蛋白质分子模型建构资料.pdfVIP

分子模型 M1 蛋白質分子模型建構 楊健志 蛋白質的基本單元是胺基酸，胺基酸的序列稱為蛋白質的一級結構，在三度空 間有秩序的摺疊則構成其三級結構。胺基酸藉由胜肽鍵組成胜肽。胜肽平面與 Cα 形 成的雙面角 (dihedral angle) 分別為 φ (phi) 角與 ψ (psi) 角。大部分蛋白質中 phi 與 psi 的組合會落在 Ramachdran plot 固定的區域，亦即蛋白質主要的二級結構特徵 α-helix 及 β-sheet 。要了解蛋白質結構與功能的關係，最好的方法就是利用預製的 原子組件去組合胺基酸及胜肽。 1. 器材 HGS Biochemistry Molecular Model ，5001 Protein Nucleic Acid Set (Maruzen, Japan) 。模型中 1 公分相當於 1 Å 。請想想，為何發給你的 單元 (building block) 不 是標準的胺基酸。注意，細小的零件要小心照顧。 2. 實驗操作 請先熟悉兩種幫助描述空間中原子相對排列位置的方法。第一，除了 Glycine 以 外 ， 所 有 的 胺 基 酸 都 有 鏡 像 異 構 物 ， 分 別 為 D-form ，L-form 。 通 常 以 L-glyceraldehyde 為標準，與其有類似原子安排的胺基酸為 L-form 。為了方便，我 們採用一個口訣 “CO-R-N” 。第二，雙面角 (dihedral angle) 描述相連的四個原子的 相對位置，亦即前三個原子與後三個原子所構成的兩個平面之間的夾角。φ 角由 C’-N-C -C’ 形成，頭尾兩個原子距離最遠時為 180° ，距離最近時為 0° ，由N 往 C α α 看，C’-N 所在位置為 0 ，C’ 往順時針方向偏為正角。ψ 角 由 N-C -C’-N 形成，依 α 上所述類推。操作中請用尺量度二級結構中的鍵長，直徑等特性值，並紀錄之。 2.1. 請小心分開一個 ”胺基酸” 單元，請注意代表原子的顏色。 2.1.1. Red, oxygen; blue, nitrogen; black, carbon; white, hydrogen. 2.1.2. 請辨別，sp3 carbon 為 Cα; sp2 carbon 為胜肽鍵的一部分。Hydrogen atom 生物化學實驗 1 分子模型 及 hydrogen bond 也有所不同。 2.2. 請拿出 sp3 carbon ，接上 hydrogen atom 。母端保留給 R-group (side chain) ， 選擇剩下兩個公端其中之一依 CORN 原則接上 nitrogen ，即完成 L-form configuration 。 2.3. 利用 partial double bond (灰色小管) ，以trans form 形式連接 N 與 C’ 。 2.4. 將 hydrogen bond 及 oxygen 接上，檢查完成的單元是否與未分解的 單元完 全一致。 2.5. 將單元 1 上