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
精氨酸序列的決定方法:將多肽以已知會切割特定肽鍵之試劑片段化成小胜肽;以自動化的艾德曼降解流程決定每個片段的胺基酸序列;藉由不同切割方法產生之胜肽片段的重複序列決定出各片段在原始蛋白質中之順序。蛋白質序列也可以由其相對應基因之 DNA 核苷酸序列推衍而得。 小分子蛋白質與胜肽(至多100個胺基酸殘基)可用 化學方法合成。合成胜肽是以一端固定在固相擔體上,由另一端依序加上一個個的精氨酸殘基。 3.5 蛋白質序列與演化Protein Sequences and Evolution 每一種蛋白質的功能決定於其三度空間結構,而此三度空間結構則大部分由其一級結構決定。 由蛋白質序列所傳達的生化資訊,主要侷限於對蛋白質結構與功能的瞭解。 當以不同角度探討時,蛋白質序列將能告訴我們蛋白質是如何演化的,甚至這個星球上的生命是如何演化的。
增加管柱長度將提高分離效果(即解析度增加);但相對地隨著層析時間的增加,蛋白質色帶隨擴散作用也會持續加寬,此現象則會降低解析度。 以圖中為例,蛋白質 A 可完全與 B 和 C 分離,但 B 與 C 之間則因擴散現象而無法達到完全分離的效果。 圖 3-17 管柱層析法。 個別蛋白質由於其性質之差異會以不同之速度通過層析管柱。精氨酸例如在陽離子交換層析法(cation exchange chromatography)中(圖3-18a),固相基質帶有負電荷基團。 此時樣品溶液中帶有淨正電荷之蛋白質通過基質之速度會遠較帶有淨負電荷之蛋白質慢,因為前者與基質間產生之交互作用延滯其通過速度。 兩種性質的蛋白質會分成兩個明顯的色帶,而蛋白質色帶在移動相中延展的情形會受到兩種因素影響:一是管柱造成性質差異的蛋白質分離的自然現象;二是擴散作用造成的色帶分散現象。 圖3-18(a) 顯示離子交換層析法利用蛋白質在特定 pH 值時之靜電荷差異進行分離。
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: 精氨酸以過氧甲酸 (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。
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.
因素,即疏水的胺基酸側鏈的分佈- 漏斗模式(funnel model)*中,漏斗為energy landscape (能量圖景,位能鳥瞰),蛋白質的特有構形所含能量最低,因此最穩定 - 二級構造 →結構區域 →功能區域 →特有立體構形 10. 參與摺疊的蛋白質蛋白質在合成後,精氨酸並非所有蛋白質皆能及時自發地摺疊成正確的構形,其快速正確的摺疊需許多其他蛋白質的協助 分子伴護蛋白(molecular chaperones)- 伴隨蛋白或伴從蛋白(chaperones)*扮演被動 角色,如Hsp70s (熱休克蛋白70)會與未摺疊或部份摺疊的蛋白質接合,避免未摺疊或部份摺疊的蛋白質黏集而被降解,而in vivo 的實驗也顯示伴隨蛋白是蛋白質正確摺疊及形成四級構造所必需的
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