目前艾德曼降解法可在一種稱為蛋白質定序儀 (sequenator)上進行,機器會將各步驟所需試劑 以正確比例確實混勻、分離且決定產物,並記錄結果。這些方法是非常靈敏的,通常起始樣品蛋白質僅需數微克即可進行完整定序
Anfinsen等人獲得1972年諾貝爾化學獎 9. 蛋白質立體構造的摺疊Anfinsen等人的研究結果提出“All of the information necessary for folding the peptidechain into its “native” structure is contained in the amino acid sequence of the peptide” 蛋白質特有構形的形成* Levinthal’s paradox (1968年) - 假設蛋白質A含有100個胺基酸,若每一個胺基酸只有兩種可能的空間分佈情形,則此蛋白質的構形可有 2100個可能性,如測試每一種可能性需10-13秒,則 需4 × 109年才能達到特有構形,但生理狀況(in vivo)下蛋白質A卻只需約5秒即可摺疊成特有的構形 蛋白質摺疊的過程- 以overall energy minimum為準則*- 摺疊的驅動力(driving force)為亂度(entropy)
若欲定序整條多肽,則必須使用 Pehr Edman 所開發出來的方法。艾德曼降解法(Edman degradation)只會對胜肽之胺基酸殘基加以標定 並移除之,其餘所有肽鍵仍均保持完整(圖3-25b)。 目前艾德曼降解法可在一種稱為蛋白質定序儀 (sequenator)上進行,機器會將各步驟所需試劑 以正確比例確實混勻、分離且決定產物,並記錄結果。這些方法是非常靈敏的,通常起始樣品蛋白質僅需數微克即可進行完整定序。 大分子蛋白質須先經片段化後始能完成定序 蛋白質中非常長的多肽必須先打斷成小片段後才能有效地進行定序。在此,蛋白質會先以化學或酵素方法切割成數個特定的片段。如果有雙硫鍵存在,必須先將其打開。每個片段都需分別純化後再以艾德曼降解法進行定序。最後,各片段出現在原始蛋白質中之順序將排列好,並決定出雙硫鍵所在之位置。 打斷雙硫鍵雙硫鍵的存在會干擾定序的進行。
胱胺酸殘基其中一側的肽鍵以艾德曼降解法打斷時,仍可能藉由其雙硫鍵聯結到另一條多肽上。雙硫鍵也會干擾多肽以化學或酵素方法切割的過程。兩種將雙硫鍵不可逆打斷的方法如圖3-26 所示。 圖 3-26 顯示為兩種常用的方法: 胺基酸以過氧甲酸 (performic acid)處理可將胱胺酸氧化成兩個磺基丙胺酸殘基;以二硫蘇糖醇(dithiothreitol)處理則可將胱胺酸還原成兩個半胱胺酸殘基,再進一步以碘乙酸(iodoacetate)將反應性強的游離硫醇基進行乙基化反應,以避免其再次氧化回復形成雙硫鍵構造。 圖 3-26 打斷蛋白質中之雙硫鍵。切割多肽鏈 有幾種方法可用來片段化一條多肽鏈。
蛋白質結構可分為數個層級蛋白質結構一般被定義為四個層級(圖3-16)描述整個多肽鏈中用以連結每個胺基酸殘基之共價鍵結 (主要是胜肽鍵與雙硫鍵)者稱為一級結構(primary structure),其主要組成元件即為胺基酸殘基之序列 二級結構(secondary structure)指的是由胺基酸殘基形成的一些特定的穩定排列方式,在蛋白質中會是一再重複出現的結構模式 三級結構(tertiary structure)描述的是多肽的三度空間摺疊 當一蛋白質具有兩個或以上的次單元,則其次單元在空間中之排列則稱為四級結構(quaternary structure)
目前有許多方法可用來分析蛋白質之一級構造,也有許多方法可標定或辨識胺基端胺基酸殘基(圖3- 25a)。 圖3-25(a) 顯示多肽定序的第一個步驟是決定胺基端之胺基酸殘基,在此所示為 Sanger‘s 方法。 圖3-25(b) 顯示艾德曼降解法可解析整條多肽序列。對較短之胜肽而言,此方法足以定出完整序列,不需先使用 Sanger's 法;然而在較大之多肽定序時通常會先將之斷裂成小片段胜肽,此時需搭配 Sanger's 法較佳。 圖 3-25 多肽定序之步驟。
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