2. โครงสร้างระดับทุติยภูมิ (Secondary structure)
โครงสร้างระดับทุติยภูมิเป็นการเรียงตัวกันตามแนวแกนเดียวของสายพอลิเพปไทด์ เกิดการบิด (twist) หรือพับ (fold) เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนที่เกิดจากสายพอลิเพปไทด์สายเดียวกันหรือคนละสายก็ได้ Linus Pauling และ Robert Corey ศึกษาโครงสร้างสามมิติของโปรตีน โดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่า X-ray Crystallography พบว่า เพปไทด์ชอบที่จะมีการจัดเรียงตัวให้มีโครงสร้างสามมิติ โดยใช้พันธะไฮโดรเจนซึ่งเป็นพันธะที่เกิดระหว่างกรดอะมิโนที่อยู่ใกล้กันเกิดแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน ทำให้ได้โครงสร้างสามมิติของโปรตีนที่มีความเสถียร เรียกโครงสร้างแบบนี้ว่า โครงสร้างสามมิติระดับทุติยภูมิ โครงสร้างทุติยภูมิที่พบมากมี 2 ชนิดคือ เกลียวแอลฟา (a-helix) และ แผ่นพลีตบีต้า (b-pleated sheet)
2.1 เกลียวแอลฟา หรือ แอลฟาเฮลิกซ์ (a-helix) เป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นแท่ง เกิดจากการหดตัวกันของสายพอลิเพปไทด์เป็นเกลียวหรือเฮลิกซ์ได้ทั้งแบบเวียนขวาและเวียนซ้าย ในธรรมชาติมักพบโครงสร้างที่เป็นเกลียวเวียนขวา โครงสร้างที่เป็นเกลียวนั้นเกิดจากการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างอะตอมของไฮโดรเจน (H) ที่อยู่ในหมู่อะมิโน (-NH2) ของกรดอะมิโนตัวหนึ่งกับออกซิเจน (O) ที่อยู่ในหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ของกรดอะมิโน ที่อยู่ถัดไป 4 ตำแหน่งบนสายพอลิเพปไทด์เดียวกัน ทำให้เกิดการบิดเป็นเกลียว โดยเกลียวแต่ละเกลียวจะมีจำนวนกรดอะมิโน 3.6 หน่วยต่อรอบ ระยะห่างระหว่างกรดอะมิโนแต่ละตัวเท่ากับ 1.5 อังสตรอม (0A) มีระยะห่างระหว่างเกลียว 0.54 นาโนเมตร (5.4 อังสตรอม ) และหมู่แขนงข้างของกรดอะมิโนจะชี้ออกด้านข้าง ดังรูป 17 (ก) ปี ค.ศ.1950 ได้มีการศึกษาโครงสร้างแบบเฮลิกซ์ครั้งแรกในโปรตีนที่ชื่อ เคราติน (keratin) ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบในเส้นผม
2.2 แผ่นพลีตบีต้าหรือ บีต้าชีต (b-Sheet) เป็นโครงสร้างอีกแบบที่ต่างจากเกลียวแอลฟาตรงที่พันธะไฮโดรเจนในโครงสร้างเกิดระหว่างสายพอลิเพปไทด์ มีลักษณะเป็นแผ่นจีบพับไปมาคล้ายกระเบื้องมุงหลังคา ดังรูป 17 (ข) แผ่นพลีตบีต้ามี 2 ชนิด คือ แบบขนาน (parallel) และแบบสวนทาง (antiparallel) แผ่นพลีตบีต้าแบบขนาน เกิดจากการทำพันธะระหว่างหมู่คาร์บอกซิลของกรดอะมิโนสายหนึ่งทำพันธะไฮโดรเจนกับไฮโดรเจนอะตอมของหมู่อะมิโนของอีกสายหนึ่ง โดยสายพอลิเพปไทด์จะเรียงตัวในทิศทางเดียวกัน แผ่นพลีตบีต้าแบบขนานจะพบมากในโปรตีนที่เป็นทรงกลม แผ่นพลีตบีต้าแบบสวนทาง เกิดจากการทำพันธะระหว่างหมู่คาร์บอกซิลกับไฮโดรเจนอะตอมเช่นเดียวกับแบบขนานแต่มีทิศทางของสายพอลิเพปไทด์สวนทางกัน แผ่นพลีตบีต้าแบบสวนทางกันจะพบมากในโปรตีนเส้นใย เช่น โปรตีนไฟโบรอินในเส้นไหม ในธรรมชาติจะพบโครงสร้างของแผ่นพลีตบีต้าแบบสวนทางกันมากกว่าแบบขนาน เนื่องจากแบบสวนทางกันมีความแข็งแรงกว่าแบบขนาน
เกลียวแอลฟาหรือแผ่นพลีตบีต้าอาจเชื่อมต่อกันด้วยห่วง (loop) ที่มีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกันทำให้เกิดโครงสร้างทุติยภูมิที่ยิ่งยวด (supersecondary structure) หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โมทีฟ (motif) รูปที่ 17 (ค)

รูปที่ 17 โครงสร้างทุติยภูมิของโปรตีน
ที่มา : student.ccbcmd.edu/.../proteins/fg4b.html

 

 

 

 

back to previous page
go to next page