多肽合成詳細(xì)解說

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1、多肽合成詳細(xì)解說1．多肽化學(xué)合成概述：　1963年，R.B.Merrifield［1］創(chuàng)立了將氨基酸的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)的固相合成法，在固相法中，每步反應(yīng)后只需簡(jiǎn)單地洗滌樹脂，便可達(dá)到純化目的.克服了經(jīng)典液相合成法中的每一步產(chǎn)物都需純化的困難，為自動(dòng)化合成肽奠定了基礎(chǔ).為此，Merrifield獲得1984年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).　　今天，固相法得到了很大發(fā)展.除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基)之外，又發(fā)展了Fmoc固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基).以這兩種方法為基礎(chǔ)的各種肽自動(dòng)合成儀

2、也相繼出現(xiàn)和發(fā)展，并仍在不斷得到改造和完善.　　Merrifield所建立的Boc合成法［2］是采用TFA(三氟乙酸)可脫除的Boc為α-氨基保護(hù)基，側(cè)鏈保護(hù)采用芐醇類.合成時(shí)將一個(gè)Boc－氨基酸衍生物共價(jià)交聯(lián)到樹脂上，用TFA脫除Boc，用三乙胺中和游離的氨基末端，然后通過Dcc活化、耦聯(lián)下一個(gè)氨基酸，最終脫保護(hù)多采用HF法或TFMSA(三氟甲磺酸)法.用Boc法已成功地合成了許多生物大分子，如活性酶、生長(zhǎng)因子、人工蛋白等.多肽是涉及生物體內(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

3、。到現(xiàn)在，人們已發(fā)現(xiàn)和分離出一百多種存在于人體的肽，對(duì)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)與功能的關(guān)系；為多肽生物合成反應(yīng)機(jī)制提供重要信息；建立模型酶以及合成新的多肽藥物等?！《嚯牡幕瘜W(xué)合成技術(shù)無(wú)論是液相法還是固相法都已成熟。近幾十年來，固相法合成多肽更以其省時(shí)、省力、省料、便于計(jì)算機(jī)控制、便于普及推廣的突出優(yōu)勢(shì)而成為肽合成的常規(guī)方法并擴(kuò)展到核苷酸合成等其它有機(jī)物領(lǐng)域。本文概述了固相合成的基本原理、實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)其現(xiàn)狀進(jìn)行分析并

4、展望了今后的發(fā)展趨勢(shì)?！?963年Merrifield發(fā)展成功了固相多肽合成方法以來，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善，到今天固相法已成為多肽和蛋白質(zhì)合成中的一個(gè)常用技術(shù)，表現(xiàn)出了經(jīng)典液相合成法無(wú)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(zhǎng)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(zhǎng)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。其中α-氨基用BOC（叔丁氧羰基）保

5、護(hù)的稱為BOC固相合成法，α-氨基用FMOC（9-芴甲氧羰基）保護(hù)的稱為FMOC固相合成法，2．固相合成的基本原理　多肽合成是一個(gè)重復(fù)添加氨基酸的過程，固相合成順序一般從C端（羧基端）向N端（氨基端）合成。過去的多肽合成是在溶液中進(jìn)行的稱為液相合成法?，F(xiàn)在多采用固相合成法，從而大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，參加反應(yīng)的氨基酸的側(cè)鏈都是保護(hù)的。羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須活化。化學(xué)合成方法有兩種，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在大多采用Fmoc法合成，如圖：　　具體合成由下列幾個(gè)循環(huán)組成：　一、去保護(hù)：Fmo

6、c保護(hù)的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去除氨基的保護(hù)基團(tuán)?！　　《?、激活和交聯(lián)：下一個(gè)氨基酸的羧基被一種活化劑所活化?；罨膯误w與游離的氨基反應(yīng)交聯(lián)，形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅(qū)使反應(yīng)完成。循環(huán)：這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)直到合成完成?！∪⑾疵摵兔摫Ｗo(hù)：多肽從柱上洗脫下來，其保護(hù)基團(tuán)被一種脫保護(hù)劑（TFA）洗脫和脫保護(hù)。2.1樹脂的選擇及氨基酸的固定　　將固相合成與其他技術(shù)分開來的最主要的特征是固相載體，能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)），以使肽鏈連在這些位點(diǎn)上，并在以后除去；必須對(duì)合成過程中的物理

7、和化學(xué)條件穩(wěn)定；載體必須允許在不斷增長(zhǎng)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)，才能直接連上（第一個(gè)）氨基酸。根據(jù)所導(dǎo)入反應(yīng)基團(tuán)的不同，又把這些樹脂及樹脂衍生物分為氯甲基樹脂、羧基樹脂、氨基樹脂或酰肼型樹脂。BOC合成法通常選擇氯甲基樹脂，如Merrifield樹脂；FMOC合成法通常選擇羧基樹脂如王氏樹脂。氨

8、基酸的固定