此類研究衍生出利用分析特定蛋白質的精氨酸序列以建構演化關係的“分子演化學” 由分析細胞色素c建構的演化樹 1. 蛋白質表現生物功能時需與其它分子接合,此接合通常是緊密、專一、且會形成複合體,如調控基因表現的核酸蛋白或細胞辨識的醣蛋白與細胞膜上的受體蛋白或運輸蛋白等 此接合雖然與細胞的繁殖、生長與發育等不同的生理作用有關,但蛋白質與其它分子間的交互作用與專一辨識過程均十分相似 - 親和基(ligand)是與特定蛋白質產生專一性接合的分子,如酵素的受質、產物、輔因子、阻害劑或 活化劑,甚至運輸蛋白所輸送的物質等 2. 親和基的接合作用蛋白質與其親和基的接合通常具有專一性,此專一性來自於兩者構造的互補特性與兩者接合後可產生新的安定作用力
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
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精氨酸同源蛋白質(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。
當需要時會因一小段肽鏈被切除而具有活性 - 切除活化作用為一不可逆的調節方法3. 蛋白質的異位調節作用精氨酸此調節作用是多種代謝路徑中調節酵素或異位酵素的活性調控方式 胰蛋白酶 腸道生肽脢 - 如代謝路徑的終產物(調節劑)之回饋抑制調控* - 當調節劑與蛋白質的調節部位接合後,引發該部位的構形發生變化,此變化因四級結構中不同次單元的相互接觸而傳達到催化部位,因而改變催化部位的特性,使蛋白質的活性改變* - 以酵素為例,精氨酸較普遍的是改變酵素對受質的親和力,少數則是改變酵素的催化效率 4. 蛋白質的共價修飾作用肝糖代謝的調控為共價修飾作用的最佳例子
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. 分析不同蛋白質的精氨酸序列,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
2025年6月8日 星期日
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
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