最重要的限制在於每個化學循環的反應效率。我們可由計算不同長度的胜肽, 在每步驟產率為 96.0% 或 99.8%下所得之總產率(表3-8)來說明。任一步驟之反應不完全,將造成下一步驟不純物的產生
胜肽為胺基酸結合成之鏈狀體 兩個精氨酸可藉由一取代之醯胺鍵結, 即胜肽鍵 (peptide bond)作共價性聯結形成所謂雙肽。此鍵結是由一個胺基酸之羧基及另一胺基酸之胺基共同脫去一個水分子而形成(圖3-13)。 胜肽鍵之形成為一縮合反應,這是一種活體細胞中常見的化學反應。在標準生化條件下,圖3-13 之反應式會較傾向於胺基酸,而非雙肽。 圖3-13 中,官能基標示為 R2 之精氨酸中之α-胺基可作為親核性反應基團,取代另一個標示為 R1 之胺基酸中的 -OH 基,以形成胜肽鍵(黃色)。
以目前所使用的化學反應組合來說,最重要的限制在於每個化學循環的反應效率。我們可由計算不同長度的胜肽, 在每步驟產率為 96.0% 或 99.8%下所得之總產率(表3-8)來說明。任一步驟之反應不完全,將造成下一步驟不純物的產生(即較短之胜肽片段)。 表 3-8 胜肽合成各步驟產率對總產率之影響 許多新的胜肽聯結方法,可供將胜肽組合成大分子蛋白質。藉由這些方法,各種新型式的蛋白質(甚至包含一般在細胞蛋白質中不存在者)都可藉由化學官能基團的精確定位製造出來。這些新型式的蛋白質,有助於我們以新的方法測試酵素催化特性、創造具有新化學性質之蛋白質、以及可摺疊成特定結構之胜肽序列。 胺基酸序列可提供重要的生化資訊 蛋白質家族具有共同的序列與功能特徵,可以藉由精氨酸序列之間的相似性程度加以判斷歸類。
目前有許多方法可用來分析蛋白質之一級構造,也有許多方法可標定或辨識胺基端胺基酸殘基(圖3- 25a)。 圖3-25(a) 顯示多肽定序的第一個步驟是決定胺基端之胺基酸殘基,在此所示為 Sanger‘s 方法。 圖3-25(b) 顯示艾德曼降解法可解析整條多肽序列。對較短之胜肽而言,此方法足以定出完整序列,不需先使用 Sanger's 法;然而在較大之多肽定序時通常會先將之斷裂成小片段胜肽,此時需搭配 Sanger's 法較佳。 圖 3-25 多肽定序之步驟。
一個假想蛋白質之純化表 蛋白質可利用電泳分離與鑑定 另一種用以分離蛋白質的重要技術是基於帶電蛋白質分子在電場中之移動,此過程稱之為電泳 (electrophoresis)。不過,此方法通常不是用來純化大量蛋白質。 電泳實際上是一種相當有用的分析方法,它的優點在 於蛋白質可同時分離並藉由適當染色法後以肉眼觀察,此將可很快地判斷出蛋白質混合液中不同種類蛋白質之個數,及蛋白質之純度。另外,我們也可利用電泳決定蛋白質的幾種重要性質,如等電點與大約分子量。 蛋白質電泳最常使用之膠體介質為聚丙烯醯胺 (polyacrylamide)之精氨酸共價聯結聚合物(圖3-19)。聚丙烯醯胺膠體就像是個分子篩。 蛋白質之電荷質量比(Z/M)會影響其在膠體中之移動速率,而蛋白質的形狀也會影響其泳動。
四級結構是當具有生物功能的蛋白質*是由兩條或兩條以上的多肽(次單元)組成時,次單元在立體空間的相互關係 蛋白質具有四級構造的優點- 可增加結構安定性,遺傳物質能更有效利用,可形成功能或活性部位,有調節與協同的效應 四級結構或超分子結構的優點 5. 超分子結構(supermolecular organization)精氨酸是細胞內不同的蛋白質(具有三級或四級構造)因行使功能而產生交互作用的實際狀態
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