具体合成过程如下:
1. 缓解维护
在合成过程中,首先需要使用一种碱性溶剂(如哌啶)去除氨基的保护基团,从而维护Fmoc柱和单体的稳定性。
2. 激活与交联
随后,接下来的氨基酸的羧基会被激活剂激活。激活后的单体与游离氨基在交联剂的催化下反应,形成肽键。
3. 循环反应
以上两步反应会不断重复,直到整条肽链的合成完成。
4. 洗脱与去保护
根据肽链中残基的不同,需采用不同的脱树脂溶剂以洗脱柱上的产物,其保护基团则通过去保护剂(如TFA)去除。
多肽是一种复杂的大分子,每条序列在物理和化学特性上都有其独特性。有些多肽的合成较为艰难,而即使合成简单的多肽,纯化过程仍然可能会面临挑战。常见的问题是,许多肽在水中不溶,因此在纯化时,这类疏水性肽必须使用非水溶剂或特殊缓冲液,这些溶剂可能不适用于生物实验体系,因此研究人员无法将这些多肽应用于实际目的。以下是关于如何设计多肽的一些建议。
如何降低肽链合成的难度?
1. 缩短序列长度
肽的长度增加往往会导致粗产品的纯度下降。通常,小于15个残基的肽能够获得较高的纯度。当肽链长度增加到20个残基以上时,准确的产品量会成为主要考虑因素。在许多实验中,降低残基数低于20通常可以获得较好的结果。
2. 减少疏水性残基
在距离C端7-12个残基的区域,疏水性残基显著占优的肽往往产生合成困难。这通常被认为是因为合成中形成了β折叠片,导致不完全配对。对于此类问题,适当用极性残基替换或引入甘氨酸(Gly)或脯氨酸(Pro)以改善肽结构可能会有所帮助。
3. 减少“难合成”残基
硫氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)、精氨酸(Arg)及色氨酸(Try)等残基一般较难合成。 serine(Ser)通常可以作为非氧化型Cys的替代。
如何提高肽链的可溶性?
1. 改动N端或C端
对于酸性肽(pH值为7时带负电荷),建议进行N端乙酰化(C端保持自由羧基),以增加负电荷。而对于碱性肽(pH值为7时带正电荷),建议进行N端氨基化(C端氨基化),以增加正电荷。
2. 缩短或加长序列
某些序列可能富含多种疏水氨基酸,如色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)等,当疏水残基超过50%时,通常难以溶解。为提升肽的极性,可以考虑对序列进行加长,或者通过减少疏水残基的数量来降低肽链的长度,从而提高极性。肽链的极性越高,其水溶性也越强。
3. 增加可溶性残基
为某些肽链加入一些极性氨基酸可以改善其可溶性。对于酸性肽,可以在N端或C端添加谷氨酸(Glu-Glu),而对碱性肽则建议添加赖氨酸(Lys-Lys)。如果无法添加带电荷的基团,考虑在N端或C端添加Ser-Gly-Ser。但需注意,如果肽链两端不能更改,则该方法不适用。
4. 通过替换残基改善可溶性
通过对序列中个别残基的改动,可以显著改善肽链的疏水性。比如用甘氨酸(Gly)替代丙氨酸(Ala)等简单的替换,通常效果显著。
5. 采用不同的结构调整序列
如果某个序列能用于制备多条固定长度且相互串联或堆叠的多肽,则可以通过调整各多肽的起始点来实现序列的变更。这一策略有助于在同一多肽内创造亲水与疏水残基间的良好平衡,或将“难合成”残基分布在不同多肽中,从而避免其集聚于同一分子内。
在此背景下,尊龙凯时作为生命科学与生物医药领域的领先者,将对多肽合成及其应用提供更为专业的支持,助力科研人员向更高标准的实验结果迈进。