化学合成方法学

多肽合成方法分类多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。在合成含有特定顺序的多肽时，由于多肽合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体，多肽合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来，方可进行成肽反应，这样保证了多肽合成目标产物的定向性。多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。【合肥国肽生物】多肽液相合成主要分为逐步合成和片段组合两种策略。逐步合成简洁迅速，可用于各种生物活性多肽片段的合成。片段组合法主要包括天然化学连接和施陶丁格连接。近年，多肽液相片段合成法发展迅速，在多肽和蛋白质合成领域已取得了重大突破。在多肽片段合成法中，根据多肽片段的化学特定性或化学选择性，多肽片段能够自发进行连接，得到目标多肽。因为多肽片段含有的氨基酸残基相对较少，所以纯度较高，且易于纯化。多肽的生物合成方法主要包括发酵法、酶解法，随着生物工程技术的发展，以DNA重组技术为主导的基因工程法也被应用于多肽的合成。多肽的固相合成多肽的合成是氨基酸重复添加的过程，通常从C端向N端(氨基端)进行合成。多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸C端通过共价键与固相载体连接，再以该氨基酸N端为合成起点，经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应，接长肽链，重复操作，达到理想的合成肽链长度，最后将肽链从树脂上裂解下来，分离纯化，获得目标多肽。1、Boc多肽合成法Boc方法是经典的多肽固相合成法，以Boc作为氨基酸α-氨基的保护基，苄醇类作为侧链保护基，Boc的脱除通常采用三氟乙酸(TFA)进行。多肽合成时将已用Boc保护好的N-α-氨基酸共价交联到树脂上，TFA切除Boc保护基，N端用弱碱中和。肽链的延长通过二环己基碳二亚胺(DCC)活化、偶联进行，最终采用强酸氢氟酸(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多肽合成法中，为了便于下一步的多肽合成，反复用酸进行脱保护，一些副反应被带入实验中，例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等。2、Fmoc多肽合成法Carpino和Han以Boc多肽合成法为基础发展起来一种多肽固相合成的新方法——Fmoc多肽合成法。Fmoc多肽合成法以Fmoc作为氨基酸α-氨基的保护基。其优势为在酸性条件下是稳定的，不受TFA等试剂的影响，应用温和的碱处理可脱保护，所以侧链可用易于酸脱除的Boc保护基进行保护。肽段的最后切除可采用TFA/二氯甲烷(DCM)从树脂上定量完成，避免了采用强酸。同时，与Boc法相比，Fmoc法反应条件温和，副反应少，产率高，并且Fmoc基团本身具有特征性紫外吸收，易于监测控制反应的进行。Fmoc法在多肽固相合成领域应用越来越广泛。多肽液相分段合成随着多肽合成的发展，多肽液相分段合成(即多肽片段在溶液中依据其化学专一性或化学选择性，自发连接成长肽的合成方法)在多肽合成领域中的作用越来越突出。其特点在于可以用于长肽的合成，并且纯度高，易于纯化。多肽液相分段合成主要分为天然化学连接和施陶丁格连接。天然化学连接是多肽分段合成的基础方法，局限在于所合成的多肽必须含半光氨酸(Cys)残基，因而限定了天然化学连接方法的应用范围。天然化学连接方法的延伸包括化学区域选择连接、可除去辅助基连接、光敏感辅助基连接。施陶丁格连接方法是另一种基础的片段连接方法，其为多肽片段连接途径开拓了更广阔的思路。正交化学连接方法是施陶丁格连接方法的延伸，通过简化膦硫酯辅助基来提高片段间的缩合率。其他多肽合成方法1、氨基酸的羧内酸酐法(NCA)氨基酸的羧内酸酐的氨基保护基也可活化羧基。NCA的原理:在碱性条件下，氨基酸阴离子与NCA形成一个更稳定的氨基甲酸酯类离子，在酸化时该离子失去二氧化碳，生成二肽。生成的二肽又与其他的NCA结合，反复进行。NCA适用于短链肽片段的多肽合成，其周期短、操作简单、成本低、得到产物分子量高，在目前多肽合成中所占比例较大，技术也较为通用。2、组合化学法20世纪80年代，以固相多肽合成为基础提出了组合化学法，即氨基酸的构建单元通过组合的方式进行连接，合成出含有大量化合物的化学库，并从中筛选出具有某种理化性质或药理活性化合物的一套多肽合成策略和筛选方案。组合化学法的多肽合成策略主要包括:混合-均分法、迭代法、光控定位组合库法、茶叶袋法等。组合化学法的最大优点在于可同时合成多种化合物，并且能最大限度地筛选各种新化合物及其异构体。3、酶解法酶解法是用生物酶降解植物蛋白质和动物蛋白质，获得小分子多肽。酶解法因其多肽产量低、投资大、周期长、污染严重，未能实现工业化生产。酶解法获得的多肽能够保留蛋白质原有的营养价值，并且可以获得比原蛋白质更多的功能，更加绿色，更加健康。4、基因工程法基因工程法主要以DNA重组技术为基础，通过合适的DNA模板来控制多肽的序列合成。有研究者通过基因工程法获得了准弹性蛋白-聚缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-缬氨酸-甘氨酸肽(VPGVG)。利用基因工程技术生产的活性多肽还有肽类抗生素、干扰素类、白介素类、生长因子类、肿瘤坏死因子、人生长激素，血液中凝血因子、促红细胞生成素，组织非蛋白纤溶酶原等。基因工程法合成多肽具有表达定向性强，安全卫生，原料来源广泛和成本低等优点，但因存在高效表达，不易分离，产率低的问题，难以实现规模化生产。5、发酵法发酵法是从微生物代谢产物中获得多肽的方法。虽然发酵法的成本低，但其应用范围较窄，因为现在微生物能够独立合成的聚氨基酸只有ε-聚赖氨酸(ε-PL)、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和蓝细菌肽。[img=,457,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904221507346400_2482_3531468_3.jpg!w457x333.jpg[/img]我们主要提供：多肽合成、定制多肽、同位素标记肽、人工胰岛素、磷酸肽、生物素标记肽、荧光标记肽（Cy3、Cy5、Fitc、AMC等）、目录肽、偶联蛋白（KLH、BSA、OVA等）、化妆品肽、多肽文库构建、抗体服务、糖肽、订书肽、药物肽、RGD环肽等。合肥国肽生物官网：http://www.bankpeptide.com欢迎咨询服务热线：17718122172；17718122684；17730030476；17718122397

多肽合成又叫肽链合成，是一个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。多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。请移步百度搜“合肥国肽生物”即可多肽合成的原理多肽合成就是如何把各种氨基酸单位按照天然物的氨基酸排列顺序和连接方式连接起来。由于氨基酸在中性条件下是以分子内的两性离子形式(H3+NCH(R)COO-)存在，因此，氨基酸之间直接缩合形成酰胺键的反应在一般条件下是难于进行的。氨基酸酯的反应活性较高。在100℃下加热或者室温下长时间放置都能聚合生成肽酯，但反应并没有定向性，两种氨基酸a1和a2的酯在聚合时将生成a1a2…、a1a1…、a2a1…等各种任意顺序的混合物。为了得到具有特定顺序的合成多肽，采用任意聚合的方法是行不通的，而只能采用逐步缩合的定向多肽合成方法。一般是如下式所示，即先将不需要反应的氨基或羧基用适当的基团暂时保护起来，然后再进行连接反应，以保证多肽合成的定向进行。式中的X和Q分别为氨基和羧基的保护基，它不仅可以防止乱接副反应的发生，还具有能消除氨基酸的两性离子形式，并使之易溶于有机溶剂的作用。Q在有的情况下也可以不是共价连接的基团，而是由有机强碱(如三乙胺)同氨基酸的羧基氢离子组成的有机阳离子。Y为一强的吸电子基团，它能使羧基活化，而有利于另一氨基酸的自由氨基，对其活化羧基的羧基碳原子进行亲核进攻生成酰胺键。由此所得的连接产物是N端和C端都带有保护基的保护肽，要脱去保护基后才能得到自由的肽。如果肽链不是到此为止，而是还需要从N端或C端延长肽链的话，则可以先选择性地脱去X或Q，然后再同新的N保护氨基酸(或肽)或C保护的氨基酸(或肽)进行第二次连接，并依次不断重复下去，直到所需要的肽链长度为止。对于长肽的多肽合成来说，一般有逐步增长和片段缩合两种伸长肽链的方式，前者是由起始的氨基酸(或肽)开始。每连接一次，接长一个氨基酸，后者则是用N保护肽同C保护肽缩合来得到两者长度相加的新的长肽链。对于多肽合成中含有谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸等等带侧链功能团的氨基酸的肽来说，为了避免由于侧链功能团所带来的副反应，一般也需要用适当的保护基将侧链基团暂时保护起来。多肽合成方法分类多肽的合成主要分为两条途径:化学合成多肽和生物合成多肽。化学合成主要是以氨基酸与氨基酸之间缩合的形式来进行。在合成含有特定顺序的多肽时，由于多肽合成原料中含有官能度大于2的氨基酸单体，多肽合成时应将不需要反应的基团暂时保护起来，方可进行成肽反应，这样保证了多肽合成目标产物的定向性。多肽的化学合成又分为液相合成和固相合成。多肽液相合成主要分为逐步合成和片段组合两种策略。逐步合成简洁迅速，可用于各种生物活性多肽片段的合成。片段组合法主要包括天然化学连接和施陶丁格连接。近年，多肽液相片段合成法发展迅速，在多肽和蛋白质合成领域已取得了重大突破。在多肽片段合成法中，根据多肽片段的化学特定性或化学选择性，多肽片段能够自发进行连接，得到目标多肽。因为多肽片段含有的氨基酸残基相对较少，所以纯度较高，且易于纯化。多肽的生物合成方法主要包括发酵法、酶解法，随着生物工程技术的发展，以DNA重组技术为主导的基因工程法也被应用于多肽的合成。多肽的固相合成多肽的合成是氨基酸重复添加的过程，通常从C端向N端(氨基端)进行合成。多肽固相合成的原理是将目的肽的第一个氨基酸C端通过共价键与固相载体连接，再以该氨基酸N端为合成起点，经过脱去氨基保护基和过量的已活化的第二个氨基酸进行反应，接长肽链，重复操作，达到理想的合成肽链长度，最后将肽链从树脂上裂解下来，分离纯化，获得目标多肽。1、Boc多肽合成法Boc方法是经典的多肽固相合成法，以Boc作为氨基酸α-氨基的保护基，苄醇类作为侧链保护基，Boc的脱除通常采用三氟乙酸(TFA)进行。多肽合成时将已用Boc保护好的N-α-氨基酸共价交联到树脂上，TFA切除Boc保护基，N端用弱碱中和。肽链的延长通过二环己基碳二亚胺(DCC)活化、偶联进行，最终采用强酸氢氟酸(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多肽合成法中，为了便于下一步的多肽合成，反复用酸进行脱保护，一些副反应被带入实验中，例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等。2、Fmoc多肽合成法Carpino和Han以Boc多肽合成法为基础发展起来一种多肽固相合成的新方法——Fmoc多肽合成法。Fmoc多肽合成法以Fmoc作为氨基酸α-氨基的保护基。其优势为在酸性条件下是稳定的，不受TFA等试剂的影响，应用温和的碱处理可脱保护，所以侧链可用易于酸脱除的Boc保护基进行保护。肽段的最后切除可采用TFA/二氯甲烷(DCM)从树脂上定量完成，避免了采用强酸。同时，与Boc法相比，Fmoc法反应条件温和，副反应少，产率高，并且Fmoc基团本身具有特征性紫外吸收，易于监测控制反应的进行。Fmoc法在多肽固相合成领域应用越来越广泛。多肽液相分段合成随着多肽合成的发展，多肽液相分段合成(即多肽片段在溶液中依据其化学专一性或化学选择性，自发连接成长肽的合成方法)在多肽合成领域中的作用越来越突出。其特点在于可以用于长肽的合成，并且纯度高，易于纯化。多肽液相分段合成主要分为天然化学连接和施陶丁格连接。天然化学连接是多肽分段合成的基础方法，局限在于所合成的多肽必须含半光氨酸(Cys)残基，因而限定了天然化学连接方法的应用范围。天然化学连接方法的延伸包括化学区域选择连接、可除去辅助基连接、光敏感辅助基连接。施陶丁格连接方法是另一种基础的片段连接方法，其为多肽片段连接途径开拓了更广阔的思路。正交化学连接方法是施陶丁格连接方法的延伸，通过简化膦硫酯辅助基来提高片段间的缩合率。其他多肽合成方法1、氨基酸的羧内酸酐法(NCA)氨基酸的羧内酸酐的氨基保护基也可活化羧基。NCA的原理:在碱性条件下，氨基酸阴离子与NCA形成一个更稳定的氨基甲酸酯类离子，在酸化时该离子失去二氧化碳，生成二肽。生成的二肽又与其他的NCA结合，反复进行。NCA适用于短链肽片段的多肽合成，其周期短、操作简单、成本低、得到产物分子量高，在目前多肽合成中所占比例较大，技术也较为通用。2、组合化学法20世纪80年代，以固相多肽合成为基础提出了组合化学法，即氨基酸的构建单元通过组合的方式进行连接，合成出含有大量化合物的化学库，并从中筛选出具有某种理化性质或药理活性化合物的一套多肽合成策略和筛选方案。组合化学法的多肽合成策略主要包括:混合-均分法、迭代法、光控定位组合库法、茶叶袋法等。组合化学法的最大优点在于可同时合成多种化合物，并且能最大限度地筛选各种新化合物及其异构体。3、酶解法酶解法是用生物酶降解植物蛋白质和动物蛋白质，获得小分子多肽。酶解法因其多肽产量低、投资大、周期长、污染严重，未能实现工业化生产。酶解法获得的多肽能够保留蛋白质原有的营养价值，并且可以获得比原蛋白质更多的功能，更加绿色，更加健康。4、基因工程法基因工程法主要以DNA重组技术为基础，通过合适的DNA模板来控制多肽的序列合成。有研究者通过基因工程法获得了准弹性蛋白-聚缬氨酸-脯氨酸-甘氨酸-缬氨酸-甘氨酸肽(VPGVG)。利用基因工程技术生产的活性多肽还有肽类抗生素、干扰素类、白介素类、生长因子类、肿瘤坏死因子、人生长激素，血液中凝血因子、促红细胞生成素，组织非蛋白纤溶酶原等。基因工程法合成多肽具有表达定向性强，安全卫生，原料来源广泛和成本低等优点，但因存在高效表达，不易分离，产率低的问题，难以实现规模化生产。5、发酵法发酵法是从微生物代谢产物中获得多肽的方法。虽然发酵法的成本低，但其应用范围较窄，因为现在微生物能够独立合成的聚氨基酸只有ε-聚赖氨酸(ε-PL)、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和蓝细菌肽。[align=center][img=,770,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903151633244062_8177_3531468_3.jpg!w770x348.jpg[/img][/align]请移步百度搜“合肥国肽生物”即可我们主要提供：多肽合成、定制多肽、同位素标记肽、人工胰岛素、磷酸肽、生物素标记肽、荧光标记肽（Cy3、Cy5、Fitc、AMC等）、目录肽、偶联蛋白（KLH、BSA、OVA等）、化妆品肽、多肽文库构建、抗体服务、糖肽、订书肽、药物肽、RGD环肽等。

多肽化学合成方法，包括液相和固相两种方法。液相合成方法现在主要采用BOC和Z两种保护方法，现在主要应用在短肽合成，如阿斯巴甜，力肽，催产素等，其相对与固相合成，具有保护基选择多，成本低廉，合成规模容易放大的许多优点。【请移步百度搜“合肥国肽生物”即可】与固相合成比较，液相合成主要缺点是，合成范围小，一般都集中在10个氨基酸以内的多肽合成，还有合成中需要对中间体进行提纯，时间长，工作量大。固相合成方法现在主要采用FMOC和BOC两种方法，它具有合成方便，迅速，容易实现自动化，而且可以比较容易的合成到30个氨基酸左右多肽。1.氨基酸保护基 20种常见氨基酸，根据侧链可以分为几类：脂肪族氨基酸（Ala，Gly，Val，Leu，Ile，），芳香族氨基酸（Phe，Tyr，Trp，His），酰胺或羧基侧链氨基酸（Asp，Glu，Asn，Gln），碱性侧链氨基酸（Lys，Arg），含硫氨基酸（Cys，Met），含醇氨基酸（Ser，Thr），亚氨型基酸（Pro）。多肽化学合成中氨基酸的保护非常关键，直接决定了合成能够成功的关键。因为常见的20中氨基酸中有很多都是带有活性侧链的，需要进行保护，一般要求，这些保护基在合成过程中稳定，无副反应，合成结束后可以完全定量的脱除。合成中需要进行保护的氨基酸包括：Cys，Asp，Glu，His，Lys，Asn，Gln，Arg，Ser，Thr，Trp，Tyr。需要进行保护的基团：羟基，羧基，巯基，氨基，酰胺基，胍基，吲哚，咪唑等。其中Trp也可以不保护，因为吲哚性质比较稳定。当然在特殊的情况下，有些氨基酸也可以不保护，象，Asn，Gln ，Thr，Tyr。氨基酸侧链保护基团非常多，同一个侧链有多种不同的保护基，可以在不同的条件下选择性的脱除，这点在环肽以及多肽修饰上具有很重要的意义。而且侧链保护基和选择的合成方法有密切的关系，液相和固相不一样，固相中BOC和FMOC策略也不一样，从某种意义上看，多肽化学就是氨基酸保护基的灵活运用与搭配。关于侧链保护基的使用，请参考王德心的《固相有机合成——原理及应用指南》第四章，我们这里主要介绍Cys，Lys，Asp的几种保护基及其脱除方法。Cys最常见的保护基有三种，Trt，Acm，Mob，这三个保护基可以完成多对二硫键多肽的合成。Lys最常见的保护基有：Boc，Fmoc，Trt，Dde，Allyl，这对于固相合成环肽提供了很多正交的保护策略。Asp最常见的保护基有：Otbu，OBzl，OMe，OAll，OFm，同样也提供了多种正交的保护策略。2.多肽缩合试剂 目前多肽合成中，主要采用羧基活化方法来完成接肽反应，最早使用的是将氨基酸活化为酰氯，叠氮，对称酸酐以及混合酸酐的方法，但是由于这些条件下，存在氨基酸消旋，以及反应试剂危险以及制备比较复杂，逐渐被后来的缩合试剂取代，按照其结构可以分为两种：缩合试剂主要有：碳二亚胺型，鎓盐型（Uronium）。3.碳二亚胺型 主要包括：DCC，DIC，EDC.HCl等。采用DCC进行反应，由于反应中生成的DCU，在DMF中溶解度很小，产生白色沉淀，所以一般不用在固相合成中，但是由于其价格便宜，在液相合成中，可以通过过滤除去，应用仍然相当广泛。EDC.HCl因为其水溶解性的特点，在多肽与蛋白的连接中使用比较多，而且也相当成功。但是该类型的缩合试剂的一个最大的缺点，就是如果单独使用，会有比较多的副反应，但是研究表明如果在活化过程中添加HOBt，HOAt等试剂，可以将其副反应控制在很低的范围。多肽合成方法比较 1.液相多肽合成（solution phase synthesis） 液相多肽合成现在仍然广泛的使用，在合成短肽和多肽片段上具有合成规模大，合成成本低的显著优点，而且由于是在均相中进行反应，可以选择的反应条件更加丰富，象一些催化氢化，碱性水解等条件，都可以使用，这在固相中，使用却由于反应效率低，以及副反应等原因，无法应用。液相多肽合成中主要采用BOC和Z两种反应策略。2.固相多肽合成固相多肽合成现在使用的主要有两种策略：BOC和FMOC两种。BOC方法合成过程中，需要反复使用TFA脱BOC，而且在最后从树脂上切割下来需要使用HF，由于HF必须使用专门的仪器进行操作，而且切割过程中容易产生副反应，因此现在使用受到实验条件限制，使用也逐渐减少。FMOC方法反应条件温和，在一般的实验条件下就可以进行合成，因此，也得到了非常广泛的应用。[align=center][img=,770,348]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903151637572385_7105_3531468_3.jpg!w770x348.jpg[/img][/align]请移步百度搜“合肥国肽生物”即可我们主要提供：多肽合成、定制多肽、同位素标记肽、人工胰岛素、磷酸肽、生物素标记肽、荧光标记肽（Cy3、Cy5、Fitc、AMC等）、目录肽、偶联蛋白（KLH、BSA、OVA等）、化妆品肽、多肽文库构建、抗体服务、糖肽、订书肽、药物肽、RGD环肽等。