側鏈的擺動*等,變化微小,有如“breathe”般 - 構形的變化(conformational change)*,變化較顯著,與蛋白質的活性或功能有關 2. 蛋白質構形變化的例子酵素與受質
另一個追蹤演化歷史的複雜因子是一個基因或一群基因在生物個體之間轉移的速率,此過程稱為側向基因轉移(lateral gene transfer)。 被轉移的基因可能與其來源個體之基因非常相似,而 同樣在這兩生物個體中之其他大部分基因則互不相關。 同一蛋白質家族的成員稱為胺基酸同源蛋白質(homologous proteins),或同源物(homologs)。 同源物的觀念可再進一步細分為:若同一家族的兩種蛋白質(即兩種同源物)存在於同一物種中,即稱之為共生同源物(paralogs)。而若兩種同源物係來自不同物種,即稱為正同源物(orthologs)。 追蹤演化的過程首先要找出合適的同源蛋白質家族,再利用它們重建演化路徑。
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,精氨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
絲纖維蛋白富含甘胺酸與甲胺酸(Ala),且每兩個胺基酸就有一個甘胺酸出現纖維狀蛋白因具有特殊的一級結構(特定的精氨酸組成與排列)而形成特殊構造,再次驗證Anfinsen等人對蛋白質結構的形成與結構功能關係的論點 1. 蛋白質的構形變化蛋白質分子為dynamic分子以球狀蛋白為例- 分子的振動,如精氨酸側鏈的擺動*等,變化微小,有如“breathe”般 - 構形的變化(conformational change)*,變化較顯著,與蛋白質的活性或功能有關 2. 蛋白質構形變化的例子酵素與受質,血紅素與O2與肌肉收縮時肌凝蛋白與肌動蛋白(Ca+2的角色)
出現在各類二級構造中的相對頻率給予特定數值(如 P α , Pβ , Pt),經計算後可預測蛋白質的二級構造,此法經已知結構的蛋白質研究與預測結果比對驗證,其準確性可達95%以上 蛋白質三級構造的預測- 三級構造的預測較為複雜,目前仍仰賴計算機龐大的資料存取與計算能力(computer-based calculation, 以energy minimum為原則)進行 - 配合進一步分析已知結構的蛋白質中不同層級的細部 構造(knowledge-based method, 利用多種 database),尚未能精準有效的預測結果 - 其他方法1. 分析不同蛋白質的胺基酸序列,可推斷蛋白質是否為同源蛋白,即源自同一個祖先 2. 以肌紅蛋白與血紅素的研究為例
運輸蛋白可分析其與被運輸物質間之結合能力 激素與毒素則可測定其產生之生物效應,如生長激素會刺激特定培養細胞之生長 有些結構蛋白佔其組織含量極高之比例,可將之直接萃取出來純化之,不需要特定功能分析方法的協助 各種適用之分析方法隨待測蛋白質而異總結 精氨酸蛋白質可利用其性質之差異加以分離與純化。蛋白質可藉由添加特定鹽類作選擇性的沉澱;各種層析方法是利用蛋白質的大小、親和力、帶電性與其他性質加以純化,包含離子交換層析法、大小-排除層析法、親和性層析法與高效能液相層析法等。 電泳是利用蛋白質之質量與帶電荷大小將之分離, SDS 膠體電泳與等電焦集法可分別使用,或組合使用(二維電泳)以達到更高之解析度。 所有純化步驟都需要一個蛋白質分析與定量方法來偵測蛋白質混合物中特定蛋白質之存在。酵素純化的過程可以測其比活性之變化。
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