四個取代基之絕對組態(absolute configuration),我們使用了另一套特殊的命名法;單醣與胺基酸的絕對組態都是用 D,L 系統(見圖3-4)加以命名的。 圖3-4 的這些結構透視式中,將碳原子作垂直排列
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)
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
為了明確定義這非對稱碳原子上的四個取代基之絕對組態(absolute configuration),我們使用了另一套特殊的命名法;單醣與胺基酸的絕對組態都是用 D,L 系統(見圖3-4)加以命名的。 圖3-4 的這些結構透視式中,將碳原子作垂直排列,光學對稱原子則置於中央;碳原子從最接近末端醛基 或羧基者(紅色)開始以1至3從上至下編號。 胺基酸之R基團將固定出現在α碳的下方,L-胺基酸 之α-胺基位於左方,D-胺基酸之α-胺基則位於右方。 圖 3-4 丙胺酸立體異構物與 L-和 D-甘油醛之絕對組態間之立體關係。 蛋白質中之胺基酸殘基均為 L-型立體異構物 幾乎所有具對掌中心的生物化合物都僅以一種立體異構物的狀態天然存在,非 D 即 L。 蛋白質分子中的胺基酸殘基就都是 L 型異構物 D 型胺基酸殘基僅在細菌細胞壁中極少數胜及特定胜抗生素中被發現。
後者是來自於血漿或是精胺酸酉每分解精胺酸之細胞內崩解產物。它可轉化成腐肉鹼胺。後者是鳥胺酸去羥酉每之作用。精胺酸崩解乃是聚胺形成之初步,而細胞內精胺酸之濃度控制者多胺之形成 44。 在聚胺合成過程㆗,胺基酸前身所扮演之角色或許可解釋精胺酸分解酉每在許多組織㆗分布很廣。㆒旦構成之後,腐肉鹼胺在㆒系列反應㆗會轉換成精胺質,這過程需要胺基㆛晴之加入㆒此化學結構團是來自於㆙硫胺酸。它是介由㆗間物質 S-腺 ㆙硫胺酸之催化以及精胺質合成酉每之作用合成。( 詳見圖㆔ ),此種反應作用包含精胺質暨精素合成酉每是公認為不可逆之反應。 但是精素轉換回去成精胺質及腐肉鹼胺仍可發生 ( 圖㆔ ),但必須經由特殊的酉每如:精胺質-N-轉換酉每以及聚胺氧化酉每之個別作用 46。 聚胺之功能特別是提高細胞之增生,以及組織之成長以及分化,扮演相當重要之角色 45。
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。
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