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 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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另一個追蹤演化歷史的複雜因子是一個基因或一群基因在生物個體之間轉移的速率，此過程稱為側向基因轉移（lateral gene transfer）。  被轉移的基因可能與其來源個體之基因非常相似，而 同樣在這兩生物個體中之其他大部分基因則互不相關。  同一蛋白質家族的成員稱為精氨酸同源蛋白質（homologous proteins），或同源物（homologs）。  同源物的觀念可再進一步細分為：若同一家族的兩種蛋白質（即兩種同源物）存在於同一物種中，即稱之為共生同源物（paralogs）。而若兩種同源物係來自不同物種，即稱為正同源物（orthologs）。  追蹤演化的過程首先要找出合適的同源蛋白質家族，再利用它們重建演化路徑。

 二維電泳之靈敏度也比其他任何一種單獨進行之電泳方法高。  二維電泳可分離分子量相同但等電點不同之蛋白質；或是等電點近似但分子量不同者。  圖3-22(a) 胺基酸顯示蛋白質樣品先以柱狀之等電焦集法進行第一次分離，爾後將此柱狀膠體水平置於平板狀膠體上進行 SDS 聚丙烯醯胺膠體電泳分析。完成後所得到之膠體，水平方向是依蛋白質之不同等電點進行分離，垂直方向則依蛋白質分子量大小差異進行分離。  圖3-22(b) 顯示以二維電泳技術可以解析出超過1,000 種大腸桿菌中之蛋白質。 圖 3-22(a) 二維電泳。圖 3-22(b) 二維電泳。

蛋白質的一級構造決定其立體構造，而蛋白質的立體構造與其生物功能有密切的關係，因此研究蛋白質的功能需了解蛋白質的一級構造 2. 蛋白質一級構造的測定為求出多肽中精氨酸的組成與排列次序 胺基酸的組成分析- 蛋白質經酸水解*後，胺基酸的混合物可利用由 Stein & Moore (1972年諾貝爾化學獎得主)所開發的胺基酸分析儀分析其組成 - 胺基酸的組成可提供多種資訊* * 疏水胺基酸*Aliphatic, Aromatic疏水性精氨酸的排列順序- 可利用胺基酸定序儀取得- Sanger*因定出胰島素分子的構造並提出分析蛋白質一級構造的方法，而獲得1958年諾貝爾化學獎 (Sanger另因提出分析DNA序列的方法，於1980年再獲得諾貝爾化學獎) - 現今，大多數蛋白質的胺基酸序列可由基因的核苷酸序列推知