多肽化学合成知识

日期:2020-08-09 19:51
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摘要:

多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质。它是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成。到现在,人们已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。通过多肽合成可以验证新的多肽结构;设计新的多肽,用于研究结构与功能的关系;为多肽生物合成反应机制提供重要信息;建立模型酶以及合成新的多肽**等。

1963年,R.B.Merrifield创立了将多肽羧基端的氨基酸固定在不溶性树脂上,然后在此树脂上依次偶联氨基酸,延长肽链、合成多肽的固相合成法,在固相法中,每步反应后只需简单地洗涤树脂,便可达到纯化目的。克服了经典液相合成法中的每一步产物都需纯化的困难,为多肽的自动化合成奠定了基础。为此,Merrifield获得1984年诺贝尔化学奖。

Merrifield所建立的Boc合成法是采用TFA(三氟乙酸)可脱除的Boc(叔丁氧羰基)为α-氨基保护基,侧链保护采用苄醇类。合成时将一个Boc-氨基酸衍生物共价交联到树脂上,用TFA脱除Boc,用三乙胺中和游离的氨基末端,然后通过DCC活化、偶联下一个氨基酸,*终脱保护多采用HF法或TFMSA(三氟甲磺酸)法。用Boc法已成功地合成了许多生物大分子,如活性酶、生长因子、人工蛋白等。

在Boc合成法中,反复地用酸来脱保护,这种处理带来了一些问题:如在肽与树脂的接头处,当每次用50%TFA脱Boc基时,有约1.4%的肽从树脂上脱落,合成的肽链越长,这样的损失越严重;此外,酸处理会引起侧链的一些副反应,Boc合成法尤其不适于合成含有色氨酸等对酸不稳定的肽类。1978年,Chang、Meienlofer和Atherton等人采用Carpino报道的Fmoc(9-芴甲氧羰基)基团作为α-氨基保护基,成功地进行了多肽的Fmoc固相合成。Fmoc法与Boc法的根本区别在于采用了碱可脱除的Fmoc为α-氨基的保护基,侧链的保护采用TFA可脱除的叔丁氧基等,树脂采用90%TFA可切除的对烷氧苄醇型树脂,*终的脱保护避免了强酸处理。

自Merrifield发展成功了固相多肽合成方法以来,经过不断的改进和完善,到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术,表现出了液相合成法无法比拟的优点。近几十年来,固相法合成多肽更以其省时、省力、省料、便于计算机控制、便于普及推广的突出优势而成为多肽合成的常规方法。以Boc和Fmoc两种方法为基础的各种多肽自动合成仪也相继出现,并仍在不断得到发展和完善。

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