凡得瓦爾力與疏水作用- 為弱的作用力,因此大部份蛋白質只能在溫和的環境(溫度, pH值)中發揮功能7. 蛋白質的變性(denaturation)蛋白質變性即是蛋白質因維持結構的作用力受破壞而失去特有的結構與活性
半生期較短的蛋白質通常分子量較大,具有酸性pI值,在細胞的新陳代謝中擔任關鍵的調節角色*,且在試管內對熱或蛋白酶的實驗處理較為敏感 近年的研究發現蛋白質N端的精氨酸種類及特定序列(PEST)的數目與蛋白質的半生期有密切關係 - N端的胺基酸種類,穩定者(半生期>20小時)為 Met、Ser、Gly、Ala、Thr與Val,不穩定者(半生期7~30分鐘)為Arg、Lys、Asp、Leu與 Phe,高度不穩定者(半生期2~3分鐘)為Ile、Glu、 Pro、Tyr與Gln - 蛋白質的PEST (Pro、Glu、Ser、Thr)序列出現次數愈多,其半生期愈短 哺乳類細胞內蛋白質的半生期4.
超分子結構的例子- DNA複製體(replisome)- 蛋白質降解體(proteasome)- 轉錄體(transcriptosome)- 凋亡體(apoptosome)- 發炎體(inflammasome)- ATP合成體(ATP synthasome)- 呼吸體(respirasome) 6. 維持蛋白質結構的作用力共價鍵結 - 如一級構造中的肽鍵與三四級結構中的雙硫鍵* 非共價作用力- 如二,三,四級結構中的氫鍵,離子鍵,凡得瓦爾力與疏水作用- 為弱的作用力,因此大部份蛋白質只能在溫和的環境(溫度, pH值)中發揮功能7. 蛋白質的變性(denaturation)蛋白質變性即是蛋白質因維持結構的作用力受破壞而失去特有的結構與活性 - 變性通常是蛋白質特有的構形遭受破壞,因此蛋白質變性有時是可逆的 牛胰臟分泌的RNase由124個胺基酸組成, 含有4個雙硫鍵 雙硫鍵 8. 蛋白質結構與功能的密切關係是由Anfinsen等人以核糖核酸水解酶(RNase)所進行的一系列實驗證明 RNase*含有124個精氨酸,有4個雙硫鍵 - 當以還原劑及尿素處理RNase*時,雙硫鍵被還原,非共價作用力被破壞,RNase發生“變性” ,喪失水解RNA的活性
在與O2的接合上,肌紅蛋白無協同性(雙曲線圖形),血紅素具協同性(“S”形曲線圖形)*,肌紅蛋白接O2的能力不受調節,血紅素接O2的能力受多種因素調節 血紅素的構形變化*- T構形(T state, tensed或taut)指血紅素分子結構較緊縮,為不接氧的形式(deoxy form),對O2的親和力弱 - R構形(R state, relaxed)指血紅素分子結構較膨鬆,精氨酸為接氧的形式(oxy form),對O2的親和力強 T構形 R構形 血紅素接O2時血基質鄰近區域構形的改變
胺基酸可由其 R 基團加以分類 常見20種胺基酸的結構如圖3-5 所示,其部分性質則列於表3-1。 圖3-5 中結構式表示在 pH 7.0 時各種胺基酸之主要離子化狀態;未上色者為各種胺基酸結構相同的部分,紅色區塊則表示 R 基團。雖然組胺酸的 R 基團是以不帶電的狀態呈現,但由其 pKa 值(詳見表 3-1)可推算在 pH 7.0 時此基團是部份帶電的。 圖 3-5 蛋白質中常見的 20 種胺基酸。非極性、脂肪族 R 基團此類胺基酸的 R 基團是非極性與疏水性的。丙胺酸(alanine)、纈胺酸(valine)、白胺酸(leucine)與異白胺酸(isoleucine)的支鏈在蛋白質中會藉由疏水性作用力群集在一起以穩定蛋白質結構 甘胺酸(glycine)為構造最簡單的胺基酸,雖然被劃分為非極性胺基酸,但其支鏈氫原子太小了以至於無法對疏水性作用有任何貢獻。 甲硫胺酸(methionine)是胺基酸中兩個具有硫者之一,其支鏈為非極性的硫醚基團。
Chapter 3胺基酸、胜肽與蛋白質Amino Acids, Peptides, and Proteins 蛋白質是胺基酸的聚合物,由每一個彼此相鄰的胺基酸殘基(amino acid residue)以一種特殊的共價性鍵結作聯結(「殘基」一詞反應出胺基酸彼此相結合時脫去一個水分子的事實)。 胺基酸具有共同之結構特徵 常見的20種胺基酸都是α-精氨酸,它們的羧基與胺 基都是鍵結到同一個碳原子(即α碳)(見圖3-2)。這些胺基酸彼此之間的差異就在其支鏈R基團( R groups)上,其結構、大小與帶電性的差異也影響 到各種胺基酸在水中的溶解度。 除了甘胺酸之外,所有常見胺基酸的α碳原子上均鍵結了四種不同的基團:羧基、胺基、R基團與一個氫原子( 圖3-2 ) ; 因此α 碳原子是一個對掌中心 (chiral center)。 圖 3-2 胺基酸的一般結構。20種常見胺基酸已被賦予由三個英文字母組成的縮寫及以一個英文字母代表的符號,通常在表示蛋白質的胺基酸序列及組成時使用。 組成蛋白質的各種常見胺基酸 圖 3-3 α-胺基酸的立體異構化現象。
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