氨基酸 蛋白质和酶

第十章氨基酸、蛋白质和酶§10.4氨基酸、蛋白质和酶氨基酸（aminoacid）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。氨基连在α-碳上的为α-氨基酸。天然氨基酸均为α-氨基酸。§10.4氨基酸、蛋白质和酶使君子中的使君子氨酸具有驱蛔作用使君子使君子氨酸除构成蛋白质的氨基酸外，其他游离氨基酸也大量存在于中药中，有些氨基酸为中药的有效成分§10.4氨基酸、蛋白质和酶毛边南瓜子毛边南瓜子中的南瓜子氨酸具有治疗丝虫病和血吸虫病的作用NHCOOHNH2§10.4氨基酸、蛋白质和酶天冬H2NCOCH2CHCOOHNH2天冬、玄参、棉根中的天冬门素具有镇咳和平喘作用§10.4氨基酸、蛋白质和酶三七C5H8N2O5三七中的田七氨酸具有止血作用田七氨酸：§10.4氨基酸、蛋白质和酶氨基酸的检识茚三酮试剂：灵敏度高，最为常用吲哚醌试剂、1，2-萘醌-4-磺酸试剂：对不同的氨基酸显示不同的颜色§10.4氨基酸、蛋白质和酶提取氨基酸一般用水煮醇沉法从中草药中提取氨基酸，滤除沉淀，浓缩至无醇味，再依次通过强酸型阳离子交换树脂柱，用稀酸或稀碱洗脱即可得到总氨基酸§10.4氨基酸、蛋白质和酶恩格斯曾说过这样的话：“生命是蛋白质的存在方式，这种存在方式本质上就在于蛋白质化学成分的不断自我更新。”这句话的意思是：没有蛋白质的存在，也就没有生命。蛋白质是一切生命活动的体现者，有什么样的蛋白质就能表现出什么样的生物性状。§10.4氨基酸、蛋白质和酶蛋白质广泛存在于我们的生活中动物蛋白§10.4氨基酸、蛋白质和酶植物蛋白黑大豆植物蛋白粉§10.4氨基酸、蛋白质和酶蛋白质大量存在于中草药中，在中药制剂的工艺中，大多数情况将其作为杂质除去。但近几十年来，随着对中药化学成分的深入研究，陆续发现某些中草药的蛋白质具有一定的生物活性。§10.4氨基酸、蛋白质和酶半夏蛋白§10.4氨基酸、蛋白质和酶天花粉§10.4氨基酸、蛋白质和酶CHCOOHNH2CH3丙氨酸CHCOOHNH2CH2CH2COOH谷氨酸CHCOOHNH2H甘氨酸氨基酸是组成蛋白质的基本单位§10.4氨基酸、蛋白质和酶CHCONR3CHCNR1HHOCHCNR2HOHCHCOHNR4CHCOHNR5CHCOHNRn肽链§10.4氨基酸、蛋白质和酶蛋白质分子多样性氨基酸种类不同氨基酸数目不同氨基酸序列不同肽链空间结构不同蛋白质的结构多样性蛋白质的种类多样性蛋白质功能的多样性§10.4氨基酸、蛋白质和酶多数蛋白质可溶于水，形成胶体，加热煮沸则变性凝结自水中析出；不溶于有机溶剂，如中药制剂生产中常用水煮醇沉法即可使蛋白质沉淀除去§10.4氨基酸、蛋白质和酶检识蛋白质的方法将蛋白质溶于碱性水溶液中紫色或紫红色少量CU2SO4上述反应称为双缩尿反应§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的发现•1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼（L.Spallanzani,1729—1799）设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼中，然后让鹰吞下去。过一段时间他将小笼取出，发现肉块消失了。于是，他推断胃液中一定含有消化肉块的物质。但是什么，他不清楚。•1836年，德国科学家施旺（1810—1882）从胃液中提取出了消化蛋白质的物质。解开胃的消化之谜。§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的发现•1926年，美国科学家萨姆钠（1887—1955）从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。•20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。•20世纪80年代，美国科学家切赫（T.R.Cech,1947—）和奥特曼（S.Altman,1939—）发现少数RNA也具有生物催化作用。§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的化学本质•大多数为蛋白质，少部分为RNA。§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的性质—促进水解•酶是一种活性蛋白质，除了具有蛋白质的通性外，还具有促进中药化学成分水解的性质，如苷类。•酶的水解作用具有专属性，而这种酶往往与被水节成分共存与同一植物内，大多数情况下，需防止酶水解中药中欲提取的成分，必须使酶变性而破坏其活性，如加热、加入电解质或重金属盐。•但有时则要利用其水解的专属性，如强心灵的生产工艺中，使黄夹苷甲和黄夹苷乙分子的葡萄糖去掉，所得次生苷的强心作用提高5倍左右。§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的性质—催化作用•1、高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；•2、专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽；•3、多样性：大约有4000多种；•4、温和性：酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。•5、活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等。•6.有些酶的催化性与辅因子有关。•7.易变性，由于大多数酶是蛋白质，因而会被高温、强酸、强碱等破坏。§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的分类•氧化还原酶类（oxidoreductase）•转移酶类（transferases）•水解酶类（hydrolases）•裂合酶类（lyases•异构酶类（isomerases）•合成酶类（ligase）根据酶所催化的反应性质的不同，将酶分成六大类：§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶与疾病•酶的这些性质使细胞内错综复杂的物质代谢过程能有条不紊地进行，使物质代谢与正常的生理机能互相适应．若因遗传缺陷造成某个酶缺损，或其它原因造成酶的活性减弱，均可导致该酶催化的反应异常，使物质代谢紊乱，甚至发生疾病．因此酶与医学的关系十分密切。§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的应用----酶在医疗上•1．酶与某些疾病的关系–酶缺乏所致之疾病多为先天性或遗传性•白化症是因酪氨酸羟化酶缺乏，•蚕豆病是因6－磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏–许多中毒性疾病几乎都是由于某些酶被抑制所引起的．•某些金属离子引起人体中毒，则是因金属离子（如Hg2+）可与某些酶活性中心的必需基团（如半胱氨酸的－SH）结合§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的应用----酶在医疗上•2．酶在疾病诊断上的应用–借助血、尿或体液内酶的活性测定，可以了解或判定某些疾病的发生和发展．正常人体内酶活性较稳定，当人体某些器官和组织受损或发生疾病后，某些酶被释放入血、尿或体液内．–肝炎和其它原因肝脏受损，肝细胞坏死或通透性增强，大量转氨酶释放入血，使血清转氨酶升高；§10.4氨基酸、蛋白质和酶酶的应用----酶在医疗上•3．酶在临床治疗上的应用•近年来，酶疗法已逐渐被人们所认识，广泛受到重视，各种酶制剂在临床上的应用越来越普遍．§10.4氨基酸、蛋白质和酶–多酶片：治疗消化不良–尿激酶：治疗血栓、抢救心梗§10.4氨基酸、蛋白质和酶–糜蛋白酶：治疗老慢支、清创–溶酶片：治疗口腔溃疡