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蛋白质类药物的基础知识

【摘要】:蛋白质是生物大分子,相对分子质量变化范围很大,小者数千,大者数千万。高度不对称的分子和具有相同相对分子质量的球形蛋白质相比,具有较高的黏度。用此法可以鉴定蛋白质的存在或测定其含量。(二)蛋白质的药用价值蛋白质的药用价值列于表1-4-2中。

(一)蛋白质的结构、性质和种类

1.蛋白质的结构

蛋白质的基本化学组成是20种常用的L型α-氨基酸(甘氨酸和脯氨酸除外),平均含氮量为16%,这是蛋白质元素组成的一个特点,也是凯氏定氮法测定蛋白质含量的理论基础。有些蛋白质除蛋白质部分外,还有非蛋白成分,称为辅基或配基,这样的蛋白质称为结合蛋白质。蛋白质是生物大分子,相对分子质量变化范围很大,小者数千,大者数千万。其分子的大小已达到胶粒1~100 nm范围之内。

2.蛋白质的性质

(1)物理性质。

沉降系数 对每一种均一性蛋白质而言,都可用几个沉降法相关物理常数来描述其分子的大小和形状。沉降系数(S)是指每单位引力场的沉降分子下降速度。它表示分子的大小特性,其数值受分子大小和形状的影响。在较小的离心作用下,大颗粒的沉降速度较快,沉降系数也大。

摩擦系数 颗粒沉降时所受阻力与沉降速度成反比。分子越紧密,它在溶剂中的摩擦阻力就越小,沉降就越快;分子越不规则,摩擦阻力就越大,沉降就越慢。

③扩散常数 扩散常数是指单位浓度梯度、单位时间和单位扩散面积下扩散的量(D),与上述三种条件成正比。当温度和溶剂一定时,D值越大说明分子越小,越容易扩散。

④溶液的黏度 在一定溶质浓度下,溶液的黏度取决于溶质的相对分子质量和形状。高度不对称的分子和具有相同相对分子质量的球形蛋白质相比,具有较高的黏度。

(2)化学性质

两性解离与等电点 蛋白质分子至少具有一个游离氨基和一个游离羧基,因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质。不过因为蛋白质所含的氨基酸种类和数目较多且有支链,是多价电解质,其解离情况远比氨基酸复杂。

②与茚三酮反应 与氨基酸一样,蛋白质也具有茚三酮反应,反应原理与氨基酸反应一样,该反应是蛋白质鉴定的重要依据。

③双缩脲反应 蛋白质中含有多个和双缩脲结构相似的肽键,因此,所有蛋白质及二肽以上的多肽都能与双缩脲试剂发生反应,形成紫红色或蓝紫色化合物。用此法可以鉴定蛋白质的存在或测定其含量。

④福林-酚反应 该方法是双缩脲法的发展,包括两步反应,首先在碱性溶液中与铜作用形成铜与蛋白质的配合物,然后这个配合物以及酪氨酸和色氨酸的残基还原磷钼酸-磷钨酸试剂(福林试剂),产生深蓝色混合物。该法比双缩脲法灵敏,但要花费较长时间。此法也适用于酪氨酸和色氨酸的定量测定,对那些含这两个残基与标准蛋白质差异较大的蛋白质有误差。

⑤紫外吸收 由于蛋白质中存在有共轭双键的酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸,因此蛋白质具有紫外吸收,以色氨酸吸收最强,吸收峰在280 nm波长处。

3.蛋白质类药物的种类

蛋白质类药物可分为蛋白质类激素、血浆蛋白、蛋白质类细胞生长调节因子、黏蛋白、胶原蛋白、碱性蛋白质、蛋白酶抑制剂等。

(1)蛋白质类激素 蛋白质类激素主要包括垂体蛋白质激素和促性腺激素。垂体蛋白质激素主要包括生长素(GH)、催乳激素(PRL)、促甲状腺素(TSH)、促黄体生成激素(LH)、促卵泡激素(FSH)等,其中生长素有严格的种属特性,动物的生长激素对人无效;促性腺激素主要包括人绒毛膜促性腺激素(HCG)、绝经尿促性腺激素(HMG)、血清促性腺激素(GTH)等;其他蛋白质类激素主要包括胰岛素、胰抗脂肝素、松弛素、尿抑胃素等。

(2)血浆蛋白 血浆蛋白中的主要蛋白质成分有白蛋白(Alb)、纤维蛋白溶酶原、血浆纤维结合蛋白(Fn)、免疫丙种球蛋白、抗淋巴细胞免疫球蛋白、抗D免疫球蛋白、抗HBs免疫球蛋白、抗血友病球蛋白、纤维蛋白原(Fg)、抗凝血酶Ⅲ、凝血因子Ⅷ、凝血因子Ⅳ等。不同物种间的血浆蛋白存在着种属差异,动物血虽然与人血蛋白结构非常相似,但不能用于人体。

(3)蛋白质类细胞生长调节因子 蛋白质类细胞生长调节因子主要包括干扰素α、β、γ(IDN),白细胞介素(1~16)(IL)、神经生长因子(NGF)、肝细胞生长因子(HGF)、血小板衍生的生长因子(PDGF)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、组织纤溶酶原激活因子(t-PA)、促红细胞生成素(EPO)、骨形态发生蛋白(BMP)等。

(4)黏蛋白 主要包括胃膜素、硫酸糖肽、血型物质A和B等。

(5)胶原蛋白 主要包括明胶、氧化聚合明胶、阿胶、冻干猪皮等。

(6)碱性蛋白质 主要包括硫酸鱼精蛋白。

(7)蛋白酶抑制剂 主要包括胰蛋白酶抑制剂、卵清蛋白酶抑制剂等。

(二)蛋白质的药用价值

蛋白质的药用价值列于表1-4-2中。

表1-4-2 蛋白质的药用价值

续表