蛋白质药物分析

第三章 蛋白质,蛋白质是生命活动的主要体现者。构成生命现象的各种活动主要是通过蛋白质来实现的。蛋白质广布于各种生物组织中，是细胞的重要成分。蛋白质在生物体内的形成和作用是多样化的。大凡构成生物体的结构物质（如肌肉蛋白），促进体内化学反应的催化剂（如酶），调节生理功能的肽类激素，运输氧和二氧化碳以及传递铁离子的载体（如血红蛋白和铁载体蛋白），抵抗病菌的抗体，对生物有害的病毒等，其本质均为蛋白质。近年来研究发现在机体脑内、垂体、胃肠道、外周各部位有许多微量多肽物质，产生各种不同的重要生理作用，控制着机体生长发育、生殖、代谢、血压调节及胃液分泌。恩格斯指出：“ 生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断自我更新。”,第一节 蛋白质的分类,一、根据组成分类1、简单蛋白：分子中只含-A及其衍生物(1)白蛋白(Albumins)：又称清蛋白。普遍存在于生物体中，如血清白蛋白、卵白蛋白、乳白蛋白等。(2)球蛋白(Globulins)：包括优球蛋白和拟球蛋白。普遍存在于生物体中，如血清球蛋白、肌球蛋白、乳球蛋白、甲状腺球蛋白等。(3)精蛋白(Protamines)：如鲑精蛋白和鲱精蛋白等。(4)组蛋白(Histones)：如珠蛋白、胸腺组蛋白及鲭组蛋白等。(5)硬蛋白(Albuminoid, Scleroproteine)：动物结缔组织及具有保护功能的蛋白质。如胶原、弹性硬蛋白及角蛋白等。(6)胶原：皮肤、韧带及骨骼中起支持作用的主要蛋白质。(7)弹性硬蛋白：存在于弹性组织（韧带及血管）中。(8)角蛋白：,2、结合蛋白,由简单蛋白质与非蛋白质结合而成。酶蛋白中的非蛋白质部分称为辅基或辅酶。(1)色蛋白类(Chromoproteins)：为简单蛋白质与其他色素物质（主要为含铁或镁的卟啉）结合而成。(2)磷蛋白类(Phosphoproteins)：为蛋白质与磷酸结合而成。(3)糖蛋白类(Glycoproteins)：由蛋白质与核酸以外的糖结合而成。(4)脂蛋白类(Lipoproteins)：由蛋白质与脂质结合而成。,二、根据蛋白分子的形状分类,1、球蛋白：分子似球形。较易溶解，能结晶，如血液中的血红蛋白、血清球蛋白等。2、纤维蛋白：形状似纤维。分为可溶性纤维状蛋白（如许多肌肉的结构蛋白、血纤蛋白原等）及不溶性纤维蛋白质（包括胶原、弹性蛋白、角蛋白、丝心蛋白等）。,三、根据生物活性分类,1、酶2、激素蛋白3、运输及贮存蛋白4、运动蛋白5、防御蛋白6、受体蛋白7、控制生长与分化的蛋白质8、毒蛋白9、膜蛋白10、非活性蛋白,第二节 蛋白质的化学性质,一、蛋白质为高分子有机物,1、沉降常数沉降常数（沉降系数）系指每单位引力场的沉降分子下降速度，用S表示，一般在110-1320010-13S之间。S/2 ：沉降速率；：离心角速度；：蛋白质界面中点与转子中心距离2、摩擦系数：分子愈是不规则，摩擦系数就愈大，沉降速度就愈慢。3、扩散常数：系指单位浓度、单位时间和单位扩散面积时扩散的量。,4、微分比容：1g溶质加到一个大体积的溶液中所占的体积，与颗粒密度呈反比。5、斯托克斯(stokes)半径：stokes半径定律说明一个球形颗粒的沉降速度与密度差、液体粒度和颗粒半径等因素的关系。可部分说明分子的大小。6、溶液粘度：高度不对称的分子和具有相同分子量的球形蛋白质分子相比，它有较高的特性粘度。,二、蛋白质的两性解离,1、两性解离2、等电点3、电泳,三、蛋白质的变性与凝固,变性：若共价结构不变，而构象发生显著改变，称变性作用。凝固：变性的蛋白质分子互相凝聚为固体的现象称凝固。1、变性因素及机理因素：热（6070）、酸、碱、有机溶剂、辐射、水杨酸负离子、表面活性剂、酰胺等，以及机械力。机理：热变性：肽键受过分的热振荡而引起氢键的破坏。酸碱：破坏盐键。有机溶剂：降低蛋白质溶液的介电常数。尿素：形成新的氢键。,2、变性蛋白质的特征溶解度显著减小、结晶性及生物活性皆消失、易被酶消化。3、抗变性手段4、变性的可逆性,四、蛋白质的变构作用指蛋白质分子立体即三维空间构象的改变作用五、蛋白质的沉淀作用1、中性盐2、有机溶剂3、酸4、重金属盐5、生物碱沉淀剂,六、蛋白质的水解,蛋白质月田变性蛋白质蛋白月示蛋白胨多肽二肽氨基酸,第二节 蛋白质的制备及分离纯化,一、原料的选择二、前处理细胞破碎：剔除结缔组织及脂肪组织机械方法：高速组织捣碎机、玻璃匀浆器、乳钵物理方法：反复冻融法、冷热交替法、超声波法、加压破碎法化学及生化方法：有机溶媒法、自溶法、酶法、表面活性剂处理三、细胞器的分离：差速离心法,四、提取,1、白蛋白：水、稀盐、稀酸、稀碱，可被50饱和度硫酸铵析出。2、球蛋白：包括真球蛋白和拟球蛋白 真球蛋白：在等电点时不溶于水，但加入少量的盐、酸、碱，则可溶解。 拟球蛋白：溶于水，可为50饱和(NH4)2SO4析出3、醇溶蛋白：溶于7080乙醇中，不溶于水及无水乙醇。4、壳蛋白：等电点不溶于水和稀盐酸，易溶于稀酸、稀碱5、精蛋白: 溶于水、稀酸，易在稀氨水中沉淀6、组蛋白：溶于水、稀酸，易在稀氨水中沉淀7、硬蛋白: 不溶于水、盐、稀酸和稀碱,(二)蛋白质提取,1、水溶液提取2、有机溶剂提取3、表面活性剂的利用4、提取物的保护,四、分离纯化,1、除去杂质核酸沉淀法：核酸沉淀剂、氯化锰、硫酸鱼精蛋白或链霉素等，必要时也可用脱氧核糖核酸酶除去核酸。醋酸铅沉淀法：除去杂蛋白调pH值或加热沉淀法：除去杂蛋白选择性变性法：透析法2、利用溶解度不同的纯化方法盐析法：有机溶剂分离纯化法：,3、利用分子形状和大小不同的分离方法凝胶层析：Bio-gel P、sephadex G、sepharose超滤法：4、利用电离性质不同的分离方法离子交换层析电泳：凝胶电泳、转移电泳、等电点聚焦技术、层析聚焦技术等电点沉淀5、利用生物功能专一性的纯化方法6、高效液相层析凝胶过滤色谱离子交换色谱反相色谱其他材料的填料,五、浓缩1、蒸发法2、冰冻法3、吸收法六、结晶七、干燥1、真空干燥2、冷冻真空干燥3、喷雾干燥,第四节 临床应用的蛋白质和酶介绍,尿激酶(Urokinase, UK)蛇毒类凝血酶(Snak ve