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多肽的固相合成 ppt课件

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[课件]第二十章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸PPT

[课件]第二十章 氨基酸、多肽、蛋白质和核酸PPT

羧 肽 酶
N 端 第 二 个 A A
C 端 第 二 个 A A
因此，原三肽是：半胱· 赖· 色肽
化学法： 1、二硝基氟苯法（桑格尔法）
O O O F + H NCH CN H C H C NHCHCOH 2 2 p H = 8 9 室 温 CH C H NO 3 CH 2 6 5 2
O N 2
O N 2
②每种氨基酸的数目；
多 肽
酸 或 碱 水 解
混 合 氨 基 酸
肽的水解
电 泳 、 离 子 交 换 氨 基 酸 分 析 仪 等
氨 基 酸 的 种 类 和 数 量
③这些氨基酸在肽链中的排列顺序。 A．部分水解法：
水 解 碎 片 多 肽部 分 水 解 各 水 解 碎 片 的 氨 基 酸 组 分
B．端基分析法： 用特殊试验鉴定肽链的C-端或N-端。 端基分析有酶解法和化学法。
2、Edman降解法（P598）
C H N = C = S+ R-CH-CONHCHCO 6 5
NH 2
异硫氰酸苯酯
, R
+ H O 3 C H NHC NHCH CONHCHCO
. .
O
6 5
S
R
R
,
C 6H5 N S
R
NH
+
H N C H C O 2 , R
其原理已被现代氨基酸自动分析仪所采用。
三、多肽的命名
O O O H N-C H COH + H N-C H COH + H N-C H COH 2 2 2 2 CH 3
-2H CH CH(C H ) 2O 2 3 2
甘氨酸
丙氨酸
亮氨酸

多肽 固相合成

多肽 固相合成

多肽固相合成多肽是由氨基酸序列排列而成的短链聚合物，通常由两到数十个氨基酸构成。

多肽具有重要的生命功能，在生命体内扮演着重要的角色，如激素、免疫抗体、酶等都是由多肽组成的。

多肽的研究对于解决许多生物问题具有重要意义。

多肽的合成是多肽研究的基础，其中固相合成技术是目前用于多肽合成的主要技术之一。

固相合成技术是一种通过固相支持介质将氨基酸单元与C端结合，并使用反应废液的洗脱来进行异构体的生成的技术。

这种技术可以大大提高氨基酸的单元迁移速率，使得合成过程更加高效并可控。

此方法通常通过在固体表面覆盖各种功能基团来实现氨基酸的附着。

供体氨基酸通过受体基团上的活性位点与固体基质结合，使其在合成中稳定性更好。

固相合成技术最早可以追溯到20世纪50年代，这种技术应用于核酸合成，早期技术通常使用硅胶糖结合物。

然而，这种技术很快被发现存在许多问题，如收率低、反应速度慢等。

1963年，Merrifield首次将这种技术应用于多肽合成，开创了固相合成多肽的新时代。

固相合成多肽的目标序列通常以依靠动力学控制的反应温度和反应时间分步合成为基础。

每一个合成步骤本身都是一种化学反应，通过将物种分解称为“体系”，以确保反应环境的多样性，降低反应发生问题的可能性。

典型的固相合成系统由多肽连接基团，马来酰亚胺解离剂等组成。

连接基团是氨基酸序列之间的连接单位，通常由二硫杂丙烷等还原剂与异硫氰酸酯基团等活性基团相组合。

此外，马来酰亚胺解离剂通常用于避免存在多种C-端保护基团的多肽的产生。

固相合成技术的步骤：1. 固相介质的选择：根据合成目的，可选择PAM或诸如PS或PEGA等任何合适的基质。

2. 化合氨基酸的选择：化合氨基酸是固相合成的关键。

波尔斯定律可用来预测特定环境下氨基酸化合物的溶解度，从而优化反应条件。

3. 连接基团的选择：连接基团是用于连接化合氨基酸的二、三个化学基团。

此反应通常是还原条件下的硫醚和链延长反应。

4. 保护基团的选择：由于化合氨基酸化学性质的相似性，需要用保护基团保护一些有效基团。

多肽合成入门课件

多肽合成入门课件
甲硫氨酸 (methionine)
甘氨酸(glycine)
N
N
O
O
N
O
N
O
N S
N
N O
N O
N
O
O
C H3
C H3 H
2 C
CH3 CH
CH 3
N
H 2
C
N
C H2
H
2
S
C
H
极性不 带电荷R
基氨基 酸
R基团带负 电荷的氨 基酸 (pH=7.0 时)
R基团带正 电荷的氨 基酸 (pH=7.0 时）
丝氨酸(serine)
羧基保护
羧基保护基
脱保护条件
甲酯/乙酯 用NaOH/KOH在有机水溶液中皂化脱去
苄酯/取代苄 除能像甲酯或乙酯那样用皂化的方法
酯
脱掉外还可以用催化氢解的方法脱除
叔丁酯(OtBu)
能用HCl/有机溶剂、HBr/AcOH、TFA、 HF等酸解的方法脱去
邻苯二甲酰亚 用HCl/有机溶剂、二乙胺的乙醇溶液
结构式
O N
R基
CH3
非极性R 基氨基 酸
缬氨酸（valine)
亮氨酸 （Leucine)
异亮氨酸 （isoleucine)
脯氨酸 （proline)
苯丙氨酸 (phenylalanine)
色氨酸 (tryptophan)
甲硫氨酸 (methionine)
甘氨酸(glycine)
N
N
O
O
N
O
N
O
N S
现在学习的是第十八页，共38页
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法

多肽合成入门PPT讲稿

多肽合成入门PPT讲稿

N
Y
O
O
R1
R2
+ H2N
N O
N O
Rn N
Rn+1
N
OQ
O
O
R1
R2
XNH
N
N
O
O
R2n+1
R2n+2
N
N
OQ
O
O
• 多肽简介 • 多肽合成原理 • 氨基保护 • 羧基保护 • 侧链功能团的保护 • 肽键生成的方法
氨基保护
• 氨基保护常用的保护基分为烷氧羰基、酰
基，和烷基三大类。因为N烷氧羰基的保护 的氨基酸在接肽时不易发生消旋化，故烷 氧羰基使用最多
氨基保护
• 多肽简介 • 多肽合成原理 • 氨基保护 • 羧基保护 • 侧链功能团的保护 • 肽键生成的方法
羧基保护
• 目前使用的羧基保护大致可以分为三种 • 一种可以用碱皂化脱去，如甲酯、乙酯 • 另一种可以用酸脱酸或碱脱去外，还可以用其
Gln
Q
R基团带负
天冬氨酸
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
(aspartic acid) O 谷氨酸(glutamic O
O
时)
acid)
O
N O
H 2
C
O O
N
O
O
O
C H2
Asp Glu
D E
N
R基团带正 赖氨酸(lysine) N
N C
O
H2
Lys
K
电荷的氨 基酸
(pH=7.0
精氨酸
N
(arginine)
N
O O N
CH3 CH
CH 3

多肽合成入门PPT课件

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9
氨基保护
氨基保护常用的保护基分为烷氧羰基、 酰基，和烷基三大类。因为N烷氧羰基的 保护的氨基酸在接肽时不易发生消旋化， 故烷氧羰基使用最多
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氨基保护
11
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
12
羧基保护
目前使用的羧基保护大致可以分为三种 一种可以用碱皂化脱去，如甲酯、乙酯 另一种可以用酸脱去，如叔丁酯、对甲
甘氨酸(glycine)
N
N
O
O
N
N
O O
N S
N
N O
N O
N
O
O
C H3
C H3 H
2 C
CH3 CH
CH3 N
H 2
C
N
C H2
H
2
多肽合成简介
1
多肽合成简介
多肽简介 多肽合成原理 氨基保护 羧基保护 侧链功能团的保护 肽键生成的方法
2
多肽简介
蛋白质的基本结构单位 是氨基酸，由20种氨基 酸组成的各种各样的蛋 白质。
每个氨基酸分子（脯氨 酸除外）alpha碳原子上 都结合一个-NH2、一个COOH、一个氢原子，和 一个各不相同的-R
O
O
O
极性不
苏氨酸 (threonine)
N
H3C
HC
O
O
O
Thr
T
带电荷R 基氨基
半胱氨酸 (cysteine)
N
H
2
C
S
O
S
Cys
C
酸
酪氨酸
(tyrosine)
O
N
O
O
H 2

多肽的固相合成法

多肽的固相合成法

多肽的固相合成法
你们知道吗？就像搭积木一样，多肽也是由很多小“积木块”组成的。

这些小“积木块”就是氨基酸。

那怎么把这些氨基酸组合起来变成多肽呢？这就用到了固相合成法。

想象一下有一个小架子，这个小架子就像是一个固定的小基地。

我们先把第一个氨基酸放在这个小架子上，就像在小基地上放了第一个小积木。

这个小架子特别神奇，它能紧紧地抓住这个氨基酸，不让它乱跑。

然后呢，我们再拿来第二个氨基酸。

这个时候啊，就像要把第二个小积木和第一个小积木拼接起来一样。

不过这中间可需要一些特殊的东西来帮忙，就像胶水一样。

通过这个特殊的“胶水”，第二个氨基酸就和第一个氨基酸连在一起啦。

我给你们讲个小故事吧。

有一个小魔法师，他想做一串神奇的珠子项链。

这个项链上的珠子就像氨基酸。

他先找了一根特别的小棍子，把第一个珠子穿在了小棍子上。

这个小棍子就好比是我们说的那个小架子。

接着，他又拿了第二个珠子，用魔法胶水把两个珠子粘在一起。

就这样，一个一个珠子地粘下去，最后就做成了一条长长的珠子项链，就像我们合成出了一条多肽链。

在这个过程中啊，每一次加一个新的氨基酸都要特别小心。

就像我们走楼梯，一步一步稳稳地走。

而且这个小架子一直都在那里，稳稳地支撑着整个合成的过程。

还有哦，在一些科学研究里，科学家们想知道不同的多肽有什么不一样的作用。

他们就用这个固相合成法来做出各种各样的多肽，然后去研究。

就好像我们想知道不同颜色的珠子串成的项链有什么不一样的魔法，那就先做出这些不同的项链来研究。

蛋白质分子基础7-肽的人工合成ppt课件


精品课件
15
二、固相合成技术
➢ 通式：
➢
精品课件
16
二、固相合成技术
➢ 重复2）、-3）-4）步操作，接上第三个氨 基酸，第四个氨基酸……最后用无水 HF 断 下高分子，得到多肽。 1）是把第一个氨基酸接到树脂上，2） 是脱去 -NH2 保护基，3）是形成第一个肽 键，即接上第二个氨基酸，4）脱去连在树 脂上的二肽的 -NH2 保护基
➢
精品课件
6
多肽合成的基本过程
➢ 多肽合成大致可以分为三个步骤： （1）α-氨基和α-羧基以及侧链基团的保护； （2）羧基的活化和形成肽键； （3）脱保护基和钝化。
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7
一、氨基的保护与羧基的活化
➢ 保护氨基： 常用氯甲酸苄酯保护，因为反应后，氨
基上的苄氧羰基很容易用催化加氢的方法解 除保护：
精品课件
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二、固相合成技术
➢ 固相合成技术的优点：
（1）操作简单，每步产率高； （2）分离纯化过程无中间产物损失； （3）容易实现自动化。
精品课件
18
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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精品课件
12
二、固相合成技术
➢ 20世纪70年代美国化学家梅里菲尔德 （Merrifield R B）发明了一项快速、定量、 能连续合成多肽的方法，-固相合成技术， 由此他获得1984年 Noble 化学奖。
➢
精品课件
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二、固相合成技术
➢ 20世纪70年代美国化学家梅里菲尔德 （Merrifield R B）发明了一项快速、定量、 能连续合成多肽的方法，-固相合成技术， 由此他获得1984年 Noble 化学奖。

多肽知识课件PPT

固相中的接肽反应原理与液相中的基本一致，将两个相应的 氨基被保护的及羧基被保护的氨基酸放在溶液内并不形成肽键， 要形成酰胺键，经常用的手段是将羧基活化，变成混合酸酐、活 泼酯、酰氯或用强的失去剂（如碳二亚氨）形成对称酸酐等方法 来形成酰胺键。其中选用DCC、HOBT或HOBT/DCC的对称酸酐 法、活化酯法接肽应用最广。
2021/3/10
2
树脂的选择及氨基酸的固定
将固相合成与其他技术分开来的最主要的特征是固相载体， 能用于多肽合成的固相载体必须满足如下要求：必须包含反应 位点（或反应基团），以使肽链连在这些位点上，并在以后除 去；必须对合成过程中的物理和化学条件稳定；载体必须允许 在不断增长的肽链和试剂之间快速的、不受阻碍的接触；另外， 载体必须允许提供足够的连接点，以使每单位体积的载体给出 有用产量的肽，并且必须尽量减少被载体束缚的肽链之间的相 互作用。
2021/3/10
6
裂解及合成肽链的纯化 BOC法用TFA+HF裂解和脱侧 链保护基，FMOC法直接用TFA，有时根据条件不同，其 它碱、光解、氟离子和氢解等脱保护方法也被采用。合成 肽链进一步的精制、分离与纯化通常采用高效液相色谱、 亲和层析、毛细管电泳等。
2021/3/10
7
侧链的保护
Asp和Glu Asp和Glu侧链羧基常用t-Bu保护.可用TFA、TMSBr等脱除.
2021/3/10
4
氨基、羧基、侧链的保护及脱除
要成功合成具有特定的氨基酸顺序的多肽，需要对暂不参与 形成酰胺键的氨基和羧基加以保护，同时对氨基酸侧链上的活性 基因也要保护，反应完成后再将保护基因除去。同液相合成一样， 固相合成中多采用烷氧羰基类型作为α氨基的保护基，因为这样 不易发生消旋。最早是用苄氧羰基，由于它需要较强的酸解条件 才能脱除，所以后来改为叔丁氧羰基（BOC）保护，用TFA（三 氟乙酸）脱保护，但不适用含有色氨酸等对酸不稳定的肽类的合 成。changMeienlofer和Atherton等人采用Carpino报道的Fmoc(9芴甲氧羰基)作为α氨基保护基，Fmoc基对酸很稳定，但能用哌啶 -CH2CL2或哌啶-DMF脱去，近年来，Fmoc合成法得到了广泛的 应用。羧基通常用形成酯基的方法进行保护。甲酯和乙酯是逐步 合成中保护羧基的常用方法，可通过皂化除去或转变为肼以便用 于片断组合；叔丁酯在酸性条件下除去；苄酯常用催化氢化除去。

《蛋白质多肽》PPT课件

* 两分子氨基酸缩合形成二肽，三分子氨 基酸缩合则形成三肽……
* 由15个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide)，由更多的氨基酸相连形成 的肽称多肽(polypeptide)。
* 肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团不 全，被称为氨基酸残基(residue)。
* 多肽链(polypeptide chain)是指许多氨基 酸之间以肽键连接而成的一种结构。
等电点(isoelectric point, pI) 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成
阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为 兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值 称为该氨基酸的等电点。
R CH COOH NH2
R CH COOH +OH-
NH3+
+H+
R CH COO- +OH- R CH COO-
主要的化学键： 氢键
蛋白质二级结构的主要形式
• -螺旋 ( -helix ) • -折叠 ( -pleated sheet ) • -转角 ( -turn ) • 无规卷曲 ( random coil )
（二） -螺旋
目录
（三）-折叠
模体(motif)
在许多蛋白质分子中，可发现二个或三个具有二 级结构的肽段，在空间上相互接近，形成一个特殊的 空间构象。
根据支撑物的不同，可分为薄膜电泳、凝 胶电泳等。
几种重要的蛋白质电泳
*SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，常用于蛋白质 分子量的测定。
双向凝胶电泳是蛋白质组学研究的重要技术
pI
（四）层析
层析(chromatography)分离蛋白质的原理
待分离蛋白质溶液（流动相）经过一个固 态物质（固定相）时，根据溶液中待分离的蛋 白质颗粒大小、电荷多少及亲和力等，使待分 离的蛋白质组分在两相中反复分配，并以不同 速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的 。

多肽固相合成法

多肽固相合成法
多肽固相合成法是分子生物学领域一个重要的技术，它可以用于
生产浓度比体外化学反应中有很大优势的多肽。

该方法是一种合成多
肽的经典技术，它把多肽合成过程放入一个固体表面上，使用不同的
介质，以控制生物反应试剂成分和反应条件。

它可以有效地抑制杂质
和失活物质的产生，提高反应的稳定性和活性。

多肽固相合成法通常采用氨基酸和胺基酸进行多肽的合成，这些
氨基酸或胺基酸都在一个封闭的容器中，然后将其放入特殊的固态介质，例如尼龙布、硅胶或沙丁橡胶中，以该固体介质为基础进行多肽
的合成。

在反应过程中，氨基酸或胺基酸以非离子形式与固体介质结合，使其不可溶解，并由介质上的特定孔洞或表面结合剂结合，形成
一个连续的有机体，在这个有机体中进行多肽的合成。

多肽固相合成的优势在于可以有效的控制反应中的活性和稳定性，因此在反应过程中会有更少的杂质和失活物质产生。

另外，本方法还
可以有效地提高合成批量，减少成本，易于操作，而且无需有机溶剂
即可进行生物反应，这样就可以减少环境污染。

因此，多肽固相合成法是一种高效而安全的技术，它可以有效保
证反应的稳定性和活性，减少失活物质和杂质的产生，并可以显著提
高合成效率。

另外，本技术还可以节省大量的成本，减少环境污染，
因此在多肽的合成中得到了广泛的应用。

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•14
第二代多肽合成仪
此两款设备也是 目前市场上仍在 销售的最早的多 肽合成仪。
ba•c1k5
第三代多肽合成仪
•第三代多肽合成仪是以 Applied Biosystems公 司的ABI 433 peptide synthesizer 与C S Bio公司的CS336为代表 的无死角多肽合成仪为 代表的，诞生在上世纪 九十年代。
ba•c1k3
第二代多肽合成仪
• 第二代多肽合成仪是以Protein Technologies 公司推出的PS3 Peptide Synthesizer以及 Advanced ChemTech公司推出的ACT peptide synthesizer Model 90为代表的，诞生在上世 纪八十年代。
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• 氨基保护 • 羧基保护
Click to add Title
• 缩合 • 羧基脱除保护
Click to add Title
• 缩合向C端延长 • 氨基脱除保护
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1963年，R.B.梅里菲尔德提出固相合成的方法，避免了溶解问题。 它的原理是将第 1个氨基酸接到不溶的固体颗粒上,然后将保护的第 2个氨基酸与之缩合。产物因在固体颗粒上，因此很容易将反应中剩 余的试剂清洗干净。然后脱去保护基,再将第3个氨基酸与之缩合而 成三肽。如此反复，只要反应产率非常高，就能合成很大的肽。最 后将合成的肽从固体的支持物上切下，再经纯化，即可得相应的肽。
关键：需要有措施使第1个氨基酸的氨基与第2个氨基酸 的羧基不参与反应
方法：将这些不希望参加反应的基团用一些特殊的化学 试剂与之反应,使生成的基团对缩合反应不敏感,还能在肽 合成后，在不破坏肽键及氨基酸结构的条件下将它们恢 复成原先的基团。这一类试剂称1
• 定义：以氨基酸为原料，用化学方法合成多肽或蛋白质。
•目的：①确证天然多肽或蛋白质的结构；②生产天然的、 在生物体内含量极微但有医疗或其他生物效用的多肽；③ 改变部分结构，研究其结构与功能的关系，并设计更有效 的药物。 •基本原理 ： 将两个氨基酸合成一个二肽,基本点是将一 个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基连结成肽键
•11
第一代多肽合成仪
• 第一代多肽合成仪是以Beckman公司推出 的Beckman 990 Peptide Synthesizer以及 Vega’s Biotechnologies公司推出的Vega’s 296 Peptide Synthesizer为代表的，诞生在 上世纪七十年代。
•12
第一代多肽合成仪
保护的。羧基端是游离的，并且在反应之前必须活化。固相合成方法
有两种，即Fmoc和tBoc。
•18
Fmoc的循环
•由于Fmoc比tBoc存在很多优势，现在大多采用Fmoc法合成具 体合成由下列几个循环组成：
1.去保护：Fmoc 保护的柱子和单体 必须用一种碱性溶 剂（piperidine） 去 除氨基的保护基
•16
Diagram
•固相合成法的诞生 •多肽合成仪介绍 •活化基团Fmoc与tBoc •多肽的不稳定
•17
活化基团Fmoc与tBoc
多肽固相合成法
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。固相合成法，大大的减轻了每步产品
提纯的难度。为了防止副反应的发生，参加反应的氨基酸的侧链都是
善。同时，固相合成树脂，多肽缩合试剂以及氨基酸保护基，包括合
成环肽的氨基酸正交保护上也取得了丰硕的成果。
•9
Diagram
•固相合成法的诞生 •多肽合成仪介绍 •活化基团Fmoc与tBoc •多肽的不稳定
•10
多肽合成仪
多肽合成仪的发展
• 第一代多肽合 成仪
• 第二代多肽合 成仪
• 第三代多肽合 成仪
•7
Diagram
•固相合成法的诞生 •多肽合成仪介绍 •活化基团Fmoc与tBoc •多肽的不稳定
•8
固相合成法的诞生
有机化学家们
Max Bergmann 1932
Emil Fischer 1902
20世纪 50年代
1963
1972
Lou Carpino
Merrifield
•括取基到•多•肽速命其反础•多到1催得础1了9肽化，，在应的9肽1产了。6720932合学成并碱条各02合素不3年世年2成上为成性件种成，少年，纪，才具多为条温肽方胰成，ML5E开有肽了件和自o面0岛绩emMu年r始里合一下，动r的素，aiCli代xf有程成支可迅合Fi知a等这eBir，了碑的独以速成slp识，为deci有一意首立迅得仪首rnh太同后goe机定义选的速到也次m少时来r首首a化的的方学脱广相提，在的先n先学发合法科除泛继出n进多固将等开家展成，，使出—了展肽相9人始们-—。方而用现1固芴也合合0开关合固法且，和相m甲相成成始注成i相，带以发多n氧当方方使多就了有一来展B肽羰缓法法用O肽可大机出了，合基慢以的C苄合以量合现多并成和(及出F氧成反的成就肽仍方FM氨现羰，M应生(由有在法OS基提O基由C完物P于机不(S酸供C)O(于全用活其合断ZP这保了S)P当，于性来合成得)两S护实。时而保多保)成上到种，基验在且护肽护方的改方这上和由α，α便一造法个面理--氨于氨包，次和为在也论基其基迅革完基多，，
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• 氨基及脱羧除基保护 • 形成无保肽护的四
Click to add Title
• 缩合从N端延伸
•6
弊端：上述反应都在溶剂中进行，称为溶液方法。因所 用保护基都是疏水的,而肽键是亲水的,因此合成到一、二 十肽时，使保护了的肽溶解便成了困难的问题。寻找合 适的溶剂是液相法的一个难题。
•2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”