蛋白質序列可供解讀地球上生命的歷史 演化資訊的複雜性,會以任何可能的方式儲存於蛋白質序列之中。 以一種特定蛋白質而言,對其活性重要的胺基酸殘基 會隨著演化時間保留下來,而較不重要的胺基酸殘基就有可能隨時間改變(即可能被其他胺基酸所取代),這些發生變化的殘基可以提供追蹤演化的重要資訊。 胺基酸的取代並非總是隨機的。在某些蛋白質的一級結構裡,為了保持蛋白質的正常功能,僅能容許特定胺基酸的取代。而有些蛋白質的胺基酸變異性會比其他蛋白質來得高。 基於上述及其他原因,蛋白質彼此之間的演化速率會有差異性。
(zwitterion)狀態存在,如圖3-9。一個兩性離子可作為酸(質子予體):或鹼(質子受體): 水溶液中未離子化的胺基酸所佔比例很低,在中性 pH 值時胺基酸主要以雙性分子狀態存在。具有兩性(amphoteric)特性的物質通稱為兩性電解質(ampholytes)。一個簡單的單胺基單羧基α-胺基酸,如丙胺酸,當它完全質子化時將成為一雙質子酸,它的兩個基團:-COOH 基與 -NH3+ 基均能釋出質子: 胺基酸具特有之滴定曲線 圖3-10 為雙質子態甘胺酸的滴定曲線,此圖形具有兩個特別顯著的階段,對應於甘胺酸上兩個不同基團的去質子化過程。 為 0.1 M 甘胺酸在 25℃ 時之滴定曲線。滴定過程中各階段重要之離子化物種如圖上方所示
純化蛋白質的用途 純化所得的蛋白質組成均一,可用於進行活性分析的生理生化研究、析出晶體的結構研究、工業上固定化酵素的應用等 3. 蛋白質分離與純化的原理分離的原理 -可利用蛋白質的分子量大小、帶電特性、精氨酸溶解度或蛋白質與特定物質間的吸附作用等 利用分子量大小的方法- 透析*- 超過濾*- 分子篩或膠體過濾管柱層析* 超過濾(ultrafiltration) 透析(dialysis) 分子篩(molecular sieve)或膠體過濾(gel filtration)管柱層析(column chromatography) 利用帶電特性的方法- 離子交換管柱層析法*- 等電點焦集*在特定pH值時,蛋白質所帶的正、負電荷相等, 蛋白質分子的淨電荷為零,在電場中不移動,此pH值稱為等電點(pI)- 電泳SDS-PAGE (SDS-polyacrylamide gelelectrophoresis)*二維電泳(two-dimensional gel electrophoresis, 2D電泳)*毛細管電泳 離子交換(ion exchange)管柱層析
等電點交集(isoelectric focusing) 膠體電泳(gel electrophoresis) SDS-PAGE可用於估測蛋白質分子量 2D電泳 利用溶解度的方法- 鹽析法*利用非專一性吸附作用的方法- 活性碳 - 磷酸鈣利用專一性吸附作用的方法- 如抗體與抗原或酵素與受質間的專一性接合特性 - 親和力管柱層析* 鹽析法(salting out) 1. 一級結構是(各)多肽中胺基酸的組成與排列次序*2. 二級結構是多肽因連接各胺基酸的肽鍵(peptide bond)間產生氫鍵,而形成重複出現的特殊結構如α-螺旋與β-褶片 肽鍵的構造與特性- -C α -Co-N- C α -- 具部份雙鍵特性*,為一平面構造(amide plane, peptide plane),自由旋轉角度為Φ與Ψ 肽鍵因共振而無法自由旋轉, 具“部分雙鍵”特性 由Ramachandran plots預測的各種構造
研究者可由每個新的純化步驟後,經電泳分析蛋白質色帶之減少情形評估整個蛋白質純化流程之進展。 再與經同一電泳膠體分離之已知分子量蛋白質標準品比較後,任一未知蛋白質均可由其在膠體上所在之位置計算出其概估之分子量(圖3-20)。 如果蛋白質有兩個或以上之次單元,則 SDS 電泳也會將這些次單元分離,精氨酸並在膠體中分別呈現出不同之色帶。 圖3-20 顯示蛋白質在 SDS 聚丙烯醯胺膠體電泳(SDS-PAGE)中之泳動率與其分子量大小有關。
2025年2月18日 星期二
當它完全質子化時將成為一雙質子酸,它的兩個基團:-COOH 基與 -NH3+ 基均能釋出質子: 胺基酸具特有之滴定曲線 圖3-10 為雙質子態甘胺酸的滴定曲線,此圖形具有兩個特別顯著的階段,對應於甘胺酸上兩個不同基團的去質子化過程
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