雙硫鍵的定位 如果蛋白質一級結構中有雙硫鍵存在,則它們會在定序完成後,以另一個步驟來決定。取原始蛋白質,先不打開雙硫鍵,直接以胰蛋白酶(Trypsin)切割。所得之胜肽片段與第一次胰蛋白酶切割片段比較。每一對雙硫鍵的存在會造成原有兩個片段消失,取而代之的是一條較長之片段。消失的片段代表原始多胜肽中被雙硫鍵聯結的區域。 由其他方法決定精氨酸序列 由於快速 DNA 定序法的發展、遺傳訊息的解碼以及 基因分離技術之開發,研究者現在已可對基因進行核苷酸定序,間接地決定產物多肽之胺基酸序列(圖3- 28),用來決定蛋白質與 DNA 序列的技術是互補的。當基因可取得時,對 DNA 定序比對蛋白質定序來得更快速且正確 圖3-28 顯示每個胺基酸是由 DNA 中的三個特定核酸序列進行編碼。 圖 3-28 DNA 與胺基酸序列間之對應。
第一、所有只具一個α-胺基、一個α-羧基與一個非離子化 R 基之胺基酸其滴定曲線幾乎與甘胺酸相同。這些胺基酸之 pKa 值雖不相等,但非常近似。 第二、具有可離子化 R 基之胺基酸其滴定曲線較為複雜,其有三個滴定階段,分別對應於三個離子化步驟,因此它們具有三個 pKa 值。 同樣以游離狀態暴露於水溶液環境中,20種常見胺基酸中只有組胺酸之R基(pKa = 6.0)能在接近中性pH值環境中提供最佳之緩衝力。這也是大多數動物與細菌胞內與胞外液體之常見pH值。 胜肽與蛋白質Peptides and Proteins 生物體中存在的多肽大小差異甚鉅:小至僅含 2、3個胺基酸,大至由數千個胺基酸所組成。
胜肽片段排序 先將蛋白質以非胰蛋白酶之另一種蛋白酶或化學試劑加以切割(如溴化氰CNBr僅會切割甲硫胺酸羧基端之肽鍵),以此第二種方法得到之胜肽片段也如同前述加以定序及分離。 兩種方法得到之胜肽片段均完成定序之後,將兩者加 以比對,從中找到連續性且互相重疊之序列(圖3- 27)。重疊序列的出現有助於我們瞭解胜肽片段的正確排列順序。如果胺基端殘基在蛋白切割前就已得知,則能協助我們判斷胺基端片段序列為何。進行兩種方法也有助於排除個別定序上的可能錯誤,如果第二種方法完全無法獲得任何與第一種方法具連續性重疊的序列,則必須嘗試第三、甚至第四種切割方法,以獲得必要的重疊序列。 圖3-27 顯示切割蛋白質、定序及胜肽片段排序。首先決定出蛋白質樣品之胺基酸組成及其胺基端殘基。緊接著將可能有的雙硫鍵還原,以使定序有效進行。在此例中,蛋白質分子僅有兩個半胱胺酸殘基,因此只有一對可能之雙硫鍵形成位置。當多胜肽含有三個或以上的半胱胺酸殘基時,則必須考慮更多可能之組合方式產生雙硫鍵之位置。 圖 3-27 切割蛋白質、定序及胜肽片段排序。
四級結構是當具有生物功能的蛋白質*是由兩條或兩條以上的多肽(次單元)組成時,次單元在立體空間的相互關係 蛋白質具有四級構造的優點- 可增加結構安定性,遺傳物質能更有效利用,可形成功能或活性部位,有調節與協同的效應 四級結構或超分子結構的優點 5. 超分子結構(supermolecular organization)精氨酸是細胞內不同的蛋白質(具有三級或四級構造)因行使功能而產生交互作用的實際狀態
個別蛋白質可經由胺基酸序列比對其與某一特定蛋白質家族之相似性。屬於同一個蛋白質家族的成員其序列通常至少有 25% 以上完全相同,且這些蛋白質至少有一些共同的結構或功能特徵。 有些特定的胺基酸序列可作為決定細胞定位、化學修飾或蛋白質半衰期的重要訊息。特殊的訊息序列,通常位於蛋白質的胺基端,可用以決定蛋白質的運送目標:包括送出細胞、送入細胞核、送至細胞表面、送至細胞質、及送至其他不同的細胞。 另有一些序列可以作為輔基聯結的位置,如醣蛋白中之醣基或脂蛋白中之脂肪鏈等。這些訊息有些已經研究得非常透徹,因此在新發現的蛋白質中如能辨識出這些特殊的序列就能加以定位。 總結 蛋白質功能之差異來自於胺基酸組成與序列的差異。對一些特定蛋白質而言,序列上的部分差異對其結構無甚影響。
2026年3月25日 星期三
以此第二種方法得到之胜肽片段也如同前述加以定序及分離。 兩種方法得到之胜肽片段均完成定序之後,將兩者加 以比對,從中找到連續性且互相重疊之序列(圖3- 27)。重疊序列的出現有助於我們瞭解胜肽片段
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