固相多肽合成樹脂的特征和進(jìn)展

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1、固相多肽合成樹脂的特征和進(jìn)展　　摘要：討論了固相多肽合成（SPPS）的基本原理，以及固相多肽合成樹脂的特征和進(jìn)展；著重討論了聚苯乙烯-苯二乙烯樹脂的性質(zhì)?！　￡P(guān)鍵詞固相多肽合成（SPPS）樹脂　　前言自從1963年MERRIFIELD發(fā)展成功了固相多肽合成（SPPS）方法以來，經(jīng)過不斷的改進(jìn)和完善，到今天這個方法已成為多肽和蛋白質(zhì)合成中的一個常用技術(shù)，表現(xiàn)出了經(jīng)典液相合成法無法比擬的優(yōu)點?！　」滔嗪铣傻闹饕O(shè)計思想是[1]：先將所要合成肽鏈的羥未端氨基酸的羥基以共價鍵的結(jié)構(gòu)同一個不溶性的高分子樹脂*相

2、連，然后以此結(jié)合在固相載體*上氨基酸作為氨基組分經(jīng)過脫去氨基保護(hù)基，并同過量的活化羥基組分反應(yīng)接長肽鏈。重復(fù)（縮合—洗滌—去保護(hù)—中和和洗滌—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?！　⒐滔嗪铣膳c其它技術(shù)分開來的唯一特征是固相載體。Merrifield和Erickon提出了一種有用的載體必須滿足的普遍要求[2]：　　它必須包含反應(yīng)位點，以使肽鏈能連在這些位點上，并在以后除去；它還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

3、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。雖然這些要求的限度還不是很清楚。　　并不是所有的要求都很容易達(dá)到；而且這里還有一些矛盾。在一個被液體介質(zhì)自由滲透的輕度交聯(lián)的膠狀系統(tǒng)中，被縛肽鏈和溶解的試劑之間的不受阻礙的接觸似乎可以很容易達(dá)到。傳統(tǒng)的聚苯乙烯（PS）樹脂就是這種類型；另一方面，被縛肽鏈之間的相互作用可以在一個固體表面功能化的、剛性更強(qiáng)的系統(tǒng)中達(dá)到。曾研究過表面功能化的硅，

4、但它的容易可能很低。在這些極端之間有許多實用的或潛在的固相系統(tǒng)，對它們有各種描述：爆米花、巨孔、巨網(wǎng)和接枝共聚物。實際中發(fā)現(xiàn)簡單的凝膠狀樹脂具有最好的綜合性能[2]。　　用于多肽合成的高分子載體主要有三類[3]：交聯(lián)聚苯乙烯；聚酰胺；聚乙烯-乙二醇類樹脂。1、聚苯乙烯-苯二乙烯交聯(lián)樹脂1.1樹脂的選擇和性質(zhì)　　聚苯乙烯-苯二乙烯交聯(lián)樹脂是多肽合成中最早、最常用的固相載體，其結(jié)構(gòu)如圖1.1　　*樹脂是一種有機(jī)聚合物，作者認(rèn)為在反應(yīng)基團(tuán)（接頭）導(dǎo)入前的叫樹脂比較適合，如聚乙烯-苯二乙烯。聚丙烯酰胺；樹脂導(dǎo)

5、入接頭后則叫載體，但通常不用嚴(yán)格區(qū)分，可籠統(tǒng)使用。圖1.1　　它由小珠體構(gòu)成，直徑20-150μm。為了使載體具有較大的網(wǎng)格空間足以容納不斷增長的較長肽鏈而且便于反應(yīng)物進(jìn)入載體內(nèi)部，一般均采用1-2％交聯(lián)度的PS樹脂。但交聯(lián)度過低，則溶脹性過大，不易過濾，而且機(jī)械性能不好，易于破碎。有人采用了另外一類辦法。例如，①采用高達(dá)20％交聯(lián)度的PS樹脂。這種樹脂的內(nèi)部網(wǎng)格很小，類似于實心球。因此，肽鏈的接長反應(yīng)只能在樹脂表面上進(jìn)行。②以玻璃珠或聚乙烯醇（PVA）為內(nèi)核，聚合上一層低交聯(lián)或無交聯(lián)的PS。③用20

6、％交聯(lián)的PS珠體為核心，再在表面聚合上一層低交聯(lián)的PS制成表層樹脂或者在Kel-F上進(jìn)行幅照接技。但①和②的應(yīng)用較果并不理想。1.2反應(yīng)基團(tuán)的導(dǎo)入　　上面的聚合物是起支撐和載帶作用，并不能直接連上（第一個）氨基酸，必須要在苯環(huán)上導(dǎo)入反應(yīng)基團(tuán)（接頭）。最簡單而最常用的基團(tuán)是氯甲基。它可以通過一個傅氏反應(yīng)導(dǎo)入（式1.1）：（1.1）它能同N-保護(hù)氨基酸的羥基反應(yīng)形成芐酯的結(jié)構(gòu)而把起始氨基酸掛到樹脂上。反應(yīng)如式1.2。（1.2）　　由于氯甲基樹脂同N-保護(hù)氨基酸的羥基反應(yīng)的條件較為激烈，有的氨基酸，如His

7、和Met等，還可能發(fā)生烷基化等副反應(yīng)。因此，除一方面發(fā)展了反應(yīng)活性較高的溴甲基樹脂外，又發(fā)展了羥甲基樹脂（1-2）。它可以由（1-1）通過式1.3反應(yīng)來制備。（1.3）但是，由于用于氯甲基化的氯甲基乙醚有致癌作用；并且PS的氯甲基化被認(rèn)為是一個潛在的麻煩反應(yīng)，因此它增加附著在聚合物上其它官能團(tuán)被污染的機(jī)會；同時，人們主要從兩個方面對數(shù)值作了改進(jìn)。①在苯環(huán)上導(dǎo)入-Cl、-NO2、-CONHR等吸電子基團(tuán)；②將芐酯形式改為更易酸解的二苯甲酯或烷氧芐酯。在BOC化學(xué)中，通常認(rèn)為①可能增強(qiáng)對酸的穩(wěn)定性，不過裂

8、解產(chǎn)率可能稍低一些，但總的還是認(rèn)為有利的。Atheron和Sheppard則認(rèn)為改進(jìn)后的樹脂可通過不包含氯甲基化和其它的傅氏反應(yīng)來獲得最大的優(yōu)點[1]。他們主要是討論Fmoc方法的。如將對-羥甲基苯乙酸與氨甲基聚苯乙烯結(jié)合，得到所謂的PAM樹脂（1-3）。在Boc和Fmoc化學(xué)中都有很廣的應(yīng)用。王（等報道[5]，用N-（叔丁氧羰基）-2-氨基乙硫醚處理的氯甲基樹脂（Merrilield樹脂）的衍生物，可用固相合成方法來產(chǎn)生硫醇端多肽。此種多肽很適合隨后的