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多肽的固相合成

多肽合成方法有什么? 现在,人们已经发现和分离出一百多种存在于人体的肽,对于多肽的研究和利用,出现了一个空前的繁荣景象。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要的应用价值

多肽合成方法有什么?

现在,人们已经发现和分离出一百多种存在于人体的肽,对于多肽的研究和利用,出现了一个空前的繁荣景象。多肽的全合成不仅具有很重要的理论意义,而且具有重要的应用价值。通过多肽全合成可以验证一个新的多肽的结构;设计新的多肽,用于研究结构域功能的关系;为多肽生物合成反应机制提供重要的信息;建立模型酶以及合成新的多肽药物等。二、合成方法多肽的合成主要有两种途径:化学合成和生物合成。化学合成主要通过氨基酸缩合反应来实现。为得到具有特定顺序的合成多肽,当合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体时,应将不需要反应的基团暂时保护起来,然后再进行连接反应,以保证合成的定向进行。多肽的化学合成有固相合成和液相合成,其主要的区别在于是否使用固相载体。多肽液相合成主要有逐步合成和片段组合两种策略,


多肽固相合成法的分析

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,直到多肽从柱中洗脱出。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。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,0.1%TFA-H2o和80% acetonitrile0.1%TFA--H2o稀acetonitrile。用线型梯变以每分钟0.5%到1.0%改变的速度混合。常见分析和纯化用柱为4.6×250mm(3-10μ m)和22×250mm(10μ m). 如果用径向填柱,那么大小是8×100(3-10μm)和25×250mm(10μ m)。大量各种缓冲剂含许多不同试剂,比如heptafluorobutyric酸,0.1%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。Fmoc―氨基酸的制备和侧链保护Fmoc基团是在有NaHCO3或Na2CO3存在的二氧六环溶液中,理想的Fmoc-氨基酸的侧链保护基应在碱性条件下稳定,在酸性条件下脱除..

定制多肽合成的种类都有哪些?

细胞因子模拟肽利用已知细胞因子的受体从肽库内筛选细胞因子模拟肽,近年成为国内外研究的热点。国外已筛选到了人促红细胞生成素,人促血小板生成素,人生长激素、人神经生长因子及白细胞介素等多种生长因子的模拟肽,这些模拟肽的氨基酸序列与其相应的细胞因子的氨基酸序列不同,但具有细胞因子的活性,并且具有分子量小的优点。这些细胞因子模拟肽正处于临床前或临床研究阶段。抗菌性活性肽当昆虫受到外界环境刺激时产生大量的具有抗菌活性的阳离子多肽,已筛选出百余种抗菌肽,体内外实验证实,多个抗菌肽不仅有很强的杀菌能力还能杀死肿瘤细胞。[1]例如,从蚕体内筛选的抗菌肽D表现了很好的应用前景,并能利用基因工程技术生产。蛇毒内也存在多种活性多肽,从蛇毒内分离出一个13个氨基酸(INKAIAALAKKLL)小肽,其对G+及G-菌均有杀菌能力。用于心血管疾病的多肽很多植物中药有降血压、降血脂、溶血栓等作用,不仅可用作药物,亦可用作保健食品。但由于其作用成份不能确定,其应用受到很大限制。现已发现很多有效成分是小分子多肽,比如我国科学家从大豆内加工分离出的活性多肽,可通过小肠直接吸收,能防治血栓,高血压和高血脂,还能延缓变老,提高肌体抗肿瘤能力。从人参、茶叶、银杏叶等植物内也分离出很多用于心血管疾病的小肽。其它药用小肽小肽药物除在上述几大方面已取得较大进展外,在其它很多领域也取得一些进展。比如Stiernberg等发现一个合成肽(TP508)肽能促进伤口血管的再生,加速皮肤深度伤口的愈合。Pfister等发现一个小肽(RTR)4能防止碱损伤角膜内炎症细胞的侵润,抑制炎症反应。Carron等证实其筛选的2个合成肽能抑制破骨细胞对骨质的重吸收。

多肽合成方法有哪些

多肽合成方法:酰基叠氮物法早在1902年,Theodor Curtius就将酰基叠氮物法引入到肽化学中,因此它是最古老的缩合方法之一。在碱性水溶液中,除了与酰基叠氨缩合的游离氨基酸和肽以外,氨基酸酯可用于有机溶剂中。与其他许多缩合方法不同的是,它不需要增加辅助碱或另一等当量的氨基组分来捕获腙酸。 长期以来,一直认为叠氮物法是唯一不发生消旋的缩合方法,随着可选择性裂解的氨基酸保护基引入,该方法经历了一次大规模的复兴。该方法的起始原料分别是晶体状的氨基酸酰肼或肽酰肼64,通过肼解相应的酯很容易得到。在-10℃的盐酸中,用等当量的亚硝酸钠使酰肼发生亚硝化而转化为叠氮化物65,依次洗涤、干燥,然后与相应的氨基组分反应。有些叠氮化物可用冰水稀释而沉淀出来。 二苯磷酰基叠氮化物(DPPA)也可以用于酰基叠氮化物的合成。Honzl-Rudinger方法采用亚硝酸叔丁作为亚硝化试剂,并且使叠氮缩合反应可在有机溶剂中进行。因酰基叠氮化物的热不稳定性,缩合反应需在低温下进行。当温度较高时,Curtius重排,即酰基叠氮转化为异氰酸酯的反应成为一个主要的副反应,最终导致生成副产物脲。由于反应温度低(如4℃)而导致反应速率相当慢,使得肽缩合反应通常需要几天才能完全。 对于较长的N端保护的肽链,酯基的肼解一般比较困难,因此,使用正交的N保护肼衍生物是一种选择。在肼基的选择性脱除后,按倒接(backing-off)策略组合的肽片段可以用于叠氮缩合。如前所述,虽然叠氮法一直被认为是消旋化倾向最小的缩合方法,但在反应中,过量的碱会诱发相当大的消旋。因此,在缩合反应期间要避免与碱接触,例如,氨基组分的铵盐应采用N,N-二异丙胺或N-烷基吗啉代替三乙胺来中和。 虽然有上述局限性,但该方法仍很重要,尤其对于片段缩合而言,因为该方法具有较低的异构化倾向,适用于羟基未保护丝氨酸或苏氨酸组分时,Nˊ保护的本行酰肼还具有多种用途。酸酐法在多肽合成中,最初考虑应用酸酐要追溯到1881年Theodor Curtius对苯甲酰基氨基乙酸合成的早期研究。从氨基乙酸银与苯甲酰氯的反应中,除获得苯甲酰氨基乙酸外,还得到了BZ-Glyn-OH(n=2-6)。早期曾认为,当用苯甲酰氯处理时,N-苯甲酰基氨基酸或N-苯甲酰基肽与苯甲酸形成了活性中间体不对称酸酐。 大约在70年后,Theodor Wieland利用这些发现将混合酸酐法用于现代多肽合成。目前,除该方法外,对称酸酐以及由氨基酸的羧基和氨基甲酸在分子内形成的N-羧基内酸酐(NCA,Leuchs anhydrides)也用肽缩合。最后应该提到,不对称酸酐常常参与生化反应中的酰化反应。混合酸酐法有机羧酸和无机酸皆可用于混合酸酐的形成。然而,仅有几个得到了广泛的实际应用,多数情况下,采用氯甲酸烷基酯。过去频繁使用的氯甲酸乙酯,目前主要被氯甲酸异丁酯所替代。由羧基组分和氯甲酸酯起始形成的混合酸酐,其氨解反应的区域选择性依赖依赖于两个互相竞争的羰基的亲电性和(或)空间位阻。在由N保护的氨基酸羧酸盐(羧基组分)和氯甲酸烷基酯(活化组分,例如源于氯甲酸烷基酯)形成混合酸酐时,亲核试剂胺主要进攻氨基酸组分的羧基,形成预期的肽衍生物,并且释放出游离酸形式的活性成分。当应用氯甲酸烷基酯(R1=异丁基、乙基等)时,游离的单烷基碳酸不稳定,立即分解为二氧化碳和相应的醇。然而,对于亲核进攻的区域选择性,也有一些相反的报道,产物为氨基甲酸酯和原来的N保护氨基酸组分。 为了形成混合酸酐,将N保护的氨基酸或肽分别溶于二氯甲烷、四氢呋喃、二氧六环、乙腈、乙酸乙酯或DMF中,用等当量的三级碱(N-甲基哌啶、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉等)处理。然后,在-15℃--5℃,剧烈搅拌的同时加入氯甲酸烷基酯以形成不对称酸酐(活化)。经短时间活化后,加入亲核性氨基酸组分。如果作为铵盐使用(需要更多的碱),必须避免碱的过量使用。如果严格按照以上的反应条件,混合酸酐法很容易进行,是最有效的缩合方法之一。对称酸酐法Nα-酰基氨基酸的对称酸酐是用于肽键形成的高活性中间体。与混合酸酐法相反,它与胺亲核试剂的反应没有模棱两可的区域选择性。但肽缩合产率最高,为50%(以羧基组分计)。 虽然由对称酸酐氨解形成的游离Nα-酰基氨基酸可以和目标肽一起,通过饱和碳酸氢钠溶液萃取回收,但在最初,这种方法的实用价值极低。对称酸酐可以用Nα-保护氨基酸与光气,或方便的碳二亚胺反应制得。两当量的Nα-保护氨基酸与-当量的碳二亚胺反应有利于对称酸酐的形成,对称酸酐可以分离出来,也可不经纯化而直接用于后面的缩合反应。基于Nα-烷氧羰基氨基酸的对称酸酐对水解稳定,可采用类似上述纯化混合酸酐的方法进行纯化。 由于Boc-保护氨基酸的商品化和合理的价格,在肽链的逐步延长中,使用对称酸酐法日益受到重视。虽然可以买到晶状的对称酸酐,但原位制备仍然是一种不错的选择。碳二亚胺法碳二亚胺类化合物可用于氨基和羧基的缩合。在该类化合物中N,Nˊ-二环己基碳二亚胺(DCC)相对便宜,而且可溶于肽合成常用的溶剂。在肽键形成期间,碳二亚胺转变为相应的脲衍生物,N,Nˊ-二环己基脲可以从反应液中沉淀出来。显然,碳二亚胺活化后的活性中间体氨解和水解速率不同,使肽合成能在含水介质进行。经几个课题组的大量研究,确立了以碳二亚胺为缩合剂的肽缩合反应机理,羧酸根离子加成到质子化的碳二亚胺,形成高活性的O-酰基脲;虽然还没有分离出这个中间体,但通过非常类似的稳定化合物推断了它的存在。O-酰基脲与氨基组分反应,产生被保护的肽和脲衍生物。或者,与质子化形式处于处于平衡状态的O-酰基异脲,被第二个羧酸酯亲核进攻,产生对称的氨基酸酐和N,Nˊ-二取代脲。前者与氨基酸反应得到肽衍生物和游离氨基酸。在碱催化下,使用DCC的副反应使酰基从异脲氧原子向氮原子转移,产生N-酰基脲71,它不再发生进一步的氨解。不仅过量的碱可催化O-N的酰基转移,而且碱性的氨基组分或碳二亚胺也可催化该副反应。 另外,极性溶剂有利于这一反应途径。

多肽固相合成法的发明

多肽固相合成方法:Boc多肽合成法和Fmoc多肽合成法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。

多肽合成的基本原理?

多肽固相合成法是多肽合成化学的一个重大的突破。它的最大特点是不必纯化中间产物,合成过程可以连续进行,进而为多肽合成的自动化奠定了基础。目前全自动多肽的合成,基本都是固相合成。其基本过程如下:
基于Fmoc化学合成,先将所要合成的目标多肽的C-端氨基酸的羧基以共价键形式与一个不溶性的高分子树脂相连,然后以这一氨基酸的氨基作为多肽合成的起点,同其它的氨基酸已经活化的羧基作用形成肽键,不断重复这一过程,即可得到多肽。根据多肽的氨基酸组成不同,多肽后处理方式不同,纯化方式也有差异。


多肽合成的基本原理是什么?

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

多肽合成是什么技术?

多肽合成又叫肽链合成,是一个固相合成次第普通从N端(氨基端)向 C端(羧基端)合成。过去的多肽合成是在溶液中中止的称为液相合成法。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自然物的氨基酸排列次第和衔接方式衔接起来。由于氨基酸在中性条件下是以分子内的两性离子方式(H3+NCH(R)COO-)存在,因此,氨基酸之间直接缩合构成酰胺键的反响在普通条件下是难于中止的。  氨基酸酯的反响活性较高。在100℃下加热或者室温下长时间放置都能聚合生成肽酯,但反响并没有定向性,两种氨基酸a1和a2的酯在聚合时将生成a1a2…、a1a1…、a2a1…等各种恣意次第的混合物。   为了得到具有特定次第的合成多肽,采用恣意聚合的方法是行不通的,而只能采用逐步缩合的定向多肽合成方法。普通是如下式所示,即先将不需求反响的氨基或羧基用恰当的基团暂时维护起来,然后再中止衔接反响,以保证多肽合成的定向中止。  式中的X和Q分别为氨基和羧基的维护基,它不只可以防止乱接副反响的发作,还具有能消弭氨基酸的两性离子方式,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衔接的基团,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中止亲核进攻生成酰胺键。  由此所得的衔接产物是N端和C端都带有维护基的维护肽,要脱去维护基后才干得到自由的肽。假设肽链不是到此为止,而是还需求从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维护氨基酸(或肽)或C维护的氨基酸(或肽)中止第二次衔接,并依次不时重复下去,直到所需求的肽链长度为止。  关于长肽的多肽合成来说,普通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)开端。每衔接一次,接长一个氨基酸,后者则是用N维护肽同C维护肽缩合来得到两者长度相加的新的长肽链。  关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用团的氨基酸的肽来说,为了避免由于侧链功用团所带来的副反响,普通也需求用恰当的维护基将侧链基团暂时维护起来。

多肽合成最新技术有什么?

Liberty微波多肽合成仪是世界微波化学创始者——美国CEM公司开发的用于多肽合成的最新仪器。它突破了困扰多肽合成领域多年的技术瓶颈,使多肽合成的时间由过去以小时为单位计算的历史改写为以分钟为单位计算。 Liberty系统的超级性能主要取决于它的创新的专利的环形腔设计。Liberty运用单模环形微波腔使均匀的微波能量聚集到样品上,促使样品总是接受到最佳配比的微波能量而促进其反应。Liberty系统对反应过程中的每个步骤都完全可控。一个配套的光纤温度探头对样品温度进行实时的原位监控,帮助控制微波能量的输出,使样品在一个最佳的温度下利用微波能量,大大缩短反应时间,促使反应更快,产率更高,产物更纯。因为微波能量促使每个反应步骤都如此快速,所以产物的外消旋也基本上消失。 Liberty以其合成多肽卓越的耦合效率,极高的产率及产物纯度而荣膺2004年度R&D100大奖。它更被全球十大实验室之一的美国Brookhaven国家实验室选定为SARS研究的新工具。


多肽固相合成法的侧链保护

His是最容易发生消旋化的氨基酸,必须加以保护.对咪唑环的非π-N开始用苄基(Bzl)和甲基磺酰基(TOS)保护.但这两种保护基均不太理想.TOS对亲核试剂不稳定,Bzl需要用氢解或Na/NHs除去,并且产生很大程度消旋.Boc基团是一个较理想的保护基,降低了咪唑环的碱性,抑制了消旋,成功地进行了一些合成.但是当反复地用碱处理时,也表现出一定的不稳定性.哌啶羰基在碱中稳定,但是没能很好地抑制消旋,而且脱保护时要用很强的亲核试刘如.对咪唑环π-N保护,可以完全抑制消旋,π-N可以用苄氧甲基(Bom)和叔丁氧甲基(Bum)保护,(Bum)可以用TFA脱除,Bom更稳定些,需用催化氢解或强酸脱保护,Bum是目前很有发展前途的His侧链保护基,其不足之处在于Fmoc(His)Bum在DCM和DMF中的溶解度较差. Arg的胍基具有强亲核性和碱性,必须加以保护.理想的情况是三个氮都加以保护,实际上保护1或2个胍基氮原子.保护基分四类:(1)硝基(2)烷氧羰基(3)磺酰基(4)三苯甲基.硝基在制备、酰化裂解中产生很多副反应,应用不广.烷氧羰基应主要有Boc和二金刚烷氧羰基(Adoc)2、Fmoc(Arg)Boc的耦联反效率不高,哌啶理时不处稳定,会发生副反应;Adoc保护了两个非π-N,但有同样的副反应发生.对磺酰基保护,其中TOS应用最广,但它较难脱除.近年来2,3,6-三甲基-4-甲氧苯横酰基(Mtr)较受欢迎,在TFA作用下,30分钟即可脱除,但是它们都不能完全抑制侧链的酰化发生.三苯甲基保护基可用TFA脱除.缺点是反应较慢,侧链仍有酰化反应,且其在DCM、DMF中溶解度不好. 固相中的接肽反应原理与液相中基本一致.将两个相应的氨基被保护的及羧基被保护的氨基酸放在溶液内,并不形成肽键.要形成酰胺键,经常用的手段是将羧基活化,其方法是将它变成混合酸酐,或者将它变为活泼酯、酰氯,或者用强的失去剂(碳二亚胺)也可形成酰胺键。碳二亚胺是常用的活化试剂,其中Dcc使用范围最广,其缺点是形成了不溶于DCM的DCH,过滤时又难于除尽.其他一些如二异丙基碳二亚胺(DCI)、甲基叔丁基碳二亚胺也用于固相合成中,它们形成的脲溶于DCM中,经洗涤可以除去.其他活化试剂,还有Bop(Bop-C1)、氯甲酸异丙酯、氯甲酸异丁酯、SOC12等.其中Dcc、Bop活化形成对称酸酐、SOC12形成酰氯,其余三种形成不对称酸酐。 '[)V#e'{8E2c 活化酯法在固相合成中应用最为广泛.采用过的试剂也很多,近来最常用的有HOBt酯、ODhbt酯、OTDO酯等.HOBt酯反应快,消旋少,用碳二亚胺很容易制得;ODhbt酯很稳定,容易进行分离纯化,与HOBt酯具有类似的反应性和消旋性能,它还有一个优越之处,在酰化时有亮黄色、耦联结束时颜色消失,有利于监测反应;OTDO酯与ODhbt酯类似,消旋化极低,易分离,酰化时伴有颜色从桔红色到黄色的变化等. b1Z7n+k:E5w3n2E2l7\ 将碳二亚胺和α-N保护氨基酸直接加到树脂中进行反应叫做原位法.。用DIC代替Dcc效果更好.其他的活化试剂还有Bop和Bop-C1等.原位法反应快、副反应少、易操作.其中DIC最有效,其次是Bop、Bop-C1等.遗憾的是Bop酰化时生成致癌的六甲基磷酰胺,限制了其应用. Fmoc法裂解和脱侧链保护基时可采用弱酸.TFA为应用最广泛的弱酸试剂,它可以脱除t-Bu、Boc、Adoc、Mtr等;条件温和、副反应较少.不足之处:Arg侧链的Mtr很难脱除,TFA用量较大;无法除掉Cys的t-Bu等基因.也有采用强酸脱保护的方法:如用HF来脱除一些对弱酸稳定的保护基,如Asp、Glu、Ser、Thr的Bzl(苄基)保护基等,但是当脱除Asp的吸电子保护基时,会引起环化副反应.而TMSBr和TMSOTf在有苯甲硫醚存在时,脱保护速度很快.此外,根据条件不同,碱、光解、氟离子和氢解等脱保护方法也有应用.固相合成法对于肽合成的显著的优点:简化并加速了多步骤的合成;因反应在一简单反应器皿中便可进行,可避免因手工操作和物料重复转移而产生的损失;固相载体共价相联的肽链处于适宜的物理状态,可通过快速的抽滤、洗涤未完成中间的纯化,避免了液相肽合成中冗长的重结晶或分柱步骤,可避免中间体分离纯化时大量的损失;使用过量反应物,迫使个别反应完全,以便最终产物得到高产率;增加溶剂化,减少中间的产物聚焦;固相载体上肽链和轻度交联的聚合链紧密相混,彼此产生一种相互的溶剂效应,这对肽自聚集热力学不利而对反应适宜。固相合成的主要存在问题是固相载体上中间体杂肽无法分离,这样造成最终产物的纯度不如液相合成物,必需通过可靠的分离手段纯化。

多肽固相合成法的活化基团

多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程,固相合成顺序一般从C端(羧基端)向N端(氨基端)合成。固相合成法,大大的减轻了每步产品提纯的难度。为了防止副反应的发生,参加反应的氨基酸的侧链都是保护的。羧基端是游离的,并且在反应之前必须活化。固相合成方法有两种,即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多优势,现在大多采用Fmoc法合成具体合成由下列几个循环组成:

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