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1、蛋白质的化学修饰蛋白质的化学修饰主主主主 要要要要 内内内内 容容容容化学修饰的原理化学修饰的原理蛋白质侧链的修饰蛋白质侧链的修饰蛋白质肽链的交联蛋白质肽链的交联蛋白质的位点专一性修饰蛋白质的位点专一性修饰化学修饰结果的解释化学修饰结果的解释蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性蛋白质的化学修饰最新3.2 3.2 交联剂的类型根据功能基团是否相同分为：根据功能基团是否相同分为：根据功能基团是否相同分为：根据功能基团是否相同分为：1 1. .同型双功能试剂同型双功能试剂： 交联剂两端具有相同的反应活性部分。如交联剂两端具有相同的反应活性部分。如交联剂
2、两端具有相同的反应活性部分。如交联剂两端具有相同的反应活性部分。如双亚双亚双亚双亚氨酯氨酯氨酯氨酯，可与氨基反应。两端间的间隔基团是，可与氨基反应。两端间的间隔基团是，可与氨基反应。两端间的间隔基团是，可与氨基反应。两端间的间隔基团是(CH(CH2 2) )n n, n=16, , n=16, 跨度为跨度为跨度为跨度为0.51.1nm. 0.51.1nm. 所有同型双功能试剂都对所有同型双功能试剂都对所有同型双功能试剂都对所有同型双功能试剂都对-NH-NH2 2有专一性有专一性有专一性有专一性, , 但但但但戊戊戊戊二醛二醛二醛二醛例外例外例外例外, ,它对它对它对它对-NH-NH2 2和和和
3、和-OH-OH作用作用作用作用, , 反应机理不清反应机理不清反应机理不清反应机理不清. .2.2.2.2.异型双功能试剂异型双功能试剂: : 一端与一端与一端与一端与-NH-NH2 2作用作用作用作用, ,另一端通常与另一端通常与另一端通常与另一端通常与-SH-SH侧链作用侧链作用侧链作用侧链作用. .但但但但碳二亚胺碳二亚胺碳二亚胺碳二亚胺的第二反应基团是的第二反应基团是的第二反应基团是的第二反应基团是-COOH. -COOH. 蛋白质的化学修饰最新蛋白质的化学修饰最新3.2 交联剂的类型3. 3. 3. 3. 可被光活化试剂可被光活化试剂: : 此类试剂是异型双功能试剂的扩展此类试剂是异
4、型双功能试剂的扩展此类试剂是异型双功能试剂的扩展此类试剂是异型双功能试剂的扩展, , 其一端一般含有能与其一端一般含有能与其一端一般含有能与其一端一般含有能与- -NHNH2 2或或或或-SH-SH反应的基团反应的基团反应的基团反应的基团, , 而另一端则含有对光敏感的基团。也可而另一端则含有对光敏感的基团。也可而另一端则含有对光敏感的基团。也可而另一端则含有对光敏感的基团。也可作成具有不同跨度或具有可裂解性的试剂。用途广泛。作成具有不同跨度或具有可裂解性的试剂。用途广泛。作成具有不同跨度或具有可裂解性的试剂。用途广泛。作成具有不同跨度或具有可裂解性的试剂。用途广泛。 当交联剂一端反应基团与蛋
5、白质作用后当交联剂一端反应基团与蛋白质作用后当交联剂一端反应基团与蛋白质作用后当交联剂一端反应基团与蛋白质作用后, , 经光照经光照经光照经光照, , 另一端另一端另一端另一端则产生一个反应活性部分则产生一个反应活性部分则产生一个反应活性部分则产生一个反应活性部分, , 这部分既可是这部分既可是这部分既可是这部分既可是碳烯碳烯碳烯碳烯( (来自重氮试剂来自重氮试剂来自重氮试剂来自重氮试剂), ), 或或或或氮烯氮烯氮烯氮烯( (来自叠氮试剂来自叠氮试剂来自叠氮试剂来自叠氮试剂) )。二者为自由基。二者为自由基。二者为自由基。二者为自由基, , 有高反应性有高反应性有高反应性有高反应性, , 但
6、没有但没有但没有但没有专一性。专一性。专一性。专一性。 蛋白质的化学修饰最新3.2 交联剂的类型根据交联剂可否被切断或裂解分根据交联剂可否被切断或裂解分根据交联剂可否被切断或裂解分根据交联剂可否被切断或裂解分: :可裂解交联剂可裂解交联剂: : 将两条多肽链交联后将两条多肽链交联后将两条多肽链交联后将两条多肽链交联后, ,可以再经可以再经可以再经可以再经还原剂还原剂还原剂还原剂( (如如如如DTT)DTT)等将交联的有关化学键切断。等将交联的有关化学键切断。等将交联的有关化学键切断。等将交联的有关化学键切断。 此类试剂有一个可切断的化学键如酰胺键、酯此类试剂有一个可切断的化学键如酰胺键、酯此类
7、试剂有一个可切断的化学键如酰胺键、酯此类试剂有一个可切断的化学键如酰胺键、酯键或二硫键等。键或二硫键等。键或二硫键等。键或二硫键等。 此类试剂可用于寡聚酶蛋白质分子中相邻亚此类试剂可用于寡聚酶蛋白质分子中相邻亚此类试剂可用于寡聚酶蛋白质分子中相邻亚此类试剂可用于寡聚酶蛋白质分子中相邻亚基之间的空间排列和聚合状态，寻找和分离多基之间的空间排列和聚合状态，寻找和分离多基之间的空间排列和聚合状态，寻找和分离多基之间的空间排列和聚合状态，寻找和分离多肽激素的受体，以及膜蛋白的研究。肽激素的受体，以及膜蛋白的研究。肽激素的受体，以及膜蛋白的研究。肽激素的受体，以及膜蛋白的研究。YS-SY YS-SY P
8、-XP-XS-SS-SX-PX-P 2P-X2P-XSHSH2P-XH2P-XH YH YHDTTDTT蛋白质的化学修饰最新3.2 交联剂的类型不可裂解交联剂不可裂解交联剂: : : : 其与蛋白质交联后其与蛋白质交联后其与蛋白质交联后其与蛋白质交联后, , 形成比较稳定的交联桥形成比较稳定的交联桥形成比较稳定的交联桥形成比较稳定的交联桥, ,可以增强酶蛋白与载体之间的稳定性可以增强酶蛋白与载体之间的稳定性可以增强酶蛋白与载体之间的稳定性可以增强酶蛋白与载体之间的稳定性, , 在一般情在一般情在一般情在一般情况下是不可切断的。况下是不可切断的。况下是不可切断的。况下是不可切断的。 典型的例子是
9、典型的例子是典型的例子是典型的例子是戊二醛戊二醛戊二醛戊二醛, , 它具有两个反应活泼它具有两个反应活泼它具有两个反应活泼它具有两个反应活泼的醛基的醛基的醛基的醛基, , 可与蛋白质分子中的可与蛋白质分子中的可与蛋白质分子中的可与蛋白质分子中的Lys-Lys- -NH-NH2 2发生作发生作发生作发生作用用用用, , 从而形成交联从而形成交联从而形成交联从而形成交联. . 常被用于酶和蛋白质固定化。常被用于酶和蛋白质固定化。常被用于酶和蛋白质固定化。常被用于酶和蛋白质固定化。2P-NH2P-NH2 2 + O=C-(CH + O=C-(CH2 2) )3 3-C=O P-NH-CH-(CH-C
10、=O P-NH-CH-(CH2 2) )3 3-CH-NH-CH-NH-P PHHOHOH蛋白质的化学修饰最新3.3 交联剂的应用研究蛋白质的折叠研究蛋白质的折叠: : 当蛋白质浓度很大时当蛋白质浓度很大时当蛋白质浓度很大时当蛋白质浓度很大时, , 交联剂也能形成分子间交联剂也能形成分子间交联剂也能形成分子间交联剂也能形成分子间的交联键的交联键的交联键的交联键, , 使蛋白质对变性趋于稳定。使蛋白质对变性趋于稳定。使蛋白质对变性趋于稳定。使蛋白质对变性趋于稳定。 如如如如RajputRajput等用戊二醛将胰蛋白酶和胰糜蛋白酶等用戊二醛将胰蛋白酶和胰糜蛋白酶等用戊二醛将胰蛋白酶和胰糜蛋白酶等用
11、戊二醛将胰蛋白酶和胰糜蛋白酶交交交交联在一起。这种固定化的杂化酶的优点是，显著地联在一起。这种固定化的杂化酶的优点是，显著地联在一起。这种固定化的杂化酶的优点是，显著地联在一起。这种固定化的杂化酶的优点是，显著地降低了杂化酶中胰蛋白酶的自溶作用，同时也使反降低了杂化酶中胰蛋白酶的自溶作用，同时也使反降低了杂化酶中胰蛋白酶的自溶作用，同时也使反降低了杂化酶中胰蛋白酶的自溶作用，同时也使反应器的体积大大缩小。应器的体积大大缩小。应器的体积大大缩小。应器的体积大大缩小。 酶分子内的交联常可提高酶分子构象的稳定性，酶分子内的交联常可提高酶分子构象的稳定性，酶分子内的交联常可提高酶分子构象的稳定性，酶分
12、子内的交联常可提高酶分子构象的稳定性，防止酶失活。因此，设法增加酶分子表面交联键的防止酶失活。因此，设法增加酶分子表面交联键的防止酶失活。因此，设法增加酶分子表面交联键的防止酶失活。因此，设法增加酶分子表面交联键的数目是酶固定化的方法之一。数目是酶固定化的方法之一。数目是酶固定化的方法之一。数目是酶固定化的方法之一。蛋白质的化学修饰最新3.3 交联剂的应用测定蛋白质亚基的量测定蛋白质亚基的量: : 如用如用如用如用辛二亚氨酸二甲酯辛二亚氨酸二甲酯辛二亚氨酸二甲酯辛二亚氨酸二甲酯作用于齐聚体蛋白质作用于齐聚体蛋白质作用于齐聚体蛋白质作用于齐聚体蛋白质, , 使在同一亚基内和多亚基间的使在同一亚基
13、内和多亚基间的使在同一亚基内和多亚基间的使在同一亚基内和多亚基间的LysLys残基之间形成交联残基之间形成交联残基之间形成交联残基之间形成交联, , 再进行再进行再进行再进行SDS-PAGE, SDS-PAGE, 则可测定其分子量和亚基的数目则可测定其分子量和亚基的数目则可测定其分子量和亚基的数目则可测定其分子量和亚基的数目, , 以阐明亚基的组合情况以阐明亚基的组合情况以阐明亚基的组合情况以阐明亚基的组合情况( (如单体、二聚体还是三聚体如单体、二聚体还是三聚体如单体、二聚体还是三聚体如单体、二聚体还是三聚体等）。等）。等）。等）。 用交联剂还能测定蛋白质上残基间的距离。如用交联剂还能测定蛋
14、白质上残基间的距离。如用交联剂还能测定蛋白质上残基间的距离。如用交联剂还能测定蛋白质上残基间的距离。如用跨度为用跨度为用跨度为用跨度为0.371.45nm0.371.45nm的一系列亚氨酯交联糖原磷酸的一系列亚氨酯交联糖原磷酸的一系列亚氨酯交联糖原磷酸的一系列亚氨酯交联糖原磷酸化酶化酶化酶化酶b, b, 再结合再结合再结合再结合SDS-PAGESDS-PAGE系统测定出系统测定出系统测定出系统测定出, , 在有效交联形在有效交联形在有效交联形在有效交联形成的四聚体上的两成的四聚体上的两成的四聚体上的两成的四聚体上的两LysLys残基间距离约为残基间距离约为残基间距离约为残基间距离约为0.8nm
15、0.8nm。蛋白质的化学修饰最新主主主主 要要要要 内内内内 容容容容化学修饰的原理化学修饰的原理蛋白质侧链的修饰蛋白质侧链的修饰蛋白质肽链的交联蛋白质肽链的交联蛋白质的位点专一性修饰蛋白质的位点专一性修饰化学修饰结果的解释化学修饰结果的解释蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性蛋白质的化学修饰最新四、四、 蛋白质的位点专一性修饰蛋白质的位点专一性修饰蛋白质化学修饰试剂的专一性包括：蛋白质化学修饰试剂的专一性包括：蛋白质化学修饰试剂的专一性包括：蛋白质化学修饰试剂的专一性包括：1. 1. 试剂对被修饰的基团的专一性试剂对被修饰的基团的专一性试剂对被
16、修饰的基团的专一性试剂对被修饰的基团的专一性：如：如：如：如DTNBDTNB只与只与只与只与蛋白质分子中的蛋白质分子中的蛋白质分子中的蛋白质分子中的Cys-SHCys-SH发生作用，而不与其它发生作用，而不与其它发生作用，而不与其它发生作用，而不与其它任何基团发生作用；任何基团发生作用；任何基团发生作用；任何基团发生作用；2. 2. 试剂对蛋白质分子中被修饰部位的专一性试剂对蛋白质分子中被修饰部位的专一性试剂对蛋白质分子中被修饰部位的专一性试剂对蛋白质分子中被修饰部位的专一性：如修饰剂只作用于酶的活性部位，或酶蛋白上如修饰剂只作用于酶的活性部位，或酶蛋白上如修饰剂只作用于酶的活性部位，或酶蛋白
17、上如修饰剂只作用于酶的活性部位，或酶蛋白上的激素结合部位的激素结合部位的激素结合部位的激素结合部位( (受体受体受体受体) )等位点等位点等位点等位点. .这类专一性化学修饰称为这类专一性化学修饰称为这类专一性化学修饰称为这类专一性化学修饰称为亲和标记亲和标记亲和标记亲和标记或或或或专一性的专一性的专一性的专一性的不可逆抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用不可逆抑制作用. .蛋白质的化学修饰最新主主主主 要要要要 内内内内 容容容容化学修饰的原理化学修饰的原理蛋白质侧链的修饰蛋白质侧链的修饰蛋白质肽链的交联蛋白质肽链的交联蛋白质的位点专一性修饰蛋白质的位点专一性修饰化学修饰结果的解释化学修饰结
18、果的解释蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性蛋白质的化学修饰最新5.1 修饰反应专一性的控制利用某些产物的不稳定性利用某些产物的不稳定性利用某些产物的不稳定性利用某些产物的不稳定性：在高：在高：在高：在高pHpH下，用氰酸、下，用氰酸、下，用氰酸、下，用氰酸、CSCS2 2、O-O-甲基异硫脲和亚氨酸等，可将甲基异硫脲和亚氨酸等，可将甲基异硫脲和亚氨酸等，可将甲基异硫脲和亚氨酸等，可将-NH-NH2 2转变成脲转变成脲转变成脲转变成脲和胍的衍生物；而与和胍的衍生物；而与和胍的衍生物；而与和胍的衍生物；而与-SH-SH形成的产物迅速分解。形成的产物
19、迅速分解。形成的产物迅速分解。形成的产物迅速分解。亲和标记亲和标记亲和标记亲和标记: :如胰蛋白酶底物对甲苯磺酰如胰蛋白酶底物对甲苯磺酰如胰蛋白酶底物对甲苯磺酰如胰蛋白酶底物对甲苯磺酰-L-Lys-L-Lys甲酯甲酯甲酯甲酯(TLME)(TLME)的抑制剂对甲苯磺酰的抑制剂对甲苯磺酰的抑制剂对甲苯磺酰的抑制剂对甲苯磺酰-L-Lys-L-Lys氯甲酮氯甲酮氯甲酮氯甲酮(TLCK)(TLCK)。差别标记：差别标记：差别标记：差别标记：底物或抑制剂保护的活性部位基团被底物或抑制剂保护的活性部位基团被底物或抑制剂保护的活性部位基团被底物或抑制剂保护的活性部位基团被放射性同位素标记。放射性同位素标记。放
20、射性同位素标记。放射性同位素标记。利用蛋白质状态的差异利用蛋白质状态的差异利用蛋白质状态的差异利用蛋白质状态的差异：有时在结晶状态下，可：有时在结晶状态下，可：有时在结晶状态下，可：有时在结晶状态下，可提高修饰的专一性。提高修饰的专一性。提高修饰的专一性。提高修饰的专一性。蛋白质的化学修饰最新五、五、化学修饰结果的解释化学修饰结果的解释 在确证试剂已经作用于蛋白质的基础上，在确证试剂已经作用于蛋白质的基础上，用物化方法验证修饰蛋白质在溶液中的构象是用物化方法验证修饰蛋白质在溶液中的构象是否发生显著变化外否发生显著变化外, , 还应进一步证明修饰作用是还应进一步证明修饰作用是否发生在活性部位上。
21、否发生在活性部位上。蛋白质的化学修饰最新五、五、化学修饰结果的解释化学修饰结果的解释如果修饰发生在活性部位或必需基团上，则蛋如果修饰发生在活性部位或必需基团上，则蛋如果修饰发生在活性部位或必需基团上，则蛋如果修饰发生在活性部位或必需基团上，则蛋白质活性的丧失与修饰程度一定成某种化学计白质活性的丧失与修饰程度一定成某种化学计白质活性的丧失与修饰程度一定成某种化学计白质活性的丧失与修饰程度一定成某种化学计量关系，且底物量关系，且底物量关系，且底物量关系，且底物( (或与活性部位结合的抑制剂或与活性部位结合的抑制剂或与活性部位结合的抑制剂或与活性部位结合的抑制剂) )必然能降低修饰蛋白的失活程度必然
22、能降低修饰蛋白的失活程度必然能降低修饰蛋白的失活程度必然能降低修饰蛋白的失活程度, , 而不与活性而不与活性而不与活性而不与活性部位结合的分子则无此影响。部位结合的分子则无此影响。部位结合的分子则无此影响。部位结合的分子则无此影响。当采用可逆保护试剂时当采用可逆保护试剂时当采用可逆保护试剂时当采用可逆保护试剂时, , 修饰失活的蛋白质随修饰失活的蛋白质随修饰失活的蛋白质随修饰失活的蛋白质随保护基的去除可重新恢复活力保护基的去除可重新恢复活力保护基的去除可重新恢复活力保护基的去除可重新恢复活力, , 且活力恢复程且活力恢复程且活力恢复程且活力恢复程度应与保护基去除量成一定比例关系。度应与保护基去
23、除量成一定比例关系。度应与保护基去除量成一定比例关系。度应与保护基去除量成一定比例关系。 蛋白质的化学修饰最新5.4 未发现的修饰 咪唑基、咪唑基、咪唑基、咪唑基、-SH-SH2 2、-COOH-COOH甚至苯酚的酰化产物在反应条件下甚至苯酚的酰化产物在反应条件下甚至苯酚的酰化产物在反应条件下甚至苯酚的酰化产物在反应条件下不稳定或在以后的纯化过程中被水解，因而检测不出。这不稳定或在以后的纯化过程中被水解，因而检测不出。这不稳定或在以后的纯化过程中被水解，因而检测不出。这不稳定或在以后的纯化过程中被水解，因而检测不出。这种暂时性的修饰对构象的影响无疑会改变其它功能基的反种暂时性的修饰对构象的影响
24、无疑会改变其它功能基的反种暂时性的修饰对构象的影响无疑会改变其它功能基的反种暂时性的修饰对构象的影响无疑会改变其它功能基的反应性和可接近性。应性和可接近性。应性和可接近性。应性和可接近性。 C C端的端的端的端的-COOH-COOH能与一定强度的酰化剂作用，暂时形成混合能与一定强度的酰化剂作用，暂时形成混合能与一定强度的酰化剂作用，暂时形成混合能与一定强度的酰化剂作用，暂时形成混合酸酐酸酐酸酐酸酐, , 结果使羧肽酶不能除去结果使羧肽酶不能除去结果使羧肽酶不能除去结果使羧肽酶不能除去C C端残基。端残基。端残基。端残基。 非末端非末端非末端非末端-COOH-COOH也能产生环化亚酰胺或也能产生
25、环化亚酰胺或也能产生环化亚酰胺或也能产生环化亚酰胺或 - -天冬氨酸肽键。天冬氨酸肽键。天冬氨酸肽键。天冬氨酸肽键。 在蛋白质化学中不占优势地位在蛋白质化学中不占优势地位在蛋白质化学中不占优势地位在蛋白质化学中不占优势地位, , 如汞盐常用于修饰如汞盐常用于修饰如汞盐常用于修饰如汞盐常用于修饰-SH, -SH, 但但但但它也能断裂它也能断裂它也能断裂它也能断裂-S-S-S-S-键。键。键。键。蛋白质的化学修饰最新主主主主 要要要要 内内内内 容容容容化学修饰的原理化学修饰的原理蛋白质侧链的修饰蛋白质侧链的修饰蛋白质肽链的交联蛋白质肽链的交联蛋白质的位点专一性修饰蛋白质的位点专一性修饰化学修饰结
26、果的解释化学修饰结果的解释蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性蛋白质的化学修饰最新六、六、六、六、蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应用6.1 6.1 用于测定蛋白质分子中某种氨基酸的数量用于测定蛋白质分子中某种氨基酸的数量研究蛋白质性质时，常需测定其中含有某种研究蛋白质性质时，常需测定其中含有某种研究蛋白质性质时，常需测定其中含有某种研究蛋白质性质时，常需测定其中含有某种AAAA的数量。当然用的数量。当然用的数量。当然用的数量。当然用AAAA分析法可得到此数据。但当分析法可得到此数据。但当分析法可得到此
27、数据。但当分析法可得到此数据。但当只需知道某一只需知道某一只需知道某一只需知道某一AAAA的数量的数量的数量的数量, , 不需知道其它不需知道其它不需知道其它不需知道其它AAAA数量数量数量数量时时时时, , 则应建立仅对某一氨基酸的快速灵敏的分析则应建立仅对某一氨基酸的快速灵敏的分析则应建立仅对某一氨基酸的快速灵敏的分析则应建立仅对某一氨基酸的快速灵敏的分析方法方法方法方法, , 实际上是用于蛋白质定量化学修饰。实际上是用于蛋白质定量化学修饰。实际上是用于蛋白质定量化学修饰。实际上是用于蛋白质定量化学修饰。常用且灵敏度高的方法是常用且灵敏度高的方法是常用且灵敏度高的方法是常用且灵敏度高的方法
28、是对氯汞苯甲酸与对氯汞苯甲酸与对氯汞苯甲酸与对氯汞苯甲酸与-SH-SH作作作作用用用用; ; 三硝基苯磺酸与三硝基苯磺酸与三硝基苯磺酸与三硝基苯磺酸与-NH-NH2 2作用。作用。作用。作用。用荧光法可测用荧光法可测用荧光法可测用荧光法可测定微量蛋白质定微量蛋白质定微量蛋白质定微量蛋白质, , 灵敏度高，常用荧光胺。灵敏度高，常用荧光胺。灵敏度高，常用荧光胺。灵敏度高，常用荧光胺。蛋白质的化学修饰最新6.2 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用于测定蛋白质及多肽化学结构的许多方法都用于测定蛋白质及多肽化学结构的许多方法都用于测定蛋白质及多肽化学结构的许多方法都是以
29、蛋白质化学修饰为基础的。是以蛋白质化学修饰为基础的。是以蛋白质化学修饰为基础的。是以蛋白质化学修饰为基础的。A. A. 控制酶解程度控制酶解程度控制酶解程度控制酶解程度: : 如常用胰蛋白酶专一水解碱如常用胰蛋白酶专一水解碱如常用胰蛋白酶专一水解碱如常用胰蛋白酶专一水解碱性氨基酸性氨基酸性氨基酸性氨基酸(Arg(Arg和和和和Lys)Lys)的的的的-COOH-COOH所形成的肽键。若所形成的肽键。若所形成的肽键。若所形成的肽键。若要使胰蛋白酶只水解要使胰蛋白酶只水解要使胰蛋白酶只水解要使胰蛋白酶只水解ArgArg所形成的肽键所形成的肽键所形成的肽键所形成的肽键, , 可用三可用三可用三可用三
30、氟乙酰化法将氟乙酰化法将氟乙酰化法将氟乙酰化法将Lys-Lys- -NH-NH2 2保护起来保护起来保护起来保护起来, , 使它转变为使它转变为使它转变为使它转变为酶不能水解的产物。酶不能水解的产物。酶不能水解的产物。酶不能水解的产物。B. B. 化学裂解化学裂解化学裂解化学裂解: : 最理想且普遍采用的是最理想且普遍采用的是最理想且普遍采用的是最理想且普遍采用的是CNBrCNBr专一专一专一专一性裂解性裂解性裂解性裂解MetMet的的的的-COOH-COOH所形成的肽键。所形成的肽键。所形成的肽键。所形成的肽键。蛋白质的化学修饰最新6.3 在研究蛋白质高级结构中的应用用化学修饰法可区别某些基
31、团在蛋白质分子中的用化学修饰法可区别某些基团在蛋白质分子中的用化学修饰法可区别某些基团在蛋白质分子中的用化学修饰法可区别某些基团在蛋白质分子中的存在状态。一般认为能与试剂作用的天然蛋白质存在状态。一般认为能与试剂作用的天然蛋白质存在状态。一般认为能与试剂作用的天然蛋白质存在状态。一般认为能与试剂作用的天然蛋白质基团都处于分子表面。基团都处于分子表面。基团都处于分子表面。基团都处于分子表面。化学修饰可用来测定蛋白质分子中特定基团之间化学修饰可用来测定蛋白质分子中特定基团之间化学修饰可用来测定蛋白质分子中特定基团之间化学修饰可用来测定蛋白质分子中特定基团之间的距离的距离的距离的距离, , 这可通过
32、双功能试剂来实现。这可通过双功能试剂来实现。这可通过双功能试剂来实现。这可通过双功能试剂来实现。用于研究蛋白质在溶液的构象。用于研究蛋白质在溶液的构象。用于研究蛋白质在溶液的构象。用于研究蛋白质在溶液的构象。( (侧链与环境侧链与环境侧链与环境侧链与环境); );可用于制备含重原子的蛋白质衍生物可用于制备含重原子的蛋白质衍生物可用于制备含重原子的蛋白质衍生物可用于制备含重原子的蛋白质衍生物, , 这对蛋白这对蛋白这对蛋白这对蛋白质晶体结构分析很有用。质晶体结构分析很有用。质晶体结构分析很有用。质晶体结构分析很有用。如测定如测定如测定如测定HBHB晶体结构时晶体结构时晶体结构时晶体结构时, ,
33、将对氯汞苯甲酸引到蛋白质将对氯汞苯甲酸引到蛋白质将对氯汞苯甲酸引到蛋白质将对氯汞苯甲酸引到蛋白质-SH-SH上上上上。蛋白质的化学修饰最新6.4 确定蛋白质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化学修饰结合保护实验可研究底物或其它配位体化学修饰结合保护实验可研究底物或其它配位体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影响。对修饰速度和程度影响。对修饰速度和程度影响。对修饰速度和程度影响。如用磷酸吡哆醛修饰如用磷酸吡哆醛修饰如用磷酸吡哆醛修饰如用磷酸吡哆醛修饰Fru-6-PFru-6-P激酶时激酶时激酶时激酶时, , 发现有两个发现有两个发现有两个发现有两个Lys
34、Lys被修饰被修饰被修饰被修饰, , 酶活酶活酶活酶活力丧失力丧失力丧失力丧失; ; 而在而在而在而在Fru-2,6-PPFru-2,6-PP存在时存在时存在时存在时, , 则可减弱修饰则可减弱修饰则可减弱修饰则可减弱修饰作用作用作用作用, , 保护激酶活力。保护激酶活力。保护激酶活力。保护激酶活力。若修饰的可逆性与生物功能的改变有对应关系若修饰的可逆性与生物功能的改变有对应关系若修饰的可逆性与生物功能的改变有对应关系若修饰的可逆性与生物功能的改变有对应关系, ,也可为确定某一残基的可能功能提供有利证据也可为确定某一残基的可能功能提供有利证据也可为确定某一残基的可能功能提供有利证据也可为确定某
35、一残基的可能功能提供有利证据; ;用于蛋白质变构部位上必需用于蛋白质变构部位上必需用于蛋白质变构部位上必需用于蛋白质变构部位上必需AAAA残基的分析残基的分析残基的分析残基的分析, , 以以以以及协同作用所必需残基的表征。及协同作用所必需残基的表征。及协同作用所必需残基的表征。及协同作用所必需残基的表征。蛋白质的化学修饰最新6.5 在蛋白质免疫化学研究中的应用灵敏度很高的放射性免疫技术已广泛应用于蛋白灵敏度很高的放射性免疫技术已广泛应用于蛋白灵敏度很高的放射性免疫技术已广泛应用于蛋白灵敏度很高的放射性免疫技术已广泛应用于蛋白质、多肽的检测和定量。其基础即为将放射性同质、多肽的检测和定量。其基础
36、即为将放射性同质、多肽的检测和定量。其基础即为将放射性同质、多肽的检测和定量。其基础即为将放射性同位素碘引入到抗原分子的位素碘引入到抗原分子的位素碘引入到抗原分子的位素碘引入到抗原分子的TyrTyr侧链上，产物保持侧链上，产物保持侧链上，产物保持侧链上，产物保持原由的抗原性。抗体的酶标记也是同样的道理。原由的抗原性。抗体的酶标记也是同样的道理。原由的抗原性。抗体的酶标记也是同样的道理。原由的抗原性。抗体的酶标记也是同样的道理。化学修饰还可消除医用酶的抗原性，提高其在体化学修饰还可消除医用酶的抗原性，提高其在体化学修饰还可消除医用酶的抗原性，提高其在体化学修饰还可消除医用酶的抗原性，提高其在体内
37、的寿命。内的寿命。内的寿命。内的寿命。如如如如AsnAsn酶是治疗白血病的有效药物，酶是治疗白血病的有效药物，酶是治疗白血病的有效药物，酶是治疗白血病的有效药物，但它的抗原性往往会在再度使用时引起免疫休克。但它的抗原性往往会在再度使用时引起免疫休克。但它的抗原性往往会在再度使用时引起免疫休克。但它的抗原性往往会在再度使用时引起免疫休克。用均三嗪活化的聚乙二醇修饰此酶，结果虽然酶用均三嗪活化的聚乙二醇修饰此酶，结果虽然酶用均三嗪活化的聚乙二醇修饰此酶，结果虽然酶用均三嗪活化的聚乙二醇修饰此酶，结果虽然酶活性丧失较多，但完全消除抗原性。活性丧失较多，但完全消除抗原性。活性丧失较多，但完全消除抗原性
38、。活性丧失较多，但完全消除抗原性。蛋白质的化学修饰最新6.6 蛋白质化学修饰在生物工程中的应用提高酶的稳定性提高酶的稳定性提高酶的稳定性提高酶的稳定性：酶的固定化技术：酶的固定化技术：酶的固定化技术：酶的固定化技术改变酶的专一性改变酶的专一性改变酶的专一性改变酶的专一性：黄素的溴酰衍生物可与木瓜蛋白：黄素的溴酰衍生物可与木瓜蛋白：黄素的溴酰衍生物可与木瓜蛋白：黄素的溴酰衍生物可与木瓜蛋白酶的酶的酶的酶的-Cys-Cys共价结合，结果将有水解活性的木瓜蛋白共价结合，结果将有水解活性的木瓜蛋白共价结合，结果将有水解活性的木瓜蛋白共价结合，结果将有水解活性的木瓜蛋白酶转变为具有氧化还原活性的黄素木瓜
39、蛋白酶。酶转变为具有氧化还原活性的黄素木瓜蛋白酶。酶转变为具有氧化还原活性的黄素木瓜蛋白酶。酶转变为具有氧化还原活性的黄素木瓜蛋白酶。创造新的酶活性创造新的酶活性创造新的酶活性创造新的酶活性：许多重要的生物活性肽含：许多重要的生物活性肽含：许多重要的生物活性肽含：许多重要的生物活性肽含D-AAD-AA，因肽酶只对，因肽酶只对，因肽酶只对，因肽酶只对L-AAL-AA有专一性，因此不可能在肽酶催有专一性，因此不可能在肽酶催有专一性，因此不可能在肽酶催有专一性，因此不可能在肽酶催化下合成含有化下合成含有化下合成含有化下合成含有D-AAD-AA的肽。的肽。的肽。的肽。生产实践上的应用生产实践上的应用生
40、产实践上的应用生产实践上的应用：医药：医药：医药：医药( (甲醛使细菌毒素和病毒甲醛使细菌毒素和病毒甲醛使细菌毒素和病毒甲醛使细菌毒素和病毒改性改性改性改性) )、毛纺、毛纺、毛纺、毛纺( (羊毛染色羊毛染色羊毛染色羊毛染色) )、食品、食品、食品、食品( (去除杂味去除杂味去除杂味去除杂味 怪味怪味怪味怪味) )等。等。等。等。蛋白质的化学修饰最新主主主主 要要要要 内内内内 容容容容化学修饰的原理化学修饰的原理蛋白质侧链的修饰蛋白质侧链的修饰蛋白质肽链的交联蛋白质肽链的交联蛋白质的位点专一性修饰蛋白质的位点专一性修饰化学修饰结果的解释化学修饰结果的解释蛋白质化学修饰的应用蛋白质化学修饰的应
41、用蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性蛋白质的化学修饰最新七、七、蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰只能在含有特殊功能基团的侧链蛋白质化学修饰只能在含有特殊功能基团的侧链蛋白质化学修饰只能在含有特殊功能基团的侧链蛋白质化学修饰只能在含有特殊功能基团的侧链上进行。上进行。上进行。上进行。 但蛋白质中有很多不含特殊功能基团的氨基但蛋白质中有很多不含特殊功能基团的氨基但蛋白质中有很多不含特殊功能基团的氨基但蛋白质中有很多不含特殊功能基团的氨基酸，且从种属差异比较来看，它们在进化上又比酸，且从种属差异比较来看，它们在进化上又比酸，且从种属差异比较来看，它们在进化上又比酸
42、，且从种属差异比较来看，它们在进化上又比较保守，较保守，较保守，较保守，X-X-射线衍射分析结果表明，这些射线衍射分析结果表明，这些射线衍射分析结果表明，这些射线衍射分析结果表明，这些AAAA侧链侧链侧链侧链在维持蛋白质的特定空间构型方面起重要作用。在维持蛋白质的特定空间构型方面起重要作用。在维持蛋白质的特定空间构型方面起重要作用。在维持蛋白质的特定空间构型方面起重要作用。目前的化学修饰方法不能用来研究这些氨基酸残目前的化学修饰方法不能用来研究这些氨基酸残目前的化学修饰方法不能用来研究这些氨基酸残目前的化学修饰方法不能用来研究这些氨基酸残基在蛋白质的结构与功能中的关系。基在蛋白质的结构与功能中
43、的关系。基在蛋白质的结构与功能中的关系。基在蛋白质的结构与功能中的关系。蛋白质的化学修饰最新七、七、蛋白质化学修饰的局限性蛋白质化学修饰的局限性从整体来看，往往系统性不够。如蛋白质某一从整体来看，往往系统性不够。如蛋白质某一从整体来看，往往系统性不够。如蛋白质某一从整体来看，往往系统性不够。如蛋白质某一AAAA残基被修饰后，完全导致活性丧失，即其为蛋白残基被修饰后，完全导致活性丧失，即其为蛋白残基被修饰后，完全导致活性丧失，即其为蛋白残基被修饰后，完全导致活性丧失，即其为蛋白质表现其生物学活性所质表现其生物学活性所质表现其生物学活性所质表现其生物学活性所“ “必需必需必需必需” ”的，但为什么
44、必的，但为什么必的，但为什么必的，但为什么必需就不能确切说明。需就不能确切说明。需就不能确切说明。需就不能确切说明。很少有对某一很少有对某一很少有对某一很少有对某一AAAA侧链绝对专一的化学修饰剂，同侧链绝对专一的化学修饰剂，同侧链绝对专一的化学修饰剂，同侧链绝对专一的化学修饰剂，同一修饰剂对不同蛋白的修饰行为不同，难以预测；一修饰剂对不同蛋白的修饰行为不同，难以预测；一修饰剂对不同蛋白的修饰行为不同，难以预测；一修饰剂对不同蛋白的修饰行为不同，难以预测；化学修饰不改变蛋白质的构象是不可能的，而构化学修饰不改变蛋白质的构象是不可能的，而构化学修饰不改变蛋白质的构象是不可能的，而构化学修饰不改变蛋白质的构象是不可能的，而构象的变化又妨碍对修饰结果的解释。象的变化又妨碍对修饰结果的解释。象的变化又妨碍对修饰结果的解释。象的变化又妨碍对修饰结果的解释。蛋白质的化学修饰最新
