Biochemistry Basics

細胞與分子 ． 胺基酸  ． 蛋白質 ． 酵 素 ． 核 酸

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蛋 白 質

到蛋白質幻燈片  1 蛋白質構造 一級 二級 三級 四級   2 蛋白質性質   3 蛋白質研究技術  

本目錄列出所有上課用到的幻燈片，除了註明資料來源及出處，並加以簡短說明文字。有些自製的圖片 (標以 ■)，因為沒有版權的問題，可以公開在本網頁，請點選該幻燈片名稱描述即可連結；點選每列左端的章節號碼，可以回到原講義的相關段落。

▲ 到 Amino Acid Slide

章節

Reference

頁數

圖表

幻燈片描述

說 明

頁

□

PowerPoint

■

P01

第三章 蛋白質

1 構造 2 性質 3 研究技術

P1

●

1

Lehninger

161

7-2

蛋白質的四級構造

全程的故事：一級到四級

P2

PowerPoint

■

P02

細胞內巨分子的特性

巨分子有哪三種特性？

P3

▼

1.1

PowerPoint

■

P03

一級構造︰蛋白質的骨架

N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-

P4

MCB

53

2-12

胰島素的胺基酸序列

第一個被解出的蛋白質序列

P5

Discover

108

F. Sanger

兩次諾貝爾獎都是決定序列

P6

PowerPoint

■

P04

一級構造︰如何定出一級序列

有兩種方式

P7

G&G

181

6.1

DNA → RNA → protein

蛋白質的序列完全記錄在 DNA 上

P8

MBCell

299

7-9

由 cDNA 序列可推胺基酸序列

兩股 DNA 可推出六種胺基酸序列

P9

文字與書寫

61

古羅馬碑文 (上面說些什麼？)

只是我們看不懂其使用文字

P10

Designer

無

澱粉磷解脢的胺基酸序列

只是我們看不懂胺基酸序列

PowerPoint

■

P05

一級構造︰序列是有意義的

解讀胺基酸序列的意義

P11

MBCell

558

T12-3

Signal peptides

有意義的序列例子

P12

▽

Zubay

39

1-8

Peptide 平面連成一級構造

許多平面並排成列 但事實並非如此

P13

G&G

94

4.11

兩個平面之間不能隨意轉動

為什麼？

P14

G&G

140

5.4

因為 R 基團的大小、正負、方向

因此構造會侷限在某些特定形式

P15

▼

1.2

PowerPoint

■

P06

二級構造︰形成原因

一推一拉組成二級構造

P16

Lehninger

171

7-11

Ramachandron plot

統計出來的預測圖

P17

G&G

171

5.38

各種胺基酸的貢獻程度不同

電腦可以預測二級構造

P18

Mathews

168

6.3

二級構造︰helix 及 sheet

兩種主要二級構造

P19

PowerPoint

■

P07

a helix 的性質描述

氫鍵夾在 13 個原子之間

P24

PowerPoint

■

P08

二級構造︰氫鍵

注意立體排列 有方向性 極性

P20

Mary

47

T2.6

氫鍵的不同種類

有強弱之分 如何分之？

P21

Mathews

101

4.16

DNA double helix 也有氫鍵

氫鍵幾乎無所不在

P22

▽

Mary

91

4.3

a helix 的各種風貌

有特定的形狀與性質

P23

Lehninger

167

B7-1

a helix 有左手及右手旋兩種

自然界多右手旋

P26

PowerPoint

■

P09

二級構造︰a helix 整理

是如何形成的？

P25

MCB*

64

3-18

Myoglobin 由九個 a 螺旋組成

如鐵甲武士般堅固

P29

Lehninger

168

7-8

整個螺旋有極性

因為氫鍵有方向及極性

P27

Mathews

169

6.4

幾種不同的 a helix

胖瘦不同

P28

▽

PowerPoint

■

P10

二級構造︰b sheet, turns

也是氫鍵

P33

Mathews

171

6.7

平行及逆行兩大類

都由數條 sheets 組合成片狀

P34

CMB

26

1-24

各種二級構造大觀

可混合 helix 及 sheet

P35

Stryer

436

16-31

四條 a helices 組成 coiled coil

二級構造可再組合成高級構造

P30

G&G

999

30.41

a helix 的另種立體角度

螺旋上下層之間反而較接近

P31

MBCell

569

12-21

如何形成一個電荷密度螺旋

經常有重要的生物信息

P32

PowerPoint

■↑

P10

二級構造︰不規則及任意形

又是氫鍵

P20

Mathews

185

6.18

b turn

三個胺基酸組成

P36

Mathews

185

6.19

g turn

兩個胺基酸組成 但要用到 Pro

P36

▼

1.3

Mathews

183

6.16

更多二級構造大觀

已經組成三級構造

P37

PowerPoint

■

P11

三級構造的組成力量

四種鍵結力量 有共價鍵 -S-S-

P38

G&G

157

5.23

氫鍵的例子︰ Trypsin inhibitor

非二級構造內的氫鍵

P39

Stryer

1000

37-33

離子鍵的例子︰金屬離子

維繫 zinc finger 的分子構形

P40

MBCell

111

3-25

疏水鍵的形成與瓦解

三級構造的內部多疏水鍵

P41

Stryer

25

2-24

雙硫鍵的樣子

唯一的共價鍵 但很容易氧化

P42

▽

PowerPoint

■

P12

三級構造︰RNase 的例子

有四對雙硫鍵

P43

Stryer

38

2-52

RNase 很容易恢復構形

用 urea 及 2-mercaptoethanol

P44

Discover

149

Anfinsen 研究 RNase 得諾貝爾獎

使用 RNase 相當幸運

P45

Starr

216↑

16.12

DNA → RNA → Protein

自私的基因故事

C23

▽

MBCell

215

5-29

Chaperonin 可幫助形成正確構形

與熱休克蛋白質相關

P46

廣告

無

有些 chaperonin 像個大桶子

把蛋白質丟進 chaperonin 中

Science 268

524

Cpn 與 proteasome 很像

變好或者摧毀之

P48

油畫

無

Chaperone 是監護者

Renoir 的名畫

PowerPoint

■↑

P12

三級構造︰Myoglobin

第一個解出三級立體構造的蛋白質

P43

MCB

12

1-13

Kendrew & Perutz 得諾貝爾獎

以晶體繞射法解出立體構造

P50

▽

Lehninger

171↑

7-12

三級構造能否預測

可以一級序列推出三級構造？

P17

Mathews

196

6.26

預測二級構造相當準確

但三級構造不易預測

P51

CMB

169

5-18

預測穿膜蛋白質較成功

有規律的疏水性區出現

P52

CMB

190

5-42

穿膜蛋白質的例子

Bacteriorhodopsin

P53

▽

PowerPoint

■

P13

蛋白質轉譯後有很多修飾方式

為何要再修飾？

P54

MBCell

486

10-3

蛋白質加上糖類及脂質

脂質可作為固定在胞膜之錨

P55

Mary

99

4.12

Myoglobin 含 heme

Heme 專門用來吸收氧分子

P56

MBCell

128

3-54

胰島素的切斷 → C peptide

Proinsulin 在被切斷後才有活性

P57

Mary

163

5.17

Chymotrypsin 活化

有些蛋白質被切開後反增加活性

P58

Stryer

27

2-27

Phsophoserine 的磷酸化修飾方式

磷酸化是很重要的活性調節方式

P59

MBCell

122

3-42

G-3-P dehydrognase 輔脢 NADH

每個 NAD binding domain 都相似

P60

▽

MBCell

122

3-41

相同的 domain 重複被使用

Domain 在演化上的意義？

P60

PowerPoint

■

P14

三級構造： Domain 功能區塊

介於二級與三級間的構造

P61

MBCell

196

5-2

Hexokinase 有兩個 domains

活性區多在兩個 domain 之間

P62

MBCell

1219

23-34

抗體分子的 domains

每分子至少有 12 個 domains

P63

MBCell

123

3-43

Domains 互用的例子

Domain suffling 像玩積木一樣

P64

▽

MBGene

Plate3

Lysozyme 的分子構造

蛋白質分子三級構造的實例

P65

MBGene

Plate3

只有骨架

a 碳的脊骨

P65

MBGene

Plate3

只畫出二級構造

有 helix 及 sheet

P65

MBGene

Plate3

親水性胺基酸

多在外側

P65

MBGene

Plate3

疏水性胺基酸

多在分子內側

P65

MBGene

Plate3

中性胺基酸

內外都有存在

P65

MBGene

Plate3

全部原子加上基質

全家福

P65

▼

1.4

G&G

395

12.9

Myoglobin vs hemoglobin

為何要有四級構造？

P66

PowerPoint

■

P15

血中氧分子的運送  ● 動畫 Hb.pps

Hb 如何感應血中氧分子的濃度？

P67

G&G

395↑

12.8

Hb 感受血中氧濃度及 pH 變化

單元體 Mb 只是一昧吸收氧分子

P66

Stryer

151

7-8

Hb 或 Mb 都以 heme 吸收氧分子

Heme 上有一鐵離子與氧分子結合

P68

Stryer

163

7-32

當 heme 結合氧時牽動整個分子

Heme 平面因吸上氧分子而被拉平

P69

G&G

400

12.17

此牽動會影響對面的 Hb 單元體

構形的改變會互相影響

P70

Stryer

166

7-38

四方郵票的例子

越來越好撕

P71

Mathews

197

6.27

四級構造的回顧

也是 Hb 的例子

P72

▽

PowerPoint

■

P16

蛋白質四級構造的意義

主要是為了調節活性

P73

Mathews

239

7.25

構形比胺基酸重要

演化保持構形不變

P74

CMB

77

3-17

鐮形血球

其 Hb 只變了一個胺基酸

P75

PowerPoint

■

P17

構形

Conformation 決定所有功能性質

P76

▽

PowerPoint

■

P18

四級構造的作用

調節、效率、構造

P77

G&G

553

17.6

酵素複合體的效用

非常有效率的催化

P78

G&G

150

5.13

各種構造性的四級構造

巨分子也組合生物的形體

P79

Lehninger

192

7.33

病毒外殼的例子

病毒也有蛋白質四級構造外形

P80

●

2

PowerPoint

■

P19

蛋白質的性質

要維持其正確構形

P81

▼

2.1

PowerPoint

■

P20

原態與變性

蛋白質的最主要性質

P82

MCB

55

2-15

蛋白質變性 構形瓦解

有些蛋白質可以回復原構形 (復性)

P83

Bohinski

164

4-50

各種蛋白質變性劑

Urea, guanidine, mercaptoethanol, SDS

P84

G&G

143

5.7

Urea 破壞蛋白質的氫鍵

潛入二級構造之內

P85

Stryer

275

SDS 是界面活性劑

分子上同時有極性及非極性部份

P86

Designer

■

P21

SDS 破壞三級構造的疏水性核心

一頭進入蛋白質內部 一頭在外親水

P87

PowerPoint

■

P22

Mercaptoethanol 是抗氧化劑

小心使用 過多反而有害酵素

P88

▼

2.2

看漫畫學遺傳

112

酵素作用時有構形上的改變

蛋白質分子有實際的動作

P89

Stryer

220

9-25

Carboxypeptidase 的活性區

活性區有一凹洞

P90

Stryer

220

9-25

Carboxypeptidase 咬住基質

三個胺基酸撲向基質

P90

Mathews

210

6A.10

Trypsin inhibitor (TI) 的 NMR 構形

分子事實上是一直在顫動著

P91

▼

2.3

Stryer

252

10-24

TI 與 trypsin 結合並抑制之

為何兩者可有很大的親和力？

P92

Stryer

250

10-21

Trypsin 是胰臟所分泌

Trypsin 可水解蛋白質

P93

國語大辭典

199

蛋清中有 TI (CHOM) 也是蛋白質

Trypsin 與 CHOM 素昧平生

PowerPoint

□

圖 1

Trypsin 與 CHOM 有專一性  

構形互補所造就的親和力

P94

Roitt

6.1

6.2

抗體與抗原間的親和力

親和力多由二級鍵所貢獻

P95

MBCell

92↑

P3-1

凡得瓦爾力的形成

非常弱的二級鍵

C48

MCB

25

1-8

凡得瓦爾力半徑

兩原子間的距離要恰恰好

P96

PowerPoint

■↑

C14

構形互補由凡得瓦爾力所貢獻

集合許多凡得瓦爾力可成強力結合

C55

Reference

▼ 續 Enzyme Slide

▲