多肽固相合成簡(jiǎn)介
R.Bruce Merrifield在肽合成的技術(shù)方面發(fā)明了一種突破性技術(shù)，并將其命名為多肽固相合成（solid-phase peptide synthesis, SPPS）, 1984年Merrifield因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。固相合成順序一般從C端（羧基端）向 N端（氨基端）合成。首先，將C段的氨基酸與特定的樹脂通過化學(xué)鍵鏈接，氨基酸α-氨基用Fmoc保護(hù)，側(cè)鏈基團(tuán)用相應(yīng)的對(duì)酸敏感的保護(hù)基團(tuán)保護(hù)；第二步，用堿性溶液比如六氫吡啶DMF溶液將α-氨基的保護(hù)基團(tuán)Fmoc脫除，此時(shí)，留在樹脂上的是α-氨基裸露出來(lái)的第一個(gè)氨基酸；第三步，加入過量的α-氨基用Fmoc保護(hù)，側(cè)鏈基團(tuán)用相應(yīng)的對(duì)酸敏感的保護(hù)基團(tuán)保護(hù)的第二個(gè)氨基酸，縮合劑等，讓其與連接在樹脂上的第一個(gè)氨基酸進(jìn)行縮合反應(yīng)；第四步，檢測(cè)，檢測(cè)一般是通過檢測(cè)上一個(gè)氨基酸裸露的α-氨基，一般用茚三酮檢測(cè)，如果檢測(cè)有裸露的α-氨基，說(shuō)明未反應(yīng)完全，重復(fù)第三步驟，如果反應(yīng)完全，則重復(fù)第二、三、四步直至所有的氨基酸都縮合完，然后將最后一個(gè)氨基酸α-氨基上的Fmoc脫除（方法同第二步）；最后，用酸（常用三氟乙酸）將肽鏈從樹脂上切割下來(lái)，同時(shí)，應(yīng)為氨基酸側(cè)鏈保護(hù)基團(tuán)選用的是對(duì)酸敏感的基團(tuán)，因此，這一步，也將側(cè)鏈上的保護(hù)基團(tuán)一起去除，從而得到我們需要的多肽粗品。
（1）樹脂的選擇及氨基酸的固定
固相合成的特征是合成過程中使用了固相載體，能用于多肽合成的固相載體必須滿足如下要求：一，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；二，必須對(duì)合成過程中的物理和化學(xué)條件穩(wěn)定；三，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；四，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，這些樹脂還需要導(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樹脂（wang resin）。氨基酸的固定主要是通過保護(hù)氨基酸的羧基同樹脂的反應(yīng)基團(tuán)之間形成的共價(jià)鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的，形成共價(jià)鍵的方法有多種：氯甲基樹脂，通常先制得保護(hù)氨基酸的四甲銨鹽或鈉鹽、鉀鹽、銫鹽，然后在適當(dāng)溫度下，直接同樹脂反應(yīng)或在合適的有機(jī)溶劑如二氧六環(huán)、DMF或DMSO中反應(yīng)；羧基樹脂，則通常加入適當(dāng)?shù)目s合劑如DCC或羧基二咪唑，使被保護(hù)氨基酸與樹脂形成共酯以完成氨基酸的固定；氨基樹脂或酰肼型樹脂，卻是加入適當(dāng)?shù)目s合劑如DCC后，通過保護(hù)氨基酸與樹脂之間形成的酰胺鍵來(lái)完成氨基酸的固定。
（2）氨基、羧基、側(cè)鏈的保護(hù)及脫除
要成功合成具有特定的氨基酸順序的多肽，需要對(duì)暫不參與形成酰胺鍵的氨基和羧基加以保護(hù)，同時(shí)對(duì)氨基酸側(cè)鏈上的活性基因也要保護(hù)，反應(yīng)完成后再將保護(hù)基因除去。同液相合成一樣，固相合成中多采用烷氧羰基類型作為α氨基的保護(hù)基，因?yàn)檫@樣不易發(fā)生消旋。最早是用芐氧羰基，由于它需要較強(qiáng)的酸解條件才能脫除，所以后來(lái)改為叔丁氧羰基（BOC）保護(hù)，用TFA（三氟乙酸）脫保護(hù)，但不適用含有色氨酸等對(duì)酸不穩(wěn)定的肽類的合成。chang Meienlofer和Atherton等人采用Carpino報(bào)道的Fmoc(9-芴甲氧羰基)作為α氨基保護(hù)基，Fmoc基對(duì)酸很穩(wěn)定，但能用哌啶-CH2CL2或哌啶-DMF脫去，近年來(lái)，Fmoc合成法得到了廣泛的應(yīng)用。羧基通常用形成酯基的方法進(jìn)行保護(hù)。甲酯和乙酯是逐步合成中保護(hù)羧基的常用方法，可通過皂化除去或轉(zhuǎn)變?yōu)殡乱员阌糜谄瑪嘟M合；叔丁酯在酸性條件下除去；芐酯常用催化氫化除去。對(duì)于合成含有半胱氨酸、組氨酸、精氨酸等帶側(cè)鏈功能基的氨基酸的肽來(lái)說(shuō)，為了避免由于側(cè)鏈功能團(tuán)所帶來(lái)的副反應(yīng)，一般也需要用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)基將側(cè)鏈基團(tuán)暫時(shí)保護(hù)起來(lái)。保護(hù)基的選擇既要保證側(cè)鏈基團(tuán)不參與形成酰胺的反應(yīng)，又要保證在肽合成過程中不受破壞，同時(shí)又要保證在最后肽鏈裂解時(shí)能被除去。如用三苯甲基保護(hù)半胱氨酸的S-，用酸或銀鹽、汞鹽除去；組氨酸的咪唑環(huán)用2,2,2-三氟-1-芐氧羰基和2,2,2-三氟-1-叔丁氧羰基乙基保護(hù)，可通過催化氫化或冷的三氟乙酸脫去。精氨酸用金剛烷氧羰基（Adoc）保護(hù)，用冷的三氟乙酸脫去。
（3）氨基酸的縮合
固相中的接肽反應(yīng)原理與液相中的基本一致，將兩個(gè)相應(yīng)的氨基被保護(hù)的及羧基被保護(hù)的氨基酸放在溶液內(nèi)并不形成肽鍵，要形成酰胺鍵，經(jīng)常用的手段是將羧基活化，變成混合酸酐、活潑酯、酰氯或用強(qiáng)的失去劑（如碳二亞氨）形成對(duì)稱酸酐等方法來(lái)形成酰胺鍵。其中選用DCC、HOBT或HOBT/DCC的對(duì)稱酸酐法、活化酯法接肽應(yīng)用最廣。
（4）多肽純化
合成肽鏈的分離與純化通常采用高效液相色譜、親和層析、毛細(xì)管電泳等。目前最常用的為HPLC純化。分析HPLC使用柱子和泵系統(tǒng)，可以經(jīng)受傳遞高壓，這樣可以用極細(xì)的微粒（3-10μ m）做填料。由此多肽要在幾分鐘內(nèi)高度被分析。
HPLC分兩類：離子交換和反相。 離子交換HPLC依靠多肽和固相間的直接電荷相互作用。柱子在一定PH范圍帶有特定電荷衍變成一種離子體，而多肽或多肽混合物，由其氨基酸組成表現(xiàn)出相反電荷。分離是一種電荷相互作用，通過可變PH， 離子強(qiáng)度， 或兩者洗脫出多肽，通常， 先用低離子強(qiáng)度的溶液，以后逐漸加強(qiáng)或一步一步加強(qiáng)，直到多肽火柱中洗脫出。離子交換分離的一個(gè)例子使用強(qiáng)陽(yáng)離子交換柱。如sulfoethylaspartimide通過酸性PH中帶正電來(lái)分離。
反相HPLC條件與正常層析正相反。多肽通過疏水作用連到柱上，用降低離子強(qiáng)度洗脫，
如增加洗脫劑的疏水性。通常柱子由共價(jià)吸附到硅上的碳?xì)渫殒湗?gòu)成，這種鏈長(zhǎng)度為G4-G8碳原子。 由于洗脫是一種疏水作用。大的疏水肽用短鏈柱洗脫好。
然而，總體實(shí)踐中， 這兩類柱互變無(wú)多少顯著差別，別類載體由碳水化合物構(gòu)成， 比如苯基。典型的操作常由兩綬沖劑組成，0.1%TFA-H2o和80% acetonitrile 0.1%TFA--H2o稀acetonitrile。用線型梯變以每分鐘0.5%到1.0%改變的速度混合。常見分析和純化用柱為4.6×250mm(3-10μ m)和22×250mm(10μ m)。如果用徑向填柱，那么大小是8×100（3-10μ m）和25×250mm(10μ m)。
總結(jié)：近10年來(lái)，多肽固相合成在國(guó)內(nèi)快速發(fā)展，肽谷生物在多肽合成領(lǐng)域不斷摸索創(chuàng)新，形成了一套獨(dú)特穩(wěn)定的合成管理體系，在保證質(zhì)量的前提下，提高上產(chǎn)效率，降低了成本，為國(guó)內(nèi)外一大批科研工作者提供了方便、快捷、穩(wěn)定的多肽合成選擇方案。
Copyright ?2020 南京肽谷生物科技有限公司 備案號(hào)：蘇ICP備19062824號(hào)-1 網(wǎng)站地圖
