肽(Peptide),是由氨基酸經(jīng)過肽鍵相連形成的一類多聚物,是蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物。多個(gè)肽鏈進(jìn)行多級(jí)折疊就組成一個(gè)蛋白質(zhì)分子。其中一分子氨基酸中的α-羧基與另一分子氨基酸中的α-氨基脫除一分子水縮合形成的酰胺基在蛋白質(zhì)化學(xué)中稱為肽鍵(peptide bond),構(gòu)成肽的單個(gè)氨基酸分子因?yàn)槊撍s合而基團(tuán)不全,被稱為殘基。肽鏈的一端含有游離的氨基(-NH2),稱為氨基末端(aminoterminal),又稱N端或H端。另一端含有游離的羧基(-COOH),稱為羧基末端(carboxyl terminal),又稱C端或OH端。
一般情況下,由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽(dipeptide),由三分子氨基酸組成的肽稱為三肽,由10個(gè)以下氨基酸組成的肽,稱為寡肽(oligopeptide),由10~50個(gè)氨基酸連接而成的肽稱為多肽(多肽定制),50個(gè)以上的則稱為蛋白質(zhì)。
許多短肽已經(jīng)得到晶體,晶體的熔點(diǎn)都很高,很多肽具有水溶性。肽可與多種化合物作用,產(chǎn)生不同的顏色反應(yīng)。肽是許多蛋白水解酶的必然底物,亦可發(fā)生氧化反應(yīng)。肽在醫(yī)藥行業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、食品行業(yè)、化妝品行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
研究歷程
1902年,在德國(guó)自然科學(xué)家和醫(yī)生協(xié)會(huì)(“Gesellschaft Deutscher Naturforscher and Artze”)的第74屆年會(huì)上,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者有機(jī)化學(xué)家赫爾曼·埃米爾·費(fèi)雪(Hermann Emil Fischer)第一次提出了“peptides”肽這一名詞,而化學(xué)家弗朗茨.霍夫邁斯特(Franz Hofmeister)第一次用酰胺結(jié)構(gòu)(-CONH-)表示了蛋白質(zhì)中單個(gè)氨基酸間的連接形式。同年,倫敦大學(xué)醫(yī)學(xué)院的兩位生理學(xué)家貝利斯(Bayliss)和斯特林(Starling)在動(dòng)物胃腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)了稱為促胰液素(secretin),這是人類第一次發(fā)現(xiàn)多肽物質(zhì)。該發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了肽在內(nèi)分泌學(xué)中的功能性研究,其影響極為深遠(yuǎn),他們也因此被授予諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。1905年,他們創(chuàng)造了“激素”(hormone)一詞,用來稱呼促胰液素這類物質(zhì)。
1923年,英國(guó)科學(xué)家約翰·麥克勞德(John James Richard Macleod)因發(fā)現(xiàn)胰島素而獲得當(dāng)年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1931年,一種能興奮平滑肌并舒張血管而降低血壓的多肽被發(fā)現(xiàn),命名為Р物質(zhì)。科學(xué)家們由此開始關(guān)注多肽類物質(zhì)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響,并稱這類物質(zhì)為神經(jīng)肽。
1952年,丹麥生物學(xué)家理查德·林斯特龍(Linderstrom-Lang)第一次提出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有不同層次,由此使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究走上正軌。同年,美國(guó)生物化學(xué)家斯坦利科恩(Stanley Cohen)發(fā)現(xiàn)植入小鼠胚胎中的肉瘤,能使加速小鼠交感神經(jīng)纖維生長(zhǎng)、明顯增大神經(jīng)節(jié)。1960年該現(xiàn)象被證明是一種稱為神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nerve growth factor ,NGF)的多肽在起作用。1953年,由文森特·迪維尼奧(Vincent du Vigneand)領(lǐng)導(dǎo)的生化小組第一次完成了催產(chǎn)素的合成,其是包含八個(gè)殘基的生物活性肽,并因此獲得1955年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。此后整個(gè)20世紀(jì)50年代的多肽研究,主要集中于腦垂體所分泌的各種多肽激素。1953年,英國(guó)生物化學(xué)家弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)第一次完成了胰島素一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)序,指出蛋白質(zhì)具有其特定的、精確的氨基酸排列順序,桑格因此獲得1958年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究也迎來了新時(shí)代。
1963年,美國(guó)化學(xué)家梅里菲爾德(Robert Bruce Merrifield)發(fā)明多肽固相合成法(簡(jiǎn)稱SPPS),將氨基酸C末端固定在不溶性樹脂上,然后在此樹脂上依次縮合氨基酸,延長(zhǎng)肽鏈合成蛋白質(zhì),高效且自動(dòng)化。為此,梅里菲爾德榮獲1984年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。此后,肽的研究發(fā)展迅速,肽的結(jié)構(gòu)分析、生物功能等研究領(lǐng)域都相繼取得成果。1965年,中國(guó)科學(xué)家成功合成了牛結(jié)晶胰島素——51肽,這是中國(guó)第一次人工合成生物多肽類活性物質(zhì)。1968年,杜德里克(Dudyrick)和維約夫(Wiyofe)證實(shí),通過輸入人工合成的肽能夠延長(zhǎng)狗的壽命,將肽的營(yíng)養(yǎng)治療應(yīng)用于臨床。
1973年羅倫.皮卡特(Dr. Loren Pickart)開發(fā)出合成的銅肽(銅GHK)應(yīng)用于護(hù)膚產(chǎn)品,肽原料正式進(jìn)入了個(gè)人護(hù)理品領(lǐng)域。1975年,休斯(Hughes)和科斯特利茨(Kosterlitz)從人和其他動(dòng)物的神經(jīng)組織中分離得到內(nèi)源性肽,將“細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子”引入生物制藥領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代,神經(jīng)肽的研究進(jìn)入高峰,腦啡肽和阿片樣肽相繼被發(fā)現(xiàn),科學(xué)家們開始研究肽對(duì)生物胚胎發(fā)育的影響。這一時(shí)期發(fā)現(xiàn)了100多種細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子,超過了臨床應(yīng)用的肽類激素和其他活性肽的總和。
1982年,重組人胰島素成為美國(guó)批準(zhǔn)的第一個(gè)基因工程藥物。1986年,意大利女生物學(xué)家麗塔·列維-蒙塔爾奇尼(Rita Levi-Montalcini)與美國(guó)生物化學(xué)家斯坦利科恩(Stanley Cohen)發(fā)現(xiàn)多肽神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)及上皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子,由此獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。20世紀(jì)80年代開始,生物活性肽研究逐漸發(fā)展成為獨(dú)立的專業(yè),它包含了分子生物學(xué)、生物合成、免疫化學(xué)、神經(jīng)生理、臨床醫(yī)學(xué)等多個(gè)生命科學(xué)最新的學(xué)科。
20世紀(jì)90年代,人類啟動(dòng)基因組計(jì)劃,解密了多個(gè)基因,肽的研究及應(yīng)用進(jìn)入高峰,科學(xué)家希望基因工程能夠生產(chǎn)大量突變蛋白,實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的體外定向進(jìn)化。1996年,中國(guó)制藥企業(yè)三九企業(yè)集團(tuán)旗下的武漢九生堂生物工程有限公司用生物酶降解全卵蛋白,人工合成世界上第一個(gè)小分子活性多肽,即“酶法多肽”,并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化,發(fā)明人鄒遠(yuǎn)東獲得聯(lián)合國(guó)“和平使者”稱號(hào)及國(guó)家發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)。
2003年,中國(guó)爆發(fā)了非典型肺炎(嚴(yán)重急性呼吸綜合征),空軍軍醫(yī)大學(xué)研究人員在進(jìn)行抗非典藥物研究中,發(fā)現(xiàn)了3個(gè)對(duì)SARS病毒有明確抑制作用的多肽,這一抑制正冠狀病毒亞科的研究為系列多肽藥物的合成和研制抗非典藥物奠定了基礎(chǔ)。2005年,以色列科學(xué)家阿倫·茲切諾夫(AaronCiechanover)、阿弗拉姆·赫西科( Avram Hershko)和美國(guó)科學(xué)家歐文·羅斯( Irwin Rose ),因他們發(fā)現(xiàn)的泛素調(diào)節(jié)的蛋白降解而諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。2015年,瑞典科學(xué)家托馬斯·林達(dá)爾(Tomas Robert Lindahl)、美國(guó)科學(xué)家保羅·莫德里奇(Paul Modrich)、土耳其科學(xué)家阿齊茲·桑賈爾(Aziz Sancar)因發(fā)展了肽對(duì)脫氧核糖核酸的修復(fù)機(jī)制而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。21世紀(jì)初,細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)蛋白合成調(diào)節(jié)的信號(hào)肽被研制應(yīng)用,此后許多短序列、穩(wěn)定的合成小分子肽接連被開發(fā)出來,被用來刺激膠原蛋白合成、傷口愈合、平滑皺紋、美白抗炎藥等,其在抗氧化、延緩衰老、敏感皮膚護(hù)理以及美白護(hù)膚品中有著廣泛應(yīng)用。
分類
按照肽的分子大小分類
由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽(dipeptide),由三分子氨基酸組成的肽稱為三肽,以此類推。一般由10個(gè)以下氨基酸組成的肽,稱為寡肽(oligopeptide),由10~50個(gè)氨基酸連接而成的肽稱為多肽(多肽定制),50個(gè)以上的則稱為蛋白質(zhì)。肽鏈的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
目前國(guó)際上不同領(lǐng)域?qū)τ陔牡姆诸惒]有統(tǒng)一的說法,國(guó)際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)( International Unionof Pure and Applied Chemistry,簡(jiǎn)稱IUPAC)將少于10~20個(gè)氨基酸的肽定義為寡肽,超過20個(gè)氨基酸的肽定義為多肽;此外根據(jù)分子量范圍,分子量段在50~5000之間的才能稱為肽(其中50~2000之間的稱為小肽、寡肽、低聚肽,也稱為小分子活性多肽,通常十肽以下者較具醫(yī)藥及商業(yè)實(shí)用性),5000~10000之間的稱為大肽。美國(guó)個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品協(xié)會(huì)(Personal Care Producted Council,簡(jiǎn)稱PCPC)編制的《國(guó)際化妝品原料字典和手冊(cè)(第16版)》將2~10個(gè)氨基酸的肽叫小分子合成肽,11~100個(gè)氨基酸的肽叫做寡肽,大于100個(gè)氨基酸的肽叫做多肽。
按照肽的結(jié)構(gòu)分類
根據(jù)肽鏈的結(jié)構(gòu)可分為開鏈肽、分支開鏈肽和環(huán)肽。在蛋白質(zhì)和肽分子中,連接殘基的共價(jià)鍵除了肽鍵之外,還有一個(gè)較為常見的是兩個(gè)半胱氨酸殘基側(cè)鏈之間形成的二硫鍵,它可以使兩條單獨(dú)的肽鏈共價(jià)交聯(lián)起來(鏈間二硫鍵),或使一條肽鏈的某一部分形成環(huán)(鏈內(nèi)二硫鍵)。一條肽鏈的主鏈通常在一端含有一個(gè)游離的末端氨基,另一端含有一個(gè)游離的末端羧基,這兩個(gè)游離的末端基團(tuán)有時(shí)連接而形成環(huán)肽。
根據(jù)肽鏈的構(gòu)成又可將肽分為兩大類,即完全由氨基酸組成的同聚肽(Homomeric),以及由氨基酸部分和非氨基酸部分組成的雜聚肽(Heteromeric),如糖肽。
按照有無生理活性分類
肽可分為生物活性肽或生理活性肽和營(yíng)養(yǎng)肽(nutritive peptide)兩大類。生物活性肽種類繁多,來源廣泛。根據(jù)其來源和功能主要分為內(nèi)源性生物活性肽、外源性生物活性肽以及化學(xué)合成的外源性生物活性肽三大類。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
肽基(如下圖所示)又稱肽單位(peptide unit)是指構(gòu)成肽鍵(—CO一NH一)的羰基氧原子、酰胺氫原子和兩個(gè)相鄰的Cα原子組成的一個(gè)平面單位。肽平面是肽鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)。
肽單位的特點(diǎn)
(1)主鏈肽鍵C—N具有部分雙鍵性質(zhì),不能自由旋轉(zhuǎn)。C一N單鍵的鍵長(zhǎng)是0.148nm;C=N雙鍵的鍵長(zhǎng)是0.127nm;X-射線衍射分析證實(shí),肽鍵中C···N的鍵長(zhǎng)為0.132nm。可見,肽鍵中—C—N一鍵的性質(zhì)介于單、雙鍵之間,具有部分雙鍵的性質(zhì),因而不能旋轉(zhuǎn),這就將其固定在一個(gè)平面之內(nèi),不能自由旋轉(zhuǎn)。如下圖
(2)肽鍵的所有4個(gè)原子和與之相連的兩個(gè)α–碳原子都處于一個(gè)平面內(nèi),此剛性結(jié)構(gòu)的平面稱為肽平面(peptide plane)或酰胺平面,每一個(gè)肽單位實(shí)際上就是一個(gè)肽平面。
肽鏈中能夠旋轉(zhuǎn)的只有α碳所形成的單鍵,此單鍵的旋轉(zhuǎn)決定兩個(gè)肽鍵平面的位置關(guān)系,于是肽鍵平面就成為了肽鏈盤曲折疊的基本單位。
(3)肽鍵中的C—N因具有雙鍵性質(zhì),分子就會(huì)有順反不同的立體異構(gòu),已證實(shí)肽基內(nèi)的C=O與N—H呈反式排列,各原子間的鍵長(zhǎng)和鍵角都是固定的。
肽鏈中的骨干是由肽單位規(guī)則地重復(fù)排列而成的,稱為共價(jià)主鏈(main backbond)。各種肽鏈的主鏈結(jié)構(gòu)都是一樣的,但側(cè)鏈R基的順序即殘基的順序不同。
肽的命名
肽鏈的一端含有游離的氨基(-NH2),稱為氨基末端(aminoterminal),又稱N端或H端。另一端含有游離的羧基(-COOH),稱為羧基末端(carboxyl terminal),又稱C端或OH端。書寫時(shí),習(xí)慣將N端在左,C端在右。對(duì)肽命名時(shí),令C端的氨基酸為母體,肽鏈中的其他氨基酸看作是酰基取代基,放在母體前。基的排列順序是從N端開始,依次排列,并用短線隔開。例如:丙氨酰-酪氨酰-甘氨酸(簡(jiǎn)稱:丙-酪-甘;符號(hào)表示:Ala-Tyr-Gly),其結(jié)構(gòu)式如下圖所示。
肽鏈也常用這一方式書寫,但近年來由于蛋白質(zhì)中氨基酸序列的信息已形成龐大的數(shù)據(jù)庫(kù),為了書寫方便和減少數(shù)據(jù)庫(kù)的容量,更常用的方法是,從N-端到C-端,連續(xù)寫出氨基酸的單字母符號(hào)。
來源
內(nèi)源性生物活性肽
內(nèi)源性生物活性肽,是指生物體自身的組織或器官產(chǎn)生的對(duì)其自身有生理調(diào)節(jié)作用的肽類物質(zhì),主要包括體內(nèi)一些重要的內(nèi)分泌腺分泌的肽類激素,如促生長(zhǎng)激素釋放激素、促甲狀腺素、胸腺分泌的胸腺肽、胰臟分泌的胰島素,以及由血液或組織中產(chǎn)生的組織激肽和作為神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)活動(dòng)調(diào)節(jié)因子的神經(jīng)多肽等,還包括催產(chǎn)素、加壓素、心房肽等。內(nèi)源性生物活性肽在生物體內(nèi)的含量一般是微量的,且目前從天然生物體中分離純化獲得活性肽的工藝還不是很完善。存在于所有的細(xì)胞內(nèi)能夠合成多肽的叫核糖體(ribosome),也稱為核蛋白體。核糖體是細(xì)胞內(nèi)的一種核糖核蛋白顆粒(ribonucleoprotein particle),主要由rRNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成,每個(gè)核糖體上存在多個(gè)與多肽鏈形成密切相關(guān)的活性部位,其唯一的功能是按照mRNA的指令將氨基酸脫水縮合形成蛋白質(zhì)多肽鏈。
合成肽
合成肽是在人們已獲知某種有特定活性的氨基酸組成的序列后,經(jīng)過化學(xué)合成技術(shù)獲得的多肽物質(zhì)。合成肽具有特定的功能,只適合用于特定的人群。例如,胰島素就是專門給糖尿病患者使用的藥物。化學(xué)合成法,要求氨基酸按一定的次序連接起來,并達(dá)到一定分子量,不會(huì)外消旋化(緩和的條件)。想要得到特定的肽,就需要把不希望發(fā)生反應(yīng)的羧基和氨基進(jìn)行保護(hù)。羧基常通過生成加以保護(hù),根據(jù)生成的酯的性質(zhì),可用堿性水解、酸性水解或催化氫化的方法除去保護(hù)。氨基可以通過與氯甲酸芐酯、芐氧甲酰氯等作用加以保護(hù),用催化氫化的方法除去保護(hù)。常用的高效脫水劑為N,N'-二環(huán)己基碳二亞胺(簡(jiǎn)稱DCC)。固相合成法,是使用自動(dòng)化合成儀將第一個(gè)氨基酸固定在不溶性固體上,其他氨基酸隨后便可一個(gè)接一個(gè)地連于固定端,順序完成后所形成的鏈即可輕易地與固體分離,且整個(gè)過程自動(dòng)而高效。
酶解肽
酶法制備生物活性肽是指利用蛋白酶直接水解蛋白質(zhì),分離純化得到生物活性肽的過程。微生物發(fā)酵法則通過微生物的代謝作用,對(duì)氨基酸和小肽進(jìn)行移接和重排,對(duì)某些肽基團(tuán)進(jìn)行修飾和重組,同時(shí)調(diào)控微生物的代謝活動(dòng)及發(fā)酵條件,可定向生產(chǎn)不同氨基酸序列及分子量的活性肽。酶法較酸法、堿法、電法溫和、環(huán)保,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)易,投資少、見效快,適宜工業(yè)化生產(chǎn)。酶法獲得的肽分子量易控制、產(chǎn)品富有綠色屬性,無苦味,分子量小(大都在1000以下),這些小分子肽不需消化直接吸收,具有動(dòng)力、載體、運(yùn)輸、遞質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)功能,特別是它具有極強(qiáng)的活性和多樣性即重要的生物學(xué)功能。利用蛋白酶制備生物活性肽可以使肽產(chǎn)品具有良好的溶解性以及耐酸和耐熱穩(wěn)定性等。動(dòng)物來源的肽大多數(shù)是乳類多肽,主要是通過動(dòng)物乳中的乳清蛋白和酪蛋白酶解而得,目前已有的乳類多肽主要有抗血栓肽、抗菌肽、免疫活性肽、阿片樣肽和酪蛋白磷酸肽等。人類最早發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)生物活性肽是人乳中的免疫活性肽和牛乳中的阿片樣肽。還有畜產(chǎn)肽,是由牲畜的內(nèi)臟、肌肉、血液蛋白酶解而制得,如血球蛋白肽、肝肽等。另外,還有水產(chǎn)肽、卵白肽、膠原肽、復(fù)合肽等。植物來源的肽,包括來自豆類的肽,如大豆、豌豆、紅豆和鷹嘴豆等;來自谷物的肽,如玉米、大米、小麥、燕麥、米糠、谷朊和花生等。
基因重組肽
基因重組技術(shù)是通過將多肽的基因序列構(gòu)建到載體上,形成重組 脫氧核糖核酸表達(dá)載體,并在原核生物或真核生物中進(jìn)行多肽分子的表達(dá)、提取及純化。
肽的應(yīng)用
醫(yī)藥行業(yè)
保健作用
抗氧化肽作為電子或氫自由基的貢獻(xiàn)者發(fā)揮清除自由基的作用,抑制體內(nèi)血紅蛋白、脂氧合酶和體外單線態(tài)氧催化的脂肪酸敗作用,減少疾病損害、緩解疾病癥狀,并調(diào)節(jié)腸道菌群的平衡,維持腸道健康。人體在正常的生理代謝過程中會(huì)產(chǎn)生少量的活性氧(Reactive 氧 物種,ROS),而活性氧的大量聚集可嚴(yán)重危害細(xì)胞結(jié)構(gòu),引起機(jī)體的氧化應(yīng)激反應(yīng),誘發(fā)炎癥,進(jìn)而引發(fā)多種疾病。
神經(jīng)活性肽包括內(nèi)啡肽、腦啡肽和其他調(diào)控多肽等,如生長(zhǎng)激素抑制因子和促甲狀腺激素釋放激素等。它們能夠作為激素和神經(jīng)遞質(zhì)與體內(nèi)的μ、δ、γ-受體相互作用,發(fā)揮鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)情緒、呼吸、脈搏、體溫等功能。如內(nèi)啡肽能顯著影響胃、胰的分泌;腦啡肽可抑制促胰液素和縮膽囊素的釋放,降低胰液中水、酶和電介質(zhì)的分泌。神經(jīng)肽還在神經(jīng)源性炎癥中發(fā)揮著重要作用。一些具有神經(jīng)或神經(jīng)內(nèi)分泌信號(hào)功能的神經(jīng)肽也有直接抗菌作用,對(duì)口腔或其它神經(jīng)廣泛支配部位的發(fā)揮抗菌作用。神經(jīng)肽還對(duì)學(xué)習(xí)和記憶具有重要的影響,許多食源性生物活性肽可有效改善記憶力,其功效的發(fā)揮可能與其對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)有關(guān)。
細(xì)胞因子模擬肽是利用已知細(xì)胞因子的受體從肽庫(kù)內(nèi)篩選的多肽。目前,已篩選到了人促紅細(xì)胞生成素、人促血小板生成素、人生長(zhǎng)激素、人神經(jīng)生長(zhǎng)因子及白細(xì)胞介素等多種生長(zhǎng)因子的模擬肽。
礦物元素結(jié)合肽的主要功能是促進(jìn)機(jī)體對(duì)礦物質(zhì)的吸收,包括鈣、鐵、鋅、鈉、鎂、鉀等。多數(shù)礦物元素結(jié)合肽中心位置含有磷酸化的絲氨酸基團(tuán)和谷氨酰殘基,與礦物元素結(jié)合的位點(diǎn)存在于這些氨基酸帶負(fù)電荷的側(cè)鏈一側(cè),其最明顯的特征是含有磷酸基團(tuán)。例如酪蛋白磷酸肽(簡(jiǎn)稱CPP),它與多種礦物元素結(jié)合后產(chǎn)生的水溶性有機(jī)磷酸鹽,可充當(dāng)多種礦物元素,尤其是能促進(jìn)小腸對(duì)Ca2+及其他礦物質(zhì)的吸收,可用于鈣強(qiáng)化劑食品來維持鈣在體內(nèi)的平衡以及增強(qiáng)腸道對(duì)鈣的吸收能力。
預(yù)防作用
肽類疫苗是按照病原體抗原基因中已知或預(yù)測(cè)的某段抗原表位的氨基酸序列,通過化學(xué)合成技術(shù)制備的疫苗,解決了傳統(tǒng)疫苗毒力回升或滅活不全的問題。2013年,加拿大、意大利等國(guó)家已從肽庫(kù)內(nèi)篩選到很多具有抗病毒性的小肽,有些小肽已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。肽類疫苗是疫苗研究領(lǐng)域內(nèi)的重要方向,尤其是艾滋病和丙型肝炎等病毒多肽疫苗方面。
免疫活性肽是一類存在于生物體內(nèi)具有免疫功能的多肽,是一種細(xì)胞信號(hào)傳遞物質(zhì),通過內(nèi)分泌、旁分泌及神經(jīng)分泌等多種作用方式發(fā)揮其生理學(xué)功能。免疫活性肽具有多方面的生理功能,是激活和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答的中心,能增強(qiáng)機(jī)體免疫能力,刺激機(jī)體淋巴細(xì)胞的增殖,抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力,提高機(jī)體對(duì)外界病原菌的抵抗能力。內(nèi)源免疫活性肽包括干擾素、免疫細(xì)胞介素和β–內(nèi)啡肽。
治療作用
肽類激素是細(xì)胞合成的具有調(diào)節(jié)生理和代謝功能的微量有機(jī)物質(zhì),可通過自身作為激素或調(diào)節(jié)激素反應(yīng)對(duì)機(jī)體代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育等生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。常見的肽類激素包括:加壓素及其衍生物(又稱抗利尿激素或血管升壓素)、催產(chǎn)素及其衍生物、促皮質(zhì)激素及其衍生物、下丘腦-垂體多肽激素以及瘦素、饑餓素、胰高血糖樣素肽等。此外,降尿酸肽可通過抑制黃嘌呤氧化酶的活性進(jìn)而影響嘌呤代謝,緩解高尿酸血癥。
抗癌肽即是從分子水平特異地作用于腫瘤不同部位,抑制腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。其作用機(jī)制包括作用于機(jī)體免疫系統(tǒng)抑制腫瘤的發(fā)展、作為化療藥物的靶向劑降低化療藥物不良反應(yīng)、直接殺傷腫瘤細(xì)胞、抑制腫瘤新生血管生成、抗腫瘤的免疫調(diào)節(jié)作用以及抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移等。多肽自組裝在形成不同形態(tài)聚集體的過程中,還會(huì)結(jié)合周圍的水分子,對(duì)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的生理環(huán)境造成影響,改變細(xì)胞質(zhì)的黏度,擾亂細(xì)胞內(nèi)的正常生理平衡,從而達(dá)到殺滅腫瘤細(xì)胞的目的。
抗菌肽又稱抗微生物肽和肽類抗生素,是宿主產(chǎn)生的一類能夠抵抗外界病原體感染的小分子物質(zhì)。當(dāng)昆蟲受到外界環(huán)境刺激時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量具有抗菌活性的陽離子多肽,2013年已從中篩選出百余種抗菌肽。抗菌肽幾乎存在于所有生物體內(nèi),目前,從哺乳動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、海洋動(dòng)物、昆蟲、植物和微生物等生物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)3000多種抗菌肽。抗菌肽是生物體先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分,對(duì)真菌、細(xì)菌、病毒具有廣泛的殺傷活性,還可殺死某些寄生昆蟲,甚至對(duì)有包膜的病毒也有抑殺作用。抗菌肽是非專一性的免疫應(yīng)答產(chǎn)物,微生物和其他一些物理化學(xué)因素均可誘導(dǎo)產(chǎn)生抗菌肽。自組裝多肽通過選擇不同的氨基酸組成提高它們對(duì)細(xì)菌細(xì)胞膜的選擇性和滲透性,降低細(xì)胞溶血性貧血作用發(fā)生的可能性,設(shè)計(jì)較為靈活。抗菌肽通常與抗生素肽和抗病毒肽聯(lián)系在一起,包括環(huán)形肽、糖肽和脂肽,如短桿菌肽、桿菌肽、多粘菌素、乳酸殺菌素、枯草菌素和乳酸鏈球菌肽等。
肽芯片是生物芯片的一種,采用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣等方法,將大量肽分子有序地固化于支持物,如玻片、晶圓、聚丙烯酰胺凝膠及尼龍膜等表面,組成密集的二維分子排列,即可利用分子間的特異性相互作用對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行快速、并行、高效的檢測(cè)分析,已應(yīng)用于藥物的高通量篩選及蛋白質(zhì)鑒定。
生物醫(yī)學(xué)診斷用肽,即通過分子間相互作用將功能性多肽結(jié)構(gòu)單元構(gòu)建形成高效穩(wěn)定的生物材料,用于生物組織工程、生物醫(yī)藥及生物傳感器等領(lǐng)域,進(jìn)行醫(yī)學(xué)成像、控制藥物釋放等。通過整合各種成像組分,開發(fā)了高度特異性的多肽類成像探針,用于各種不同的成像模式,例如在組織工程中用于光學(xué)成像,在生物醫(yī)藥中用于光聲層析成像,在生物傳感中用于磁共振成像,在醫(yī)學(xué)成像中用于CT檢查,在藥物釋放中用于核素成像。使用肽抗原可裝配抗體檢測(cè)試劑,包括艾滋病病毒、肝炎病毒、人巨細(xì)胞病毒、梅毒螺旋體、囊蟲、錐蟲、萊姆病及類風(fēng)濕等。自組裝多肽在水溶液中能自發(fā)組裝形成水凝膠,可作為細(xì)胞培養(yǎng)的一種潛在基質(zhì),作為支架材料在生物組織工程中得到了廣泛應(yīng)用。
肽還可以應(yīng)用于藥物傳遞和緩控釋,兩親性多肽可自組裝形成納米管、囊泡、膠束等聚集形態(tài)。其疏水端用于錨定細(xì)胞膜,與非極性藥物非共價(jià)作用,而親水端也能用于藥物靶向和增加水溶性,通過靜電作用與藥物形成配位化合物,可作為藥物、基因的載體,對(duì)藥物進(jìn)行緩釋控制。
化妝品行業(yè)
皮膚生理學(xué)及分子生物學(xué)研究表明,小分子肽在化妝品中具有廣泛的應(yīng)用前景。肽在降低外源性皮膚損傷和增進(jìn)皮膚健康方面發(fā)揮著重要作用,它們具有刺激膠原蛋白合成、幫助傷口愈合、“類肉毒素”樣平滑皺紋作用,以及抗氧化、抗菌和美白效果等護(hù)膚活性。
生物護(hù)膚品的主要成分生物活性多肽大部分是細(xì)胞生長(zhǎng)因子,它們對(duì)多種細(xì)胞生理功能和代謝活動(dòng)發(fā)揮生物調(diào)節(jié)作用,直接或間接地影響多種類型細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、分化、增殖和遷移,在美容護(hù)膚、整形外科、燒傷潰瘍以及各種皮膚病的傷口修復(fù)與愈合中有重要作用。
添加到美容護(hù)膚品中的各種生物活性多肽,其主要生物學(xué)效應(yīng)為:趨化誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞;刺激靶細(xì)胞增殖和分化;促使靶細(xì)胞合成分泌細(xì)胞外基質(zhì)如膠原蛋白等,可使組織再生以及創(chuàng)傷愈合。個(gè)人護(hù)理用品中使用較多的多肽有三大類:信號(hào)肽、神經(jīng)遞質(zhì)抑制肽和載體肽。根據(jù)《國(guó)際化妝品原料標(biāo)準(zhǔn)中文名稱目錄( 2018版)》,目前在目錄中登載的肽類原料約有1200多種;中國(guó)《已使用化妝品原料名稱目錄( 2021版)》中記錄有80種以“肽”命名的原料。個(gè)人護(hù)理用品中頻率較高是:棕櫚酰三肽-1、棕櫚酰四肽-7、乙酰六肽-8、棕櫚酰五肽-4、棕櫚酰寡肽、棕櫚酰三肽-5。
蛋白多肽類可作為護(hù)發(fā)原料作用于頭發(fā)纖維,小分子量的蛋白因?yàn)槠潴w積小可以通過頭發(fā)纖維表面的脂質(zhì)層滲透進(jìn)入頭發(fā)的內(nèi)部,通過在內(nèi)部形成肽鍵、二硫鍵、氫鍵等化學(xué)鍵來提升頭發(fā)的機(jī)械性能等;而大分子量的蛋白通過靜電吸附作用或通過化學(xué)鍵交聯(lián)可以在頭發(fā)表面形成蛋白膜,使頭發(fā)的機(jī)械性能、保濕能力、柔順度等方面有所提升,同時(shí)也能使頭發(fā)對(duì)外界的不利環(huán)境有更強(qiáng)的抵御能力。
農(nóng)牧業(yè)
農(nóng)業(yè)
植物內(nèi)源性肽激素,包括系統(tǒng)素(即植物系統(tǒng)性防御反應(yīng)的信號(hào)分子能誘導(dǎo)受傷葉片及附近未受傷葉片產(chǎn)生蛋白酶抑制劑)、SCR(即植物的自交不親和現(xiàn)象,即一株植物的花粉落到自身的柱頭上不會(huì)授粉的過程,這種機(jī)制有利于保持物種遺傳的多樣性)、CLV3(即一種調(diào)控植物發(fā)育的多肽激素)、植物磺肽素(即植物磺肽素是在植物中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)多肽類生長(zhǎng)因子,是一種低密度培養(yǎng)細(xì)胞,能夠感受由高密度培養(yǎng)細(xì)胞釋放到胞外的細(xì)胞分裂促進(jìn)因子)。
作為肥料增效劑,如聚天冬氨酸供給植物的根部或葉片,能促進(jìn)植物攝取肥料,使植物更充分地利用養(yǎng)分。
畜牧業(yè)
在奶牛日糧中添加小分子肽能夠顯著提高奶牛產(chǎn)奶量;在豬飼料中添加適宜的抗菌肽可完全代替現(xiàn)行禁用的抗生素,用于預(yù)防及治療大腸桿菌、沙門氏菌引起的仔豬腹瀉等消化道炎癥,顯著提高仔豬的抗病性能;諾西肽屬于含硫多肽抗生素,可以促進(jìn)吸收,提高飼料利用率,具有良好的促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)的作用。
食品行業(yè)
營(yíng)養(yǎng)肽是對(duì)人或動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育具有營(yíng)養(yǎng)作用的肽,如蛋白質(zhì)在腸道內(nèi)酶解消化可釋放游離的氨基酸和肽,肽類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于游離氨基酸和完整蛋白質(zhì)。肽在食品行業(yè)主要用于功能食品和食品添加劑。肽抗生素乳酸鏈球菌素對(duì)革蘭氏陽性菌可產(chǎn)生抑制作用,且不會(huì)與抗生素產(chǎn)生交叉耐藥,對(duì)人體基本無毒,被用作乳制品防腐劑。阿斯巴甜和賴氨酸二肽是人造甜味素,甜度高熱量低,目前二肽甜味素已被70多個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)用于食品。肽被用來提高食品的適口性,改變食品的外觀、風(fēng)味和質(zhì)構(gòu),食品感官肽包括:苦味肽、酸味肽、咸味肽、風(fēng)味肽、抗氧化肽及表面活性肽等。人們最熟悉的食物來源的抗氧化肽是存在于動(dòng)物肌肉中的一種天然二肽——肌肽。此外,蘑菇、馬鈴薯和蜂蜜中含有的抗氧化肽可抑制多酚氧化酶的活性,可直接與多酚氧化酶催化后的式產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),阻止聚合氧化物的形成,從而防止食品的棕色反應(yīng)。
重要的生物活性肽
生物活性肽是能夠調(diào)節(jié)生物機(jī)體的生命活動(dòng)、具有生理活性的寡肽和多肽的總稱。生物活性肽大多以非活性狀態(tài)存在于蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈中,被酶解成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度時(shí),其生理活性才會(huì)表現(xiàn)出來。已經(jīng)在生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了幾百種活性肽。生物活性肽是溝通細(xì)胞與細(xì)胞之間、器官與器官之間的重要化學(xué)信使,對(duì)生物活性肽的研究涉及人類意識(shí)、行為、學(xué)習(xí)、記憶等更高層次的生命形態(tài)和活動(dòng)規(guī)律,涉及免疫防疫、腫瘤病變、抗衰防老、生殖控制、生物鐘節(jié)律等一系列理論和實(shí)際問題。
谷胱甘肽
動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中,廣泛存在有一種三肽,稱谷胱甘肽(glutathione),在體內(nèi)氧化還原反應(yīng)中起重要作用,是重要的抗氧化劑。它是由L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸構(gòu)成的,其中谷氨酸的γ―羧基參與肽鍵的形成,所以其全稱為γ-谷氨酰-半胱氨酰-甘氨酸。谷胱甘肽因分于中有游離的一SH基,故通常將其簡(jiǎn)寫為GSH,結(jié)構(gòu)式如下:
谷胱甘肽是屬于含有疏基的、小分子肽類物質(zhì),具有抗氧化和整合解毒兩種重要的生理作用。谷胱甘肽一方面作為生物體內(nèi)的抗氧化劑,能抗自由基、抗衰老、抗氧化。機(jī)體代謝產(chǎn)生的自由基會(huì)損傷生物膜,侵襲生命大分子,促進(jìn)機(jī)體衰老。谷胱甘肽可消除自由基,起到強(qiáng)有力的保護(hù)作用。谷胱甘肽另一生理作用就是整合解毒,能與某些藥物(如對(duì)乙酰氨基酚)、毒素(如重金屬)等結(jié)合,參與生物轉(zhuǎn)化,從而把機(jī)體內(nèi)有害的毒物排出體外。谷胱甘肽本身的解毒和抗氧化能力,使得谷胱甘肽具有重要的保肝護(hù)肝作用。谷胱甘肽在小腸內(nèi)可以被完全吸收,它能維持紅細(xì)胞膜的完整性,對(duì)于需要硫基的酶有保護(hù)和恢復(fù)活性的功能,它是多種酶的輔酶或輔基,可以參與氨基酸的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn),參與高鐵血紅蛋白的還原作用并促進(jìn)鐵的吸收。此外,谷胱甘肽還具有抗輻射、抗過敏、改善視力及治療眼科疾病等作用。臨床上應(yīng)用還原型谷胱甘肽作為保肝的重要藥物成分。20世紀(jì)50年代,日本開始對(duì)其研究并應(yīng)用于食品,現(xiàn)已在食品加工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
催產(chǎn)素和加壓素
兩者都是下丘腦的神經(jīng)細(xì)胞合成的多肽激素,合成后與神經(jīng)垂體運(yùn)載蛋白結(jié)合,經(jīng)軸突運(yùn)輸?shù)酱贵w,再釋放到血液。它們都是九肽,分子中都有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
催產(chǎn)素和加壓素的結(jié)構(gòu)雖然相似,但由于第3和第8位的兩個(gè)氨基酸不同,所以兩者在生理功能上截然不同。前者使子宮和乳腺平滑肌收縮,具有催產(chǎn)及使乳腺排乳的作用,而后者則促進(jìn)血管平滑肌收縮,從而升高血壓,并有減少排尿的作用,所以也稱抗利尿激素。有資料指出加壓素還參與記憶過程。
神經(jīng)肽
腦啡肽
腦肽的種類很多,其中腦啡肽是近年來在高等動(dòng)物腦中發(fā)現(xiàn)的鎮(zhèn)痛作用強(qiáng)于Morphine的活性肽,從豬腦中分離出兩種類型的腦啡肽,兩者都是五肽,一種C–端殘基為甲硫氨酸,稱Met-腦啡肽;另一種的C-端氨基酸殘基為亮氨酸,稱Leu-腦啡肽。其結(jié)構(gòu)如下:
Met-腦啡肽 H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-OH
Leu-腦啡肽 H-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-OH
由于腦啡肽是高等動(dòng)物自身含有的,如果能夠人工合成,必然是一類既有鎮(zhèn)痛作用而又不會(huì)像嗎啡那樣使病人上癮的藥物。
內(nèi)啡肽
目前發(fā)現(xiàn)3種,稱為α、β、γ-內(nèi)啡肽,其中β-內(nèi)啡肽的鎮(zhèn)痛作用最強(qiáng),αγ-內(nèi)啡肽除有鎮(zhèn)痛作用外,還對(duì)動(dòng)物行為起調(diào)節(jié)作用。
強(qiáng)啡肽
具有較強(qiáng)的嗎啡類活性與鎮(zhèn)痛作用。是Met-腦啡肽700倍,Leu-腦啡肽50倍。
理化性質(zhì)
由于肽鏈構(gòu)造與蛋白質(zhì)相同,因此,肽與蛋白質(zhì)之間存在許多類似的理化性質(zhì)。然而,肽鏈的長(zhǎng)度及分子量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于蛋白質(zhì),二者的性質(zhì)也存在一定的差異。
物理性質(zhì)
許多短肽已經(jīng)得到晶體,晶體的熔點(diǎn)都很高,這說明短肽的晶體是離子晶格,在水溶液中以偶極離子存在。
蛋白質(zhì)被水解后,肽鏈斷裂,形成了小分子的肽和氨基酸。除了少數(shù)疏水性的肽以外,多數(shù)肽分子具有許多極性側(cè)鏈基團(tuán),具有水溶性,如-OH、-NH2、-COOH等。構(gòu)成肽的20種天然氨基酸的水溶性相對(duì)系數(shù)按下列順序遞增:Trp
蛋白質(zhì)部分水解后所得的各種肽,只要水解過程中不對(duì)稱碳不發(fā)生消旋,就具有旋光性,一般短肽的旋光度約等于組成該肽中各個(gè)氨基酸的旋光度的總和。但是較長(zhǎng)的肽或蛋白質(zhì)的旋光度則不等于其組成氨基酸的旋光度的簡(jiǎn)單加和。
與天然蛋白相比,肽具備更大范圍的黏度與溶解度的特性,即使在50%的高濃度下和在較寬的pH范圍內(nèi)仍能保持溶解狀態(tài),同時(shí)還具有較強(qiáng)的吸濕性和保濕性。
化學(xué)性質(zhì)
肽的化學(xué)性質(zhì)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間,某些性質(zhì)與氨基酸相似,而另一些性質(zhì)與蛋白質(zhì)相似。肽與氨基酸一樣,可發(fā)生脫羧反應(yīng)、與亞硝酸反應(yīng)、酰化反應(yīng)。由于組成肽的殘基的種類、數(shù)量各不相同,因而不同的肽之間的化學(xué)性質(zhì)與功能有很大差異,具有一定的多樣性,但同時(shí)也具有一定的共性。
酸堿性
依據(jù)氨基酸的側(cè)鏈結(jié)構(gòu),可將其分為三類:不含極性側(cè)鏈的中性氨基酸、含側(cè)鏈羧基的酸性氨基酸及含氨基、胍基或咪唑環(huán)的堿性氨基酸。另外,其酸堿性也與各自的等電點(diǎn)有關(guān)。在pH 0~14.0范圍內(nèi),肽鍵中的酰胺氫不離解,因此肽的酸堿性質(zhì)主要決定于肽鍵中的游離末端α-氨基、游離末端α-羧基以及側(cè)鏈R基上的可解離功能基團(tuán)。在長(zhǎng)肽或蛋白質(zhì)中,可解離的基團(tuán)主要是氨基酸側(cè)鏈上的。當(dāng)肽鏈中含有的天門冬氨酸(Asp)及谷氨酸(Glu)殘基數(shù)多于賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)及組氨酸的生物合成((His)的殘基數(shù)時(shí),該多肽為酸性多肽,反之為堿性多肽。當(dāng)溶液的pH值小于等電點(diǎn)時(shí)肽以陽離子形式存在,反之,則以陰離子形式存在,在等電點(diǎn)時(shí)以兼性離子形式存在。
顏色反應(yīng)
肽可與多種化合物作用,產(chǎn)生不同的顏色反應(yīng)。這些顯色反應(yīng)可用于肽的定性或定量鑒定。
?茚三酮反應(yīng)
除了L-脯氨酸和L-羥脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成(亮)黃色物質(zhì),其他的氨基酸及具有游離α-氨基和α-羧基的肽與三反應(yīng)都產(chǎn)生藍(lán)紫色物質(zhì)。
2.黃色反應(yīng)
含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的氨基酸,如酪氨酸和色氨酸與硝酸發(fā)生硝化反應(yīng),生成黃色物質(zhì),在堿性溶液中該化合物進(jìn)一步生成橙色的硝醌酸鈉。多數(shù)含有帶苯環(huán)氨基酸的蛋白質(zhì)與肽分子遇硝酸有黃色反應(yīng),但L-苯丙氨酸需加入少量濃硫酸才會(huì)發(fā)生黃色反應(yīng)。
3.雙縮脲反應(yīng)
雙縮(NH2-CO-NH-CO-NH2)是兩分子的尿素(NH2-CO-NH2)經(jīng)加熱失掉一分子NH3而得到的產(chǎn)物,在堿性條件下可以與Cu2+作用生成藍(lán)色的銅-雙縮脲絡(luò)合物,此反應(yīng)稱為雙縮脲反應(yīng)。多肽分子中的肽鍵結(jié)構(gòu)和雙縮脲相似,也可發(fā)生此反應(yīng),生成紫紅色或藍(lán)紫色絡(luò)合物。一般含有兩個(gè)或兩個(gè)以上肽鍵的化合物與CuSO4堿性溶液都能發(fā)生雙縮脲反應(yīng)而生成紫紅色或藍(lán)紫色的復(fù)合物,利用此反應(yīng)借助分光光度計(jì)可以測(cè)定多肽的含量。雙縮脲的呈色深度與多肽分子中所含有的肽鍵數(shù)目有一定的關(guān)系,肽鍵數(shù)目越多,顏色越深。當(dāng)多肽分子水解增強(qiáng)時(shí),氨基酸濃度升高,雙縮脲呈色深度下降。雙縮脲反應(yīng)是蛋白質(zhì)的特征反應(yīng),氨基酸則不會(huì)發(fā)生。
水解性
多肽的肽鍵可以被酸、堿、酶水解,堿或酸能將肽完全水解,得到各種氨基酸的混合物;酶能將肽部分水解,得到多肽片段。蛋白水解酶對(duì)肽的水解一般具有特異性,其選擇性作用于某些氨基酸位點(diǎn)從而得到小分子肽片段。此外,可利用酶解的專一性對(duì)肽的主鏈進(jìn)行改造,使其避免某些酶的酶解。還可將肽用于前體藥物,在特定酶的作用下使其酶解,釋放出活性成分,在一定程度上提高藥物的靶向性。
氧化反應(yīng)
肽分子內(nèi)的疏基易氧化(air oxidation)為二硫鍵,這對(duì)維持肽的構(gòu)型與構(gòu)象都有重要作用。
氨基酸、肽、蛋白質(zhì)的關(guān)系
兩個(gè)α-氨基酸分子在酸或堿存在的條件下,受熱脫水,生成二肽。肽還可以繼續(xù)和其他氨基酸分子脫水以肽鍵結(jié)合,生成三肽、四肽、五肽甚至生成長(zhǎng)鏈的多肽。例如:
相對(duì)分子質(zhì)量在10 000以上的或者含有50個(gè)氨基酸以上多肽稱為蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)經(jīng)過蛋白酶酶解得到肽,肽經(jīng)過肽酶酶解得到氨基酸。
多肽結(jié)構(gòu)的測(cè)定
多肽的結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象。多肽的構(gòu)造,一級(jí)結(jié)構(gòu),就是氨基酸的結(jié)合順序。確定多肽的一級(jí)結(jié)構(gòu),需要測(cè)定氨基酸的組成及其相對(duì)比例、氨基酸的排列順序以及分子中是否存在二硫鍵。
1.多肽水解與選擇性水解
多肽水解與選擇性水解,測(cè)定氨基酸的組成及其相對(duì)比例,即采用酸性完全水解,然后進(jìn)行氨基酸的定性與定量測(cè)定。在酶催化下水解,多肽鏈能在特定的位置斷裂。測(cè)定肽或蛋白質(zhì)中各氨基酸的排列順序需從一端開始,逐個(gè)分析測(cè)定。
2.N-端氨基酸順序測(cè)定
在N-端引入特定的標(biāo)記化合物——有顏色、熒光或紫外吸收等特性,然后分離、分析、鑒定,確定是哪一種氨基酸。已發(fā)展了Sanger試劑、丹磺酰、Edman降解等方法與技術(shù)。
3.C-端氨基酸測(cè)定
已經(jīng)有解法和酶解法等技術(shù)。
將以上方法適當(dāng)結(jié)合使用,一般能測(cè)定出多肽分子中各氨基酸的排列順序。現(xiàn)在多肽或蛋白質(zhì)的氨基酸測(cè)序大都可以由自動(dòng)化的氨基酸測(cè)序分析儀完成。近年來又發(fā)展了高分辨質(zhì)譜法測(cè)定多肽的氨基酸順序。
參考資料 >