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
增加管柱長度將提高分離效果(即解析度增加);但相對地隨著層析時間的增加,蛋白質色帶隨擴散作用也會持續加寬,此現象則會降低解析度。 以圖中為例,蛋白質 A 可完全與 B 和 C 分離,但 B 與 C 之間則因擴散現象而無法達到完全分離的效果。 圖 3-17 管柱層析法。 個別蛋白質由於其性質之差異會以不同之速度通過層析管柱。精氨酸例如在陽離子交換層析法(cation exchange chromatography)中(圖3-18a),固相基質帶有負電荷基團。 此時樣品溶液中帶有淨正電荷之蛋白質通過基質之速度會遠較帶有淨負電荷之蛋白質慢,因為前者與基質間產生之交互作用延滯其通過速度。 兩種性質的蛋白質會分成兩個明顯的色帶,而蛋白質色帶在移動相中延展的情形會受到兩種因素影響:一是管柱造成性質差異的蛋白質分離的自然現象;二是擴散作用造成的色帶分散現象。 圖3-18(a) 顯示離子交換層析法利用蛋白質在特定 pH 值時之靜電荷差異進行分離。
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。 色胺酸與胺基酸(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。
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。
在每一個純化步驟之後,酵素之活性(以酵素單位表示)與總蛋白質含量均會被獨立分析,兩者之比值即為比活性。 活性與比活性這兩個名詞的差異可用圖3-23 的兩個盛裝彈珠之燒杯加以說明。 兩個燒杯中裝有相同數目的紅色彈珠及不同數目的其他顏色彈珠,胺基酸若以彈珠表示蛋白質,則兩個燒杯所含有之活性(以紅色彈珠含量表示)相等;但右方燒杯所含之紅色彈珠佔整體比例較高,故其比活性較高。 圖 3-23 活性與比活性。對不是酵素之蛋白質而言,需要其他適當的定量方法
顯示牛胰島素(Bovine insulin)之精氨酸序列。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 牛胰島素之精氨酸序列。 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
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