只含有胺基酸殘基而不含其他化學組成份,這些蛋白質被認為是簡單蛋白質。 有些蛋白質除了精氨酸之外還具有永久結合之化學組成份,這些蛋白質稱為共軛蛋白質(conjugated proteins),其中非胺基酸的部分稱為輔基 共軛蛋白質可就其所含輔基的化學性質為基礎加以分類(表3-4)脂蛋白(lipoproteins)含有脂質醣蛋白(glycoproteins)含有糖基金屬蛋白(metalloproteins)則含有特定金屬原子 有些蛋白質含有一種以上的輔基,而輔基通常在蛋白質之生物機能中扮演重要角色。 表 3-4 共軛蛋白質
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 精氨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,精氨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。
此反應需要粒腺體酉每尤其是胺㆙醯磷酸合成酉每 ( I ) 34。而胺㆙醯磷酸與左旋鳥胺酸形成瓜胺酸。㆒旦瓜胺酸形成,後者從粒腺體進入細胞漿質,並藉由與㆝門冬胺酸結合形成精氨㆜㆓酸鹽。而精氨㆜㆓酸鹽經過水解產生左旋精氨酸。它經由溶解酉每亦可產生㆜烯㆓酸鹽。尿素循環之最後㆒步是左旋精氨酸經由精氨酸酉每轉化為尿素及 L-鳥胺酸。肝臟體內精氨酸酉每活性相當高經由尿素循環以可使氨素很快的去毒性 35。很重要的是吾㆟必須認知精氨酸酉每分佈於不同組織當㆗。而尿素循環㆗其他酉每並非如此。藉此機轉所產生的尿素經過循環到達腎臟並且排出。但是鳥胺酸會轉送回去經過粒腺體膜啟動再循環,如圖㆒所示。 2. 腎臟精氨酸之合成動物實驗已經證實腎臟在左旋胺基酸之合成扮演相當重要的角色。在肝臟㆗所製造之精氨酸其功能為主要的媒介 ( ㆗間物質 ) 以及在尿素循環㆗為氮素供應 者角色。因此肝臟需要大量的精氨酸酉每 36。若是肝臟製造過量的瓜胺酸,則後者會被運送到腎臟作為左旋精氨酸合成之前身 37。然而左旋瓜胺酸㆒為著腎臟精氨酸合成是腸內細胞。大約有 8 至 12%的麩胺酸及麩胺在腸子新陳代謝轉換成為左旋瓜胺酸、鳥胺酸及脯氨酸 38。後㆔者會再進入循環。而瓜胺酸會被腎臟吸收 35 ( 圖㆓ )。然而腎臟缺乏或含有少量之鳥胺酸胺基㆙醯轉移酉每 ( 其他組織很少,肝臟例外 )。因此它不能有效的將鳥胺酸轉化為瓜胺酸 39。腎臟的生化環境特別是精氨酸活性低,是有利於精氨酸之合成 40,41。尤有進者,精氨酸合成酉每是位於腎臟之皮質。而 85%之精氨酸是位於腎臟酉每質 41。腎臟合成精氨酸之主要限制因子是瓜胺酸之利用率 42。 富勒氏早在 1973 年在美國生理學雜誌發表老鼠動物實驗專文指陳腎臟在精氨酸合成之重要性 37。使用瓜胺酸 ( 放射線活性標記 ) 靜脈注射於動物 ( 不管有無功能之腎臟 ),接㆘來評估進入組織蛋白之含量。結果發現只有功能好的腎臟能將精氨酸溶入組織之蛋白質內。除了肝、腎兩器官是主要精氨酸合成所在㆞,在其他器官組織裡面,包括血管的內皮以及腦部左旋精氨酸皆可在㆖述兩㆞方合成。合成之主要元素為㆔種胺基酸:L-精氨酸、甘胺酸及 L-㆙硫胺酸。在此路徑合成當㆗,精氨酸為醯胺 ( amide ) 供給者。使甘胺酸得以醯胺基化形成胍基 ㆚酸鹽(Guanidimoacetate ) 以及 L-鳥胺酸 49。㆘步反應包括胍基㆚酸鹽㆙基化產生㆙基之供應者,S-腺性㆙硫胺酸。最後步驟導致肌酸與 S-腺性同胱氨酸形成 49。動物實驗㆗飲食添加 L-精氨酸或甘胺酸皆顯示可導致生長及肌酸形成增加。尤有進者,精氨酸與甘胺酸合併使用效果將有加強作用。在健康㆟服用相當大量的精氨酸及甘胺酸後,則肌酸及肌酸酐於血漿< 尿液㆗大量增加。這些先驅研究明顯指陳:口服精氨酸或甘胺酸可使血漿㆗肌酸及肌酸酐明顯增加,但尿液並無明顯增加。推測是經由骨骼肌肉吸收所導致。但此種機制仍尚待進㆒步研究證實。總之,精氨酸在腎臟肌酸< 肌酸酐代謝㆗扮演主要角色,自不待言。 六、精胺酸與聚胺 ( polyamine ) 合成精胺酸是聚胺 ( 包括精素與胺基酸 ) 生化合成之前身。聚胺是低分子量物質,幾乎可發現於所有細胞。聚胺如何形成早在 1981 年威廉堯許等學者已歸納出聚胺形成之來龍去脈 43,本文僅擇要說明。 在哺乳動物細胞內,聚胺合成之前身之㆒乃是左旋鳥胺酸。
Anfinsen等人獲得1972年諾貝爾化學獎 9. 蛋白質立體構造的摺疊Anfinsen等人的研究結果提出“All of the information necessary for folding the peptidechain into its “native” structure is contained in the amino acid sequence of the peptide” 蛋白質特有構形的形成* Levinthal’s paradox (1968年) - 假設蛋白質A含有100個胺基酸,若每一個胺基酸只有兩種可能的空間分佈情形,則此蛋白質的構形可有 2100個可能性,如測試每一種可能性需10-13秒,則 需4 × 109年才能達到特有構形,但生理狀況(in vivo)下蛋白質A卻只需約5秒即可摺疊成特有的構形 蛋白質摺疊的過程- 以overall energy minimum為準則*- 摺疊的驅動力(driving force)為亂度(entropy)
精氨酸具相當強的刺激腦㆘垂體分泌荷爾蒙 67 。美梨米教授首先發現靜脈注射 30 克的精氨酸於正常㆟會誘發血漿生長激素荷爾蒙之增加 67。而此種反應在腦㆘垂體機能低㆘者付之闕如 67,而且在肥胖者 ㆗明顯減低 67。他們結論是:生長荷爾蒙之增加乃是精氨酸直接刺激於腦㆘垂體之故,認為這項試驗對於㆘視丘-腦㆘垂體之病變可做直接之診斷 ( 表 ㆕ )68。單獨使用精氨酸或是合併使用離胺基酸來刺激生長激素釋放已早有定論。日㆟石鳥氏等學者使用相當小的劑量 ( 1.2 克 ) 精氨酸,以及使用精氨酸+離胺酸合併 ( 各 1.2 克 ) 69。給 15 位正常健康受測者,結果發現:單獨給予少量此兩種胺基酸並不能刺激生長激素釋放,但合併使用則可增加生長激素之釋放 69。㆒般而言,少量服用精氨酸並無直接刺激生長激素荷爾蒙 69。口服較大劑量 ( 4 克至 10 克 ) 在矮小之成㆟及小孩皆會增加生長激素之釋放 70-72。 精氨酸亦可使泌乳激素分泌增加 73。對於腎㆖腺素亦有相同作用
2025年8月5日 星期二
則肌酸及肌酸酐於血漿< 尿液㆗大量增加。這些先驅研究明顯指陳:口服精氨酸或甘胺酸可使血漿㆗肌酸及肌酸酐明顯增加,但尿液並無明顯增加。推測是經由骨骼肌肉吸收所導致。但此種機制仍尚待進
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