現(xiàn)如今多肽合成的辦法首要有兩種:即 Fmoc 和 t Boc 。因?yàn)?Fmoc 比 tBoc 具有更多的優(yōu)勢(shì),所以讓大家比較認(rèn)可的是 Fmoc 法。而多肽合成是一個(gè)重復(fù)添加氨基酸的進(jìn)程,合成方向是從 C 端(羧基端)向 N 端(氨基端)進(jìn)行;從前多肽合成大多是在液相中進(jìn)行,而如今大多選用固相合成,然后大大的降低了每步商品提純的難度;為了防止副反響的發(fā)作,合成柱和添加的氨基酸的側(cè)鏈都是預(yù)先被維護(hù)的,只要羧基端是游離的,并且在反響之前有必要先用化學(xué)試劑活化它。
多肽合成基本原理示意圖
具體合成過程如下:
1、去維護(hù):Fmoc 維護(hù)的柱子和單體有必要用一種堿性溶劑( piperidine )去除氨基的維護(hù)基團(tuán)。
2、激活和交聯(lián):下一個(gè)氨基酸的羧基被一種激活劑所激活溶解,激活的單體與游離的氨基在交聯(lián)劑的作用下交聯(lián),構(gòu)成肽鍵。
3 、循環(huán):這兩步反響重復(fù)循環(huán)直到整條肽鏈合成結(jié)束。
4 、洗脫和脫維護(hù):依據(jù)肽鏈所含的殘基不一樣,用不一樣的脫樹脂溶劑從柱上洗脫下來,其維護(hù)基團(tuán)被一種脫維護(hù)劑( TFA )洗脫和脫維護(hù)。
多肽是復(fù)雜的大分子,因而每條序列在物理和化學(xué)特性上都是共同的,有些多肽合成很艱難 ,另有些多肽雖然合成相對(duì)簡(jiǎn)單,但純化艱難;最常見的疑問是很多肽不溶于水溶液,因而在純化中,這些疏水肽有必要溶于非水溶劑中或特別的緩沖液,而這些溶劑或緩沖液很也許不適合應(yīng)用于生物試驗(yàn)體系,因而研究人員不能運(yùn)用該多肽到達(dá)自個(gè)的意圖,因而下面是關(guān)于研究人員規(guī)劃多肽的一些建議。
怎么下降肽鏈合成的難度?
1. 削減序列長(zhǎng)度
因?yàn)殡牡拈L(zhǎng)度添加會(huì)致使粗產(chǎn)品純度下降,小于15個(gè)殘基的肽對(duì)比簡(jiǎn)單得到較高純度的初產(chǎn)品,當(dāng)肽鏈長(zhǎng)度添加到20個(gè)殘基以上時(shí),準(zhǔn)確產(chǎn)品的量即是一個(gè)首要思考的疑問。在很多試驗(yàn)中,下降殘基數(shù)低于20 往往能得到非常好的試驗(yàn)成果。
2. 削減疏水性殘基數(shù)
疏水性殘基占顯著優(yōu)勢(shì)的肽,尤其在距C端7-12個(gè)殘基的區(qū)域,常常導(dǎo)致合成艱難。這一般被認(rèn)為是因?yàn)楹铣芍袠?gòu)成b折疊片,這么會(huì)發(fā)生不完全配對(duì)。用1個(gè)或幾個(gè)極性殘基置換 或參加Gly或Pro以翻開肽構(gòu)造也許會(huì)有協(xié)助。
3. 削減“艱難”殘基
有多個(gè)Cys 、Met 、Arg 、Try 殘基一般難于合成。Ser一般可作為Cys的非氧化更換。
怎么增強(qiáng)肽鏈的可溶性?
1、改動(dòng)N端或C端
關(guān)于酸性肽(即pH值為7時(shí)帶負(fù)電荷), 咱們引薦乙酰化(N端乙?;? C端堅(jiān)持自在羧基),以添加負(fù)電荷。而關(guān)于堿性肽(即pH值為7時(shí)帶正電荷),咱們引薦氨基化(N端自在氨基, C端氨基化),以添加正電荷。
2、縮短或加長(zhǎng)序列
某些序列富含很多疏水氨基酸,如Trp 、Phe、Val、Ile 、Leu 、Met 、Tyr 和 Ala等 ,當(dāng)這些疏水殘基大于50%一般難于溶解。為了添加肽的極性,加長(zhǎng)序列也許會(huì)有協(xié)助。別的一種選擇是經(jīng)過削減疏水殘基的辦法下降肽鏈的長(zhǎng)度以添加極性。肽鏈極性越高,就越有也許溶于水。
3、參加可溶性殘基
關(guān)于某些肽鏈而言,加上一些極性氨基酸能改進(jìn)可溶性。咱們引薦給酸性肽的N端或C端加上Glu-Glu。給堿性肽的N端或C端加上Lys-Lys假如不能參加帶電荷基團(tuán),能夠?qū)?Ser-Gly-Ser 加到N端或C端。但是,肽鏈的兩頭不能改動(dòng)時(shí),該辦法則不可行。
4、經(jīng)過置換一個(gè)或多個(gè)殘基改動(dòng)序列
肽鏈的可溶性可經(jīng)過改動(dòng)序列內(nèi)某些殘基來改進(jìn)。一般單個(gè)殘基的更換就能明顯改進(jìn)其疏水性,而這種改動(dòng)一般是較為保存的,如用Gly替代Ala 。
5、經(jīng)過選用不一樣“結(jié)構(gòu)”來改動(dòng)序列
假如能用某個(gè)序列來制備很多長(zhǎng)度一定的彼此串連或堆疊的多肽,則能夠用改動(dòng)各個(gè)多肽起始點(diǎn)的辦法來完成改動(dòng)序列的意圖。其原理是:在同一多肽的親水和疏水殘基間創(chuàng)造新的非常好的平衡,或?qū)⑼欢嚯膬?nèi)的“艱難”殘基(比方 2個(gè)Cys) 放進(jìn)兩個(gè)不一樣的多肽而不是集于同一分子內(nèi)。
特別氨基酸殘基對(duì)肽鏈特性影響的一些關(guān)鍵
關(guān)于由遺傳暗碼編碼的二十種氨基酸及蛋白質(zhì)中常見的別的氨基酸 , 按其特性能夠用幾種辦法進(jìn)行分類。下面列出了最常見的氨基酸的三字母代碼和單字母代碼,以及不一樣的分類辦法。