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标题:浅析多肽药物的固相合成

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浅析多肽药物的固相合成

合成多肽是一类特殊的药物,可视为界于有机小分子和蛋白质大分子之间的一类药物,液相合成和固相合成是多肽药物合成的主要方法。与经典的液相合成多肽方法相比,固相法合成多肽以其省时、省力、省料、便于计算机控制、便于普及的突出优势而成为肽合成的常规方法并扩展到核苷酸合成等其它有机物领域。

多肽药泛指2-100个氨基酸经肽键连接形成的化合物药物。美迪西多肽合成研究团队紧密地围绕多肽药物研究的主题,致力于解决限制多肽药物发展和应用的核心问题,目前已建立了从上游非天然氨基酸结构单元的合成、多肽药物修饰和大规模合成,到下游多肽药物信号转导通路和作用机制研究的完善体系。通过化学、生物学、医学、药学等多学科合作与交叉,在基础和应用研究中取得了突出成绩。

1、多肽药物固相合成的方法

多肽药物固相合成的方法主要有Boc合成法和Fmoc合成法。多肽药物合成是一个重复添加氨基酸的过程,合成一般从C端(羧基端)向N端(氨基端)合成。α-氨基用Boc(叔丁氧羰基)保护的称为Boc固相合成法,α-氨基用Fmoc9-甲氧羟基合成)保护的称为Fmoc固相合成法。

(1)
Boc合成法

采用三氟乙酸( TFA)可脱除的Bocα-氨基保护基,侧链保护采用苄醇类。合成时将一个Boc保护的α-氨基酸共价交联到树脂上,用TFA脱除Boc,三乙胺中和游离的氨基末端,然后通过DCC活化、偶联下一个氨基酸,最终采用强酸HF 法或三氟甲磺酸(TFMSA) 将合成的目标多肽从树脂上解离。在Boc合成法中,由于要反复地用酸来脱保护以便进行下一步的偶联,这就引入了一些副反应,如多肽容易从树脂上切除下来,氨基酸侧链在酸性条件不稳定并发生副反应。

(2)
Fmoc 合成法

Fmoc法中,采用了可被碱脱除的Fmoc作为α-氨基酸的保护基,侧链采用酸脱除的Boc保护方法。Fmoc作为氨基保护基的优点在于它对酸稳定,用TFA 等试剂处理不受影响,仅需用温和的碱处理,侧链用对碱稳的Boc进行保护等。肽段最后用TFA/二氧甲烷(DCM)定量地从树脂上切除,避免了采用强酸。

Fmoc法与Boc法相比,由于Fmoc法反应条件温和、副反应少、产率高,而被广泛应用于多肽合成中。

2、固相合成的聚合物载体的选择

将固相合成与其他多肽合成技术分开来的最主要的特征是固相载体,而能被用作多肽固相载体的聚合物必须满足以下条件:

(1)必须包含合适的连接分子(或反应基团),使肽链能连接在载体上面,并在以后除去;(2)必须在合成过程中保持稳定并且不与氨基酸分子反应;

(3)必须提供足够的连接点,以满足肽链不断增长的需要。

目前用于固相合成的聚合物载体主要有3类:聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯乙二醇类树脂及衍生物。这些聚合物载体只有引入相应的连接分子,才能与氨基酸进行连接。

3、连接分子

一个理想的连接分子必须在整个合成过程中十分稳定,并在合成后可以定量的切割下来而又不破坏合成的目标分子,同时连接分子还需要根据与树脂相连的肽的C 端的结构类型,裂解后生成的羧酸、酰胺或氨基醇等衍生物来选择。

4、肽键的形成

固相中肽键的形成原理与液相中的基本一致,应用的方法主要有缩合剂法、混合酸酐法、酰氯法、活化酯法和原位法等,其中选用DCCHOBTHOBT /DCC 的对称酸酐法、活化酯法由于在肽键的形成过程中可以减少副反应并抑制消旋的发生,最终得到的多肽收率高等优点而应用最广。

5、多肽的切割,沉淀与纯化

按既定的顺序合成完多肽后,就要把目标多肽从树脂上切割下来,并进行进一步的纯化。由于多肽的合成有Boc法和Fmoc法两种,因此它们的切割方法也不完全一样。


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