多肽合成方法科普4頁

1、多肽合成方法一、基本介紹多肽是涉及到生物體內(nèi)各種細(xì)胞功能的生物活性物質(zhì)。它是分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一類化合物，由多種氨基酸按照一定的排列順序通過肽鍵結(jié)合而成。到現(xiàn)在，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和分離出一百多種存在于人體的肽，對于多肽的研究和利用，出現(xiàn)了一個(gè)空前的繁榮景象。多肽的全合成不僅具有很重要的理論意義，而且具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過多肽全合成可以驗(yàn)證一個(gè)新的多肽的結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)新的多肽，用于研究結(jié)構(gòu)域功能的關(guān)系；為多肽生物合成反應(yīng)機(jī)制提供重要的信息；建立模型酶以及合成新的多肽藥物等。二、合成方法多肽的合成主要有兩種途徑：化學(xué)合成和生物合成?；瘜W(xué)合成主要通過氨基酸縮合反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。為得到具有特定順序的

2、合成多肽，當(dāng)合成原料中含有官能度大于2的氨基酸單體時(shí)，應(yīng)將不需要反應(yīng)的基團(tuán)暫時(shí)保護(hù)起來，然后再進(jìn)行連接反應(yīng)，以保證合成的定向進(jìn)行。多肽的化學(xué)合成有固相合成和液相合成，其主要的區(qū)別在于是否使用固相載體。多肽液相合成主要有逐步合成和片段組合兩種策略，逐步合成簡潔迅速，被用于各種生物活性多肽片段的合成；片段組合法為合成含有100個(gè)以上氨基酸的多肽提供了最有前途的路線，并已成功地合成了多種有生物活性的多肽，其最大的特點(diǎn)是易于純制。液相合成方法現(xiàn)在主要采用BOC和Z兩種保護(hù)方法，現(xiàn)在主要應(yīng)用在短肽合成，如阿斯巴甜，力肽，催產(chǎn)素等，其相對與固相合成，具有保護(hù)基選擇多，成本低廉，合成規(guī)模容易放大的許多優(yōu)點(diǎn)。

3、與固相合成比較，液相合成主要缺點(diǎn)是，合成范圍小，一般都集中在10個(gè)氨基酸以內(nèi)的多肽合成，還有合成中需要對中間體進(jìn)行提純，時(shí)間長，工作量大。1963年，Merrifield創(chuàng)立了固相合成法，為此，Merrifield獲得了1984年的諾貝爾化學(xué)獎。該方法是將氨基酸的C末端固定在不溶樹脂上，然后在此樹脂上依次縮合氨基酸、延長肽鏈。固相合成法又可分為Boc（叔丁氧羰基）法和Fmoc（9-芴甲氧羰基）法。它具有合成方便，迅速，容易實(shí)現(xiàn)自動化，而且可以比較容易的合成到30個(gè)氨基酸左右多肽。在傳統(tǒng)液相和固相合成多肽方法的基礎(chǔ)上，人們又發(fā)展了氨基酸的羧內(nèi)酸酐（NCA）法、液相分段合成法、組合化學(xué)法等。在生物

4、合成多肽方面，除了常用的發(fā)酵法、酶解法外，隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展，DNA重組技術(shù)也被應(yīng)用于多肽合成。1. 液相多肽合成（solution phase synthesis） 液相多肽合成現(xiàn)在仍然被廣泛的使用，在合成短肽和多肽片段上具有合成規(guī)模大，合成成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)，而且由于是在均相中進(jìn)行反應(yīng)，可以選擇的反應(yīng)條件更加豐富，象一些催化氫化，堿性水解等條件，都可以使用，這在固相中，使用卻由于反應(yīng)效率低，以及副反應(yīng)等原因，無法應(yīng)用。液相多肽合成中主要采用BOC和Z兩種反應(yīng)策略。2. 固相多肽合成（Solid-phase peptide synthesis，SPPS）經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善，固相法已成為多

5、肽和蛋白質(zhì)合成中的一個(gè)常用技術(shù)，表現(xiàn)出經(jīng)典液相合成法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。其基本原理是：先將所要合成肽鏈的羥末端氨基酸的羥基以共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)同一個(gè)不溶性的高分子樹脂相連，然后以此結(jié)合在固相載體上的氨基酸作為氨基組份經(jīng)過脫去氨基保護(hù)基并同過量的活化羧基組分反應(yīng)，接長肽鏈。重復(fù)（縮合-洗滌-去保護(hù)-中和及洗滌-下一輪縮合）操作，達(dá)到所要合成的肽鏈長度，最后將肽鏈從樹脂上裂解下來，經(jīng)過純化等處理，即得所要的多肽。固相多肽合成現(xiàn)在使用的主要有兩種策略：Boc和Fmoc兩種。Boc方法合成過程中，需要反復(fù)使用TFA脫BOC，而且在最后從樹脂上切割下來需要使用HF，由于HF必須使用專門的儀器進(jìn)行操作，而且切割過程

6、中容易產(chǎn)生副反應(yīng)，因此現(xiàn)在使用受到實(shí)驗(yàn)條件限制，使用也逐漸減少。Fmoc方法反應(yīng)條件溫和，在一般的實(shí)驗(yàn)條件下就可以進(jìn)行合成，因此，也得到了非常廣泛的應(yīng)用。 2.1 樹脂的選擇 能夠用于多肽合成的固相載體必須滿足如下要求：必須包含反應(yīng)位點(diǎn)（或反應(yīng)基團(tuán)），以使肽鏈在這些位點(diǎn)上，并在以后除去；必須對合成過程中的物理和化學(xué)條件穩(wěn)定；載體必須允許在不斷增長的肽鏈和試劑之間快速的、不受阻礙的接觸；另外，載體必須允許提供足夠的連接點(diǎn)，以使每單位體積的載體給出有用產(chǎn)量的肽，并且必須盡量減少被載體束縛的肽鏈之間的相互作用。用于固相法合成多肽的高分子載體主要有三類：聚苯乙烯-苯二乙烯交聯(lián)樹脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯-乙二醇類樹脂及衍生物，這些樹脂只有導(dǎo)入反應(yīng)基團(tuán)，才能直