蛋白質四級結構

蛋白質四級結構（英語：Protein quaternary structure）是生物化學中用於描述多亞基蛋白質複合體中各個摺疊蛋白質亞基的排列組合。

描述和示例

許多蛋白質實際上是多個多肽鏈的組裝。四級結構是指蛋白質亞基相對於彼此的數目和排列^[1]。具有四級結構的蛋白質的實例包括血紅蛋白，DNA聚合酶和離子通道。

由具有不同功能的亞基組成的酶有時被稱為全酶，其中一些部分可以稱為調節亞基，功能核被稱為催化亞基。作為多蛋白質複合體的其它組件也具有四級結構。實例包括核小體和微管。四級結構的變化可以通過個體亞基內的構象變化或通過亞基相對於彼此的重新取向而發生。正是通過這種變化，其在「多聚」酶中協同性和別構調節的基礎，許多蛋白質經歷調節並且執行它們的生理功能。

上述定義遵循生物化學的經典方法，其在蛋白質和功能性蛋白質單元之間的區別難以闡明的時候建立。最近，人們在討論蛋白質的四級結構時考慮蛋白質 - 蛋白質相互作用，並考慮蛋白質的所有組裝作為蛋白質複合體（protein complexes）。

四級結構的命名

具有四級結構的蛋白質複合物通常可以使用以-mer結尾的名稱（希臘語為「部分，亞基」）描述寡聚複合物中亞基的數目。正式和希臘拉丁文名稱通常用於前十種類型，可用於多達二十個亞單位，而較高順序的複合體通常用亞單位的數量描述，隨後是-meric。例如，含兩個亞基稱為二聚體，三個則為三聚體（英語：Protein trimer），以此類推（只有一個蛋白質多肽鏈的稱為單聚體）。通常情況下，細胞中的蛋白質複合物很少超過八聚體。

1 = 單聚體/亞基
2 = 二聚體
3 = 三聚體（英語：Protein trimer）
4 = 四聚體（英語：Protein tetramer）
5 = 五聚體（英語：Protein pentamer）
6 = hexamer

7 = heptamer
8 = 八聚體（英語：Protein octamer）
9 = nonamer
10 = decamer
11 = undecamer
12 = 十二聚體（英語：Protein dodecamer）

13 = tridecamer
14 = tetradecamer
15 = pentadecamer*
16 = hexadecamer
17 = heptadecamer*
18 = octadecamer

19 = nonadecamer
20 = 二十聚體（英語：Protein eicosamer）
21-mer
22-mer
23-mer*
etc.

*「沒有已知的例子」

儘管大多數蛋白質都很少被觀察到比八聚體更高的複合物，但也有一些重要的例外。病毒衣殼甚至可以為60聚體。在細胞中還發現了幾種分子機器，例如，蛋白酶體（四個七聚體環 = 28個亞基），轉錄複合物和剪接體。核糖體可能是最大的分子機器，由許多RNA和蛋白質分子組成。

在一些情況下，蛋白質形成複合物，然後組裝成更大的複合物。在這種情況下，人們使用命名法，例如「二聚體的二聚體」或「三聚體的三聚體」來表明該複合體在解離成單體之前可能解離成較小的亞複合體。

四級結構的測定

複合物質量直接分析方法

複合物大小直接分析方法

複合物大小間接分析方法

分析型超速離心
動態光散射
熒光各向異性度測量

蛋白質交互作用

蛋白質能夠形成非常緊密的複合物。例如，核糖核酸酶抑制劑（英語：Ribonuclease inhibitor）以約20fM的解離常數與核糖核酸酶A（英語：Pancreatic ribonuclease）結合。其他蛋白質已經進化成特異性結合另一種蛋白質上的異常部分，例如生物素基團（抗生物素蛋白avidin），磷酸化酪氨酸（SH2結構域）或富含脯氨酸的區段（SH3結構域）。

參見

參考資料

^ Chou, Kuo-Chen; Cai, Yu-Dong. Predicting protein quaternary structure by pseudo amino acid composition. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 1 November 2003, 53 (2): 282–289. PMID 14517979. doi:10.1002/prot.10500.

[1] Chou, Kuo-Chen; Cai, Yu-Dong. Predicting protein quaternary structure by pseudo amino acid composition. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 1 November 2003, 53 (2): 282–289. PMID 14517979. doi:10.1002/prot.10500.

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