103年:醫學二(2)

下列那一種胺基酸由於其結構的剛性( rigidity)很大,因此在蛋白質的 β-摺板( β-sheet)結構中很少出現?

A甘胺酸( glycine)
B絲胺酸( serine)
C半胱胺酸( cysteine)
D脯胺酸( proline)

詳細解析

本題觀念:

本題考脯胺酸(proline)的特殊結構特性及其對蛋白質二級結構(尤其是 β-摺板)的影響。

選項分析

(A) 甘胺酸(glycine) 甘胺酸的側鏈僅為一個氫原子,是所有胺基酸中最小、最靈活的。因為其 R 基極小,Ramachandran 圖中 φ 和 ψ 角幾乎不受限制,可出現在多種二級結構中,包含 β-摺板。甘胺酸並非因為剛性而避開 β-摺板,相反地,它的過度靈活反而讓它在 α-螺旋中較不穩定,但在 β-turn 中很常見。不符合「剛性大」的描述。

(B) 絲胺酸(serine) 絲胺酸具有羥基(-OH)側鏈,並無特殊剛性結構,可正常出現在 α-螺旋和 β-摺板中。不符合。

(C) 半胱胺酸(cysteine) 半胱胺酸含有硫氫基(-SH),可形成雙硫鍵(disulfide bond),有助蛋白質三維結構穩定,但本身並無造成主鏈(backbone)剛性的特殊構造。可出現在 β-摺板中。不符合。

(D) 脯胺酸(proline) ✓ 脯胺酸的側鏈與主鏈氮原子共同形成吡咯啶環(pyrrolidine ring)——一個五元環狀結構。此環狀構造造成 φ(phi)角被鎖定在約 −65 ± 15° 的窄範圍,而 β-摺板所需的 φ 角約為 −120° 至 −140°,兩者幾何上不相容。此外,脯胺酸的氮原子被環

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