Anfinsen 的經典實驗

1950 年代，Christian Anfinsen 用核糖核酸酶（RNase A，124 個胺基酸、4 對雙硫鍵）做了一個影響深遠的實驗：

1. 用尿素 + β-mercaptoethanol 把 RNase A 完全變性（氫鍵破壞 + 雙硫鍵還原）→ 蛋白質失活。
2. 慢慢透析移除尿素和還原劑。
3. 蛋白質自動折回原樣，活性 100% 恢復。

結論：一級序列就已經編碼了三維結構的全部資訊，不需要外在的指引（雖然細胞內有 chaperone 幫忙）。這是後來整個蛋白質折疊科學的基石，也是 AlphaFold 能從序列預測結構的理論前提。

折疊的熱力學

蛋白質從「無序」折成「緊緻有序」，熵明顯減少。那為什麼自發折疊？

答案是總熵（蛋白質 + 環境）必須增加。雖然蛋白質本身熵減少，但：

1. 疏水側鏈被塞進核心 → 原本束縛在周圍的「水籠」釋放 → 水分子重獲自由 → 水的熵大增。
2. 水獲得的熵 > 蛋白質失去的熵 → 總熵增加 → 自發。

看的是系統 + 環境的總熵，不是單一蛋白質的熵。

過程放熱還是吸熱？視蛋白質而定：有些放熱（ΔH<0，容易自發）、有些吸熱但熵驅動（ΔH>0 仍因 ΔS>0 讓 ΔG<0）。

變性（Denaturation）的手段

要徹底把一個含雙硫鍵的蛋白質變性，必須同時加變性劑 + 還原劑。

變性只破壞高階結構，不影響一級序列，除非高溫加強酸，可能水解肽鍵。

蛋白質質量管制：chaperone 與蛋白酶體

實際細胞裡，蛋白質剛合成出來的新生鏈常常需要分子伴護蛋白（chaperone）幫忙折疊，避免亂聚集（例如 Hsp70、Hsp60/GroEL）。

折錯的蛋白質會被泛素（ubiquitin）標記送去蛋白酶體（proteasome） 分解。

這部分細節放在 Ch8 再談，這裡先有概念就好。

DNA 也會變性：Tm 概念

順便帶一下：DNA 雙螺旋也會「熔解」。DNA 的 Tm（melting temperature）定義是：有 50% 的 DNA 分子從雙股解開成單股時的溫度。G-C 含量越高，Tm 越高，因為 G-C 配對有 3 個氫鍵（A-T 只有 2 個）。

詳細的內容到 Ch7 會正式談。