精氨酸是㆒種條件性必須胺基酸。它首先由德國舒茲及史坦茲在 1866 年以結晶型式首度被分離出來 2,3,10 年後精氨酸證實存在於動物組織㆗ 4,左旋精胺酸,對於年青哺乳類動物尿素平衡以及大幅度生長是絕對必須的 5。但對於年青健康小孩及成㆟ ( <40 ) 並非是絕對必須的 6,7。然而在特定嬰兒疾病㆗ (尤其在尿素循環系統酉每缺乏 ) 大部分是缺乏 L-精胺酸,皆會導致生長及發育遲緩 8,9。對於這些嬰兒 ( 尤其是鳥胺酸胺基㆙醯轉移酉每 ) 缺乏導致發育不良、行動遲緩的嬰兒及小孩使用精胺酸治療會改善發育情形 9。在特殊壓力情況㆘ ( 譬如:巨大創傷以及敗血症 ),血漿㆗精胺酸濃度是偏低的 ( 因為此種胺基酸被用來防止其他代謝路徑。而此種胺基酸內因性合成仍少;對於身體之需求量是不足夠 10 )。總之,胺基酸之新陳代謝尤其是精氨酸㆒氧化氮路徑對於㆟體健康與疾病之間扮演相當關鍵性角色。因此醫屆同仁有必要來㆒窺胺基酸新陳代謝之全貌,並且了解分子生物醫學之最新進展。 ㆓、精胺酸需求量暨食物來源㆟類精氨酸需求量多寡可用不同方式來測定。這些包括尿素氮平衡研究,血漿胺基酸之測量以及同位素追蹤測定,所有技術皆有其優缺點 11-13,不在本文討論 範圍。令㆟驚訝的是,㆟類維持正常生理運作功能需要多少胺基酸含量仍屬未
(a)已知分子量之蛋白質標準品經電泳分離如第一行所示,這些樣品蛋白質可用來估算未知蛋白質之分子量(第二行)。 (b)以分子量之對數值對相對電泳泳動率作圖可得到一線性關係,如此即可在圖中讀取未知蛋白質之分子量。 圖 3-20 估算待測蛋白質之分子量。 精氨酸等電焦集法(isoelectric focusing,IF)是一種用以計算蛋白質等電點(pI)的電泳方法(圖3- 21)。 利用小分子量有機酸鹼之混合物在電場中分布至膠體之特定區域以建立一個 pH 值梯度。當置入蛋白質混合物進行電泳分析時,每一種蛋白質均會泳動到恰等於本身等電點之 pH 值所在(表3- 6)。 不同等電點之蛋白質就可以在這種膠體中分離開來。
未經分離之蛋白質亦可被定量 如果純化對象是酵素,可取樣品溶液或組織萃取液進行催化活性分析。亦即當酵素存在下反應基質被轉換為產物之反應速率增加情形。 我們必須知道催化全反應之方程式、定量基質消失或 精氨酸產物生成之分析方法、酵素作用時是否需要輔因子如金屬離子或輔酶的參與、酵素活性與基質濃度之關係、最適 pH 值與酵素保持穩定與最高活性的溫度範圍。 酵素通常在其最適 pH 值與溫度 25~38℃ 範圍中 進行活性分析。同時所使用之基質濃度會較高,因為可以使實驗測得之催化反應初速度與酵素活性成正比。 活性(activity)是指溶液中的總酵素單位數 比活性(specific activity)則是每毫克總蛋白之酵素單位數 比活性可用以評估酵素純度,隨著純化步驟逐步提升,酵素完全純化後會達到最大恆定值(表3-5)。
每小區採收 10 株之加總平均重量,以 A 處理:三合一微生物肥料 (3-in-1 microbial fertilizer) 稀釋 500 倍及 B 處理:三合一微生物肥料稀釋 1,000 倍均表現優於 C 處理:三合一微生物肥料稀釋 2,000 倍及 D 處理:化學肥料稀釋 1,000 倍之對照組 (CK1),經統計分析達顯著差異 ( 表二 ),而施用水之對照組 (CK2),因為未追加補充營養元素與肥份平均鮮果重量最差;由結果初步證實添加芽孢桿菌 MLBV19-3 及胺基酸有助於提升肥料的功效,可增加蔬果類作物的產量。三合一微生物肥料於田間應用建議施用倍數為稀釋 1,000 倍可發揮很好的效果,也較符合農民使用的成本考量,並相較於純化學肥料處理組,青椒與胡瓜鮮果產量可分別提升 36.5% 與 17%。 表二、比較不同濃度的三合一微生物肥料對青椒與胡瓜鮮果重量之差異 (CF:化學肥料 )Table 2. Comparison of 3-in-1 microbial fertilizers with different concentrations on fruit weight of green pepper and courgette (CF: Chemical fertilizer) 三、胺基酸三合一微生物肥料於草莓與番茄測試結果草莓測試結果顯示,每小區 50 粒之加總平均鮮果重量,以 A 處理:三合一微生物肥料稀釋 1,000 倍及 B 處理:芽孢桿菌 + 化學肥料稀釋 1,000 倍處理組表現最優異,分別為 1,122.5 g、1,089.2 g,推測三合一微生物肥料及芽孢桿菌 + 化學肥料對草莓鮮果產量有明顯提升的效果,比較C 處理:胺基酸 + 化學肥料稀釋 1,000 倍的平均鮮果重量 853.5 g 及 D 處理:純化學肥料稀釋 1,000 倍對照組 (CK1) 的 815.3 g,經統計分析均達顯著差異 ( 表三 ),而施用水處理對照組 (CK2) 的平均鮮果重量為 635.2 g,因未追加補充營養元素與肥份而平均鮮果重量最差;進一步測試每小區 20 粒草莓平均糖酸比之結果,A 處理:三合一微生物肥料稀釋 1,000 倍及 C 處理:胺基酸 + 化學肥料稀釋 1,000 倍,草莓平均糖酸比(° Brix/g acid) 分別為 9.9 及 9.5,表現同等優異,其中胺基酸的添加對草莓糖酸比提升,增加鮮果品質具有正面的幫助,比較 B 處理:芽孢桿菌 + 化學肥料稀釋 1,000 倍處理組及 D 處理:純化學肥料 1,000 倍對照組 (CK1) 的平均糖酸比分別為 8.1 及 7.4,經統計分析達顯著差異 ( 表三 ),而施用水處理對照組 (CK2) 的平均糖酸比為 6.3,同樣因未追加補充營養元素 與肥份而草莓品質 ( 糖酸比 ) 最差。綜合結果比較分析,三合一微生物肥料中的芽孢桿菌與胺基酸具有加乘作用,可同時提升草莓鮮重與糖酸比品質。 番茄試驗結果顯示,每小區採收 10 株之加總平均鮮果重量,同樣以 A 處理:三合一微生物肥料 1,000 倍及 B 處理:芽孢桿菌 + 化學肥料 1,000 倍處理組表現最優異,分別為 1,867.5 g、1,750.6 g,可得知三合一微生物肥料及芽孢桿菌 + 化學肥料也對番茄鮮果產量有明顯提升的效果;比較C 處理:胺基酸 + 化學肥料 1,000 倍的平均鮮果重量 1,305.3 g 及 D 處理:純化學肥料 1,000 倍對照組 (CK1) 的平均鮮果重量 1,301.2 g,經統計分析均達顯著差異 ( 表四 );而施用水處理對照組 (CK2) 的平均鮮果重量為 935.2 g,平均鮮果重量最差。進一步測試每小區 10 粒番茄鮮果平均糖度 (° Brix),結果顯示 A 處理:三合一微生物肥料 1,000 倍及 C 處理:胺基酸 +化學肥料 1,000 倍的平均糖度分別為 8.6 及 8.5,表現同等優異,其中胺基酸的添加對增加番茄糖度品質也具有正面幫助;比較B 處理:芽孢桿菌 + 化學肥料 1,000 倍處理組與 D 處理:純化學肥料 1,000 倍對照組 (CK1) 平均糖度分別為 7.2 與 7.0,經 環狀胜肚胺基酸組成之偏妤性生物責訊在生物化學課程 中之應用
胜肽為胺基酸結合成之鏈狀體 兩個胺基酸可藉由一取代之醯胺鍵結, 即胜肽鍵 (peptide bond)作共價性聯結形成所謂雙肽。此鍵結是由一個胺基酸之羧基及另一胺基酸之胺基共同脫去一個水分子而形成(圖3-13)。 胜肽鍵之形成為一縮合反應,這是一種活體細胞中常見的化學反應。在標準生化條件下,圖3-13 之反應式會較傾向於胺基酸,而非雙肽。 圖3-13 中,官能基標示為 R2 之胺基酸中之α-胺基可作為親核性反應基團,取代另一個標示為 R1 之胺基酸中的 -OH 基,以形成胜肽鍵(黃色)。