正太生化科技解析多肽合成技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2021-05-07 01:38:29瀏覽次數(shù)：
多肽合成是一個(gè)重復(fù)添加氨基酸的過(guò)程，固相合成順序一般從C端（羧基端）向 N端（氨基端）合成。過(guò)去的多肽合成是在溶液中進(jìn)行的稱(chēng)為液相合成法。從1963年Merrifield發(fā)展成功了固相多肽合成方法以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和完善，到今天固相法已成為多肽和蛋白質(zhì)合成中的一個(gè)常用技術(shù)，表現(xiàn)出了經(jīng)典液相合成法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，從而大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。多肽合成總的來(lái)說(shuō)分成兩種：固相合成和液相多肽合成。
多肽是一種與生物體內(nèi)各種細(xì)胞功能都相關(guān)的生物活性物質(zhì)，它的分子結(jié)構(gòu)介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間，是由多種氨基酸按照一定的排列順序通過(guò)肽鍵結(jié)合而成的化合物。多肽是涉及生物體內(nèi)各種細(xì)胞功能的生物活性物質(zhì)的總稱(chēng)，常常被應(yīng)用于功能分析、抗體研究、尤其是藥物研發(fā)等領(lǐng)域。
多肽合成服務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)多肽合成、多肽修飾、多肽文庫(kù)以及重組多肽表達(dá)。逐步固相多肽合成能合成5-50aa的多肽，對(duì)于大于200aa的多肽，通過(guò)片段濃縮及連接技術(shù)來(lái)合成。
固相合成
1963年，Merrifield首次提出了固相多肽合成方法(SPPS)，由于其合成方便，迅速，成為多肽合成的首選方法，而且?guī)?lái)了多肽有機(jī)合成上的一次革命，并成為了一支獨(dú)立的學(xué)科——固相有機(jī)合成，固相合成的發(fā)明同時(shí)促進(jìn)了肽合成的自動(dòng)化。世界上第一臺(tái)真正意義上的多肽合成儀出現(xiàn)在1980年代初期。
液相合成
基于將單個(gè)N-α保護(hù)氨基酸反復(fù)加到生長(zhǎng)的氨基成份上，合成一步步地進(jìn)行，通常從合成鏈的C端氨基酸開(kāi)始，接著的單個(gè)氨基酸的連接通過(guò)用DCC，混合炭酐，或N-carboxy酐方法實(shí)現(xiàn)。Carbodiimide方法包括用DCC做連接劑連接N-和C-保護(hù)氨基酸。重要的是，這種連接試劑促接N保護(hù)氨基酸自己炭基和C保護(hù)氨基酸自由氨基間的縮水，形成肽鏈，同時(shí)產(chǎn)出N，N?/FONT>-dyaylcohercylurea副產(chǎn)物。 然而，此方法因其導(dǎo)致消旋的副反應(yīng)，或在強(qiáng)堿存在時(shí)形成5(4H)-oxaylones和N-acylurea而受到影響。慶幸地是，這些副反應(yīng)能最小化，但是還不能完全消除。方法是加入象HoSu或HoBT這樣的連接催化劑，此外，此方法也可用于合成N保護(hù)氨基酸的活性酯衍生物。依次產(chǎn)生的活性酯將自發(fā)與任何別的C保護(hù)氨基酸或肽反應(yīng)形成新的肽。
多肽合成儀 多肽合成儀是指用來(lái)合成多肽的儀器，因?yàn)槎嚯暮铣傻牟襟E很繁瑣，又很耗時(shí)，多家公司開(kāi)發(fā)了自動(dòng)多肽合成儀。一般分為兩類(lèi)，一類(lèi)是針對(duì)數(shù)量少但合成量大的生產(chǎn)型應(yīng)用，典型代表是美國(guó)ABI公司的ABI336型多肽合成儀，其反應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)方式有別于前兩代的多肽合成儀，即反應(yīng)器上方相對(duì)固定，而下方作圓周360度快速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)反應(yīng)器里的固液兩相從底部向上作螺旋運(yùn)動(dòng)，一直達(dá)到反應(yīng)器的最上方；另外一類(lèi)多肽合成儀針對(duì)于藥物研發(fā)、基因研究等科研性應(yīng)用，典型代表是德國(guó)Intavis AG公司的ResPep SL和MultiPep RS系列，可以同時(shí)提供固相合成和膜合成的應(yīng)用，并能自動(dòng)幫助客戶(hù)進(jìn)行圖譜篩選同時(shí)完成高通量的多肽合成工作。
運(yùn)行原理
多肽合成儀以固相合成為反應(yīng)原理，在密閉的防爆玻璃反應(yīng)器中使氨基酸按照已知順序（序列，一般從C端-羧基端 向 N端-氨基端）不斷添加、反應(yīng)、合成，操作最終得到多肽載體。固相合成法，大大的減輕了每步產(chǎn)品提純的難度。為了防止副反應(yīng)的發(fā)生，參加反應(yīng)的氨基酸的側(cè)鏈都是保護(hù)的。羧基端是游離的，并且在反應(yīng)之前必須活化。固相合成方法有兩種，即Fmoc和tBoc。由于Fmoc比tBoc存在很多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在大多采用Fmoc法合成，但對(duì)于某些短肽，tBoc因其產(chǎn)率高的優(yōu)勢(shì)仍然被很多企業(yè)所采用。
具體合成由下列幾個(gè)循環(huán)組成：
1） 去保護(hù)：Fmoc保護(hù)的柱子和單體必須用一種堿性溶劑（piperidine）去 除氨基的保護(hù)基團(tuán)。
2）激活和交聯(lián)：下一個(gè)氨基酸的羧基被一種活化劑所活化?；罨膯误w與游離的氨基反應(yīng)交聯(lián)，形成肽鍵。在此步驟使用大量的超濃度試劑驅(qū)使反應(yīng)完成。循環(huán)：這兩步反應(yīng)反復(fù)循環(huán)直到合成完成。
3） 洗脫和脫保護(hù)：多肽從柱上洗脫下來(lái)，其保護(hù)基團(tuán)被一種脫保護(hù)劑（TFA） 洗脫和脫保護(hù)。
基本元件
反應(yīng)器
數(shù)百年來(lái)，制藥業(yè)的反應(yīng)器/反應(yīng)釜設(shè)備以玻璃材質(zhì)最為常見(jiàn)，因其完全透明且耐腐蝕，而被眾多化學(xué)、生物學(xué)專(zhuān)家沿用。多肽合成的過(guò)程需要操作人員直觀監(jiān)測(cè)，同時(shí)合成后可進(jìn)行在線(xiàn)切割（切割試劑TFA的強(qiáng)腐蝕性對(duì)反應(yīng)器材質(zhì)有了極大限制），這些要求限制反應(yīng)器以玻璃材質(zhì)最為適用。
玻璃材質(zhì)的反應(yīng)器在制造工藝上有極大的難度限制：①燒制工藝：磨口精度要求極高，正如很多國(guó)產(chǎn)設(shè)備都無(wú)法達(dá)到要求出現(xiàn)漏液漏氣現(xiàn)象，玻璃壁均勻程度等。②配合攪拌柄以及密封裝置的成套加工工藝③防爆處理
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