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
為了明確定義這非對稱碳原子上的四個取代基之絕對組態(absolute configuration),我們使用了另一套特殊的命名法;單醣與胺基酸的絕對組態都是用 D,L 系統(見圖3-4)加以命名的。 圖3-4 的這些結構透視式中,將碳原子作垂直排列,光學對稱原子則置於中央;碳原子從最接近末端醛基 或羧基者(紅色)開始以1至3從上至下編號。 胺基酸之R基團將固定出現在α碳的下方,L-胺基酸 之α-胺基位於左方,D-胺基酸之α-胺基則位於右方。 圖 3-4 丙胺酸立體異構物與 L-和 D-甘油醛之絕對組態間之立體關係。 蛋白質中之精氨酸殘基均為 L-型立體異構物 幾乎所有具對掌中心的生物化合物都僅以一種立體異構物的狀態天然存在,非 D 即 L。 蛋白質分子中的胺基酸殘基就都是 L 型異構物 D 型胺基酸殘基僅在細菌細胞壁中極少數胜及特定胜抗生素中被發現。
當要求較高之相同性時,最具保守性之胺基酸殘基往往會被過分呈現,而使得這些基質在用來辨識相關性較低之同源蛋白質時較不適用。 測試結果顯示 Blosum62 精氨酸可提供範圍最大的蛋白質家族之可靠比對,因此它也成為許多序列比對軟體之系統原始設定表格。 圖3-31 顯示此區塊取代基質表是經由比較數以千計之序列比對小區塊所產生,這些小區塊之序列至少有 62% 完全相同。其餘不相同的殘基則被賦予一分數,說明它們被其他胺基酸殘基取代之頻率。 每次取代都對一次特定之比對分數有貢獻,正值(黃色標示者)會增加分數,精氨酸負值則會減去分數。比對序列中相同的殘基(自左上至右下角對角線黃色標示者)也因它們被取代的頻率產生一個分數。 具有特殊化學性質之 Cys 與 Trp 分別得到9與11分的高分,而較易在保守性取代中被替換之 Asp 與 Glu 則各有6與5分。 許多電腦程式利用 Blosum62 為新的序列比對打分數。
胜肽可由其離子化行為加以區分胜肽僅具一個游離胺基與一個游離羧基,分別位於胜肽鏈狀結構兩端(圖3-15)。這些基團在胜肽中也如同它們在游離態時一樣可以離子化,但其解離常數不同於胺基酸,因為此時帶相反電荷之基團並非聯結在同一個α碳原子上。其他不在末端上的胺基酸之α-胺基與α-羧基均以肽鍵共價聯結在一起,因此無法離子化,也不會對胜肽之整體酸鹼行為作出任何貢獻。 顯示此四肽具有一個游離α-胺基、一個游離 α-羧基與兩個離子化 R 基團。在 pH 7.0 時可離子化基團以紅色表示。 四肽具生物活性的胜肽與多胜肽之大小差異甚鉅許多小分子胜肽在極低濃度就能發揮功效,如一些脊椎動物之激素(荷爾蒙)就是小分子胜肽。 較大一些的胜肽稱為小多肽或寡肽,如胰臟激素-胰島素由兩條多肽組成,一條含30個胺基酸殘基,另一條則為21個。 有些蛋白質由單一多肽鏈組成,但另一些稱為多次單元(multisubunit)蛋白質者,則由兩條或以上的多肽以非共價性鍵結聯結在一起(表3-2)。多次單元蛋白質中的每條個別多肽可能完全相同或不同,如果至少有兩個相同次單元組成之蛋白質稱為寡聚化 (oligomeric)蛋白質;而相同的次單元則被稱為一個原聚體(protomers)。 表 3-2 一些蛋白質之分子資料 有些蛋白質是由兩條或以上之多肽鏈以共價性方式鍵結在一起,例如胰島素的兩條多肽鏈是以雙硫鍵聯結在一起。
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。
2025年4月23日 星期三
這些基團在胜肽中也如同它們在游離態時一樣可以離子化,但其解離常數不同於胺基酸,因為此時帶相反電荷之基團並非聯結在同一個α碳原子上。其他不在末端上的胺基酸之α-胺基與α-羧基均以肽鍵共價聯結在一起,因此無法離子化
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