多肽与蛋白质类药物 (2).ppt
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1、关于多肽与蛋白质类药物(2)现在学习的是第1页,共45页第一节、多肽及蛋白质类药物的生产方法第一节、多肽及蛋白质类药物的生产方法一、蛋白质类药物的分离与纯化:一、蛋白质类药物的分离与纯化:(一)材料选择:(一)材料选择:来源有动植物组织、微生物等,原则上是选择富含目的蛋白质或多肽成分的、来源有动植物组织、微生物等,原则上是选择富含目的蛋白质或多肽成分的、易于获得和易于提取的无公害生物材料。易于获得和易于提取的无公害生物材料。对于天然蛋白质类药物,为提高质量、产量和降低成本,对原料的种属、对于天然蛋白质类药物,为提高质量、产量和降低成本,对原料的种属、发育阶段、生物状态、来源、解剖部位、生物技术
2、产品的宿主菌或细胞都发育阶段、生物状态、来源、解剖部位、生物技术产品的宿主菌或细胞都有一定的要求。比如:有一定的要求。比如:(1)种属:如牛胰含胰岛素单位比猪胰高,而牛胰岛素的抗原性比猪胰岛素抗原性高。)种属:如牛胰含胰岛素单位比猪胰高,而牛胰岛素的抗原性比猪胰岛素抗原性高。(2)发育阶段:如幼年动物胸腺比较发达,老龄后逐渐萎缩,因此胸腺原料必须采自幼)发育阶段:如幼年动物胸腺比较发达,老龄后逐渐萎缩,因此胸腺原料必须采自幼龄动物。龄动物。HCG在妊娠妇女在妊娠妇女60-70天的尿中达到高峰,等等。天的尿中达到高峰,等等。(3)生物状态:如饱食后胰岛素含量高;严重再生障碍性贫血患者尿中的)生物
3、状态:如饱食后胰岛素含量高;严重再生障碍性贫血患者尿中的EPO含量含量高,等等。高,等等。现在学习的是第2页,共45页 (4 4)原料来源:如血管舒缓素可分别从猪胰脏和猪颚下腺中提取,两者生物)原料来源:如血管舒缓素可分别从猪胰脏和猪颚下腺中提取,两者生物学功能并饿二致,而稳定性以颚下腺来源为好。学功能并饿二致,而稳定性以颚下腺来源为好。(5 5)原料解剖学部位:如猪胰脏中,胰尾部位含激素较多。而胃膜素以采取)原料解剖学部位:如猪胰脏中,胰尾部位含激素较多。而胃膜素以采取全胃黏膜为好;胃蛋白酶则以采取胃底部黏膜为好。全胃黏膜为好;胃蛋白酶则以采取胃底部黏膜为好。(6 6)对生物技术产品宿主菌或
4、细胞的要求:主要是考虑表达量、后处理的难)对生物技术产品宿主菌或细胞的要求:主要是考虑表达量、后处理的难易等。易等。现在学习的是第3页,共45页(二)蛋白质提纯的一般方法:(二)蛋白质提纯的一般方法:1、根据等电点的不同来纯化蛋白质、根据等电点的不同来纯化蛋白质 有有 等电点沉淀法、等电点沉淀和盐析法联用法、等电点聚焦法等等电点沉淀法、等电点沉淀和盐析法联用法、等电点聚焦法等2、根据蛋白质分子形状和大小的不同来纯化蛋白质、根据蛋白质分子形状和大小的不同来纯化蛋白质 有有 凝胶过滤法、超滤法、离心法、透析法等凝胶过滤法、超滤法、离心法、透析法等3、根据蛋白质溶解度的不同来纯化蛋白质、根据蛋白质溶
5、解度的不同来纯化蛋白质 有蛋白质的盐溶与盐析法、结晶法、低温下有机溶剂沉淀法有蛋白质的盐溶与盐析法、结晶法、低温下有机溶剂沉淀法4、根据蛋白质电离性质的不同来纯化蛋白质、根据蛋白质电离性质的不同来纯化蛋白质 主要是离子交换层析法,有不同的离子交换剂和不同的交换层惜条件主要是离子交换层析法,有不同的离子交换剂和不同的交换层惜条件5、根据蛋白质功能专一性的不同来纯化蛋白质、根据蛋白质功能专一性的不同来纯化蛋白质 主要手段是亲和层惜法主要手段是亲和层惜法现在学习的是第4页,共45页6 6、根据蛋白质疏水基团与相应的载体基团结合来纯化蛋白质、根据蛋白质疏水基团与相应的载体基团结合来纯化蛋白质 可用疏水
6、柱或反向可用疏水柱或反向HPLCHPLC来纯化来纯化7 7、根据蛋白质在溶剂系统中分配的不同来纯化蛋白质、根据蛋白质在溶剂系统中分配的不同来纯化蛋白质 主要是逆流分溶法(原理类似于萃取)主要是逆流分溶法(原理类似于萃取)8 8、根据蛋白质受物理、化学等作用因素的影响来纯化蛋白质、根据蛋白质受物理、化学等作用因素的影响来纯化蛋白质 利用不同蛋白质变性条件不同来分离不同的蛋白质利用不同蛋白质变性条件不同来分离不同的蛋白质9 9、根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋白质、根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋白质 一些特殊的吸附层析法,如羟灰石、硅藻土、氧化铝、活性炭等吸附一些特殊的吸附层析法,如羟灰石、
7、硅藻土、氧化铝、活性炭等吸附1010、根据酶对蛋白质的作用来纯化蛋白质、根据酶对蛋白质的作用来纯化蛋白质 如如SODSOD能抗蛋白酶的水解,可用蛋白水解酶降解其它蛋白质,以便于能抗蛋白酶的水解,可用蛋白水解酶降解其它蛋白质,以便于SODSOD的的进一步纯化进一步纯化现在学习的是第5页,共45页(三)蛋白质的分离和纯化(三)蛋白质的分离和纯化1 1、时间因素:纯化处理的时间要控制好、时间因素:纯化处理的时间要控制好2 2、选择离子交换层析条件的程序:、选择离子交换层析条件的程序:如离子交换剂的选择及其使用条件的选择如离子交换剂的选择及其使用条件的选择3 3、蛋白质分离纯化的可能的技术手段的组合:
8、、蛋白质分离纯化的可能的技术手段的组合:(略)(略)现在学习的是第6页,共45页(四)溶液中蛋白质浓度的测定(四)溶液中蛋白质浓度的测定 凯氏定氮法凯氏定氮法 化学反应法化学反应法 双缩脲法双缩脲法 福林福林-酚反应法酚反应法 氨基黑测定法氨基黑测定法 染色法染色法 考马斯亮蓝测定法考马斯亮蓝测定法 氯胺氯胺T测定法测定法 灵敏度较高的方法灵敏度较高的方法 紫外吸收法紫外吸收法 放射性同位素测定法放射性同位素测定法现在学习的是第7页,共45页1 1、紫外吸收法、紫外吸收法(1 1)280nm280nm光吸收法光吸收法 取取3ml3ml蛋白质溶液,以缓冲液作为对照,用光径为蛋白质溶液,以缓冲液作
9、为对照,用光径为1cm1cm的的石英比色皿,在石英比色皿,在280nm280nm处测定吸收值;以浓度处测定吸收值;以浓度1mg/ml1mg/ml的蛋白质溶液的的蛋白质溶液的A280A280为为1.01.0进行估算;也可根据文献查得相关蛋白质的标准值,再计算。进行估算;也可根据文献查得相关蛋白质的标准值,再计算。(2 2)280nm280nm和和260nm260nm的吸收差法的吸收差法 当蛋白质溶液中含有核酸时,可用此方法当蛋白质溶液中含有核酸时,可用此方法进行测定。分别测得进行测定。分别测得A280A280和和A260A260值,再按下列公式计算:值,再按下列公式计算:蛋白质浓度蛋白质浓度(m
10、g/mlmg/ml)=1.45A280 0.74260=1.45A280 0.74260(3 3)215nm215nm和和225nm225nm的吸收差法的吸收差法 对于稀溶液中蛋白质浓度的测定可用对于稀溶液中蛋白质浓度的测定可用此法。测得溶液的此法。测得溶液的A215A215和和A225A225值,再用下列经验公式进行计算:值,再用下列经验公式进行计算:蛋蛋白质浓度(白质浓度(mg/mlmg/ml)=0.144=0.144(A215 A225A215 A225)现在学习的是第8页,共45页2 2、双缩脲法、双缩脲法(1 1)常用双缩脲法)常用双缩脲法 蛋白质分子可与铜离子反应形成紫红色化合物,
11、蛋白质分子可与铜离子反应形成紫红色化合物,在在540nm540nm处比色测定,可测定蛋白质浓度。本法测定范围为处比色测定,可测定蛋白质浓度。本法测定范围为1-10mg/ml1-10mg/ml。(2 2)微量双缩脲法)微量双缩脲法 利用蛋白质与铜离子形成的化合物在利用蛋白质与铜离子形成的化合物在310 nm-330nm310 nm-330nm处的吸收比处的吸收比540nm540nm处的吸收大得多,因此,在蛋白质浓度低时可用测处的吸收大得多,因此,在蛋白质浓度低时可用测定定A310A310或或A330A330值的方法测定蛋白质浓度。此法比值的方法测定蛋白质浓度。此法比540nm540nm法灵敏法灵
12、敏1010倍以上。倍以上。现在学习的是第9页,共45页3 3、福林、福林-酚试剂法酚试剂法 本方法是双缩脲法的发展。首先在碱性溶液中形成铜与蛋白质复本方法是双缩脲法的发展。首先在碱性溶液中形成铜与蛋白质复合物,然后该复合物中的酪氨酸和色氨酸残基还原磷钼酸合物,然后该复合物中的酪氨酸和色氨酸残基还原磷钼酸-磷钨酸试剂磷钨酸试剂(福林(福林-酚试剂),产生兰色;再用比色法测定酚试剂),产生兰色;再用比色法测定A750A750;测定范围在;测定范围在0.03-0.03-0.3mg/ml0.3mg/ml;或在;或在550nm550nm处比色测定,测定范围为处比色测定,测定范围为0.05-0.5mg/m
13、l0.05-0.5mg/ml。现在学习的是第10页,共45页4 4、考马氏亮蓝、考马氏亮蓝G-250G-250染色法(也有染色法(也有R-250R-250)G-250G-250在酸性溶液中为棕红色,当它与蛋白质通过疏水作用结合后,变在酸性溶液中为棕红色,当它与蛋白质通过疏水作用结合后,变为兰色,可在为兰色,可在595nm595nm比色测定。本法反应快、操作简便、消耗样品量少;比色测定。本法反应快、操作简便、消耗样品量少;但不同蛋白质之间差异较大,且标准曲线线性较差。测定范围为但不同蛋白质之间差异较大,且标准曲线线性较差。测定范围为0.01-0.01-1.0mg/ml1.0mg/ml。高浓度的高
14、浓度的TrisTris、EDTAEDTA、尿素、甘油、蔗糖、丙酮、硫酸铵、去垢剂对测定有、尿素、甘油、蔗糖、丙酮、硫酸铵、去垢剂对测定有影响。影响。G-250G-250染色能力很强,比色皿一定要洗干净,而且染色能力很强,比色皿一定要洗干净,而且千万记住不能用千万记住不能用石英比色皿石英比色皿。(1 1)溶液配制)溶液配制 标准蛋白质溶液配制、染色液配制。标准蛋白质溶液配制、染色液配制。(p298)(p298)(2 2)测定方法)测定方法 作标准曲线、测定未知样品、比较、校准。作标准曲线、测定未知样品、比较、校准。现在学习的是第11页,共45页(五)纯度检查(五)纯度检查常用蛋白质纯度检查方法有
15、:常用蛋白质纯度检查方法有:1、HPLC或或FPLC法法 常用的有效方法常用的有效方法2、电泳法、电泳法 变性电泳和非变性电泳变性电泳和非变性电泳3、免疫化学法、免疫化学法 有免疫扩散、免疫电泳、双向免疫电泳扩散、放射免疫分析、有免疫扩散、免疫电泳、双向免疫电泳扩散、放射免疫分析、酶标免疫分析等,依据是抗体抗原反应。酶标免疫分析等,依据是抗体抗原反应。4、生物测定法、生物测定法 生物效价测定和生物学功能测定生物效价测定和生物学功能测定5、分光光度法、分光光度法 紫外分光光度法、红外分光光度法紫外分光光度法、红外分光光度法 现在学习的是第12页,共45页二、多肽与蛋白质的化学合成二、多肽与蛋白质
16、的化学合成v有固相合成法和液相合成法两种;有固相合成法和液相合成法两种;v多肽合成的基本步骤有:多肽合成的基本步骤有:氨基保护和羧基活化;氨基保护和羧基活化;羧基保护和氨基活化;羧基保护和氨基活化;接肽和除去保护基团。接肽和除去保护基团。现在学习的是第13页,共45页1 1、保护基团:、保护基团:q 主要是保护一些活性基团,如主要是保护一些活性基团,如-NH-NH2 2、-COOH-COOH、-SH-SH等。等。q 氨基保护基是苄氧羰酰氯(氨基保护基是苄氧羰酰氯(Cb2-ClCb2-Cl),与氨基酸或肽上氨基作用形成苄),与氨基酸或肽上氨基作用形成苄氧羰酰氨基酸(氧羰酰氨基酸(Cb2-Cb2-
17、氨基酸)或氨基酸)或Cb2-Cb2-肽;可用氢化法或钠氨法还原除去肽;可用氢化法或钠氨法还原除去保护基团。也可用叔丁氧羰酰氯(保护基团。也可用叔丁氧羰酰氯(BOC-ClBOC-Cl)作保护基。)作保护基。q 羧基保护基常用无水乙醇或甲醇在盐酸存在下进行酯化;保护羧基保护基常用无水乙醇或甲醇在盐酸存在下进行酯化;保护基可在皂化反应是除去。基可在皂化反应是除去。q 精氨酸的胍基用对甲机基磺酰基(精氨酸的胍基用对甲机基磺酰基(Tos-Tos-)保护。)保护。q 其它活性基团可用苄基(其它活性基团可用苄基(-B-B)保护,用钠氨法还原除去保护基团。)保护,用钠氨法还原除去保护基团。现在学习的是第14页
18、,共45页2 2、肽的液相合成法:、肽的液相合成法:合成多肽的顺序是从合成多肽的顺序是从C-C-端到端到N-N-端;因为常用羧基活化的方法,而不用氨基活端;因为常用羧基活化的方法,而不用氨基活化的方法(氨基活化易发生消旋化)。化的方法(氨基活化易发生消旋化)。肽合成法可分为阶梯伸长法和片段缩合法。肽合成法可分为阶梯伸长法和片段缩合法。(1 1)阶梯伸长法:)阶梯伸长法:常用的羧基活化方法是混合酸酐法和活化酯法。常用的羧基活化方法是混合酸酐法和活化酯法。NCCNCC法(法(N N,N-N-二环己基碳二亚胺),首先使二环己基碳二亚胺),首先使N-N-端保护的氨基酸同端保护的氨基酸同DCCDCC反应
19、,形成酸酐后,加入另一氨基酸,缩合成肽。反应,形成酸酐后,加入另一氨基酸,缩合成肽。另一常用方法是活化酯法,带有另一常用方法是活化酯法,带有N N保护基的氨基酸对硝基芳香族酯,保护基的氨基酸对硝基芳香族酯,能与另一氨基酸酯的氨基缩合成肽。能与另一氨基酸酯的氨基缩合成肽。现在学习的是第15页,共45页(2 2)片段缩合法:)片段缩合法:由小肽合成大肽时常用叠氮法,而且应该尽量利用由小肽合成大肽时常用叠氮法,而且应该尽量利用GlyGly和和ProPro这两个氨基这两个氨基酸的酸的C-C-末端接肽,这样不易消旋化。末端接肽,这样不易消旋化。现在学习的是第16页,共45页3 3、肽的固相合成法:、肽的
20、固相合成法:肽链的延长是在不溶性的聚苯乙烯树脂载体沙锅内完成的。合成多肽的肽链的延长是在不溶性的聚苯乙烯树脂载体沙锅内完成的。合成多肽的C-C-末端先和末端先和氯甲基聚苯乙烯树脂反应形成苄酯,然后按照肽链一级结构的顺序将氨基端已被保氯甲基聚苯乙烯树脂反应形成苄酯,然后按照肽链一级结构的顺序将氨基端已被保护的氨基酸逐个加上去,使肽链延长。护的氨基酸逐个加上去,使肽链延长。固相合成法比液相法操作简便、时间缩短、可以自动化。固相合成法比液相法操作简便、时间缩短、可以自动化。4 4、游离肽的获得:、游离肽的获得:合成多肽后,进行分离纯化,即可得到纯的多肽了。合成多肽后,进行分离纯化,即可得到纯的多肽了
21、。现在学习的是第17页,共45页固相法合成多肽固相法合成多肽示意图示意图现在学习的是第18页,共45页第二节、多肽类药物第二节、多肽类药物一、主要多肽类药物:一、主要多肽类药物:1 1、多肽激素:、多肽激素:(1 1)垂体多肽类激素)垂体多肽类激素 如促皮质激素(如促皮质激素(ACTHACTH)、促黑激素()、促黑激素(MSHMSH)、脂肪水解激)、脂肪水解激素(素(LPHLPH)、催产素()、催产素(OTOT)、加压素()、加压素(AVPAVP)。)。(2 2)下丘脑激素)下丘脑激素 如促甲状腺激素释放激素(如促甲状腺激素释放激素(TRHTRH)、生长素抑制激素)、生长素抑制激素(GRIFG
22、RIF)、促性腺激素释放激素()、促性腺激素释放激素(LHRHLHRH)。)。(3 3)甲状腺激素)甲状腺激素 如甲状旁腺激素(如甲状旁腺激素(PTHPTH)、降钙素()、降钙素(CTCT)。)。(4 4)胰岛激素)胰岛激素 如胰高血糖素、胰解痉多肽。如胰高血糖素、胰解痉多肽。(5 5)胃肠道激素)胃肠道激素 如胃必素、胆囊收缩素如胃必素、胆囊收缩素-促胰激素、肠必素等促胰激素、肠必素等(6 6)胸腺激素)胸腺激素 如胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子。如胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子。现在学习的是第19页,共45页2 2、多肽类细胞生长调节因子:、多肽类细胞生长调节因子:表皮生长因子(表皮生长因子(
23、EGFEGF)、转移因子()、转移因子(TFTF)、心钠素()、心钠素(ANPANP)3 3、含有多肽成分的其他生化药物:、含有多肽成分的其他生化药物:骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、蜂毒素、蛇毒素、神经营养素、胎盘骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、蜂毒素、蛇毒素、神经营养素、胎盘提取物、花粉提取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素、脑安肽、助应素提取物、花粉提取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素、脑安肽、助应素、妇血宁等。、妇血宁等。现在学习的是第20页,共45页二、主要多肽类药物的制备:二、主要多肽类药物的制备:1 1、胸腺激素:、胸腺激素:(1 1)胸腺素()胸腺素(ThymocinThymocin
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