甘氨醯

甘氨醯,多肽的合成是一項很繁雜的工作,要求有旋光性的 α-胺基酸,按一定順序連線起來,又要保持旋光性不變。例如由丙氨酸和甘氨酸兩種胺基酸合成二肽,兩個氨基和兩個羧基的反應活性相差不大。

甘氨醯甘氨酸合成

多肽的合成是一項很繁雜的工作,要求有旋光性的 α-胺基酸,按一定順序連線起來,又要保持旋光性不變。例如由丙氨酸和甘氨酸兩種胺基酸合成二肽,兩個氨基和兩個羧基的反應活性相差不大。

四種產物是甘-甘氨酸,甘-丙氨酸,丙-甘氨酸,丙-丙氨酸;多肽中有肽鍵存在,易發生各種反應,如水解、氨解等,這就要求合成條件必須緩和,也就要對參於反應的氨基、羧基進行“活化”,使反應容易進行;有多個 -NH2 和 -COOH 存在,可能同時參加反應,這就要求把不需要參加反應的 -NH2 和 -COOH 暫時"保護"起來,只留下參加反應的 -NH2 和 -COOH。
一、氨基的保護與羧基的活化
保護氨基:常用氯甲酸苄酯保護,因為反應後,氨基上的苄氧羰基很容易用催化加氫的方法解除保護:

(用Z-NH-表示)
活化羰基:常使 -COOH 轉化成醯氯,酸酐或酯,增強 -COOH 中C 原子上的正電性,利於 -NH2 的親核反應

合成的一般過程為:

例:由丙氨酸和甘氨酸合成二肽甘氨醯丙氨酸

(氯甲酸苄酯) (甘氨酸)

(苄氧碳醯甘氨酸) (苄氧碳醯甘氨醯氯)

(甘氨醯丙氨酸)
若合成長鏈的多肽,需要反覆進行保護 -NH2,活化 -COOH,去保護基等的操作。
用這種方法,在1953年人工合成催產素,由9個胺基酸組成,由半胱氨酸的 -S-S- 連成環狀結構;在1965年,中國合成由51個胺基酸組成的結晶牛胰島素,由 A、B 兩個鏈組成。1979年日本合成的由124個胺基酸組成的牛胰核糖核酸酶
二、固相合成技術
20世紀70年代美國化學家梅里菲爾德(Merrifield R B)發明了一項快速、定量、能連續合成多肽的方法,-固相合成技術,由此他獲得1984年 Noble 化學獎。
1.原理
把要合成的肽鏈的末端胺基酸的羧基以共價鍵的形式與不溶性(固相)高分子樹脂(如氯甲基化的聚苯乙烯小球)相連,形成高分子樹脂為酯基的胺基酸酯;另一氨基保護的胺基酸與之反應,形成肽鍵,脫去氨基保護,再與另一個氨基保護的胺基酸反應,形成第二個肽鍵,重複上述操作,形成第三個,第四個……肽鍵,最後從固相上斷裂下來合成的多肽鏈,得到純淨的多肽。
2.通式

重複2)-3)-4)步操作,接上第三個胺基酸,第四個胺基酸……最後用無水 HF 斷下高分子,得到多肽。
1)是把第一個胺基酸接到樹脂上,2)是脫去 -NH2 保護基,3)是形成第一個肽鍵,即接上第二個胺基酸,4)脫去連在樹脂上的二肽的 -NH2 保護基。
3.固相合成技術的優點
操作簡單,每步產率高;分離純化過程無中間產物損失;容易實現自動化。
三、組合合成(又稱組合化學)
用固相合成技術,經過幾次同步合成,可獲得上百萬個多肽分子。
例:19種氨基受保護的 α-胺基酸分別連結到樹脂上,得到19種與樹脂相連的胺基酸,混合後脫保護,再均分成19份,分別與19種氨基受保護的 α-胺基酸進行反應,得到19×19種與樹脂相連的二肽。這些二肽混合後,脫保護,再分成19份,分別與19種氨基保護的胺基酸反應,可得到19×19×19種與樹脂相連的三肽。如果進行五次重複操作,可得到195種與樹脂相連的五肽(稱為250萬種五肽庫)。用HF斷下樹脂即可得到250萬種五肽。
用三種α-胺基酸進行固相組合合成,可表示如下:

當受體分子和其中的一種肽段形成顯色絡合物時,可通過顯微鏡,甚至用肉眼就能觀察,分離出來,然後用鹽酸胍洗滌去受體分子,再用微量多肽測序儀測定肽鏈胺基酸連線順序,則得到有效的肽鏈,從樹脂上斷下肽鏈,得到需要的肽。一種受體篩選後,將受體洗去,可以再用別的受體篩選。

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