蛋白质构象的一般结构原则

蛋白质的构象多种多样，但大体有下列一些原则。在蛋白质分子中，各个残基装配堆积的紧凑与否，因具体结构而异。大体上残基所占体积与相应氨基酸在晶体中所占体积相比，要疏松一些，后者是前者的60～70%。蛋白质分子的内部有一个核，组成核的大多是一些疏水侧链，因此是疏水核。许多亲水的基团都分布在蛋白质的表面，形成一些亲水区。有些蛋白质分子比较小，本身难于满足这一规则时，可形成二聚体等缔合物，结果使缔合物的核成为疏水核，如胰岛素和胰高血糖素。
蛋白质分子表面经常会出现一些“洞穴”。这些洞穴也常是蛋白质活性中心的所在。例如许多水解酶的活性中心是洞穴结构。如水解的底物是大分子，这种洞穴就变成了一条凹槽。
有不少相当大的蛋白质分子，经常组成几个结构域。每个结构域自身都是紧密装配的，但结构域之间的关系相当松懈，形成裂隙。如乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、木瓜蛋白酶、嗜热菌蛋白酶、丝氨酸活性中心的各种蛋白水解酶、各种羧基蛋白水解酶以及免疫球蛋白IgG等，都分成两个结构域。磷酸甘油激酶、黄素氧还蛋白等还分成几个结构域。蛋白质分子分成几个结构域的现象经常与功能是有联系的。
α螺旋含量高的蛋白质的结构域一般都相当紧密和稳定，不容易变化。如肌红蛋白、胰岛素、枯草杆菌酶、羧肽酶，以及上面列举的蛋白质的某些结构域都如此。α螺旋是蛋白质构象稳定的重要因子，但它过于稳定，不利于功能需要的某种构象变化，因此蛋白质活性部位常在它的附近，而不会在α螺旋区域。有不少蛋白质有很丰富的β折叠结构，尤以只含三、五十个残基的蛋白质如此。但也有一些分子相当大的蛋白质如免疫球蛋白、前白蛋白等也含有很多的β折叠。一般讲，β折叠含量高的蛋白质的紧密程度和构象稳定性相对于α螺旋来讲要差一些。因此这一部分蛋白质比较容易变化，有利于发挥蛋白质的某种功能。
上面这些原则是就球状蛋白质在亲水的环境中而言的。对于膜蛋白，它们的构象形成原则与此不同。