词条 | 多肽合成 |
释义 | 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。从1963年Merrifield发展成功了固相多肽合成方法以来,经过不断的改进和完善,到今天固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术,表现出了经典液相合成法无法比拟的优点,从而大大的减轻了每步产品提纯的难度。多肽合成总的来说分成两种:固相合成和液相多肽合成。 多肽的定义多肽是一种与生物体内各种细胞功能都相关的生物活性物质,它的分子结构介于氨基酸和蛋白质之间,是由多种氨基酸按照一定的排列顺序通过肽键结合而成的化合物。多肽是涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质的总称,常常被应用于功能分析、抗体研究、尤其是药物研发等领域。 多肽合成服务包括标准化学多肽合成、多肽修饰、多肽文库以及重组多肽表达。逐步固相多肽合成能合成5-50aa的多肽,对于大于200aa的多肽,通过片段浓缩及连接技术来合成。 多肽合成技术固相合成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,成为多肽合成的首选方法,而且带来了多肽有机合成上的一次革命,并成为了一支独立的学科——固相有机合成,固相合成的发明同时促进了肽合成的自动化。世界上第一台真正意义上的多肽合成仪出现在1980年代初期。 液相合成基于将单个N-α保护氨基酸反复加到生长的氨基成份上,合成一步步地进行, 通常从合成链的C端氨基酸开始,接着的单个氨基酸的连接通过用DCC,混合炭酐, 或N-carboxy酐方法实现。Carbodiimide方法包括用DCC做连接剂连接N-和C-保护氨基酸。重要的是, 这种连接试剂促接N保护氨基酸自己炭基和C保护氨基酸自由氨基间的缩水,形成肽链, 同时产出N,N?/FONT>-dyaylcohercylurea副产物。 然而, 此方法因其导致消旋的副反应,或在强碱存在时形成5(4H)-oxaylones和N-acylurea而受到影响。庆幸地是, 这些副反应能最小化,但是还不能完全消除。方法是加入象HoSu或HoBT这样的连接催化剂, 此外,此方法也可用于合成N保护氨基酸的活性酯衍生物。依次产生的活性酯将自发与任何别的C保护氨基酸或肽反应形成新的肽 多肽合成仪多肽合成仪是指用来合成多肽的仪器,因为多肽合成的步骤很繁琐,又很耗时,多家公司开发了自动多肽合成仪。一般分为两类,一类是针对数量少但合成量大的生产型应用,典型代表是美国ABI公司的ABI336型多肽合成仪,其反应器转动方式有别于前两代的多肽合成仪,即反应器上方相对固定,而下方作圆周360度快速旋转,带动反应器里的固液两相从底部向上作螺旋运动,一直达到反应器的最上方;另外一类多肽合成仪针对于药物研发、基因研究等科研性应用,典型代表是德国Intavis AG公司的ResPep SL和MultiPep RS系列,可以同时提供固相合成和膜合成的应用,并能自动帮助客户进行图谱筛选同时完成高通量的多肽合成工作。 运行原理多肽合成仪以固相合成为反应原理,在密闭的防爆玻璃反应器中使氨基酸按照已知顺序(序列,一般从C端-羧基端 向 N端-氨基端)不断添加、反应、合成,操作最终得到多肽载体。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。由于Fmoc比tBoc存在很多优势,现在大多采用Fmoc法合成,但对于某些短肽,tBoc因其产率高的优势仍然被很多企业所采用。 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 除氨基的保护基团。 2) 激活和交联:下一个氨基酸的羧基被一种活化剂所活化。活化的单体与游离的氨基反应交联,形成肽键。在此步骤使用大量的超浓度试剂驱使反应完成。循环:这两步反应反复循环直到合成完成。 3) 洗脱和脱保护:多肽从柱上洗脱下来,其保护基团被一种脱保护剂(TFA) 洗脱和脱保护。 基本元件反应器 数百年来,制药业的反应器/反应釜 设备以玻璃材质最为常见,因其完全透明且耐腐蚀,而被众多化学、生物学专家沿用。多肽合成的过程需要操作人员直观监测,同时合成后可进行在线切割(切割试剂TFA的强腐蚀性对反应器材质有了极大限制),这些要求限制反应器以玻璃材质最为适用。 玻璃材质的反应器在制造工艺上有极大的难度限制:①烧制工艺:磨口精度要求极高,正如很多国产设备都无法达到要求出现漏液漏气现象,玻璃壁均匀程度等。②配合搅拌柄以及密封装置的成套加工工艺③防爆处理 氨基酸储罐 溶剂储罐 量筒 转液瓶 感应器 多端触发器自感应定量量取法,直观、科学、相对误差最低。 废液桶 废液桶通常选择容积较大的HDPE桶,保证通风良好,同时需安装感应器装置时刻检测废液情况,避免溢出。 控制配件电磁阀 多肽合成仪中的电磁阀属于敏感配件,其控制液路的串联与闭路,在氨基酸转移与量取,溶剂转移与量取两步骤中起到至关重要的作用。不同品牌的合成仪对电磁阀的设计与排布也略有不同。 控制面板 控制面板内往往含有光敏组建,部分控制电磁阀以及感应器控制组。与电脑主机的控制系统、合成仪统一的链接在一起,完成多肽合成的全过程。 软件系统 多肽合成仪的操作软件。不同品牌合成仪所注册的软件也不同。 检测方法UV Monitor 在多肽合成仪中,在线检测耦合效果的装置,如UV Monitor往往是选配装置,客户可根据实验的需要选购。其功能是让操作者直观的看到多肽合成的每一部氨基酸偶联效果,从而针对特定的序列做合成设置的调整,最终达到最佳合成效果。 对于不熟悉多肽合成仪操作的用户来说,UV Monitor是相当重要的。 试剂检测:没有选购在线检测附件的多肽合成仪用户,也可以采用试剂检测方法做基本的耦合效果测定实验。 固相多肽合成中,主要是通过检测树脂上游离氨基来判断连接效率,检测方法称为Kaiser方法,其检测结果,如果有游离氨基的时候,显示兰色,或红褐色(pro,ser,His)。 Kaiser试剂包括:A,6% 茚三酮的乙醇溶液;B,80% 苯酚的乙醇溶液;C,2% 0.001M KCN的吡啶溶液 配制中的吡啶需要经过茚三酮处理后,重蒸后再使用。检测过程,取少量树脂,加入A,B,C各2-3滴,100℃下加热1-2min,如果溶液有兰色,或树脂出现兰色,红褐色,表明还有游离氨基,否则说明连接完全。 其它检测游离氨基的方法:三硝基苯磺酸法,苦味酸法,溴芬兰法等 |
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