蛋白质分子基础蛋白质的化学修饰.ppt

蛋白质分子基础,蛋白质的化学修饰,一、化学修饰的原理 二、化学修饰的方法三、化学修饰的应用,一、蛋白质化学修饰的原理,选择性化学修饰：肽链侧链基团被化学试剂专一性修饰蛋白质侧链上可被修饰的功能基团有：(1)氨基、羧基(2)羟基、巯基(3)精氨酸胍基、组氨酸咪唑基、色氨酸吲哚基、甲硫氨酸甲硫基、(酪氨酸酚基)。注:(1)碱性氨基酸(3种)和酸性氨基酸(2种)都是强极性,可被化学修饰(2)含羟基(Ser,Thr,Tyr)和巯基的氨基酸(Cys)可被化学修饰(3)色氨酸和甲硫氨酸可被化学修饰,一、蛋白质化学修饰的原理,影响蛋白质化学反应进程的因素：蛋白质功能基的反应性修饰剂的反应性,影响蛋白质功能基反应性的因素,微区的极性：微区的极性是决定基团解离状态的关键因素之一.局部的极性改变对色氨酸、甲硫氨酸、胱氨酸影响较小，对氨基和组氨酸反应性影响较大；对含羟基和巯基的氨基酸反应性影响最大。氢键效应天然蛋白质通过氢键维持其稳定性。静电效应位阻效应,影响修饰剂的反应性的因素,选择吸附 化学修饰前，修饰剂根据各自的特点，选择性吸附在低或高极性区域，形成蛋白质-修饰剂复合物。静电相互作用位阻因素催化因素 酸碱催化作用局部环境的极性,修饰反应的专一性控制,修饰试剂的选择根据：（）修饰的目的Eg.改变蛋白质的带电状态或溶解性-引入大电荷量的试剂（）便于定量（）试剂的体积要小反应条件的选择：温度、pH要求：（）不造成蛋白质的可逆变性（）便于专一性修饰蛋白质反应的专一性,亲和标记：亲和试剂的结构和与蛋白质作用的底物或抑制剂相似。在作用前，试剂先以非共价形式结合到蛋白质的活性部位上，然后再发生化学反应，将试剂挂在活性部位上。这种方法在研究酶的活性部位时非常有用。,化学修饰的应用,用来测定蛋白质分子中某种氨基酸的数量 只需知道某一种氨基酸的数量而不需要知道其它氨基酸的数量时，则可用蛋白质的化学修饰进行定量（参见P152)在蛋白质序列分析中的应用 用于测定蛋白质及多肽化学结构的许多方法都是以蛋白质化学修饰为基础的。（1）控制酶解程度（2）化学裂解：溴化氰专一性裂解Met羧基所形成的肽键；蛋白质中二硫键的裂解。在杂交实验中的应用,化学修饰的应用,在研究蛋白质高级结构中的应用（1）能与试剂作用的都处于蛋白质表面，不能与试剂作用的基团则处于埋藏状态或参与次级键的形成（2）研究蛋白质在溶液中的构象。侧链基团与修饰剂的反应性可反映基团所处的环境，引入萤光基团可以了解这些基团的环境，指示构象的变化。（3）制备重原子的蛋白质衍生物。对蛋白质晶体分析非常有用。（4）测定蛋白质分子特定基团之间的距离。通过双功能试剂对多肽链交联来实现。,化学修饰的应用,确定氨基酸残基的功能 化学修饰结合保护实验可研究底物或其它配位体对修饰速度和程度的影响。eg.磷酸吡哆醛修饰果糖-6-磷酸激酶，发现 两个Lys被修饰，酶活力失去 果糖-2，6-二磷酸存在时，可急剧减弱修饰作用，保护激酶活力-说明Lys对酶活力有重要影响,化学修饰的应用,在蛋白质免疫化学研究中的应用-放射免疫技术 广泛应用于蛋白质、多肽的检测和定量。优点：灵敏度非常高 原理：这一技术的基础就是将放射性同位素碘引入到抗原分子的Tyr侧链上，产物保持原有的抗原性。抗体的酶标记也是根据同样原理，用戊二醛将抗体与酶结合在一起，产物既保留抗体的原有活性又保留酶活性。将芳香基团（半抗原）通过重氮盐与蛋白质作用而连到蛋白质上，可以增加免疫性较弱的蛋白质的免疫性，产生的抗体能与半抗原和蛋白质结合。因此可以研究半抗原与抗体的相互作用。通过不同半抗原的研究可以了解抗体的结合部位及它与抗原作用的化学本质。,化学修饰的应用,蛋白质化学修饰在生物工程中的应用 eg.提高酶的稳定性 改变酶的专一性 创造新的酶活,