蛋白质的修饰和表达
精选课件ppt
16
(一)亲和标记
亲和标记是一类位点专一性的化学修饰, 试剂可以专一性标记于酶的活性部位上, 使酶不可逆的失活,因此又称为专一性的 不可逆抑制作用。
精选课件ppt
17
这类抑制剂可分为两类:
一类是Ks型的不可逆抑制剂,它是根据底 物的结构设计的,它具有和底物结构相似 的结合集团,同时还具有和活性部位氨基 酸残基的侧链基团反应的活性基团。
三、蛋白质的聚乙二醇修饰
聚乙二醇(PEG)由环氧乙烷聚合而成, 两端各有一个羟基,若一端以甲基封闭则 得到单甲氧基聚乙二醇(mPEG)。蛋白质 修饰中应用最多的是mPEG的衍生物。
精选课件ppt
21
PEG与蛋白质的非必需基团共价结合时, 可作为一种屏障挡住蛋白质分子表面的抗 原决定簇,避免抗体产生,或者阻止抗原 与抗体的结合而抑制免疫反应的发生。
精选课件ppt
19
(二)光亲和标记
这类试剂在结构上除了有一般亲和试剂的 特点外,还具有一个光反应基团。
反应一般分两步进行:第一步,试剂先与 蛋白质的活性部位在暗条件下发生特异性 结合;第二步,光照,试剂被光激活后, 产生一个高度活泼的功能基团,与活性部 位的侧链基团发生反应。
精选课件ppt
20
精选课件ppt
18
另一类是Kcat型的不可逆抑制剂,是根据酶 催化过程设计的。这类抑制剂具有和底物 类似的结构,具有被酶催化和结合的性质。 此外还有一个潜伏反应基团,在酶对它进 行催化反应时,这个潜伏基团被酶催化而 活化,对活性部位起不可逆抑制作用。这 类抑制剂的专一性很高,被称为“自杀性 底物”。
精选课件ppt
12
3、精氨酸残基含一个胍基,精氨酸残基的 强碱性,使其很难与大多数试剂发生修饰 反应,但可以和二羰基化合物发生反应。
精选课件ppt
13
4、色氨酸吲哚基可以发生取代反应或者被 氧化裂解。N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)可以 使吲哚基团氧化成羟吲哚衍生物,但专一
性较差,酪氨酸残基也可与该试剂发生反 应。
精选课件ppt
5
(一)巯基的化学修饰
由于巯基有很强的亲核性,巯基基团一般 是蛋白质分子中最容易反应的侧链基团。
烷基化试剂是一种重要的巯基修饰试剂, 特别是碘乙酸和碘乙酰胺。氨基酸测序前, 常用碘乙酸来使巯基基团羧甲基化,以防 止半胱氨酸的降解。
其他一些卤代酸、卤代酰胺也可以修饰巯 基。
N-乙基马来酰亚胺也是一种有效的巯基修 饰试剂,该反应具有较强的专一性并伴随 光吸收的变化。
精选课件ppt
6
5,5-二硫-2-硝基苯甲酸(DTNB)是目前
最常用的巯基修饰试剂之一,可与巯基反 应形成二硫键,使蛋白质分子上标记1个2硝基-5-硫苯甲酸(TNB),同时释放一个 有颜色的TNB阴离子,该离子在412nm有很
强的吸收,可以通过光吸收变化来检测反 应程度。
精选课件ppt
7
(二)氨基的化学修饰
一般用变性剂如巯基乙醇,将二硫键还原 成游离的巯基,再通过巯基修饰的方法对 其进行修饰,如经过羧甲基化处理,以防 止重新氧化成二硫键。
精选课件ppt
10
(五)其他侧链基团的修饰
1、组氨酸残基的咪唑基可以通过氮原子的 烷基化或碳原子的亲核取代来进行修饰。
精选课件ppt
11
2、酪氨酸残基的修饰既可以是酚羟基的修 饰,也可以是芳香环上的取代反应。
精选课件ppt
2
影响化学修饰的主要因素有两方面:
1、蛋白质功能基的活性反应,包括基团之 间的氢键和静电作用等,基团之间的的空 间阻力。
2、修饰剂的反应活性。
精选课件ppt
3
一、蛋白质侧链的化学修饰
在20种天然氨基酸的侧链中,大约有一半可以在足够温和 的条件下产生化学取代而不使肽键受损,其中氨基、巯基 和羧基特别容易产生有用的取代。
精选课件ppt
14
5、蛋氨酸主要是由于硫醚的硫原子的亲核 性所引起的,一些氧化剂可以使蛋氨酸氧 化。
精选课件ppt
15
二、蛋白质的位点专一性修饰
专一性包括两方面的含义:一是试剂对被 修饰基团的专一性;二是试剂对蛋白质分 子中被修饰部位,如膜蛋白质上的激素结 合部位、酶的活性部位等位点的专一性, 一般这类试剂不仅具有对被作用基团的专 一性,而且具有对被作用部位的专一性。 这类专一性的化学修饰,称为亲和标记或 专一性的不可逆抑制作用。这类修饰试剂 也被称为位点专一性抑制剂。
精选课件ppt
赖氨酸的ε-氨基是蛋白质分子中亲核反应 活性很高的基团,是蛋白质或多肽分子比 较容易与修饰剂发生作用的位点。
常见的修饰剂有三硝基苯磺酸、烷基化试 剂、氰酸盐以及盐酸吡哆醛等。
精选课件ppt
8
(三)羧基的化学修饰 谷氨酸、天冬氨酸
修饰方法很有限,产物一般是脂类或酰胺 类。
精选课件ppt
9
(四)二硫键的化学修饰
还可以保护蛋白质不易被蛋白酶水解。
修饰后,分子量增加,肾小球滤过减少。
这些均有助于蛋白质类药物循环半衰期的 延长。
精选课件ppt
22
修饰时,先对PEG进行活化,活化的PEG 可与蛋白质分子侧链上的各种化学基团反
应而与蛋白质相偶联,蛋白质分子上与 PEG进行偶联的基团主要是氨基、巯基和 羧基。
因为任何给定的氨基酸残基在蛋白质分子中可能出现不止 一次,如果用化学的方法对氨基酸进行修饰时,正常情况 下所有相关的氨基酸侧链都要被取代。至于谈到氨基和羧 基基团,尽管处在侧链上和末端基团的pK值有差别,但在 化学上很难将肽链的-氨基或-羧基基团与侧链上的氨基 或羧基相区别。
精选课件ppt
4
蛋白质侧链的化学修饰是通过选择性试剂 或亲和标记试剂与蛋白质分子侧链上特定 的功能基团发生化学反应而实现的。
第三章 蛋白质的修饰和表达
蛋白质的修饰和表达是蛋白质工程的重要 研究内容和手段。将从蛋白质修饰的化学 途径、蛋白质改造的分子生物学途径和重 组蛋白质的表达进行讲解。
精选课件ppt
1
ห้องสมุดไป่ตู้一节 蛋白质修饰的化学途径
蛋白质的化学修饰:凡通过活性基团的引 入或去除,而使蛋白质的一级结构发生改 变的过程。
有些情况下,化学结构的改变并不影响蛋 白质的生物学活性,这些修饰称为非必需 部分的修饰。但多数情况下,蛋白质结构 的改变将导致生物活性的改变。