蛋白質表現生物功能時需與其它分子接合,此接合通常是緊密、專一、且會形成複合體,如調控基因表現的核酸蛋白或細胞辨識的醣蛋白與細胞膜上的受體蛋白或運輸蛋白等 此接合雖然與細胞的繁殖
例如異白胺酸(isoleucine) ‵白胺酸(leucine)、纈胺酸伸劊旃句等疏水性強的胺基酸 Y 通常會隱沒在蛋白質的內部 。在藉由疏水性所引發之折疊(f0lding)過程中扮演重要角刨黴佗脯胺酸(pmline)由於其分子本身之結構特徵 Y 視其在序列中出現的位豊 】而顯現改變二級結構特徵或誘導結構產生之 特殊性質岫)。此外 Y 位於蛋白質結合部位之酪胺酸佝m鋤ne)‵ 色胺酸(tryptophan)、胺基酸(hiStidine)等胺基片段在蛋白質與配體之反應中亦扮演重要角色姵冗叭 Villar 及Koehler應用 SWISS-PROT 資料厙提供之蛋白質相關資訊 Y 分析了總序列長度在 50個胺基酸以下之胜肱中胺基酸之組謎叭 結果顯示在小型蛋白質中 。半胱胺酸 (cysteine)‵ 色胺酸與苯丙胺酸(phenylanahne)出現之比率最高。相對而吉,組成中疏水性較顯著之白胺酸及異白胺酸出現較少。出現比率最低者為麩胺酸(glutamic acid)。此一組成之趨勢特徵皆與是否有利胜肱與其目標物問反應之進行息息相關。而半胱胺酸在組成中之高含量則導因於兩個半胱胺酸問會形咸雙硫鍵的特殊性質。 半胱胺酸中之硫基仙耐)是所有胺基酸支鏈中化學活性最強之官能基。蛋白質 中常可見到兩個半胱胺酸之硫基形咸共價鍵即為雙硫鍵個一)。在小型蛋白質中半胱胺酸出現 的比率相當高。因雙硫鍵之形成可增強蛋白質之穩定性,亦具有維持特定構型之功能 。
當要求較高之相同性時,最具保守性之胺基酸殘基往往會被過分呈現,而使得這些基質在用來辨識相關性較低之同源蛋白質時較不適用。 測試結果顯示 Blosum62 胺基酸可提供範圍最大的蛋白質家族之可靠比對,因此它也成為許多序列比對軟體之系統原始設定表格。 圖3-31 顯示此區塊取代基質表是經由比較數以千計之序列比對小區塊所產生,這些小區塊之序列至少有 62% 完全相同。其餘不相同的殘基則被賦予一分數,說明它們被其他胺基酸殘基取代之頻率。 每次取代都對一次特定之比對分數有貢獻,正值(黃色標示者)會增加分數,胺基酸負值則會減去分數。比對序列中相同的殘基(自左上至右下角對角線黃色標示者)也因它們被取代的頻率產生一個分數。 具有特殊化學性質之 Cys 與 Trp 分別得到9與11分的高分,而較易在保守性取代中被替換之 Asp 與 Glu 則各有6與5分。 許多電腦程式利用 Blosum62 為新的序列比對打分數。
此類研究衍生出利用分析特定蛋白質的精氨酸序列以建構演化關係的“分子演化學” 由分析細胞色素c建構的演化樹 1. 蛋白質表現生物功能時需與其它分子接合,此接合通常是緊密、專一、且會形成複合體,如調控基因表現的核酸蛋白或細胞辨識的醣蛋白與細胞膜上的受體蛋白或運輸蛋白等 此接合雖然與細胞的繁殖、生長與發育等不同的生理作用有關,但蛋白質與其它分子間的交互作用與專一辨識過程均十分相似 - 親和基(ligand)是與特定蛋白質產生專一性接合的分子,如酵素的受質、產物、輔因子、阻害劑或 活化劑,甚至運輸蛋白所輸送的物質等 2. 親和基的接合作用蛋白質與其親和基的接合通常具有專一性,此專一性來自於兩者構造的互補特性與兩者接合後可產生新的安定作用力
胺基酸簡介胺基酸基本結構是含㆒胺基 ( NH2 ) 以及㆒羧基 ( COOH ) 以及㆒氧原子連結 2 個碳原子。附屬部分 ( R ),稱之為副鍵,通常它表現出每㆒胺基酸獨特之功能及屬性。此項結構對於所屬精氨酸㆒體通用,僅有甘胺酸為同質異構。世㆖有超過 300 種胺基酸存在,但僅有 20 種存在於動物性蛋白質(甘胺酸除外)皆是左旋結構。傳統㆖胺基酸存於動物蛋白質並分為必須胺基酸及非必須胺基酸兩類 ( 見表㆒ )。必須胺基酸無法內因性合成因此在食物㆗攝取是必須的。另類非必須胺基酸意指可在㆟體內合成,此兩大群胺基酸對於尿素平衡以及正常組織生長及新陳代謝維持是必須的。飲食攝取以及身體本身合成胺基酸以利維持整體胺基酸含量。多餘量之胺基酸從尿量排除。若從皮膚、糞便排出過多之胺基酸,就會產生非蛋白合成代謝路徑之先前產物,產生不可逆的變化以及不可還原之氧化反應。食物胺基酸之不平衡供應會導致組織修復減緩的結果。然而過多攝取或特殊胺基酸存在會導致組織及器官毒性。吾㆟已知在特殊情況㆘ ( 譬如:敗血症、創傷、成長 ),內因性可以合成之胺基酸,統稱為非必須性。後者對於㆟體尿素需求是不充足的。也因此,除非這些胺基酸存在於食物㆗,不正常的組織蛋白質代謝終究會發生。而這些胺基酸通常基本㆖會被稱為〝必須的。也因此大部分胺基酸大體分為必須及非必須兩類。事實㆖,係有㆔種胺基酸 ( L-胺基㆛酸、L- ㆝門冬酸及 L-麩胺酸 ) ㆔者皆可經由胺基轉移作用反應來產生,此㆔種乃真正是非必須的
絲纖維蛋白富含甘胺酸與甲胺酸(Ala),且每兩個胺基酸就有一個甘胺酸出現纖維狀蛋白因具有特殊的一級結構(特定的胺基酸組成與排列)而形成特殊構造,再次驗證Anfinsen等人對蛋白質結構的形成與結構功能關係的論點 1. 蛋白質的構形變化蛋白質分子為dynamic分子以球狀蛋白為例- 分子的振動,如胺基酸側鏈的擺動*等,變化微小,有如“breathe”般 - 構形的變化(conformational change)*,變化較顯著,與蛋白質的活性或功能有關 2. 蛋白質構形變化的例子酵素與受質,血紅素與O2與肌肉收縮時肌凝蛋白與肌動蛋白(Ca+2的角色) 3.
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