脯胺酸的取代對Prion蛋白片段結構與對銅離子結合力影響之探討

Effects of Substituting a Proline Residue on the Structure and the Cu(II) Affinity of Prion Protein Fragments

邱玲瑩

指導教授 ： 洪嘉呈

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2012年)

摘要

Prion蛋白(PrP) 是一種能與銅離子(Cu2+ ) 結合的細胞表面糖蛋白，PrP有兩種不同結構區域(domain)：非結構化的氮端domain (residues 23-125) 和α-helix為主的碳端domain (residue 126-231)。當正常的PrP (PrPC) 錯誤摺疊轉變成異常的PrP (PrPSc) 時，部分的α-helices會轉變為β-sheets，這是引起一系列傳染性海綿狀腦病(TSEs) 的原因。常見的prion diseases包含狂牛症(BSE)、羊搔症、人類的庫魯症(kuru) 和庫賈氏症(CJD)。以人類的PrPC而言，氮端domain內位於residue 60-91有著一段重複的胺基酸序列：octarepeat (PHGGGWGQ)4，此片段是由八個胺基酸：octapeptide (PHGGGWGQ) 重複四次所組成，octapeptide片段與Cu2+ 有良好的親和力。這裡我們以octapeptide片段當作對象，研究proline在此胜肽片段結構和Cu2+ 結合中所扮演的角色。為證實靜電作用和立體電子效應對PrP與Cu2+ 的結合，我們設計並合成兩種不同組合的octapeptide系列胜肽：Ac-XaaHGGGWGQP-NH2 和 Ac-GQXaaHGGGWGQ-NH2之胜肽 (Xaa是proline在原生態的位置) 並以非極性胺基酸Ala和極性胺基酸帶正電的Lys、帶負電的Asp、不帶電的Ser和proline衍生物 (Flp、flp、Hyp、hyp) 取代proline。使用圓二色光譜儀(CD) 和螢光光譜儀(FL) 來測量octapeptide系列胜肽與Cu2+ 的結合力和與Cu2+ 結合後產生的結構變化。實驗結果顯示靜電作用和立體電子效應並非影響兩種octapeptide系列胜肽與Cu2+ 錯合物的二級結構轉變之主因。我們的結果亦說明研究proline在此蛋白片段的結構和Cu2+ 結合力中所扮演的角色時，Ac-GQXaaHGGGWGQ-NH2胜肽會是比較好的模型。

關鍵字

prion蛋白 ； octapeptide

參考文獻

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