十四氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)制藥工程ppt課件

1、十四十四 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)在豆類、花生、小麥和谷類中在豆類、花生、小麥和谷類中蛋白質(zhì)是是生命的根底蛋白質(zhì)是是生命的根底, 組成細(xì)胞的根本物質(zhì)組成細(xì)胞的根本物質(zhì)一切重要的生命景象與生理機(jī)能都與蛋白質(zhì)親密一切重要的生命景象與生理機(jī)能都與蛋白質(zhì)親密相關(guān)相關(guān),不同構(gòu)造的蛋白質(zhì)不同構(gòu)造的蛋白質(zhì),其生理功能也不同其生理功能也不同.禽流感病毒禽流感病毒禽流感病毒正在侵蝕安康的肌體禽流感病毒正在侵蝕安康的肌體 (藍(lán)色的為禽流感病毒藍(lán)色的為禽流感病毒)(H5N1型禽流感病毒型禽流感病毒) 2019年，非典曾讓我們聞非色變！年，非典曾讓我們聞非色變！vSARS病毒的電子圖片病毒的電子圖片蛋

2、白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能轉(zhuǎn)運(yùn)功能催化功能催化功能 (絕大多數(shù)酶是由蛋白質(zhì)組成絕大多數(shù)酶是由蛋白質(zhì)組成)免疫防疫功能免疫防疫功能 (如蛋白抗體如蛋白抗體)調(diào)控功能調(diào)控功能 (如蛋白激素如蛋白激素:胰島素胰島素)運(yùn)動功能運(yùn)動功能神經(jīng)刺激產(chǎn)生與傳導(dǎo)功能神經(jīng)刺激產(chǎn)生與傳導(dǎo)功能.蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能 第一節(jié)第一節(jié) 氨基酸氨基酸 分子中既含有分子中既含有-NH2,又含有羧酸的化合物叫氨基酸又含有羧酸的化合物叫氨基酸RCHCOOHNH2RCHCH2COOHNH2RCHCH2CH2COOHNH2 (一一) 氨基酸定義與分類氨基酸定義與分類氨基酸氨基酸 -氨基酸氨基酸 -氨基酸氨基酸-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 需

3、要量（每日需要量（每日 mg / kg 體重）體重） 嬰兒（嬰兒（4-6個月）個月） 兒童（兒童（10-12歲）歲） 成人成人賴氨酸賴氨酸 99 44 12色氨酸色氨酸 21 4 3苯丙氨酸苯丙氨酸 141 22 16蛋氨酸蛋氨酸 49 22 10蘇氨酸蘇氨酸 68 28 8亮氨酸亮氨酸 135 42 16異亮氨酸異亮氨酸 83 28 12纈氨酸纈氨酸 92 25 4合成人體蛋白質(zhì)的有合成人體蛋白質(zhì)的有2020種種, ,都是都是- -氨基酸氨基酸(二二) 氨基酸構(gòu)型標(biāo)志氨基酸構(gòu)型標(biāo)志 除甘氨酸外，一切的氨基酸分子的除甘氨酸外，一切的氨基酸分子的-碳原子都具手性碳原子碳原子都具手性碳原子OHCH

4、OCH2OHHCOOHRHNH2COOHRHH2NCHOCH2OHHHOD-氨基酸氨基酸L-氨基酸氨基酸L-甘油醛甘油醛D-甘油醛甘油醛-碳原子構(gòu)型與甘油醛比較碳原子構(gòu)型與甘油醛比較(三三) 氨基酸性質(zhì)氨基酸性質(zhì)H3N CH COO-R+兩性離子兩性離子R-CH-COOHNH2+ HClR-CH-COOHNH3+Cl-銨鹽(1) 兩性兩性+ NaOHR-CH-COOHNH2R-CH-COO-Na+NH2羧酸鹽實踐上，氨基酸分子以內(nèi)鹽方式存在：實踐上，氨基酸分子以內(nèi)鹽方式存在： 兩性離子兩性離子負(fù)離子負(fù)離子正離子正離子H3NCH COO-R+H2NCH COO-RH3NCH COOHR+H2OH

5、2OHO-+ H3O+定義：溶液中正離子和負(fù)離子的量相等時的溶液定義：溶液中正離子和負(fù)離子的量相等時的溶液pHpH值值u 等電點(diǎn)等電點(diǎn)(PI, isoelectric point) 等電點(diǎn)時，氨基酸溶解度最小，在電場中不挪動等電點(diǎn)時，氨基酸溶解度最小，在電場中不挪動 利用等電點(diǎn)特性，可分別各種不同氨基酸。利用等電點(diǎn)特性，可分別各種不同氨基酸。 CH2CH2CH2H2CHCOOHNH2NH2賴氨酸HOOCCH2CH2CHCOOH谷氨酸NH2酸性氨基酸加酸性氨基酸加H+，可到，可到達(dá)等電點(diǎn)達(dá)等電點(diǎn), pI7.問題問題: 如何調(diào)理氨基酸的等電點(diǎn)如何調(diào)理氨基酸的等電點(diǎn)?u氨基的反響氨基的反響(2) 氨

6、基酸反響氨基酸反響RCHCOOHNH2HNO2RCHCOOHOH+ N2van Slyke氨基測定法O2NNO2FO2NNO2NHCHCOOHR封閉氨基HFN(CH3)2SO2ClN(CH3)2SO2NHCHCOOHR分析氨基酸HCl(CH3)3COCOO COOC(CH3)3RCHCOOHNH C OC(CH3)3O(縮寫：t-Boc-氨基酸)保護(hù)氨基與水合茚三酮的反響與水合茚三酮的反響 OOOOOOHOH茚茚三酮水合茚三酮OOOHOH+ H2NCHCOOHROONCH2R+ H2O + CO2藍(lán)紫色此反響常用于此反響常用于-氨基酸的鑒別、薄層分析顯色氨基酸的鑒別、薄層分析顯色RCHCOOH

7、NH2Ba(OH)2NNHCH2,組胺RCH2NH2(R=)PCl5RCHCOClNH2活化羧基PhCH2OHRCHCOOCH2PhNH2保護(hù)羧基u羧基的反響羧基的反響環(huán)狀交酰胺環(huán)狀交酰胺COCHH3CNH2OHCOHCCH3H2NHO+RCHNH2CH2COOHHNNHOOCH3H3C, -不飽和不飽和酸酸 -氨基酸氨基酸 -氨基酸氨基酸u 氨基與羧基的脫水反響氨基與羧基的脫水反響R CH CH COOH + NH3CH2CH2COOHCH2NHHCOCH2CH2CH2NH+H2O環(huán)狀內(nèi)酰胺環(huán)狀內(nèi)酰胺H2N (CH2)5COOHnH2N(CH2)5CONH (CH2)5CONHn-2(CH2

8、)5COOH當(dāng)氨基和羧基間隔超越當(dāng)氨基和羧基間隔超越5個碳原子時個碳原子時,失水生成聚酰胺失水生成聚酰胺r-氨基酸失水氨基酸失水二二 多肽與蛋白質(zhì)多肽與蛋白質(zhì)普通把分子量小于普通把分子量小于1萬的叫多肽萬的叫多肽,分子量大于分子量大于1萬的叫蛋白質(zhì)萬的叫蛋白質(zhì)由氨基酸相互脫水構(gòu)成的聚酰胺稱為肽由氨基酸相互脫水構(gòu)成的聚酰胺稱為肽(peptides)或蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)N端端C端端四肽四肽1 定義定義C NHONH2CHCH3CHCH2C6H5CONH CH2CONH CHCOOHCH2OH 丙氨酰苯丙氨酰甘氨酰絲氨酸丙氨酰苯丙氨酰甘氨酰絲氨酸 (丙丙苯丙苯丙甘甘絲絲) (Ala-Phe-Gly-Se

9、r)2 多肽的命名多肽的命名從從N端到端到C端，以末端酸為母體端，以末端酸為母體,其它氨基酸改酸為酰其它氨基酸改酸為酰,3 蛋白質(zhì)的構(gòu)造蛋白質(zhì)的構(gòu)造(1) 一級構(gòu)造一級構(gòu)造指氨基酸的陳列順序指氨基酸的陳列順序+H3NHCC NHCH2C NHCHC NHCHCNHCHCOO-OCH3OCH2CH2OOHOH2CCH(CH3)2OHSerGlyTyrAlaLeuN-terminateC-terminateA鏈：2 1 個 AAB鏈：3 0 個 AA由兩個- S - S-相 連 而 成牛胰島素是由牛胰島素是由51個氨基酸組成，是牛胰臟中胰島個氨基酸組成，是牛胰臟中胰島-細(xì)胞所分泌細(xì)胞所分泌的一種調(diào)

10、理糖代謝的蛋白質(zhì)激素的一種調(diào)理糖代謝的蛋白質(zhì)激素. 螺旋螺旋(2) 二級構(gòu)造二級構(gòu)造指肽鍵的主鏈在空間的陳列指肽鍵的主鏈在空間的陳列肽鏈呈右手螺旋狀，每圈肽鏈呈右手螺旋狀，每圈3.6個個AA單位，螺距單位，螺距0.54nm。 C ONHCRCHONC OCHHCNHCRCHONHHNCOCHOCCHONHCRCHORR氫鍵氫鍵氫鍵氫鍵0.54nm 折疊折疊維持作用力維持作用力:氫鍵氫鍵 ONHONHRRONHONHRRONHONHRONHONHRRONHONHRRONHONHR氫鍵氫鍵(3) 三級構(gòu)造三級構(gòu)造在二級構(gòu)造的根底上再進(jìn)一步卷曲、褶疊、環(huán)繞在二級構(gòu)造的根底上再進(jìn)一步卷曲、褶疊、環(huán)繞蛋

11、白質(zhì)的三級構(gòu)造蛋白質(zhì)的三級構(gòu)造是其他次級鍵，如是其他次級鍵，如SS二硫二硫鍵、離子鍵、氫鍵、離子鍵、氫鍵、疏水鍵、支鏈鍵、疏水鍵、支鏈等，共同作用的結(jié)等，共同作用的結(jié)果。果。 燙發(fā)的過程是一個舊二燙發(fā)的過程是一個舊二硫鍵復(fù)原翻開而后又氧硫鍵復(fù)原翻開而后又氧化構(gòu)成新的二硫鍵過程化構(gòu)成新的二硫鍵過程(1) 谷氨酸谷氨酸HOOCCH2CH2CHCOOHNH2的等電點(diǎn)為的等電點(diǎn)為3.22, 在在pH=2時時的溶液中的溶液中,主要存在方式為主要存在方式為( )-OOCCH2CH2CHCOO-AHOOCCH2CH2CHCOOHBNH2NH2HOOCCH2CH2CHCOOHCNH3+HOOCCH2CH2CH

12、COO-DNH3+(2) 某氨基酸溶于某氨基酸溶于pH=7的純水中的純水中, 所得溶液所得溶液pH=6.假設(shè)要使此氨假設(shè)要使此氨基酸基酸到達(dá)等電點(diǎn)到達(dá)等電點(diǎn),可可( )A 加加HCl溶液溶液B 加加NaCl溶液溶液 C 加加NaOH溶液溶液D 加水溶液加水溶液洪莜坤洪莜坤P170二、蛋白質(zhì)、氨基酸二、蛋白質(zhì)、氨基酸1. 262. 1353. 1234. 128. 123 4512.課外知識課外知識1 多肽固相合成的根本原理多肽固相合成的根本原理主要設(shè)計思想：以此結(jié)合在以此結(jié)合在固相載體上固相載體上的氨基酸作的氨基酸作為氨基組分為氨基組分脫去氨基維脫去氨基維護(hù)基護(hù)基將所要合成將所要合成肽鏈的羧末

13、肽鏈的羧末端氨基酸的端氨基酸的羧基以共價羧基以共價鍵的構(gòu)造同鍵的構(gòu)造同一個不溶性一個不溶性的高分子樹的高分子樹脂相連脂相連同過量的活同過量的活化羧基組分化羧基組分反響接長肽反響接長肽鍵，洗滌鍵，洗滌這樣的步驟可以反復(fù)地多次進(jìn)展下去這樣的步驟可以反復(fù)地多次進(jìn)展下去即縮合洗滌即縮合洗滌- -去維護(hù)去維護(hù)- -中和、洗滌中和、洗滌- -下一輪縮合下一輪縮合最后到達(dá)所需求合成的肽鏈長度。最后到達(dá)所需求合成的肽鏈長度。xNOHOR1HNHRnOH2NRn+1On123456聚苯乙烯樹脂HCHO, HClCH2ClC CHR1NH t-Boc-OOCH2OCCHNH-t-BocOR1CF3COOHor H

14、Cl/CH3COOHCH2OCCHNH2OR1C CHR2NH t-Boc-OODCCCH2OCCHNHOR1CCHNH-t-BocOR2.CH2肽鏈H2/Pd多肽脫離樹脂多肽的固相合成與液相合成相比優(yōu)點(diǎn)在于： 1大大簡化反響后處置操作：不溶性載體鍵合的聚合物只需簡單地反復(fù)過濾和洗滌，即可從可溶性的溶劑和副產(chǎn)物中分別出來，省時、省力； 2可充分利用熱力學(xué)和動力學(xué)要素促進(jìn)反響：可溶性試劑可以過量以使反響完全和獲得高產(chǎn)率過量的試劑可簡單地用溶劑沖洗，過濾去除； 3逐漸合成更為簡化：由于一切的反響都可以在一個容器中進(jìn)展，因此也防止了反響中間體轉(zhuǎn)移的手續(xù)和損失； 4易于實現(xiàn)自動化：一切的操作包括聚合鏈

15、的增長都可實現(xiàn)自動化；5樹脂再生：假設(shè)選擇適當(dāng)?shù)你暯臃肿雍土呀鈼l件，高分子樹脂可再生反復(fù)運(yùn)用。由此，Merrifield固相合成法以快速簡便的操作和高產(chǎn)率，為多肽研討開辟了寬廣的天地，出現(xiàn)了許多用固相法合成多肽和蛋白質(zhì)的報道。1 谷氨酸谷氨酸 谷氨酸是難溶水的結(jié)晶。通常由面筋和豆餅的蛋白質(zhì)谷氨酸是難溶水的結(jié)晶。通常由面筋和豆餅的蛋白質(zhì)酸水解而得，故名。谷氨酸可用于搶救肝昏病。酸水解而得，故名。谷氨酸可用于搶救肝昏病。 L - - 谷氨酸的單鈉鹽就是味精，工業(yè)上可由糖類谷氨酸的單鈉鹽就是味精，工業(yè)上可由糖類物質(zhì)發(fā)酵或植物蛋白水解制取。物質(zhì)發(fā)酵或植物蛋白水解制取。 -氨基戊二酸氨基戊二酸HOOC-

16、CH2CH2CH-COONaNH2HOOC-CH2CH2CH-COOHNH2谷氨酸單鈉谷氨酸單鈉課外知識課外知識2 常見的氨基酸、多肽常見的氨基酸、多肽2 南瓜子氨酸南瓜子氨酸NHNH2COOH從南瓜子中分別出來的一種氨基酸，熔點(diǎn)從南瓜子中分別出來的一種氨基酸，熔點(diǎn)260。對血吸蟲、。對血吸蟲、童蟲生長發(fā)育有明顯的抑制造用。童蟲生長發(fā)育有明顯的抑制造用。人腦中發(fā)現(xiàn)的五肽，具有鎮(zhèn)痛和嗎啡樣麻醉作用人腦中發(fā)現(xiàn)的五肽，具有鎮(zhèn)痛和嗎啡樣麻醉作用HOCH2CHC-NHCH2C-NHCH2CNH2OOO-NHCHC-NHCHCOOHCH2OCH2CH2SCH33甲硫氨酸腦啡肽甲硫氨酸腦啡肽酪酪-甘甘-甘甘-苯丙苯丙-蛋蛋4 血管緊張肽血管緊張肽 存在于血液中的一種激素，名叫血管緊張肽存在于血液中的一種激素，名叫血管緊張肽，能調(diào)理血，能調(diào)理血壓，系八肽構(gòu)造壓，系八肽構(gòu)造 H2NCHCCH2COOHONHCHCCH2)3(ONHCHNNH2NHCHCONHCHCHCONHCHCCH2