進入21世shi紀ji,隨sui著zhe蛋dan白bai質zhi組zu學xue的de研yan究jiu深shen入ru,對dui於yu多duo肽tai化hua學xue的de要yao求qiu不bu僅jin僅jin是shi合he成cheng方fang法fa,而er更geng多duo的de集ji中zhong在zai多duo肽tai標biao記ji與yu修xiu飾shi方fang法fa,以yi及ji蛋dan白bai結jie構gou與yu功gong能neng模mo擬ni多duo肽tai的de合he成cheng以yi及ji長chang肽tai或huo蛋dan白bai合he成cheng。
- 多肽化學合成的基本介紹
多肽化學合成方法,包括液相和固相兩種方法。液相合成方法現在主要采用BOC和Z兩(liang)種(zhong)保(bao)護(hu)方(fang)法(fa),現(xian)在(zai)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)在(zai)短(duan)肽(tai)合(he)成(cheng),如(ru)阿(e)斯(si)巴(ba)甜(tian),力(li)肽(tai),催(cui)產(chan)素(su)等(deng),其(qi)相(xiang)對(dui)與(yu)固(gu)相(xiang)合(he)成(cheng),具(ju)有(you)保(bao)護(hu)基(ji)選(xuan)擇(ze)多(duo),成(cheng)本(ben)低(di)廉(lian),合(he)成(cheng)規(gui)模(mo)容(rong)易(yi)放(fang)大(da)的(de)許(xu)多(duo)優(you)點(dian)。與(yu)固(gu)相(xiang)合(he)成(cheng)比(bi)較(jiao),液(ye)相(xiang)合(he)成(cheng)主(zhu)要(yao)缺(que)點(dian)是(shi),合(he)成(cheng)範(fan)圍(wei)小(xiao),一(yi)般(ban)都(dou)集(ji)中(zhong)在(zai)10個氨基酸以內的多肽合成,還有合成中需要對中間體進行提純,時間長,工作量大。固相合成方法現在主要采用FMOC和BOC兩種方法,它具有合成方便,迅速,容易實現自動化,而且可以比較容易的合成到30個氨基酸左右多肽。
1.1.氨基酸保護基
20種常見氨基酸,根據側鏈可以分為幾類:脂肪族氨基酸(Ala,Gly,Val,Leu,Ile,),芳香族氨基酸(Phe,Tyr,Trp,His),酰胺或羧基側鏈氨基酸(Asp,Glu,Asn,Gln),堿性側鏈氨基酸(Lys,Arg),含硫氨基酸(Cys,Met),含醇氨基酸(Ser,Thr),亞氨型基酸(Pro)。多肽化學合成中氨基酸的保護非常關鍵,直接決定了合成能夠成功的關鍵。因為常見的20中(zhong)氨(an)基(ji)酸(suan)中(zhong)有(you)很(hen)多(duo)都(dou)是(shi)帶(dai)有(you)活(huo)性(xing)側(ce)鏈(lian)的(de),需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)保(bao)護(hu),一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu),這(zhe)些(xie)保(bao)護(hu)基(ji)在(zai)合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)中(zhong)穩(wen)定(ding),無(wu)副(fu)反(fan)應(ying),合(he)成(cheng)結(jie)束(shu)後(hou)可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)定(ding)量(liang)的(de)脫(tuo)除(chu)。合(he)成(cheng)中(zhong)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)保(bao)護(hu)的(de)氨(an)基(ji)酸(suan)包(bao)括(kuo):Cys,Asp,Glu,His,Lys,Asn,Gln,Arg,Ser,Thr,Trp,Tyr。需要進行保護的基團:羥基,羧基,巰基,氨基,酰胺基,胍基,吲哚,咪唑等。其中Trp也可以不保護,因為吲哚性質比較穩定。當然在特殊的情況下,有些氨基酸也可以不保護,象,Asn,Gln ,Thr,Tyr。
表1 常見3種氨基脫除條件
| TFA | HBr/TFA | H2/Pd-C | Piperidine/DMF | |
| Boc | y | y | n | n |
| Z | n | y | y | n |
| Fmoc | n | y | n | y |

圖1 常見3種氨基保護基結構
anjisuancelianbaohujituanfeichangduo,tongyigecelianyouduozhongbutongdebaohuji,keyizaibutongdetiaojianxiaxuanzexingdetuochu,zhedianzaihuantaiyijiduotaixiushishangjuyouhenzhongyaodeyiyi。erqiecelianbaohujihexuanzedehechengfangfayoumiqiedeguanxi,yexiangheguxiangbuyiyang,guxiangzhongBOC和FMOC策略也不一樣,從某種意義上看,多肽化學就是氨基酸保護基的靈活運用與搭配。關於側鏈保護基的使用,請參考王德心的《固相有機合成——原理及應用指南》第四章,我們這裏主要介紹Cys,Lys,Asp的幾種保護基及其脫除方法。Cys最常見的保護基有三種,Trt,Acm,Mob,這三個保護基可以完成多對二硫鍵多肽的合成。Lys最常見的保護基有:Boc,Fmoc,Trt,Dde,Allyl,這對於固相合成環肽提供了很多正交的保護策略。Asp最常見的保護基有:Otbu,OBzl,OMe,OAll,OFm,同樣也提供了多種正交的保護策略。
表2 巰基常見保護基
簡稱 |
結構 | 脫除條件 |
| Trt | ![]() |
TFA,HCl/HOAc,I2/MeOH |
| Acm | ![]() |
I2/MeOH,Hg2+ |
| Mob | ![]() |
HF,TFMSA,Hg2+ |
表3 氨基常見保護基
簡稱 |
結構 | 脫除條件 |
| Trt | ![]() |
TFA,HOAc,HCOOH |
| Boc | ![]() |
HCl/HOAc,TFA/DCM |
| Fmoc | ![]() |
Pip/DMF,NaOH/MeOH |
| Dde | ![]() |
H2NNH2/DMF |
| Allyl | ![]() |
Pd(Ph3P)4,嗎啉/THF |
表3 羧基常見保護基
簡稱 |
結構 | 脫除條件 |
| Otbu | ![]() |
TFA,HOAc,HCOOH |
| OBzl | H2/Pd,HF,TFMSA | |
| OMe | NaOH/MeOH | |
| OAll | ![]() |
Pd(Ph3P)4,嗎啉/THF |
| OFm | ![]() |
Pip/DMF,DBU/DMF |
1.2.多肽縮合試劑
muqianduotaihechengzhong,zhuyaocaiyongsuojihuohuafangfalaiwanchengjietaifanying,zuizaoshiyongdeshijianganjisuanhuohuaweixianlv,diedan,duichengsuanganyijihunhesuangandefangfa,danshiyouyuzhexietiaojianxia,cunzaianjisuanxiaoxuan,yijifanyingshijiweixianyijizhibeibijiaofuza,zhujianbeihoulaidesuoheshijiqudai,anzhaoqijiegoukeyifenweiliangzhong:縮合試劑主要有:碳二亞胺型,鎓鹽型(Uronium)。
1.2.1.碳二亞胺型
主要包括:DCC,DIC,EDC.HCl等。采用DCC進行反應,由於反應中生成的DCU,在DMF中zhong溶rong解jie度du很hen小xiao,產chan生sheng白bai色se沉chen澱dian,所suo以yi一yi般ban不bu用yong在zai固gu相xiang合he成cheng中zhong,但dan是shi由you於yu其qi價jia格ge便bian宜yi,在zai液ye相xiang合he成cheng中zhong,可ke以yi通tong過guo過guo濾lv除chu去qu,應ying用yong仍reng然ran相xiang當dang廣guang泛fan。EDC.HClyinweiqishuirongjiexingdetedian,zaiduotaiyudanbaidelianjiezhongshiyongbijiaoduo,erqieyexiangdangchenggong。danshigaileixingdesuoheshijideyigezuidadequedian,jiushiruguodandushiyong,huiyoubijiaoduodefufanying,danshiyanjiubiaomingruguozaihuohuaguochengzhongtianjiaHOBt,HOAt等試劑,可以將其副反應控製在很低的範圍。其反應機理如下:

圖2 DIC活化反應機理
1.2.2.鎓鹽型
鎓鹽型縮合試劑反應活性高,速度快,現在使用非常廣泛,主要包括:HBTU,TBTU,HATU,PyBOP等。該試劑使用過程中需要添加有機堿,如,二異丙基乙胺(DIEA),N-甲基嗎啉(NMM),該試劑加入後,才能活化氨基酸。其反應機理如下:

圖3 TBTU活化反應機理
1.3.多肽合成方法比較
1.3.1.液相多肽合成(solution phase synthesis)
液ye相xiang多duo肽tai合he成cheng現xian在zai仍reng然ran廣guang泛fan的de使shi用yong,在zai合he成cheng短duan肽tai和he多duo肽tai片pian段duan上shang具ju有you合he成cheng規gui模mo大da,合he成cheng成cheng本ben低di的de顯xian著zhu優you點dian,而er且qie由you於yu是shi在zai均jun相xiang中zhong進jin行xing反fan應ying,可ke以yi選xuan擇ze的de反fan應ying條tiao件jian更geng加jia豐feng富fu,象xiang一yi些xie催cui化hua氫qing化hua,堿jian性xing水shui解jie等deng條tiao件jian,都dou可ke以yi使shi用yong,這zhe在zai固gu相xiang中zhong,使shi用yong卻que由you於yu反fan應ying效xiao率lv低di,以yi及ji副fu反fan應ying等deng原yuan因yin,無wu法fa應ying用yong。液ye相xiang多duo肽tai合he成cheng中zhong主zhu要yao采cai用yongBOC和Z兩種反應策略。

圖4液相合成Glu-Trp
1.3.2.固相多肽合成

圖5 FMOC固相合成Glu-Trp
固相多肽合成現在使用的主要有兩種策略:BOC和FMOC兩種。BOC方法合成過程中,需要反複使用TFA脫BOC,而且在最後從樹脂上切割下來需要使用HF,由於HF必須使用專門的儀器進行操作,而且切割過程中容易產生副反應,因此現在使用受到實驗條件限製,使用也逐漸減少。FMOC方法反應條件溫和,在一般的實驗條件下就可以進行合成,因此,也得到了非常廣泛的應用。
1.3.2.1.固相合成中常用樹脂
固相合成中樹脂,一般都是聚苯乙烯-二乙烯苯材料,大小在75-150μm,交聯度在1-2%之間,現在使用的大多是1%,因為這種交聯度下,樹脂在DMF,DCMzhongjuyouhenhaoderongzhangxingneng,litishangshiyigekongjianwangzhuangjiegou,fanyingwufenzikeyizaishuzhineibuziyouyidong。shuzhizhongzuiguanjiandebufenshilianjieshoubi,tayiduanlianjiezaishuzhishang,yiduanzuoweifanyingweidian。muqianguangfanshiyongdeshuzhiyou:PAM,MBHA,Wang,2-Cl-Trt,Rink-Amide-MBHA等。其中PAM,MBHA是用在BOC策略中,因為其對酸非常穩定,需要在HF,TFMSA等強酸條件下才能夠切割下來。

圖6 固相合成常用樹脂
1.3.2.2.茚三酮檢測
固相多肽合成中,主要是通過檢測樹脂上遊離氨基來判斷連接效率,檢測方法稱為Kaiser方法,其檢測結果,如果有遊離氨基的時候,顯示蘭色,或紅褐色(pro,ser,His)。
Kaiser試劑包括:
A,6% 茚三酮的乙醇溶液
B,80% 苯酚的乙醇溶液
C,2% 0.001M KCN的吡啶溶液
配製中的吡啶需要經過茚三酮處理後,重蒸後再使用。檢測過程,取少量樹脂,加入A,B,C各2-3滴,100℃下加熱1-2min,如果溶液有蘭色,或樹脂出現蘭色,紅褐色,表明還有遊離氨基,否則說明連接完全。
還有其它檢測遊離氨基的方法:三硝基苯磺酸法,苦味酸法,溴芬蘭法等。

圖7 茚三酮檢測原理
1.3.2.3.固相合成切割方法
固相合成完成之後,必須選擇合適的切割試劑將多肽從樹脂上切割下來,然後經過冰乙醚沉澱,離心收集沉澱,經過HPLCfenlichunhua,lengdongganzaodedaozuihouchanpin。youyuxuanzedeshuzhibutong,anjisuanxuliebutong,zaiqiegeshihou,xuanzedeqiegefangfayebuwanquanxiangtong,yibandoushixuanzesuanxingtiaojianxiaqiegedetiaojian,duiyuPAM,MBHA樹脂,一般采用HF切割,切割過程中需要添加對甲苯酚,對巰基苯酚,苯甲醚等試劑。而對於Wang,Rink-Amide,Trt樹脂,一般采用TFA切qie割ge,切qie割ge過guo程cheng中zhong加jia入ru,乙yi二er硫liu醇chun,苯ben甲jia硫liu醚mi,水shui,三san異yi丙bing基ji矽gui烷wan,苯ben酚fen等deng。這zhe些xie添tian加jia試shi劑ji主zhu要yao作zuo為wei碳tan正zheng離li子zi俘fu獲huo試shi劑ji使shi用yong,目mu的de是shi俘fu獲huo切qie割ge反fan應ying過guo程cheng中zhong生sheng成cheng的de碳tan正zheng離li子zi,減jian少shao這zhe些xie碳tan正zheng離li子zi對dui部bu分fen氨an基ji酸suan側ce鏈lian的de進jin攻gong導dao致zhi的de副fu反fan應ying,比bi較jiao容rong易yi產chan生sheng副fu反fan應ying的de氨an基ji酸suan有you:Trp,Tyr。切割試劑用量一般10-15ml/g樹脂。常用的切割配比:HF/p-cresol/p-thiocresol(90/5/5),TFA/TIS/EDT/H2O(94/1/2.5/2.5),反應一般是在室溫條件下2h-4h。
1.3.3.多肽合成中主要問題
1.3.3.1.消旋及其反應機理
多肽合成過程中,部分氨基酸在活化的過程中會導致不同程度的消旋,特別容易消旋的氨基酸有:Cys,His,Phe,當dang然ran這zhe些xie消xiao旋xuan化hua還hai和he溶rong劑ji,溫wen度du以yi及ji合he成cheng中zhong的de有you機ji堿jian等deng因yin素su有you關guan。對dui於yu這zhe些xie氨an基ji酸suan,可ke以yi通tong過guo采cai用yong高gao效xiao縮suo合he試shi劑ji,減jian少shao反fan應ying時shi間jian,可ke以yi減jian少shao消xiao旋xuan的de比bi例li,一yi般ban條tiao件jian選xuan擇ze適shi當dang,消xiao旋xuan化hua都dou可ke以yi控kong製zhi在zai5%以內。消旋反應機理如下:

圖8 消旋反應機理
1.3.3.2.二酮呱嗪(DKP)反應
DKP副反應出現在FMOC-Wang樹脂合成過程中,主要出現在第一個氨基酸為Pro的時候,當第二個氨基酸脫FMOC的時候,α-氨基被遊離出來之後,立即對Wang樹脂的苄酯鍵進行分子內胺解,生成六元環二酮呱嗪衍生物,同時從Wang樹脂上釋放出來,導致反應終止。該反應非常迅速,文獻報道采用50%Pip/DMF,脫1min,4min的條件,但是我們實驗證明在多數情況下,即使是1min左右反應就超過了20%。因此一般在末端第一個氨基酸為Pro的時候,建議采用2-Cl-Trt樹脂合成,由於該樹脂巨大的空間阻力,可以完全消除該副反應。這個副反應在BOC策略合成過程中,卻可以完全避免,因為BOC在使用TFA脫除後,使氨基以TFA鹽的形式存在,從而失去了親核性,不能進攻苄酯鍵。

圖9 DKP反應機理
1.3.3.3.困難序列多肽合成
固gu相xiang多duo肽tai合he成cheng中zhong也ye經jing常chang遇yu到dao多duo肽tai合he成cheng失shi敗bai或huo合he成cheng效xiao率lv很hen低di的de問wen題ti,這zhe裏li麵mian的de主zhu要yao原yuan因yin是shi由you於yu多duo肽tai序xu列lie引yin起qi的de,因yin為wei有you些xie多duo肽tai序xu列lie在zai樹shu脂zhi上shang形xing成chengβ-折疊,改變了樹脂的溶脹性能,還有可能將反應的活性位點埋藏在樹脂裏麵,這樣使得反應很難進行,目前報道使用的主要方法有:
- 使用混合溶劑,DMSO/DMF,6N 胍啶/DMF溶液
- 提高反應溫度,或采用微波方法
- 使用高離液鹽,LiCl,NaClO4等。
- 使用溶脹性能更好的PEG-PS樹脂,同時減少樹脂擔載量(0.05-0.2mmol/g)
1.4.合成多肽分析鑒定方法
多肽的分析鑒定方法有多肽一級結構,二級結構鑒定,多肽一級結構包括:質譜分析,氨基酸組成分析,氨基酸序列分析。二級結構包括:圓二色譜(CD),NMR,X-衍射等方法。
1.4.1.純度分析
多肽的純度分析,一般都采用HPLC進行分析,選擇RP-C18,粒徑5μm,孔徑300A,4.6×150mm,流動相:A,0.1% TFA/H2O;B,0.1% TFA/ACN,洗脫梯度,5%B--65%B,時間30min。也有些多肽,特別是短肽,由於親水性強,在C18上保留很弱,需要改變條件,這裏主要有兩種方法:一個改變分析梯度,可以將起始梯度改為2%,等度或小梯度洗脫;另外一個方法是在流動相中加入強離子對試劑,如七氟丁酸,十八烷基磺酸鈉等。
1.4.2.一級結構分析
1.4.2.1.質譜分析
質譜分析的目的主要是確證分子量,當然采用MS/MS可ke以yi部bu分fen的de了le解jie多duo肽tai序xu列lie的de信xin息xi,但dan是shi這zhe個ge需xu要yao比bi較jiao全quan的de數shu據ju庫ku作zuo為wei基ji礎chu,分fen析xi才cai能neng比bi較jiao準zhun確que。由you於yu多duo肽tai性xing質zhi不bu穩wen定ding,需xu要yao采cai用yong軟ruan電dian離li技ji術shu,目mu前qian多duo肽tai分fen析xi主zhu要yao使shi用yong了le電dian噴pen霧wu(ESI-MS),基質輔助激光解吸(MALDI-MS)。其中ESI-MS通常會給出多電荷峰,電荷數目和多肽序列上氨基,胍基,咪唑基的數目有關,因此,經常給出了雙電荷,三電荷等離子峰。MALDI-MS可(ke)以(yi)分(fen)析(xi)蛋(dan)白(bai)大(da)分(fen)子(zi),而(er)且(qie)通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)很(hen)少(shao)帶(dai)多(duo)電(dian)荷(he),因(yin)此(ci)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)對(dui)應(ying)了(le)分(fen)子(zi)離(li)子(zi)峰(feng),容(rong)易(yi)分(fen)析(xi)。此(ci)外(wai),通(tong)常(chang)在(zai)分(fen)析(xi)長(chang)肽(tai)或(huo)蛋(dan)白(bai)過(guo)程(cheng)中(zhong),需(xu)要(yao)添(tian)加(jia)NH4,Na,K等離子,提高靈敏度,所以一般在MS中出現一組峰,分別對應:(M+H)+,(M+NH4)+,(M+Na)+,(M+K)+。
1.4.2.2.氨基酸組成分析
anjisuanzuchengfenxiyibanxuyaochanpindechundujiaogao,takeyigeichuduotaizhonganjisuandezhonglei,shumu。fenxiguochengshouxiantongguosuanshuijiepohuaitaijian,dianxingsuanshuijiedetiaojianshi:真空條件下,110℃,用6M鹽酸水解16至72xiaoshi。suanshuijiesuiranhenyouyong,dansuanshuijietiaojianxiabunenghuodewanzhengdeanjisuanfenxi,yinweitiandongxiananheguanxianandecelianhanyouxiananjian,yongyuqieduandanbaizhitaijiandesuanyekeyijiangtiandongxiananzhuanhuanweitiandongansuan,guanxiananzhuanhuanweiguansuan。youyushuijiewendubijiaogao,seansuandeyinduohuanrongyibeikongqiyanghua,jishizaimifengdeguanzhong,seansuandeyinduohuanyejihudoubeipohuaile。yincidanbaizhideseansuanhanliangwangwangshitongguotadeziwaixishouguangpugujide,yekeyitongguojianshuijiefenxiseansuandehanliang。banguangansuanzaisuanshuijiezhongyebunengjingqueceding,yaojingqueceliangxuyaozaidanbaizhishuijiezhiqianjinxingyanghuahuosuojiajihua,xingchengdeyanshengwuzaisuanshuijiezhihoucainengdingliang。
1.4.2.3.氨基酸序列分析
氨基酸序列分析的基本原理是Edman降解,主要涉及耦聯、水解、萃取和轉換等4個過程。首先使用苯異硫氰酸酯(PITC)在pH9.0的堿性條件下對蛋白質或多肽進行處理,PITC與肽鏈的N-端的氨基酸殘基反應,形成苯氨基硫甲酰(PTC)衍生物,即PTC-肽。然後PTC-肽用三氟乙酸處理,N-端氨基酸殘基肽鍵被有選擇地切斷,釋放出該氨基酸殘基的噻唑啉酮苯胺衍生物。接下來將該衍生物用有機溶劑(例如氯丁烷)從反應液中萃取出來,而去掉了一個N-端氨基酸殘基的肽仍留在溶液中。萃取出來的噻唑啉酮苯胺衍生物不穩定,經酸作用,再進一步環化,形成一個穩定的苯乙內酰硫脲(PTH)衍生物,即PTH-氨基酸。留在溶液中的減少了一個氨基酸殘基的肽再重複進行上述反應過程,整個測序過程現在都是通過測序儀自動進行。
1.4.3.二級結構分析
1.4.3.1.圓二色譜(CD)
圓二色譜是一種特殊的吸收譜,它通過測量蛋白質等生物大分子的圓二色光譜,從而得到生物大分子的二級結構,簡單、快捷,廣泛應用在蛋白質折疊,蛋白質構象研究,酶動力學等領域。圓二色譜紫外區段(190-240nm),主要生色團是肽鏈,這一波長範圍的CD譜包含了生物大分子主鏈構象的信息。α-螺旋構象的CD譜在222nm、208nm處呈負峰,在190nm附近有一正峰。β-折疊構象的CD譜,在217-218nm處有一負峰,在195-198nm處有一強的正峰。無規則卷曲構象的CD譜在198nm附近有一負峰,在220nm附近有一小而寬的正峰。
1.4.3.2.核磁共振(NMR)
隨著二維、三維以及四維NMR的應用,分子生物學、計算機處理技術的發展,使NMR逐漸成為大分子結構物質分析的主要方法之一。NMR可用於確定氨基酸序列、分布以及構象。目前,NMR在分析分子中含少於30個氨基酸的小肽時是非常有用的,分析結果快速準確。
1.4.3.3.X-衍射
X-衍射可獲得有關化合物晶型的直接信息,而且可以判斷相對與絕對構型。
- 多肽標記及修飾
目前多肽標記及修飾的內容非常多,廣泛應用在多肽藥物,多肽生物學,多肽抗體以及多肽試劑的研究中。目前應用廣泛的有:非放射性核素標記(C13,H2),熒光標記(FAM,FITC),生物素標記,磷酸化修飾等。
2.1.非放射性核素標記
目前在非放射性核素標記中,使用廣泛的仍然是C13,H2,因(yin)為(wei)其(qi)使(shi)用(yong)安(an)全(quan),放(fang)射(she)性(xing)小(xiao)。現(xian)在(zai)有(you)比(bi)較(jiao)完(wan)全(quan)的(de)非(fei)放(fang)射(she)性(xing)標(biao)記(ji)的(de)氨(an)基(ji)酸(suan),可(ke)以(yi)按(an)照(zhao)正(zheng)常(chang)的(de)多(duo)肽(tai)合(he)成(cheng)方(fang)法(fa)將(jiang)標(biao)記(ji)好(hao)的(de)氨(an)基(ji)酸(suan)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)到(dao)多(duo)肽(tai)上(shang)。
2.2.熒光標記
熒ying光guang標biao記ji由you於yu沒mei有you放fang射she性xing,實shi驗yan操cao作zuo簡jian單dan。因yin此ci,目mu前qian在zai生sheng物wu學xue研yan究jiu中zhong熒ying光guang標biao記ji應ying用yong非fei常chang廣guang泛fan,熒ying光guang標biao記ji方fang法fa與yu熒ying光guang試shi劑ji的de結jie構gou有you關guan係xi,對dui於yu有you遊you離li羧suo基ji的de采cai用yong的de方fang法fa與yu接jie肽tai反fan應ying相xiang同tong,也ye采cai用yongHBTU/HOBt/DIEA方法連接。但是對於FITC標記,需要在連接FITC前,增加一個氨基己酸,避免在切割的過程中被TFA切割掉。
2.3.生物素標記
生物素-親合素係統 (biotin-avidin system,BAS),是70年(nian)代(dai)後(hou)期(qi)應(ying)用(yong)於(yu)免(mian)疫(yi)學(xue),並(bing)得(de)到(dao)迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)生(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)放(fang)大(da)係(xi)統(tong)。由(you)於(yu)它(ta)具(ju)有(you)生(sheng)物(wu)素(su)與(yu)親(qin)合(he)素(su)之(zhi)間(jian)高(gao)度(du)親(qin)和(he)力(li)及(ji)多(duo)級(ji)放(fang)大(da)效(xiao)應(ying),並(bing)與(yu)熒(ying)光(guang)素(su)、酶、同位素等免疫標記技術有機地結合,使各種示蹤免疫分析的特異性和靈敏度進一步提高。主要有用於標記多肽氨基的生物素N-羥基丁二酰亞胺酯(BNHS)和生物素對硝基酚酯(pBNP),其中以BNHS最常用,當然,也可以直接使用生物素也可以標記,因為其結構上有個遊離的羧基,采用HBTU/HOBt/DIEA方法縮合,由於生物素的溶解度低,使用DMSO/DMF的混合溶劑增加溶解度。
2.4.磷酸肽合成
磷酸肽在生命過程中發揮重要作用,磷酸化的位置在多肽上的Ser,Thr,Tyr。目前磷酸肽合成一般都采用磷酸化氨基酸,目前使用的都是單苄基磷酸化氨基酸,Tyr也可以直接使用磷酸化氨基酸。磷酸化氨基酸的連接一般采用HBTU/HOBt/DIEA方(fang)法(fa),但(dan)是(shi)目(mu)前(qian)采(cai)用(yong)該(gai)方(fang)法(fa)合(he)成(cheng)磷(lin)酸(suan)化(hua)也(ye)有(you)缺(que)點(dian),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)合(he)成(cheng)多(duo)磷(lin)酸(suan)化(hua)多(duo)肽(tai)或(huo)長(chang)肽(tai)的(de)時(shi)候(hou),連(lian)接(jie)效(xiao)率(lv)低(di),最(zui)後(hou)產(chan)品(pin)純(chun)度(du)很(hen)低(di),對(dui)於(yu)這(zhe)種(zhong)磷(lin)酸(suan)化(hua)多(duo)肽(tai),我(wo)們(men)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)後(hou)磷(lin)酸(suan)化(hua)方(fang)法(fa),其(qi)合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)就(jiu)是(shi)在(zai)多(duo)肽(tai)合(he)成(cheng)結(jie)束(shu)後(hou),選(xuan)擇(ze)性(xing)脫(tuo)去(qu)要(yao)標(biao)記(ji)的(de)氨(an)基(ji)酸(suan)的(de)側(ce)鏈(lian)保(bao)護(hu)基(ji),對(dui)於(yu)Tyr,Thr可以直接使用側鏈不保護的氨基酸進行反應,而Ser可以采用Fmoc-Ser(trt),在1% TFA/DCMtiaojianxiakeyidingliangdetuochu。houlinsuanhua,caiyongshuangbianjiyalinxianan,sidanzuoshengchengyalinxianansizuohuoxingzhongjianti,lianjiedaoqiangjishang,suihouzaiguoyangsuanxiayanghuashengchenglinxianji,wanchengfanying。
- 蛋白結構與功能模擬多肽
多duo肽tai在zai與yu蛋dan白bai受shou體ti結jie合he發fa揮hui功gong能neng的de時shi候hou,總zong是shi先xian折zhe疊die出chu某mou些xie特te殊shu的de結jie構gou,多duo肽tai類lei似si物wu合he成cheng主zhu要yao是shi為wei了le模mo擬ni這zhe些xie結jie構gou,保bao持chi或huo提ti高gao生sheng物wu活huo性xing,同tong時shi也ye為wei了le改gai變bian多duo肽tai的de穩wen定ding性xing,提ti高gao其qi抗kang酶mei解jie能neng力li。
3.1.α-螺旋多肽
α-螺旋是蛋白結構中最為普通的一種,但是一般多肽在溶液中大多是無規卷曲的,目前使用最多的方法是多肽保持α-螺旋結構就是在多肽表麵通過共價鍵將處在α-螺旋結構的兩個氨基酸連接起來,選擇的位點(i,i+4或i,i+7),選擇的化學鍵包括:二硫鍵,硫醚鍵,酰胺鍵,烯烴鍵(RCM)等方法。
3.1.1.二硫鍵
二硫鍵廣泛存在與蛋白結構中,對穩定蛋白結構具有非常重要的意義,二硫鍵一般是通過序列中的2個Cys的巰基,經氧化形成。形成二硫鍵的方法很多:空氣氧化法,DMSO氧化法,過氧化氫氧化法等。二硫鍵的合成過程,可以通過Ellman檢測以及HPLC檢測方法對其反應進程進行監測。
3.1.2.硫醚鍵
硫醚鍵的形成可以通過序列中的Lys,將溴乙酸連接到Lys的側鏈氨基上,利用其和巰基的特異性反應,反應在緩衝溶液中進行,迅速高效。
3.1.3.酰胺鍵
多肽的內酰胺環肽的合成一般是利用Lys,Asp(Glu)的選擇性保護,在固相上直接環化。BOC策略中可以采用BOC-Lys(Fmoc),BOC-Asp(OFm),FMOC策略中可以采用FMOC-Lys(Aloc),FMOC-Asp(Allyl)。對於首尾環肽,還可以先合成保護的多肽,然後在液相中環化生成目標多肽。
3.1.4.烯烴鍵(RCM)
RCM反應是一個過渡金屬催化反應,其反應中使用催化劑:(Cy3P)2Cl2Ru=CHPh,可以催化烯烴環化,過程中脫去一分子乙烯。

圖10 固相RCM反應
該反應也可以在固相樹脂上直接環化,反應條件:15-25% (Cy3P)2Cl2Ru=CHPh DCM,60-80℃,24-48h。
3.2.TASP(template-assembled synthetic peptide)多肽
瑞士Basel大學的化學家首次提出TASP的概念,他們利用具有“發夾”結構的肽鏈作為模板,然後將具有α-螺旋結構的多肽直接連接到模板上,模擬蛋白質的高級結構。
3.3.長肽或蛋白合成
3.3.1.FMOC-tbu片段縮合方法
FMOC-tbu片(pian)段(duan)縮(suo)合(he)方(fang)法(fa)在(zai)合(he)成(cheng)長(chang)肽(tai)以(yi)及(ji)蛋(dan)白(bai)上(shang)麵(mian)運(yun)用(yong)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan),其(qi)合(he)成(cheng)過(guo)程(cheng)首(shou)先(xian)是(shi)合(he)成(cheng)保(bao)護(hu)性(xing)肽(tai)片(pian)段(duan),經(jing)過(guo)純(chun)化(hua)後(hou),將(jiang)幾(ji)個(ge)片(pian)段(duan)在(zai)液(ye)相(xiang)或(huo)固(gu)相(xiang)上(shang)組(zu)裝(zhuang)起(qi)來(lai)。使(shi)用(yong)本(ben)方(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)注(zhu)意(yi)幾(ji)個(ge)方(fang)麵(mian):片段的選擇,片段的合成與純化,片段縮合方法。片段選擇要考慮到片段連接反應時間長,容易導致消旋,故片段的C末端最好選擇Gly,Pro。合成的片段一般需要經過C4,C8等(deng)純(chun)化(hua),對(dui)於(yu)溶(rong)解(jie)性(xing)很(hen)差(cha)的(de)多(duo)肽(tai),可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)矽(gui)膠(jiao)柱(zhu)層(ceng)析(xi)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)純(chun)化(hua)。由(you)於(yu)片(pian)段(duan)的(de)分(fen)子(zi)大(da),在(zai)樹(shu)脂(zhi)內(nei)移(yi)動(dong)速(su)度(du)慢(man),故(gu)反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)一(yi)般(ban)都(dou)很(hen)長(chang),而(er)且(qie)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)中(zhong)與(yu)片(pian)段(duan)濃(nong)度(du)關(guan)係(xi)很(hen)大(da),溶(rong)解(jie)的(de)時(shi)候(hou),盡(jin)量(liang)提(ti)高(gao)片(pian)段(duan)的(de)濃(nong)度(du)。對(dui)多(duo)種(zhong)條(tiao)件(jian)的(de)選(xuan)擇(ze),發(fa)現(xian)采(cai)用(yong)DMF為溶劑,DIC/HOBt的方法縮合效率最高,消旋也最小。

圖11 FMOC-tbu片段縮合示意圖
3.3.2.自然化學連接(Native Chemical Ligation)
自(zi)然(ran)化(hua)學(xue)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)的(de)優(you)點(dian)是(shi)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)完(wan)全(quan)脫(tuo)保(bao)護(hu)的(de)多(duo)肽(tai),因(yin)此(ci)不(bu)存(cun)在(zai)溶(rong)解(jie)性(xing)問(wen)題(ti),其(qi)反(fan)應(ying)也(ye)是(shi)在(zai)緩(huan)衝(chong)水(shui)溶(rong)液(ye)中(zhong)進(jin)行(xing),由(you)於(yu)其(qi)利(li)用(yong)的(de)是(shi)巰(qiu)基(ji)和(he)硫(liu)酯(zhi)的(de)特(te)異(yi)性(xing)反(fan)應(ying),再(zai)經(jing)過(guo)由(you)S到N的轉變完成肽鍵的合成。

圖13自然化學連接
總zong之zhi,今jin後hou多duo肽tai化hua學xue的de研yan究jiu,不bu僅jin是shi將jiang更geng多duo的de有you機ji化hua學xue合he成cheng新xin方fang法fa,新xin技ji術shu引yin入ru到dao多duo肽tai研yan究jiu當dang中zhong,而er且qie對dui蛋dan白bai的de結jie構gou以yi及ji功gong能neng模mo擬ni,開kai展zhan結jie構gou活huo性xing研yan究jiu(structure activity relationship)將是研究開發的熱點,因為這將為揭示蛋白的內在的生物活性本質提供大量實驗數據。
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