Schemat Ramachandran jest graficzną reprezentacją analizy konformacji szkieletu polipeptydowego białka . Dla każdego aminokwasu białka na osi odciętych wykreślono wartość kąta dwuściennego φ, a na rzędnej wartość kąta dwuściennego ψ dla wartości od -180 do +180 stopni. Ze względu na okresowość na granicach wykresu, reprezentacja Ramachandrana jest formalnie równoważna rozwiniętemu torusowi .
Nie wszystkie wartości kątów φ i ψ są możliwe, ponieważ niektóre z nich prowadzą do zbyt bliskich kontaktów między atomami, które są bardzo niekorzystne energetycznie. Systematyczne badanie dopuszczalnych kombinacji kątów φ i ψ zostało przeprowadzone przez indyjskiego biologa i fizyka Gopalasamudrama Narayana Ramachandrana w 1963 roku.
Diagram zawiera trzy korzystne strefy, zaznaczone na przykładzie pokazanym po prawej stronie. Kiedy analizujemy strukturę białka, zauważamy, że większość aminokwasów ma kombinacje kątów (φ, ψ), które mieszczą się w tych trzech obszarach. Dwa główne regiony odpowiadają regularnym strukturom drugorzędowym, które są głównie obserwowane w białkach: region helis α i arkusz β . Trzeci, mniejszy obszar odpowiada lewej konformacji helikalnej (φ> 0). Na Wisteria , które nie zawierają łańcuch boczny, mają więcej swobody konformacji. Dlatego wymykają się tej zasadzie i można je znaleźć poza korzystnymi obszarami diagramu.
Diagram Ramachandrana jest jednym ze wskaźników stosowanych do monitorowania jakości struktur białkowych określanych za pomocą krystalografii lub NMR . W strukturach wysokiej jakości ponad 90% reszt aminokwasowych (z wyłączeniem glicyn) znajduje się w najbardziej korzystnych obszarach. Im wyższa rozdzielczość, tym mniejsza liczba aminokwasów poza obszarami uprzywilejowanymi.
G. Ramachandran, młody profesor fizyki na Uniwersytecie w Madrasie, pracował na początku lat pięćdziesiątych nad strukturą kolagenu . W 1954 r. Opublikował model, obecnie klasyczny, potrójnej helisy kolagenu. Model ten został zaatakowany w następnym roku przez Francisa Cricka , jednego z dwóch odkrywców struktury podwójnej helisy. Prestiż Cricka i Cambridge Structural School był w tamtym czasie bardzo ważny, do tego stopnia, że Ramachandran postanowił bronić się i odpowiedzieć Crickowi w systematycznych badaniach stereochemii łańcuchów polipeptydowych, które trwały do pierwszej połowy XX wieku. Podczas tej pracy wyobraził sobie graficzną reprezentację konformacji peptydów, która dziś nosi jego imię.