，称Ⅱ型（Fig.2-8）。只有当R，==H，即第三个氨基酸为甘氨酸残基时，方有Ⅱ型转角存在。不论是I型还是Ⅱ型，第二个氨基酸残基常为脯氨酸。除甘氨酸、脯氨酸外，天冬氨酸、天冬酰胺和色氨酸在β-转角中也很常见。此外，还有一种更精细的折叠或迁回结构，称之为环或Q环；尽管其结构形式不像α-螺旋、β-折叠那样具有规律性或周期性，但其结构对于不同蛋白质而言是固定的。β-转角和环时常出现在蛋白质分子的表面，作为介导蛋白质-蛋白质或蛋白质与其他分子相互作用的界面结构的一部分发挥生物学功能。22R2Fig2-8β-turn structures(left, type I ; night, type I)总之，α-螺旋和β-折叠是蛋白质主要的两种二级结构形式，第三种二级结构形式为非α螺旋和β-折叠形式，主要包括β-转角和环等结构。有时，在水溶液中的蛋白质某些肽段的氨基酸侧链间的相互作用较弱，单键旋转阻力小，遇有溶剂分子碰撞或受环境影响不断扭曲、变化，不具备规律性的折叠构象，呈现无规卷曲（randomcoil）。这种结构形式在天然蛋白质分子中极其罕见，不是基本的二级结构形式，以前曾被不适当地用于描述蛋白质的肽链状态（OxfordDictionaryofBiochemistryandMolecularBiology）。在有变性因素存在时，多肽链转换成无规卷曲
第二章 蛋白质结构与功能 23 2 接 α- 螺旋和（或）β- 折叠，可改变多肽链的延伸方向。在球状蛋白质分子中，肽链主链常会 出现 180° 回折，回折部分称 β- 转角。有两种类型的 β- 转角，均由 4 个连续的氨基酸残基组成， 第一个残基羰基氧与第四个残基亚氨基氢形成氢键。β- 转角 4 个连续的氨基酸残基构成 3 个连 续的肽单元。若中间肽单元的氧原子与侧链 R2、R3 呈反式位置，称Ⅰ型；若氧原子与 R2、R3 呈 顺式，称Ⅱ型（Fig. 2-8）。只有当 R3 ＝H，即第三个氨基酸为甘氨酸残基时，方有Ⅱ型转角存在。 不论是Ⅰ型还是Ⅱ型，第二个氨基酸残基常为脯氨酸。除甘氨酸、脯氨酸外，天冬氨酸、天冬 酰胺和色氨酸在 β- 转角中也很常见。此外，还有一种更精细的折叠或迂回结构，称之为环或 Ω 环；尽管其结构形式不像 α- 螺旋、β- 折叠那样具有规律性或周期性，但其结构对于不同蛋 白质而言是固定的。β- 转角和环时常出现在蛋白质分子的表面，作为介导蛋白质＿蛋白质或蛋 白质与其他分子相互作用的界面结构的一部分发挥生物学功能。 Fig. 2-8 β-turn structures （left，type Ⅰ； right，type Ⅱ） 总之，α- 螺旋和 β- 折叠是蛋白质主要的两种二级结构形式，第三种二级结构形式为非 α- 螺旋和 β- 折叠形式，主要包括 β- 转角和环等结构。有时，在水溶液中的蛋白质某些肽段的氨 基酸侧链间的相互作用较弱，单键旋转阻力小，遇有溶剂分子碰撞或受环境影响不断扭曲、变 化，不具备规律性的折叠构象，呈现无规卷曲（random coil）。这种结构形式在天然蛋白质分子 中极其罕见，不是基本的二级结构形式，以前曾被不适当地用于描述蛋白质的肽链状态（Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology）。在有变性因素存在时，多肽链转换成无规卷曲， Fig. 2-7 Antiparallel （A） and parallel （B）β-pleated sheet structures Upper panel shows a top view； lower panel shows a side view PUMP
生物化学24因此无规卷曲常用于描述蛋白质变性（denaturation）时的构象变化。（二）蛋白质在二级结构基础上形成三级结构具有二级结构的肽链常因序列上相隔较远的氨基酸残基侧链的相互作用，呈现范围广泛的盘曲与折叠，形成包括主、侧链在内的空间排列，这种一条多肽链中所有原子在三维空间的整体排布，称为三级结构（tertiarystructure）。例如，存在于红色肌肉组织中的肌红蛋白（myoglobin，2Mb）是由153个氨基酸残基构成的单链多肽，含有一个血红素（heme）辅基，能够进行可逆的氧合与脱氧。在肌红蛋白的肽链中，α-螺旋占75%，形成AH8个螺旋区（Fig.2-9），其余为转角和环结构。由于侧链基团的相互作用，多肽链盘绕、折叠成紧密的球状结构，含有一个以E、F为壁，B、G、H为底，C、D为盖的疏水“口袋”；血红素位于其中，与EF的组氨酸相连。肌红蛋白的空间构象与血红蛋白（hemoglobin，Hb）的一条β链的空间构象基本相同。但血红蛋白由2条α肽链和2条β肽链（α2β，）组成，α链的141个氨基酸残基构成7个螺旋区（没有D区）；β链的146个氨基酸残基构成8个螺旋区。4条肽链分别在三维空间盘曲折叠成紧密的球状结构。儿H.NFig.2-9Three-dimensional structure of myoglobin三级结构中多肽链的盘曲方式由氨基酸残基的排列顺序决定。三级结构的形成和稳定主要靠疏水作用、离子键、二硫键、氢键和范德华力（Fig.2-10）。蛋白质分子中含有许多疏水基团，如Leu、Ile、Phe、Val等氨基酸残基的R基团。这些基团具有排斥水、相互集合而藏于蛋白质分子内部的趋势，这种结合力称为疏水作用（hydrophobicinteraction），是维持蛋白质三级结构的最主要化学键。酸性和碱性氨基酸的R基团带电荷，正负电荷互相吸引形成离子键（ionicbond），又称盐键（saltbond，saltbridge）。邻近的两个半胱氨酸则以二硫键（disulfidebond）结合。其他基团可通过氢键（hydrogenbond）及范德华力（vanderWaalsforce）结合，尽管结合力很弱，但数量颇多，可维系三级结构的稳定。值得强调的是，某些蛋白质，例如肌红蛋白、核糖核酸酶及很多消化酶仅由一条肽链组成，所以三级结构就是它们的最高结构层次，并具有生物学功能。（三）超二级结构是三级结构的模块超二级结构（supersecondarystructure），又称模体（motif）或折叠（fold），是指在多肽链内序列相邻的几个二级结构单元在空间的折叠形式。超二级结构可以是转角或环连接的α-螺旋组合、β-折叠组合或α-螺旋与β-折叠组合。例如，两个α-螺旋中间通过转角连接，形成
24 生物化学 2 因此无规卷曲常用于描述蛋白质变性（denaturation）时的构象变化。 （二）蛋白质在二级结构基础上形成三级结构 具有二级结构的肽链常因序列上相隔较远的氨基酸残基侧链的相互作用，呈现范围广泛的盘 曲与折叠，形成包括主、侧链在内的空间排列，这种一条多肽链中所有原子在三维空间的整体 排布，称为三级结构（tertiary structure）。例如，存在于红色肌肉组织中的肌红蛋白（myoglobin， Mb）是由 153 个氨基酸残基构成的单链多肽，含有一个血红素（heme）辅基，能够进行可逆的 氧合与脱氧。在肌红蛋白的肽链中，α- 螺旋占 75%，形成 A～H 8 个螺旋区（Fig. 2-9），其余 为转角和环结构。由于侧链基团的相互作用，多肽链盘绕、折叠成紧密的球状结构，含有一个 以 E、F 为壁，B、G、H 为底，C、D 为盖的疏水“口袋”；血红素位于其中，与 EF 的组氨酸 相连。肌红蛋白的空间构象与血红蛋白（hemoglobin，Hb）的一条 β 链的空间构象基本相同。 但血红蛋白由 2 条 α 肽链和 2 条 β 肽链（ α2β2）组成，α 链的 141 个氨基酸残基构成 7 个 螺旋区（没有 D 区）；β 链的 146 个氨基酸残基构成 8 个螺旋区。4 条肽链分别在三维空间盘 曲折叠成紧密的球状结构。 Fig. 2-9 Three-dimensional structure of myoglobin 三级结构中多肽链的盘曲方式由氨基酸残基的排列顺序决定。三级结构的形成和稳定主要 靠疏水作用、离子键、二硫键、氢键和范德华力（Fig. 2-10）。蛋白质分子中含有许多疏水基 团，如 Leu、Ile、Phe、Val 等氨基酸残基的 R 基团。这些基团具有排斥水、相互集合而藏于蛋 白质分子内部的趋势，这种结合力称为疏水作用（hydrophobic interaction），是维持蛋白质三级 结构的最主要化学键。酸性和碱性氨基酸的 R 基团带电荷，正负电荷互相吸引形成离子键（ionic bond），又称盐键（salt bond，salt bridge）。邻近的两个半胱氨酸则以二硫键（disulfide bond）结 合。其他基团可通过氢键（hydrogen bond）及范德华力（van der Waals force）结合，尽管结合力 很弱，但数量颇多，可维系三级结构的稳定。 值得强调的是，某些蛋白质，例如肌红蛋白、核糖核酸酶及很多消化酶仅由一条肽链组成， 所以三级结构就是它们的最高结构层次，并具有生物学功能。 （三）超二级结构是三级结构的模块 超二级结构（supersecondary structure），又称模体（motif）或折叠（fold），是指在多肽链内 序列相邻的几个二级结构单元在空间的折叠形式。超二级结构可以是转角或环连接的 α- 螺旋 组合、β- 折叠组合或 α- 螺旋与 β- 折叠组合。例如，两个 α- 螺旋中间通过转角连接，形成 PUMP