多肽合成技术
  • 荧光标记多肽
  • 切割多肽
  • 多对二硫键环肽的合成

荧光标记多肽,全称为荧光标记肽,是由荧光蛋白和多肽序列构成的分子。它利用荧光物质(如荧光素)的荧光特性,通过共价结合或物理吸附的方式,将荧光物质标记在所要研究的分子的某个基团上,从而实现对目标蛋白或靶分子的光学探测和观察。荧光标记多肽是一种重要的生物研究工具。


荧光标记多肽的应用非常广泛,包括但不限于:


1、蛋白功能研究

利用荧光标记的多肽来检测目标蛋白的活性,从而深入了解蛋白在生物过程中的功能和作用机制。


2. 药物筛选与开发

通过荧光标记多肽,可以建立高通量活性筛选方法,用于药物筛选和药物开发。例如,各种激酶、磷酸酶、肽酶等的药物筛选和药物开发。


3. 细胞成像与追踪

荧光标记多肽可用于细胞成像研究,追踪多肽在活细胞中的定位和分布,研究多肽与细胞器、膜或其他生物分子的相互作用。


4. 蛋白质定位与相互作用

可用于研究蛋白质的细胞定位,以及蛋白质间的相互作用,如免疫共沉淀、生物传感器等实验。


5. 药物输送系统研究

标记荧光素的多肽可用于研究药物输送系统,如纳米颗粒或药物载体,以跟踪药物的释放和细胞内分布。


切割多肽是多肽合成过程中的一个重要步骤,指的是将已合成的多肽从固相载体(如树脂)上切割下来,并去除保护基团的过程。

多肽切割流程

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注意要点:

切割多肽是一个需要精心控制的过程,包括选择合适的切割试剂、优化切割条件、确保保护基团的稳定性、纯化多肽、处理副产物、控制环境、以及妥善储存多肽等步骤。这些步骤的正确执行对于获得高质量的多肽至关重要。


蛋白质和多肽合成类药物具有作用位点专一,疗效明确等优点,近年来,蛋白质和多肽类药物的研究和发展已经成为生物医药领域研究的一个热点。二硫键在维持多肽和蛋白质的空间立体结构及由此决定的生物活性中发挥着重要的作用。二硫键即为蛋白质或多肽分子中两个不同位点Cys的巯基(-SH)被氧化形成的S-S共价键。一条肽链上不同位置的氨基酸之间形成的二硫键,可以将肽链折叠成特定的空间结构。多肽合成的多肽分子通常分子量较大,空间结构复杂,结构中形成二硫键时要求两个半胱氨酸在空间距离上接近。此外,多肽结构中还原态的巯基化学性质活泼,容易发生其他的副反应,而且肽链上其他侧链也可能会发生一系列修饰,因此,肽链进行修饰所选取的氧化剂和氧化条件是反应的关键因素,反应机理也比较复杂,既可能是自由基反应,也可能是离子反应。


鎓盐型缩合试剂反应活性高,速度快,现在使用非常广泛,主要包括:HBTU,TBTU,HATU,PyBOP等。该试剂使用过程中需要添加有机碱,如,二异丙基乙胺(DIEA),N-甲基吗啉(NMM),该试剂加入后,才能活化氨基酸。


多肽的二硫键修饰中,分子内或者分子间一对二硫键的合成通常比较容易,反应条件有多种选择,比如空气氧化,DMSO氧化等温和的氧化过程,也可以采用H2O2,I2,汞盐等激烈的反应条件,反应产物也比较容易纯化分离,得到较高的纯度和产率。


空气氧化法形成二硫键是多肽合成中最经典的方法,并且在早期的研究中取得了较好的结果。采用空气氧化法通常是将巯基处于还原态的多肽溶于水中,在近中性或弱碱性条件下(PH值6.5~10),反应24小时以上。为了降低分子之间二硫键形成的可能,该方法通常需要在低浓度条件下进行。


碘氧化法在多肽合成中应用同样广泛,一般将多肽溶于25%的甲醇水溶液或30%的醋酸水溶液中,逐滴滴加10~15mol/L的碘进行氧化,反应15~40min。当肽链中含有对碘比较敏感的Tyr、Trp、Met和His的残基时,氧化条件要控制的更精确,氧化完后,立即加入维生素C或硫代硫酸钠除去过量的碘。


当一条肽链上需要形成两对或两对以上的二硫键时,反应过程就变得相对复杂。在固相合成多肽之前,需要提前设计几对二硫键形成的顺序和方法路线,选择不同的侧链巯基保护基,利用其性质差异,分步氧化形成两对或多对二硫键。通常采用的巯基保护基有trt、Acm、Mmt、tBu、Bzl、Mob、Tmob等多种基团。我们分别列出两种以2-Cl树脂和Rink树脂为载体合成的多肽上多对二硫键形成路线: