1.1多肽简介
多肽(peptide)是由alpha;-氨基酸通过脱水缩合形成肽键(-CONH-)连接在一起而的链状化合物,同时也是蛋白质水解过程的中间产物。由两个氨基酸分子脱水缩合而形成的化合物命名为二肽,同理还有三肽、四肽、五肽等命名。通常三个或以上氨基酸分子脱水缩合而形成的化合物都可以称为多肽。多肽常常被用于抗体研究、功能分析、药物研发等领域,其中在药物研发领域应用最广。
多肽分为生物活性多肽和人工合成多肽两种。生物活性多肽主要控制着人体的生长发育、新陈代谢和免疫调节,它使人体处于一种平衡的状态。体内生物活性多肽含量减少后,人体机能会发生重要变化。对于儿童来说,他的生长、发育将变得缓慢,甚至停止,长久下去很可能成为侏儒;对于成年或老年人,他们将会免疫力下降,新陈代谢紊乱,还会内分泌失调,从而导致各种疾病的发生,如失眠、消瘦或浮肿。由于生物活性多肽还可作用于神经系统,因此缺少生物活性多肽就会使人变得动作迟缓,头脑不再聪慧,更主要的是生物活性多肽的减少,会直接导致人体逐渐地出现各部位的全面衰老,并引发各种疾病。虽然人工合成多肽有许多是没有活性的,是需要筛选的,但是近年来人工合成多肽技术迅猛发展,人们已经成功合成出许多优质的、用于各类疾病的合成多肽类药物。
1.2多肽合成方法及原理
多肽合成的顺序一般为从羧基端(C端)向氨基端(N端)合成,多肽合成分为液相合成和固相合成两种方法。
1.2.1多肽液相合成
多肽液相合成通过将单个N-alpha;保护氨基酸反复地加到生长的氨基成份上,合成逐步地进行,通常从合成链的羧基端氨基酸开始,接着的单个氨基酸的连接通过使用DCC,混合炭酐, 或用N-carboxy酐方法实现。Carbodiimide方法包括以DCC做连接剂连接N-和C-保护的氨基酸。重要的是,这种连接剂促接N保护氨基酸自由羧基和C保护氨基酸自由氨基间的脱水缩合,形成肽链。 然而,这种方法因其会发生消旋的副反应,或在强碱环境下形成5(4H)-oxaylones和N-acylurea而受到影响。庆幸的是, 这些副反应可以最小化,但是仍不能完全消除。方法是加入如HoSu或HoBT这样的缩合剂。此外,这个方法也可以用于合成N保护氨基酸的活性酯衍生物。依次产生的活性酯将自发地与任何其他的C保护氨基酸或者肽反应形成新的肽。
1.2.2多肽固相合成
1963年,Merrifield首次提出了多肽固相合成的方法(SPPS),由于该方法合成方便、迅速,很快便成为了多肽合成的首选方法,并且成为多肽有机合成史上的一次革命,发展成为了一支独立的学科固相有机合成。多肽固相合成的发明同时也促进了多肽合成的自动化,世界上第一台真正意义上的多肽合成仪出现于20世纪80年代初期。
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