45 第二节 肽类激素.pptx

第1页：第二节肽类激素

第二节肽类激素

第2页：肽类激素

肽类激素

• 由氨基酸通过肽键联接而成–最小的肽类激素可由三个氨基酸组成
• 如促甲状腺激素释放激素（TRH）–多数肽类激素可由10个，几十个或乃至上百及几百个氨基酸组成H-Cys-Ser-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Val-Leu-Gly-Lys-LeuPro-Tyr-Thr-Gln-Leu-Lys-His-Leu-Glu-Gln-SerArg-Thr-Asn-Thr-Gly-Ser-Gly-Thr-Pro-NH

第3页：肽类激素的分泌

肽类激素的分泌

• 主要分泌器官–丘脑下部–脑垂体
• 在其它器官中也发现肽类激素–如胃肠道、脑组织、肺及心脏–多数处于研究阶段

第4页：分类

分类

• 按分子量大小分–(分子量＜5000)
• 多肽激素–(分子量>5000)
• 蛋白质激素5-oxoPro-Glu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2H-Cys-Tyr-Ile-Gln(NH2)-Asn(NH2)-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2Glu-Val-Ile-Gly-HGln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-TyrCys-Asn-OHGln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-GluAsn-Val-Phe-HHO-Thr-Lys-Pro-Thr-Tyr-Phe-Phe-Gly-Arg

第5页：生产

生产

• 用脏器为原料提取–大分子量的蛋白质激素，目前只能依靠天然来源
• 用全合成法制得–20肽左右的多肽激素全合成法则越来越重要
• 如降钙素

第6页：研究动态

研究动态

• 现在正设法用基因工程的技术来生产–天然来源很少，全合成又十分困难的多肽激素Glu-Val-Ile-Gly-HGln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-TyrCys-Asn-OHGln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-GluAsn-Val-Phe-HHO-Thr-Lys-Pro-Thr-Tyr-Phe-Phe-Gly-Arg

第7页：表示方法

表示方法

• 一级结构式–将氨基酸的英文名缩写
• 自左至右排列–左为氨基末端（N-末端）–右边为羰基末端（C-末端）
• 环状结构–可通过肽键或通过半胱氨酸巯基成二硫键而环合–从环状接头的氨基酸为第一个氨基酸

第8页：羧基形成酰胺羰基形成酰胺二硫键氨基末端

羧基形成酰胺羰基形成酰胺二硫键氨基末端

第9页：结构中的特殊基团与理化性质

结构中的特殊基团与理化性质

• 碱性或酸性–碱性氨基酸
• 分子中会有游离氨基、胍基–酸性氨基酸
• 分子中会有羧基、羟基、巯基

第10页：结构中的特殊基团与理（与金属离子螯合）

结构中的特殊基团与理化性质

• 与金属离子螯合的倾向–有巯基、酚羟基…

第11页：鉴定方法

鉴定方法

• 表现出紫外吸收、用于鉴定–氨基酸形成肽键之后分子中的苯环（如Tyr）、杂环（如Trp，His）
• 天然氨基酸是L-构型，多肽激素有旋光性

第12页：一般性状

一般性状

• 室温条件下，纯品多肽或合成物稳定
• 寡肽在水中有一定溶解度–分子量大的多肽在水中通常不溶，但能形成溶胶，可通过调节pH使其增加溶解度
• 水溶液中多肽激素药物稳定性较差

第13页：给药方式

给药方式

• 不作口服用药–多肽激素药物在胃肠道中难以吸收–且会受酶的作用而失活

第14页：常用的多肽类药物

常用的多肽类药物

• 降钙素*促黄体激素后叶加压素
• 胰岛素*
• 绒促性素
• 释放素缩宫素
• 促皮质素生长激素

第15页：

第16页：胰岛素

胰岛素

• Insulin–分子量5807.
• （分子量>5000)HO-Thr-Lys-Pro-Thr-Tyr-Phe-Phe-Gly-ArgGlu-Val-Ile-Gly-HGln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn-OHGln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-GluAsn-Val-Phe-H

第17页：牛胰岛素结晶

牛胰岛素结晶

第18页：来源

来源

• 不同种族动物（人、牛、羊、猪等）Insulin分子中的氨基酸种类稍有差异
• 猪的与人的Insulin最为相似，仅B链C-末端一个氨基酸的差别–猪的末端为Ala–人的为Thr

第19页：结构

结构

• Insulin由A、B两个肽链组成

第20页：结构（人胰岛素）

结构

• 人胰岛素（Insulin Human）共16种51个氨基酸组成21个氨基酸11种有–A链30个氨基酸15种有–B链

第21页：结晶胰岛素

结晶胰岛素

• 与氯化锌形成结晶胰岛素的金属蛋白复合物–Zn2+与6个Insulin分子组成的结晶–随pH变化成不同的晶型–在水溶液中又解离成单体而起作用单体2Zn2+

第22页：长效胰岛素

长效胰岛素

• 自由羧基能与鱼精蛋白或组蛋白等碱性蛋白形成分子量更大的复盐–在水中的溶解度降低–作用持续时间长可制成长效制剂

第23页：理化性质

理化性质

• 1，酸碱性
• 2，稳定性

第24页：酸碱性

酸碱性

• 典型的蛋白质性质–两性–等电点~5.45–在矿酸或氢氧化碱溶液中易溶–因为在Insulin分子的51个氨基酸组成的肽中，有6个自由羧基及两个自由碱基，它们与酸、碱都可成盐

第25页：稳定性

稳定性

• 在微酸性（~3.5）中稳定–注射用偏酸水溶液–在室温情况下保存不易被降解–但冷冻下由于会有一定程度的变性，生物活性有所下降
• 在碱性溶液中及遇热不稳定

第26页：发现

发现

• 1926年首次从动物胰脏中提取得到Insulin结晶
• 1955年阐明其全部氨基酸序列的一级结构

第27页：人猪牛牛猪人人猪牛羧基末端氨基末端**2

人猪牛牛猪人人猪牛羧基末端氨基末端**2

第28页：全合成

全合成

• “世界上第一次用人工方法合成的蛋白质已经于1965年在中华人民共和国诞生了，…是我国科学工作者…在理论科学研究方面争得的一项世界冠军…它标志着人工合成蛋白质的时代已经开始。”–《科学通报》17卷 期1966年

第29页：生物合成

生物合成

• Insulin由胰脏细胞受内源或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素（Glucogon）等的刺激而分泌的一种蛋白质激素–胰岛素原(84个氨基酸的长链多肽)
• 生成Insulin，进入血液而起作用
• 同时生成没有作用的C链

第30页：链断裂生成Insulin及C链

链断裂生成Insulin及C链

第31页：

第32页：活性和应用

活性和应用

• 在体内起调节糖代谢作用，是治疗糖尿病的有效药物
• 与其它药物如三磷酸腺苷（ATP）辅酶A制成复合制剂用于治疗消耗性疾病

第33页：机制调节糖代谢

机制调节糖代谢

• Insulin受体存在于各种细胞膜上
• Insulin与受体结合后抑制苷酸环化酶活性，增强磷酸二酯酶的作用–从而减少ATP转化为cAMP，同时加速cAMP的分解
• 使细胞膜的通透性增加–促进葡萄糖进入细胞内，加快葡萄糖磷酸化、氧化及糖元合成–起调节糖代谢的作用

第34页：机制脂肪合成和蛋白质合成

机制脂肪合成和蛋白质合成

• Insulin能促进脂肪细胞中6-磷酸葡萄糖生成，使乙酰辅酶A增加，有利于脂肪合成
• 通过促进氨基酸活化，也增进蛋白质合成

第35页：药品猪胰岛素

药品猪胰岛素

• 临床上用得最多
• 对某些病人会产生免疫反应及一系列副作用–自发性低血糖、耐药性、改变药物动力学方式–加重糖尿病人微血管病变–加速病人胰功能衰竭–引起过敏等

第36页：猪胰岛素的杂质

猪胰岛素的杂质

• 产品中常杂有来自胰脏中的其它多肽成分–胰高血糖素–胰多肽（Pancreaticpolypeptide）–血管肠多肽（VIP）–及Proinsulin等不纯物质–和因种族差异所致

第37页：高纯度胰岛素

高纯度胰岛素

• 药典已将上述多肽杂质列为检查项目–有关蛋白质–大分子蛋白质
• 高纯度Insulin–允许含量规定在相当低的限度内如10ppm
• 过敏反应已显著减少

第38页：药品人胰岛素

药品人胰岛素

• 将猪胰岛素用酶化学和半合成法，使B链C-末端的丙氨酸转变成苏氨酸，成为人胰岛素–已实现了工业化生产并有商品上市
• “人胰岛素”已经收入美国药典（版）和英国药典（1993版）
• 中国药典（2000年版）已收入重组人胰岛素–是基因工程获得的产品

第39页：人猪牛Ile Ile Val人猪牛羧基末

人猪牛Ile Ile Val人猪牛羧基末

第40页：构效关系研究A1,A5，,A19

构效关系研究A1,A5，,A19

第41页：

第42页：降钙素

降钙素

• Calcitonin
• 一级结构H-Cys-Ser-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Val-Leu-Gly-Lys-LeuPro-Tyr-Thr-Gln-Leu-Lys-His-Leu-Glu-Gln-SerArg-Thr-Asn-Thr-Gly-Ser-Gly-Thr-Pro-NH

第43页：发现

发现

• 哺乳动物甲状腺中的甲状腺滤泡旁细胞（C-细胞）中分泌的多肽激素
• 1967年分离出人降钙素
• 1968年分离出鲑鱼降钙素
• 均于1年后合成成功

第44页：药品和作用

药品和作用

• 现在商品应用–人降钙素–鲑鱼及鳗鱼降钙素–Asu1,7-鳗鱼降钙素（ECT）
• 最常用的是人和鲑鱼降钙素–均用合成法制得
• 用于治疗高血钙症及骨质疏松症

第45页：结构特点

结构特点

• 由14种32个氨基酸组成通过-S-S-键成环本品略带碱性

第46页：商品

商品

• 冻干制剂–含有3mol/L的盐酸，10%的醋酸和10%的水
• 在水、稀酸及稀碱中易溶
• 不能口服

第47页：活性差异

活性差异

• 生物活性，因种属不同有很大差异，活性（单位/毫克）种类活性（单位/毫克）种类~400大鼠降钙素~6000鲑鱼降钙素100~200绵羊降钙素鸡降钙素猪降钙素Asu1,7-eel人降钙素2000~4000鳗鱼降钙素

第48页：Asu1,7-鳗鱼降钙素

Asu1,7-鳗鱼降钙素

• 半合成多肽8CH2SSNH2CHCH2COSer-Asn-Leu-Ser-ThrEelcalcitoninAsu1,7-Eelcalcitonin8CH2CH2COSer-Asn-Leu-Ser-Thr2CH2CH2CH2两个Cys及二硫键α-氨基辛二酸

第49页：构效关系研究

构效关系研究

• 所有32个氨基酸残基都必需存在
• 尚未发现与活性相关的特殊位点H-Cys-Ser-Asn-Leu-Ser-Thr-Cys-Val-Leu-Gly-Lys-LeuPro-Tyr-Thr-Gln-Leu-Lys-His-Leu-Glu-Gln-SerArg-Thr-Asn-Thr-Gly-Ser-Gly-Thr-Pro-NH

第50页：结构修饰

结构修饰

• 仅限于对分子进行修饰而使其活性不降低

第51页：不同种属的======Asu1,7

不同种属的======Asu1,7

第52页：

第53页：谢谢！

谢谢！

本页以化学结构式、反应式或示意图为主，文字信息较少，建议对照原课件图片查看关键结构位点与反应条件。