酶类药物的分析.ppt
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1、关于酶类药物的分析1现在学习的是第1页,共58页2第一节第一节 概述概述n在生物体内,酶能降低生化反应在生物体内,酶能降低生化反应活化能活化能,加快可逆反,加快可逆反应的进行速度,使之尽快达到平衡。应的进行速度,使之尽快达到平衡。n一、酶的特性一、酶的特性n二、酶的分类二、酶的分类n三、酶的化学组成三、酶的化学组成n四、酶的催化反应机制四、酶的催化反应机制n五、酶催化反应动力学五、酶催化反应动力学现在学习的是第2页,共58页3一、酶的特性一、酶的特性 1酶是高效催化剂。酶是高效催化剂。n2酶对底物的结构具有严格的选择性。酶对底物的结构具有严格的选择性。n(1)相对专一性:)相对专一性:n(2)
2、绝对专一性)绝对专一性:n(3)立体异构专一性)立体异构专一性:n3酶催化反应的反应条件温和。酶催化反应的反应条件温和。n4酶的催化活性在生物体内受多种因素的调节酶的催化活性在生物体内受多种因素的调节。现在学习的是第3页,共58页4二、酶的分类二、酶的分类n氧化还原酶氧化还原酶n转移酶转移酶n水解酶水解酶n裂合酶裂合酶n异构酶异构酶n合成酶(或称连接酶)合成酶(或称连接酶)现在学习的是第4页,共58页5三、酶的化学组成三、酶的化学组成 n分为分为简单酶和结合酶简单酶和结合酶两大类。两大类。n结合酶类中除含有蛋白外,还含有某种热稳定的非结合酶类中除含有蛋白外,还含有某种热稳定的非蛋白质的小分子物
3、质,二者结合起来,称为蛋白质的小分子物质,二者结合起来,称为“全全酶酶”,才呈现生物催化活性。,才呈现生物催化活性。n结合酶结合酶 =酶蛋白酶蛋白+辅助因子辅助因子现在学习的是第5页,共58页6四、酶的催化反应机制四、酶的催化反应机制 n1酶酶-底物复合物的形成底物复合物的形成 在酶促反应中,反应底物在酶促反应中,反应底物首先与酶分子上活性部位结合,形成首先与酶分子上活性部位结合,形成酶酶-底物复合物底物复合物,降低反应的降低反应的活性能活性能,使酶促反应顺利进行。,使酶促反应顺利进行。n2酶酶-底物复合物加速反应速率的原因底物复合物加速反应速率的原因n(1)定向作用与底物浓缩)定向作用与底物
4、浓缩 n(2)酶使底物分子变形)酶使底物分子变形 n(3)酸碱催化)酸碱催化n(4)共价催化)共价催化。现在学习的是第6页,共58页7五、酶催化反应动力学五、酶催化反应动力学 n酶的活力单位酶的活力单位 酶活性单位(酶活性单位(U)是酶活性高低是酶活性高低的一种量度,用的一种量度,用U/g或或U/ml表示。表示。n酶活力单位定义:在规定的条件下,每分钟酶活力单位定义:在规定的条件下,每分钟能转化能转化1mol底物所需要的酶量,称一个酶的活底物所需要的酶量,称一个酶的活力单位。力单位。n酶的比活力酶的比活力 每毫克酶蛋白所含酶活力,每毫克酶蛋白所含酶活力,U/mg。现在学习的是第7页,共58页8
5、Michaelis-MentenMichaelis-Menten快速平衡学说快速平衡学说n底物浓度的增加,反应速度底物浓度的增加,反应速度上升呈上升呈双曲线双曲线。n在在低底物浓度低底物浓度时,反应速时,反应速度呈直线上升,表现为度呈直线上升,表现为一一级反应级反应。n在高浓度时,反应速度达在高浓度时,反应速度达到一个极限值,呈现到一个极限值,呈现零级零级反应反应。现在学习的是第8页,共58页9米氏方程米氏方程n酶反应动力学方程式:酶反应动力学方程式:nV反应初速度反应初速度nVm最大反应速度最大反应速度nKs 米氏常数,米氏常数,Ks=K1/K1,Ks为为ES的解离常数,的解离常数,表示酶表
6、示酶与底物的亲和力与底物的亲和力。nKs为反应速度为反应速度V是最大反应速度是最大反应速度Vm一半时所需底物浓度,一半时所需底物浓度,即即V=1/2 Vm时,时,Ks=S。现在学习的是第9页,共58页10Briggs-Haldane稳态学说稳态学说 nES的形成速度与的形成速度与ES的解离速度相等,达到的解离速度相等,达到动态平衡动态平衡,即,即“稳态稳态”,反应方程式:,反应方程式:nKm取代了取代了Ks,当当V=1/2 Vm时,时,Km=S。nKm也可表示为底物与酶的亲和力。也可表示为底物与酶的亲和力。现在学习的是第10页,共58页11第二节第二节 酶类药物的鉴别与检查酶类药物的鉴别与检查
7、n鉴别方法常用鉴别方法常用蛋白质鉴别方法蛋白质鉴别方法,如在碱性条件下的,如在碱性条件下的双缩脲反应。双缩脲反应。n专用于酶的鉴别方法:专用于酶的鉴别方法:n 酶活性试验:与特异性底物反应(酶活性试验:与特异性底物反应(胰蛋白酶胰蛋白酶)。)。n 沉淀试验沉淀试验:胃蛋白酶胃蛋白酶n 动物试验:动物试验:透明质酸酶透明质酸酶水解粘多糖。水解粘多糖。现在学习的是第11页,共58页12酶类药物的检查酶类药物的检查 n酶类药物是生化产品和微生物发酵产品,在生产过酶类药物是生化产品和微生物发酵产品,在生产过程中可能带入微量的程中可能带入微量的脂肪类物质、其他的酶类和大分脂肪类物质、其他的酶类和大分子杂
8、质子杂质,影响酶质量,需有含量限度。,影响酶质量,需有含量限度。现在学习的是第12页,共58页13酶类药物的检查酶类药物的检查n(一)脂肪含量限度检查一)脂肪含量限度检查n检查方法,乙醚浸提,干燥检查方法,乙醚浸提,干燥,精密称定,脂肪不得精密称定,脂肪不得过规定的含量过规定的含量。n(二)其他酶类含量限度检查二)其他酶类含量限度检查n胰蛋白酶、糜蛋白酶均是从牛、猪的胰脏中提取的蛋胰蛋白酶、糜蛋白酶均是从牛、猪的胰脏中提取的蛋白分解酶。白分解酶。提取胰蛋白酶时又易带入微量的糜蛋提取胰蛋白酶时又易带入微量的糜蛋白酶白酶。n(三)大分子活性物质含量限度检查(三)大分子活性物质含量限度检查现在学习的
9、是第13页,共58页14胰蛋白酶制品中糜蛋白酶的含量胰蛋白酶制品中糜蛋白酶的含量n每每2500U胰蛋白酶中不得多于胰蛋白酶中不得多于50U的糜蛋白酶。的糜蛋白酶。n糜蛋白酶专属水解糜蛋白酶专属水解芳香氨基酸芳香氨基酸(L-酪氨酸、酪氨酸、L-苯丙氨苯丙氨酸)酸)的羧基形成的肽键、酰胺键和酯键的羧基形成的肽键、酰胺键和酯键。n用用N-乙酰乙酰-L-酪氨酸乙酯酪氨酸乙酯(N-Acetyl-L-Tyrosine Ethylester,ATEE)作底物,通过分光光度法测定此作底物,通过分光光度法测定此酶对底物的水解速率酶对底物的水解速率来检查该酶的含量限度。来检查该酶的含量限度。现在学习的是第14页,
10、共58页15第三节第三节 酶活力测定方法酶活力测定方法n固定时间法固定时间法 n连续监测法连续监测法 n (一)、需(一)、需NAD+或或NADP+作指示的连续监测法:作指示的连续监测法:n 直接测定法直接测定法 n 偶联法偶联法n 三联酶活测定三联酶活测定n (二)、不需(二)、不需NAD+或或NADP+作指示的连续监测法:作指示的连续监测法:n固定浓度法固定浓度法 现在学习的是第15页,共58页16一、固定时间法一、固定时间法 n在适宜的条件下,使酶和底物共同保温在适宜的条件下,使酶和底物共同保温一定时间一定时间,然后测定然后测定产物生成的量产物生成的量或或底物消耗的量底物消耗的量从而间接
11、从而间接推算出酶的含量(或活力)。推算出酶的含量(或活力)。n nE表示酶浓度,表示酶浓度,P为反应产物浓度,为反应产物浓度,t 表示酶作表示酶作用时间,用时间,K为常数。为常数。现在学习的是第16页,共58页17注意事项注意事项n缺点:无法了解整个反应过缺点:无法了解整个反应过程是否都是零级反应。程是否都是零级反应。n注意事项:注意事项:n1、底物饱和、底物饱和n2、时间、时间现在学习的是第17页,共58页18二、连续监测法二、连续监测法 n在酶反应过程中,在酶反应过程中,连续记录不同时间的底物消耗量或产物生连续记录不同时间的底物消耗量或产物生成量成量。n(一)、需(一)、需NAD+或或NA
12、DP+作指示的连续监测法作指示的连续监测法n(二)、不需(二)、不需NAD+或或NADP+作指示的连续监测法作指示的连续监测法现在学习的是第18页,共58页19(一)、需(一)、需NAD+或或NADP+作指示的连续监测法:作指示的连续监测法:n还原型辅酶(还原型辅酶(NADH和和NADPH)在在340nm处有紫外吸处有紫外吸收收,氧化型辅酶(,氧化型辅酶(NAD+和和NADP+)在在340nm处无紫外处无紫外吸收吸收.n利用利用340nm处每分钟处每分钟吸收度升高或降低的速率吸收度升高或降低的速率与酶活与酶活性成正比的关系,推算出酶的活力单位。性成正比的关系,推算出酶的活力单位。n包括:包括:
13、n 直接测定法直接测定法 n 偶联法偶联法n 三联酶活测定三联酶活测定 现在学习的是第19页,共58页20直接测定法直接测定法n大多数需大多数需NADH(NADPH)参加的脱氢酶,可利用参加的脱氢酶,可利用紫外分光光度法紫外分光光度法直接测定反应体系在直接测定反应体系在340nm处吸收处吸收度的变化度的变化,计算酶活力单位。,计算酶活力单位。n丙酮酸丙酮酸NADHH+乳酸乳酸NAD+n340nm处吸收度降低的速率处吸收度降低的速率与与NADH的氧化速率成的氧化速率成正比,正比,与与LDH的活力成正比的活力成正比。现在学习的是第20页,共58页21偶联法偶联法n此类酶催化反应不需此类酶催化反应不
14、需NAD+或或NADP+,但当与需但当与需NAD+或或NADP+的脱氢酶反应偶联的脱氢酶反应偶联以后,能用以后,能用紫外紫外分光光度法测分光光度法测定定.n由脱氢酶引起的反应为由脱氢酶引起的反应为指示反应指示反应,脱氢酶是指示酶,指示,脱氢酶是指示酶,指示酶活力要比测定酶活力至少大酶活力要比测定酶活力至少大100倍倍。n例如:谷草转氨酶的测定:例如:谷草转氨酶的测定:现在学习的是第21页,共58页22三联酶活测定三联酶活测定n引入一个辅助酶反应,将被测酶反应系统与指示酶反应系统联系起引入一个辅助酶反应,将被测酶反应系统与指示酶反应系统联系起来,组成一个来,组成一个“三合一三合一”酶反应系统酶反
15、应系统,使底物转化率、辅助酶反应,使底物转化率、辅助酶反应和和NADH(NADPH)氧化速率之间成正比函数关系,氧化速率之间成正比函数关系,辅助酶和指示酶的辅助酶和指示酶的活力必须大大超过测定酶活力活力必须大大超过测定酶活力。n例如:磷酸肌酸例如:磷酸肌酸+ADP 肌酸肌酸ATP (1)n 葡萄糖葡萄糖ATP G-6-P ADP (2)nG-6-P +NADP+葡萄糖酸葡萄糖酸-6-磷酸磷酸 NADPH H+(3)n(1)被测反应,被测反应,(2)辅助反应,辅助反应,HK(己糖激酶)辅助酶,己糖激酶)辅助酶,(3)指示反应,指示反应,G-6-PDH(6磷酸葡萄糖脱氢酶)指示酶。磷酸葡萄糖脱氢酶
16、)指示酶。现在学习的是第22页,共58页23(二)不需(二)不需NAD+或或NADP+指示的连续监测法:指示的连续监测法:n酶底物大多是人工合成的酶底物大多是人工合成的“色素元色素元”,其本身无,其本身无色,经色,经酶作用后释放出有色的反应产物酶作用后释放出有色的反应产物。根据。根据反应过程中吸收度增高速率,算出酶活力单位。反应过程中吸收度增高速率,算出酶活力单位。n例如:例如:n磷酸对硝基苯酚酯磷酸对硝基苯酚酯 对硝基苯酚对硝基苯酚现在学习的是第23页,共58页24三、固定浓度法三、固定浓度法n根据酶催化反应,使根据酶催化反应,使反应产物反应产物达到额定的浓度时达到额定的浓度时其其反应时间与
17、酶浓度成反比反应时间与酶浓度成反比的原理进行设计的。的原理进行设计的。n P=KEtn测定时间测定时间.n以所需时间的倒数(以所需时间的倒数(1/t)对酶浓度作图即可制备对酶浓度作图即可制备标准曲线。标准曲线。n优点:优点:1、记录时间。、记录时间。2、准确、准确现在学习的是第24页,共58页25二、底物与产物的测定方法二、底物与产物的测定方法(酶反应的检测方酶反应的检测方法法)1、化学方法化学方法:用化学法测定其中某一底物或产物的变化值。:用化学法测定其中某一底物或产物的变化值。n2、分光光度法分光光度法:常用的有常用的有比色法比色法和和紫外分光光度法紫外分光光度法。n3、荧光测定法:荧光测
18、定法:简单、灵敏、快速简单、灵敏、快速。n4、电化学分析法电化学分析法n(1)离子选择性电极分析法离子选择性电极分析法n(2)微电流法微电流法n5、其他方法其他方法n如测定气体的测压法,测定产物旋光度变化值的旋光测定法。如测定气体的测压法,测定产物旋光度变化值的旋光测定法。现在学习的是第25页,共58页26第五节第五节 酶类药物的检测酶类药物的检测 n肽键水解酶肽键水解酶 n 1、胰蛋白酶胰蛋白酶n 2、弹性蛋白酶弹性蛋白酶n 3、尿激酶尿激酶(气泡上升法气泡上升法)n脂键水解酶脂键水解酶胰脂肪酶胰脂肪酶 n糖苷键水解酶糖苷键水解酶 溶菌酶溶菌酶n其它其它(超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶)现在学
19、习的是第26页,共58页27一、肽键水解酶一、肽键水解酶n1、胰蛋白酶、胰蛋白酶n2、弹性蛋白酶、弹性蛋白酶n3、尿激酶、尿激酶现在学习的是第27页,共58页281、胰蛋白酶、胰蛋白酶比色法比色法n胰蛋白酶:由牛、羊、猪等胰蛋白酶:由牛、羊、猪等动物的胰脏中提取的一动物的胰脏中提取的一种蛋白水解酶种蛋白水解酶。n牛胰蛋白酶:牛胰蛋白酶:233个氨基酸,分子量个氨基酸,分子量24000,等电点等电点10.1。n猪胰蛋白酶:猪胰蛋白酶:214个氨基酸,分子量个氨基酸,分子量23400,等电等电点点10.8。n胰蛋白酶最适胰蛋白酶最适pH为为7.68.0,电泳纯的胰蛋白酶的,电泳纯的胰蛋白酶的比活为
20、比活为8000单位单位/mg。现在学习的是第28页,共58页29原理原理n胰蛋白酶专一作用于赖氨酸、精氨酸等胰蛋白酶专一作用于赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸碱性氨基酸的羧基组成的羧基组成的的肽键、酰胺键及酯键肽键、酰胺键及酯键,水解速度为酯键,水解速度为酯键酰胺键酰胺键肽键。肽键。nBAEE(Benzoyl-L-Arginine-Ethyl-Ester)nBAA(Benzoyl-L-Arginine-Anide)n苯甲酰苯甲酰L精氨酸乙酯(精氨酸乙酯(BAEE)在胰蛋白酶的作用下,酯键被在胰蛋白酶的作用下,酯键被水解生成苯甲酰水解生成苯甲酰L精氨酸,在精氨酸,在253nm波长处的吸收度随酶促波长处
21、的吸收度随酶促反应递增,根据活力单位定义计算酶活力。反应递增,根据活力单位定义计算酶活力。现在学习的是第29页,共58页30测定法:测定法:n取呈取呈直线的吸收度直线的吸收度,按下式计算:,按下式计算:nP为为每每mg供试中含胰蛋白酶的量供试中含胰蛋白酶的量,U;A1为直线上终止的吸收度;为直线上终止的吸收度;nA2为直线上开始的吸收度;为直线上开始的吸收度;nT为为A1至至A2读数的时间,读数的时间,min;nW为测定液中供试品的量,为测定液中供试品的量,mg;n吸收度每分钟改变吸收度每分钟改变0.003,即相当于,即相当于1个胰蛋白个胰蛋白酶单位酶单位。现在学习的是第30页,共58页31
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