22-2단백질의 3차 구조는 아미노산 곁사슬(side chain) 사이… | 2022년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

① 이온결합

② 수소결합

③ 소수성 결합

[해설]

1차 구조는 펩타이드 결합에 의한 아미노산 배열, 2차 구조는 펩타이드 사슬 골격의 $\mathrm{-C{=}O}$와 $\mathrm{-N{-}H}$ 사이 수소결합으로 생기는 $\alpha$-나선과 $\beta$-병풍구조다. 이에 비해 3차 구조는 골격이 아니라 곁사슬끼리의 상호작용으로 폴리펩타이드가 입체적으로 접힌 형태를 말한다.

관여하는 결합은 다음과 같다.

• 다이설파이드 결합 — 시스테인 두 분자의 $\mathrm{-SH}$가 산화되어 $\mathrm{-S{-}S-}$로 이어지는 유일한 공유결합이며, 3차 구조를 가장 단단히 붙든다.

• 이온결합(염결합) — 라이신·아르지닌의 $\mathrm{-NH_3^+}$와 아스파트산·글루탐산의 $\mathrm{-COO^-}$처럼 반대 전하를 띤 곁사슬끼리 끌어당긴다. pH가 바뀌면 전하가 사라져 쉽게 끊어진다.

• 수소결합 — 세린·트레오닌·타이로신의 $\mathrm{-OH}$, 아스파라진·글루타민의 $\mathrm{-CONH_2}$ 등이 만드는 결합이다.

• 소수성 결합(소수성 상호작용) — 발린·류신·페닐알라닌 같은 비극성 곁사슬이 물을 피해 분자 안쪽으로 모이면서 생긴다. 구형 단백질이 소수성 잔기를 안에, 친수성 잔기를 밖에 두는 접힘이 여기서 나온다.

가열·산·알칼리·유기용매로 이 결합들이 끊어지는 것이 곧 단백질 변성이며, 펩타이드 결합은 그대로이므로 1차 구조는 유지된다.