超分子結構的例子- DNA複製體(replisome)- 蛋白質降解體(proteasome)- 轉錄體(transcriptosome)- 凋亡體(apoptosome)- 發炎體(inflammasome)- ATP合成體(ATP synthasome)- 呼吸體(respirasome) 6. 維持蛋白質結構的作用力共價鍵結 - 如一級構造中的肽鍵與三四級結構中的雙硫鍵* 非共價作用力- 如二,三,四級結構中的氫鍵,離子鍵,凡得瓦爾力與疏水作用- 為弱的作用力,因此大部份蛋白質只能在溫和的環境(溫度, pH值)中發揮功能7. 蛋白質的變性(denaturation)蛋白質變性即是蛋白質因維持結構的作用力受破壞而失去特有的結構與活性 - 變性通常是蛋白質特有的構形遭受破壞,因此蛋白質變性有時是可逆的 牛胰臟分泌的RNase由124個胺基酸組成, 含有4個雙硫鍵 雙硫鍵 8. 蛋白質結構與功能的密切關係是由Anfinsen等人以核糖核酸水解酶(RNase)所進行的一系列實驗證明 RNase*含有124個胺基酸,有4個雙硫鍵 - 當以還原劑及尿素處理RNase*時,雙硫鍵被還原,非共價作用力被破壞,RNase發生“變性” ,喪失水解RNA的活性
它是利用蛋白質之大小、電荷、結合能力與其他性質之差異加以分離(圖3- 17)。 圖3-17 顯示標準的層析管柱元件包含底部的一個固相多孔狀墊片,材質大多為塑膠或玻璃。由固相基質組成固定相,提供移動相溶液流通其中。管柱底部之流出液會不斷被上方儲液槽中加入的緩衝溶液取代。待分離的蛋白質樣品混合溶液亦由上方置入管柱中,待其完全沒入固定相後再繼續補充緩衝液。 隨著蛋白質混合液在管柱中移動,精氨酸各種不同蛋白質會與固定相基質間產生程度不同的交互作用。 隨著蛋白質樣品往管柱底部移動,各種蛋白質色帶 (如圖蛋白質 A 為藍色、B 為紅色、C 為綠色)會逐漸加寬,進而達到分離之目的。
人類PrP蛋白單體(左)與雙聚體(右)形式 1. 肌紅蛋白與血紅素肌紅蛋白(myoglobin, Mb)- 肌紅蛋白負責肌肉細胞內O2的輸送與儲存,屬功能性蛋白質,含153個胺基酸與血基質* 肌紅蛋白的結構* 由X光晶體繞射的結果研判得知,整個肌紅蛋白分子為球狀,摺疊十分緊密,其中75%為α-螺旋構造,血基質約位於蛋白分子的中心並以所含的Fe+2與O2接合進行輸送及儲存O2 - Kendrew因解出結構的貢獻而獲得1962年諾貝爾化學獎 血紅素(hemoglobin, Hb)- 血紅素在肺與組織細胞間擔任O2的輸送*血紅素具有四級構造*,由兩個α次單元與兩個 β次單元構成一個四面體的立體排列,組成的α次單元 (含有141個胺基酸)與β次單元(含有146個胺基酸)的分子中心,分別含有血基質可與O2接合 - Perutz因解出構造而與Kendrew同獲諾貝爾獎-
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。
胺基酸簡介胺基酸基本結構是含㆒胺基 ( NH2 ) 以及㆒羧基 ( COOH ) 以及㆒氧原子連結 2 個碳原子。附屬部分 ( R ),稱之為副鍵,通常它表現出每㆒胺基酸獨特之功能及屬性。此項結構對於所屬胺基酸㆒體通用,僅有甘胺酸為同質異構。世㆖有超過 300 種胺基酸存在,但僅有 20 種存在於動物性蛋白質(甘胺酸除外)皆是左旋結構。傳統㆖胺基酸存於動物蛋白質並分為必須胺基酸及非必須胺基酸兩類 ( 見表㆒ )。必須胺基酸無法內因性合成因此在食物㆗攝取是必須的。另類非必須胺基酸意指可在㆟體內合成,此兩大群胺基酸對於尿素平衡以及正常組織生長及新陳代謝維持是必須的。飲食攝取以及身體本身合成胺基酸以利維持整體胺基酸含量。多餘量之胺基酸從尿量排除。若從皮膚、糞便排出過多之胺基酸,就會產生非蛋白合成代謝路徑之先前產物,產生不可逆的變化以及不可還原之氧化反應。食物胺基酸之不平衡供應會導致組織修復減緩的結果。然而過多攝取或特殊胺基酸存在會導致組織及器官毒性。吾㆟已知在特殊情況㆘ ( 譬如:敗血症、創傷、成長 ),內因性可以合成之胺基酸,統稱為非必須性。後者對於㆟體尿素需求是不充足的。也因此,除非這些胺基酸存在於食物㆗,不正常的組織蛋白質代謝終究會發生。而這些胺基酸通常基本㆖會被稱為〝必須的。也因此大部分胺基酸大體分為必須及非必須兩類。事實㆖,係有㆔種胺基酸 ( L-胺基㆛酸、L- ㆝門冬酸及 L-麩胺酸 ) ㆔者皆可經由胺基轉移作用反應來產生,此㆔種乃真正是非必須的 1。
2026年2月3日 星期二
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
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