مقدمه :
پروتئین ها فراوان ترین ماکرو ملکول های بیولوژیک هستند که در تمامی سلول ها و تمامی قسمت های سلولی یافت می شوند. پروتئین ها همچنین دارای تنوع زیادی می باشند. هزاران نوع پروتئین مختلف با اندازه های متفاوت از پپتیدهای نسبتاً کوچک تا پلیمرهای بزرگ دارای وزن های مولکولی در حد میلیون ممکن است در یک سلول یافت شوند. به علاوه، پروتئین ها اعمال بسیار متنوع بیولوژیک را انجام داده و مهمترین محصولات نهایی مسیرهای اطلاعاتی می باشند.
پروتئین ها ابزار مولکولی هستند که از طریق آنها اطلاعات ژنتیکی بیان می گردند شروع بررسی ماکرو ملکول های بیولوژیک یا پروتئین ها، که نامشان از کلمه یونانی (protos) به معنی «اولین» یا «جلوترین» گرفته شده است، مناسب می باشد.
کلید ساختمان هزاران پروتئین مختلف، زیر واحدهای مونومری نسبتاً ساده آنها می باشد، تمامی پروتئین ها، شامل پروتئین های موجود در قدیمی ترین رده های باکتریایی تا پیچیده ترین اشکال حیات از 20 اسید آمینه یکسان ساخته شده اند که با توالی های مشخص خطی به طریق کووالال به یکدیگر متصل می باشند. از آنجایی که هر کدام از این اسیدهای آمینه دارای زنجیر جانبی با خصوصیات شیمیایی متفاوت می باشند، این گروه 20 ملکولی پیش ساز را می توان به عنوان الفبای زبانی دانست که ساختمان پروتئین با آن نوشته می شود.
چیزی که بیشتر قابل ملاحظه می باشد این است که سلول ها می توانند با اتصال همین 20 اسید آمینه با ترکیبات و توالی های بسیار متنوع، پروتئین هایی را تولید نمایند که ویژگی ها و فعالیت های فوق العاده متنوعی دارند. موجودات مختلف می توانند با استفاده از این بلوک‌های ساختمانی محصولات بسیار متفاوتی نظیر آنزیم ها- هورمون ها- آنتی بادی ها- انتقال دهنده ها- عضله- پروتئین عدسی چشم- پر- تار عنکبوت- شاخ کرگدن- پروتئین‌های شیر، آنتی بیوتیک ها- سموم قارچی و تعداد زیادی از مواد دیگر با فعالیت های بیولوژیک متفاوت ایجاد نمایند.
...
تنوع ساختمانی، انعکاس دهنده تنوع فعالیت در پروتئین‌های کروی است :
در یک پروتئین کروی، قطعات مختلفی از یک زنجیر پلی پپتیدی (یا زنجیرهای متعدد پلی پپتیدی) بر روی یکدیگر تا می شوند. همانطور که در شکل 12 شرح داده شده است، این تا شدن سبب ایجاد یک شکل متراکم در مقایسه با پلی پپتیدهای دارای کونفورماسیون کاملاً امتداد یافته می گردد. این تا شدن همچنین سبب ایجاد تنوع ساختمانی مورد نیاز برای انجام اعمال بیولوژیک مختلف می شود. پروتئین های کروی شامل آنزیم ها، پروتئین های انتقالی، پروتئین های موتوری، پروتئین های تنظیمی، ایمونوگلبولین ها و پروتئین های دارای بسیاری از اعمال دیگر می باشند.
با شروع هزاره جدید، تعداد ساختمان های پروتئینی سه بعدی شناخته شده در حد هزاران پروتئین بوده و هر دو سال یکبار دو برابر می شود. این ثروت اطلاعات ساختمانی، در حال متحول نمودن شناخت ما از ساختمان پروتئین، ارتباط ساختمان با فعالیت و حتی مسیرهای تکاملی رسیدن پروتئین ها به وضعیت کنونی آنها، می باشد.
بحث ما پیرامون ساختمان کروی پروتئین با اصولی آغاز می گردد که از ساختمان های پروتئینی اولیه شرح داده شده، جمع آوری شده اند. در ادامه جزئیات تحت ساختمان پروتئینی و طبقه بندی مقایسه ای مورد بررسی قرار می گیرد. این بحث ها تنها به خاطر اطلاعات وسیعی ممکن می گردد که از طریق اینترنت و منابعی نظیر بانک اطلاعات پروتئین (PDB) و آرشیو ساختمان های سه بعدی ماکروملکول های بیولوژیک به دست آمده اند.