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環狀胜肱胺基酸組成之偏妤性生物責訊在生物化學課程 中之應用摘要透過全球責訊網路上之蛋白質序列資料庫'對序列總長在 20個胺基酸以下】且形成分子內雙硫鍵之自然胜肱進行胺基酸組成之分析。目的為結合生物化學與生物責訊，設計一網路搜尋實作課程以輔助胺基酸相關課程之教學。初步之分析結果顯示脯胺酸 ‵酪胺酸以及天門冬醯胺出現之頻率最高。而甲硫胺酸及麩胺酸醯胺出現頻率最低0 若僅考慮"單一"環狀序列時 】組成中賴胺酸出現之頻率最高 。 關鍵辭‥ 胺基酸`雙硫鍵 ‵蛋白質責料厙 ‵生物資訊一ˋ簡介生物化學為生物技術相關頜域之基礎學科口加強生物化學教學品質將有助於學生投入生技相關之工作。透過網路資源協助教學為目前愈益普遍之趨勢 。 網路資源之使用不僅可以擴展學習的內涵，且能藉隨時上網之便利而延續學習時效。胺基酸與蛋白質之性 質與結構是生物化學課程中最基本的內容。全球資訊網(W0dd Wide Web)所提供之生物責訊已應用於蛋白質結構分析與模擬之教學課程上…。國內外各大學亦相繼設立胺基酸與蛋白質之相關網站。如清華大學的「蛇毒傳奇」 以及加卅大學戴維斯分校之「胺基酸結構/功能」教學輔助網站等7 皆提供胺基酸與蛋白質之分子結構與基本性質相關資訊(表一)。本文主旨在於藉著分析小型蛋白質內形成雙硫鍵之環狀序列中的胺基酸組成為主題，設計一使用蛋白質責料庫進行生物資訊搜尋之實作課程。期能輔助基礎生物化學之教學7提升教學品質 ﹡ 強化學習效果。 原理夭然蛋白質由 20種基本胺基酸所組成0胺基酸背骨之連接決定蛋白質之一級結構。胺基酸支鏈則對蛋白質之結構與功能具有決定性之影響。

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。

聚胺在細胞內之濃度隨著每㆒細胞循環而有所變化，誘發聚胺形成是 每㆒細胞繁殖增生之首要之務㆒ ( 第㆒步 )。事實㆖聚胺之形成較之 RNA 或蛋白質合成還要來得早 47。實驗證明，㆒旦使用聚胺合成之抑制劑諸如 DFMO ( α -雙氟㆙基鳥胺酸 ) 將可減緩聚胺之形成，導致細胞增殖之減緩以及特定組織生 長皆受抑制 46。七、精胺酸與肌酸酐合成胺基酸磷酸是能量轉換路徑之原始受質，尤其是能量需求增加之收縮肌肉 48。它最主要的功能是維持細胞內有足夠量之 ATP。身體預估有 95%之肌酸存於骨骼肌 48。其㆗ 1/3 為自由型態，其餘 2/3 為肌胺酸磷酸。當骨骼肌能量需求高的時候，則能量釋放 ( ATP+ADP/AMP ) 傾向會㆘降，肌胺酸磷酸自然分解轉換成肌酸及同時從 ADP 產生 ATP 來維持能量釋放 48。在肌肉恢復時候則肌酸在磷酸化以利肌胺磷酸儲存於骨骼肌 48。 而肌酸從尿液排出以酸酐 ( 脫水酸 ) 型式排出 48。每㆝肌酸需求量約每公斤 28 毫克。

 管柱的固定相是由經過特殊處理而具有特定大小孔洞或孔隙之膠體顆粒組成，大分子蛋白質因為無法進入膠體之孔隙中，會以較直接而快速的方式繞過膠體流經管柱。小分子蛋白質則因為會進入膠體孔隙中，因此需要花較長的時間才能通過管柱（圖3-18b）。 圖3-18(b) 顯示大小-排除層析法利用蛋白質大小之差異進行分離。胺基酸管柱之固相基質為具有特定孔隙大小之交聯聚合物，大分子蛋白質在其中移動的速度較小分子快。因為大分子無法進入膠體之孔隙中，會以較直接的方式穿過膠體流經管柱；小分子則因為會進 入膠體孔隙中，因此需要花較長的時間才能通過管柱。 圖3-18(b) 蛋白質純化常用的三種管柱層析方法。

絲纖維蛋白富含甘胺酸與甲胺酸(Ala)，且每兩個胺基酸就有一個甘胺酸出現纖維狀蛋白因具有特殊的一級結構(特定的精氨酸組成與排列)而形成特殊構造，再次驗證Anfinsen等人對蛋白質結構的形成與結構功能關係的論點 1. 蛋白質的構形變化蛋白質分子為dynamic分子以球狀蛋白為例- 分子的振動，如精氨酸側鏈的擺動*等，變化微小，有如“breathe”般 - 構形的變化(conformational change)*，變化較顯著，與蛋白質的活性或功能有關 2. 蛋白質構形變化的例子酵素與受質，血紅素與O2與肌肉收縮時肌凝蛋白與肌動蛋白(Ca+2的角色)