雙胜肽與相關文獻之生物特性探討

在先前的相關文獻中也有許多篇中有提到雙胜肽在分類蛋白質溶解時扮演 著重要的角色[20, 21]，其中並認為雙胜肽與蛋白質生成時在進行折疊的蛋白質 折疊動力學(folding kinetic)有關連[31, 32]，在一般的認知中，由蛋白質表現系統 來表現蛋白質時，蛋白質會形成 soluble 蛋白質或是 inclusion body 的確跟蛋白質 在進行折疊時的反應有極大的相關，由此點也可推測雙胜肽特徵之重要性會被挑 選出來的原因。

而除了分類蛋白質溶解度的文獻外，許多文獻也提出雙胜肽比單純使用單一 胺基酸比起來能提供更多資訊，包括胺基酸的相對位置與序列順序等[33, 34]，

或是雙胜肽與二級結構的關連[35]，這也許是雙胜肽特徵能發揮效力的所在。

但目前幾乎沒有針對雙胜肽特徵去做特性分析或分類的研究文獻，所以也很 難對於挑選出或是 scoring card 中的雙胜肽分數分佈來坐進一步的特性分析，但 在 IBCGA 與 scoring card 兩種方法中，都可針對不同分類問題去挑選或對某些雙 胜肽之影響力做排序，也許可從中找出幾些雙胜的出現的模式再從此模式予以做 分析，但也許會碰到模式分析後該如何對雙胜肽之物化特性去做解釋的困難。

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A 612.6 334.1 542.6 589.6 280.9 534.4 330 521.7 450 759.4 362.7 503.3 405.2 469.6 395 598.4 228.9 454.3 394 506.2 463.645

C 378.2 364.9 286.6 291.9 344 335.9 350.2 226.6 336 490.3 669.6 494.3 420.7 402.9 261.5 194.7 469.3 336.8 254.3 305 360.685

D 521.8 312.3 351.2 457 591.8 411.7 346.2 510.6 537.7 551 520 310.7 441.7 374.6 419.8 536.1 472.4 379 301.4 338 434.25

E 739 451.7 663.9 447.3 352.1 309.4 382.5 361.8 484.5 692.2 461.1 251.3 579.4 548.6 429 397.7 357.3 401 493.2 393.7 459.835

F 500.4 464.4 456.6 549.7 565.8 444.3 319.6 395.5 348.9 414.7 248.3 194.9 284.9 375.5 340.5 401.4 416.8 474.2 383.4 473.5 402.665

G 398.8 168.7 162.7 428.5 452.2 330.9 508 459.1 523.6 452.6 263.9 269.7 266.7 424 454.8 274.7 391 606.1 291.9 319.4 372.365

H 327.1 407 483.6 538.9 249.8 397.8 421.4 464.9 528.2 270.9 350.7 350.3 414 291.9 312.4 224.7 379 416.9 460.9 455.1 387.275

I 344 339.3 460.2 630.9 237.6 240.3 423.1 205.2 459.8 316.7 392.7 413.5 554 458.4 475 390.8 239.9 501.3 308.5 593.7 399.245

K 576.3 405.6 507.5 439.4 494.5 485.9 404.6 382.3 358.1 522.6 384.8 521.2 228.1 345 441.3 548.4 537.3 358.5 192.8 293.3 421.375 L 700.3 359.5 547.8 396.9 427.5 360.7 369.6 298.9 354.2 484.1 571.3 257.9 546.9 351.5 485.9 384.3 278.8 416.9 308.3 388.6 414.495 M 396.7 389.8 640.2 312.7 481.8 411.5 413.5 211.7 546.2 537.7 524.7 462.4 425.8 392.4 334.3 335.4 413 453.1 276.9 427.3 419.355 N 393.4 270.9 468.9 282.6 345.7 60.7 247.7 416.1 424.8 551.1 411.2 547.1 318.2 522.5 279.5 365.2 340.8 551.6 408 192.4 369.92 P 245.1 266.4 480.9 369.4 338.2 350.4 642.8 541 286.3 366.8 464.4 532.2 244.1 406.8 328.5 173.7 673.1 426.9 352.3 331.3 391.03

Q 486.7 350.3 494.2 484.5 367.7 323.1 251.4 362.5 357 363 377.5 331.2 317.3 390.4 509.7 534 359.8 267.9 346.1 167.5 372.09

R 605.2 333.9 514.6 485.9 485.7 393.5 427.9 494.7 389.3 225.6 384.2 164 236.8 381.9 452.2 383.5 376.6 284.7 354.3 252.3 381.34

S 583.2 222.7 303.3 416.2 459.3 260.3 356.3 289.4 414.1 387.6 580.2 467 455 463.3 314.5 153.8 298.2 338 243.2 464.9 373.525

T 556.6 249 322 527.3 436.6 367 366.5 294.4 345.1 448.3 462.1 336.8 660.4 497.2 376.3 330.1 154.5 215.7 380.8 346.9 383.68

V 492.1 437.8 373.4 578.3 491.8 393.5 353.2 452.5 575 271.3 501.1 429.8 342.4 301.9 426.8 249 495 276.8 364.5 367.3 408.675

W 309.8 249.1 435.4 287.4 464.1 266.2 374.7 479 284.9 212 240.3 387.3 281.1 270 259.4 244.8 268.8 532 342.1 363.6 327.6

Y 311.5 381.9 295.1 434.5 312 224 496.7 266.6 496.2 192.3 278.2 289.8 427.1 315.9 329 528.8 400.1 294.8 339.4 563.7 358.88

AVG 473.94 337.965 439.535 447.445 408.955 345.075 389.295 381.725 424.995 425.51 422.45 375.735 392.49 399.215 381.27 362.475 377.53 399.325 339.815 377.185

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(1) 脂肪族胺基酸(aliphatic index，AI)

脂肪族胺基酸包括 Ala、Ile、Leu、Pro 和 Val。而屬於脂肪族的胺基酸 在研究中被發現其出現在嗜熱性细菌(thermophilic bacteria)中的比例比其他

(2) 轉折形成胺基酸(turn forming residues)

其包括 Asn，Gly，Pro 和 Ser。此特徵在最早研究此分類問題的 Wilkinson 和 Harrison 的文獻中就被使用了[18]，而後也被 Davis 等人證明其中的轉折 形成胺基酸與平均電荷兩種特性是決定性的影響特徵。

而 scoring card 中 GN 與 SS 這兩個雙胜肽在其中為分數最低的兩個雙胜 肽，也就是在包涵體中佔了最大多數，而此結果完全符合轉折形成胺基酸如 果較多會促使蛋白質形成不可溶性蛋白質。

(3) 疏水性(hydrophobicity)

在先前文獻中，大部份的文獻有提及包涵體中的疏水性胺基酸會相對較

(4) 電荷胺基酸(charged residue)

當溶液中 pH 值趨近於蛋白質的等電點時，大多數的蛋白質溶解度最小，

稱為等電點沉澱(isoelectric precipitation)，這是因為當總電荷趨近於電中性時，

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蛋白質之間的電荷相斥性最小，造成分子間疏水性作用力相吸形成沉澱，而 蛋白質所帶的平均電荷與蛋白質的等電等有直接的相關。

在幾篇文獻中有被證明在不可溶性蛋白質中會含有較少的負電荷胺基 酸(Asp，D 和 Glu，E)[37]，且負電荷胺基酸在提升蛋白質溶解度上也扮演 了重要的角色[39]。而在表 10 的統計中，D 與 E 這兩個帶負電的胺基酸之 分數為第二與第三高，代表它們出現在可溶性蛋白質中的數目很多，也許先 前文獻中的結果相互呼應。

(5) 二級結構相關胺基酸(secondary structure propensity)

在許多文獻中也提出二級結構對蛋白質溶解度的影響，在包涵體中會含有較 多的β-sheet 而較少的α-helix，而在研究胺基酸在二級結構中的傾向之文獻 中[20, 40]，大部分的結果都符合本研究的統計結果。

文獻中所提及之 A、D、E、K、P 和 L 都是屬於較偏向於α-helix 之胺 基酸，而此些胺基酸在表 10 中都是屬於分數較高之部分的胺基酸，也就是 較偏向於可溶性蛋白質之胺基酸；而 C、G、S、F、R、W、Y 和 T 等胺基 酸為屬於偏向於不可溶性蛋白質之胺基酸，在這裡面除了 F 在 scoring card 的分數較高外，其他的胺基酸都是屬於表 10 中分數較低的不可溶性胺基 酸。

表 12 生物特性分析之相關比較表

說明：將六種生物特性(脂肪族胺基酸、轉折形成胺基酸、疏水性胺基酸、負電 荷胺基酸、二級結構相關胺基酸和芳香族胺基酸)相關的胺基酸與由 scoring card 統計出之胺基酸做比較與分析。Scoring card 欄中被標為紅色的胺基酸代表與其 相關特性為正相關之關係。

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而表 11 為整理上述之生物特性與芳香族胺基酸之比較，其中標識為紅色的 胺基酸代表與其表格中之生物特性互相呼應，並與相關文獻中之研究證明其對蛋 白質溶解度的影響。大部分由 scoring card 統計出的胺基酸都有符合生物特性或 文獻中對蛋白質溶解度影響之解釋，除了疏水性胺基酸的特性與 scoring card 所 統計出的胺基酸沒有較沒有相對的特性關聯，而此結果也許是因為這裡由 scoring card 中比較的胺基酸為雙胜肽所統計出，所以與單一胺基酸來做比較還是有所差 別。

而其他的胺基酸雖然與探討的生物特性大部分有相關聯，但因為是由雙胜肽 所統計出，此結論儘為探討之用。因目前對於雙胜肽特性研究之文獻實在不多，

難以直接以雙胜肽之角度來討論 scoring card 的結果，但這也代表將來對於此方 面之研究有廣大的發展空間。

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