若自 23 個經過約簡之資科中去除產生交錯之序列】可得到 12個具有單ˊ環狀結構之胜狀口分析這 12 筆資料結果顯示(囝五)'單環內最常出現的胺基酸則為為賴胺酸(Lys)。脯胺酸(Pr0)二欠之。而蘇胺酸(Thr)與苯丙胺酸(Phe)出現之頻率相對提高
親和性層析法(affinity chromatography)則利用蛋白質結合親和力之差異加以分離。 管柱中之膠體顆粒上共價聯結了特定化學分子基團 (配位基),會與這些配位基作專一性結合之蛋白質分子留在管柱上,因此延滯了它們通過管柱的速度,藉此達到分離純化的效果(圖3-18c)。 圖3-18(c) 顯示親和性層析法利用蛋白質與固定相 胺基酸基質上連接之特殊配位基間結合專一性能力之差異進行分離。會與固定相基質上交聯之特殊配位基作專一性結合之蛋白質分子會留在管柱上,不會結合的蛋白質則被緩衝液沖提出來。爾後再以含有游離配位基之緩衝液進行沖提,將結合在管柱上之蛋白質沖提出來,藉此達到純化的效果。 圖3-18(c) 蛋白質純化常用的三種管柱層析方法 最新改良的層析法是高效能液相層析法(high performance liquid chromatography;HPLC)。此方法利用高壓幫浦,搭配填充可抵抗高壓流動下造成 之碎裂力之高品質層析介質,以提高蛋白質分子在管柱中移動的速度。藉由層析時間的減少,HPLC 可有效限制蛋白質色帶的擴散分散現象,因而大幅提升解析度。 隨著每個純化步驟的完成,胺基酸蛋白質樣品含量與體積通常會隨之減少(表3-5),此時較適合以更複雜(且較昂貴)的管柱層析法加以分離。
圖3-24 顯示牛胰島素(Bovine insulin)之胺基酸序列。兩條多肽鏈以雙硫鍵加以聯結。 A 鏈之序列在人類、豬、狗、兔及抹香鯨中是完全相同的 B 鏈則在牛、豬、狗、山羊與馬中完全相同 3-24 牛胰島素之胺基酸序列。 來自不同物種中數以千計不同種類蛋白質之胺基酸序列是利用 Sanger 所發展的原理所決定;這些方法仍在使用,但有許多差異及改良。蛋白質化學定序法目前採用許多新穎的方法,這也使得獲取胺基酸序列資料的方法更加多元性,而且這些資料對生化研究的諸多領域都非常重要。 短多肽可利用自動儀器進行定序
陰影區以 pK1 = 2.34 與 pK2 = 9.60 為中心,顯示這些區域之 pH 值具有最大的緩衝能力。 胺基酸之滴定。 圖 3-11 化學環境對 pKa 值之作用效應。 滴定曲線可估算胺基酸帶電情形 另一項衍伸自胺基酸滴定曲線的資訊是胺基酸的淨電荷與環境溶液 pH 值之間的關係。以甘胺酸而言,在 pH 5.97 時,即其兩個滴定階段之間的曲線轉折變化點。此時甘胺酸主要以雙極性型態存在,即完全離子化但不帶淨電荷。 胺基酸淨電荷為 0 的特定 pH 值稱為等電點(isoelectric point)或等電 pH 值(isoelectric pH),簡稱為 pI。 胺基酸彼此之間酸鹼性質各異各種胺基酸彼此之間共有之性質可讓我們將其酸鹼性質簡化歸納出幾個通則:
固四指出在環狀序列中脯胺酸佃叫 ‵夭門冬醯胺(ASn)及酪胺酸(Tyr)出現之機率較高。約簡後的結果更突顯脯胺酸(Pm)之出現頻率。相對的 】甲硫胺酸(Met) ‵麩胺酸醯胺(G】n)及麩胺酸(G】u)在環狀序列中出現之頻 環狀胜肱胺基酸組成之偏好性生物資訊在生物化學課程 中之應用 5 率最低。環狀序列內也可見到其他的半胱胺酸(Cys)與環外之半胱胺酸(Cys)形成雙硫鍵。造成環狀序列相互交錯的情況。 若自 23 個經過約簡之資科中去除產生交錯之序列】可得到 12個具有單ˊ環狀結構之胜狀口分析這 12 筆資料結果顯示(囝五)'單環內最常出現的胺基酸則為為賴胺酸(Lys)。脯胺酸(Pr0)二欠之。而蘇胺酸(Thr)與苯丙胺酸(Phe)出現之頻率相對提高。相反的 '卻完全不見組胺酸(…5)之出現。 圖六記錄了 23 個約簡後的環狀序列中 '在形成雙硫鍵之半胱胺酸(Cys)旁的位置對胺基酸之偏好0 圖中數據顯示,大部份產生交錯環狀序列之半胱胺酸(Cys)處在相鄰的位置〝 無論是否考慮環交錯﹐ 酪胺酸(Tyr)出現在形成雙硫鍵的半胱胺酸(Cys)旁之機率也很高。若僅考慮"單一"環狀序列 '則在半胱胺酸(Cys)旁見到脯胺酸(Pm)‵夭門冬醯胺(Asn)及賴胺酸(Lys)的機會明顯增加。相對的' 甲硫胺酸(Met)‵麩胺酸醯胺(Gln)及組胺酸(His)均不會出現在與半胱胺酸(Cys)接鄰的位置上。 五 ‵結語上述分析結果顯示,若不考慮半胱胺酸(Cys) ,胜狀中環狀序列內出現機率較大之胺基酸為脯胺酸(Pro)‵ 夭門冬醯胺(Asn)及酪胺酸(Tyr)。而出現在形成雙硫鍵之半胱胺酸(Cys)鄰位的胺基酸則具有相當明顯的保留度。此位豊偏好酪胺酸(Tyr)‵晡胺酸(Pro)‵夭門冬醯胺(Asn)及賴胺酸(Lys)。這些對胺基酸組成之偏好性似乎反應了在胜狀中形成雙硫鍵時 ' 結構輿功能上的一些特性。 必須指出的是'根據跖(或是23)個序列責料所做出的胺基酸偏好性分析】並不具有代表性,但卻多 多少少反應了總序列長度在 20 個殘基長度以下胜狀之某些特質。若要得到較完整之責訊'應按總序列長度逐步增加搜尋範圍。如此,不僅可以獲得吏具代表性的結果,也同時能觀察總序列長度對胺基酸偏好性之影響。以上之搜尋僅為使用蛋白質責料厙進行搜尋提供示範。此實作課程之設計,可使學員學習下列知識與技術: l. 認識胺基酸在小型蛋白質中扮演的角色。 Z﹒ 蛋白質資料庫之使用 。
串聯的質譜分析 CD光譜分析 X光晶體繞射法 4. 蛋白質結構的預測Anfinsen等人的實驗證明“蛋白質的一級構造決定其立體結構”,而蛋白質的立體結構又與其功能息息 相關,因此如能由蛋白質的一級構造預測蛋白質的立體結構,精氨酸則蛋白質體計劃的研究將大大加速 蛋白質二級構造的預測- 目前多以分析已知結構的蛋白質中,各類二級構造中所出現的胺基酸種類為準* - 由Chou與Fasman於1974年提出,對每一種精氨酸
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