[생물 임용 노트] 단백질 - 2) 단백질의 구조: 펩타이드, 1차~4차구조 개관, 일반적 특징

펩타이드(peptide)

아미노산의 카르복실기(-COOH)와 아미노기(-NH2) 간에 형성된 무수 결합을 펩타이드 결합이라 하고, 이 펩타이드 결합으로 이루어진 화합물을 '펩타이드'라고 한다. 이때 아미노산의 평균 분자량은 한 분자당 110Da 정도이다.

펩타이드 결합이 이루어지는 과정

펩타이드 결합 과정에서 카보닐 탄소와 아마이드 질소 결합은 부분 이중 결합을 형성하여 자유로운 회전이 불가능하다.

펩타이드 결합과 회전의 자유도

즉 N-Cα, Cα-C는 회전이 자유롭다. 하지만 골격과 R기에 의한 간섭으로 회전이 제한되기도 한다.

 

단백질의 1~4차구조 개관

(1차 구조)

DNA 정보에 의해 정해지는 아미노산의 종류와 수, 서열. 세포질의 단백질을 구성하는 모든 아미노산은 L-아미노산으로 구성되어 있기 때문에 특정 3차 구조가 일정하게 형성이 가능하다.

 

(2차 구조)

펩타이드 사슬 골격에 의해 형성되는 구조

 

(3차 구조)

펩타이드 사슬 내 R기에 의한 상호작용에 의해 형성되는 구조

 

(4차 구조)

2개 이상의 폴리펩타이드로 구성되는 구조

 

일반적인 특징

1. 단백질은 가장 낮은 에너지 구조(가장 안정한 구조)로 접힌다. 일반적으로 △G가 가장 낮은 상태로 접히며, 특정 단백질은 보통 하나 또는 여러개의 안정한 구조를 갖는다.

 

2. 단백질의 구조를 안정화 시키는 주요 힘은 비공유 결합이다. 자연 단백질은 생화학 조건에서 △G = 20 ~65KJ/mol로 풀린 상태가 높은 △S를 갖는다. 하지만 비공유 결합이 이 입체 형태를 안정화시킨다. 소수성 상호작용은 가장 우세한 기여도를 가지며, 물과 접촉면을 최소화시킨다. 그 외에도 수소 결합과 이온 결합이 안정화에 기여하고 있다.