化学合成法合成多肽已经成为目前多肽的一种主流合成方法,尤其在药品领域,基本都是化学合成多肽,提取与酶解等多肽非常少见。那我们来详细了解一下多肽的化学合成包含哪些内容吧。
1 化学合成的种类
全化学合成多肽根据合成环境的不同,有液相合成(LPPS)和固相合成法(SPPS)。液相合成在上世纪20-60年代应用较多,但因其纯度低,副产物多,尤其在合成长肽分子时存在“难以溶解”的问题;中间体处理耗费时间;纯化难度高(每一次耦联和去保护之后需要从溶液中分离)。
目前多肽合成基本都采用固相合成方法,氨基酸序列在5个以上的就很少采用液相合成方法了。固相合成方法较液相合成方法相对来说工艺比较简单,化学反应比较单一,反应完成后后处理比较方便,多肽序列容易控制。
2 那多肽固相合成到底是什么样的一个过程?
多肽的固相合成简单总结为:将多肽碳端的氨基酸以共价键形式连接到不溶性高分子固相载体上,以这个氨基酸的氨基作为起点,然后通过脱保护,缩合,洗涤、脱保护、中和洗涤-下一轮缩合操作,达到所要合成的肽链长度,最后将肽链从树枝上裂解下来,经过纯化等处理,即得到目标多肽。连接过程种主要使用试剂是DMF,哌啶,DIC,HOBt等。裂解过程主要用到的试剂是:TFA,甲基叔丁基醚或者乙醚,乙二硫醇,TIS等。
3 目前用于美容多肽的产品基本上都是采用FMOC固相合成法。那什么又是FMOC固相合成呢?
其实很简单,这个FMOC指的是氨基的保护基团9-芴甲氧羰基(FMOC),带FMOC的氨基酸用于合成就是FMOC合成,这种保护基团在碱性条件下可以迅速脱除,反应条件更温和,副反应较少,所以目前应用比较普及。
4 固相合成法最大的核心特征区别于其他合成技术的就是固相载体了,那以固相命名的固相载体是什么,需要具备哪些条件呢?给大家普及一下。
(1) 首先,固相载体是一类不溶性的高分子树脂材料。
(2)其次,必须包含反应位点,以使肽链能连接在这些位点上,并在以后除去。
(3) 同时,必须对合成过程中的物理和化学条件稳定。
(4)还有,必须允许不断增长的肽链和试剂质检快速不受阻碍的接触。
(5)最后,必须提供足够多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舒服的肽链之间的相互作用。
以上条件,缺一不可,载体的选择重要性不言而喻,不同的多肽根据氨基酸组成会选择不同的载体进行合成,这就需要合成人员具有扎实的有机化学知识基础和丰富的合成经验才能合成出相对完美的多肽产品了,不然纯化工作人员要遭罪了。补充,FMOC合成法通常选择羧基树脂如王树脂作为固相载体。
5 根据我们的经验累积,比较常用的几种树脂和对应的选择标准也再次无偿奉献给到大家了。
(1)wang树脂:Fmoc化学做肽中最常见树脂,适合做C端为羧酸的多肽
(2)AM树脂:在氨甲基树脂(AM Resin)上结合而成,用于生产C端酰胺结尾的多肽。
(3)MBHA树脂:用于生产C端酰胺结尾的多肽.比AM Resin在接肽上面效率要高。
(4)CTC树脂:同wang树脂选择相同,但在切割过程中可以使用较弱的酸来切割,特别适用于一条侧链活泼基团全保护多肽合成。
6 多肽合成中哪些氨基酸是合成难题呢?给大家总结有如下几类?
(1)部分连接的氨基酸比较难溶解,如Met,Phe,因为氨基酸为中性,同时带有芳香烃或侧链烃结构,可适当加DMF助溶,搅拌,适当进行超声帮助溶解,同时适当延长连接时间。
(2)部分氨基酸较难连接,如Val,Ile,Val,Ile氨基酸结构原因导致反应位阻比较大,可进行加热助反应,在反应后期添加NMM,增加碱性环境加速反应完成。
(3)部分氨基酸易氧化,如Cys,Met,Trp,需注意反应条件和切割条件。通氮气搅拌降低氧化作用,切割液选择含有苯酚的切割E液进行保护。
提醒一下,对于这些连接有难处的氨基酸,最好的方法是在合成完成之后,辅助切割小试测MS核对分子量是否正确,判断氨基酸是否有连接成功再进行下一步的合成步骤。
多肽实现美好生活。好了,本次合成的小知识点就给大家普及到这里了,期待下次更精彩的知识分享。