2012年4月20日 星期五

各個氨胺基酸之間交互作用決定蛋白質三級與四級結構

探索生命《生物學》11

Isaac Albeniz - Asturias playing by Wiktoria Szubelak

1.        比「絲狀蛋白」更複雜的立體構形是球狀蛋白globular proteins,球狀蛋白的多胜肽折疊成精密、接近圓形的球體;基本上這些可溶性蛋白質包含酵素、蛋白質荷爾蒙、抗體和絕大多數的血蛋白是由α螺旋與β折疊不規則折疊成一塊一塊的單元,然後再組合起來。
2.        舉例來說,常見的「肌肉蛋白質」肌紅蛋白myoglobin,是由八個主要的α螺旋單元塊,透過一個比較短的不規則「捲區單元塊」連接起來,構成的蛋白質。
3.        多胜肽鍊規則延伸的長條構造,每遇到不規則排列的區域,結構方向就會轉向,造就出各種蛋白質的立體特徵。這種三度立體的構造,稱為蛋白質的三級構造tertiary
4.        多胜肽鍊黏合出三級構造蛋白質的力量來源是,組成多胜肽鍊的各個胺基酸的碳氫原子團R group,彼此之間有微弱的交互作用(引力),再加上碳氫原子團R group與周遭溶液環境之間的交互作用(引力或斥力)。 
圖說:一個肌紅蛋白分子的立體構形。肌紅蛋白是一種與血紅素有關的球狀蛋白質,肌紅蛋白強烈喜歡吸引氧原子,我們用肌紅蛋白描述蛋白質的三級結構。
肌紅蛋白,由一條龐大的多胜肽鍊折疊而成,這條多胜肽共含有151個胺基酸單位。連接這條多胜肽鍊是假體原子團,稱為原血紅素heme(位於肌紅蛋白分子的中心)。
這條多胜肽鍊由八個「螺旋」胺基酸單元塊組成,這八個螺旋胺基酸單元塊裡面也間雜一些非螺旋的胺基酸。這些非螺旋的單元塊決定螺旋單元塊怎麼折疊,當然也決定了肌紅蛋白的三級結構。
5.        有些球狀蛋白由一個以上的多胜肽鍊組成,這些糾在一起的多胜肽鍊很像禮物盒上一堆捲曲的裝飾彩帶。
6.        各個不同的多胜肽鍊,通常需要無數微弱的化學鍵,黏合連接,才能組成一個蛋白質,這些微弱的化學鍵包括:離子鍵、氫鍵疏水性交互作用(不溶於水的原子團,被周遭水溶液的排斥,而聚集在一起)。
7.        好幾個三級結構多胜肽鍊,再組合成一個更大的立體構造,稱為四級結構quaternary structure
8.        舉例來說,一個血紅素分子(血液中負責運送氧氣的蛋白質)的四級結構是由4個獨立的三級結構的多胜肽鍊組合而成,這四個三級結構多胜肽鍊,透過R原子團之間的微弱化學鍵鍵結
圖說:血紅蛋白hemoglobin的四級結構。一個血紅蛋白分子由4條獨立的多胜肽鍊組成,每條多胜肽鍊都是三級結構的球狀構象,中心有一個假體原子團。
9.        雖然這四個三級結構的多胜肽鍊之間的化學鍵容易斷裂,但是所有化學鍵累積起來的引力,讓血紅素分子成為一個相當穩定的立體造型。
10.     一級、二級、三級、四級蛋白質構造的比較,摘要如下:

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology》;Miracleofthebloodandheart.comAs.miami.eduBarleyworld.org

2012年4月19日 星期四

多胜肽鍵之間的氫鍵 決定蛋白質的二級結構Hydrogen Bonds Between Parts of a Polypeptide Chain Determine a Protein's Secondary Structure

探索生命《生物學》10
Mozart Flute and Harp Concerto K 299 Mvt1

1.     蛋白質不是只有扁平的胺基酸鍊(平面分子)而已,事實上氨基酸鍊可以捲曲、折疊成各種繁複多變立體結構,稱為構形conformations,各種氨基酸構形對每個蛋白質生物性質有決定性影響。
2.     我們先討論最簡單的構形,最簡單的構形,構形的樣貌是依據胜肽鍊的每個氨基酸彼此的空間關係。
3.     1951年,Linus Pauling Robert B. Corey二位學者發現,多胜肽可折疊成有規律、反覆的單元,組合成蛋白質的二級結構secondary structure。大部分的蛋白質都是由二種主要的構形組成,分別是α螺旋β平版
4.     α螺旋 alpha helix由捲曲的多胜肽鍊組成。胜肽鍊可以保持捲曲造型的秘訣是每一個氨基酸的氮原子所連接的氫,與上面捲層的氧原子形成氫鍵
5.     在某些纖維狀蛋白質中可看到最簡單的α螺旋多胜肽鍊,纖維狀蛋白質是各種特化的皮膚細胞衍生物的建構材料。
6.     我們可從指甲、蹄、角……發現某些不可溶性的α螺旋蛋白質,指甲、蹄、角……硬梆梆又有尖角主要原因是,這些α螺旋構形的蛋白質內含為數眾多的雙硫鍵。下圖公羊角是由α螺旋蛋白質構成的。
7.     此外我們也可從毛髮中找到「α螺旋」構形的蛋白質,而毛髮的特徵是有彈性、伸縮性;毛髮有彈性、伸縮性的可能原因是構成它們的「α螺旋」蛋白質含有比較少的雙硫鍵。燙頭髮就是在打斷與重新建立「α螺旋」構形的化學鍵(打斷一些氫鍵或雙硫鍵,再連接到新的位置)。
8.     蛋白質的二級結構secondary structure的第二個主要構形是β折疊/平板 beta sheet/pleated sheetβ折疊構形,各種不同的胜肽鍊並排,以氫鍵連接不同的區塊。 
9.     β折疊構成的蛋白質有彈性、強韌,但是沒有伸縮性;這種結構感覺很像「絲」。許多蛋白質複合體complex proteins是由二種二級結構組成,一部份的α螺旋與一部份的β折疊。
n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology ;圖片來源:Pennstate Sewildlife.com

2012年4月17日 星期二

誰來查政府的帳?

【摘要4.15.2012自由南方朔】2001年美國發生恩隆公司弊案,引發全球熱烈討論,人們發現當時企業界盛行以「創造性會計」之名大做假帳,例如製造假交易來虛報業績,故意漏列成本使盈利灌水,藉以拉抬股價。公司「做假帳」(Book-cooking)是當時的焦點話題。
Carl Maria von Weber - Clarinet Concerto No. 2 in E flat major, Op. 74 - II.

而今年三月,「國際貨幣基金」(IMF)公布了一份內部討論的報告「會計花招和財政假象」,該報告指出,當今各國政府做假帳的弊病一點也不輸像恩隆這種壞公司。該報告提出了一個嚴肅的課題,當政府在查老百姓的帳時,誰來查政府的帳?
1987美國赤字嚴重惡化,當時即把軍事支付和醫療保健支付改列,使當年帳面上看起來赤字不那麼嚴重。2010希臘政府赤字已極惡化,希臘政府即拚命做假帳,將許多政府支出減列,歐洲統計局察覺後加以重算,才發現當年的希臘赤字已高達GDP的7.8%;再例如,20102011葡萄牙政府做假帳,增列資產、減列債務,使國家的債務問題被掩蓋,這些做假帳的手法,扭曲了國家財政及金融狀況,均後患無窮。
台灣的政府長期在玩弄的,即是這種做帳手法,例如財政部表示,台灣中央政府截至2010年底,一年以上債務未償餘額為四兆五千餘億,占GDP的33.39%,但依立法院預算中心的統計,台灣同一時間尚有隱藏性債務九兆五千多億,如果全部加總,台灣整個公部門的債務已達GDP的100,台灣的債務問題並不會比歐豬五國好多少。
台灣有隱藏性的龐大債務,把軍公教退休年金和社會安全給付義務的軍公勞農國民年金與全民健保,全都另列一本帳,應該長期分年攤提的道路徵收補償,這種成本全都不列在政府債務內。把很嚴重的債務問題變得不嚴重這種做帳的手法,它的最大後遺症是台灣後代子孫不知將扛起多大的債務包袱?
政府除了透過做帳來隱藏債務外,我們也知道政府本質上就有稅官心態,他們很會查老百姓的帳,幾乎到了錙銖必較的程度,而他們該給老百姓的,則故意裝傻、百般拖延。最近交通部超收218萬車主汽車燃料費長達29年,總計逾11,即很值得深入追究。
政府為了要證明收費的正當性,一定會把稅務計算和費率問題故意搞得很複雜,好像很有學問的樣子。這是權力的本質,有權力的人一定會把問題複雜化,以創造出有權力者的優越感,老百姓裡也只有特別有本領的人,才可以在那個複雜的稅率及費率環境裡找到有利於自己的選擇機會。
將費率問題複雜化,它其實也等於讓退費問題成為不可能。台灣就發生過收費道路早已收取超過建設成本卻仍照收不誤之事;中油也發生過超收空污費之情事。就以這次超收汽車燃料費之事來說,它把公式搞得那麼複雜,有那個老百姓會去核算?這次超收之事會被抓出來,純屬偶然。
各國拚命做假帳來隱藏赤字與債務,除了大的假帳外,小的像台灣超收汽車燃料費,則是習焉不察做錯帳,而且一錯就錯了29年,這都顯示出政府的那本帳,其問題之多,超過了我們的想像
台灣每年最大的帳本中央總預決算報告,特別是隱藏性債務部份,更要儘快透明化。而每個部會單位的小帳本也不能馬虎。公家的帳本充滿了瑕疵,已需要有專門組織來幫助人們去查政府的帳!國民對政府的信任從帳本開始!

魏徵 諫太宗十思疏

徐弘毅2012.4.17.
臣聞求木之長者,必固其根本;欲流之遠者,必浚其泉源;思國之安者,必積其德義。源不深,而望流之遠?根不固,而何求木之長?德不厚,而思國之治?雖在下愚,知其不可,而況於明哲乎!
Beethoven-Violin Concerto in D Major Op. 61

我聽說,想要使樹木長得高大,一定要鞏固它的根,讓樹根牢牢抓緊土地;想要使水流得長遠,一定要挖深水源的湧泉口;想要使國家得到安定,領導人必須要累積足夠的專業智能,施政符合公平正義
水流的源頭太淺,堵塞不通,怎麼能夠期望水流長遠?樹木的根鬆動無法抓地,哪能夠希望樹木長得高大?領導人的專業能力不夠,無法照顧百姓,卻希望國家安定?即使像我這樣愚昧的人,也知道這是不可能的事,何況是深明事理的聰明人呢!
人君當神器之重,居域中之大,將崇極天之峻,永保無疆之休。不念於居安思危,戒奢以儉,德不處其厚,情不勝其欲;斯亦伐根以求茂,塞源而欲流長者也。
國家領導人擔任統治天下的重責大任,掌握國家最大權力;被百姓崇拜如通天的高山,必須能永遠地保衛土地上的人民
國家領導人如果無法在國家安定的時候,預先想到危難時如何應變如果無法戒除奢侈的習慣、力行節儉如果無法累積深厚行政專業素養,內心就無法控制住生物慾望;這等於是砍斷樹根而想使樹木枝繁葉茂,堵塞泉源而想使水流得長遠!
凡百元首,承天景命,莫不殷憂而道著,功成而德衰,有善始者實繁,能克終者蓋寡。豈其取之易而守之難乎?昔取之而有餘,今守之而不足,何也?
歷史上數以百計的領導人,承受上天的使命管理國家,沒有不深切憂慮未來而努力讓專業道理實現;但功成名就之後就容易驕傲擺爛、違背專業,因此善於創業的領導人很多,但善於守成的領導人卻很少
這是不是因為奪取天下容易,守住天下很難嗎?過去爭奪權力的時候,能力綽綽有餘,獲得權力之後卻沒有能力管理好,這是為什麼呢?
夫在殷憂,必竭誠以待下;既得志,則縱情以傲物。竭誠,則胡越為一體;傲物,則骨肉為行路。雖董之以嚴刑,震之以威怒,終苟免而不懷仁,貌恭而不心服。
原因在於人處於創業的艱難困苦中,一定竭盡誠心來對待屬下奪取天下獲得權力之後,就放縱自己的內心欲望,看不起專業知識與人才。竭盡誠心來瞭解所有人,就是吳越這樣彼此敵視的國家也會團結一致;驕傲、看不起專業知識與人才,那麼即使是親人也會疏遠成為過路人。
即使用嚴厲的酷刑來監督他們,用權勢、大發脾氣來嚇唬他們,結果大家也只是去想怎麼閃避責罰,不願意去扛起責任來做大事,表面上恭敬但是內心並不服氣
怨不在大,可畏惟人。載舟覆舟,所宜深慎!奔車朽索,其可忽乎?
領導人造成的民怨不管大小,只要在群眾間傳遞開來就非常可怕。民意就像水一樣,可以載船,也可以翻船,這是領導人必須好好思考的。
政府施政抓不到重點,就像一部綁繩都爛掉的的車子,在馬路上飆車,這樣會造成什麼樣的危險,怎麼能夠忽視呢?
君人者,誠能見可欲,則思知足以自戒;將有作,則思知止以安人;念高危,則思謙沖而自牧;
領導人,看到可以滿足欲望的東西(例如收買媒體吹捧自己),就要警戒自己節制欲望、要知足;出現浪費公帑、大興土木的計畫(例如錢坑核四工程),就想到要適可而止,以便使人民安定;感覺到自己高高在上的地位隨時有被推翻的危險,就要想到謙虛,嚴格要求自己
懼滿溢,則思江海而下百川;樂盤遊,則思三驅以為度;憂懈怠,則思慎始而敬終;慮壅蔽,則思虛心以納下;
怕自己驕傲自滿,就要像大江大海一樣,處在河流的下游,研究各意見領袖的想法;想要出國遊樂,就要想到國家領導人每年最多只能打獵三次的規定;擔心執政團隊鬆懈,就要思考執行的步驟,從開始到最後,戰戰兢兢地做好整個流程;害怕無知被蒙蔽,就想要虛心接受專家的意見;
想讒邪,則思正身以黜惡;恩所加,則思無因喜以謬賞;罰所及,則思無因怒而濫刑。
擔心自己誤信饞言,就想到自己言行必須更加端正(言行合一),使小人遠離自己。獎勵的時候,必須確定這不是依據自己的喜好而胡亂賞賜,確實是依據公平的考核標準;施行刑罰的時候,必須要想這不是因為自己情緒失控而濫用刑罰,確實是依據客觀的事實與法令標準。
總此十思,弘茲九德。(九德:寬而栗,柔而立,願而恭,亂而敬,憂而毅,直而溫,簡而廉,剛而塞,強而義。)
只要領導人完全做到這十點,發揚九種美德:一、寬厚又嚴格;二、柔和但堅守專業;三、提出願景確實實行;四、事情龐雜卻謹慎地做好本分;五、未雨綢繆很有耐心地做準備;六、態度溫和地把事情說清楚;七、行政簡便公務員廉潔;八、有魄力地執行對群眾有利的政策,絕對避免做出危害人民權益的事情;九、強力推動符合社會正義的政策。
簡能而任之,擇善而從之,則智者盡其謀,勇者竭其力,仁者播其惠,信者效其忠。
選擇有才能的人任用他們,選擇好的意見來採納,那麼聰明的人就能竭盡他的智謀,英勇戰士就會竭盡他的能力,做事抓得到重點的人就能讓百姓過好生活,誠信的人就會盡忠職守。
文武爭馳,君臣無事,可以盡豫遊之樂,可以養松喬之壽,鳴琴垂拱,不言而化。何必勞神苦思,代下司職,役聰明之耳目,虧無為之大道哉?
文武百官爭相發揮他們的才能,國家就不會發生大災難,領導人與他的團隊按部就班輕輕鬆鬆就把事情做好,好像度假那樣沒有壓力,並且國家永續發展,像老松樹那樣長壽,執政官員學習藝術技能、公開演出,不需要用一大堆訓令就能教化社會風氣
國家領導人何必管東管西,超越憲法規定的職權,去插手行政官員負責的事,外行領導內行的違反「無為而治」的道理呢?
參考資料: