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
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: 胺基酸以過氧甲酸 (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。
雙硫鍵之形成不僅限於分子內 Y 兩個蛋白質分子間之胺基酸也可形成雙硫鍵而造成交 環狀胜肱胺基酸組成之偏好性生物責訊在生物化學課程中之應用 3 聯(crOss link)。本文針對具有分子內雙硫鍵之胜肱,分析雙硫鍵所形成之環狀序列申胺基酸組成之偏好性 。 三‵方法學員需具備使用網際網路(Intemet)的能力 。 本文使用全球資訊網(WOrId Wide Web)之責源進行蛋白質序列之分析 。 所需之配備為 IBM 相容之個人電腦(486 以上)以及 Netscape Navigator (4﹒0 以上版本) 瀏覽軟體0 實驗之基本步驟可按圖二所建議之流程進 行操作。步硼一 首先需明確設定使用網路資源進行搜尋之具體目的 。 此一目的可由學生提出或由教師整理一清單而由學生挑選 。 胺基酸目的之設定應以考量搜尋過程與分析結果所需之時問,並能闡明相關生物性質為原則。本文將以"比較天然環狀胜肚中各胺基酸出現之機率"為範例進行搜尋 。 環狀胜肱限定為由二半胱胺酸(Cys)形成分子內雙硫鍵之胜肚。而包含此環狀序列之胜肚總長度可先限定在 20個胺基酸以內 】以利初步搜尋之進行。 步′鍺二 選擇資科厙 。 目前網路上與蛋白質序列相關之資料厙中較為完整者為 SWISS﹣PROT 以及 PIRe 此二責料厙之綢址列於表一 。此二網蛣中均具有多重搜尋之功能墜本文中胜肚序列均取自 SWISS﹣PROT(releas639ˍ7)﹙…﹚責料厙。SWISS PROT的特色 在於其周詳之註解系統之責料進行過篩選處理 。 尤為重要的是該資料厙對重複 進入資料厙後即可針對搜尋目的輸入條件 。
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 時各種精氨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精氨酸,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。
脯胺酸(proline)的脂肪族支鏈為特殊的環狀構造,其二級胺(亞胺)基團被固定在一個極為緊緻的構形中,因此含有脯胺酸的多區域其結構彈性會大幅降低。 芳香族 R 基團此類胺基酸包含苯丙胺酸(phenylalanine)、酪胺酸(tyrosine)與色胺酸(tryptophan)三種 此芳香族支鏈是相對較非極性的(疏水性的),三者均能參與疏水性交互作用。 色胺酸與精氨酸(苯丙胺酸則較差)會吸收紫外光 (圖3-6),這也是蛋白質在波長 280 nm 附近會有強吸光之成因。
伴護蛋白(chaperonins)*扮演主動角色,如Hsp60會直接促進蛋白質的摺疊 其他蛋白- Protein disulfide isomerase (PDI)負責雙鍵的正確配對-eptide proyl cis-trans isomerase (PPI)負責脯胺酸參與肽鍵時的異構化反應 1. 與蛋白質摺疊缺失有關的疾病普昂疾病(the prion disease) - Prion (proteinaceous infectious only)- Prusiner因此獲得1997年諾貝爾生醫獎 纖維囊腫(cystic fibrosis)-Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR)因發生胺基酸(F508)刪除突變,導致摺疊過程的中間產物無法自伴隨蛋白脫離, CFTR無法抵達其最終作用場所 肺氣腫(emphysema)- α1-Antitrypsin發生缺失,無法抑制彈力蛋白酶(elastase),彈力蛋白受損
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