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多肽粉,又可称白蛋白多肽粉,是人血浆蛋白质中含量最多的一种蛋白质。在人的血浆蛋白中占 57%--63% 。人体白蛋白正常值我国推荐是 35-55克 /升。以下是我为大家精心准备的:浅谈杏仁多肽粉的生产技术研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
浅谈杏仁多肽粉的生产技术研究全文如下:
引言
杏仁在我国分布广,品种多,资源丰富,以内蒙古、吉林、陕西等地产量最大,是我国干果类出口产品的主要品种。杏仁中含有丰富的优质蛋白质,其含量在20%左右,其真实消化率和净蛋白比值都较高,其中异亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸接近或超过人体必需量的标准值。榨完油后的杏仁粕更是含有40%以上的蛋白质。
因此,有必要对杏仁及其副产品进行深加工,从而提高对杏仁资源的综合利用率。本研究利用酶解对杏仁蛋白进行深加工,研制出杏仁多肽粉,改善杏仁蛋白的功能特性,提高其品质,促进杏仁蛋白深加工的发展。
1 材料与方法
原料与辅料
原料为杏仁饼粕。杏仁饼粕是杏仁经过低温榨油脱脂后的副产物,组织致密,水分5%~8%,粗脂肪10%~15%,碳水化合物25%~30%,灰分3%~5%,蛋白质30%~40%。杏仁粕中粗脂肪10%~15%,较高的含油率在蛋白提取过程中容易造成蛋白质乳化,会影响产品最终得率,杏仁粕含油率控制在1%~5%以下为宜。
水解酶,选用外切酶和内切酶组成的复合水解酶,购于酶制剂公司;氢氧化钠,食品级,符合GB 5175—85 中的规定;盐酸,食品级,符合GB 1897—2008中的规定。
试验方法
蛋白质的测定采用凯氏定氮法GB/T —1993;水分含量的测定采用常压直接干燥法;灰分含量的测定采用质量法。
主要装置
溼磨机、浸提罐、离心机、板式换热器、超滤装置、双效降膜式浓缩装置、喷雾干燥机、包装机。
2 杏仁多肽粉的生产工艺
工艺流程
沉淀溶解→碱提→离心→饲料或肥料杏仁饼粕→溼磨→碱提→离心→酸沉→离心→沉淀中和→杀菌→酶解→灭菌→膜分离→截留液→调配→均质→杀菌闪蒸→喷雾干燥→旋风分离→冷却过筛→包装→成品。
杏仁多肽粉的生产技术要求
杏仁饼粕的预处理
取低温压榨脱脂杏仁饼粕,用定量上料机给料到溼磨机,边加料边加水和碱液,磨料的同时按照1∶8 的比例加入50~55 ℃热水,将溼粉碎后的料液经过混合器、输送泵输送到预浸罐中,将预浸罐中料液的pH 值调至。
杏仁蛋白质的提取
预浸罐杏仁饼粕浆液经离心泵打入浸提罐,55 ℃下搅拌并浸提20~30 min,以转速4 000 r/min离心,取上清液。
离心重相经螺杆泵转移到二萃罐,按照1∶4 比例加水,用NaOH 溶液调节pH 值为 后,进行重复二次浸提,55 ℃下保温搅拌并浸提20~30 min,经离心后得上清液。
将2 次离心的清液管道中混合泵入酸沉罐中,线上用盐酸调节pH 值至,搅拌15~30 min 后于4 000 r/min 的转速下离心,弃去上清液,重相即为杏仁蛋白质。
沉淀的杏仁蛋白质加水搅匀洗脱酸,按照1∶4比例加水,再离心得杏仁蛋白质。
中和杀菌
酸沉后的重相用碱液中和,中和使蛋白质结构展开,调节糖度12%±,pH 值。中和30 min 后120 ℃杀菌闪蒸,出料温度控制在60 ℃。
酶解
水解条件:底物质量分数10%~15%,酶新增量 以蛋白质物料质量计,水解温度54~56 ℃,水解pH 值,水解过程用碱液保持pH 值 左右,水解时间4~6 h,连续搅拌;于85 ℃条件下10 min 可灭酶或板式换热器灭酶。
将原料液中的蛋白酶失活。酶解液经过过滤,用板式换热器对酶解液加热,进料温度为酶解时温度,灭酶温度105 ℃,杀菌时间5~10 s,即可使水解液中的蛋白酶失活。
膜分离系统
将灭酶中和后的杏仁蛋白酶解液离心得离心液,将离心液选用连续微滤膜微滤,膜孔径为 μm。使用超滤分离的杏仁多肽含量达90%,分子量为10 kDa 的多肽可达99%以上。
浓缩
杏仁多肽溶液黏度较大且为热敏性物料,因此选用双效降膜式浓缩装置。料液由加热器顶部加入,液体在重力作用下,沿管内壁成液膜状向下流动,由于向下加速,克服加速压头比升膜式的小,沸点升高也小,加热蒸汽与料液温差大,所以传热效果较好。气液进入蒸发分离室进行分离,二次蒸汽由分离室顶部排出,浓缩液则由底部抽出。
喷雾干燥
杏仁多肽溶液经浓缩后选用压力式喷雾器,压力式喷雾器动力消耗少,大约每千克溶液消耗4~10 W 能量,而且产品容量大、溶解性较好。在排风温度达到85 ℃时开始喷雾,高压泵压力为3~20 MPa,喷雾器的喷雾头转速15 000 r/min,水分蒸发量350 kg/h,进风温度180 ℃,出料温度80 ℃。喷雾干燥后可以直接进行包装。产品需要均匀或有结块,则新增旋风分离和冷却过筛工艺对产品进行分级,分级后进行包装。
旋风分离是尽可能除去多肽固体颗粒中所携带的气体,达到气固分离,风量640~1 050 m3/h,风速12~20 m/s,杏仁多肽粉在底部聚集,较细较轻的尘粒由上部旋涡气流带往上部,转入布袋除尘器中进行粉尘回收。布袋除尘器过滤面积18 m2,风速2~4 m/min,含尘气流从进气口进入下箱体后部分沉淀,轻微粉尘通过滤袋时被滤袋阻留,气体进入上箱体,从出气口排出。粉尘积附在滤袋外壁而不断增加,被压缩空气从喷嘴喷出。将旋风分离和布袋除尘回收的多肽粉收集到暂存罐。多肽分子量小、容重低,容易跑粉,干燥系统必须使用布袋除尘器进行截留。
冷却过筛
旋风分离后的多肽粉进行流化床装置冷却,暂储罐下粉后,在流化床视孔中观察粉的运动情况,及时调整各段的温度,使分子以悬浮状态均匀向前移动,流化床进风温度70 ℃,出风温度40 ℃。冷却后,过100 目的振动筛,对产品进行筛选包装。若不需要流化床冷却装置,则需延长管路,使喷雾干燥后的粉充分冷却,之后进行包装。
包装
包装采用粉体包装机,根据所需要的包装要求,设定包装机的引数,定量包装。
3 结论
1 为了有利于产品最终得率,杏仁饼粕含油率控制在1%~5%以下为宜。
2 利用蛋白质碱溶酸沉的特点提取杏仁蛋白质,即pH 值 溶出蛋白,然后在pH 值 时沉淀杏仁蛋白质。
3 酶解条件以底物浓度10%~15%,酶新增量 以蛋白质物料质量计,水解温度54~56 ℃,水解pH 值,水解时间4~6 h 为佳。
4 微滤膜孔径为 μm 时,分离的杏仁多肽含量达90%。
5 喷雾干燥后,根据不同要求可进行不同规格的包装。
6 此工艺操作性强,适合于工业化生产。
生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称,是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能,易消化吸收,有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用,食用安全性极高,是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。以下为几种重要生物活性肽的发展状况。乳肽早在20世纪50年代,该公司即以乳酪蛋白酶解制取了第一代的酪蛋白肽和氨基酸混合物,含5~8个氨基酸组成的肽和70%以上的游离氨基酸,用于低抗原性防过敏牛奶粉,在市场上行销40多年;60~70年代,开发出第二代的高度水解乳清蛋白肽混合物,含10~12个氨基酸组成的肽和40%~60%的游离氨基酸。以上两代产品的游离氨基酸含量过高,影响了产品的风味和生物效价;90年代,推出了低度水解乳清蛋白肽混合物,含10~15个氨基酸组成的肽和20%以下的游离氨基酸,产品风味明显改善,生物效价提高。 992年,和研究了胰蛋白酶、凝乳蛋白酶等酶的固定化反应器制取乳肽的工艺,可以通过调节流速来控制反应程度,并通过重复使用酶来降低成本。1989年,.和.研究了带超滤膜的酶反应器,在反应器内加入钙和磷酸根离子,用于制备酪蛋白磷酸肽和去磷酸化酪蛋白多肽。 我国对乳肽的研究不多,主要是进行蛋白酶的筛选和酶解工艺的优化,如1991年,肖安乐等人筛选出胰蛋白酶的胰酶是水解变性乳清蛋白质的最佳酶种;1994年,王凤翼等人对胰蛋白酶控制水解α-酪蛋白的最佳条件进行了优选;张和平等人采用胰蛋白酶水解热敏性乳清蛋白,获得热稳定好、易溶解的多肽,并以此开发出稳定性良好的乳清饮料;1995年,于江虹也从牛乳酪蛋白中分离提纯获得酪蛋白磷酸肽,证实了其在小肠中可与钙、铁等矿物质形成可溶性络合物,促进人体对钙、铁的吸收;广州市轻工研究所生产的酪蛋白磷酸肽CPP含量达85%以上,易溶于水,加工性能稳定,已在我国市场上推出。最近,我国生物工作者开发了采用微生物发酵控制、蛋白转化率高的乳肽产品,其中氨态氮占20%左右、肽态氮占80%左右,产品无不良气味,已获专利;湖北工学院吴思方等人进行了固定化胰蛋白酶生产酪蛋白磷酸肽的研究,CPP得率为%,产品中CPP总含量为15%,此工艺中酶可重复多次使用,既降低了成本,又有利于产品分离和生产自动化。大豆肽大豆肽是大豆蛋白质经酸法或酶法水解后分离、精制而得到的多肽混合物,以3~6个氨基酸组成的小分子肽为主,还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分,分子质量在1000μ以下。大豆肽的蛋白质含量为85%左右,其氨基酸组成与大豆蛋白质相同,必需氨基酸的平衡良好,含量丰富。大豆肽与大豆蛋白相比,具有消化吸收率高、提供能量迅速、降低胆固醇、降血压和促进脂肪代谢的生理功能以及无豆腥味、无蛋白变性、酸性不沉淀、加热不凝固、易溶于水、流动性好等良好的加工性能,是优良的保健食品素材。 大豆肽的生产有酸法水解和酶法水解。酸法因水解程度不易控制、生产条件苛刻、氨基酸受到损害而很少采用;酶法水解易控制、条件温和、不损害氨基酸而大多被采用。酶的选择至关重要。通常选用胰蛋白酶、胃蛋白酶等动物蛋白酶,也可选用木瓜和菠萝等植物蛋白酶。但应用较广的主要是放线菌166、枯草芽孢杆菌1389、栖土曲霉3942、黑曲霉3350和地衣型芽杆菌2709等微生物蛋白酶。 20世纪70年代初,美国首先研制出大豆肽,公司建成了年产5000吨食用大豆肽装置;日本于80年代开始研制大豆肽,不二制油公司首先采用酶法规模化生产出3种大豆肽,雪印和森永等乳业公司应用大豆肽生产食品。 我国近几年也开展了大豆肽的生产和应用研究。江西省科学院高科技中心李雄辉等人采用ASI389中性蛋白酶和木瓜蛋白酶双酶水解生产大豆肽,使大豆肽生成率为%,肽态氮含量大于85%,游离氨基酸含量小于8%,平均肽键长度5~8,分子质量2000μ左右。双酶水解工艺既缩短了酶解时间、提高了蛋白质水解度,又减轻了产品苦味。华南理工大学黄惠华等人用木瓜蛋白酶对大豆分离蛋白进行水解试验,测得木瓜蛋白酶的动力学常数。另外,无锡轻工大学的葛文光对大豆肽的生理功能及作用效果进行了研究;郭敏亮采用豆粕生产出大豆肽饮料等。 根据大豆肽的理化特性,可用大豆肽为基本素材,开发肠胃功能不良者和消化道手术病人康复的肠道营养食品的流态食品、降胆固醇、降血压、预防心血管疾病的保健食品,增强肌肉和消除疲劳的运动员食品、婴幼儿及老年人保健食品、促进脂肪代谢的减肥食品、酸性蛋白饮料和用作促进微生物生长、代谢的发酵促进剂等。高F值寡肽高F值寡肽即是由动、植物蛋白酶解后制得的具有高支链、低芳香族氨基酸组成的寡肽,以低苯丙氨酸寡肽为代表,具有独特的生理功能。F值是指支链氨基酸(BCAA)与芳香族氨基酸(AAA)的摩尔比值。 1976年,Yamashita等人首次利用胃蛋白酶和链霉蛋白酶从鱼蛋白和大豆分离蛋白酶解中制得含低苯丙氨酸的寡肽混合物,产率分别为%和%,苯丙氨酸含量分别为%和%。1982年,Nakhost等人用α-胰凝乳蛋白酶和羧肽酶A酶解大豆蛋白,也制得相似的产物。1986年,Soichi等人进行了多种酶分别酶解乳清蛋白制取低苯丙氨酸寡肽的多种工艺、方法试验,结果以胃蛋白酶-链霉蛋白酶两步水解法为佳,产品得率为%、苯丙氨酸含量为%。1991年,Shinya等人用嗜碱蛋白酶和肌动蛋白酶水解玉米醇溶蛋白,制取了无苦味高F值寡肽,产率为%,F值,AAA含量为%。 1996年,西班牙的Bautista等人用肌动蛋白酶和Kerase中性蛋白酶酶解葵花浓缩蛋白,制取高F值寡肽,产率为%,F值为,AAA含量为%。王梅也在1992年首次采用碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶降解玉米黄粉;成功地研制出高F值寡肽混合物,产率为%,F值为,AAA含量为%,完全符合高F值制剂的要求,为解决玉米湿法淀粉厂副产品——黄粉的综合利用开创了新路子。 高F值寡肽具有消除或减轻肝性脑病症状、改善肝功能和改善多种病人蛋白质营养失常状态及抗疲劳等功能,除可制作治疗肝疾药品外,还可广泛用作保肝、护肝功能食品,烧伤、外科手术、脓毒血症等高付出病人及消化酶缺乏患者的蛋白营养食品和肠道营养剂,高强度劳动者和运动员食品营养强化剂等。谷胱甘肽(GSH)谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸经肽键缩合而成的活性三肽,广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中,各种蔬菜等植物组织中也有少量分布。谷胱甘肽具有独特的生理功能,被称为长寿因子和抗衰老因子。日本在50年代开始研制并应用于食品,现已在食品加工领域得到广泛应用。我国对谷胱甘肽的研究尚处于起步阶段。 谷胱甘肽的生产方法主要有溶剂萃取法、化学合成法、微生物发酵法和酶合成法等4种,其中利用微生物细胞或酶生物合成谷胱甘肽极具发展潜力,目前即以酵母发酵法生产为主。 由于谷胱甘肽分子有一个特异的γ-肽键,决定了它在人机体中的许多重要生理功能,如蛋白质和核糖核酸的合成、氧及营养物质的运输、内源酶的活力、代谢和细胞保护、参与体内三羧酸循环及糖代谢,具有抗氧化、抗疲劳、抗衰老、清除体内过多自由基、解毒护肝、预防糖尿病和癌症等功效,因此而成为机体防御功能肽的代表。谷胱甘肽除可在临床上用作治疗眼角膜疾病,解除丙烯酯、氟化物、重金属、一氧化碳、有机溶剂等中毒症状的解毒药物外,还可用于运动营养食品和功能食品添加剂等。中国在生物活性肽的研究开发上,从事活性肽的研究单位也多从医药角度出发,研究力量及投入较少,限制了活性肽药食两用功能的发挥,市场上国产的活性肽药品和食品寥寥无几。但近几年研究逐步活跃起来,报道渐多,前景看好。当前生物活性肽研究开发的方向是:肽的定向酶解技术开发,包括高效、专一性强的酶种选育、复合酶系共同作用机理、机制,脱苦微生物的分离、纯化和机理研究,酶解工艺改进技术等;功能性肽的分离、分析技术开发,包括新型高效分离设备和分离工艺,灵敏度高、简单易行的目标肽活性分析检测体系和分析技术及下游精制技术;肽的功能性生物学评价研究;生物活性肽功能食品开发等。
抗菌肽前景广阔的新型抗生素 自发现青霉素以来,抗生素一直是人类治疗病原微生物感染疾病的有力武器,但随着抗生素的长期广泛应用,病原菌耐药性的形成也日趋严重,迫切要求开发新型抗生素,而且前从微生物中寻找新生物的难度已愈来愈大。来源于动物的抗菌肽(也称为杀菌肽,动物多肽抗生素)的发现,为开发新型抗生素提供了新的广阔的来源。近年来,对抗菌肽的理论和应用研究获得了迅速发展。 抗菌肽的发现起源于对昆虫免疫机制的研究,当昆虫受到外界刺激时,发生免疫应答反应,在体内诱导产生出具有强烈抗菌活性的物质,抗菌肽是其中重要组成成份。后来,又在两栖动物、哺乳动物中分离得到类似的具有抗菌活性的多肽,使人们对抗菌肽的起源及其在进化中的作用有了新的认识。随着对抗菌肽结构与功能、抗菌肽-生物膜相互作用机理、抗菌肽基因的分子生物学、抗菌肽基因工程等研究的深入进行,抗菌肽在医疗、农业等领域显现出广阔的应用前景。 抗菌肽的概念和分类 抗菌肽原指昆虫体内经诱导而产生的一类分子量在4KD左右,具有抗菌活性的碱性多肽物质。最初,人们在研究北美天蚕的免疫机制时,发现其滞育蛹经外界刺激诱导后,其血淋巴中产生了具有抑菌作用的多肽物质,这类抗菌多肽被命名为天蚕素(Cecropins)。后来,从其他昆虫以及两栖类动物、哺乳动物中,也分离到结构相似的抗菌多肽。迄今为止,在不同动物组织中已发现了很多具有抗菌作用的蛋白质和多肽,已有70多种抗菌多肽的结构被测定,抗菌肽的概念得到了极大的扩展。 根据抗菌肽的结构,可将其分为5类:(1)单链无半胱氨酸残基的α-螺旋,或由无规卷曲连接的两段α-螺旋组成的肽;(2)富含某些氨基酸残基但不含半胱氨酸残基的抗菌肽;(3)含1个二硫键的抗菌多肽;(4)有2个或2个以上二硫键、具有β-折叠结构的抗菌肽;(5)由其它已知功能的较大的多肽衍生而来的具有抗菌活性的肽。其中最早分离到的Cecropins和从非洲爪蟾中分离到的Magainins等属于第一类抗菌肽,通常也将其称为Cecropin类抗菌肽,目前对此类抗菌肽的研究也较深入。 抗菌肽的生物学效应 抗菌肽具有广谱抗菌活性,对细菌有很强的杀伤作用,尤其是其对某些耐药性病原菌的杀灭作用更引起了人们的重视。 除此之外,人们还发现,某些抗菌肽对部分病毒、真菌、原虫和癌细胞等有杀灭作用,甚至能提高免疫力、加速伤口愈合过程。 抗菌肽的广泛的生物学活性显示了其在医学上良好的应用前景。 抗菌肽的作用机制 自从发现抗菌肽以来,已对抗菌肽的作用机理进行了大量研究。目前已知的是,抗菌肽是通过作用于细菌细胞膜而起作用的,在此基础上,提出了多种抗菌肽与细胞膜作用的模型。但严格地说,抗菌肽以何种机制杀死细菌至今还没有完全弄清楚。 目前一般认为,Cecropin类抗菌肽作用于细胞膜,在膜上形成跨膜的离子通道,破坏了膜的完整性,造成细胞内容物泄漏,从而杀死细胞。 对于抗菌肽破坏膜的完整性,使细胞内外屏障丧失,从而杀死细菌这一观点已得到基本统一的认识,但对其具体作用过程、是否存在特异性的膜受体、有无其它因子协同等问题尚不十分清楚,存在不同看法。不同抗菌肽的作用机制可能不一样,尚有待进一步研究。 抗菌肽基因工程 抗菌肽在动物体内含量极微。从动物体内提取抗菌肽产量低、费时长、工艺复杂、费用昂贵,无法实现大规模生产,这成为制约抗菌肽进入实际应用的最大障碍。因此,开展抗菌肽基因工程研究具有重要意义。 目前,已进入临床应用的基因工程药物多数是采用原核表达系统生产的,但由于抗菌肽对细菌的杀伤作用,不能用原核表达系统直接表达具有生物活性的抗菌肽,而如果采用融合蛋白的形式表达,将给表达产物的后处理带来很大麻烦。因此,国内外的研究者多采用真核表达系统进行抗菌肽基因工程研究。 近年来,以酵母为基因工程受体菌的研究引起人们的重视,酵母具有比大肠杆菌更完备的基因表达调控机制和对表达产物的加工修饰及分泌能力,并且不会产生内毒素,是基因工程中良好的真核基因受体菌。自1978年Hinnen等首先试验酵母转化成功后,已有人干扰素基因、乙型肝炎表面抗原基因、α-淀粉酶基因等数十种外源基因在酵母中获得表达。国内研究者大量研究表明,利用酵母表达抗菌肽是一条可行的道路,如能在表达产率上得到进一步提高,将为抗菌肽早日进入临床应用奠定良好的基础。
抗菌肽要成为药物,目前还需要解决一些问题。首先是来源问题。由于昆虫抗菌肽的天然资源有限,化学合成和基因工程便成为获取抗菌肽的主要手段。化学合成肽类,成本较高。而通过基因工程,在微生物中直接表达抗菌肽基因,可能造成宿主微生物自杀而不能获得表达产物。以融合蛋白的形式表达抗菌肽基因,虽然可以克服这一缺点,但仍有表达产物少的问题。尽管来自青蛙皮肤的抗菌肽maganin类作为基因工程药物已进入临床II,III期实验,但人们认为,只有每克价格低于10美元,抗菌肽才可能商品化。因此,如何提高抗菌肽的生产效率,降低成本,是应用抗菌肽必须解决的问题。其次,与传统抗生素相比,昆虫抗菌肽的抗菌活性还不够理想。改造已有抗菌肽和设计新抗菌肽分子是创造高活力抗菌肽的有效途径。这就需要进一步研究抗菌肽结构与活性的关系和作用机理,为抗菌肽分子的改造和设计提供足够的理论依据
中医学起源于汉族,是由汉族人民发展出来的,它本身也是汉族文化体系的组成部分。下文是我为大家搜集整理的关于中医学专业毕业论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅谈中医学对心力衰竭的认识
心力衰竭,是各种原因导致心脏负荷过重、心肌损害及收缩力减弱所致的心功能不全(失代偿期)的一种综合征,是各种心脏病的严重阶段,其发病率高,是世界性日趋严重的危害健康的主要问题。中学对本病病因病机的认识渊源已久。在治疗上也已取得了较理想的疗效,我院近2年完成的中西医结合市级课题《中药益心汤对心衰患者血浆脑钠肽作用的临床研究》结果再次证实利用中医理论指导临床,运用中医中药治疗该病对于降低再住院率、病死率,及提高生存质量等方面具有重要作用。
1、中医学对心力衰竭的认识
心力衰竭属于中医的“心水”、“心悸”、“喘证”、 “水肿”等范畴。《内经》记载:“心胀者,烦心短气,卧不安”、“脉痹不已,复感外邪,内舍于心……心痹者,脉不通,烦则心下鼓,上气而喘”,“心胀”和“心痹”就其临床表现而言可归于心力衰竭。张仲景发展了《内经》水气为病的思想,提出了“心水”病名。《金匮要略》:“心水者,其身重而少气,不得卧,烦而躁,其人阴肿”,描述出心力衰竭的主要症状。中医学“心衰”病名首见于唐代孙思邀《备急千金要方》。详述见于宋代《圣济总录·心脏门》:“心衰则健忘,不足则胸腹胁下与腰背引痛。惊悸,恍惚,少颜色,舌本强”,此处“心衰”虽非心力衰竭的典型表现,但与心力衰竭是有一定联系的。
2、中医学对心力衰竭病因病机的认识
中医学认为心主血脉,心力衰竭则是各种病因导致这一功能受损而发生的病证。心衰的病因主要为心脏自病或他脏之病影响及心,造成气血阴阳诸虚,或六淫外邪犯心,从而损伤心脏。
心气虚衰为发病基础
心的主要功能是推动血液在全身经脉中运行以濡养周身,心的功能主要体现在“心气”上,即心气是推动血液在血脉中运行的动力来源。心气充沛,才能维持正常的心力、心率和心律,才能保证心血的搏出,使血液在脉管中正常运行。正如《仁斋直指方》所谓:“人以气为主,一息不运,则机缄穷;一毫不续,则窍壤判……血脉流行者亦气也……盛则盈,衰则虚”。可见,若心气虚衰,推动血液运行无力,就会出现周身失养,进一步使心功能下降。《内经》称“味过于咸,大骨气劳,短肌心气抑”。《圣济总录》:“虚劳惊悸者,心气不足,心下有停水也”,则明确指出了心气虚为心力衰竭的基本病机。邓铁涛[1]认为:“五脏皆致心衰,非独心也”。肺、脾、肝、肾的功能失调都可影响到心,而发生心衰。心力衰竭的主要病位在心,又常常与肺、脾、肾等脏相互影响。
正虚为本,瘀血为标
心力衰竭发病机制始则多因心气虚弱、气不运血、心阴亏耗,表现为气阴两虚、心血不畅,进而气虚阳衰或阴损及阳,而致“阴阳两虚,心脉瘀滞”,成为心力衰竭的病理生理基础。尤以心阳(气)亏虚,心脏鼓动减弱,营运无力为其病理变化的主要方面。心气不足贯穿心力衰竭始终,是心力衰竭恶化的重要因素。王清任在《医林改错》中曰:“元气既虚,不能达于血管,血管无气,必停留为瘀”。心血瘀阻则出现心悸,胸闷胸痛,面色瘀黯,唇甲青紫,舌有瘀点或瘀斑等。
水气泛溢为最终结果
《素问·逆调论篇》说:“夫不得卧,卧则喘者,水气之客也”。其认为除血脉不通外,心力衰竭还与水气内停有关。又如《三因方·水肿》称:“短气,不得卧,为心水”。心气虚损衰竭,无力推动血行,血流迟滞,瘀而成水。由此可以推论出:心气虚导致血瘀,血瘀又进而引起水停,从而引发了咳喘、水肿、心悸等一系列证候。
关于心衰病机虽有较多论述,但认识是有一致之处的,即心衰的正虚与标实是相互交织共同存在的。其中,阳气虚衰,水饮与血瘀内停是贯穿于心力衰竭病程中最基本的病理机制。心力衰竭的病因病机可以概括为:心气虚→血瘀→水停→心虚加重,与现代医学心力衰竭的神经内分泌机制(心功能不全→神经内分泌激活→心室重构→心功能不全加重)虽分属不同的理论体系,但在一定程度上有异曲同工之妙。
3、中医治疗心力衰竭的研究进展
辨证治疗
辨证论治是中医的灵魂,中医对于心力衰竭的治疗最重要的就是辨证论治,心力衰竭的辨证分型主要是依据病因病理的变化进行,由于心力衰竭的主要病理机制为本虚标实,所以现代大多医家都以虚实为纲,病变累及脏腑为目,结合临床实践辨证分型。
专法治疗
杨积武[9]创制的强心宁煎剂涵盖了现代医学治疗本病所倡导的强心、利尿、扩血管及抑制心室重构的治疗大法。方由人参、黄芪、附子、丹参、泽泻、五加皮、川芎、甘草组成。以达益气温阳,强心利尿,行气活血化瘀,安神宁心之功。吴时达[10]等认为心衰的中晚期经中医辨证多为阳虚水泛,采用温阳健心灵口服液以温阳益气、利水活血,具有良好的近期疗效。李庆海[11]认为本病虚以气阴两虚为主,而心肾阳虚则多见于疾病的末期;实以水饮瘀血为主,治以益气养阴、活血利水为基本治则,创验方参麦宁心合剂。方由人参、麦冬、五味子、葶苈子、云苓、玉竹、车前子、桑白皮、当归、丹参、枳实、生龙骨、生牡蛎组成。诸药合用共奏益气养阴、活血利水之功。益气养阴则气血充足,鼓动有力,活血利水则瘀散水行,郁热自消,心安神畅。我们根据多年的临床实践认为心衰为本虚标实之证,心脏阳气不足(虚衰)为本,水停瘀血为标。因此,治疗需标本兼治,在补虚的基础上兼以利水消肿、活血化瘀。治宜温阳益气,活瘀化饮为基础。自拟益心汤:黄芪、白术、茯苓、桂枝、炙甘草、泽泻、泽兰、枳壳、车前子、当归、桃仁、南葶苈子、党参、临床观察其对心力衰竭患者的左室射血分数及血浆脑钠肽的作用均明显优于对照组。
实验研究
王振涛等[12]采用左冠脉结扎术致心肌梗死后心衰大鼠模型,观察了相同种类活血益气药的不同剂量配伍对心衰大鼠心脏系数及功能的影响,发现活血益气药可以改善心肌梗死后心衰模型大鼠心脏系数及功能,且方剂配伍中多量活血药的应用均能较明显改善心衰大鼠的组织学指标心脏系数。同时从心脏组织形态学角度证明了活血药和益气药均有逆转心室重构作用。赵英强等[13]采用腹主动脉缩窄术复制大鼠心衰模型,用原位凋亡检测方法及电镜观察强心剂组及对照组的心肌细胞凋亡情况,结果显示,正常对照组无心肌细胞凋亡,模型组凋亡明显,强心冲剂能明显改善凋亡,其作用与卡托普利相当。沈雁等[14]研究发现,温心胶囊能明显提高心力衰竭心肌被抑制的基质金属蛋白酶组织抑制物mRNA表达水平,加强抑制基质金属蛋白酶活性,阻止胶原降解及基质改建,调控细胞外基质代谢,提高衰竭心脏的射血功能。王洪良等[15]研究认为心复康口服液能通过改善慢性压力负荷性心力衰竭心肌线粒体腺苷酸转位酶1(ANT1)、心肌线粒体腺苷酸转位酶2 (ANT2)的表达,从而抑制细胞凋亡、改善能量代谢,治疗心力衰竭后的心肌损伤。
应用中医药治疗慢性心力衰竭在各方面均有较大的进展,无论是基础理论,还是临床应用。众多医家对于心衰的认识虽各有一家之言,但总的来看其认识大同小异,基本上倾向于本虚标实,气阴两虚,水瘀互阻。在增强疗效、改善症状、提高生存质量、避免不良反应等方面显示了独特的优势。
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脑钠肽( BNP)又称B型利钠肽脑钠肽(Brain Natriuretic Peptide ,BNP)又称B型利钠肽(B-type Natriuretic Peptide),是继心钠肽(ANP)后利钠肽系统的又一成员,由于它首先是由日本学者Sudoh等于1988年从猪脑分离出来因而得名,实际上它主要来源于心室。由于其最先从猪脑中分离,所以又称为脑钠素:BNP。后来在心脏中也分离出BNP且心脏分泌的BNP多于脑,心脏释放的BNP主要来自心室,但心室储存BNP较心房少。它与ANP均属于心脏利钠肽类,由于它们的发现使人们认识到心脏也是一种内分泌器官。研究发现,脑钠肽(以下简称BNP)对心衰的早期诊断、早期干预以及预后有很大帮助。在2001年修订的欧洲心脏病学会心衰诊疗指南中,已经把脑钠肽作为心衰诊断的工具。2005年欧洲和美国的指南,均进一步肯定了脑钠肽在心衰诊断中的作用。脑钠肽是心脏细胞产生的结构相关的肽类激素家族钠尿肽中的一种。当心功能不全时,由于心脏容量负荷或压力负荷增加,心肌受到牵张或室壁压力增大,会使血中BNP的指标浓度增高,而这恰恰是诊断心衰较为敏感的指标。可以独立预测左心室舒张末期压力升高状况。因此,BNP可以作为一个更好的预示心衰状况的指标。根据估计,中国至少有1000万心衰患者。在过去10年中,美国心衰患者增加了58%,每年约新增55万心衰患者。尽管药物治疗取得了进步,但心衰的死亡率一直在稳步增加,在过去十年中,心衰死亡率增加了6倍。心衰是一种严重威胁生命的疾病,严重心力衰竭1年死亡率达到40%~50%,轻到中度心衰患者的死亡率是15%~25%。在心脏病患者中,一半最终死于心衰。检测BNP的临床意义主要包括如下内容:第一,有助急性呼吸困难的鉴别诊断。吴同果指出,测量血液中BNP浓度对于心衰诊断和临床治疗有很多意义:BNP可用于急性呼吸困难的鉴别诊断。“在急诊的ICU病人当中,我们往往很难区分到底是由肺部原因还是心脏原因引起的呼吸困难。通过测定BNP则可以区分。另外,约20%肺部疾病的患者BNP水平升高,提示同时存在心力衰竭,或其呼吸困难的真正病因是心力衰竭,而在以往,这些患者常可能被误诊为肺部疾病。第二,可预测心源性猝死。早期心力衰竭患者症状可不明显,常能自由活动,坚持工作,如不详细询问病史、不仔细检查,易被漏诊。传统的检测方法很难或者说是几乎不可能在早期就能对心衰患者做出诊断。而BNP通过定量检测,用量化的标准,使得临床医师能够及早地发现和诊断心力衰竭病人,特别是在与早期心力衰竭临床症状相似的其他疾病的鉴别诊断时。第三,可对心力衰竭病人的危险分层。在心衰各期,患者严重程度不同。利用BNP检测可以更好地对心衰病人身份进行危险分层。第四,可监测心力衰竭的治疗。传统的治疗对心力衰竭患者的监控是非常不完善的。患者的病情是否好转以及治疗是否有效基本上都是通过病人的主诉或临床医师的主观判断来实现的。如果能在治疗过程当中及时地进行BNP检测,通过治疗期间BNP量的改变就能够了解或掌握治疗的效果。第五,BNP水平还可提示心力衰竭病人的预后。
脑利钠肽
Rebined Human Be Natriuretic Peptide
奈西利肽;心钠素;心钠肽;基因重组人脑利钠肽;Nesiritide;Be Natriuretic Peptide;rhBNP
循环系统药物 > 抗心功能不全药物 > 其他
支。
1.均衡扩张动脉和静脉,降低心脏前后负荷,迅速缓解呼吸困难和全身症状,无耐药性。
2.中度利尿排钠,降低循环容量负荷,增加肾过滤度,不增加肾脏负担。
3.全面拮抗神经内分泌系统过度激活产生的心脏毒性。
4.延缓心脏重塑,阻止心肌增生肥厚和间质纤维化,降低远期病死率。
5.无正性肌力和正性心率作用,不增加心肌氧耗,无致心律失常的作用。
注射给药起效时间15min,对pcwp的降低达峰值时间约;t1/2约18min,t1/2约2min。
急性代偿性心力衰竭,心肌梗死,慢性失代偿性心力衰竭,心脏导管手术,慢性肺源性心脏病、胸外科手术、心脏外科手术后的左心衰竭合并轻至中度肾功能不全。
对脑利钠肽过敏者,心源性休克或收缩压<90mmHg(12kPa),心脏低充盈压患者。
~2μg/kg,然后静脉滴注维持剂量:~μg/(kg·min)。一般连续静脉滴注24~48h,缓解后改为标准口服药物。
小肽又叫纳米胶原蛋白(Nano Oligopeptide Collagen,简写OCO,即纳米活性寡肽胶原,或简称纳米胶原),也称寡肽、微肽、短肽。小肽一般是指由2-3个氨基酸组成的寡肽,平均分子量约300道尔顿。蛋白质(胶原蛋白)在消化道中的消化终产物往往大部分是小肽而非游离氨基酸,小肽能完整地被吸收并以二、三肽形式进入血液循环,小肽在蛋白质营养中有着重要的作用。
由于小肽吸收系统具有转运快、耗能低、不易饱和等特点,而氨基酸则吸收慢、耗能高、载体易饱和。所以小肽能快速提高动静脉的氨基酸差值,从而提高整体蛋白的合成,即当以小肽形式作为动物的氮源时,机体蛋白质的沉积率高于相应游离氨基酸的纯合日粮。大量试验证明,小肽中氨基酸残基比相应游离氨基酸吸收更迅速、有效。通过研究不同比例小肽与游离氨基酸对鸡氨基酸吸收的影响,发现小肽比例的增加能够显著地提高氨基酸的吸收速度。另外小肽可直接被胃肠道吸收进入血液循环,刺激胰岛素的分泌,将血液中的葡萄糖迅速转移到肝脏,参与肽链的延长,提高蛋白质的合成。Rerat等(1998)研究报道,向猪十二指肠灌注小肽后,血浆胰岛素的浓度高于灌注游离氨基酸组。 除了小肽的吸收机制能促进氨基酸吸收外,小肽本身也对氨基酸及其残基的吸收有促进作用
什么是小分子活性肽?它不是药品,没有局限人群。它是介于蛋白质和氨基酸之间,活性强,能修复细胞,改善细胞,激活细胞,是细胞合成材料的一种人类离不开的营养物质。营养学界对肽的研究越发深入,得出了对人类有着意义非凡的结论,那就赶紧随多肽界领军企业九生堂的专家一起看看有哪些值得关注的成果!蛋白质是由氨基酸组成,那小分子活性肽是什么组成的呢?简单地说,蛋白质是一类由成千上百个氨基酸构成、分子量大、结构复杂、具有一定生理功能的物质,而肽则是蛋白质分子中的一个片段,也由氨基酸构成,但肽的分子量远远小于蛋白质,也具备一定的生理功能。 九生堂的专家表示,科学界常把由2~50个氨基酸构成的化合物称为肽,由51及以上个氨基酸构成的化合物称为蛋白质。从分子量大小来区别,肽的分子量通常在一万Dalton以下,而蛋白质的分子量通常在一万 Dalton以上。 肽和糖一样,也有分子量较大、结构功能较复杂的“多肽”和分子量小、结构功能简单的“寡肽”(也称为低聚肽”)之分。小肽由2~10个氨基酸构成,而多肽则由11~50个氨基酸构成。 科学研究发现,构成肽的氨基酸数量的多少,对肽的加工特性、营养特性和生理功能活性都具有非常大的影响。通常,低聚肽的优势要更加明显。由2~6个氨基酸构成的小肽,可以不经胃肠道消化就可吸收,具有更加明显的营养优势,同时,小肽在生物体内还表现出非常强大的生理活性,因此,这类肽又被称为生物活性小肽。 过去的营养学理论认为,蛋白质在人体内只有被分解为游离氨基酸后才能被吸收利用,而现代营养学研究发现,食物蛋白质在进入人体以后,只有1/3被分解为游离氨基酸,而另外2/3是分解为不同于氨基酸、又优于氨基酸的形式被吸收,这种形式即生物活性小肽。 在此发现之后,这类小肽,尤其是来源于动物、植物体内的小肽,成了科学界的热门研究对象,并且由于来源于食物,这类肽也被命名为“食源性小肽”。三九蛋白肽则是通过酶解八种禽卵蛋白而来的小肽、大豆多肽则是酶解食物大豆而来的小肽。 这类小分子活性肽存在诸多优势:1. 吸收快小肽因为分子量小、体积小,更易被机体吸收。游离氨基酸吸收主要依赖于钠离子转运体系,是一个耗能的主动吸收过程,消耗能量多,载体容易饱和,吸收速率慢;而小肽的吸收主要依赖于氢离子或钙离子转运体系,消耗能量低、载体不容易饱和,因此转运速度更快。同时,肽的吸收避免了氨基酸之间的吸收竞争,这也是小肽吸收快的一个重要因素。 2. 不易过敏 在食用某种食物过敏的人群中,大多数人是对食物中的大分子蛋白质不耐受。而小肽由于已经事先经过分解,因此致敏性低,非常适合易过敏的人士食用。 3. 安全性更好游离氨基酸的渗透压较高,使用不当会造成大量的体液渗入肠管,容易引起腹泻,临床上称为高渗性腹泻。与氨基酸相比,小肽的渗透压较低,一般不会引起这种现象,从这一点看,小肽比氨基酸的安全性更高。
具体合成由下列几个循环组成: 分析HPLC使用柱子和泵系统,可以经受传递高压,这样可以用极细的微粒(3-10μ m)做填料。由此多肽要在几分钟内高度被分析。HPLC分两类:离子交换和反相。 离子交换HPLC依靠多肽和固相间的直接电荷相互作用。柱子在一定PH范围带有特定电荷衍变成一种离子体,而多肽或多肽混合物,由其氨基酸组成表现出相反电荷。 分离是一种电荷相互作用,通过可变PH, 离子强度, 或两者洗脱出多肽,通常, 先用低离子强度的溶液,以后逐渐加强或一步一步加强,直到多肽火柱中洗脱出。离子交换分离的一个例子使用强阳离子交换柱。如sulfoethylaspartimide通过酸性PH中带正电来分离。反相HPLC条件与正常层析正相反。多肽通过疏水作用连到柱上,用降低离子强度洗脱, 如增加洗脱剂的疏水性。通常柱子由共价吸附到硅上的碳氢烷链构成,这种链长度为G4-G8碳原子。 由于洗脱是一种疏水作用。长链柱比短链对小的, 高带电肽好。另一方面大的疏水肽用短链柱洗脱好。 然而,总体实践中, 这两类柱互变无多少显著差别,别类载体由碳水化合物构成, 比如苯基。典型的操作常由两绶冲剂组成,和80% acetonitrile 稀acetonitrile。用线型梯变以每分钟到改变的速度混合。常见分析和纯化用柱为×250mm(3-10μ m)和22×250mm(10μ m). 如果用径向填柱,那么大小是8×100(3-10μ m)和25×250mm(10μ m)大量各种缓冲剂含许多不同试剂,比如heptafluorobutyric酸,磷酸, 稀He formic酸(5-6%, pH2-4), 10-100mM NH4HCO3, 醋酸钠/氨,TFA/TEA,磷酸钠或钾,异戊酚。这样许多不同组合可形成缓冲剂,但要注意一点:硅反相柱料不能长时间暴露于高pH,甚至微碱pH, 因为这样会破坏柱子。不要把肽含量和纯度搞混了。肽的纯度可能是100%, 而肽含量相关带电基团(如Arg, Lys )的抗离子量和肽亲水性决定。这是合成肽的本身特性。
曹魏曹魏、蜀汉、孙吴三国当中,以曹魏人口最多,垦荒的面积最广,这正是当时三国中以曹魏实力最强的原因。曹魏推行屯田制,组织流民耕种官田。这使得恢复社会秩序,增强曹魏实力。曹魏重视农业的另一实证是其大兴水利,其工程的规模和数量在三国中首屈一指。如233年关中一带辟建渠道,兴修水库,一举改造了三千多顷盐碱地,所获使国库大为充实。再如曹魏在河南的水利工程,其成果使粮食产量倍增,但三国食货志也指出这些水利工程许多缺乏规划,仅能收短期效果。曹魏建置大型官营手工业作坊,发展手工业生产。邺(今河北邯郸临漳县)、洛阳等贸易城市,商业经济发达,和海外有贸易往来。此外造船业、陶瓷业、丝织业、制盐业等等也都十分发达。值得注意的是曹魏一直无法摆脱实物交易的经济模式,少数几次的货币改革尝试都以失败收场,这可能与其国土内缺乏大规模的铜矿矿山作为基础有关。w
现如今多肽合成的办法首要有两种:即 Fmoc 和 t Boc 。因为 Fmoc 比 tBoc 具有更多的优势,所以让大家比较认可的是 Fmoc 法。而多肽合成是一个重复添加氨基酸的进程,合成方向是从 C 端(羧基端)向 N 端(氨基端)进行;从前多肽合成大多是在液相中进行,而如今大多选用固相合成,然后大大的降低了每步商品提纯的难度;为了防止副反响的发作,合成柱和添加的氨基酸的侧链都是预先被维护的,只要羧基端是游离的,并且在反响之前有必要先用化学试剂活化它。多肽合成基本原理示意图具体合成过程如下: 1、去维护:Fmoc 维护的柱子和单体有必要用一种碱性溶剂( piperidine )去除氨基的维护基团。 2、激活和交联:下一个氨基酸的羧基被一种激活剂所激活溶解,激活的单体与游离的氨基在交联剂的作用下交联,构成肽键。 3 、循环:这两步反响重复循环直到整条肽链合成结束。 4 、洗脱和脱维护:依据肽链所含的残基不一样,用不一样的脱树脂溶剂从柱上洗脱下来,其维护基团被一种脱维护剂( TFA )洗脱和脱维护。 多肽是复杂的大分子,因而每条序列在物理和化学特性上都是共同的,有些多肽合成很艰难 ,另有些多肽虽然合成相对简单,但纯化艰难;最常见的疑问是很多肽不溶于水溶液,因而在纯化中,这些疏水肽有必要溶于非水溶剂中或特别的缓冲液,而这些溶剂或缓冲液很也许不适合应用于生物试验体系,因而研究人员不能运用该多肽到达自个的意图,因而下面是关于研究人员规划多肽的一些建议。 怎么下降肽链合成的难度? 1. 削减序列长度 因为肽的长度添加会致使粗产品纯度下降,小于15个残基的肽对比简单得到较高纯度的初产品,当肽链长度添加到20个残基以上时,准确产品的量即是一个首要思考的疑问。在很多试验中,下降残基数低于20 往往能得到非常好的试验成果。 2. 削减疏水性残基数 疏水性残基占显着优势的肽,尤其在距C端7-12个残基的区域,常常导致合成艰难。这一般被认为是因为合成中构成b折叠片,这么会发生不完全配对。用1个或几个极性残基置换 或参加Gly或Pro以翻开肽构造也许会有协助。 3. 削减“艰难”残基
多肽合成
多肽合成又叫肽链合成,是一个固相合成顺序一般从C端(羧基端)向N端(氨基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。合肥合生生物多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
多肽合成的原理
多肽合成就是如何把各种氨基酸单位按照天然物的氨基酸排列顺序和连接方式连接起来。由于氨基酸在中性条件下是以分子内的两性离子形式(H3+NCH(R)COO-)存在,因此,氨基酸之间直接缩合形成酰胺键的反应在一般条件下是难于进行的。
氨基酸酯的反应活性较高。在100℃下加热或者室温下长时间放置都能聚合生成肽酯,但反应并没有定向性,两种氨基酸a1和a2的酯在聚合时将生成a1a2…、a1a1…、a2a1…等各种任意顺序的混合物。
为了得到具有特定顺序的合成多肽,采用任意聚合的方法是行不通的,合肥合生生物而只能采用逐步缩合的定向多肽合成方法。一般是如下式所示,即先将不需要反应的氨基或羧基用适当的基团暂时保护起来,然后再进行连接反应,以保证多肽合成的定向进行。
式中的X和Q分别为氨基和羧基的保护基,它不仅可以防止乱接副反应的发生,还具有能消除氨基酸的两性离子形式,并使之易溶于有机溶剂的作用。
Q在有的情况下也可以不是共价连接的基团,而是由有机强碱(如三乙胺)同氨基酸的羧基氢离子组成的有机阳离子。Y为一强的吸电子基团,它能使羧基活化,而有利于另一氨基酸的自由氨基,对其活化羧基的羧基碳原子进行亲核进攻生成酰胺键。
由此所得的连接产物是N端和C端都带有保护基的保护肽,要脱去保护基后才能得到自由的肽。如果肽链不是到此为止,而是还需要从N端或C端延长肽链的话,则可以先选择性地脱去X或Q,然后再同新的N保护氨基酸(或肽)或C保护的氨基酸(或肽)进行第二次连接,并依次不断重复下去,直到所需要的肽链长度为止。
对于长肽的多肽合成来说,一般有逐步增长和片段缩合两种伸长肽链的方式,前者是由起始的氨基酸(或肽)开始。每连接一次,接长一个氨基酸,后者则是用N保护肽同C保护肽缩合来得到两者长度相加的新的长肽链。
对于多肽合成中含有谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸等等带侧链功能团的氨基酸的肽来说,为了避免由于侧链功能团所带来的副反应,一般也需要用适当的保护基将侧链基团暂时保护起来。
多肽合成方法分类
多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。在合成含有特定顺序的多肽时,由于多肽合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体,多肽合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来,方可进行成肽反应,这样保证了多肽合成目标产物的定向性。多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。
多肽液相合成主要分为逐步合成和片段组合两种策略。逐步合成简洁迅速,可用于各种生物活性多肽片段的合成。片段组合法主要包括天然化学连接和施陶丁格连接。近年,多肽液相片段合成法发展迅速,在多肽和蛋白质合成领域已取得了重大突破。在多肽片段合成法中,根据多肽片段的化学特定性或化学选择性,多肽片段能够自发进行连接,得到目标多肽。因为多肽片段含有的氨基酸残基相对较少,所以纯度较高,且易于纯化。
多肽的生物合成方法主要包括发酵法、酶解法,随着生物工程技术的发展,以DNA重组技术为主导的基因工程法也被应用于多肽的合成。
多肽的固相合成
多肽的合成是氨基酸重复添加的过程,通常从C端向N端(氨基端)进行合成。多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸C端通过共价键与固相载体连接,再以该氨基酸N端为合成起点,经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应,接长肽链,重复操作,达到理想的合成肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,分离纯化,获得目标多肽。
1、Boc多肽合成法
Boc方法是经典的多肽固相合成法,以Boc作为氨基酸α-氨基的保护基,苄醇类作为侧链保护基,Boc的脱除通常采用三氟乙酸(TFA)进行。多肽合成时将已用Boc保护好的N-α-氨基酸共价交联到树脂上,TFA切除Boc保护基,N端用弱碱中和。
肽链的延长通过二环己基碳二亚胺(DCC)活化、偶联进行,最终采用强酸氢氟酸(HF)法或三氟甲磺酸(TFMSA)将合成的目标多肽从树脂上解离。在Boc多肽合成法中,为了便于下一步的多肽合成,反复用酸进行脱保护,一些副反应被带入实验中,例如多肽容易从树脂上切除下来,氨基酸侧链在酸性条件不稳定等。
2、Fmoc多肽合成法
Carpino和Han以Boc多肽合成法为基础发展起来一种多肽固相合成的新方法——Fmoc多肽合成法。
Fmoc多肽合成法以Fmoc作为氨基酸α-氨基的保护基。其优势为在酸性条件下是稳定的,不受TFA等试剂的影响,应用温和的碱处理可脱保护,所以侧链可用易于酸脱除的Boc保护基进行保护。
肽段的最后切除可采用TFA/二氯甲烷(DCM)从树脂上定量完成,避免了采用强酸。同时,与Boc法相比,Fmoc法反应条件温和,副反应少,产率高,并且Fmoc基团本身具有特征性紫外吸收,易于监测控制反应的进行。Fmoc法在多肽固相合成领域应用越来越广泛。
多肽液相分段合成
随着多肽合成的发展,多肽液相分段合成(即多肽片段在溶液中依据其化学专一性或化学选择性,自发连接成长肽的合成方法)在多肽合成领域中的作用越来越突出。其特点在于可以用于长肽的合成,并且纯度高,易于纯化。
多肽液相分段合成主要分为天然化学连接和施陶丁格连接。天然化学连接是多肽分段合成的基础方法,局限在于所合成的多肽必须含半光氨酸(Cys)残基,因而限定了天然化学连接方法的应用范围。天然化学连接方法的延伸包括化学区域选择连接、可除去辅助基连接、光敏感辅助基连接。
施陶丁格连接方法是另一种基础的片段连接方法,其为多肽片段连接途径开拓了更广阔的思路。正交化学连接方法是施陶丁格连接方法的延伸,通过简化膦硫酯辅助基来提高片段间的缩合率。
其他多肽合成方法
1、氨基酸的羧内酸酐法(NCA)
氨基酸的羧内酸酐的氨基保护基也可活化羧基。
NCA的原理:在碱性条件下,氨基酸阴离子与NCA形成一个更稳定的氨基甲酸酯类离子,在酸化时该离子失去二氧化碳,生成二肽。生成的二肽又与其他的NCA结合,反复进行。
NCA适用于短链肽片段的多肽合成,其周期短、操作简单、成本低、得到产物分子量高,在目前多肽合成中所占比例较大,技术也较为通用。
2、组合化学法
20世纪80年代,以固相多肽合成为基础提出了组合化学法,即氨基酸的构建单元通过组合的方式进行连接,合成出含有大量化合物的化学库,并从中筛选出具有某种理化性质或药理活性化合物的一套多肽合成策略和筛选方案。
组合化学法的多肽合成策略主要包括:混合-均分法、迭代法、光控定位组合库法、茶叶袋法等。组合化学法的最大优点在于可同时合成多种化合物,并且能最大限度地筛选各种新化合物及其异构体。
3、酶解法
酶解法是用生物酶降解植物蛋白质和动物蛋白质,获得小分子多肽。酶解法因其多肽产量低、投资大、周期长、污染严重,未能实现工业化生产。酶解法获得的多肽能够保留蛋白质原有的营养价值,并且可以获得比原蛋白质更多的功能,更加绿色,更加健康。
4、基因工程法
基因工程法主要以DNA重组技术为基础,通过合适的DNA模板来控制多肽的序列合成。有研究者通过基因工程法获得了准弹性蛋白-聚缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-缬氨酸-甘氨酸肽(VPGVG)。
利用基因工程技术生产的活性多肽还有肽类抗生素、干扰素类、白介素类、生长因子类、肿瘤坏死因子、人生长激素,血液中凝血因子、促红细胞生成素,组织非蛋白纤溶酶原等。
基因工程法合成多肽具有表达定向性强,安全卫生,原料来源广泛和成本低等优点,但因存在高效表达,不易分离,产率低的问题,难以实现规模化生产。
5、发酵法
发酵法是从微生物代谢产物中获得多肽的方法。虽然发酵法的成本低,但其应用范围较窄,因为现在微生物能够独立合成的聚氨基酸只有ε-聚赖氨酸(ε-PL)、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和蓝细菌肽。
合肥合生生物主要提供:多肽合成、定制多肽、同位素标记肽、人工胰岛素、磷酸肽、生物素标记肽、荧光标记肽(Cy3、Cy5、Fitc、AMC等)、目录肽、偶联蛋白(KLH、BSA、OVA等)、化妆品肽、多肽文库构建、抗体服务、糖肽、订书肽、药物肽、RGD环肽等。请移步百度搜“合肥合生生物”即可