立体配座
タンパク質の構造は以下の四段階に分けて考える事が多い。
一次構造:アミノ酸配列
二次構造:αヘリックス、βシート、ターン
三次構造:タンパク質の折りたたみ(フォールディング)
四次構造:複数のタンパク質の結合(サブユニット間相互作用)
例外的な単位としては以下のものがある。
超二次構造:ロスマン構造、αα'ターンなど
モジュール:超二次構造とほぼ同義、20〜30アミノ残基を一つの単位とした構造
ドメイン:100〜150アミノ残基を単位とした構造、真核生物のエキソンがドメインに該当すると言う説がある(ドメインシャフリング説)。
また、特に三次構造以上の構造を『タンパク質高次構造』と呼ぶ。四次構造に至るまでのコンフォメーションは全てアミノ酸配列によって厳密に決定されている。
この中でも、コンフォメーションの意味合いに使用されるのがタンパク質三次構造であり、これらは以下の力によって保持されていると言われている。
疎水性相互作用:疎水基同士の凝集
静電的相互作用:イオン対の結合、塩橋(えんきょう:金属イオン媒介型)もここに入る
水素結合:電気陰性度の大きい原子と水素の結合、二次構造にも寄与している
ファンデルワールス力:原子間に普遍的に働く力、非結合性
ジスルフィド結合(S-S結合):システイン残基が硫黄によって架橋される結合
これらの作用が最もエネルギー的に安定する状態がタンパク質立体構造であり、タンパク質によっては(好熱菌タンパクや細胞外タンパク質など)これらの結合は極めて強固である。これらの相互作用は四次構造にも寄与する。
糖はその種類が多く、タンパク質や核酸のように一本鎖の構造を持たず、分枝しているケースが多い。また、概して膜脂質やタンパク質に結合しており、そのため構造解析の最も難しい生体分子の一つと言われている。いまだ一次構造を理解するための基本的な配列決定法すら確立されていない状況である。
しかしながら、細胞接着や物質輸送に必要な細胞の標識は多糖(糖鎖)が特に重要であると言われており、特異性の高い薬剤の開発には、こうした細胞標識のコンフォメーションを理解することがきわめて重要であると考えられている。