多肽合成入门
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多肽合成(化学)的基本介绍多肽合成(化学)方法,包括液相和固相两种方法。
液相多肽合成方法现在主要采用BOC和Z两种保护方法,现在主要应用在短肽合成,如阿斯巴甜,力肽,催产素等,其相对与固相多肽合成,具有保护基选择多,成本低廉,合成规模容易放大的许多优点。
与固相多肽合成比较,液相多肽合成主要缺点是,合成范围小,一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成,还有合成中需要对中间体进行提纯,时间长,工作量大。
固相多肽合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法,它具有合成方便,迅速,容易实现自动化,而且可以比较容易的合成到30个氨基酸左右多肽。
1.1.氨基酸保护基20种常见氨基酸,根据侧链可以分为几类:脂肪族氨基酸(Ala,Gly,Val,Leu,Ile,),芳香族氨基酸(Phe,Tyr,Trp,His),酰胺或羧基侧链氨基酸(Asp,Glu,Asn,Gln),碱性侧链氨基酸(Lys,Arg),含硫氨基酸(Cys,Met),含醇氨基酸(Ser,Thr),亚氨型基酸(Pro)。
多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键,直接决定了合成能够成功的关键。
因为常见的20中氨基酸中有很多都是带有活性侧链的,需要进行保护,一般要求,这些保护基在合成过程中稳定,无副反应,合成结束后可以完全定量的脱除。
合成中需要进行保护的氨基酸包括:Cys,Asp,Glu,His,Lys,Asn,Gln,Arg,Ser,Thr,Trp,Tyr。
需要进行保护的基团:羟基,羧基,巯基,氨基,酰胺基,胍基,吲哚,咪唑等。
其中Trp也可以不保护,因为吲哚性质比较稳定。
当然在特殊的情况下,有些氨基酸也可以不保护,象,Asn,Gln ,Thr,Tyr。
表1 常见3种氨基脱除条件图1 常见3种氨基保护基结构氨基酸侧链保护基团非常多,同一个侧链有多种不同的保护基,可以在不同的条件下选择性的脱除,这点在环肽以及多肽修饰上具有很重要的意义。
而且侧链保护基和选择的合成方法有密切的关系,液相和固相不一样,固相中BOC和FMOC策略也不一样,从某种意义上看,多肽化学就是氨基酸保护基的灵活运用与搭配。
多肽合成的21个经验知识1、我该如何处理和保存多肽?冻干粉形式的多肽,经密封包装可在常温条件下稳定运输,溶解状态的多肽不宜长期保存。
多肽保存指南:需要长期保存的多肽,应以冻干粉形式存放在含有干燥剂的密封容器内,置于-20°C保存,-80°C效果更好,可以最大限度地避免多肽降解。
这种储存方式可以使多肽可保存数年,避免了被细菌降解和氧化,也可以避免二级结构的形成。
打开包装:在打开包装和称重前,请先将多肽在干燥器中平衡至室温。
因多肽往往具有吸湿性,未经平衡到室温的多肽在打开盖子后易凝结,从而降低了多肽产品的稳定性。
称重:迅速称取您所需的多肽,并将剩余多肽继续储存在-20°C 或更低温度。
与其他多肽相比,含有半胱氨酸、蛋氨酸、色氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和谷氨酸N -末端的多肽保存期更短。
2、如何溶解多肽?多肽的溶解性很大程度上取决于多肽的极性。
酸性的蛋白溶解于碱性溶液,而碱性蛋白可溶解于酸性溶液,含有大量不带电荷的极性氨基酸残基或疏水性氨基酸的疏水性多肽和中性多肽可先溶解于少量有机溶剂中,如DMSO、DMF、醋酸、乙腈、甲醇、丙醇或异丙醇,然后加水(蒸馏水)稀释。
含有甲硫氨酸或半胱氨酸的多肽不能用DMSO溶解,因为DMSO可能造成侧链氧化。
多肽溶解测试:在多肽溶解之前先取小部分进行多肽溶解测试,您需要测试几种不同的溶剂,直到找到最适当的一种。
超声处理有助于打碎颗粒并增加溶解度。
(注意: 超声处理会引起溶液发热和多肽降解。
)1.将每个酸性氨基酸赋值为-1,包括天冬氨酸(D)、谷氨酸(E)、以及羧基末端-COOH。
每个碱性氨基酸赋值为+1,包括精氨酸(R)、赖氨酸(K)、组氨酸(H)以及氨基末端-NH2。
然后计算整个多肽的电荷数。
2.如果整段肽所带电荷是阳性的,说明该肽是碱性的。
可先尝试用蒸馏水来溶解;如果不溶于水,接着尝试用少量10%-25%醋酸溶解,如果仍然失败的话,添加一些TFA(10-50微升)来增溶,然后用水稀释至理想浓度。
多肽合成基础知识多肽合成又叫肽链合成,是一个固相合成顺序一般从C 端(羧基端)向N端(氨基端)合成。
过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。
多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。
多肽合成是一个重复添加氨基酸的过程,固相合成顺序一般从c端(羧基端)向n端(氨基端)合成。
过去的多肽合成是在溶液中进行的称为液相合成法。
多肽准确名称是生物活性肽,是20世纪被发现的。
多肽有生物活性多肽和人工合成多肽两种。
化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。
在合成含有特定顺序的多肽时,由于多肽合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体,多肽合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来,方可进行成肽反应,这样保证了多肽合成目标产物的定向性。
多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。
将所要合成肽链的羟末端氨基酸的羟基以共价键的结构同一个不溶性的高分子树脂相连,然后以此结合在固相载体上的氨基酸作为氨基组份经过脱去氨基保护基并同过量的活化羧基组分反应,接长肽链。
重复(缩合→洗涤→去保护→中和及洗涤→下一轮缩合)操作,达到所要合成的肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,经过纯化等处理,即得所要的多肽。
其中α-氨基用boc(叔丁氧羰基)保护的称为boc固相合成法,α-氨基用fmoc(9-芴甲氧羰基)保护的称为fmoc固相合成法。
多肽的合成是氨基酸重复添加的过程,通常从C端向N 端(氨基端)进行合成。
多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸C端通过共价键与固相载体连接,再以该氨基酸N端为合成起点,经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应,接长肽链,重复操作,达到理想的合成肽链长度,最后将肽链从树脂上裂解下来,分离纯化,获得目标多肽。
有机化学基础知识点整理多肽的合成与蛋白质的结构有机化学基础知识点整理多肽的合成与蛋白质的结构多肽是由氨基酸按照一定顺序连接而成的生物大分子,是构成蛋白质的基本单位。
多肽的合成涉及到有机化学中的许多重要知识点,同时对多肽的合成方法有深入的了解有助于理解和研究蛋白质的结构和功能。
本文将对多肽的合成方法和蛋白质的结构进行详细的介绍和讨论。
一、多肽的合成方法1. 固相合成法固相合成法是目前多肽合成的主要方法之一,其特点是反应速度快、纯度高,适合合成较短的多肽序列。
该方法利用聚苯乙烯或聚酰胺基质作为载体,通过氨基酸与载体表面上的活性基团进行缩合反应来逐步合成多肽链。
此外,还可以引入保护基和有机溶剂等辅助剂来控制反应的进行。
2. 液相合成法液相合成法是多肽合成的传统方法,其核心原理是通过氨基酸分子之间的缩合反应来构建多肽链。
该方法适用于合成较长的多肽序列,但反应速度较慢且纯度较低。
液相合成法需要借助溶剂和试剂,以及净化和纯化等步骤来得到目标产物。
3. 化学合成法化学合成法又称非天然氨基酸合成法,通过合成非天然氨基酸来拓展多肽合成的可能性。
该方法可以引入更多的变化和功能基团,从而改变多肽的结构和性质。
常见的化学合成法包括马尔萨斯开环反应、迈尔琼氏反应和米氏缩合反应等。
4. 生物合成法生物合成法是通过利用生物系统中的蛋白质合成机制来合成多肽。
这种方法的优势是合成速度快、选择性高,但常受到生物系统的限制。
生物合成法主要包括蛋白质工程技术和基因工程技术等。
二、蛋白质的结构蛋白质是多肽的高级组织形式,具有复杂多样的结构和广泛的功能。
蛋白质的结构可以分为四个层次:一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
1. 一级结构一级结构是指多肽链上氨基酸的线性排列顺序。
氨基酸之间通过肽键连接,以胺基(NH)端和羧基(COOH)端作为起始和终止。
氨基酸序列的不同决定了蛋白质的种类和功能。
2. 二级结构二级结构是指多肽链上局部的空间排列方式。
多肽药物合成引言多肽药物是一种由2-50个氨基酸残基组成的化合物,具有重要的生物活性。
多肽药物的合成是一项复杂的过程,涉及到合成策略的选择、氨基酸保护基团的选择和去保护、纯化和质量分析等多个步骤。
本文将介绍多肽药物合成的基本步骤和一些常用的合成策略。
多肽合成的基本步骤多肽的合成包括以下几个基本步骤:1.保护基团的引入:为了防止氨基酸在反应过程中发生副反应,必须在每个氨基酸上引入保护基团。
常用的保护基团有Boc(tert-butoxycarbonyl)和Fmoc(fluorenylmethyloxycarbonyl)等。
2.活化剂的选择:合成多肽需要将氨基酸残基逐一连接起来。
为了实现这一过程,需要选择合适的活化剂。
常用的活化剂有DCCI(dicyclohexylcarbodiimide)和HATU(N,N,N’,N’-tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate)等。
3.脱保护:在多肽合成的过程中,需要不断地去除保护基团。
常用的去保护试剂有TFA(三氟乙酸)和HF(氢氟酸)等。
4.纯化:合成完成后,需要对多肽进行纯化。
常用的纯化方法有逆相高效液相色谱法和凝胶渗透色谱法等。
5.质量分析:为了确定合成的多肽是否符合要求,需要对其进行质量分析。
常用的质量分析方法有质谱法和核磁共振法等。
多肽合成的策略在多肽合成过程中,有几种常用的合成策略:1.固相合成:固相合成是一种在固相载体上逐渐添加氨基酸残基的合成方法。
这种方法的优势在于反应时间短、产率高、纯化方便。
常用的固相载体有Rink Amide Resin 和Wang Resin等。
2.液相合成:液相合成是一种在液相中依次加入氨基酸残基的合成方法。
这种方法的优势在于合成的多肽可以保持天然构象。
然而,液相合成的产率较低,纯化困难。
3.多肽片段合成:多肽片段合成是将多个较小的多肽片段合成后,利用液相或溶液合成方法拼接成一条完整的多肽。
多肽的制备多肽是由多个氨基酸通过肽键连接而成的生物硬件分子。
在生物体内,多肽起着重要的生命活动调节作用,如激素、酶、抗体等。
同时在医药、生物学、化学等领域也有着广泛的应用。
为了获得高纯度的多肽,人们需要进行多肽的制备。
本文将介绍多肽的制备方法以及其中的技术难点。
一、多肽的合成方法1.化学合成法化学合成法是通过化学反应将氨基酸逐一连接起来形成多肽的方法。
化学合成法可以得到高纯度的多肽,但是对于较长的多肽来说,合成过程较为复杂,同时存在着副反应的风险。
常用的化学合成法包括肽酯合成法、二氧化碳缩合法、氟酸系列缩合法、Boc/Hmb保护肽合成法、Fmoc保护肽合成法等。
其中,Fmoc保护肽合成法是目前较为流行的一种方法。
2.生物合成法生物合成法是通过利用细胞内的生物合成酶来合成多肽。
生物合成法可以得到天然或半合成的多肽,具有高效、高选择性等优点,但是需要协同体系运作,所以技术难度较大。
常用的生物合成法有原核表达法、真核表达法、化学生物学方法等。
3.组合法组合法是利用已知肽段进行不同肽段的组合构成多肽,具有高度的灵活性和高效性。
组合法可分为串联法和并联法,串联法是将肽段逐一连接,而并联法是通过多肽段之间的交联产生新的多肽。
组合法对多肽的序列、长度等均具有较高的灵活性和可控性,但是仍存在着合成效率较低、非特异性等问题。
二、多肽合成中的技术难点1.肽键的形成在多肽的合成过程中,最关键的步骤是肽键的形成。
肽键是碳氮双键,由氨基酸中的羧基和氨基结合而成。
肽键的形成需要利用肽缩合试剂,如二甲基亚砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMA)等。
但是这些与氨基酸反应的缩合试剂在做法过程中可能会导致污染,降低肽的成品率和品质。
2.产品纯度的提高多肽的合成较为复杂,合成产物中往往存在着单体、副产物和难溶性的杂质等,需要进行纯化和提纯。
高效液相层析(HPLC)、逆相高效液相层析(RP-HPLC)、凝胶过滤层析(GFC)、离子交换层析(IEX)等技术可以用于多肽的分离、纯化和提纯。
-----------------------------------------------------------------------------------------多肽合成基础知识汇编编制: 合成部-----------------------------------------------------------------------------------------一、多肽合成概论1.多肽化学合成概述:1963年,[1]创立了将氨基酸的C末端固定在不溶性树脂上,然后在此树脂上依次缩合氨基酸,延长肽链、合成蛋白质的固相合成法,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,为自动化合成肽奠定了基础.为此,Merrifield获得1984年诺贝尔化学奖.今天,固相法得到了很大发展.除了Merrifield所建立的Boc法(Boc:叔丁氧羰基)之外,又发展了Fmoc固相法(Fmoc:9-芴甲氧羰基).以这两种方法为基础的各种肽自动合成仪也相继出现和发展,并仍在不断得到改造和完善.Merrifield所建立的Boc合成法[2]是采用TFA(三氟乙酸)可脱除的Boc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、耦联下一个氨基酸,最终脱保护多采用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.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。
多肽的全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。