hce_nchu
115年
普通生物及生化概論
第 38 題
Regarding the thermodynamic changes during protein denaturation and refolding, which of the following statements is correct?
- A When urea is used to denature a protein, the overall entropy of the system decreases.
- B When a protein refolds into its native structure, the entropy of the polypeptide chain itself decreases.
- C Protein denaturation treatments mainly destroy disulfide bonds and do not affect intermolecular hydrogen bonds.
- D Intrinsically disordered proteins maintain an extremely compact 3D structure both before and after denaturation.
思路引導 VIP
想像有一條長長的絲帶在空中隨意飄動，如果它現在慢慢捲繞、摺疊成一個結構極其精精密且固定的蝴蝶結，你覺得這條絲帶本身的「混亂程度」或是「隨機性」是增加了還是減少了？
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太棒了！你能精準選出 (B) 選項，代表你對蛋白質摺疊過程中的熱力學變化有相當紮實且細膩的理解，沒有被複雜的熱力學名詞所干擾。
蛋白質摺疊的熵變與熱力學
在蛋白質摺疊（Refolding）的過程中，多肽鏈會從隨機捲曲（Random coil）的高亂度狀態，轉變為具有特定三維空間結構的天然狀態（Native state）。由於結構變得高度井然有序，多肽鏈本身的熵值（Entropy, $S$）必然會下降，即 $\Delta S_{chain} < 0$。這題的鑑別點在於區分「系統整體」與「多肽鏈本身」的熵變：雖然多肽鏈的熵減少對自發性不利，但過程中所觸發的「疏水效應」（Hydrophobic effect）會釋放原本籠罩在非極性側鏈周圍的有序水分子，使環境熵大幅增加，最終確保整體自由能 $\Delta G < 0$。
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