水結(jié)構(gòu)

《生物物理學(xué)名詞》第二版。 2100433B

大量的水分子通過氫氧原子間形成氫鍵而形成的巨大超分子結(jié)構(gòu)。已知固態(tài)水(冰)至少有15種以上不同的晶體結(jié)構(gòu)。

疏水作用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

隨著越來越多的蛋白質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)被解析，對(duì)蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律也日益清楚。

就一個(gè)球狀蛋白質(zhì)而言，它們的表面常被一層親水殘基包圍，帶有疏水側(cè)鏈的殘基原則上處于分子內(nèi)部，但并不是絕對(duì)的。嚴(yán)格地說，整個(gè)蛋白質(zhì)分子由里到外，疏水殘基是逐漸減少，親水殘基則不斷增多。比較而言，親水殘基出現(xiàn)在分子內(nèi)部的幾率大于疏水殘基出現(xiàn)在分子表面的幾率。因?yàn)楹芏鄮в须姾傻臍埢ㄟ^正負(fù)電荷的相互作用而形成鹽鍵，或者是一些殘基的側(cè)鏈參與氫鍵的形成，結(jié)果削弱了殘基的親水性，使某些側(cè)鏈的疏水性質(zhì)更為突出。又例如肽鏈骨架中肽鍵內(nèi)的羰基和亞胺基都有親水和形成氫鍵的特性。球狀蛋白質(zhì)表面也存在著一些疏水殘基，從能量上看，是處于不穩(wěn)定狀態(tài)，它們有變得更為穩(wěn)定的傾向。這些殘基的側(cè)鏈往往成為蛋白質(zhì)的活性位點(diǎn)，參與和其它分子的相互作用；或是參與亞基和亞基的相互作用，形成蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)，或是自身、或是和其它分子締合。

疏水作用作用機(jī)理

就膜蛋白而言，其肽鏈中穿越膜的肽段經(jīng)常是形成兩親性α螺旋或β折疊。它們一個(gè)側(cè)面集中了較多的疏水性殘基，相對(duì)的另一側(cè)面存在著不少親水性殘基。有些膜蛋白具有多個(gè)穿越膜的肽段，這些肽段形成的兩親螺旋的疏水面向著膜脂質(zhì)中的脂肪鏈，親水面則背對(duì)脂肪鏈，并且還以特定的方式排列，盡可能地避免和疏水環(huán)境接觸，同時(shí)相互協(xié)同形成某種親水的微環(huán)境。有些一次穿越膜的蛋白質(zhì)也往往表現(xiàn)出有形成二聚或多 聚化的傾向，其結(jié)果也是使穿越膜的肽段在能量上更為穩(wěn)定。

綜上所述，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的特征是疏水/親水間的平衡，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定在很大程度上有賴于分子內(nèi)的疏水作用。當(dāng)然，穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的因素不僅是疏水作用，還有氫鍵、鹽鍵和范德華力以及肽鏈內(nèi)的二硫鍵、肽鏈和所含金屬元素間的配位鍵等。但是從各種因素的貢獻(xiàn)看，疏水作用是最重要的。

水幕集管具有特殊的結(jié)構(gòu)，集管的下部有一條與鋼板寬度相當(dāng)?shù)莫M縫。水從狹縫流下，形成連續(xù)透明的幕狀層流，冷卻鋼板的上表面。上水幕集管內(nèi)的壓力一般為1~2kPa。下水幕集管放在鋼板的下方，從輥道間向上噴水，向上的噴口也是狹縫式，但集管內(nèi)部結(jié)構(gòu)與上水幕不同。下水幕集管內(nèi)的壓力一般為10~20kPa。從上水幕集管流下的幕狀水流，在落到鋼板上時(shí)發(fā)生了寬度的減少，這叫水幕的寬縮現(xiàn)象。寬縮大小由寬縮率K(%)表示：

K=2Δl/l

式中l(wèi)為水幕出噴口時(shí)寬度;Δl為落到鋼板上的水幕寬度一側(cè)的減少量。一個(gè)好的水幕集管。寬縮率應(yīng)該很小，或接近于零。在實(shí)際應(yīng)用中，將數(shù)對(duì)上下水幕集管放置在輥道的上、下方，對(duì)鋼板(帶)進(jìn)行上下雙面冷卻。通過改變水幕集管的開啟組數(shù)和改變輥道速度及水幕集管的流量，來控制鋼板的冷卻速度和終冷溫度 。2100433B